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Lien vers l'oscilloscope virtuel : https://physics-zone.com/virtual-oscilloscope/
Catalogue de vidéos disponibles : https://docs.google.com/spreadsheets/d/1YyOoi0plYR197o06WGSnkBBsEnFOnrWhrU4VphcoaZ4/edit
Exercices disponibles ici : https://drive.google.com/drive/folders/1Sy2-ARoZ8MmsXZRNo7kAZbTzZuppIFmg?usp=sharing
Que la Forge soit avec toi !..
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00:14Que la forge soit avec toi.
00:30Mais respect à tout le monde, bienvenue dans la forge du quantum.
00:35Aujourd'hui, atelier VOL numéro 3, oscilloscope.
00:39Et on commence sans plus attendre par le principe de cet outil de mesure particulier, omniprésent dans les laboratoires de physique, professionnels ou scolaires.
00:48C'est parti.
00:49Abrégé en oscillo, c'est un instrument de test électronique courant utilisé pour visualiser et analyser les formes d'ondes électriques.
00:57Il affiche les signaux de tension sous forme de graphique, permettant ainsi d'observer au fil du temps la forme, l'amplitude, la fréquence, et les ordres caractéristiques temporelles de ces signaux électriques.
01:09Paragraphe suivant, et justement, quels sont ces signaux électriques que l'oscilloscope va afficher sur son écran ?
01:15Tu vas le découvrir maintenant.
01:18C'est parti.
01:19Ce signal peut prendre deux types.
01:22Le premier, analogique, qui se décompose en trois catégories.
01:25Le continu, le temporel, et le fréquentiel, avec leurs courbes associées.
01:31Le second, numérique, qui se décompose aussi en trois catégories.
01:36Le tord, le train d'impulsion, et l'échantillonnage, avec leurs courbes associées.
01:41Pas de panique, je vais expliquer brièvement chaque signal pour que tu puisses au moins les reconnaître si tu les croises sur un écran d'oscilloscope.
01:48On commence avec les signaux analogiques continus, les premiers que tu vas rencontrer dans un laboratoire de physique de collège ou lycée.
01:56C'est parti.
01:58C'est un signal dont la variation est relativement lente, l'information utile et l'évolution de la grandeur dans le temps.
02:04Ce signal est continu car la courbe est ininterrompue, c'est-à-dire que tu peux la tracer sans lever ton crayon, contrairement à un signal discret, qui indique une valeur à un instant T, ou pendant un court instant T.
02:15Quelques exemples de signal continu, la température d'une pièce, ou le débit d'une canalisation.
02:22Next.
02:23On continue avec le signal analogique temporel, que tu vas sans conteste voir apparaître sur ton écran d'oscilloscope dans un TP de lycée.
02:31C'est parti.
02:33Ce signal est caractérisé par sa forme, qui peut être cyclique, c'est-à-dire périodique.
02:38Si ton signal est ainsi, c'est qu'il n'est pas périodique, et ce n'est pas grave.
02:42Par contre, celui-ci l'est, sinusoïdale en plus, avec la période indiquée sur le graphique, qui correspond au temps qui sépare deux points identiques du signal.
02:52Dans le cas des signaux périodiques, un peu de vocabulaire s'impose, que je vais rapidement te définir de gauche à droite sur ce graphique.
02:59En orange, la tension efficace, notée UF, qui correspond à la valeur d'une tension continue qui produirait un échauffement identique dans une résistance.
03:09Cette tension est surtout abordée en filière professionnelle et technologique, pas dans le cursus général.
03:14En bleu, la période temporelle, notée T, qui est le temps qui sépare deux points identiques du signal.
03:21En bleu turquoise, l'amplitude notée Umax, qui indique la valeur positive maximale prise par le signal,
03:28qui sera symétrique par rapport à l'échelle des temps représentés par l'axe des abscisses sur le repère.
03:32En vert, l'amplitude crête à crête, qui indique l'écart entre les valeurs maximales et minimales du signal.
03:40Quelques exemples de signaux temporels, la pression cardiaque, ou le courant alternatif domestique.
03:46Next
03:46On passe au signal analogique fréquentiel, qui s'affiche sur l'écran dans un TP sur le son, ou sur les ondes radio.
03:54C'est parti
03:54C'est un signal dont l'information utile est donnée par le spectre fréquentiel, comme celui que je t'affiche à l'écran.
04:01A première vue, un chaos en logique d'amplitude disparaît dispersé sur une plage de fréquence plus ou moins grand,
04:07duquel tu vas pouvoir trouver ce que tu cherches, comme une empreinte vocale par exemple.
04:13Quelques exemples de signaux fréquentiels, l'analyse vocale, ou le sonar.
04:18Next
04:18On passe au signaux numérique, et on commence par les torts, acronyme de « tout ou rien ».
