Comment utiliser l'oscilloscope

Dans l'article "Oscilloscope électronique - appareil, principe de fonctionnement" cet appareil universel a été brièvement décrit. Les informations fournies sont suffisantes pour rendre le processus de mesure conscient, mais dans le cas de la réparation d'un appareil aussi complexe, des connaissances plus approfondies seront nécessaires, car les circuits des oscilloscopes électroniques sont très divers et assez compliqués.

Le plus souvent, un radio-amateur débutant a à sa disposition un oscilloscope monofaisceau, mais ayant maîtrisé les méthodes d'utilisation d'un tel instrument, il ne sera pas difficile de passer à un oscilloscope numérique ou à deux faisceaux.

La figure 1 montre un oscilloscope C1-101 assez simple et fiable avec si peu de poignées qu'il est absolument impossible de se confondre. Veuillez noter que ce n'est pas une sorte d'oscilloscope pour les cours de physique scolaire, c'est juste qu'il a été utilisé en production il y a seulement vingt ans.

La puissance de l'oscilloscope non seulement 220V. Il peut être alimenté par une source 12V DC, telle qu'une batterie de voiture, qui vous permet d'utiliser l'appareil sur le terrain.

Figure 1. Oscilloscope C1-101

Réglages auxiliaires

Sur le panneau supérieur de l'oscilloscope se trouvent des boutons pour régler la luminosité et la mise au point du faisceau. Leur objectif est clair sans explication. Sur le panneau avant se trouvent toutes les autres commandes.

Deux boutons, indiqués par des flèches, vous permettent de régler la position du faisceau verticalement et horizontalement. Cela vous permet de combiner plus précisément l'image du signal à l'écran avec la grille pour améliorer la lecture des divisions.

Le niveau de tension zéro est situé sur la ligne centrale de l'échelle verticale, ce qui vous permet d'observer un signal bipolaire sans composante constante.

Pour étudier un signal unipolaire, par exemple des circuits numériques, il est préférable de déplacer le faisceau vers la division inférieure de l'échelle: vous obtiendrez une échelle verticale de six divisions.

Sur le panneau avant, il y a également un interrupteur d'alimentation et un indicateur d'alimentation.

Gain de signal

Le commutateur «V / div» règle la sensibilité du canal de déviation verticale. Le gain du canal Y est calibré, il change par incréments de 1, 2, 5, il n'y a pas de réglage en douceur de la sensibilité.

La rotation de ce commutateur doit garantir que l'amplitude de l'impulsion à l'étude est d'au moins 1 division de l'échelle verticale. Ce n'est qu'alors qu'une synchronisation stable du signal peut être obtenue. En général, vous devez vous efforcer d'obtenir la portée du signal aussi grande que possible, jusqu'à ce qu'elle dépasse la grille. Dans ce cas, la précision des mesures augmente.

En général, la recommandation pour choisir le gain peut être la suivante: dévissez le commutateur dans le sens antihoraire à la position 5V / div, puis tournez le bouton dans le sens horaire jusqu'à ce que l'amplitude du signal sur l'écran devienne comme recommandé dans le paragraphe précédent. C'est comme dans le cas d'un multimètre: si l'amplitude de la tension mesurée est inconnue, démarrez la mesure à partir de la plage de tension la plus élevée.

La position la plus récente dans le sens horaire du commutateur de sensibilité dans le sens vertical est indiquée par un triangle noir avec l'inscription "5DEL". Dans cette position, des impulsions rectangulaires avec une étendue de 5 divisions apparaissent à l'écran, la fréquence des impulsions est de 1 KHz. Le but de ces impulsions est de vérifier et d'étalonner l'oscilloscope. À propos de ces impulsions, un cas quelque peu comique est rappelé, qui peut être raconté comme une blague.

Une fois, un ami est venu dans notre atelier et a demandé à utiliser un oscilloscope pour établir une sorte de structure autodidacte.Après plusieurs jours de tourments créatifs, nous entendons de lui une telle exclamation: "Oh, vous avez coupé le courant, mais quelles impulsions sont si bonnes!" Il s'est avéré que, par ignorance, il a simplement activé les impulsions d'étalonnage, qui ne sont contrôlées par aucun bouton du panneau avant.

