Didascope MTX 112. Copyright X03892A00 - Ed. 1-05/13

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1 Oscilloscope numérique virtuel différentiel Didascope MTX voies, 10 MHz, FFT, USB Notti ice de ffonctti ionnementt Pôle Test et Mesure de CHAUVIN-ARNOUX Parc des Glaisins - 6, avenue du Pré de Challes F ANNECY-LE-VIEUX Tél. +33 (0) Fax +33 (0) Copyright X03892A00 - Ed. 1-05/13

2 Sommaire Sommaire Prise en main Applications Chapitre I Précautions et mesures de sécurité...3 Préparation à l emploi...4 Entretien...5 Maintenance et vérification métrologique...5 Interface de communication...5 Mise en route...5 Connexion...6 Chapitre II Mise en service...8 Description de l écran de contrôle...9 Chapitre III Mise en service...14 Description des écrans de contrôle...15 Chapitre IV I - Signal continu et Signal périodique Signal continu DC Signal périodique sinusoïdal avec et sans composante continue Mesure de l amplitude, la fréquence et la période d un signal sinusoïdal Signal périodique en dent de scie...27 II - Courbes de Lissajous Circuit RLC Circuit RC Circuit CR Circuit de redressement, Diode-R-C...37 Chapitre V Spécifications techniques...38 Chapitre VI Caractéristiques générales - Caractéristiques mécaniques...44 Chapitre VII Fourniture...45 Attention! Avant d imprimer cette notice, réfléchissez à l impact sur l environnement. I - 2 Oscilloscope numérique virtuel, 10 MHz

3 Prise en main Prise en main Félicitations! Vous venez d'acquérir un oscilloscope MTX 112. Nous vous remercions pour votre confiance dans la qualité de nos produits. C est un oscilloscope virtuel, 50 Msps, 8 bits, 50 kpts, 25 mv/div à 100 V/div. L instrument est conforme aux normes de sécurité NF EN NF EN Pour en obtenir le meilleur service, lisez attentivement cette notice et respectez les précautions d'emploi. Le non-respect des avertissements et/ou instructions d'utilisation risque d endommager l'appareil et peut se révéler dangereux pour l utilisateur. Composition un oscilloscope 10 MHz, 2 voies, sans organe de visualisation, fonctionnement PLUG and Play par USB, entrées différentielles 600V CATII, alimentation secteur universel 300V CATII, interface de communication USB un logiciel complet le «SCOPEin@BOX_LE», destiné aux utilisateurs confirmés. un logiciel didactique très simplifié le «DIDASCOPEin@BOX», destiné aux utilisateurs débutants (collégiens - lycéens). une fiche sécurité et 2 jeux de cordons de prise de mesure Ø 4 mm. Précautions et mesures de sécurité définition des catégories de mesure Attention! - Utilisation en intérieur - Environnement de degré de pollution 2 - Altitude inférieure à 2000 m - Température comprise entre 0 C et 40 C - Humidité relative inférieure à 80 % jusqu à 31 C - Mesures sur des circuits de 600V max. CAT II, entre 1 borne et la terre ou entre 2 bornes, alimentés par un réseau 300V max. CAT II. CAT II: Circuits de test et de mesure connectés directement aux points d'utilisation (prises de courant et autres points similaires) du réseau basse tension. Ex: Les mesures sur les circuits réseau des appareils électroménagers, des outils portables et autres appareils similaires. CAT III: Circuits de test et de mesure connectés aux parties de l'installation du réseau basse tension du bâtiment. Ex:Les mesures sur les tableaux de distribution (y compris les compteurs divisionnaires), les disjoncteurs, le câblage y compris les câbles, les barres-bus, les boîtiers de dérivation, les sectionneurs, les prises de courants dans l'installation fixe et les appareillages à usage industriel et autres équipements tels que les moteurs branchés en permanence sur l'installation fixe CAT IV: Circuits de test et de mesure connectés à la source de l'installation du réseau basse tension du bâtiment. Ex: Les mesures sur des dispositifs installés avant le fusible principal ou le disjoncteur de l'installation du bâtiment. L utilisation d un appareil de mesure, d un cordon ou d un accessoire de catégorie de mesure ou de tension inférieure réduit l utilisation de l ensemble (appareil + cordons + accessoires) à la catégorie de mesure et/ou à la tension max. la plus basse. Oscilloscope numérique virtuel, 10 MHz I - 3

4 Prise en main Prise en main (suite) Préparation à l emploi avant utilisation Respectez les conditions d environnement et de stockage. Vérifier l intégrité des protections et isolants des accessoires. Tout élément dont l isolant est détérioré (même partiellement) doit être consigné et mis au rebut. Un changement de couleur de l isolant est une indication de détérioration. Alimentation : assurez-vous du bon état du cordon d alimentation livré avec l'appareil. Il doit être raccordé au réseau (variation de 90 à 264 VAC, 300V max. - CAT II). Il faut remplacer les cordons d alimentation réseau amovibles par des cordons aux caractéristiques assignées appropriées. La terre de protection de l instrument doit impérativement être reliée à la terre du réseau. pendant l utilisation Lisez attentivement toutes les notes précédées du symbole. Veillez à ne pas obstruer les aérations. Par mesure de sécurité, n utilisez que les cordons et accessoires appropriés livrés avec l instrument ou homologués par le constructeur, de catégories au moins égales à celles de l instrument, conformes à la NF EN Alimentation secteur L alimentation de l oscilloscope est conçue pour un réseau pouvant varier de 90 à 264 VAC (plage nominale d utilisation : 100 à 240 VAC). La fréquence de ce réseau doit être comprise entre 47 et 63 Hz. Symboles figurant sur l instrument Attention : Risque de danger. L opérateur s engage à consulter la notice à chaque fois que ce symbole de danger est rencontré. Dans l Union Européenne, ce produit fait l objet d un tri sélectif des déchets pour le recyclage des matériels électriques et électroniques conformément à la Directive DEEE 2002/96/EC : ce matériel ne doit pas être traité comme déchet ménager. Les piles et les accumulateurs usagés ne doivent pas être traités comme des déchets ménagers. Rapportez-les au point de collecte approprié pour le recyclage. Borne de terre USB Le marquage CE indique la conformité aux directives européennes «Basse Tension», «CEM», «DEE» et «RoHS». I - 4 Oscilloscope numérique virtuel, 10 MHz