04:24C'est parti
04:25C'est un signal à deux états stables qui représentent l'état d'un organe.
04:29Voici un petit graphique pour que tu comprennes comment ça se présente.
04:34Le signal logique sera du binaire.
04:37Si le code est 1, la pièce est présente et une tension de 24 volts, pour cet exemple, est délivrée.
04:44Si le code est 0, la pièce est absente et la tension est coupée.
04:47Le passage entre ces deux états est instantané, ce qui donne au signal des allures de tension carrée ou rectangulaire.
04:55Voici un exemple un peu technique, avec un capteur de mouvement.
04:59En bleu dans le tableau, les instants sans mouvement, en vert, les instants avec déplacement, l'unité de temps et la seconde.
05:06Deux seules réponses possibles, oui, en vert, et non, en bleu.
05:10Voilà ce que ça donne en graphique.
05:13En bas, le nom, code binaire 0, avec tension nulle.
05:18En haut, le oui, code binaire 1, avec une tension de 5 volts.
05:22L'intervalle de temps de détection et de capture du signal est la seconde, mais ce paramètre peut être modifié si besoin.
05:28Quelques exemples de signaux TOR, une vanne ouverte ou fermée, ou une fin de course, d'une porte automatique par exemple, activée ou pas.
05:38Next.
05:39On reste dans les signaux numériques, et on continue avec le train d'impulsion.
05:44C'est parti.
05:45C'est un signal à deux états stables, dont les changements d'état dans le temps constituent l'information utile.
05:51Voici à quoi ça ressemble.
05:53Attention, ça s'apparente fort à un signal TOR, mais ça n'en est pas un.
05:57En effet, la donnée primordiale d'un signal TOR est son état binaire, 0 ou 1, alors qu'ici, c'est à la fois son état binaire, et l'intervalle de temps pendant lequel il y reste.
06:08L'exemple le plus représentatif de ce train d'impulsion est le codeur intémental.
06:13Next.
06:15On termine ces signaux numériques par l'échantillonnage, dont le rôle est de numériser des signaux analogiques.
06:20C'est parti.
06:21Un échantillonnage est une image numérique d'un signal analogique, constitué d'échantillons prélevés à période constante.
06:29Comment ça se déroule ?
06:31Voici un signal analogique.
06:33Pour le numériser, il faudra le faire passer dans un échantillonneur, qui est une sorte d'interrupteur qui va basculer périodiquement des positions ouvertes à fermer, et inversement, la période est en OTTE.
06:44En position ouverte, l'échantillonneur bloque la transmission.
06:49En position fermée, la tension du signal analogique, à cet instant T, est transmise au processeur qui la stocke sous forme d'une barre verticale.
06:57La succession de ces barres est appelée, peigne de Dirac.
07:01La fréquence, ou taux, d'échantillonnage est le nombre d'échantillons par unité de temps.
07:07Plus il est grand, mieux c'est.
07:09Voici une petite illustration pour étayer le propos.
07:11En gris, le signal analogique, une onde sonore, en bleu, sa conversion en numérique.
07:18Dans ce cas-ci, le taux d'échantillonnage est bas, ce qui altère l'onde sonore d'origine.
07:23Ces flagrants, ont pas d'une onde grise sinusoïdale à une onde bleue quelconque.
07:28Par contre ici, le taux d'échantillonnage est élevé, reproduisant parfaitement l'onde sonore d'origine.
07:34Ici aussi c'est évident, puisque l'onde bleue numérique recouvre parfaitement l'onde grise analogique.
07:39On en a fini avec les types de signaux, et dans le paragraphe suivant, je vais te montrer les différentes formes qu'ils peuvent avoir sur un écran d'oscilloscope.
07:48C'est parti.
07:50Première forme, continue.
07:52Son amplitude est fixe, et une seule valeur au cours du temps.
07:56Par exemple, le courant fourni par une pile à 1,5 V continue, et le signal ressemblera à ça.
08:03Simple, n'est-il pas.
08:05Next.
08:05Seconde forme, le sinusoïdal.
08:09Comme son nom l'indique, il aura une forme sinusoïdale d'équation F de T égale à grand A fois sinus de T, avec grand A à valeur maximale de l'amplitude.
08:18Par exemple, l'alimentation électrique domestique de valeur 220 V alternatif, et le signal ressemblera à ça.
08:26Logique, bien entendu.
08:28Next.
08:28Troisième forme, le rectangulaire ou carré.
08:33Il est périodique, carré ou rectangulaire, évidemment.
08:37Il y a aussi entre une valeur minimale, noté Vmin, et une valeur maximale, noté Vmax.
08:43Le signal carré, à droite, est une forme particulière de signal rectangulaire, à gauche.
