III.2. Principe de l`oscilloscope

TP: Introduction à l'utilisation de l'oscilloscope
I.
Objectifs
Le but de ce TP est d'établir un premier contact avec un oscilloscope. Le relevé de la caractéristique d'une
diode se prête tout à fait à l'exercice.
Qui dit relevé d'une caractéristique dit relevé de points de fonctionnement ayant pour coordonnées des
courants et des tensions.
Or : l'oscilloscope ne relève que des tensions.
Il va falloir avoir recours à une astuce pour relever " l'image" des courants.
II.


Matériel nécessaire
un oscilloscope bicourbe
un transformateur 220V / 6V


une résistance 460 
une diode BY 255
Présentation de l’oscilloscope
III.
III.1.
Présentation de la face avant de l’oscilloscope
voir feuille ci-jointe.
III.2.
Principe de l’oscilloscope
voir cours sur le condensateur
III.3.
Remarques importantes.
III.3.1. Remarque 1 :
L’oscilloscope est un appareil d’observation et de mesure de tensions électriques. Selon les réglages
effectués sur l’oscilloscope on peut modifier l’allure des signaux observés sur l’écran, mais jamais on
n’en modifie les caractéristiques.
III.3.2. Remarque 2 :
Un oscilloscope permet de mesurer une tension c’est à dire un d.d.p. entre 2 points. Cette grandeur est
algébrique, il faut donc lui indiquer la référence de potentiel à utiliser, c’est ce que l’on fait à l’aide des
fiches BNC qui comportent 2 bornes :
 une borne noire : référence de potentiel appelée masse ( M )
 une borne rouge : le signal à observer ( Y1 ou Y2 )
On observe l’évolution de la d.d.p. appliquée entre la borne rouge et la borne noire ( tout comme un
voltmètre indique la d.d.p. entre sa borne + et sa borne COM ou - )
III.3.3. Remarque 3 :
Si on utilise les 2 voies de l’oscilloscope, les 2 bornes noires sont déjà reliées entre elles à l’intérieur de
l’oscilloscope. Les 2 voies ont donc une masse commune et on ne peut visualiser simultanément sur un
oscilloscope que des tensions ayant un point commun, ce point étant relié à la masse de l’oscilloscope.
III.3.4. Remarque 4 :
La masse de l’oscilloscope est en général reliée à la terre ( donc au potentiel 0 ) par l’intermédiaire de la
prise de courant. Si un autre appareil dans le montage est dans le même cas ( par ex le GBF ), il faut
impérativement que toutes les masses ( bornes noires ) soient en un même point du montage. Si ce n’est
pas possible, on utilise un dispositif qui permet de déconnecter la masse de l’oscilloscope de la terre.
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IV.
Réglages préliminaires de l’oscilloscope.
Mettre l’oscilloscope sous tension, et régler le bouton intensité. Laisser chauffer quelques instants.
Assurez-vous que tous les boutons de l’oscilloscope sont relevés.
Vérifier que les atténuateurs ( 25 ) et ( 31 ) et ( 13 ) sont calibrés. Pour cela, contrôler qu’ils sont dans la
position indiquée sur le schéma imprimé sur l’oscilloscope ( ils doivent être en butée à droite ou à gauche
selon les modèles d’oscilloscope).
Choisir le mode DUAL ( 28 ). L’oscilloscope permet alors de visualiser 2 tensions simultanément.
Régler les cadrages horizontal (avec X.POS ) et vertical ( avec Y.POS.I et Y.POS.II ) pour que les 2 traces
soient superposées au centre de l’écran.
V.
Observation d'une tension sinusoïdale provenant du transformateur
V.1.Montage
Relier le transformateur à l'oscilloscope selon le montage suivant:
YA
Réseau
220V
V
Transfo
220V / 6V
M
On veut observer la tension à vide aux bornes du secondaire du transformateur.
V.2.Rôle des sélecteurs AC, DC ( 22 ) et ( 35 ) de l’oscilloscope
A quoi servent les boutons (22) et (35).
Quelle est la position du sélecteur ( 22 ) qui est préférable ? DC ou AC ? Justifier.
V.3.Réglage de la sensibilité verticale (24) ou (30)
Le bouton de sensibilité verticale va permettre de régler la taille de la courbe sur l'écran.
Attention: ce bouton permet de modifier l'affichage et non pas les caractéristiques de la tension
considérée.
Comment choisit-on la sensibilité verticale pour effectuer la mesure la plus précise possible ?
Effectuer ce réglage et mesurer la valeur de la tension aux bornes du secondaire du transformateur, notée
US, à l’oscilloscope. Comparer avec la valeur indiquée par le voltmètre. Relever l’oscillogramme n°1
obtenu en donnant toutes les indications à son exploitation.
Agir sur le bouton de décalibrage ( 25 ) ou ( 31 ) et comparer les valeurs indiquées par l’oscillo et le
voltmètre. Conclure sur le rôle du bouton de décalibrage. Le replacer dans sa position initiale pour la
suite.
Enfoncer le bouton INV. Que se passe – t – il ? Relever le bouton INV.
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VI.
Mesure d’une intensité de courant
VI.1.
Montage
Indiquer sur le schéma de câblage ci-dessous ( montage 2 ) les branchements de l’oscillo ( M, Y1 et Y2 )
permettant de visualiser les tensions u ( t ) sur la voie 2 et uR ( t ) sur la voie 1 simultanément. Faire
vérifier.
Réaliser hors tension le montage suivant alimenté par un transformateur 220V / 6V où R est une
résistance de 460 .
u
i
Réseau
220V
D
R
uR
Transfo
220V / 6V
VI.2.
Mesures
Après avoir réglé l’oscilloscope, relever en concordance de temps les 2 tensions sur un oscillogramme .
Mesurer la période de chaque tension et comparer les valeurs obtenues. Calculer la fréquence f = 1 / T
correspondante. A quoi correspond cette valeur ?
Expliquer pourquoi on dit que uR( t ) est l’image du courant i ( t ) ? Mesurer sur l’oscilloscope, en valeur
absolue, la plus grande valeur que peut prendre uR ( t ) en déduire celle de i ( t ).
VI.3.
Relevé automatique de caractéristiques
Sans modifier le montage précédent, placer l’oscilloscope en mode XY.
Rôle du bouton XY ( 5 )
bouton XY enfoncé.
Qu’observez-vous ? Que se passe-t-il si on agit sur la base de temps ( TIME / DIV ) ? et sur la sensibilité
verticale ( VOLTS / DIV ) ? Conclusion.
bouton XY relevé.
Qu’observez-vous ? Que se passe-t-il si on agit sur la base de temps ( TIME / DIV ) ? et sur la sensibilité
verticale ( VOLTS / DIV ) ? Quelles sont les grandeurs représentées sur l’axe des abscisses ? des
ordonnées ?
Conclure sur le rôle du bouton XY.
Régler le spot au centre de l’écran en plaçant les sélecteurs ( 22 ) et ( 35 ) des 2 voies en position GD.
Puis en position DC effectuer les réglages nécessaires pour observer la totalité de la caractéristique.
Proposer un mode opératoire simple pour établir une correspondance entre chaque voie ( Y1 et Y2 ) et
l’axe correspondant (abscisse ou ordonnée). En déduire la grandeur représentée sur chaque axe.
Représenter la caractéristique obtenue sur un dernier oscillogramme. Indiquer l’échelle de i en A.
Mesurer la tension de seuil U0 de la diode.
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