Oscilloscope HP Guide d utilisation et de maintenance

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1 Guide d utilisation et de maintenance Numéro de publication : Première édition, août 1993 Les consignes de sécurité, les conditions de garantie et le certificat de conformité aux normes se trouvent à la fin du manuel, après les pages d index. Copyright Hewlett-Packard Company 1993 Tous droits réservés Oscilloscope HP 54610

2 About this Manual We ve added this manual to the Agilent website in an effort to help you support your product. This manual is the best copy we could find; it may be incomplete or contain dated information. If we find a more recent copy in the future, we will add it to the Agilent website. Support for Your Product Agilent no longer sells or supports this product. Our service centers may be able to perform calibration if no repair parts are needed, but no other support from Agilent is available. You will find any other available product information on the Agilent Test & Measurement website, HP References in this Manual This manual may contain references to HP or Hewlett-Packard. Please note that Hewlett-Packard's former test and measurement, semiconductor products and chemical analysis businesses are now part of Agilent Technologies. We have made no changes to this manual copy. In other documentation, to reduce potential confusion, the only change to product numbers and names has been in the company name prefix: where a product number/name was HP XXXX the current name/number is now Agilent XXXX. For example, model number HP8648A is now model number Agilent 8648A. A

3 Un oscilloscope universel L oscilloscope HP 54610, en dépit de son poids et de son encombrement réduits, permet d obtenir des images et des mesures de signaux d une qualité exceptionnelle. Cet oscilloscope à deux canaux, ayant une bande passante de 500 MHz a été conçu pour les laboratoires de test de circuits analogiques et numériques fonctionnant à des vitesses élevées. Voici un bref aperçu de quelques-unes de ses caractéristiques : Bande passante de 500 MHz et bases de temps principale et retardée de 1 ns/div. ; Impédance d entrée réglable ; Protection de la charge de 50 ohms interne ; Zéro temporel réglable pour compenser les effets du câblage ; Echantillonnage répétitif des signaux jusqu à 10 GSa/s (20 MSa/s en mode cliché unique). Possibilité de visualiser l entrée de déclenchement externe. Cet oscilloscope est très facile à utiliser en raison de ses commandes classiques et de son affichage en temps réel. Plus besoin de visière d écran car cet oscilloscope ne présente aucun des inconvénients habituels des oscilloscopes analogiques. Il produit une image nette et contrastée à toutes les vitesses de balayage et à tous les rapports de grossissement par balayage retardé. L enregistrement des données en mémoire se fait par simple pression sur une touche. Il permet de visualiser les événements antérieurs à l impulsion de déclenchement en spécifiant un temps négatif. Les curseurs et les mesures automatiques simplifient considérablement les opérations d analyse. En ajoutant un module d interface à cet oscilloscope, ce dernier peut prendre en charge un périphérique d impression papier ou être commandé à distance. En y ajoutant l un des modules d automatisation de tests disponibles, on peut y intégrer des fonctions de test de type réussite/échec. En y ajoutant l un des modules de mesure/stockage en mémoire disponibles, on peut y intégrer des fonctions de surveillance automatique des formes de signal, ou des fonctions mathématiques de formes de signal, telles qu une transformée de Fourier rapide (Fast Fourier Transform, FFT). ii

4 Vous pouvez aussi interfacer votre oscilloscope à votre PC avec l un des logiciels BenchLink ou ScopeLink. BenchLink, qui tourne sous Windows, et ScopeLink, qui tourne sous DOS, permettent tous deux de transférer les traces et les données de formes de signal de l oscilloscope vers le PC pour les incorporer dans des documents ou pour les y archiver. Accessoires fournis Deux robustes sondes de 1,5 m, de rapport 10:1 et de bande passante 500 MHz (HP 10073A) ; Un cordon secteur conforme aux normes électriques du pays ; Le présent guide d utilisation et de maintenance ; Accessoires disponibles Logiciel BenchLink, référence HP 34810A ; Module d interface HP-IB, référence HP 54650A ; Module d interface RS-232, référence HP 54651A ; Module d interface parallèle, référence HP 54652A ; Logiciel ScopeLink, référence HP 54653A ; Kit de formation de l opérateur, référence HP 54654A ; Modules d automatisation de tests, références HP 54655A et 54656A ; Modules de mesure/stockage mémoire, références HP 54657A et 54678A ; Mallette de transport, référence HP ; Kit de montage en baie, référence HP ; Caméra, référence HP 10079A ; Sonde de 1,5 m, de rapport 1:1, référence HP 10070A ; Kit de sonde à résistance diviseuse, référence HP 10020A ; Sonde miniature de rapport 10:1, de bande passante 500 MHz et de faible capacité (1,6 m), référence HP 10444A ; iii

