Qu'est-ce qu'un oscilloscope?

Un oscilloscope typique est une boîte rectangulaire avec un petit écran, de nombreux connecteurs d’entrée, des boutons de commande et des boutons sur le panneau avant. Pour faciliter la mesure, une grille appelée le graticule est dessinée sur la face de l'écran. Chaque carré du graticule est appelé division. Le signal à mesurer est transmis à l'un des connecteurs d'entrée, qui est généralement un connecteur coaxial tel qu'un type BNC ou N. Si la source de signal possède son propre connecteur coaxial, un simple câble coaxial est utilisé. sinon, un câble spécialisé appelé sonde à oscilloscope fourni avec l'oscilloscope est utilisé.

Dans son mode le plus simple, l’oscilloscope trace de manière répétée une ligne horizontale appelée trace au centre de l’écran, de gauche à droite. L'un des contrôles, le contrôle de base de temps, définit la vitesse à laquelle la ligne est tracée et est étalonné en secondes par division. Si la tension d'entrée s'éloigne de zéro, la trace est déviée vers le haut ou vers le bas. Un autre contrôle, le contrôle vertical, définit l’échelle de la déviation verticale et est calibré en volts par division. La trace résultante est un graphique de la tension en fonction du temps (le présent est tracé à une position variable, le dernier passé à gauche, le moins récent à droite).

Si le signal d'entrée est périodique, une trace presque stable peut être obtenue simplement en réglant la base de temps sur la fréquence du signal d'entrée. Par exemple, si le signal d'entrée est une onde sinusoïdale de 50 Hz, sa période est de 20 ms. Il convient donc d'ajuster la base de temps de sorte que le temps entre balayages horizontaux successifs soit de 20 ms. Ce mode s'appelle balayage continu. Malheureusement, la base de temps d'un oscilloscope n'est pas parfaitement précise et la fréquence du signal d'entrée n'est pas parfaitement stable. Par conséquent, le tracé dérivera sur l'écran, ce qui rendra les mesures difficiles.

Pour fournir une trace plus stable, un oscilloscope a une fonction appelée déclencheur. Cela provoque la pause de l'oscilloscope après avoir atteint le côté droit de l'écran et attend un événement spécifié avant de revenir au côté gauche de l'écran et de tracer la trace suivante.

L'effet consiste à resynchroniser la base de temps sur le signal d'entrée, évitant ainsi une dérive horizontale de la trace. Les circuits de déclenchement permettent l'affichage de signaux non périodiques tels que des impulsions uniques, ainsi que des signaux périodiques tels que des ondes sinusoïdales et des ondes carrées.

Les types de déclencheurs comprennent:

• déclencheur externe, impulsion provenant d’une source externe connectée à une entrée dédiée de l’étendue.
• déclenchement sur front, un détecteur de front qui génère une impulsion lorsque le signal d'entrée croise une tension de seuil spécifiée dans une direction spécifiée.
• déclencheur vidéo, un circuit qui extrait des impulsions de synchronisation de formats vidéo tels que PAL et NTSC et déclenche la base de temps sur chaque ligne, une ligne spécifiée, chaque champ ou chaque image. Ce circuit se trouve généralement dans un dispositif de contrôle de forme d'onde.
• déclenchement retardé, qui attend un délai spécifié après un déclenchement de bord avant de commencer le balayage. Aucun circuit de déclenchement n'agissant instantanément, il y a donc toujours un certain délai, mais un circuit de délai de déclenchement étend ce délai à un intervalle connu et réglable.

La plupart des oscilloscopes vous permettent également de contourner la base de temps et d’alimenter un signal externe dans l’amplificateur horizontal. C'est ce qu'on appelle le mode XY. Il est utile pour visualiser la relation de phase entre deux signaux, ce qui est couramment fait dans l'ingénierie de la radio et de la télévision. Lorsque les deux signaux sont des sinusoïdes de fréquence et de phase variables, la courbe résultante est appelée courbe de Lissajous.

Certains oscilloscopes ont des curseurs, des lignes qui peuvent être déplacées sur l'écran pour mesurer l'intervalle de temps entre deux points ou la différence entre deux tensions.

La plupart des oscilloscopes ont deux canaux d'entrée ou plus, ce qui leur permet d'afficher plus d'un signal d'entrée à l'écran. En règle générale, l'oscilloscope dispose d'un ensemble distinct de commandes verticales pour chaque canal, mais d'un seul système de déclenchement et d'une seule base de temps.

Un oscilloscope à base de temps double possède deux systèmes de déclenchement permettant de visualiser deux signaux sur des axes temporels différents. Ceci est également appelé mode "grossissement". L'utilisateur intercepte le signal complexe souhaité à l'aide d'un paramètre de déclenchement approprié. Ensuite, il active les fonctions "grossissement", "zoom" ou "double base de temps", et peut déplacer une fenêtre pour examiner les détails du signal complexe.

Parfois, l'événement que l'utilisateur souhaite voir peut ne se produire qu'occasionnellement. Pour capturer ces événements, certains oscilloscopes sont des "étendues de stockage" qui conservent le balayage le plus récent à l'écran.

Certains oscilloscopes numériques peuvent balayer à une vitesse aussi lente qu'une fois par heure, en émulant un enregistreur graphique à bandes. C'est-à-dire que le signal défile sur l'écran de droite à gauche. La plupart des oscilloscopes sophistiqués passent d'un mode de balayage à un graphique à bandes complètement autour d'un balayage toutes les dix secondes. En effet, sinon, la portée semble brisée: elle collecte des données, mais le point ne peut pas être vu.