Régler calibres et déclenchement
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Régler l'oscilloscope : temps, volts, couplage, déclenchement
La base de temps
Le réglage horizontal fixe la durée d'une division, en suivant la suite 1, 2, 5 : ... 1 ms, 2 ms, 5 ms, 10 ms... L'écran comptant 10 divisions, la durée affichée vaut 10 × le calibre.Exemple : le réseau à 50 Hz
La période vaut T = 1 / 50 = 20 ms.
- À 2 ms/div, l'écran montre 20 ms : exactement 1 période ;
- à 5 ms/div, il montre 50 ms : 2,5 périodes. C'est le bon choix : 2 à 3 périodes à l'écran.
La base de temps règle aussi l'échantillonnage :
La mémoire contient un nombre de points limité. Sur un numérique : fréquence d'échantillonnage = nombre de points / durée affichée.
- 10 000 points sur 10 × 5 ms = 50 ms : 10 000 / 0,05 = 200 kéch/s. Parfait pour le 50 Hz, mais un parasite de 1 µs peut passer entre deux échantillons, espacés de 5 µs.
- 10 000 points sur 10 × 1 s = 10 s : 1 000 éch/s seulement. Le découpage d'un variateur à 4 kHz serait alors victime du repliementVoir chapitre 1 : échantillonné trop lentement, un signal fait apparaître une fausse fréquence plus basse. !
Surveiller la fréquence d'échantillonnage réelle, affichée par l'appareil ou le logiciel
Sur un oscilloscope USB, le nombre de points se choisit dans le logiciel : plus il est grand, plus l'échantillonnage reste rapide sur une longue durée.Les réglages de ce chapitre existaient déjà sur les oscilloscopes analogiquesChaque réglage y avait son bouton : DURÉE/DIV, SENSIBILITÉ/DIV, couplage, seuil et mode de synchronisation, mode Y. Les numériques les ont gardés, en boutons ou en menus :
: seuls les noms ont un peu changé.
Le calibre vertical
Le réglage vertical fixe la tension d'une division, en V/div ou mV/div, toujours dans la suite 1, 2, 5. Sur certains oscilloscopes USB, il s'exprime en pleine échelle : une gamme de ±5 V couvre toute la hauteur de l'écran, de −5 V à +5 V.Exemple : un 24 V alternatif de commande
Umax = 24 × √2 ≈ 34 V, soit 68 V crête à crête. Sur 8 divisions :
- 10 V/div : l'écran couvre 80 V, le signal occupe 6,8 divisions. Idéal.
- 20 V/div : 3,4 divisions. Lisible, mais la résolution est divisée par deux.
- 5 V/div : l'écran ne couvre que 40 V. Le signal est écrêté : ses sommets sortent de l'écran, et les mesures de Umax ou de tension crête à crête deviennent fausses.
La position déplace la trace verticalement. Un repère sur le bord gauche de l'écran indique le 0 V de chaque voie : le repérer avant toute mesure.
Ne jamais dépasser la tension maximale d'entréeIndiquée près des prises BNC ou dans la notice, par exemple ±100 V. Au-delà, avec ou sans écrêtage à l'écran, l'entrée peut être détruite. Une sonde x10 multiplie cette limite, dans la limite de sa propre tension nominale. de l'appareil : l'écrêtage à l'écran n'est pas une protection !
Couplage DC ou AC
- DC : tout passe, la composante continue comme l'alternative. C'est le réglage par défaut.
- AC : un condensateur en série supprime la composante continue (la valeur moyenne). Seules les variations restent.
Les pièges du couplage AC :
- Il efface la valeur moyenne : ne jamais y mesurer une tension continue. Un carré de 0 à 5 V y apparaît centré, de −2,5 à +2,5 V.
- C'est un filtre : en dessous de quelques hertzLa fréquence de coupure dépend de l'appareil, souvent autour de 1 à 10 Hz. En dessous, l'amplitude diminue et la forme se déforme., il déforme le signal. Un carré lent voit ses paliers s'incliner.
Le déclenchement : seuil et front
L'oscilloscope rafraîchit son écran plusieurs fois par seconde. Pour obtenir une image stable, chaque acquisition doit commencer au même endroit du signal. Sinon, les traces se décalent et l'image défile.Pour se le représenter :
Photographier un manège : pour que toutes les photos soient identiques, il faut appuyer à chaque fois quand le même cheval passe devant soi. Le déclenchement choisit le cheval.
Photographier un manège : pour que toutes les photos soient identiques, il faut appuyer à chaque fois quand le même cheval passe devant soi. Le déclenchement choisit le cheval.
- Le seuil est la tension qui déclenche l'acquisition ;
- le front précise le sens de passage : montant ou descendant.
Un numérique garde aussi les échantillons d'avant le déclenchement : c'est le pré-déclenchement (zone jaune). Pour une panne, on voit ainsi ce qui s'est passé juste avant l'incident.
Modes et source de déclenchement
| Mode | Sans déclenchement | Usage |
|---|---|---|
| Auto | Affiche quand même, la trace peut défiler | Trouver un signal, voir une tension continue |
| Normal | Attend, garde la dernière image | Signal irrégulier ou intermittent |
| Monocoup Single | Une seule acquisition, puis arrêt | Événement unique : démarrage, coupure, rebond |
Exemple : le rebond d'un contact
Un bouton poussoir alimente une entrée en 24 V. À la fermeture, le contact rebondit pendant quelques millisecondes : l'entrée voit plusieurs impulsions au lieu d'une.
Réglages : 10 V/div, 1 ms/div, seuil 12 V, front montant, mode Monocoup, pré-déclenchement de 10 %. On appuie sur le bouton : l'écran fige les rebonds. Un compteur d'automate trop rapide pourrait les compter comme plusieurs appuis !
La source :
- Voie A, B, C, D : le cas général, déclencher sur la voie observée ;
- EXT : une entrée dédiée reçoit le signal de synchronisation ;
- Secteur, sur les modèles qui le proposent : déclenchement sur le 50 Hz qui alimente l'appareil, pratique pour les signaux liés au réseau.
Méthode face à un signal inconnu
La touche Autoset règle tout en une seconde. Pratique, mais elle se trompe sur un signal bruité, très lent ou composé de plusieurs fréquences. Il faut savoir s'en passer :- Sécurité : où va la pince de masse de la sonde ? (chapitre 4) Sonde x10 déclarée à l'appareil ?
- Couplage DC, calibre large (10 V/div ou gamme maximale), mode Auto.
- Repérer le 0 V de la voie.
- Base de temps selon la fréquence attendue : 5 ms/div pour du 50 Hz. Fréquence inconnue ? Commencer lentement, puis accélérer.
- Réduire le calibre jusqu'à remplir l'écran, sans écrêter.
- Déclenchement : source = voie mesurée, seuil au milieu de l'amplitude, front montant. Passer en Normal si l'image reste instable.
- Lire les mesures automatiques, et les vérifier d'un coup d'œil sur les divisions.
Pour se le représenter :
Comme un appareil photo en manuel : la base de temps cadre, le calibre zoome, le déclenchement fait la mise au point. L'Autoset, c'est le mode automatique : bien pour débuter, trompeur dans les cas difficiles.
Comme un appareil photo en manuel : la base de temps cadre, le calibre zoome, le déclenchement fait la mise au point. L'Autoset, c'est le mode automatique : bien pour débuter, trompeur dans les cas difficiles.
Bien réglé, l'écran montre la déformation de la tension relevée sur un transformateur démontable, là où un multimètre n'aurait donné qu'un chiffre (vidéo dans le cours Transformateurs).
Invité, affichez le quiz :
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