5 Options disponibles Option 001 : blindage RS-03 contre les interférences magnétiques ajouté au tube cathodique ; Option 002 : blindage d écran RE-02 ajouté au tube cathodique ; Option 005 : circuit de déclenchement avancé pour signaux TV/vidéo ; Option 101 : housse et couvercle de face avant ; Option 103 : kit de formation de l opérateur (HP 54654A) ; Option 104 : mallette de transport (HP ) ; Option 105 : logiciel ScopeLink (HP 54653A) ; Option 106 : logiciel BenchLink (HP 34810A) ; Option 090 : sondes Deletes Option 908 : kit de montage en baie (HP ) ; Cordons secteurs (voir le tableau des pièces de rechange du chapitre 3, Maintenance) ; iv

6 Contenu de ce manuel Ce manuel est le guide d utilisation et de maintenance de l oscilloscope HP Il se compose des quatre chapitres suivants : Nouveaux utilisateurs. Le chapitre 1 est un guide de mise en route contenant une présentation générale de l oscilloscope. Utilisateurs expérimentés. Le chapitre 2 contient une série d exercices qui vous permettront d apprendre à vous servir de votre oscilloscope. Techniciens de maintenance. Le chapitre 3 contient toutes les informations nécessaires à la maintenance et aux réparations de l oscilloscope, notamment les procédures de vérification des performances, de réglage, de dépannage et de remplacement des ensembles de pièces de l oscilloscope. Informations de référence Le chapitre 4 énumère et détaille les caractéristiques de l oscilloscope. v

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8 Table des matières Contenu de ce manuel 1 v 1 Présentation de l oscilloscope Raccordement d un signal à l oscilloscope 1 3 Affichage automatique du signal 1 5 Réglage de la fenêtre verticale 1 6 Réglages de la base de temps 1 8 Déclenchement de l oscilloscope 1 10 Utilisation du mode défilement latéral (Roll) Utilisation de l oscilloscope Utilisation du balayage retardé 2 3 Utilisation du mode mémorisation (Store) de l oscilloscope 2 6 Capture d un événement unique 2 8 Capture des pointes de tension 2 10 Déclenchement sur une forme de signal complexe 2 12 Mesures automatiques de fréquences 2 14 Mesures automatiques de temps 2 16 Mesures automatiques de tension 2 19 Utilisation des curseurs de mesure 2 23 Elimination des erreurs dues au câblage dans les mesures d intervalle de temps 2 27 Mesures des temps d établissement et de maintien 2 28 Visualisation du bruit asynchrone d un signal 2 30 Réduction du bruit aléatoire d un signal 2 32 Analyse des signaux vidéo 2 35 Sauvegarde et rappel de traces 2 39 Sauvegarde et rappel de configurations de face avant 2 40 Utilisation du mode d affichage XY 2 41 Table des matières-1

9 Table des matières 3 Maintenance Réexpédition de l oscilloscope à Hewlett-Packard 3 4 Vérification des performances de l oscilloscope 3 5 Vérification de la tension de sortie du circuit d étalonnage 3 6 Vérification de la précision des mesures de tension 3 7 Vérification de la bande passante 3 10 Vérification de la précision des fonctions horizontales Dt et 1/Dt 3 14 Vérification de la sensibilité du déclenchement 3 17 Réglage de l oscilloscope 3 21 Réglage du circuit d alimentation 3 22 Procédure d auto-étalonnage 3 24 Réglage de la réponse aux impulsions haute fréquencehaute fréquence;réponse aux impulsions 3 26 Réglage de l écran 3 28 Dépannage de l oscilloscope 3 30 Réalisation d une charge fictive 3 31 Vérification de l oscilloscope 3 32 Vérification de l unité d alimentation basse tension 3 35 Exécution des auto-tests internes 3 36 Remplacement des pièces de l oscilloscope 3 39 Remplacement des unités 3 40 Dépose de la poignée 3 45 Commande de pièces de rechange 3 45 Table des matières-2