5 Prise en main Prise en main (suite) Entretien Maintenance Vérification métrologique Interface de communication USB V1.1 Mise en route Aucune intervention n est autorisée à l intérieur de l instrument. - Retirez les cordons de mesure. - Mettez l instrument hors tension (débranchez le cordon d alimentation). - Nettoyez-le avec un chiffon humide et du savon. - N utilisez jamais de produits abrasifs, ni de solvants. - Séchez rapidement avec un chiffon ou de l air pulsé à 80 C max. L instrument ne comporte aucun élément remplaçable par l opérateur. Toute opération ne doit être effectuée que par un personnel compétent agréé. Contactez votre agence commerciale Chauvin-Arnoux la plus proche ou votre centre technique régional Manumesure qui établira un dossier de retour et vous communiquera la procédure à suivre. Coordonnées disponibles sur notre site : http :// ou par téléphone aux numéros suivants : (Centre technique Manumesure) (Chauvin Arnoux) C est une interface qui relie l instrument directement à un port USB du PC. De maniement simple, aucun réglage n est nécessité pour une application locale. Avant la mise sous tension de votre oscilloscope et sa connexion au PChôte : 1. Insérez le CD ROM fourni et installez le logiciel de pilotage de votre choix (voir ci-dessous). 2. Puis, reliez l oscilloscope au PC par USB, avec le câble USB A/B fourni. 3. Enfin, branchez le cordon d alimentation secteur et référez-vous aux paragraphes, pages suivantes. Rappel L oscilloscope est livré avec 2 logiciels PC : - un logiciel PC complet le SCOPEin@BOX_LE et - un logiciel PC didactique simplifié le DIDASCOPEin@BOX. Oscilloscope numérique virtuel, 10 MHz I - 5

6 Prise en main Prise en main (suite) Connexion Cordon d alimentation secteur Câble USB A/B connecté au PC et à l oscilloscope Connectez le câble USB A/B au PC de contrôle et au Scope. Branchez l oscilloscope au réseau d alimentation 50 Hz, la LED «ON» de la face avant s allume indiquant que l appareil est sous tension. LED «ON» Voie 2 Voie 1 LED «READY» Attendez une dizaine de secondes que la LED «READY» s allume indiquant que l appareil a fini sa phase d initialisation. Lorsque la LED «READY» s allume, vous pouvez lancer un des deux logiciels PC. I - 6 Oscilloscope numérique virtuel, 10 MHz

7 Prise en main Prise en main (suite) Important! LED «READY» Fonctionnement du couple de LEDs de face avant ON/OFF et READY 1. A la mise sous tension, cette LED indique que l instrument a fini son initialisation ; l utilisateur peut alors lancer le logiciel SCOPEin@BOX-LE ou DIDASCOPEin@BOX. 2. Un clignotement de la LED «READY» permet d identifier l instrument et de vérifier que la communication PC-Oscilloscope est OK. 3. Si la LED «READY» est éteinte l appareil est en cours d utilisation. 1. A la mise sous tension, la LED «ON/OFF» s allume et la LED «READY» est éteinte (l instrument fait sa phase d initialisation). 2. Lorsque l instrument a fini sa phase d initialisation la LED «READY» s allume indiquant que le logiciel SCOPEin@BOX-LE ou DIDASCOPEin@BOX peut être lancé. 3. Lorsque l application est lancée, la LED «READY» s éteint indiquant que l instrument est en cours d utilisation (connecté). 4. Lorsque l on quitte l instrument, la LED «READY» s allume à nouveau indiquant que l appareil est déconnecté et prêt à une nouvelle session de travail avec SCOPEin@BOX-LE ou DIDASCOPEin@BOX. Connexion (suite) La saisie des signaux se fait en différentiel au moyen de 2 cordons banane de sécurité comme pour un multimètre : Paire de cordons banane de la voie CH2 Paire de cordons banane de la voie CH1 Oscilloscope numérique virtuel, 10 MHz I - 7

8 Logiciel de commande didactique simplifié Mise en service Pour démarrer l oscilloscope, il faut suivre les étapes suivantes : Etapes Actions 1. Mettez sous tension le PC de contrôle. 2. Connectez l oscilloscope au PC à l aide du câble USB A/B. 3. Mettez sous-tension l oscilloscope. 4. Attendez que la LED READY s allume. 5. Lancez le logiciel PC DIDASCOPEin@BOX 6. Le logiciel va détecter automatiquement la présence de l oscilloscope : Si, à la première installation, le driver n est pas trouvé, suivre les instructions de recherche manuelle du driver disponible sur le CD-ROM, répertoire Driver USB. II - 8 Oscilloscope numérique virtuel, 10 MHz

9 Logiciel de commande Description de l écran de contrôle L IHM de l oscilloscope se compose d une fenêtre comportant à la fois le panneau des commandes et la fenêtre des traces : Zone zoomée Base de temps d acquisition Position et affichage du trigger Barre des menus Barre d icônes Réglages échelle horizontale Réglages des paramètres de déclenchement Réglages spécifiques aux voies CH1 & CH2 Lancement Autoset général Lancement/arrêt de l acquisition Indication des valeurs des mesures Base de temps d acquisition de la zone zoomée Activation du zoom Oscilloscope numérique virtuel, 10 MHz II - 9

10 Logiciel de commande a) les Icônes Affichage rémanent (si activé, l icône s affiche endessous du graphique). Affichage fenêtre XY X = CH1, Y = CH2 Affichage des mesures par curseurs et automatiques Sélection de la voie référence pour les mesures CH1, CH2 Traces Réfs (mémoire d écran) Impression Raccourcis clavier Aide b) les Menus Menu «Fichier» Menu «Affichage» Menu «?» «Sauvegarde Trace» : sauvegarde une des deux traces en format.txt «Copier Fenêtre» : copie la face avant et permet de la coller dans un autre document. «Imprimer» : lance l impression du graphe avec ou sans le panneau de contrôle «Rémanence» : accumulation des différentes acquisitions sur l écran. L acquisition la plus récente est affichée avec une couleur intensifiée. «XY» : affiche un nouveau graphe avec X = CH1 et Y = CH2 Chaque axe est gradué en 8 divisions. «Mesures automatiques» : affiche les mesures par curseurs et les mesures automatiques sur la voie de référence «Langue» : choix entre français, anglais, allemand, italien et espagnol «Aide» développe la présente notice de fonctionnement au format.pdf. «A propos» renseigne sur : - la version du logiciel PC et du logiciel embarqué avec la configuration - la version du hardware - le numéro de série de l instrument II - 10 Oscilloscope numérique virtuel, 10 MHz

