Cet article explique ce que sont les oscilloscopes. Ainsi, vous découvrirez quels sont les différents types d'oscilloscopes, quelles sont les pièces d'un oscilloscope et, enfin, comment est utilisé cet appareil électronique.
Qu'est-ce qu'un oscilloscope ?
Un oscilloscope est un instrument utilisé pour représenter graphiquement des signaux électriques qui oscillent dans le temps. Autrement dit, un oscilloscope est un appareil qui vous permet de visualiser l'oscillation d'un signal électrique.
Les oscilloscopes sont fréquemment utilisés en électronique pour analyser l'évolution temporelle de différents signaux électriques dans un circuit électrique. Il est donc courant de trouver un ou plusieurs oscilloscopes dans les laboratoires de recherche.
De plus, l'utilisation de l'oscilloscope couvre différentes disciplines, par exemple dans l'industrie de l'ingénierie ou des télécommunications, ce type d'instrument de mesure est souvent utilisé. De même, les oscilloscopes sont également souvent utilisés en médecine ou dans le secteur automobile.
Types d'oscilloscopes
Selon leur fonctionnement, les oscilloscopes peuvent être classés en deux types :
- Oscilloscope analogique – Conçu pour les signaux analogiques.
- Oscilloscope numérique – Principalement utilisé pour les signaux numériques.
D'autre part, les oscilloscopes peuvent également être classés selon leurs caractéristiques de portabilité :
- Oscilloscope portable : oscilloscope conçu pour être transporté.
- Oscilloscope de table : oscilloscopes plus puissants que les portables mais nécessitent en revanche une installation fixe.
- Oscilloscope USB : oscilloscopes qui enregistrent des données et nécessitent un ordinateur pour les représenter sur un graphique.
Chaque type d'oscilloscope est expliqué plus en détail ci-dessous.
Oscilloscope analogique
Les oscilloscopes analogiques représentent directement le signal capturé sur un graphique, sans aucun traitement préalable. Cependant, le signal électrique représenté doit être périodique.
Ces types d'oscilloscopes sont idéaux pour analyser les variations rapides d'un signal en temps réel. De plus, ils permettent de mesurer le signal électrique sous forme d'onde, ce qui est très utile pour examiner les circuits électroniques.
oscilloscope numérique
Un oscilloscope numérique transforme le signal analogique capturé en signal numérique, puis le trace sur un graphique. Par conséquent, les signaux représentés sont des signaux binaires avec seulement deux valeurs : une basse et une haute.
Ce type d'oscilloscope est utilisé pour mesurer des signaux spécifiques, c'est-à-dire des signaux non répétitifs, tels que des pointes de tension.
Oscilloscope portatif
Le principal avantage des oscilloscopes portables est qu’ils sont faciles à transporter, puisqu’ils sont conçus pour cela.
Ils sont idéaux pour effectuer des mesures dans un endroit qui n'est pas le lieu de travail habituel, par exemple, un électricien peut avoir besoin d'un oscilloscope portable pour mesurer la tension d'un câble dans une installation domestique.
oscilloscope de table
Les oscilloscopes de table sont des oscilloscopes qui doivent être installés dans un endroit fixe, ils ne peuvent donc être utilisés qu'à un seul endroit. Ces types d'oscilloscopes sont souvent utilisés dans les laboratoires industriels.
Bien que les oscilloscopes de table présentent l’inconvénient de ne pas être portables, ils sont généralement beaucoup plus puissants et précis que les oscilloscopes portables.
Oscilloscope USB
Les oscilloscopes USB sont un type d'oscilloscope qui n'a pas d'écran pour afficher le signal mesuré, mais qui nécessite plutôt un ordinateur pour représenter les données.
Le principal avantage de ce type d'oscilloscopes est qu'ils sont très faciles à transporter et, en plus, ils utilisent la puissance de l'ordinateur et n'ont donc pas besoin d'alimentation externe. Cependant, son utilisation est conditionnée car elle nécessite un ordinateur pour fonctionner.
Parties d'un oscilloscope
Bien que selon le modèle, un oscilloscope puisse avoir plus ou moins de boutons, en général, tous les oscilloscopes comportent les éléments suivants :
- Affichage : C'est la partie de l'oscilloscope dans laquelle les signaux électriques mesurés sont représentés graphiquement.
- Canaux d'entrée : partie de l'oscilloscope à travers laquelle sont connectés les câbles reliant les signaux à mesurer.
- Bouton marche/arrêt – Un bouton qui allume ou éteint l'oscilloscope.
- Boutons menu : boutons qui permettent de configurer la mesure du signal électrique. Selon le modèle d'oscilloscope et ses utilitaires, l'appareil comportera plus ou moins de boutons.
- Échelle horizontale (temps) : partie de l'oscilloscope qui permet de modifier l'échelle horizontale, normalement utilisée pour représenter le temps.
- Échelle verticale : c'est la partie de l'oscilloscope qui sert à réguler l'amplitude du signal sur l'écran, c'est-à-dire qu'elle permet de visualiser plus ou moins en détail le signal mesuré.
- Trigger : permet de synchroniser l'échantillonnage et la capture du signal électrique en un point précis.
Comment utiliser un oscilloscope
Enfin, après avoir vu quels sont les composants d'un oscilloscope, nous allons voir comment fonctionne ce type d'instrument de mesure.
Pour utiliser un oscilloscope, vous devez savoir ce que signifient les axes du graphique de l'oscilloscope. L'axe X de l'écran de l'oscilloscope indique l'heure et, d'autre part, l'axe Y représente la valeur du signal mesuré. Par exemple, si nous mesurons une tension, l'axe Y montrera la variation de la tension du signal et l'axe X indiquera l'évolution du temps, de cette manière nous pourrons analyser l'évolution temporelle du signal mesuré.
Le fonctionnement d'un oscilloscope est simple : après avoir été calibré, le signal électrique à mesurer doit simplement être connecté au canal d'entrée et, ensuite, les échelles graphiques doivent être ajustées à l'aide des commandes de l'oscilloscope. Une fois les échelles ajustées, l'oscilloscope affichera la variation du signal électrique en fonction du temps écoulé.
Notez que la plupart des oscilloscopes vous permettent de visualiser deux ou plusieurs signaux électriques en même temps, vous pouvez donc définir différentes valeurs d'échelle pour chaque signal mesuré.
De plus, généralement l'échelle de l'axe vertical est indiquée en carrés, de sorte que la hauteur de chaque carré équivaut à une certaine valeur. Ainsi, lors du réglage de l'échelle verticale, la hauteur de chaque carré représentera une valeur plus ou moins grande. De même, la valeur du signal analysé est mesurée en fonction de sa hauteur, par exemple, si la hauteur d'un carré représente 5V et que le signal a une hauteur de deux carrés, cela signifie que le signal est de 10V.
Enfin, certains oscilloscopes disposent de curseurs, constitués de lignes pouvant être déplacées sur l'écran et permettant de mesurer la différence d'une grandeur électrique entre deux points différents ou, également, de déterminer l'intervalle entre deux points.