10 Table des matières 4 Fiche technique Système vertical 4 2 Système horizontal 4 4 Système de déclenchement 4 5 Mode de fonctionnement XY 4 6 Système d affichage 4 6 Système d acquisition 4 7 Fonctions avancées 4 8 Alimentation secteur 4 8 Caractéristiques générales 4 9 Glossaire Index Table des matières-3

11 Table des matières-4

12 1 Présentation de l oscilloscope

13 Présentation de l oscilloscope L une des premières choses que vous allez vouloir faire avec votre nouvel oscilloscope, c est sans doute de vous familiariser avec les commandes de sa face avant. Aussi, les exercices de ce chapitre sont conçus pour vous faire manipuler les commandes que vous serez amené à utiliser le plus fréquemment. La face avant possède des boutons rotatifs, des touches grises et des touches blanches. Les boutons rotatifs sont les plus employés et sont similaires à ceux qu on trouve sur d autres oscilloscopes. Les touches grises font apparaître des menus de fonctions à l écran, qui permettent d accéder à de nombreuses fonctions de l oscilloscope. Enfin, les touches blanches sont des touches à action immédiate sans rapport avec les menus. Tout au long de ce guide, les touches de la face avant sont imprimées encadrées, et les touches de fonction imprimées avec des caractères différents. Par exemple : Source représente la touche grise gravée "Source" dans la partie TRIGGER de la face avant, alors que Line représente une touche de fonction. Le mot Line apparaît au bas de l écran juste au-dessus d une touche de fonction non gravée (également grise). Le dos de ce manuel est constitué par une carte de référence pliée, comportant un schéma de la face avant. L intérieur de la couverture comporte un autre schéma indiquant les différents menus de fonction auxquels les touches grises permettent d accéder.. A l intérieur de la couverture de ce manuel, vous trouverez aussi un exemple de ligne d état. La ligne d état qui apparaît en haut de l écran permet de déterminer rapidement dans quel état se trouve l oscilloscope. Vous allez apprendre dans ce chapitre à lire les états indiqués sur la ligne d état. 1-2

14 Présentation de l oscilloscope Raccordement d un signal à l oscilloscope Raccordement d un signal à l oscilloscope ATTENTION ATTENTION Le HP est un oscilloscope à deux canaux, avec une bande passante de 500 MHz et une entrée de déclenchement externe. L impédance d entrée est réglable sur deux positions -- soit 50W, soit 1 MW. Le mode 50W est prévu pour l utilisation des câbles 50W, fréquemment employés dans les mesures de hautes fréquences. Cette basse impédance permet d obtenir les mesures les plus précises en minimisant les phénomènes de réflexions sur le chemin du signal. Le mode 1 MW est prévu pour l utilisation de sondes et pour les mesures d ordre général. Cette haute impédance minimise l effet du chargement de l oscilloscope sur le dispositif en cours de test. Dans cet exercice, vous allez appliquer un signal sur l entrée du canal 1. Pour éviter d endommager l oscilloscope, assurez-vous d utiliser un signal dont la tension soit inférieure ou égale à 250 V (composante continue plus crête de la composante alternative). La fiche technique de l oscilloscope est donnée au chapitre 4. Ne dépassez pas 5 Veff. en mode 50 W. Lorsque la fonction de protection d entrée est active en mode 50 W, la charge de 50 W est automatiquement déconnectée en cas de détection d une tension supérieure à 5 Veff., mais les entrées peuvent néanmoins s en trouver endommagées, selon la constante de temps du signal. Le mode de protection 50 W ne fonctionne que lorsque l oscilloscope est sous tension. Utilisez un câble ou une sonde pour appliquer un signal sur le canal 1. L oscilloscope est muni d une fonction de détection automatique de sonde. Lorsque cette fonction est active, l impédance d entrée et le facteur d atténuation des sondes sont réglés automatiquement si vous utilisez les sondes fournies ou d autres sondes détectables. Cette fonction est active par défaut. C est ce qu indique le paramètre Auto n de la fonction Probe, dans lequel n a pour valeur 1, 10 ou 100. Si vous n utilisez pas la détection automatique de sonde, exécutez alors les deux étapes suivantes. Pour régler l impédance d entrée, appuyez sur 1. Sélectionnez l impédance d entrée désirée (50 W ou 1 MW). 1-3