11 Logiciel de commande c) Pavé «Horizontal» Le pavé Horizontal comporte deux boutons rotatifs couleur orange : Sélection des 25 calibres de la base de temps, plage de 100 ns/div. à 10 s/div. (coefficient de balayage T/div.) Réglage de la position horizontale du trigger, plage de 0 à 10 div. Pour afficher la liste des 25 calibres de base de temps, il faut un clic gauche sur l emplacement du calibre T/div. affiché sur le bouton «base de temps». Une fois la liste ouverte, il est possible de sélectionner la valeur du coefficient de balayage par un clic gauche sur la valeur souhaitée. d) Pavé «Vertical» Le pavé Vertical contient les commandes verticales essentielles (la couleur rouge est réservée aux commandes de la voie CH1 et la couleur verte à celles de CH2) : Bouton de sélection de la sensibilité verticale : 12 calibres verticaux, plage 25 mv/div. à 100 V/div. Bouton de réglage de la position verticale : plage limitée à ± 4 div. Glissière de sélection du couplage d entrée : AC DC GND Bouton Autoset vertical de la voie CH1 ou CH2 Pour afficher la liste des 12 calibres verticaux, il faut un clic gauche sur l emplacement du calibre V/div. affiché sur le bouton «Sensibilité». Une fois la liste ouverte, il est possible de sélectionner la valeur de la sensibilité verticale par un clic gauche sur la valeur souhaitée. Oscilloscope numérique virtuel, 10 MHz II - 11

12 Logiciel de commande e) Pavé «Déclenchement» Le pavé de Déclenchement (couleur grise) comporte : Avec le logiciel DIDASCOPE, le filtre de déclenchement «DC» est imposé. le bouton de réglage du niveau de déclenchement (positif ou négatif) le sélecteur de la source de déclenchement, CH1 ou CH2 le sélecteur de la pente de déclenchement et la LED verte de Trig. Les flèches près du bouton de réglage du niveau de déclenchement prennent la couleur de la source de déclenchement active : rouge pour CH1 verte pour CH2 L oscilloscope est programmé par défaut en balayage AUTO ce qui permettra à l utilisateur de trouver rapidement la trace en présence ou absence de signal. Le filtre de déclenchement «DC» est aussi programmé par défaut. f) Affichage des traces La fenêtre traces et le pavé de commande sont indissociables. Les traces ont la couleur spécifique de la voie : - Rouge pour la voie CH1 - Verte pour la voie CH2 Les 2 voies sont actives et affichées par défaut. La fonction «EXPANSION horizontale» (ou «Zoom») permet de «Zoomer» une zone de 2,5 kpts parmi les 50 kpts de la mémoire d enregistrement. Le facteur maximum d expansion est de 20. En mode EXPANSION, on affiche simultanément dans la fenêtre «affichage des traces» le contenu de la totalité de la mémoire d enregistrement (50 kpts) et la zone «zoomée» (2,5 kpts) l ensemble étant réactualisé en temps réel. Il est alors possible de déplacer la partie zoomée dans la mémoire d enregistrement. II - 12 Oscilloscope numérique virtuel, 10 MHz

13 Logiciel de commande g) Mesures L instrument affiche en simultané deux types de mesures, variables selon la position des curseurs : Mesures manuelles par curseur Mesures automatiques Pour chaque positionnement des 2 curseurs (t1, Y1) et (t2, Y2) dans la fenêtre trace, l oscilloscope affiche la valeur en secondes de l écart dt = t1-t2 et la valeur en Volts de l écart dv = dy = Y1-Y2. Il est ainsi possible de mesurer manuellement l amplitude, la période ou la fréquence d un signal en plaçant les 2 curseurs sur le signal périodique affiché. Couleur bleue curseur 1 (t1, Y1) Couleur violette curseur 2 (t2, Y2) L oscilloscope affiche pour chaque voie (dans la couleur de la voie) les valeurs des 5 mesures automatiques fixes Vhaut-bas, Veff, Vmoy, F et T : Vhaut-bas : amplitude crête à crête du signal Veff : valeur efficace du signal F : fréquence du signal T : période du signal répétitif Vmoy : tension moyenne du signal Les grandeurs mesurées sont affichées avec la couleur de la voie de référence pour les mesures Rouge pour la voie CH1 et Verte pour la voie CH2. Pour augmenter la précision des mesures automatiques, on fait le calcul en considérant la totalité des 50 kpts de la mémoire d enregistrement. h) Autres boutons de commande lance un Autoset général (vertical, horizontal et trigger) de l oscilloscope en agissant sur les calibres verticaux, horizontaux et sur la voie de déclenchement. lance / stoppe les acquisitions RUN / STOP. Oscilloscope numérique virtuel, 10 MHz II - 13

14 Logiciel de commande complet Mise en service Pour démarrer l oscilloscope, il faut suivre les étapes suivantes : Etapes Actions 1. Mettez sous tension le PC de contrôle. 2. Connectez l oscilloscope au PC à l aide du câble USB A/B. 3. Mettez sous-tension l oscilloscope. 4. Attendez que la LED READY s allume. 5. Lancez le logiciel PC SCOPEin@BOX-LE 6. Le logiciel va détecter automatiquement la présence de l oscilloscope et ouvrir une fenêtre de démarrage de l instrument : 7. Créez un nouvel oscilloscope en cliquant sur «Nouveau» ou sélectionnez l oscilloscope à ouvrir : dans notre exemple, MTX Cliquez sur la touche «Ouvrir» pour lancer l application et ouvrez une fenêtre d affichage des traces et une fenêtre avec le panneau de contrôle. III - 14 Oscilloscope numérique virtuel, 10 MHz