08:49À ce propos, je tiens à te souligner que les signotors ou les trains d'impulsion sont rectangulaires ou carrés.
08:55Next.
08:55Quatrième forme, triangulaire.
08:59Ils sont périodiques, la montée et la descente sont linéaires en fonction du temps.
09:04Le signal varie entre 0 et une tension maximale, noté Umax, ou entre une tension minimale, noté moins Umax, et une tension maximale, noté plus Umax.
09:14Et comme tu t'en doutes, le signal ressemblera à ça.
09:17Next.
09:19Cinquième forme, les dents de scie.
09:21Elle est très proche du signal triangulaire, à l'exception que sa montée est linéaire et sa descente est linéaire dans le temps, ou que sa montée est instantanée et sa descente est linéaire dans le temps.
09:32Voici à quoi ça ressemble, des dents de scie orientées de la gauche vers la droite, mais tu peux aussi avoir l'autre sens d'orientation.
09:39Next.
09:40Sixième forme, l'échelon.
09:43C'est le passage d'une valeur à l'autre, comme je t'ai déjà montré dans le signal port.
09:48Il peut s'agir de la mise sous tension d'un appareil, ou de l'étude d'un signal carré de faible fréquence.
09:54La transition d'un niveau à l'autre d'un signal rectangle ou carré est un échelon, et ça ressemble à ça sur un écran d'oscilloscope.
10:01Mais ce n'est pas une surprise pour toi, bien évidemment.
10:05Next.
10:05Septième forme, l'impulsion.
10:09C'est le bref passage d'une tension nulle à une valeur non nulle.
10:12Voici à quoi ça ressemble.
10:15Ça ne te rappelle rien.
10:16Et oui, c'est le train d'impulsion que je t'ai montré tantôt.
10:20Next.
10:22Huitième forme, la rampe.
10:24C'est une variation linéaire d'une grandeur électrique, comme représentée dans ce repère et entourée en verre fluo.
10:30Pour information, un signal en dents de scie est constitué de rampes périodiques.
10:35Je ne sais pas si ça te sera utile un jour, mais au moins, tu le sauras à l'avenir.
10:40Next.
10:41On termine par la neuvième forme, le bruit de fond, omniprésent dans toutes les analyses électroniques.
10:47Il représente toute composante non désirée affectant la sortie d'un dispositif, indépendamment du signal présent à son entrée.
10:54Le bruit de fond se décompose en bruit propre, que cause le dispositif lui-même, et les perturbations originaires de l'extérieur captées par la sonde.
11:03C'est un subtil mélange de fréquences plus ou moins aléatoires et d'amplitudes disparates, comme affiché sur cette image.
11:09C'est un chaos électronique, omniprésent, responsable de la dégradation de la mesure.
11:15Si comme moi tu es guitariste, ce bruit de fond est le bourdonnement sortant de ton ampli quand tu y branches ta guitare,
11:21t'obligeant à couper le volume via la pédale de volume du pédale-bord, ou le potentiomètre de ta gratte, pour ne plus entendre.
11:27Les causes sont les suivantes.
11:31Des interférences entre différents appareils électriques, des signaux captés et amplifiés par des circuits auxquels ils ne sont pas destinés,
11:37ou le choc des électrons dans les circuits électroniques, appelés bruits thermiques.
11:42Les solutions mises en œuvre sont celles-ci.
11:45Selon un dicton d'électronicien, ouvrir la fenêtre, c'est laisser entrer la poussière,
11:49donc il suffit de réduire la bande passante du capteur au minimum utile, et de refroidir le système.
11:54Car la source de bruit propre thermique est la plus importante dans les systèmes électroniques.
12:00Paragraphe suivant, dans quel domaine l'oscilloscope est utile ?
12:04Parce que dans les établissements scolaires, il n'est pas tant utilisé que ça.
12:08Tu vas voir.
12:10C'est parti.
12:11Il est utilisé de diverses manières en électronique, en télécommunication, et dans d'autres domaines scientifiques et techniques.
12:18C'est un instrument polyvalent qui aide à l'analyse des formes d'ondes, au dépannage, à la mesure, à la vérification.
12:24Pour une variété d'applications dans l'électronique, les télécommunications, et la recherche scientifique.
12:30Je vais te montrer quelques exemples concrets.
12:33Petit 1. Visualisation des formes d'ondes.
12:37Son écran permet d'afficher visuellement les formes d'ondes, et permettre aux utilisateurs d'analyser les données en temps réel,
12:43comme la forme du signal, son amplitude, sa fréquence, et ses caractéristiques temporelles.
12:48Petit 2. La mesure du signal.
12:53Il va fournir des mesures précises de la tension, du courant, de la fréquence, de la période, du temps de montée, du temps de descente, et d'autres paramètres de formes d'ondes.
13:03Ces mesures facilitent l'analyse des circuits électroniques.