15 Présentation de l oscilloscope Raccordement d un signal à l oscilloscope Pour régler le facteur d atténuation de sonde, appuyez sur 1. Sélectionnez la fonction Next Menu, puis appuyez sur la touche de fonction Probe pour changer le facteur d atténuation en fonction de la sonde que vous utilisez. Les sondes 10:1 doivent être compensées pour que l oscilloscope puisse tenir compte de leurs caractéristiques. Une sonde mal compensée peut être source d erreurs de mesure. Procédez comme suit pour compenser une sonde : 1 Branchez la sonde 10:1 du canal 1 sur l entrée du signal de réglage de sonde de la face avant de l oscilloscope. 2 Appuyez sur Autoscale. 3 A l aide d un outil non métallique, réglez le condensateur ajustable de la sonde de façon à obtenir les impulsions les plus rectangulaires possibles sur l écran de l oscilloscope. Figure 1-1 Une compensation excessive produit des crêtes sur les impulsions. Figure 1-2 La compensation correcte produit des impulsions rectangulaires. Figure 1-3 Une compensation insuffisante produit un phénomène d atténuation progressive des impulsions. 1-4

16 Présentation de l oscilloscope Affichage automatique du signal Affichage automatique du signal L oscilloscope possède une fonction de sélection automatique de l échelle appelée Autoscale, qui règle automatiquement l oscilloscope de façon à produire le meilleur affichage possible du signal d entrée. La fonction Autoscale exige des signaux de fréquence supérieure ou égale à 50 Hz et présentant des rapports cycliques supérieurs à 1 %. Lorsque vous appuyez sur la touche Autoscale, l oscilloscope se met en marche et sélectionne l échelle des canaux sur lesquels un signal est appliqué, ainsi que la plage de la base de temps d après la source de déclenchement. La source de déclenchement sélectionnée est l entrée de numéro le plus élevé, sur laquelle un signal est appliqué. Si un signal est appliqué sur l entrée de déclenchement externe du HP 54610, alors c est cette entrée qui est sélectionnée comme source de déclenchement. La fonction Autoscale, en mode 50 W comme en mode 1 MW, rétablit le couplage en courant continu (Coupling sur DC), désactive la limite de bande passante (BW Lim sur Off), désactive tous les verniers (Verniers sur Off) ainsi que l inversion du signal (Invert sur Off). La protection d entrée du mode 50 W n est pas affectée par la fonction Autoscale. 1 Appliquez un signal sur l oscilloscope. 2 Appuyez sur Autoscale. Quand vous appuyez sur la touche Autoscale, l oscilloscope change d état pour afficher le signal. Toutefois, s il vous arrive d appuyer sur la touche Autoscale par inadvertance, vous pouvez, grâce à la fonction Undo Autoscale, rétablir l état antérieur, en procédant comme suit : Appuyez sur Setup. Appuyez ensuite sur la touche de fonction Undo Autoscale. L oscilloscope retourne à sa configuration antérieure à l exécution de la fonction Autoscale. 1-5