15 Logiciel de commande Description des écrans L IHM de l instrument se compose : d une fenêtre de «Contrôle Oscilloscope» d une fenêtre d affichage «Trace Oscilloscope». «Contrôle Oscilloscope» Cette fenêtre regroupe tous les réglages possibles de l oscilloscope : Type instrument Nom de l instrument Nom de la fenêtre Mode de communication courant Barre des menus Barre d icônes Réglages spécifiques aux voies CH1 & CH2 Lancement du logiciel DIDASCOPEin@box Réglages échelle horizontale Fonctions mathématiques Capture des traces Réglages paramètres de déclenchement Lancement/arrêt de l acquisition Activation de la représentation XY Activation du calcul FFT Lancement Autoset général «Trace Oscilloscope» Cette fenêtre contient la représentation graphique des signaux : Indication en X des curseurs, si actifs Position et Affichage du trigger Indication en Y des curseurs, si actifs Référence 0V des traces Base de temps d acquisition Activation du zoom Autorise ou non le déplacement du trigger à la souris Oscilloscope numérique virtuel, 10 MHz III - 15

16 Logiciel de commande «Contrôle Oscilloscope» a) les Icônes Graticule Affichage des paramètres de réglage des voies actives dans la fenêtre d affichage des traces de l oscilloscope Affichage rémanent (si activé, l icône s affiche en-dessous du graphique). Affichage fenêtre XY X = CH1, Y = CH2 Affichage des FFT dans une nouvelle fenêtre Mesures automatiques Sélection de la voie Référence pour les mesures CH1, CH2 Curseurs mesures manuelles Traces Réfs (mémoire d écran) Impression Exportation vers Excel Raccourci clavier Aide Mode de communication USB Lancement du logiciel simplifié DIDASCOPEin@BOX III - 16 Oscilloscope numérique virtuel, 10 MHz

17 Logiciel de commande b) les Menus Menu Fichier «Ouvrir Trace» : affiche une trace préalablement sauvegardée en.trc. «Sauvegarde Trace» : sauvegarde une des deux traces en format.txt ou.trc «Rappel, sauvegarde Configuration» : configure les paramètres de l écran de contrôle avec un fichier.cfg préalablement sauvegardé. «Imprimer» : lance l impression du panneau Trace et/ou du panneau de Contrôle Menu Horizontal «Acquisition Min/Max» : l utilisateur visualise les valeurs extrêmes du signal acquises entre 2 échantillons de la mémoire d acquisition. «Moyennage : 2, 4, 8, 16» : calcule une moyenne sur les échantillons affichés. Dans notre exemple, le moyennage par 2 est activé. Menu Affichage «Graticule» : affiche / efface le quadrillage «Echelle verticale» : affiche le calibre, le couplage et la bande passante des voies actives dans la fenêtre Trace. «Vecteur» : un vecteur est tracé entre chaque échantillon. «Enveloppe» : le minimum et le maximum observés sur chaque position horizontale de l écran sont affichés. «Rémanence» : accumulation des différentes acquisitions sur l écran. L acquisition la plus récente est affichée avec une couleur intensifiée. Oscilloscope numérique virtuel, 10 MHz III - 17

18 Logiciel de commande Menu Mesure «Référence» : sélectionne la trace, sur laquelle seront réalisées les mesures automatiques ou manuelles. «Mesures automatiques» : dans une nouvelle fenêtre, les mesures sont effectuées et rafraîchies sur la trace de référence sélectionnée. Toutes les mesures réalisables sur cette trace sont affichées. «Mesures curseurs attachés» : les deux curseurs de mesures manuels sont liés à la trace de référence. «Mesures curseurs libres» : les deux curseurs de mesures manuels sont libres. «Mesure Auto Phase» : mesure automatique de phase d une trace par rapport à une trace de référence. «Mesures manuelles de phase» : utilisez les curseurs 1 et 2 pour indiquer le déphasage entre deux traces. Menu Outils «Exportation vers Excel» : la fenêtre EXCEL permet d exporter une trace en vue d une exploitation sur EXCEL. Langue : choix entre français, anglais, allemand, italien ou espagnol «Infos Système» : renseigne sur - le nombre de mises sous tension - la durée d utilisation en heures III - 18 Oscilloscope numérique virtuel, 10 MHz

19 Logiciel de commande «Autotest» : lance un test automatique de la carte de base. Si l autotest s est bien déroulé le message ci-contre s affiche. «Mise à jour automatique» du logiciel embarqué en 4 étapes et redémarrage automatique de l oscilloscope avec la nouvelle version de logiciel : 1. préparation de la mémoire flash interne, 2. transfert du nouveau logiciel embarqué, 3. enregistrement du logiciel dans la mémoire flash si le transfert c est bien déroulé, 4. redémarrage de l appareil avec la nouvelle version de software embarqué. Menu «?» «Aide» : développe la présente notice de fonctionnement au format.pdf. «A propos» renseigne sur : - la version du logiciel PC et du logiciel embarqué avec la configuration - la version du hardware - le numéro de série de l instrument Oscilloscope numérique virtuel, 10 MHz III - 19

20 Logiciel de commande c) Pavé «Vertical» La couleur «Rouge» est associée à la voie CH1 et le «Vert» à CH2, avec pour chacune des 2 voies, la possibilité de sélectionner : les calibres verticaux Volt/div. : 12 calibres allant de 25 mv/div. à 100 V/div. les couplages d entrée : AC / DC / GND la position de la référence verticale la limitation de la bande passante de la voie : aucune, 1,5 MHz, 5 khz les 2 boutons Autoset vertical : un pour chacune des voies CH1 CH2 le bouton Auto range vertical, qui met les 2 voies en mode Autorange. d) Pavé «Horizontal» le calibre de Base de Temps : 29 calibres, de 100 ns/div. à 200 s/div. la position horizontale du Trigger le bouton Autorange horizontal : ajuste automatiquement le coefficient de balayage selon la fréquence du signal. e) Pavé «MATH» Accès aux 6 fonctions mathématiques de base : Addition Soustraction Multiplication Division Inversion CH1 et CH2 III - 20 Oscilloscope numérique virtuel, 10 MHz