Entrée ouverte et fermée

Juste en dessous du commutateur de sensibilité se trouve un commutateur à trois positions des modes de fonctionnement, qui sont souvent appelés "entrée ouverte" et "fermée". Dans la position extrême gauche de cet interrupteur, il est possible de mesurer des tensions directes et alternées à composante constante.

Dans la bonne position, l'entrée de l'amplificateur à déviation verticale est activée via le condensateur, qui ne passe pas la composante constante, mais vous pouvez voir la variable, même si la composante constante est loin de 0V.

À titre d'exemple d'utilisation d'une entrée fermée, on peut citer un problème pratique aussi répandu que la mesure de l'ondulation d'une source d'alimentation: la tension de sortie de la source est de 24 V et l'ondulation ne doit pas dépasser 0,25 V.

Si nous supposons que la tension est de 24 V avec une sensibilité du canal de déviation verticale de 5 V / div. occupant près de cinq divisions de l'échelle (zéro devra être réglé sur la ligne la plus basse de l'échelle verticale), le faisceau volera jusqu'au sommet et les pulsations en dixièmes de volt seront presque invisibles.

Pour mesurer avec précision ces pulsations, il suffit de mettre l'oscilloscope en mode d'entrée fermé, de placer le faisceau au centre de l'échelle verticale et de sélectionner une sensibilité de 0,05 ou 0,1 V / div. Dans ce mode, la mesure de l'ondulation sera assez précise. Il est à noter que la composante constante peut être assez importante: l'entrée fermée est conçue pour fonctionner avec une tension constante jusqu'à 300V.

En position médiane de l'interrupteur, la sonde de mesure est simplement déconnectée de l'entrée de l'amplificateur Y, ce qui permet de régler la position du faisceau sans déconnecter la sonde de la source du signal.

Dans certaines situations, cette propriété est très utile. La chose la plus intéressante est que cette position est indiquée sur le panneau de l'oscilloscope par l'icône d'un fil commun, la terre. Il semble que la sonde soit connectée à un fil commun. Et que se passera-t-il ensuite?

Sur certains modèles d'oscilloscopes, le commutateur de mode d'entrée n'a pas de troisième position, c'est juste un bouton ou un interrupteur à bascule qui bascule entre les modes d'entrée ouvert / fermé. Il est important qu'en tout cas il y ait un tel interrupteur.

Pour évaluer au préalable les performances de l'oscilloscope, il suffit de toucher l'extrémité du signal (parfois chaude) de la sonde avec votre doigt: une pointe de réseau sous la forme d'un faisceau flou devrait apparaître à l'écran. Si la fréquence de balayage est proche de la fréquence du réseau, une onde sinusoïdale floue, déchirée et hirsute apparaîtra. Quand un doigt touche l'extrémité «en terre» des micros sur l'écran, naturellement, il n'y en aura pas.

Ici, vous pouvez rappeler l'une des façons de vérifier les condensateurs pour une pause: si vous prenez un condensateur utilisable dans votre main et le touchez avec l'extrémité chaude, la même sinusoïde hirsute apparaît à l'écran. Si le condensateur est ouvert, aucun changement ne se produira sur l'écran.

Gestion du balayage

Commutez "Time / div." définissez la durée du balayage. Lors de l'observation d'un signal périodique en tournant ce commutateur, il est nécessaire de s'assurer qu'une ou deux périodes de signal sont affichées à l'écran.

Figure 2

Le bouton de synchronisation de balayage C1-101 est indiqué par un seul mot, «Niveau». En plus de ce stylo, l'oscilloscope C1-73 possède un bouton de «stabilité» (une caractéristique du circuit de balayage), pour certains oscilloscopes le même stylet est simplement appelé «SYNCHR». L'utilisation de ce stylo doit être décrite plus en détail.

Comment obtenir une image de signal stable

Lorsqu'il est connecté au circuit étudié, l'écran peut le plus souvent afficher l'image illustrée à la figure 3.

Figure 3

Pour obtenir une image stable, tournez le bouton «Sync», qui est étiqueté «Level» sur le panneau avant de l'oscilloscope C1-101. Sur divers oscilloscopes, pour une raison quelconque, on trouve différentes désignations d'éléments de contrôle, mais en fait c'est le même stylo.

