[vc_btn title= »Je veux mes 20 premières fiches de révision gratuitement ! » style= »3d » color= »green » align= »center » i_icon_fontawesome= »fa fa-line-chart » button_block= »true » add_icon= »true » link= »url:http%3A%2F%2Flicence-eea.fr%2Fcadeaux%2F||| »]

.

Objectifs

.

Les principaux objectifs de cet articles sont :

  • Savoir utiliser un oscilloscope
  • Savoir utiliser la documentation technique afin de déterminer les différentes caractéristiques techniques des appareils de mesure
  • Comprendre les différentes étapes de la transformation d’un signal sinusoïdal en signal continu

.

Présentation de l’oscilloscope

.

Rôle de l’oscilloscope

Un oscilloscope est un instrument utilisé afin de visualiser soit des tensions électriques, soit d’autres grandeurs physiques (pinces ampèremétrique par exemple) préalablement transformées en tension au moyen d’un convertisseur adapté. L’oscilloscope affiche une courbe de rendu appelée oscillogramme.
Cette courbe trace la tension u(t) relevée en fonction du temps. L’expérimentateur peut visualiser cette courbe, en temps réel, sur l’écran.

L’oscilloscope est un instrument de mesure avancé pour les débutants, certaines fonctionnalités avancées ne seront sans doute jamais utilisées par celui-ci. Mais, elles peuvent être ignorés afin d’uniquement utiliser les fonctionnalités de bases.

Tout d’abord, comme le multimètre, on distingue les oscilloscopes analogiques des numériques.

.

Oscilloscope analogique

L’oscilloscope analogique utilisent directement un multiple de la tension d’entrée pour produire la déviation du spot. Le spot est une tache lumineuse affichée au centre de l’oscilloscope. Voici une représentation de celui-ci :

Spot
Source : http://www.physchim.info/webphy/physique_moderne/physique_particules/focalisation_faisceaux_particules/focalisation_faisceaux_particules.html

L’oscilloscope analogique ne permet généralement que l’observation de tensions périodiques. Le signal à mesurer est visualisé sur un tube cathodique généralement vert. Voici un exemple d’oscilloscope analogique :

Oscilloscope analogique
Source : https://fr.wikipedia.org/wiki/Oscilloscope

.

Oscilloscope numérique

Contrairement à l’oscilloscope analogique, l’oscilloscope numérique, comme son nom l’indique, numérise via un convertisseur analogique-numérique (CAN) le signal à visualiser. Pour faire simple, il convertit la tension d’entrée en nombre. Étant donné que vous serez très certainement amené à travailler sur des oscilloscopes numériques, l’étude sera centrée sur ceux-ci. Voici un exemple d’oscilloscope numérique :

Oscilloscope numérique
Source : https://www.distrame.fr/fr/catalog/Oscilloscope-numerique-4-voies-200-MHz-2-Gech-s-2-500-points,58826.html

 

Remarque : Visualiser les grandeurs physiques sur des écrans à cristaux liquides, rend ces appareils faciles à déplacer et beaucoup moins gourmands en énergie.

Oscilloscope USB
Source : http://www.powerelectronics.com/blog/first-100mss-open-source-oscilloscope-ipad-android-and-pc

De nos jours il n’est plus nécessaire d’acheter un oscilloscope de cette qualité pour pouvoir visualiser des tensions ou des courants électriques. Il existe des oscilloscopes comme sur l’illustration à gauche permettant la visualisation du signal via un ordinateur ou tablette.

 

 

 

Les principales caractéristiques à prendre en compte sont :

  • la résolution du convertisseur analogique-numérique
  • la fréquence d’échantillonnage en Mé/s (mégaéchantillons par seconde) ou Gé/s (gigaéchantillons par seconde)
  • la profondeur mémoire

.

Présentation de l’appareil

Qu’il soit analogique ou numérique, l’oscilloscope est équipé d’un écran sur lequel s’affiche la forme de la tension envoyée sur son entrée. La plupart des oscilloscopes sont équipés de deux entrées (voies) qui permettent de visualiser simultanément deux tensions. Les différentes voies sur l’oscilloscope numérique précédent sont encadrées en rouge :

Voies oscilloscope

Chaque voie de l’oscilloscope est communément connectée à un connecteur BNC (Bayonet Neill-Concelman) comme ci-dessous :

Connecteur BNC
Source : http://spcgaylu.pagesperso-orange.fr/oscillo.html

 

 

Connecteur BNC
Source : https://www.jlelectroniq2.com/connecteurs-bnc-c102x3049535

 

 

 

 

 

 

 

.

