Signaux périodiques OBSERVATION D`UN SIGNAL PÉRIODIQUE

Ch1 : Signaux périodiques
Thème santé.
OBSERVATION D’UN SIGNAL PÉRIODIQUE
CAPACITES VISEES
- Connaître et utiliser les définitions de la période et de la fréquence d’un phénomène périodique.
- Déterminer les caractéristiques d’un signal périodique (période, fréquence, tensions maximale et minimale).
- Utiliser un oscilloscope.
La tension électrique aux bornes d’une prise électrique est appelée tension du secteur.
Quelles sont les caractéristiques de cette tension… ?
La tension du secteur 230V étant dangereuse, on se propose d’étudier cette tension abaissée à 6V, à l’aide d’un
oscilloscope : cet appareil permet de visualiser l’évolution d’une tension électrique au cours du temps.
I- L’OSCILLOSCOPE.
1- Observation de l’oscilloscope.
Compétence
APP
La façade de l’oscilloscope présente 4 parties principales : l’écran (), la zone de mise en
service (), la zone des voies d’entrées () et la zone de balayage et de réglage des voies
d’entrées ().


ITT
instruments
metrix
OX 710 C
CAL 10kHz
LEVEL
CAL 1kHz
50 2010 5
ms 0.1
2
0.2
1
0.5
0.5
1
2
5
10
20
500.10.2
s
NIVEAU
INTENS
DECL
TV EXT YB
AUTO
NORINT YA
FOC
ON
MARCHE
! EXT

YA XYDUALADD YB
V 0.5 0.2 0.1
V 0.5 0.2 0.1
1
50
2
5
20
10
10
20
5
TEST
-YB
X1M
mV !
35pF
TEST
1M
35pF
!
1
50
2
5
10
20
10
20
5
mV

L’écran se présente sous forme d’un quadrillage, où chaque carré est appelé division ou carreau.
Chaque division est découpée en 5 parties appelées sous-divisions : 1 sous-division vaut ………………………………
division.
Pour les réglages de l’oscilloscope et les questions suivantes, se reporter à la fiche pratique :

Que mesure-t-on suivant l’axe horizontal ? ………………………………………………………………………………………
sa graduation est indiquée par le bouton « T / div » (…………) , c’est la « sensibilité horizontale
base de temps »
ou
 Que mesure-t-on suivant l’axe vertical ? …………………………………………………………………………………………….
sa graduation est indiquée par le bouton « Volt / div » (……… et …….) , c’est la « sensibilité verticale
ou calibre »
1
2-Réglages préliminaires de l’oscilloscope (aucune tension appliquée).
Compétence
REA
Pour utiliser convenablement l’oscilloscope, il faut commencer par régler le niveau 0V de la
voie A :
a) Mettre l’appareil sous tension (bouton O/1) (1).
b) Utiliser les boutons INTENSITY (2) et FOCUS (3) pour avoir un trait fin et pas trop lumineux.
c) Sélectionner la voie YA à l’aide du bouton (6) puis sélectionner 0 (ground) de la voie choisie (pour la voie YA,
bouton (9)).
On veut ensuite positionner la trace de l’oscilloscope au centre de l’écran sur la voie A. Pour cela :
d) Utiliser les boutons de position
de la voie YA (8) , et
(7) pour amener la trace horizontale au
centre de l’écran (position du « 0 » Volt).
FAIRE
e) Le réglage de la voie YA étant terminé, sélectionner la position
( bouton (9)).
VERIFIER.
Compétence
3- Visualisation d’une tension continue.
REA
L’oscilloscope est un voltmètre : il se branche donc en ……………………………………………………… aux
bornes du dipôle.
Sur les voies d’entrée YA et YB, on connecte des fiches appelées fiches BNC, qui font apparaître :
- une borne rouge correspondant à la borne d’entrée de la voie
YA ou de la voie YB
- une borne noire correspondant à la borne de sortie
On dispose d’un générateur qui abaisse la tension du secteur à 6V ou 12V, sous forme
d’une tension continue
ou alternative
.
 Réaliser les branchements afin de visualiser, sur la voie YA de
l’oscilloscope, la tension continue 6V délivrée par le générateur.
 Régler la sensibilité verticale de la voie YA (bouton 4) telle que la
déviation de la trace soit la plus grande possible.
FAIRE
 Reproduire l’oscillogramme obtenu sur l’écran ci-contre.
Noter la sensibilité verticale choisie et justifier ce choix.
Compétence
VERIFIER.
Déterminer la valeur de la tension délivrée par le générateur :
VAL
Comparer à l’indication du générateur.
2
II- VISUALISATION D’UN SIGNAL PÉRIODIQUE.
Compétence
REA
1- Nouvelle tension
 Choisir maintenant sur le générateur, une tension
alternative 6V. Allumer le générateur.
 Sur l’oscilloscope, sélectionner la position
( bouton (9)).
 Régler la sensibilité verticale de la voie YA (bouton 4) et la vitesse de
balayage (bouton 10) telles que le signal occupe l’écran au maximum
et que sa forme soit identifiable.
FAIRE
 Noter les réglages.
VERIFIER.
 Reproduire l’oscillogramme obtenu sur l’écran ci-contre.
Compétence
VAL
2- Exploitation.
- Qualifier la tension en utilisant les termes suivants : constante, variable, périodique, non
périodique, sinusoïdale, triangulaire, rectangulaire, alternative.
Justifier le choix de chaque terme.
- Déterminer la période T de la tension. En déduire sa fréquence f.
- Déterminer la valeur maximale Umax et la valeur minimale Umin de la tension. Comparer à l’indication donnée
sur le générateur.
3
FICHE PRATIQUE DE L’OSCILLOSCOPE
1
7
10
2
ITT
instruments
OX 710 C
3
metrix
CAL 10kHz
LEVEL
CAL 1kHz
50 2010 5
ms 0.1
2
0.2
1
0.5
0.5
1
2
5
10
20
500.10.2
s
NIVEAU
INTENS
DECL
TV EXT YB
AUTO
NORINT YA
FOC
ON
MARCHE
! EXT
YA XYDUALADD YB
V 0.5 0.2 0.1
V 0.5 0.2 0.1
1
50
2
5
20
10
10
20
5
TEST
-YB
X1M
mV !
35pF
9
4
1M
35pF
TEST
1
50
2
5
10
20
10
!
20
5
mV
6
8
5
Le métrix OX710 est un oscilloscope bicourbe possédant deux entrées, appelées voie YA et YB.
1- Marche/arrêt
2- Luminosité du spot
3- Focalisation (finesse du spot)
4- Sensibilité verticale de la voie YA
5- Sensibilité verticale de la voie YB
6- Visualisation des voies YA, YB ou les deux en
même temps
7- Déplacement horizontal du spot
8- Déplacement vertical du spot (voie Y A)
9- Sélection du 0 (ground) (voie YA)
10- Vitesse du balayage (= base de temps)
4