13:07Petit 3. Le dépannage et le débogage.
13:11L'oscilloscope est un outil précieux pour le dépannage.
13:15En observant les formes d'ondes à différents points du circuit, les ingénieurs peuvent identifier et localiser des problèmes,
13:22tels que la distorsion du signal, le bruit, les parasites, les problèmes de synchronisation, ou les anomalies de tension.
13:29Next.
13:31Petit 4. L'analyse de l'intégrité du signal.
13:34Ça permet d'analyser la qualité du signal en effectuant la mesure de sa distorsion, et la vérification de ses niveaux.
13:41De plus, il évalue les performances des transmissions de données et des signaux d'horloge.
13:46En effet, dans les systèmes numériques à haut débit, le maintien de l'intégrité du signal est crucial.
13:52Next.
13:53Petit 5. L'analyse temporelle.
13:56L'oscilloscope offre une vue temporelle des signaux, permettant aux ingénieurs d'étudier les événements transitoires,
14:02les relations temporelles, et les problèmes de synchronisation.
14:05C'est particulièrement utile pour l'analyse des signaux pulsés, la modulation, et des phénomènes variables dans le temps.
14:13Next.
14:14Petit 6. L'analyse du domaine fréquentiel.
14:17Grâce à des outils supplémentaires, tels que la transformation de Fourier rapide, abrégée en FFT,
14:23il autorise l'analyse des signaux dans le domaine fréquentiel, ce qui permet de déterminer le contenu fréquentiel,
14:29les harmoniques, la distorsion, et les caractéristiques spectrales du signal.
14:34Next.
14:35Petit 7. La caractérisation et vérification des signaux.
14:40Il permet de vérifier la conception et les performances des circuits électroniques,
14:44permettant une comparaison des formes d'ondes réelles aux formes d'ondes attendues,
14:47de vérifier le comportement des circuits, et de vérifier leur conformité aux codes et normes.
14:53Next.
14:54Petit 8. Recherche et développement.
14:56Les oscilloscopes ont un rôle essentiel dans les activités de recherche et de développement
15:01car ils permettent d'analyser et d'évaluer les nouvelles technologies,
15:04de tester des prototypes, de mesurer les performances des systèmes,
15:08et d'étudier le comportement de systèmes électroniques complexes.
15:12Next.
15:13Petit 9. Éducation et formation.
15:17Leur utilisation dans les établissements scolaires est utile pour enseigner les principes de l'électronique,
15:21l'analyse des signaux, et le dépannage des circuits,
15:24permettant aux étudiants de visualiser et comprendre le comportement des signaux électriques.
15:29Bref, cet oscilloscope est un outil indispensable et largement sous-coté dans les établissements scolaires.
15:36Paragraphe suivant, dans lequel je vais te montrer les entrailles de la bête,
15:39pour en comprendre le fonctionnement.
15:42C'est parti.
15:43On commence par sa face avant, et je vais t'expliquer brièvement chaque partie qui la compose.
15:48En bas à gauche, le bouton marche-arrêt,
15:50et j'en profite pour te rappeler d'allumer l'oscilloscope et de le laisser chauffer minimum 5 minutes
15:55avant de l'utiliser pour garantir des mesures conformes à la réalité.
16:00A sa droite, les potentiomètres d'intensité et de focus,
16:03qui permettent de régler la luminosité et la netteté du signa affiché à l'écran.
16:08A droite, le switch de balayage,
16:10qui permet d'activer ou pas le déplacement horizontal du spot.
16:13A droite, le switch AC-DC-GND,
16:17qui permet de choisir le type de tension affichée.
16:20En AC, tension alternative,
16:22en DC, tension continue ou alternative,
16:25et en GND, ça déconnecte l'entrée du signal et ça lui impose une tension nulle.
16:30A droite, l'entrée de l'oscilloscope,
16:32là où tu vas brancher la sonde.
16:34Borne rouge pour la sonde de mesure,
16:36borne noire pour la masse,
16:38ou le com.
16:38Tout en haut à droite,
16:40les potentiomètres de positionnement X et Y,
16:43pour récler l'horizontalité et la verticalité du spot sur l'écran.
16:47En dessous à gauche,
16:49le bouton rotatif, ou cadran,
16:51du choix du calibre de la division verticale,
16:53cède de la tension.
16:55Pour information,
16:56une division est représentée par un carreau carré sur l'écran de l'oscilloscope.
17:00En tournant le bouton,
17:02tu verras l'amplitude augmenter,
17:03ou diminuer,
17:04ton objectif étant de faire en sorte d'afficher un signal non tronqué.
17:08A sa droite,
17:09le cadran du choix du calibre de la division horizontale,
17:12celle du temps.