21 Logiciel de commande f) Pavé «Déclenchement» Mode : Auto - Déclenché - Monocoup - Roll Source : CH1 - CH2 - LINE Filtre : DC - AC - HF Reject - LF Reject Niveau : en V Front : positif - négatif LEVEL 50% : ajuste automatiquement le niveau de déclenchement à 50 % de l amplitude crête à crête du signal source de déclenchement. Trig : la LED verte s allume pour indiquer qu un évènement de déclenchement a eu lieu. g) Autres boutons de commande capture les traces courantes (transfert des points pour chaque trace active) et les affiche sur une fenêtre annexe. Le bouton «CAPTURE» du signal ouvre à la fois une fenêtre spécifique «Capture trace» qui permet d observer le signal capturé et le panneau de commande correspondant au moment de la capture. La fonction «CAPTURE» considère les 50 kpts acquis. lance un autoset général (vertical, horizontal et trigger) de l oscilloscope en agissant sur le calibre vertical / horizontal et sur la voie de déclenchement. lance / stoppe les acquisitions RUN / STOP. active l affichage XY : CH1 = X et CH2 = Y. Oscilloscope numérique virtuel, 10 MHz III - 21

22 Logiciel de commande active l affichage de la FFT, possibilité de rechercher le Peak max. En cliquant sur le bouton «FFT» on fait apparaître une fenêtre trace et un panneau de contrôle spécifique FFT. Choix du type de fenêtre : rectangulaire, Hamming, Hanning, Blackmann ou Flattop Dans le pavé FFT, un bouton «Peak Max Search» permet d afficher les boutons de recherche des «Peak max» et «Next Peak Max» sur la fenêtre trace FFT. Le PC fait le calcul de la FFT sur 2,5 kpts. h) Quitter l application ou démarrer une nouvelle connexion En cliquant sur le bouton : «Quitter» : on sort de l application SCOPEin@BOX-LE «Annuler» : annule l opération «Nouvelle connexion» : permet de se connecter au même instrument ou d ouvrir un nouvel instrument. III - 22 Oscilloscope numérique virtuel, 10 MHz

23 Applications Applications I - Signal continu et Signal périodique 1. Signal continu DC Logiciel PC simplifié «DIDASCOPEin@BOX» Pour pouvoir observer une tension continue, il faut impérativement sélectionner le couplage d entrée DC. CH1 2.5V/div AC CH2 2.5V/div AC Par exemple, si l on injecte une tension continue de +5V sur la voie CH1 et -5V sur la voie CH2 (calibre vertical 2.5 V/div), nous observons, avec le couplage d entrée AC, une tension de 0 V et CH1 2.5V/div DC CH2 2.5V/div DC en couplage DC une tension de +5V sur la voie CH1 et -5V sur la voie CH2. En effet, le rôle du couplage d entrée AC est de couper la composante continue du signal d entrée. Oscilloscope numérique virtuel, 10 MHz IV - 23

24 Applications Signal continu et Signal périodique (suite) 2. Signal périodique sinusoïdal avec et sans composante continue Logiciel PC On injecte sur la voie CH1 un signal sinusoïdal de 1,5 Vpp et F = khz avec une composante continue de 0,75 V en couplage d entrée AC. Couplage d entrée AC En couplage AC, nous observons la tension sinusoïdale sans la composante continue. Couplage d entrée DC En couplage d entrée DC, nous observons la tension sinusoïdale avec la composante continue. IV - 24 Oscilloscope numérique virtuel, 10 MHz

25 Applications Signal continu et Signal périodique (suite) 3. Mesure de l amplitude, la fréquence et la période d un signal sinusoïdal Pour visualiser le tableau des 19 mesures automatiques, il faut lancer le logiciel PC «SCOPEin@BOX_LE» (ce tableau n est pas accessible avec le logiciel simplifié «DIDASCOPEin@BOX») : Tableau des 19 mesures automatiques Pour mesurer l amplitude, la fréquence et la période d un signal sinusoïdal, il faut visualiser au minimum 2 périodes du signal à l écran : Mesures de la fréquence avec les curseurs Sensibilité verticale CH1 = 500mV/div, couplage AC Source de déclenchement CH1 Oscilloscope numérique virtuel, 10 MHz IV - 25

26 Applications Signal continu et Signal périodique (suite) Pour mesurer la fréquence avec les curseurs manuels, on place le 1 er curseur (t1, Y1) sur le premier croisement par zéro du signal et le 2 ième curseur (t2, Y2) sur le croisement par zéro suivant avec la même pente. Avec le logiciel PC «DIDASCOPEin@BOX» : La valeur affichée dt = 1.52ms correspond à la période T du signal sinusoïdal. La valeur affichée 1/dt = 659 Hz correspond à la fréquence F = 1/T du signal. Pour mesurer l amplitude du signal sinusoïdal, on placera le curseur (t2, Y2) sur le maximum du signal. La différence dy = (Y2 - Y1) = 751 mv correspond à l amplitude du signal. IV - 26 Oscilloscope numérique virtuel, 10 MHz

27 Applications Signal continu et Signal périodique (suite) 4. Signal périodique en dent de scie Logiciel PC Pour mesurer la fréquence de la dent de scie, nous plaçons les curseurs (t1, Y1) et (t2, Y2) sur 2 maximums consécutifs : La valeur dt = (t2 - t1) 1.26 ms représente la période de la dent de scie. La valeur 1/dt = 793 Hz représente la fréquence de la «dent de scie». Pour mesurer l amplitude «Crête à crête» de la dent de scie, nous plaçons le curseur (t2, Y2) sur le minimum du signal : dy = Y2 - Y1 = 1,49 V représente l amplitude «peak to peak» du signal «dent de scie». Oscilloscope numérique virtuel, 10 MHz IV - 27

28 Applications Applications (suite) II - Courbes de Lissajous Lissajous avec 2 signaux sinusoïdaux déphasés de 90 Nous allons observer les tensions aux bornes des différents composants de quelques circuits électriques élémentaires. Les circuits seront alimentés par une tension sinusoïdale f(t)=asin(ωt) Nous allons utiliser la représentation f(t) pour observer la forme des tensions et le mode XY pour obtenir les courbes de Lissajous. Lissajous avec 2 signaux sinusoïdaux déphasés de 45 Lissajous avec 2 signaux sinusoïdaux en phase IV - 28 Oscilloscope numérique virtuel, 10 MHz