17 Présentation de l oscilloscope Réglage de la fenêtre verticale Réglage de la fenêtre verticale L exercice suivant vous permettra de vous familiariser avec les touches et boutons de réglage vertical et la ligne d état. 1 Centrez le signal à l écran à l aide du bouton de position. Le bouton de position déplace le signal verticalement, et il s agit d un réglage étalonné. Remarquez que quand on tourne le bouton de position, une valeur de tension s affiche un bref instant, indiquant à quelle distance le niveau de référence se trouve du centre de l écran. Remarquez aussi que le symbole de masse du châssis, à la droite de l écran se déplace en même temps que le bouton de position. Conseils pour la prise de mesures Si le canal est couplé en courant continu, il est facile de mesurer la composante continue du signal en notant sa distance par rapport au symbole de masse du châssis. Si le canal est couplé en courant alternatif, la composante continue est éliminée, ce qui permet d utiliser une plus grande sensibilité pour afficher la composante alternative du signal. 1-6

18 Présentation de l oscilloscope Réglage de la fenêtre verticale 2 Changez les réglages verticaux et remarquez comment chaque réglage affecte la ligne d état différemment. Il est facile de déterminer la configuration verticale d après la ligne d état affichée. Changez la sensibilité verticale à l aide du bouton Volts/Div. et remarquez les changements de la ligne d état. Appuyez sur 1. Un menu de fonctions apparaît à l écran et le canal devient actif (ou le reste s il l était déjà). Appuyez tour à tour sur les différentes touches de fonction et notez celles qui modifient la ligne d état. Les canaux 1 et 2 sont équipés d une fonction vernier qui permet d utiliser le bouton Volt/Div. pour obtenir une échelle verticale avec des incréments plus petits. Ces incréments sont étalonnés, ce qui permet de garantir des mesures précises, même lorsque la fonction vernier est active. Pour désactiver le canal, appuyez à nouveau sur 1 ou bien appuyez sur la touche de fonction la plus à gauche. Remarque sur l utilisation de la fonction d inversion Quand l oscilloscope est déclenché sur le signal qu il inverse, l inversion s applique aussi au signal de déclenchement (ce qui était un front montant devient un front descendant). Si ce signal a un rapport cyclique de 50 % (signal carré ou sinusoïdal), la forme affichée n a pas l air de s inverser. Cependant, quand on utilise un signal de rapport cyclique différent de 50 %, il est facile de voir que la forme s inverse effectivement. 1-7

19 Présentation de l oscilloscope Réglages de la base de temps Réglages de la base de temps L exercice suivant vous permettra de vous familiariser avec les touches et boutons de réglage de la base de temps et la ligne d état 1 Tournez le bouton Time/Div. et notez les changements qui apparaissent sur la ligne d état. Le bouton Time/Div. change la vitesse de balayage entre 1 ns et 5 s selon une séquence d incréments de 1, 2 et 5 comme on peut le voir sur la ligne d état. 2 Modifiez la configuration horizontale et remarquez comment chaque changement affecte la ligne d état de façon différente. Appuyez sur Main/Delayed. Un menu de fonctions s affiche, offrant six fonctions : Appuyez tour à tour sur les différentes touches de fonction et notez celles qui modifient la ligne d état. 1-8

20 Présentation de l oscilloscope Réglages de la base de temps Il existe aussi un vernier horizontal permettant d utiliser le bouton Time/Div. pour changer la vitesse de balayage selon des incréments plus petits. Ces incréments sont étalonnés, ce qui permet de garantir des mesures précises, même lorsque la fonction vernier est active. Tournez le bouton Delay et remarquez que la valeur du retard au balayage s affiche sur la ligne d état. Le bouton Delay déplace le balayage principal horizontalement. Dans sa rotation, il fait une pause à "0.00", comme s il était retenu à cette valeur mécaniquement. En haut du graticule apparaissent un triangle plein ( ) et un triangle vide (Ñ ). Le symbole représente le point de déclenchement et se déplace avec le bouton Delay. Le symbole Ñ représente le point de référence temporelle. Si la fonction de référence temporelle est réglée sur la valeur "Left", le Ñ apparaît à une ligne de graticule du bord gauche de l écran. Si la fonction de référence temporelle est réglée sur la valeur "Center", le Ñ apparaît au centre de l écran. Le nombre donné pour le retard (Delay) indique à quelle distance le point de référence Ñ se trouve du point de déclenchement. Tous les événements affichés à la gauche du point de déclenchement se sont produits avant celui-ci et sont appelés informations prédéclenchement ou de temps négatif. Vous trouverez cette fonction très utile, car elle permet désormais de visualiser les événements qui ont amené une condition de déclenchement. Tout ce qui se trouve à droite du point de déclenchement est postérieur au déclenchement et constitue des informations postdéclenchement. La largeur maximale de plage de retard (informations pré et postdéclenchement) disponible dépend de la vitesse de balayage choisie. Voir la section sur le système horizontal du chapitre 4 pour plus de détails. 1-9