17:14En tournant ce bouton,
17:15tu verras ton signal s'étendre ou se contracter horizontalement.
17:18Ton objectif étant de faire en sorte d'observer au moins une période complète d'un signal périodique.
17:24Les parties que tu vas retrouver dans le schéma détaillé,
17:27que je vais afficher sous peu,
17:28seront l'entrée de l'oscilloscope,
17:30noté petit 1,
17:31le cadran de la tension,
17:32noté petit 4,
17:34celui du temps,
17:35noté petit 5,
17:36et l'écran,
17:37noté petit 7.
17:38Et voici les entrailles de la bête.
17:41Tu as bien compris qu'un oscilloscope capture des signaux électriques,
17:44et les affiche sous forme d'onde sur un écran graphique.
17:48Son fonctionnement se déroule selon les étapes suivantes.
17:51Petit 1,
17:52acquisition du signal.
17:53Réception d'un signal électrique d'entrée,
17:56analogique ou numérique,
17:58via ses connecteurs d'entrée,
17:59provenant de diverses sources,
18:01telles que des capteurs,
18:02des circuits,
18:03ou des générateurs d'onde.
18:05Ce signal sera connecté à l'oscilloscope à l'aide de sondes,
18:08ou d'autres adaptateurs appropriés.
18:11Petit 2,
18:12amplification du signal.
18:13L'amplification du signal d'entrée est à un niveau adapté au traitement et à l'affichage,
18:18garantissant une visualisation précise,
18:21même des signaux faibles.
18:23Petit 3,
18:23déviation horizontale.
18:26Contrôle de l'échelle de temps affichée en générant une forme d'onde qui balaie horizontalement l'écran à une vitesse précise.
18:32Ce balayage représente le temps.
18:35Petit 4,
18:35déviation verticale.
18:37Contrôle de l'échelle de tension de l'écran en amplifiant le signal d'entrée
18:41et en adaptant son niveau de tension à l'axe vertical de l'écran.
18:45L'utilisateur ou l'utilisatrice peut ajuster la position verticale et la sensibilité pour visualiser la portion souhaitée de la forme d'onde.
18:53Petit 5,
18:54contrôle de la base de temps.
18:56Permet à l'utilisateur ou l'utilisatrice de régler l'échelle de temps affichée,
18:59ou la vitesse de balayage horizontal de la forme d'onde sur l'écran.
19:03Contrôlant ainsi la résolution temporelle.
19:06Petit 6,
19:07le déclencheur.
19:09Il permet de stabiliser l'affichage des formes d'onde en garantissant que chaque forme d'onde acquise démarre au même point à l'écran.
19:16Le déclencheur peut être configuré sur différentes sources,
19:19par exemple un niveau de tension spécifique,
19:21un montant avant ou descendant,
19:23ou un signal de déclenchement externe.
19:26Petit 7,
19:27affichage.
19:27Il affiche sur l'écran de l'oscilloscope la forme d'onde traitée.
19:32Dans un oscilloscope analogique,
19:34un tube cathodique,
19:35CRT,
19:36est utilisé pour générer une représentation visuelle de la forme d'onde.
19:40Dans un oscilloscope numérique,
19:42les formes d'ondes sont converties en données numériques,
19:44et affichées sur un écran LCD ou OLED.
19:47Cet écran,
19:48c'est un CRT,
19:49ou cathode ray tube,
19:51tube cathodique en français.
19:53Spot monochrome,
19:54fond vert,
19:55il sent bon les années 80 et 90.
19:58Cet écran est un LCD,
20:00pour liquid crystal display,
20:01affichage à cristaux liquides en français,
20:03ou OLED,
20:04Organic Light Emitting Diode,
20:06qui se traduit en français en diode électroluminescente organique.
20:10Grand écran,
20:11contraste élevé,
20:12possibilité d'appliquer une couleur par signal,
20:15le nec plus ultra pour l'analyse.
20:17Paragraphe suivant,
20:18je vais dire quelques mots sur l'oscilloscope analogique,
20:21car il doit bien rester quelques spécimens de cette robuste antiquité dans les établissements scolaires.
20:26C'est parti.
20:28Voici la bestiole sous un angle flatteur.
20:31Cet oscilloscope utilise un tube cathodique pour afficher,
20:34en continu et en temps réel,
20:36les formes d'ondes,
20:37le faisceau d'électrons dans le CRT est dévié verticalement et horizontalement pour tracer la forme d'onde à l'écran.
20:42Il est capable de capturer et d'afficher avec précision des signaux à évolution rapide.
20:48Cependant,
20:49il ne dispose pas des fonctionnalités avancées et des capacités de mesure des oscilloscopes numériques,
20:54ce qui fait qu'on est assez limité dans l'analyse des circuits un peu complexes d'aujourd'hui.