.

Remarque : Lors d’une utilisation simultanée des deux entrées, il est nécessaire d’être très attentif au raccordement. En effet, les bornes noires des deux entrées sont reliées en interne, elles sont appelées bornes communes ou masse, elles servent de potentiel de référence.

.

Entrée différentielle

Pour palier le problème que l’on vient de remarquer précédemment, il est possible d’utiliser des oscilloscopes à entrées différentielles intégrées ou des sondes différentielles. Ces appareils ont pour but d’assurer l’isolation galvanique (avec des optocoupleur par exemple) entre les différents potentiels de mesure sur le circuit et les potentiels de l’oscilloscope (entrée et masse).

.

Mesure des caractéristiques du signal

Enfin, l’oscilloscope permet d’obtenir différentes caractéristiques du signal observé comme :

  • l’amplitude du signal
  • la valeur de crête à crête
  • la valeur efficace
  • la période
  • la fréquence
  • la FFT (transformation rapide de Fourier)
  • etc…

De même, il est possible de déterminer d’autres grandeurs comme le déphasage avec les outils de mesure internes de l’oscilloscope.

.

Les principaux systèmes d’un oscilloscope

Un oscilloscope est constitué de quatre systèmes principaux : le système vertical, le système horizontal, le système de déclenchement et le système d’affichage.

.

Le système vertical

Le système vertical, situé en ordonné, permet d’ajuster l’échelle du potentiel (tension) du signal mesuré. Il est composé d’un certain nombre de divisions auxquelles on appose une valeur de potentiel. Voici un exemple :

Composante verticale oscilloscope

Ici, l’écran de l’oscilloscope comporte huit divisions verticales et chacune équivaut à un volt, on pourra au maximum mesurer un signal crête-crête de huit volts et on dira que l’échelle verticale est ajustée à un volt par division. En augmentant l’échelle verticale (tourner molette vers la gauche), on augmente le nombre de volt par division (comme sur l’illustration précédente) sans modifier l’échelle sur l’axe horizontal. De la même manière si l’on effectue l’action inverse.

Remarque : Dans le cas où la tension mesurée est nulle, elle est représenté par un symbole de mise à la terre ou tout autre moyen pouvant indiquer que le potentiel est nul en ce point (0V, GD).

Le couplage du signal d’entrée peut-être choisi soit en couplage continu CC (ou DC), soit en couplage alternatif CA (ou AC). Le couplage CC permet d’observer le signal dans sa totalité (continu et alternatif) tandis que le couplage en CA ne permet d’observer que la composante variable (valeur moyenne nulle).

[wp-svg-icons icon= »exit » wrap= »i »] Ce sujet est abordé en détail dans l’article sur l’électricité

.

Le système horizontal

Le système horizontal, quant à lui est situé en abscisse et permet d’ajuster l’échelle de temps de la visualisation du signal mesuré. Comme le système vertical, il se compose d’un certain nombre de division auxquelles on appose une valeur de durée. Prenons le même exemple, pris plus haut :

Composante horizontale oscilloscope

Ici, l’écran de l’oscilloscope comporte dix divisions horizontales et chacune équivaut à une milliseconde, on visualisera dix millisecondes du signal. En diminuant l’échelle horizontale (tourner molette à droite), on diminue l’échelle du temps par division (comme sur l’illustration précédente) sans modifier l’échelle de l’axe vertical. De la même manière si l’on effectue l’action inverse.
.

Mode XY

Le système horizontal peut également représenté une tension mais uniquement si le mode XY est activé. Ce mode permet de :

  • visualiser un déphasage entre deux tensions sinusoïdales
  • visualiser des caractéristiques de dipôle, à condition qu’une des tensions soit l’image du courant qui traverse le dipôle
  • générer une courbe « couple en fonction de la vitesse de rotation », permettant de tracer la caractéristique d’un moteur électrique asynchrone

Remarque : Le mode XY est également utilisé pour visualiser les pertes par hystérésis.

.

Le système de déclenchement

Le système de déclenchement, communément appelé « trigger », permet d’assurer une relation entre le signal à mesurer et le générateur de balayage afin que le spot lumineux démarre toujours au même endroit de l’écran.