21 Présentation de l oscilloscope Déclenchement de l oscilloscope Déclenchement de l oscilloscope L exercice suivant vous permettra de vous familiariser avec les touches et boutons de réglage du déclenchement et la ligne d état. 1 Tournez le bouton Level de niveau de déclenchement et remarquez les changements produits sur la ligne d état. Quand vous tournez le bouton Level ou appuyez sur une touche de fonction du menu de déclenchement, deux choses se produisent sur l écran. D une part, le niveau de déclenchement s affiche en vidéo inverse. Si le déclenchement est couplé en courant continu, la valeur indiquée est la tension. Si le déclenchement est couplé en courant alternatif ou si la fonction de réjection des basses fréquences (LF Reject) a été sélectionnée, la valeur affichée est un pourcentage de la plage de déclenchement. D autre part, si la source de déclenchement est active, une ligne apparaît pour indiquer le niveau du déclenchement (pourvu que ni le couplage en courant alternatif ni la réjection des basses fréquences n aient été sélectionnés). 2 Modifiez la configuration de déclenchement et remarquez comment chaque changement affecte la ligne d état de façon différente. Appuyez sur Source. Un menu de fonctions s affiche offrant le choix de la source de déclenchement. Appuyez tour à tour sur chacune de ces touches et notez comment elles modifient la ligne d état. 3 Le HP est doté d un déclenchement externe visualisable, particulièrement utile dans les mesures de synchronisation. Il peut aussi servir à vérifier que le niveau du déclenchement n est pas de nature à produire une instabilité du déclenchement, qui se traduirait par un affichage instable. Un exemple de ce type de mesure critique serait l oscillation d un signal rapide. Appuyez sur External Trigger. Un menu s affiche présentant les fonctions relatives au déclenchement externe. Appuyez tour à tour sur ces diverses touches de fonction et tournez le bouton rotatif ; remarquez les changements produits sur la ligne d état. 1-10

22 Présentation de l oscilloscope Déclenchement de l oscilloscope Appuyez sur Mode. Un menu s affiche proposant un choix de cinq modes de déclenchement. Appuyez sur les touches Single et TV et remarquez comment elles affectent différemment la ligne d état. (Si la source de déclenchement est le canal 1 ou le canal 2, vous ne pouvez sélectionner que TV.) Lorsque l oscilloscope se déclenche correctement, la partie de la ligne d état réservée au déclenchement est vierge. Que se passe-t-il si l oscilloscope perd le déclenchement? Si le mode de déclenchement est Auto Level, le message Auto clignote sur la ligne d état. S il est couplé en courant continu, l oscilloscope réinitialise le niveau du déclenchement sur le niveau central du signal. S il est couplé en courant alternatif, l oscilloscope réinitialise le niveau du déclenchement à la position située à mi-distance des amplitudes minimale et maximale affichées à l écran. En outre, à chaque fois que vous appuyez sur la touche de fonction Auto Level, l oscilloscope réinitialise le niveau du déclenchement. Si le mode de déclenchement est réglé sur Auto, le mot Auto se met à clignoter sur la ligne d état et l oscilloscope fonctionne sans synchronisation. Si le mode de déclenchement est soit Normal, soit TV, la valeur de réglage du déclenchement se met à clignoter sur la ligne d état. 1-11

