Chapitre 20 – Instrumentation électrique
• un circuit Z de modulation de la luminosité du spot (par action sur le wehnelt sur
lequel on reviendra plus loin).
Ces divers points seront analysés lors de la présentation des divers réglages.
3.2 Principe des oscilloscopes numériques
Une des étapes fondamentales du fonctionnement d’un oscilloscope numérique est la
conversion analogique numérique. Elle comporte deux phases : l’échantillonnage et
la quantification du signal.
Pour simplifier, échantillonner consiste à prendre la valeur du signal à des instants
donnés (généralement à intervalle de temps régulier). On admet que le signal est
correctement échantillonné si la fréquence d’échantillonnage est au moins deux fois
plus grande que la fréquence maximale du signal (critère de Shannon). En pratique,
on considère que 10 points par période suffisent à reproduire la forme du signal. Le
risque en cas de non respect est, outre l’impossibilité d’obtenir la forme exacte du
signal, de perdre des informations, comme des impulsions transitoires, ou d’observer
des distorsions du signal en amplitude et en phase.
La base de temps numérique diffère de la base de temps analogique : elle correspond à
l’intervalle de temps séparant deux points consécutifs. L’affichage étant généralement
de 50 points par division, la base de temps en secondes par division correspond au
produit de la base de temps numérique par 50. La base de temps numérique fixe la
cadence de l’échantillonnage.
La quantification correspond à la traduction de la valeur mesurée à un instant dans un
code binaire : le nombre de niveaux de valeurs possibles est pris égal à 2
N où N est le
nombre de bits disponibles. En général, on a N = 8 soit 256 niveaux. La résolution
est la plus petite variation de tension que l’appareil peut détecter : elle est donnée par
le rapport entre la tension pleine échelle et le nombre de niveaux.
L’avantage d’utiliser un oscilloscope numérique vient du fait qu’il est possible d’ajouter
des fonctions d’analyse et de traitement du signal aux fonctions habituelles des oscilloscopes. Parmi ces opérations supplémentaires, on peut citer la possibilité de faire
des mesures, des moyennes en vue de réduire le bruit perturbant le signal utile, d’effectuer diverses opérations de filtrage numérique, d’effectuer différentes opérations
mathématiques (transformée de Fourier discrète, intégration, dérivation...)...
3.3 Réglages préliminaires d’un oscilloscope
Quand on allume un oscilloscope ou au cours d’une expérience, il peut être utile
d’effectuer ou de modifier certains réglages comme le cadrage, la luminosité, la focalisation...
On peut déplacer la trace lumineuse verticalement ou horizontalement : cela correspond à des translations du faisceau d’électrons.
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• un circuit Z de modulation de la luminosité du spot (par action sur le wehnelt sur
lequel on reviendra plus loin).
Ces divers points seront analysés lors de la présentation des divers réglages.
3.2 Principe des oscilloscopes numériques
Une des étapes fondamentales du fonctionnement d’un oscilloscope numérique est la
conversion analogique numérique. Elle comporte deux phases : l’échantillonnage et
la quantification du signal.
Pour simplifier, échantillonner consiste à prendre la valeur du signal à des instants
donnés (généralement à intervalle de temps régulier). On admet que le signal est
correctement échantillonné si la fréquence d’échantillonnage est au moins deux fois
plus grande que la fréquence maximale du signal (critère de Shannon). En pratique,
on considère que 10 points par période suffisent à reproduire la forme du signal. Le
risque en cas de non respect est, outre l’impossibilité d’obtenir la forme exacte du
signal, de perdre des informations, comme des impulsions transitoires, ou d’observer
des distorsions du signal en amplitude et en phase.
La base de temps numérique diffère de la base de temps analogique : elle correspond à
l’intervalle de temps séparant deux points consécutifs. L’affichage étant généralement
de 50 points par division, la base de temps en secondes par division correspond au
produit de la base de temps numérique par 50. La base de temps numérique fixe la
cadence de l’échantillonnage.
La quantification correspond à la traduction de la valeur mesurée à un instant dans un
code binaire : le nombre de niveaux de valeurs possibles est pris égal à 2
N où N est le
nombre de bits disponibles. En général, on a N = 8 soit 256 niveaux. La résolution
est la plus petite variation de tension que l’appareil peut détecter : elle est donnée par
le rapport entre la tension pleine échelle et le nombre de niveaux.
L’avantage d’utiliser un oscilloscope numérique vient du fait qu’il est possible d’ajouter
des fonctions d’analyse et de traitement du signal aux fonctions habituelles des oscilloscopes. Parmi ces opérations supplémentaires, on peut citer la possibilité de faire
des mesures, des moyennes en vue de réduire le bruit perturbant le signal utile, d’effectuer diverses opérations de filtrage numérique, d’effectuer différentes opérations
mathématiques (transformée de Fourier discrète, intégration, dérivation...)...
3.3 Réglages préliminaires d’un oscilloscope
Quand on allume un oscilloscope ou au cours d’une expérience, il peut être utile
d’effectuer ou de modifier certains réglages comme le cadrage, la luminosité, la focalisation...
On peut déplacer la trace lumineuse verticalement ou horizontalement : cela correspond à des translations du faisceau d’électrons.
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