20:59Paragraphe suivant,
21:00l'oscilloscope numérique,
21:02un petit bijou de technologie pouvant atteindre des prises exorbitants.
21:06C'est parti.
21:07Il se décline en plusieurs versions.
21:09Le modèle standard ou valise au centre,
21:12le modèle portable à droite ou le modèle USB sans écran mais pouvant se brancher sur n'importe quel ordinateur à gauche.
21:20Il convertisse le signal d'entrée en données numériques
21:22et les traite à l'aide de techniques de traitement numérique du signal.
21:26La forme d'onde est ensuite affichée sur un écran numérique
21:29qui offre plusieurs avantages par rapport aux écrans cathodiques,
21:33notamment une taille plus compacte,
21:35une consommation énergétique plus faible,
21:37une résolution plus élevée
21:38et la possibilité de capturer et de stocker des formes d'ondes à des fins d'analyse ultérieures.
21:44Ces oscilloscopes offrent de nombreux avantages par rapport aux oscilloscopes analogiques.
21:49Précision supérieure,
21:50capacité de mesure avancée,
21:52stockage des formes d'ondes,
21:54mesure automatique,
21:55fonction mathématique, etc.
21:56Ils peuvent également afficher plusieurs formes d'ondes simultanément,
22:01facilitant ainsi la comparaison et l'analyse.
22:04Les oscilloscopes numériques peuvent être divisés en différents sous-types,
22:07que voici.
22:09Le DSO, pour Digital Storage Oscilloscope,
22:12oscilloscope à mémoire numérique en français.
22:15Le DPO, pour Digital Phosphore Oscilloscope,
22:18ou oscilloscope numérique à phosphore.
22:20Le NSO, pour Mixed Signal Oscilloscope,
22:23qui se traduit en oscilloscope à signaux mixtes.
22:26Le MDO, pour Mixed Domain Oscilloscope,
22:30oscilloscope à domaine mixte dans la langue de Molière.
22:33Et pour finir,
22:34le HDO,
22:35ou iDefinition Oscilloscope,
22:37oscilloscope à haute résolution pour les non-anglophones.
22:40Dans le cours en PDF dont le lien est dans la description,
22:43tu trouveras des explications simples et claires sur chacun de ces oscilloscopes et de leur technologie embarquée.
22:49Si tu as soif de connaissances et de culture,
22:52je te souhaite une bonne lecture.
22:54Paragraphe suivant,
22:55je vais te montrer comment utiliser un oscilloscope,
22:58ou du moins comment réussir à sortir un signal relativement propre sur son écran,
23:02dans une fluidité telle que tes acolytes penseront que tu as fait ça toute ta vie.
23:06C'est parti !
23:08On va travailler sur cet oscillo,
23:10que tu peux retrouver avec le lien fourni dans la description de cette vidéo.
23:14Je vais rapidement faire un tour du propriétaire en entourant en couleur chaque zone de sa façade avant.
23:20Le bouton Power,
23:21pour allumer ou éteindre l'appareil.
23:23Ici et là,
23:24les connecteurs d'entrée pour la voie 1,
23:26CH1 pour canal 1,
23:28et la voie 2,
23:29CH2 pour canal 2.
23:31Le cadran permettant de calibrer l'axe horizontal des temps.
23:35Le potentiomètre pour régler l'intensité lumineuse du spot sur l'écran.
23:39Le potentiomètre de la position horizontale,
23:42et ceux de la position verticale du signal sur l'écran,
23:451 par voie.
23:46Switch du balayage,
23:48en mode on-off.
23:49Les sélecteurs à CDC GND,
23:511 par voie.
23:53Le cadran permettant de calibrer l'axe vertical des tensions.
23:57Ici,
23:57un switch permettant de ne voir que le canal 1,
24:00le canal 2,
24:01ou avoir les deux en visu sur l'écran.
24:03Pour terminer,
24:04ces boutons,
24:051V,
24:06qui permettent de retourner suivant les abscisses la courbe du signal pour le canal choisi.
24:11Deux alimentations vont être branchées à cet oscilloscope.
24:14En canal 1,
24:15un générateur alternatif basse fréquence qui fournit trois types de signaux électriques,
24:20sinusoïdal,
24:21triangulaire et rectangulaire,
24:23carré.
24:23Sélection via des boutons poussoirs,
24:25avec la fréquence et l'amplitude réglable.
24:27La première avec bouton poussoir pour l'ordre de grandeur et un potentiomètre,
24:32la seconde seulement avec un potentiomètre.
24:35En canal 2,
24:36une alimentation continue délivrant une tension constante et réglable via un potentiomètre,
24:40très sensible ici,
24:41le cadran,
24:42voltage,
24:43que j'entoure en couleur est à manipuler avec la plus grande délicatesse.