23 Présentation de l oscilloscope Déclenchement de l oscilloscope Appuyez sur Slope/Coupling. Un menu de fonctions apparaît. Si vous avez choisi comme mode de déclenchement Auto Level, Auto, Normal ou Single, six fonctions sont disponibles. Si vous avez choisi une source de déclenchement TV, cinq autres fonctions sont disponibles. Appuyez tour à tour sur chaque touche et remarquez celles qui affectent la ligne d état. Sur le HP 54610, l entrée de déclenchement externe peut être sélectionnée avec un couplage en courant continu, en courant alternatif, ou rapportée à la masse. 3 Tournez le bouton Holdoff et remarquez comment cette fonction affecte l image affichée. La fonction Holdoff empêche le circuit de déclenchement de se réarmer pendant le laps de temps que vous spécifiez. La fonction Holdoff, aussi appelée fonction d inhibition du déclenchement, est souvent utilisée pour stabiliser l affichage de formes de signal complexes. La plage de la fonction Holdoff s étend de ns à environ 13,5 s. Lorsqu on tourne le bouton Holdoff, la valeur courante du temps d inhibition du déclenchement s affiche un bref instant en vidéo inverse vers le bas de l écran. Un exemple d utilisation de cette fonction est donné dans la section "Déclenchement sur une forme de signal complexe", page Pour spécifier un temps de Holdoff long, utilisez une vitesse de balayage réduite. La valeur d incrément de la fonction Holdoff dépend de la vitesse de balayage et du temps/div. Le temps de Holdoff est cependant un nombre fixe, une constante, non pas un pourcentage de la vitesse de balayage. Avec un réglage du temps/div. de 5 ns/div., l incrément de la fonction Holdoff est d environ 50 ns. Avec un réglage du temps/div. de 5 s/div., l incrément est d environ 100 ms. 1-12

24 Présentation de l oscilloscope Utilisation du mode défilement latéral (Roll) Utilisation du mode défilement latéral (Roll) Le mode défilement latéral, ou mode Roll, déplace continuellement les données affichées à l écran, de droite à gauche. Le mode Roll permet de visualiser les changements dynamiques sur les signaux basse fréquence, tels que ceux qui résultent du réglage d un potentiomètre. Deux applications courantes du mode Roll sont la surveillance d un transducteur et le test d un circuit d alimentation. 1 Appuyez sur Mode. Appuyez ensuite sur l une des touches Auto Lvl ou Auto. 2 Appuyez sur Main/Delayed. 3 Appuyez sur la touche de fonction Roll. L oscilloscope fonctionne à présent sans déclenchement, en continu. Remarquez au passage que la sélection de touches de fonction de référence temporelle a changé en faveur du centre et de la droite. 4 Appuyez sur Mode. Appuyez ensuite sur la touche de fonction Single. L oscilloscope remplit soit la moitié de l écran si la référence temporelle choisie est Center (centre), ou les 9/10e de l écran si c est Right (droite), puis cherche un signal de déclenchement. Après avoir trouvé un signal de déclenchement, l oscilloscope remplit le reste de l écran. Enfin, l oscilloscope cesse son acquisition de données. Vous pouvez exécuter des mesures automatiques en mode Roll. Remarquez que l oscilloscope interrompt brièvement le défilement latéral des données pendant le temps de la mesure. Le système d acquisition ne perd aucune donnée pendant le temps de la mesure. L à-coup dans le défilement, qui suit immédiatement la mesure, est celui de l écran qui rattrape le système d acquisition. Conseil d utilisation du mode Roll Les fonctions mathématiques, d affichage de moyenne et de détection de crête ne sont pas disponibles en mode Roll. Les fonctions Holdoff et de retard horizontal sont automatiquement désactivées. On peut obtenir soit un affichage relaxé (sans déclenchement), soit un affichage déclenché (en mode Single uniquement), aux vitesses de balayage de 200 ms/div. et inférieures. 1-13

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26 2 Utilisation de l oscilloscope

27 Utilisation de l oscilloscope Vous connaissez désormais les trois groupes de touches VERTICAL, HORIZONTAL et TRIGGER de la face avant.. Vous savez aussi reconnaître la configuration courante de l oscilloscope en lisant sa ligne d état. Si ces choses ne vous semblent pas familières, lisez le chapitre 1 "Présentation de l oscilloscope". Dans ce chapitre, vous allez apprendre à utiliser deux autres groupes de touches de la face avant : les touches STORAGE et le groupe des touches Measure, Save/Recall et Display. Vous allez aussi apprendre de nouvelles fonctions des touches HORIZONTAL relatives au mode de balayage retardé. Nous vous recommandons d effectuer tous les exercices qui suivent de façon à acquérir toute la maîtrise nécessaire pour faire bon usage des puissantes fonctions de mesure de votre oscilloscope. 2-2

