Les oscilloscopes électroniques et leur utilisation

Dans les oscilloscopes électroniques, vous pouvez observer sur l'écran les courbes de divers processus électriques et impulsionnels, variant en fréquence de quelques hertz à des dizaines de mégahertz.

Les oscilloscopes électroniques peuvent mesurer diverses grandeurs électriques, obtenir une famille de caractéristiques de dispositifs semi-conducteurs, boucles d'hystérésis des matériaux magnétiques, déterminer les paramètres des appareils électroniques, ainsi que réaliser de nombreuses autres études.

Les oscilloscopes électroniques sont reliés à une tension alternative de 127 ou 220 V, avec une fréquence de 50 Hz, et certains d'entre eux, en plus, peuvent être alimentés à partir d'une source de tension alternative de 115 ou 220 V, une fréquence de 400 Hz, soit à partir d'une source de tension constante de 24 V , mise en marche en appuyant sur le bouton « RÉSEAU » (fig. 1).

Riz. 1. Panneau avant de l'oscilloscope électronique C1-72

En tournant les deux boutons correspondants situés dans la partie inférieure gauche du panneau avant de l'appareil, vous pouvez régler la luminosité et la mise au point pour obtenir une petite tache lumineuse avec un contour net sur l'écran, qui ne peut pas rester immobile pendant longtemps , pour éviter d'endommager l'écran du tube cathodique.

Cet emplacement peut être facilement déplacé n'importe où sur l'écran en tournant les boutons près desquels se trouvent des flèches double face. Il est préférable, cependant, avant de connecter l'oscilloscope à une source d'alimentation, d'organiser ses commandes de sorte qu'au lieu d'un point sur l'écran, vous obteniez immédiatement une ligne horizontale brillante à balayer, dont la luminosité, la mise au point et l'emplacement sur l'écran peut être ajusté selon les exigences de l'expérience en tournant les boutons correspondants.

Une tension de test (T) est fournie par un câble de liaison à "INPUT Y", qui fournit son alimentation au diviseur de tension d'entrée commandé par "AMP Y" puis à l'amplificateur de déviation verticale du faisceau. Si auparavant un point fixe brillait sur l'écran, maintenant une bande verticale apparaîtra dessus, dont la longueur est directement proportionnelle à l'amplitude de la tension étudiée.

Allumer le générateur de tension en dents de scie intégré à l'oscilloscope, connecté au tube à faisceau d'électrons via un amplificateur de déviation de faisceau horizontal avec gain ajusté en tournant le bouton de l'interrupteur situé dans le coin supérieur droit du panneau avant de l'appareil, modifie la durée de balayage et veille à ce qu'une image incurvée apparaisse sur votre écran (T).

Dans le cas où avant d'allumer l'oscilloscope, ses commandes étaient réglées sur des positions garantissant l'apparition d'une ligne de nettoyage horizontale, la fourniture de la tension étudiée à "INPUT Y" s'accompagne de l'apparition sur l'écran de la même courbe et vous (T). L'immobilité de la courbe de tension étudiée est obtenue en appuyant sur l'un des boutons de l'unité de synchronisation et en tournant en conséquence les boutons STABILITY et LEVEL. Une échelle transparente recouvrant l'écran CRT facilite les mesures verticales et horizontales nécessaires.

Schéma fonctionnel de l'oscilloscope :

La plupart des oscilloscopes électroniques vous permettent d'appliquer simultanément deux tensions testées aux entrées Y et X, respectivement, si vous avez préalablement appuyé sur le bouton «INPUT X».

Avec deux tensions sinusoïdales de mêmes fréquences et amplitudes, déphasées l'une par rapport à l'autre de a, des figures de Lissajous apparaissent à l'écran (Fig. 2), dont la forme dépend du déphasage α = arcsin B / A,

où B est l'ordonnée du point d'intersection de la figure de Lissajous avec l'axe vertical ; A est l'ordonnée du point haut de la figure de Lissajous.