24:48Avant la mise en route,
24:49il faut s'assurer que tous les réglages sont en position correcte.
24:51C'est une bonne habitude à prendre,
24:55surtout si l'appareil est utilisé par d'autres personnes.
24:58La position correcte est celle indiquée en le mode d'emploi de l'appareil.
25:02Bouton sortie,
25:03pas enfoncé,
25:04interrupteur à glissière en position haute,
25:07réglage fin en position centrale.
25:10La mise en route se fait en appuyant sur le bouton power,
25:12et de laisser chauffer l'appareil au moins 5 minutes avant de commencer à faire des mesures.
25:16Si le balayage est stoppé,
25:19un point lumineux apparaîtra au centre de l'écran.
25:22S'il est ailleurs,
25:23pas de panique,
25:24je vais t'indiquer comment le positionner à cet endroit dans quelques instants.
25:28Si le balayage est activé,
25:30une ligne lumineuse horizontale apparaîtra au centre de l'écran,
25:33le coupera en deux.
25:34Si elle est ailleurs,
25:35pas de panique,
25:36je vais t'indiquer comment la positionner à cet endroit dans quelques instants.
25:40Je le répète une nouvelle fois,
25:41pour obtenir des mesures fiables,
25:44l'oscilloscope doit être chaud.
25:45Donc il faut le laisser chauffer pendant 5 minutes avant utilisation,
25:49il en va de la validité et de la stabilité de tes mesures.
25:53Passons au réglage de la luminosité du spot lumineux.
25:57Avec un potentiomètre intensity,
25:59à environ 50%,
26:00la ligne sur l'écran est à peine visible,
26:03ce qui va être gênant pour la précision des mesures.
26:06Avec un potentiomètre intensity,
26:08à 100%,
26:09la ligne sur l'écran est bien visible,
26:11mais il faut t'assurer qu'elle ne sature pas.
26:13Car là aussi,
26:14ça va être gênant pour la précision des mesures.
26:17Il faut que tu fasses au mieux,
26:19une luminosité suffisante pour une lecture aisée,
26:22mais pas trop pour ne pas t'aveugler.
26:24Tu auras toujours la possibilité de modifier cet éclairage à tout moment lors de l'analyse,
26:28ne pas l'oublier.
26:30Maintenant,
26:31le réglage du zéro.
26:32A l'aide des potentiomètres X-Pose et Y-Pose,
26:36en canal 1 et en canal 2,
26:38positionne le point sur le centre de l'écran si le balayage est inactif,
26:42ou la droite horizontale sur l'axe des abscisses de l'écran si le balayage est activé.
26:47On passe au calibrage des sondes, si besoin.
26:50Tu dois localiser la sortie de calibration sur l'oscilloscope,
26:53souvent marqué,
26:54PROBCOMP,
26:55ou,
26:56K,
26:56se trouvant généralement sur la face arrière de l'appareil.
26:59Une fois que c'est fait, tu vas devoir connecter la pointe de la sonde à ce point,
27:04puis connecter la pince de masse au point de masse adjacent,
27:07comme indiqué dans l'illustration.
27:09Ton écran d'oscilloscope devrait afficher ce genre de signal rectangulaire.
27:14Si les coins sont arrondis, tu vas devoir utiliser un petit tournevis,
27:17livré avec les sondes, pour ajuster le trimer de compensation.
27:21Un condensateur ajustable, de la sonde,
27:23la vis de réglage est située à l'embout branché sur l'oscilloscope.
27:27Tu ne peux pas la louper, comme tu peux le constater sur cette photo.
27:32Il va falloir faire preuve de douceur et de patience,
27:35ça se joue parfois au poil de cul pour que le signal soit parfaitement rectangulaire.
27:39Comment brancher les sondes sur le circuit à analyser ?
27:42Toujours connecter en premier la masse, pince crocodile noire,
27:46indiquée par cette flèche verticale noire, au point de référence du dipôle à étudier,
27:50puis connecter la pointe de mesure, ou pince crocodile rouge,
27:54indiquée par cette flèche horizontale rouge, au point de test,
27:57en s'assurant que les connexions sont stables et ne touchent pas d'autres éléments du circuit.
28:02Pour les mesures haute fréquence, les fils de masse doivent être aussi courts que possible.
28:05Les longs cordons de masse introduisent une inductance,
28:09entourée en rouge sur le graphique, dans le signal mesuré,
28:12source de parasites dans la lecture de la mesure.
28:15Allumage des générateurs en appuyant sur leur bouton power.
28:19Sur l'oscilloscope, les sélecteurs à CDC GND de chaque voie sont sur la position d'essai.
28:24Le sélecteur de canal est sur dual.
28:28Le premier canal reçoit la tension alternative de 10 volts de fréquence 250 Hz.
28:34Le second canal est en charge du 15 volts continu.