29 Applications II - Courbes de Lissajous (suite) 1. Circuit RLC Valeurs du circuit RLC dans notre exemple R = 130Ω, L = 100µH, C = 60nF : CH1 = U(t) et CH2 = UR Signal sinusoïdal de fréquence F = 66 khz CH1 2.5V/div CH2 2.5V/div Les tensions U(t) et UR sont en phase. Oscilloscope numérique virtuel, 10 MHz IV - 29

30 Applications II - Courbes de Lissajous (suite) Signal sinusoïdal de fréquence F = 40 khz CH1 2.5V/div AC CH2 2.5V/div AC La tension U(t) (CH1) est en retard de phase par rapport à la tension UR (CH2). IV - 30 Oscilloscope numérique virtuel, 10 MHz

31 Applications II - Courbes de Lissajous (suite) Signal sinusoïdal de fréquence F = 119 khz La tension U(t) (CH1) est en avance de phase par rapport à la tension UR (CH2). Oscilloscope numérique virtuel, 10 MHz IV - 31

32 Applications II - Courbes de Lissajous (suite) CH1 = U(t) et CH2 = Uc Signal sinusoïdal de fréquence F = 66kHz Nous injectons un signal sinusoïdal Vpp = 20 V F = 66 khz. Le signal de la voie CH2 = Uc est déphasé de 90 par rapport au signal CH1 = U(t). La courbe obtenue en mode XY est pratiquement un cercle. IV - 32 Oscilloscope numérique virtuel, 10 MHz

33 Applications II - Courbes de Lissajous (suite) 2. Circuit RC CH1+ R CH2+ R = 5 kω C = 530 nf Fc = 60 Hz UR Ve CH1- UC C CH2- a) Ve = signal sinusoïdal Vpp = 15V et F = 1.6 khz Logiciel «SCOPEin@BOX_LE» CH1 2.5V/div CH2 100mV/div Dans ce cas, le déphasage entre CH1=Ve et CH2=Uc est proche de 90 et le signal CH2 est en retard par rapport au signal CH1. Oscilloscope numérique virtuel, 10 MHz IV - 33

34 Applications II - Courbes de Lissajous (suite) La courbe obtenue en XY (X=Ve=CH1, Y=Uc=CH2) est proche du cercle. b) Ve = signal sinusoïdal Vpp = 15 V et F = 60 Hz CH1 2.5V/div CH2 2.5V/div Dans ce cas, le déphasage entre CH1 = Ve et CH2 = Uc est proche de 45 et le signal CH2 est en retard par rapport à CH1. IV - 34 Oscilloscope numérique virtuel, 10 MHz

35 Applications II - Courbes de Lissajous (suite) La courbe obtenue en XY(X=CH1, Y=CH2) est une ellipse. L angle entre le grand axe de l ellipse et l axe horizontal est proche de Circuit CR CH1+ CH2+ R = 5 kω C C = 530 nf Fc = 60 Hz UC Ve CH1- UR R CH2-1) Ve = signal sinusoïdal Vpp = 15V et F = 60Hz CH1 = Ve et CH2 = UR Le déphasage entre les 2 signaux est proche de 45 et le signal CH2 est en avance par rapport à CH1. CH1 2.5V/div CH2 2.5V/div Oscilloscope numérique virtuel, 10 MHz IV - 35

36 Applications II - Courbes de Lissajous (suite) 2) Ve = signal sinusoïdal Vpp = 15 V et F = 2.5 khz Logiciel «SCOPEin@BOX_LE» Dans ce cas, les signaux CH1=Ve et CH2=UR sont pratiquement en phase. CH1 2.5V/div CH2 2.5V/div La courbe XY est pratiquement une droite. IV - 36 Oscilloscope numérique virtuel, 10 MHz

37 Applications II - Courbes de Lissajous (suite) 4. Circuit de redressement Diode - R - C CH1+ CH2+ Diode CR =1N4148 CR R1 R1 = 100Ω R2 = 5.1kΩ C = 530nF Ve UCR CH1- UR UC C R2 CH2- Ve = signal sinusoïdal 15 Vpp F = 1 khz CH1 = Ve et CH2 = Uc La tension «CH2 = Uc» a un maximum qui correspond à la tension max «CH1 = Ve» moins la tension directe de la diode. En analysant la tension «CH2 = Uc», nous voyons qu elle comporte une pente positive correspondant à la charge de la capacité (constante R1C) lorsque la diode est passante puis une pente négative correspondant à la décharge de la capacité (constante R2C) lorsque la diode est bloquée. Oscilloscope numérique virtuel, 10 MHz IV - 37