Dans le cas où cette synchronisation n’est pas assurée, on retrouve sur l’écran plusieurs traces du même signal non superposable. Voici un exemple :

Trigger

Pour fonctionner, ce système requiert un signal de déclenchement qui peut être aussi bien le signal étudié lui-même qu’un signal externe. La synchronisation se réalise en choisissant le niveau de ce signal de déclenchement.

.

[vc_cta h2= »Recevez GRATUITEMENT » txt_align= »center » color= »green » add_button= »bottom » btn_title= »Cliquez ici pour TOUT recevoir » btn_style= »3d » btn_color= »green » btn_size= »lg » btn_align= »center » btn_i_icon_fontawesome= »fa fa-graduation-cap » btn_css_animation= »fadeInDown » btn_button_block= »true » btn_add_icon= »true » btn_link= »url:http%3A%2F%2Flicence-eea.fr%2Fcadeaux%2F||| » css= ».vc_custom_1493220660847{background-color: rgba(255,255,255,0.1) !important;*background-color: rgb(255,255,255) !important;} »]

[wp-svg-icons icon= »checkbox-checked » wrap= »i »] 20 fiches de révision

[wp-svg-icons icon= »checkbox-checked » wrap= »i »] 2 annales corrigées

[wp-svg-icons icon= »checkbox-checked » wrap= »i »] un accès au groupe privé

[wp-svg-icons icon= »checkbox-checked » wrap= »i »] une notification lors de chaque publication d’article de cours

[/vc_cta][vc_empty_space height= »60″]


Rémi Fonvieille
Rémi Fonvieille

Je m’appelle Rémi Fonvieille, je suis actuellement en troisième année de Licence Electronique, Energie électrique et Automatique (EEA).
Je suis de nature passionné par les nouvelles technologies et le développement personnel. J’ai longtemps voulu être pilote de chasse car également passionné par le vol en lui-même. Mais j’ai abandonné cette voie car je préférais apprécier ce moment en tant que passe-temps et activité à part entière. Transformer une passion en travail n’est pas vraiment ce que je veux. Si je pratique ce que j’aime, je veux être libre de faire ce que je veux sans ordre ou compte à rendre à qui que ce soit. Lorsque je fais quelque chose qui me tiens à cœur, je ne veux pas qu’il y ait de contrainte. Un travail est une contrainte… surtout à l’armée. Voler n’est pas un travail mais une passion.
Pour en revenir à mon cursus scolaire, j’ai suivis un cursus général jusqu’à ma première. Puis je me suis dirigé vers une formation scientifique S-SVT jusqu’à mon baccalauréat. Ensuite, j’ai pris le chemin de la fac, j’ai suivis une formation dans la Physique-Chimie sans trop savoir où je me dirigeais. Étant donné que les trois premiers semestres sont communs, j’ai suivis le chemin qu’il m’était proposé. Puis, j’ai choisis de prendre la voie EEA. Après mes trois années de licence EEA, j’aimerai continuer en master EEA dans la robotique ou l’automatique en général. Dans les deux cas, le secteur est très prometteur. Les applications sont énormes autant dans le secteur public que privé.
Parlons un peu de ce blog étudiant. A l’instant où j’écris ces quelques lignes, je suis le seul et l’unique à avoir eu l’idée de faire un blog et j’en suis assez fier. J’ai créé ce blog dans l’optique de partager le contenu de mes trois années d’études. Le contenu ici présent est sous forme d’articles de cours explicatif (ou récapitulatif) notamment dans le but que tu obtiennes ta licence. Je mets à disposition librement et gratuitement la plupart de mon contenu car j’adore partager mes connaissances.
J’ai longtemps fait des cours particuliers (ou cours à domicile) dans l’optique d’avoir un peu de sous. Mais je n’avais pas l’impression de réellement travailler car expliquer des termes, théorèmes, notions, etc… que l’on maitrise déjà n’est pas vraiment du travail. Alors, je me suis dit, pourquoi pas mettre à plat tout ce que j’ai appris, l’uploader sur internet afin de toucher plus de personnes, aider plus de monde et rendre service à tout moment de la journée. Le blogging est devenue une activité à part entière car mine de rien, cela prend énormément de temps de concevoir un site internet de qualité, créer du contenu de qualité, faire de la pub, échanger avec d’autres étudiants.

Leave a Reply

Your email address will not be published.