28:37Il est important de faire le réglage des échelles.
28:41Concernant l'axe vertical,
28:42le signal occupe la majeure partie de l'écran verticalement sans écréter les pics.
28:47Pour l'axe horizontal, il faut montrer les éléments pertinents de la forme d'onde,
28:51comme un ou plusieurs cycles complets pour les signaux périodiques,
28:54la forme d'onde complète pour les signaux uniques.
28:57Revenons sur l'oscilloscope, et concentre ton attention sur l'écran.
29:02Cette double flèche rose pastel représente une division verticale,
29:05ou une unité de tension calibrée par les cadrans de tension de chaque canal.
29:09Ici, une division représente 5 volts pour les deux canaux.
29:13La référence des tensions se fait à partir de l'axe horizontal central de l'écran,
29:18que je surligne en vert fluo.
29:20Pour le canal 1, l'amplitude est de deux divisions, ce qui fait 10 volts.
29:25Pour le canal 2, l'amplitude est de trois divisions, soit 15 volts.
29:29C'est conforme à ce qui est affiché sur les générateurs branchés à l'oscillo.
29:34De nouveau, concentre ton attention sur l'écran de l'oscilloscope.
29:38Cette double flèche rose foncée représente une division horizontale,
29:41ou une unité de temps calibrée par le cadran des temps de l'appareil.
29:44Ici, une division représente une milliseconde.
29:49Pour calculer la période de l'onde sinusoïdale,
29:51il suffit de déterminer le nombre de divisions qui séparent deux points identiques sur la cour,
29:56soit quatre divisions, ce qui fait 4 millisecondes.
29:59Sachant que la fréquence est l'inverse de la période,
30:02qu'il faut ramener en secondes,
30:04le résultat est de 250 Hz,
30:06conforme à ce qui est affiché sur le générateur de tension alternative.
30:09Dernier paragraphe,
30:11multimètre ou oscilloscope ?
30:14Qui sera le grand gagnant de ce match ?
30:16C'est parti !
30:18C'est l'ingénieur français André Blondel
30:20qui est l'inventeur du premier oscillographe électromagnétique en 1894,
30:24ça ne date pas d'hier,
30:26et voici une représentation de la machine.
30:29La flèche vert fluo indique la position de l'écran de l'époque,
30:32cette longue banderole de papier quadrillé qui défilait sous le stylet,
30:35à la façon des anciens sismographes.
30:37Il le perfectionnera pendant une dizaine d'années,
30:40cet appareil resta longtemps en service
30:42puisqu'il sera remplacé par l'oscilloscope cathodique à partir des années 60,
30:47puis l'oscilloscope numérique des 1985.
30:50Pourquoi on continue à l'utiliser alors que les multimètres,
30:53moins onéreux et plus faciles à prendre en main,
30:56sont des outils de plus en plus performants ?
30:58L'oscilloscope est principalement utilisé pour analyser
31:01et diagnostiquer des signaux électriques complexes,
31:03dans un objectif d'optimisation et de compréhension du fonctionnement des circuits électroniques.
31:09Le multimètre est lui plutôt destiné à une utilisation plus quotidienne,
31:13permettant de réaliser rapidement diverses mesures électriques nécessaires au dépannage et à la maintenance.
31:19Leur utilisation conjointe offre plein d'avantages.
31:21Le premier, une complémentarité des mesures.
31:26L'oscilloscope affiche les informations visuelles en temps réel sur le signal électrique,
31:30tandis que le multimètre permet d'obtenir des valeurs numériques précises
31:33pour différentes caractéristiques du signal.
31:36Second avantage, une optimisation de l'analyse.
31:40L'utilisation de l'oscilloscope et du multimètre en parallèle
31:43permet de détecter et d'analyser plus rapidement et efficacement
31:46un large éventail de problèmes électriques.
31:48Troisième avantage, la vérification des résultats.
31:53Les deux instruments peuvent être utilisés conjointement pour vérifier et valider les résultats obtenus,
31:58assurant ainsi une plus grande fiabilité des mesures.
32:01Bref, match nul, balle au centre, l'un ne va pas sans l'autre, et réciproquement.
32:07Que ce soit dit, et écrit.
32:09Ainsi soit-il.
32:11L'atelier est désormais terminé.
32:13Tu as des questions.
32:15Tu veux un complément d'informations.
32:17Rejoins-moi dans l'espace commentaire.
32:20Le cours complet en PDF, librement téléchargeable,
32:23est disponible dans la description de cette vidéo.
32:27Je t'ai mis à disposition des exercices à forger,
32:29leurs liens sont aussi disponibles en description.
32:32Prochaine vidéo sur l'enclume.
32:35Que la forge soit avec toi.
32:37Stay tuned.
32:38Tchuss.
32:39Tchuss.
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