38 Spécifications techniques Spécifications techniques Déviation verticale Seules les valeurs affectées de tolérance ou de limites constituent des valeurs garanties (après une demi-heure de mise en température). Les valeurs sans tolérance sont données à titre indicatif. Caractéristiques Spécifications Observations Nombre de voies Calibres verticaux Tension de mode commun maximum Taux de réjection du mode commun Type d entrées 2 voies différentielles CH1 et CH2 avec 2 fiches banane de sécurité par voie Pour chaque voie CHi, l oscilloscope affiche la différence entre les signaux présents aux entrées CHi+ et CHi-. 12 calibres verticaux allant de 25mV/div à 100V/div ± 60V calibres 25mV/div. à 500mV/div. ± 600V calibres 1V/div. à 100V/div. > 35 db à 1 khz Différentielles Douilles banane de sécurité Classe 1, masses communes Si l on injecte un signal sinusoïdal sur l entrée CHi+ le signal affiché est en phase avec le signal injecté. Par contre, s il est injecté à l entrée CHi-, le signal affiché sera en opposition de phase. (entrées BNCs sur demande) Les entrées sont reliées à la terre à travers une impédance de 2 MΩ. Couleur des traces des voies Rouge pour CH1 et Verte pour CH2 Douilles rouges voie CH1 Douilles vertes voie CH2 Bande passante à -3dB 10 MHz sur tous les calibres verticaux de 25 mv à 100 V/div. Mesurée avec «charge 50 Ω + adaptateur BNC/Banane» avec un signal d amplitude 6 divisions Dynamique du décadrage vertical ± 10 divisions sur tous les calibres ± 4 divisions avec logiciel DIDASCOPEin@BOX Couplage d entrée AC, DC, GND Limiteur de bande passante à 1,5 MHz et 5 khz Chaque voie possède un limiteur de bande. Temps de montée 35 ns sur les calibres verticaux allant de 25 mv à 100 V/div. Diaphonie entre voies DC à 10 MHz 60 db Sensibilité identique sur les deux voies Tolérance ESD ± 2 kv Réponse aux signaux Dépassement < 3 % sur tous les calibres Overshoot positif ou négatif rectangulaires 1 khz Aberrations < 3 % sur tous les calibres Précision des calibres verticaux ± 2 % (sur signal d amplitude 8 div.) Séquence Résolution verticale ± 0,4 % de la pleine échelle Variation par bonds Précision des mesures verticales Précision du décadrage vertical Tension d entrée maximum Sécurité électrique Impédance des entrées différentielles + et - Modes d affichage ± [2 % (lecture - décadrage) + précision du décadrage vertical + (0,05 div.) x (V/div)] ± [0,01 x valeur du décadrage) + 4 mv + (0,1 div.) x (V/div.)] 800 Vpeak (DC + crête AC à 1 khz) 600 V CATII Calibres 1V/div à 100V/div. : 2 MΩ ± 1 % par rapport à la terre 4 MΩ ± 1 % en différentiel Calibres 25 mv/div. à 500 mv/div. : 2,2 MΩ ± 1 % par rapport à la terre 4,4 MΩ ± 1 % en différentiel 5 pf ± 2 pf ± 1 % par rapport à la terre 2,5 pf ± 1pF en différentiel Affichage du type «Multifenêtres» avec la possibilité d afficher en simultané la trace f(t), la FFT et le mode XY Affichage type double base de temps, même en temps réel Affichage par défaut : Fenêtre contrôle + Fenêtre traces id. oscilloscopes traditionnels V - 38 Oscilloscope numérique virtuel, 10 MHz

39 Spécifications techniques Spécifications techniques (suite) Base de temps Caractéristiques Spécifications Observations Calibres de base de temps Précision de la base de temps 29 calibres allant de 100 ns à 200 s/div. ± 0.5 % Séquence Temps réel jusqu à 2 µs/div. (si acquisition à 50Msps et 1000pts à l écran) Fréquence d échantillonnage Précision des mesures temporelles Expansion horizontale 50 MS/s sur toutes les voies en monocoup ± [(0.04 div.) x (time/div.) x (lecture) +1 ns] Affichage simultané des 50kpts sur 2500points et des 2500points de la zone zoomée Possibilité de déplacer la zone zoomée dans l ensemble de la mémoire 20 GS/s en mode ETS Expansion max. : x 20 Oscilloscope numérique virtuel, 10 MHz V - 39

40 Spécifications techniques Spécifications techniques (suite) Acquisition Mémoire d acquisition La profondeur de mémoire d acquisition sera fixe 50 kpoints. A l écran, nous représentons 2500 pts. Le multifenêtrage permet de représenter en simultané : L équivalent d une double base de temps d oscilloscope classique : - avec, dans une fenêtre, le signal global (représenté sur 2500 pts en obtenant les Min/Max des 50 kpoints) - avec la zone zoomée délimitée par un rectangle - et, dans l autre fenêtre, la zone zoomée seule représentée sur 2500 pts en mode Min/Max (facteur de zoom max. x 20), l objectif étant de limiter le nombre total de points à transférer en mode temps réel. La totalité des 50 kpoints n est transférée que lorsque l on sauvegarde la trace dans le disque dur du PC ou en activant la fonction «CAPTURE». Le signal en temporel et sa FFT calculée sur 2,5 kpts Le signal en temporel et sa représentation en XY. Gestion de l acquisition Il est possible de faire des acquisitions simultanément sur les 2 voies : CH1 et CH2. La fréquence d échantillonnage maximum sera de : 50MS/s en acquisition simultanée sur les 2 voies ou sur 1 voie. L acquisition et le rafraîchissement de l affichage seront gérés selon l un des modes suivants : REFRESH AUTO Le microcontrôleur gère le mode de rafraîchissement AUTO : Si aucun événement de déclenchement lié aux signaux présents aux entrées n a eu lieu dans un laps de temps de l ordre de 200 ms (ou en absence de signaux aux entrées) le microcontrôleur déclenche automatiquement le rafraîchissement de l affichage. En présence d événements de déclenchement, le rafraîchissement de l écran est géré comme dans le mode REFRESH NORMAL. REFRESH NORMAL Dans ce mode, le rafraîchissement de l écran n est déclenché qu en présence d un événement de déclenchement lié aux signaux présents aux entrées de l oscilloscope (CH1, CH2) ou à la source LINE. En absence d événement de déclenchement lié aux signaux présents aux entrées (ou en absence de signaux aux entrées) la trace n est pas rafraîchie. SINGLE Dans ce mode, on autorise une seule acquisition déclenchée par le trigger après avoir réarmé le circuit de déclenchement. Pour autoriser une nouvelle acquisition, il faudra réarmer le circuit de déclenchement. Types de déclenchement FRONT (Edge) : Holdoff : Valeur de Holdoff : Déclenchement principal sur déclenchement principal fixée à 40ns V - 40 Oscilloscope numérique virtuel, 10 MHz

41 Spécifications techniques Spécifications techniques (suite) Circuit de déclenchement Caractéristiques Spécifications Observations Sources de déclenchement Mode de déclenchement Sources CH1, CH2, LINE AUTO - NORMAL - SINGLE - ROLL Couplage de déclenchement DC : BP 0 à 10 MHz AC : BP 10 Hz à 10 MHz Pente de déclenchement Sensibilité de déclenchement en mode normal Sources voies CHx Niveau de déclenchement Plage de variation Front descendant ou Front montant 0,5 div. ± 8 divisions Chaîne d acquisition Caractéristiques Spécifications Observations Résolution de l ADC Fréquence d échantillonnage max. Modes d échantillonnage - Temps Réel 8 bits 50 MS/s 50 MS/s max Précision ± 200 ppm 1 convertisseur 8 bits par voie Signaux uniques non répétitifs - Temps Equivalent ETS Capture de transitoires Largeur minimum des glitchs détectables Profondeur de mémoire d acquisition Fonction PRETRIG Mémoires de sauvegarde des voies CHx Formats de stockage 20 GS/s max > 20 ns 50 kpts Le point de trigger peut être positionné à l aide de la souris. On pourra sauvegarder jusqu à 1500 traces au minimum selon mémoire disponible dans le PC de contrôle. «Trace «TXT Signaux répétitifs La capture de glitchs pourra être activée pour tous les calibres de base de temps. On pourra affecter à ces fichiers des noms et des extensions. Sauvegarde de la courbe et des paramètres d acquisition «Config Sauvegarde de la configuration complète de l instrument Oscilloscope numérique virtuel, 10 MHz V - 41

