L`oscilloscope

Athénée Royal de Pepinster 5 TEA
Laboratoire d’électricité
L’oscilloscope
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L’oscilloscope
Comme les téléviseurs, l'oscilloscope est équipé d'un écran sur lequel il affiche la
forme de la tension présente sur son entrée. La plupart des oscilloscopes sont
équipés de deux entrées et ils permettent de visualiser deux tensions
simultanément.
Remarque :
L'oscilloscope ne peut mesurer que des tensions. Sa résistance interne est très
grande (> 1 MΩ) et il n'est pas possible de mesurer un courant sans réaliser un
montage spécial. Lors de l'utilisation d'un oscilloscope à deux entrées, il faut
être très attentif au raccordement. En effet, les communs des deux entrées
sont reliés ensemble et cela pourrait provoquer un court-circuit.
L'oscilloscope est un instrument de mesure très pratique et capable de mesurer
toutes les formes de tensions. Il est composé des éléments de commande
suivants :

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Les oscilloscopes se présentent de différentes
façons. Suivant leur utilisation, ils sont équipés
d'une ou de deux traces. Ci-dessus, un modèle
d'oscilloscope double traces. Il permet de mesurer
des fréquences jusqu'à 60 MHz et ses commandes
sont électroniques.
Il existe maintenant des analyseurs de spectre
portable qui ressemblent à un multimètre. Leur
affichage permet d'indiquer la valeur de la tension
ou du courant mesuré, et il visualise également la
forme du signal.
Trouver la période et la fréquence d’un signal
Après avoir configurer l’oscilloscope de manière à aboutir à une courbe qui
montre au moins une période à l’écran, il est possible de mesurer la période et de
calculer le fréquence.

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Sur l’exemple précédent, on arrive à une période qui mesure 7,2 divisions.
Il suffit alors de regarder l’échelle de temps (voir ci-dessus). Ici, on a 0,5 ms
par division. Donc la période vaut : 0,5 . 10 -3 . 7,2 = 0,0036 s = 3,6 ms.
Or, on sait que F = 1 / T.
Donc, ici, la fréquence va valoir 277,778 Hz.
Trouver la tension maximale
Pour trouver la tension maximale, il faut, comme pour la période, le nombre de
divisions et l’échelle.
Dans cet exemple, le signal vaut 2 divisions et l’échelle est de 2 V par division. La
tension maximale sera donc de 4 V.

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Trouver le déphasage (ou φ) entre deux signaux de même période
Ci-dessus un oscillogramme représentant deux signaux. La première étape
consiste à mesurer en division la période des signaux. Ici, la période s’étale sur
10 divisions. Or on sait qu’une sinusoïde a une période qui s’étend sur 360 °. Donc,
si 10 divisions = 360 °, on a une division qui vaut 36 °.
Ensuite il faut mesurer le nombre de divisions entre deux points identiques des
deux signaux. Ici, on a 2,3 divisions. Le déphasage entre les deux signaux vaut
donc 2,3 . 36 = 82.8 °.
Exercices
1. La base de temps (ou vitesse de balayage) est réglée sur 250 μs par cm. Une
tension alternative sinusoïdale est visualisée avec une échelle de 20 V par cm. Le
cycle complet s'étend sur 4 cm. Calculer : la fréquence de cette tension, la
tension de crête du signal dont l'amplitude est de 5.6 divisions et la tension
efficace du signal.
2. Une tension U sinusoïdale alternative de 230 V 50 Hz est mesurée à l'aide
d'un oscilloscope. Quelle devra être la vitesse de balayage pour obtenir deux
cycles complets sur l'écran possédant 10 divisions ? Quelle sera l'échelle de
l'amplitude, si celle-ci mesure 6.4 divisions ?
Signal A
Signal B
Période
Déphasage

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3. Une tension U carrée alternative de 230 V 50 Hz est mesurée à l'aide d'un
oscilloscope. Quelle devra être la vitesse de balayage pour obtenir deux cycles
complets sur l'écran possédant 10 divisions ? Quelle sera l'échelle de
l'amplitude, si celle-ci mesure 6.4 divisions ?
4. Une tension U triangulaire alternative de 230 V 50 Hz est mesurée à l'aide
d'un oscilloscope. Quelle devra être la vitesse de balayage pour obtenir deux
cycles complets sur l'écran possédant 10 divisions ? Quelle sera l'échelle de
l'amplitude, si celle-ci mesure 6.4 divisions ?
5. Une tension U sinusoïdale alternative de 230 V 50 Hz est mesurée à l'aide
d'un oscilloscope. Quelle devra être la vitesse de balayage pour obtenir trois
cycles complets sur l'écran possédant 10 divisions ? Quelle sera l'échelle de
l'amplitude, si celle-ci mesure 3.2 divisions ? Calculer la valeur de la tension U
après :
a) 1 division.
b) 4 divisions.
c) 6,8 divisions.
d) 7,5 divisions.
6. Soit l’oscillogramme suivant :
Déterminer pour chacun des deux signaux la période, la fréquence, la tension
maximale ainsi que leur déphasage.
Signal A
Signal B