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Fiche méthode — Régler et lire un oscilloscope

À quoi ça sert ? L'oscilloscope trace une tension en fonction du temps. Tu y mesures une période T, une fréquence f, une tension maximale, ou un retard Δt entre deux signaux. Cette fiche décrit l'oscilloscope de la salle, un RIGOL DS1102CD à deux voies.

1. La face avant

Face avant du RIGOL DS1102CD : les repères 1 à 9 sont décrits juste en dessousFace avant du RIGOL DS1102CD : les repères 1 à 9 sont décrits juste en dessous

  1. L'écran. Il affiche les courbes et, en bas, les réglages de chaque voie.
  2. Les touches de menu. Chacune choisit la ligne du menu affichée à côté d'elle.
  3. Le bouton multifonction ↺. Il déplace les curseurs.
  4. Measure et Cursor. Ces touches ouvrent les mesures automatiques et les curseurs.
  5. AUTO et RUN/STOP. AUTO lance le réglage automatique. RUN/STOP fige l'image.
  6. VERTICAL. Pour chaque voie, SCALE règle la hauteur de la courbe et POSITION règle sa place.
  7. HORIZONTAL. Ce bloc règle le temps. SCALE règle les secondes par division.
  8. TRIGGER. Ce bloc règle le déclenchement, qui immobilise la courbe.
  9. Les entrées CH1 et CH2. Tu y branches un câble par voie.

2. Obtenir une courbe immobile, en six gestes

L'écran est quadrillé : 12 carreaux en largeur, 8 en hauteur. Chaque carreau s'appelle une division.

Geste 1 — Brancher

Branche le premier signal sur l'entrée CH1, et le second sur CH2.

Les masses des deux câbles sont reliées dans l'appareil. Elles ont donc le même 0 V.

Geste 2 — Démarrer

Appuie sur AUTO. L'oscilloscope choisit seul un premier réglage, que tu affines ensuite.

Geste 3 — Régler chaque voie

Appuie sur CH1. La touche s'allume et le menu de cette voie s'ouvre.

Tourne SCALE du bloc VERTICAL jusqu'à ce que la courbe occupe 3 à 6 divisions en hauteur, sans sortir de l'écran. Tourne POSITION pour la placer.

Recommence avec CH2.

Geste 4 — Régler le temps

Tourne SCALE du bloc HORIZONTAL.

Pour mesurer une période, garde 2 à 5 périodes à l'écran. Pour mesurer un retard, garde les deux salves à l'écran.

Geste 5 — Immobiliser la courbe

Le tracé repart chaque fois que le signal de la voie choisie franchit un niveau de tension. Ce réglage s'appelle le déclenchement.

Si la courbe défile, appuie sur MENU du bloc TRIGGER, puis règle Source sur CH1 avec les touches de menu. Tourne ensuite LEVEL jusqu'à ce que la courbe s'arrête. En haut à gauche, l'écran affiche alors T'D.

Avec un signal permanent, comme une sinusoïde, appuie sur 50 %. Le niveau se place alors au milieu du signal. Avec des salves, règle le niveau un peu au-dessus du bruit.

Geste 6 — Figer

Appuie sur RUN/STOP. La touche passe au rouge, l'écran affiche STOP et la courbe ne bouge plus. Appuie de nouveau pour relancer le tracé.

3. Lire l'écran, puis mesurer un retard aux curseurs

En bas de l'écran, « CH1 = 200mV » veut dire 200 mV par division sur la voie 1, et non la tension du signal.

Deux salves à l'écran : les curseurs A et B sont placés au début de la salve de chaque voieDeux salves à l'écran : les curseurs A et B sont placés au début de la salve de chaque voie

  1. Appuie sur Cursor.
  2. Avec les touches de menu, règle Mode sur Manual, Type sur X et Source sur CH1. Deux curseurs verticaux, A et B, apparaissent.
  3. Appuie sur la touche CurA, puis tourne le bouton ↺ pour placer A au tout début de la salve de la voie 1.
  4. Appuie sur la touche CurB, puis tourne le bouton ↺ pour placer B au tout début de la salve de la voie 2.
  5. Lis ΔX en haut à droite de l'écran. C'est le retard Δt entre les deux salves, ici 1,20 ms.

Les curseurs bougent seulement si le menu Cursor est affiché. Si A et B encadrent une seule période, 1/ΔX donne directement la fréquence. Si tu règles Type sur Y, les curseurs deviennent horizontaux et ΔY mesure une tension.

4. Mesurer au quadrillage

Compte les divisions, puis multiplie par le réglage écrit en bas de l'écran.

Une sinusoïde sur l'écran : deux périodes occupent 10 divisions, la tension maximale 3 divisionsUne sinusoïde sur l'écran : deux périodes occupent 10 divisions, la tension maximale 3 divisions

La période

Mesure plusieurs périodes d'un coup, car c'est plus précis.

2T=10 divisions×5 μs=50 μs2T = 10 \text{ divisions} \times 5\ \mu\text{s} = 50\ \mu\text{s} T=50 μs2=25 μs=2,5×10−5 sT = \dfrac{50\ \mu\text{s}}{2} = 25\ \mu\text{s} = 2{,}5 \times 10^{-5}\ \text{s} f=1T=4,0×104 Hz, soit 40 kHzf = \dfrac{1}{T} = 4{,}0 \times 10^{4}\ \text{Hz}, \text{ soit } 40\ \text{kHz}

La tension maximale

Compte les divisions depuis le repère 0 V de la voie.

Umax=3 divisions×0,5 V=1,5 VU_{max} = 3 \text{ divisions} \times 0{,}5\ \text{V} = 1{,}5\ \text{V}

5. Les mesures automatiques

Appuie sur Measure, puis règle Source sur CH1. Pour une fréquence ou une période, choisis Time, puis Freq ou Period. Pour une tension maximale, choisis Voltage, puis Vmax.

La valeur s'écrit en bas de l'écran, par exemple Freq(1)=40.00kHz. La touche Clear efface les mesures.

Si la valeur s'écrit *****, l'appareil ne sait pas mesurer ce signal. C'est le cas avec des salves, donc mesure-les avec les curseurs.

6. Quand ça ne marche pas

Ce que tu voisCe que tu fais
Aucune courbeAllume la voie avec sa touche, vérifie l'entrée du câble, puis appuie sur AUTO.
Une courbe a disparuTu as éteint la voie en appuyant une deuxième fois sur sa touche. Appuie encore dessus.
La courbe défileReprends le geste 5 : règle Source sur la bonne voie, puis tourne LEVEL.
La courbe sort de l'écranTourne SCALE (VERTICAL) vers une valeur plus grande, puis recentre avec POSITION.
Plus rien ne bougeL'écran affiche STOP. Appuie sur RUN/STOP.
Les curseurs ne bougent pasAffiche le menu Cursor, puis appuie sur CurA ou CurB avant de tourner ↺.
Une tension 10 fois trop forteAppuie sur la touche de la voie, puis règle Probe sur 1X.

D'après la notice RIGOL de la série DS1000.