42 Spécifications techniques Spécifications techniques (suite) Affichage Caractéristiques Spécifications Observations Ecran de visualisation Nombre de points affichés Ecran du PC On affichera à l écran du PC 2500 points acquis. Possibilité de zoomer horizontalement x20 Fenêtre visualisée mode NORMAL ZoomH Modes d affichage Moyennage 2,5 kpts (représentant les Min/Max des 50 kpts acquis) Expansion horizontale : x 20 Interpolation Affichage Rémanent : Cette Rémanence est gérée au niveau de l affichage PC uniquement (pas dans le FPGA), on affichera toujours les 8 dernières traces acquises, en utilisant 8 dégradés de la couleur de la voie on attribue à la dernière acquisition la couleur la plus intense et à l acquisition la plus ancienne la couleur la moins intense. Mode Enveloppe Facteurs allant de : 2, 4, 8, 16 Pas de zoom vertical Les mesures automatiques sont disponibles dans ce mode elles sont faites sur la dernière trace acquise Indiqué sur la fenêtre trace Réticule Complet Axes Bordures Indications sur la fenêtre visu traces Déclenchement La position horizontale et verticale (niveau) du Trigger sera représentée par le symbole dans la fenêtre trace. Traces Indications sur la fenêtre panneau de contrôle Fonctions mathématiques prédéfinies «Indentificateur + Référence Masse» de la couleur de la trace, «BWL» Bandwidth Limit Indicateurs de dépassement haut et bas si traces hors écran et droite gauche si la position T du point de déclenchement est hors écran Barre de Menus : Fichier Horizontal - Affichage Outils Aide «Calculs mathématiques» actif : FFT Configuration synthétique de l instrument : - Position et sensibilité verticale - Calibre de base de temps - Mode de déclenchement - Source de déclenchement V - 42 Oscilloscope numérique virtuel, 10 MHz

43 Spécifications techniques Spécifications techniques (suite) Fonctions mathématiques Interfaces de communication Avec le logiciel l oscilloscope dispose de la fonction «FFT» et des fonctions mathématiques : CH1+CH2, CH1-CH2, CH1xCH2, CH1/CH2, -CH1, -CH2 Connecteur USB type B permet de relier le scope au PC par un câble USB. Situation en face arrière de l oscilloscope Interface «USB» Driver Le driver de l interface «USB» se charge automatiquement à l installation du logiciel SCPOPEin@BOX_LE ou DIDASCOPEin@BOX Divers Autoset Temps de recherche Plage de fréquence Plage d amplitude Limites de rapport cyclique < 5 s 20 Hz à 10 MHz 60 mvpp à 800 Vpp de 20 à 80 % Attention! Messages d erreur Autotest : Erreur n 0001 : problème Microprocesseur ou FLASH Autotest : Erreur n 0002 : problème RAM Autotest : Erreur n 0004 : problème FPGA Autotest : Erreur n 0008 : problème SSRAM Autotest : Erreur n 0010 : problème SCALING 1 Autotest : Erreur n 0020 : problème SCALING 2 Autotest : Erreur n 0040 : Autotest : Erreur n 0080 : Autotest : Erreur n 0100 : problème acquisition voie 1 Autotest : Erreur n 0200 : problème acquisition voie 2 Autotest : Erreur n 0400 : Autotest : Erreur n 0800 : Autotest : Erreur n 2000 : problème Vernier Si l un de ces codes (ou l addition de plusieurs codes) est présent lors du démarrage de l appareil un défaut a été détecté. Dans ce cas, prenez contact avec l agence MANUMESURE la plus proche (voir. Maintenance). Oscilloscope numérique virtuel, 10 MHz V - 43

44 Caractéristiques générales Caractéristiques générales Environnement Température de référence 18 C à 28 C Temp. de fonctionnement 0 C à 40 C Température de stockage - 20 C à + 60 C Utilisation en intérieur Altitude < 2000 m Humidité relative < 80 % jusqu à 31 C Alimentation secteur Tension du réseau Fréquence Consommation Fusible Cordon d alimentation Plage nominale d utilisation 100 à 240 VAC de 47 à 63 Hz < 14 W à 230 VAC - 50 Hz 2,5 A / 230 V / temporisé amovible Sécurité Selon NF EN NF EN : Isolation classe 1 Degré de pollution 2 Catégorie de surtension de l alimentation : CAT II 300 V max. Catégorie de surtension des entrées «mesure» : CAT II 600 V max. CEM Cet appareil a été conçu conforme aux normes CEM en vigueur et sa compatibilité a été testée conformément à la norme NF EN : Directives européennes Le marquage CE indique la conformité aux directives européennes «Basse Tension», «CEM», «DEEE» et «RoHS». Caractéristiques mécaniques Boîtier Dimensions 270 x 213 x 63 (en mm) Masse 1,8 kg Matériaux ABS VO (auto extinguible) Etanchéité IP 20 Colisage Dimensions 300 (l) x 330 (L) x 230 (P) en mm VII - 44 Oscilloscope numérique virtuel, 10 MHz

45 Fourniture Fourniture Accessoires livrés Notice de fonctionnement sur CD ROM Logiciel sur CD ROM Logiciel sur CD ROM Notice de Première Installation du logiciel sur CD ROM Fiche Sécurité Cordon d alimentation réseau 2 paires de cordons Banane de sécurité Cordon USB A/B en option Sonde de courant E6N monocalibre Jeu de 2 adaptateurs BNC/Banane (P Z) Oscilloscope numérique virtuel, 10 MHz VII - 45