Figure 4. Synchronisation d'image

Pour obtenir un signal stable à partir de l'image floue illustrée à la figure 19, tournez simplement le bouton «SYNCHR». ou dans notre cas "niveau". Lors de la rotation dans le sens antihoraire du signe moins, une image de signal apparaîtra à l'écran, dans ce cas une sinusoïde, comme illustré à la figure 20a. La synchronisation commence sur le front descendant du signal.

Lorsque vous tournez le même bouton sur le signe plus, la même onde sinusoïdale ressemblera à la figure 4b: le balayage commence sur un bord ascendant. La première période d'onde sinusoïdale commence juste au-dessus de la ligne zéro, ce qui affecte l'heure de début du balayage.

Si l'oscilloscope a une ligne à retard, il n'y aura pas de perte de ce type. Pour une sinusoïde, cela peut ne pas être particulièrement visible, mais lorsque vous étudiez une impulsion rectangulaire, vous pouvez perdre tout le front de l'impulsion dans l'image, ce qui dans certains cas est assez important. Surtout lorsque vous travaillez avec un scan externe.

Utilisation de l'analyse externe

À côté de la commande "LEVEL" se trouve un interrupteur à bascule, désigné par "EXT / IN". En position «VNUTR», le balayage démarre à partir du signal sous enquête. Il suffit d'appliquer le signal testé à l'entrée Y et de tourner le bouton «LEVEL» jusqu'à ce qu'une image stable apparaisse à l'écran, comme illustré à la figure 4.

Si ledit interrupteur à bascule est réglé sur la position «OUT», alors une image stable ne peut être obtenue par aucune rotation du bouton «LEVEL». Pour ce faire, vous devez envoyer un signal via lequel l'image sera synchronisée à l'entrée de synchronisation externe. Cette entrée est située sur un panneau en plastique blanc situé à droite de l'entrée Y.

Les prises de sortie de tension de rampe (utilisées pour contrôler divers GKCh), la sortie de tension d'étalonnage (peut être utilisée comme générateur d'impulsions) et la prise de fil commune s'y trouvent également.

À titre d'exemple, où il peut être nécessaire de travailler avec un balayage externe, le circuit de retard d'impulsion montré sur la figure 5 peut servir.

Figure 5. Circuit de retard d'impulsion sur la minuterie 555

Lorsqu'une impulsion positive est appliquée à l'entrée de l'appareil, l'impulsion de sortie apparaît avec un retard déterminé par les paramètres de la chaîne RC, le temps de retard est déterminé par la formule indiquée sur la figure. Mais selon la formule, la valeur est déterminée très approximativement.

En présence d'un oscilloscope à deux faisceaux, il est très simple de déterminer le temps: il suffit d'appliquer les deux signaux à différentes entrées et de mesurer le temps de retard d'impulsion. Et s'il n'y a pas d'oscilloscope à double faisceau disponible? C'est là que le mode de numérisation externe vient à la rescousse.

La première chose à faire est d'appliquer le signal d'entrée du circuit (Fig. 5) à l'entrée de synchronisation externe et de connecter l'entrée Y ici. Ensuite, tournez le bouton LEVEL pour obtenir une image stable de l'impulsion d'entrée, comme le montre la figure 5b. Dans ce cas, deux conditions doivent être remplies: l'interrupteur à bascule VNESH / VNUTR est réglé sur la position VNESh et le signal sous enquête doit être en fonctionnement. périodique, et non unique, comme le montre la figure 5.

Après cela, vous devez vous souvenir de la position sur l'écran du signal d'entrée et appliquer le signal de sortie à l'entrée Y. Il ne reste plus qu'à calculer le délai requis sur les divisions de l'échelle. Naturellement, ce n'est pas le seul circuit où il peut être nécessaire de déterminer le temps de retard entre deux impulsions, il existe un grand nombre de ces circuits.

Dans le prochain article, nous parlerons des types de signaux à l'étude et de leurs paramètres, ainsi que de la façon de réaliser diverses mesures à l'aide d'un oscilloscope.

Suite de l'article: Prendre une mesure d'oscilloscope

Boris Aladyshkin