Riz. 2. Figures de Lissague avec deux tensions sinusoïdales de mêmes fréquences et d'égales amplitudes, déphasées de α.

La présence d'un seul faisceau dans le tube à faisceau d'électrons est un inconvénient important de l'oscilloscope, qui exclut l'observation simultanée de plusieurs processus sur l'écran, ce qui est éliminé en utilisant un interrupteur électronique.

Les commutateurs électroniques à deux canaux ont deux entrées avec une borne commune et une sortie qui se connecte à l'entrée de l'oscilloscope électronique. Lorsque le commutateur fonctionne, ses entrées sont connectées automatiquement une à la fois multivibrateur à l'entrée Y, à la suite de quoi les deux courbes de tension alimentées aux entrées du commutateur sont observées simultanément sur l'écran de l'oscilloscope. Selon la fréquence de découpage des entrées, les courbes sont affichées à l'écran en pointillés ou en traits pleins. Pour obtenir l'échelle souhaitée des courbes, des diviseurs de tension sont installés aux entrées des interrupteurs.

Les commutateurs électroniques à quatre canaux ont quatre entrées bi-clamp avec diviseurs de tension et une sortie qui se connecte à l'entrée Y d'un oscilloscope électronique qui vous permet de voir simultanément quatre courbes à l'écran. Les commutateurs électroniques ont généralement des boutons pour déplacer les formes d'onde de haut en bas sur l'écran de l'oscilloscope, ce qui permet de les positionner en fonction des exigences de l'expérience.

L'observation simultanée de plusieurs courbes est également possible avec les oscilloscopes multifaisceaux, où le tube cathodique comporte plusieurs systèmes d'électrodes qui créent et orientent les faisceaux.

Les oscilloscopes électroniques permettent non seulement d'observer divers processus périodiques stationnaires sur l'écran, mais également de photographier des oscillogrammes de divers processus rapides.

De nos jours, les oscilloscopes analogiques sont remplacés par des oscilloscopes à mémoire numérique, qui ont des capacités fonctionnelles et métrologiques plus sérieuses.

Les oscilloscopes à stockage numérique sont connectés à un ordinateur personnel ou à un ordinateur portable via un port parallèle LPT ou USB et utilisent les capacités d'un ordinateur pour afficher des signaux électriques. La plupart des modèles ne nécessitent pas d'alimentation supplémentaire.

Toutes les fonctions standard de l'oscilloscope sont exécutées à l'aide de programmes spéciaux qui s'exécutent sur un ordinateur, c'est-à-direl'écran de l'ordinateur est utilisé comme écran d'oscilloscope. Ces oscilloscopes ont une sensibilité et une bande passante très élevées.

Riz. 3. Oscilloscope numérique à mémoire ZET 302

Riz. 4. Programme pour travailler avec un oscilloscope numérique

L'oscilloscope numérique de stockage est en fait un accessoire spécial à un ordinateur, il prend beaucoup moins d'espace de travail par rapport aux modèles analogiques, puisque les fonctions de traitement et d'affichage du signal sont transférées à un ordinateur ordinaire. Le fonctionnement d'un oscilloscope à mémoire numérique n'est limité que par le fonctionnement d'un ordinateur.

Le contrôle général de la séquence de fonctionnement des nœuds de l'oscilloscope numérique est effectué par un microprocesseur. Schéma fonctionnel Un oscilloscope numérique contient un certain nombre de composants spécifiques à l'ordinateur. Il s'agit principalement d'un microprocesseur, de circuits de commande numériques et d'une mémoire.

Le logiciel d'oscilloscope numérique peut exécuter de nombreuses fonctions non typiques d'un oscilloscope à faisceau lumineux, telles que la moyenne d'un signal pour le nettoyer du bruit, la transformation rapide de Fourier pour obtenir des spectrogrammes du signal, etc.