Mesures avec un oscilloscope

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L'oscilloscope cathodique ou numérique permet des mesures de tensions, de fréquences et de phase. En général la précision des mesures est faibles (au mieux 5 %).

Pour les mesures de tension l'impédance d'entrée est élevée (1 MΩ en parallèle avec 30 pF).
Pour les hautes fréquences l'impédance diminue et il faut utiliser une sonde compensée pour diminuer les effets capacitifs.

La base de temps étant étalonnée avec une précision de quelques %, il est possible de faire une détermination de la fréquence du signal.

Avec un oscilloscope bi-courbes ou doté d'un amplificateur horizontal étalonné il est aussi possible de déterminer la différence de phase entre deux signaux de même fréquence.

dephasage
Comme une période entière du signal (longueur m sur l'écran) correspond à un déphasage de 360°, si n désigne le décalage entre les deux courbes,  le déphasage entre les deux signaux est donné par :
φ = 360.n / m
Il est possible d'appliquer le signal x = a.cos(ω.t) sur la voie X et le signal y = bcos(ω.t - φ) sur la voie Y.
On obtient sur l'écran une ellipse.
Soient xo et yo les coordonnées du point M.
Montrer que sin φ = OQ / b  = OP / a et que cos φ = yo / b.
Si l'ellipse est inscrite dans un carré, montrer que tg φ /2 est égal au rapport des deux axes de l'ellipse.

Utilisation :
Le programme simule un oscilloscope.
Les sliders cyan et rouge permettent de modifier le cadrage sur l'écran (glisser les cercles colorés avec la souris).
Les boutons gris agissent sur le gain des amplificateurs et sur la fréquence de balayage de l'oscilloscope.
En mode bicourbe, régler le cadrage des deux voies pour avoir la même ligne de base. En déduire la valeur du déphasage.
En mode X-Y faire la même mesure.
Dans quels cas l'ellipse est-elle une droite, un cercle ?
Le bouton [Nouveau] permet des modifier de manière aléatoire les valeurs des tensions d'entrée, de la fréquence de balayage et le déphasage entre les deux signaux.

Le bouton [Solution] permet d'afficher les valeurs utilisées.
 Jean-Jacques ROUSSEAU