TP P11 : Signaux – Mesure de l`impédance d`entrée d`un oscilloscope

Document de TP
Lycée Hoche – BCSPT1A – A. Guillerand
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TP P11 : Signaux – Mesure de l’impédance d’entrée d’un oscilloscope
1. Présentation
Tout appareil de mesure en électrocinétique perturbe le circuit étudié. Nous en avions
parlé pour le voltmètre et l’ampèremètre :
Un voltmètre se modélise comme un coupe-circuit (conducteur ohmique de résistance
infinie), mais en réalité il se comporte comme un conducteur ohmique de résistance
très grande .
Un ampèremètre se modélise comme un court-circuit (conducteur ohmique de
résistance nulle), mais en réalité il se comporte comme un conducteur ohmique de
résistance très faible .
Ainsi lorsque l’on souhaitait effectuer une mesure simultanée de la tension aux bornes
d’un conducteur ohmique et de l’intensité qui le traverse, des erreurs systématiques
étaient introduites si la résistance du conducteur étudiée étant trop faible ou trop
petite.
Dans le cas de l’oscilloscope, pour considérer qu’il n’entraîne aucune perturbation il
doit être modélisé par un coupe-circuit (comme le voltmètre). Mais en réalité, il
possède une résistance et une capacité interne (en dérivation). On peut représenter
l’oscilloscope de cette manière :
L’oscilloscope doit mesurer une tension en perturbant le moins possible les signaux au
sein du circuit étudié. On peut lire sur les notices des appareils utilisé l’ordre de
grandeur de  et de  : 
Lorsque l’on a utilisé l’oscilloscope dans le TP précédent, il ne fallait pas choisir
n’importe qu’elle valeur de  et de .
Il faut en effet que :
Donc :
Remarque : ceci sera démontré dans un DM que je vous donnerai dans quelque temps.
L’objectif du TP est de déterminer expérimentalement la valeur de . La valeur
de  sera déterminée en deuxième année.

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2. Mesure de la résistance interne d’un oscilloscope
a. Mesure à l’aide d’un ohmmètre
Utiliser un multimètre en mode ohmmètre pour mesurer la résistance interne de
l’oscilloscope. Évaluer l’incertitude élargie à .
b. Mesure à l’aide d’un diviseur de tension
Pour mesurer la résistance interne de l’oscilloscope nous nous placerons en régime
stationnaire. Ainsi le condensateur interne de l’oscilloscope se comporte comme un
coupe-circuit et l’oscilloscope se modélise comme un simple conducteur ohmique
(l’utilisation de l’oscilloscope en tant que « visualiseur » d’une tension ne nous
intéresse pas ici).
Brancher l’oscilloscope en série avec un conducteur ohmique de résistance connue :
À l’aide de la formule du diviseur de tension exprimer o en fonction de ,  et  :
Fixer la tension  (valeur au choix, tant qu’elle ne dépasse pas la limite d’utilisation de
la résistance  choisie) et la mesurer avec un voltmètre. Mesurer  aux bornes du
conducteur ohmique , en déduire .
À l’aide du logiciel GUM déterminer l’incertitude élargie à  sur  et donner le
résultas sur  tenant compte de cette incertitude.
3. Mesure de la capacité interne de l’oscilloscope
Il existe plusieurs méthodes pour déterminer la capacité interne d’un oscilloscope :
techniques que vous verrez en deuxième année.