Texte de labs NYB
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24 Oscilloscope et générateur de fonctions Buts des deux grandeurs (voltage en fonction du temps) et ceci, même pour des phénomènes très rapides. Sur l’écran de l’oscilloscope, on dispose de deux coordonnées : l’une correspond au déplacement vertical du spot, l’autre à son déplacement horizontal. Apprendre à utiliser l’oscilloscope pour observer et mesurer des grandeurs physiques. Manipulations Comprendre le fonctionnement d’un circuit de redressement. Matériel Oscilloscope GwINSTEK GDS 2062 (description de l’appareil en page 7) Générateur de fréquence (description de l’appareil en page 7) Voltmètre numérique Transformateur Batterie de 4 piles de 1,5 volts Plaquette de montage Résistance, condensateur et diodes (4) Fils de raccordement Interrupteur à bouton Théorie Dans plusieurs appareils de mesure, la grandeur étudiée est convertie en un déplacement d’une aiguille ou en affichage numérique. S’il est nécessaire d’étudier les variations d’une grandeur en fonction d’une autre (en fonction du temps par exemple), de nombreuses mesures doivent être effectuées, ce qui n’est possible que si les variations se produisent lentement. L’oscilloscope, de par le principe même de son fonctionnement, occupe une place privilégiée parmi les divers instruments de mesure en électronique. En utilisant un oscilloscope, il est possible de faire apparaître instantanément une courbe, traduction du lien unissant les valeurs 1. Mesure de tensions constantes Reliez les bornes de la batterie à l’entrée du signal 1 de l’oscilloscope. En utilisant les diverses tensions de la batterie, vérifiez le déplacement de la trace vers le haut ainsi que vers le bas. Des tensions constantes sont des tensions qui ne varient pas avec le temps. La représentation graphique de telles tensions en fonction du temps donne une droite horizontale. Mesurez les différentes tensions données par votre batterie de piles. Comparez les valeurs lues à l’oscilloscope à celles que vous obtenez avec le voltmètre numérique. 25 Tableau 1 Piles Oscilloscope Voltmètre numérique 1,5 V ± ± 3,0 V ± ± 4,5 V ± ± 6,0 V ± ± 2. Mesures de tensions variables L’oscilloscope permet l’observation et la mesure de tensions qui varient rapidement avec le temps; on peut ainsi obtenir les amplitudes et les fréquences de tels signaux électriques. Comme première source de tension variable, utilisez le générateur de fréquences. Le générateur de fréquences Un générateur de fréquences est un appareil fournissant une tension dont la valeur varie dans le temps. Les formes d’ondes disponibles sur l’appareil mis à votre disposition sont : onde sinusoïdale, onde carrée et onde triangulaire. Les boutons de réglage vous permettent de faire varier l’amplitude des ondes de même que leur fréquence. L’onde sinusoïdale Examinez d’abord attentivement les boutons de réglage qui permettent de choisir la fréquence du signal produit par l’oscillateur et ajustez-les pour que la fréquence de la tension sinusoïdale soit de 1 000 Hz. Appliquez ce signal à l’entrée 1 de l’oscilloscope. Une belle courbe sinusoïdale devrait apparaître sur votre écran. Si ce n’est pas le cas, vérifiez la position des boutons du générateur de fréquence. Onde Onde Mise en sinusoïdale carrée fonction Réglage de fréquence Maintenir position :off Sortie Réglage amplitude En examinant la courbe à l’écran, ajustez avec le bouton « Output level » du générateur la valeur de l’amplitude A à environ 2 V (valeur maximale de la différence de potentiel). Mesurez la période T (temps requis pour faire un cycle). Notez la fréquence f et inscrivez vos résultats dans la figure qui suit. Cette fréquence correspond-t-elle à celle inscrite sur le générateur de fréquences ? 26 Branchez la sortie du transformateur à l’entrée du signal 1 de l’oscilloscope. Mesurez l’amplitude de la tension alternative que vous observez, puis calculez la fréquence du signal. Remplacez l’oscilloscope par le multimètre numérique avec le sélecteur en position V afin de lire la tension efficace Veff et notez cette valeur. V A= V t Tableau 2 6,3 VAC 12,6 VAC Période (s) T= s Fréquence (Hz) f= H z Amplitude Vmax(V) L’onde carrée Observez et mesurez les caractéristiques d’une tension ayant la forme d’une onde carrée dont vous fixerez la fréquence à 250 Hz. En examinant la courbe à l’écran, notez les valeurs de l’amplitude A et de la période T. Notez la fréquence f et inscrivez vos résultats ci-dessous. Cette fréquence correspond-t-elle à celle inscrite sur le générateur de fréquences ? Vérifiez que Veff = Vmax 2 4. Circuit de redressement simple Montez le circuit suivant en introduisant une diode dans le circuit. V A= Veff (multimètre) V t T= 3. Le transformateur s f= Hz Représentez alors la tension aux bornes de la résistance et mesurez la valeur maximale Vmax de cette tension. 27 Représentez alors la tension aux bornes de la résistance et mesurez la valeur maximale Vmax de cette tension. VR VR t Vmax = ___________________ t 5. Circuit de redressement double Montez le circuit suivant en introduisant un pont de diodes dans le circuit. Vmax = ___________________ Expliquez la forme de la tension observée. 6. Circuit de filtration (bloc d’alimentation) Montez le circuit suivant en ajoutant un condensateur en parallèle avec la résistance; vous avez ainsi un petit bloc d’alimentation (source de courant continu). Réalisez le circuit sur la planchette: Réalisez le circuit sur la planchette: 28 Représentez alors la tension observée aux bornes de la résistance et mesurez la valeur maximale Vmax de cette tension. VR t Vmax = ___________________ Oscilloscope GwInstek GDS-2062
