www.radartutorial.eu www.radartutorial.eu Les Principes du Radar

Oscilloscope

Figure 1 : Tube cathodique 8LO4I d'un ancien oscilloscope

Figure 1 : Tube cathodique 8LO4I d'un ancien oscilloscope

Oscilloscope

L’oscilloscope est un tube cathodique qui sert à transformer les variations cycliques d’un signal électrique en une oscillation sur son écran. Pour y arriver, un faisceau d'électrons est dirigé vers la surface interne avant du tube. Celle-ci est recouverte d’une couche phosphorescente qui réémet de la lumière dans le spectre visible au point touché. L'énergie cinétique des électrons est ainsi convertie en un point lumineux. Les électrons sont déviés par un électro-aimant, dont l’intensité verticale et horizontale suit les variations du signal à afficher et d’un signal de contrôle temporel.

Le principe est pratiquement le même que celui d’un écran de télévision ou d’ordinateur. Les balayages dans ce dernier suivent une séquence fixe, ligne par ligne et de haut en bas, pour éclairer l’écran avec une intensité variable du faisceau d’électron. Par contre, dans l'oscilloscope le faisceau est dévié de gauche à droite en fonction du signal à mesurer et l'intensité est constante.

Figure 2 : Oscilloscope moderne R&S®RTC1000 avec écran plat
(Avec l'aimable autorisation de Rohde & Schwarz)

Figure 2 : Oscilloscope moderne R&S®RTC1000 avec écran plat
(Avec l'aimable autorisation de Rohde & Schwarz)

Les oscilloscopes plus modernes utilisent un écran plat, semblable à celui d'un ordinateur. Un processeur fonctionne également dans l'appareil, qui génère une image vive à partir du signal de mesure. Ses fonctions sont déterminées par le logiciel utilisé dans l'instrument. Cela rend également ces oscilloscopes modernes plus polyvalents.

Presque chaque oscilloscope à tube cathodique possède deux modes de fonctionnement : Fonctionnement normal et Fonctionnement X -Y.

Fonctionnement normal
Normalbetrieb

Figure 3 : Oscilloscope en fonctionnement normal.

Dans ce mode de fonctionnement, les électrons se déplacent de façon uniforme à partir de la gauche vers la droite. La durée d’un passage peut être réglée de quelques microsecondes à quelques secondes. La position verticale du faisceau est commandée par le signal qui doit être examiné : la position sur l'écran est directement proportionnelle à la valeur instantanée de la tension d'entrée. Le facteur de proportionnalité, à savoir la plage de tension qui est affichée à l'écran, est réglable du millivolt au volt.

L'image obtenue sur l'écran est une représentation temporelle de la tension d'entrée (diagramme tension-temps). Lorsque le signal est périodique (par exemple variant sinusoïdalement), il est possible de le synchroniser avec le mouvement horizontal du faisceau d'électrons. Pour ce faire, l’appareil peut commencer à afficher à l'extrémité gauche de l'écran lorsqu’un signal de déclenchement est reçu (le « déclencheur »). Celui-ci est simplement une comparaison entre la tension du signal et un seuil interne réglable (par exemple entre 0 volt et 5 volts). Il peut s’agir également d’un changement de signe de - à + (ou vice-versa) de la tension.

Cependant, lorsque l’onde passe par le seuil de déclenchement plusieurs fois, le résultat est une superposition déphasée. Comme alternative au déclenchement interne, un signal externe peut servir à contrôler le balayage de gauche à droite.

Fonctionnement X -Y
Lissajousfigur

Figure 4 : Lissajous

Le fonctionnement X-Y est l’application d’un signal dans la direction X (horizontal) et d’un autre dans la direction Y. Cela permet d’afficher une variable en fonction d'une autre (par exemple, le courant versus la tension). Encore une fois, il est possible de varier la gamme d’intensités dans les deux directions de façon indépendante mais il n’y a pas de déclencheur dans ce mode.

En plus des paramètres déjà mentionnés, vous pouvez toujours définir la position absolue de l'image sur l'écran (décalages X et Y) et la focalisation du faisceau, ou varier son intensité.

D’autres options sont souvent disponibles, selon le type d’oscilloscopes. Le manuel d’utilisation donne les détails à ce sujet.