28 Utilisation de l oscilloscope Utilisation du balayage retardé Utilisation du balayage retardé Le balayage retardé consiste en fait à grossir une partie du balayage principal. Vous pouvez utiliser le balayage retardé pour localiser et étendre une partie du balayage principal contenant des signaux que vous voulez analyser avec plus de précision (haute résolution). La façon de procéder est décrite dans les étapes suivantes. Remarquez que cette procédure ressemble beaucoup à celle du balayage retardé sur un oscilloscope analogique. 1 Appliquez un signal à l oscilloscope et obtenez un affichage stable. 2 Appuyez sur Main/Delayed. 3 Appuyez sur la touche de fonction Delayed. L écran se divise en deux. La moitié supérieure affiche le balayage principal tandis que la moitié inférieure affiche une partie étirée du balayage principal. Cette partie étirée du balayage principal est appelée balayage retardé. Dans la partie supérieure apparaissent aussi deux lignes verticales pleines appelées marqueurs. Ces marqueurs indiquent quelle partie du balayage principal est reproduite étirée dans la moitié inférieure de l écran. La taille et la position du balayage retardé sont commandées par les boutons Time/Div. et Delay. Le bouton Time/Div., à côté du symbole règle le nombre de secondes par division du balayage retardé. La valeur du temps de retard s affiche un bref instant au bas de l écran. Pour afficher la valeur de retard de la base de temps retardée, soit appuyez sur Main/Delayed, soit tournez le bouton Delay. Pour modifier le réglage Time/Div. du balayage principal, vous devez d abord désactiver le balayage retardé. 2-3

29 Utilisation de l oscilloscope Utilisation du balayage retardé Figure 2-1 L écran étant divisé en deux -- balayage principal et balayage retardé -- deux fois moins de divisions verticales sont disponibles par balayage, si bien que l échelle verticale est doublée. Notez les changements sur la ligne d état. Pour afficher le temps de retard du balayage retardé, appuyez sur Main/Delayed ou tournez le bouton Delay. La valeur du temps de retard apparaît au bas de l écran. 4 Réglez la référence temporelle (fonction Time Ref) soit à gauche (Lft) soit au centre (Cntr). Dans la figure 2-1, la référence temporelle est à gauche. La fonctionnalité est similaire à celle du balayage retardé sur un oscilloscope analogique, dans laquelle le temps de retard définit le point de départ du balayage retardé. Marqueurs du balayage retardé Référence temporelle placée à gauche 2-4

30 Utilisation de l oscilloscope Utilisation du balayage retardé Dans la figure 2-2, la référence temporelle est au centre. Notez les marqueurs qui délimitent la zone à analyser. Utilisez le bouton Delay pour déplacer les deux marqueurs latéralement, et le bouton de la base de temps pour définir l étendue de la zone à analyser en jouant sur la résolution. Figure 2-2 Marqueurs du balayage retardé Référence temporelle placée au centre 2-5

31 Utilisation de l oscilloscope Utilisation du mode mémorisation (Store) de l oscilloscope Utilisation du mode mémorisation (Store) de l oscilloscope La face avant présente quatre touches de mémorisation. Il s agit de quatre touches blanches à action instantanée qui modifient le mode de fonctionnement de l oscilloscope. La procédure suivante permet de comprendre comment fonctionne ces touches de mémorisation. 1 Appliquez un signal à l oscilloscope et obtenez un affichage stable. 2 Appuyez sur Autostore. Remarquez que le mot STORE remplace le mot RUN sur la ligne d état. Pour rendre l image plus claire, la forme de signal mémorisée apparaît moins brillante que la trace la plus récente. La fonction Autostore sert surtout dans les applications suivantes : Afficher des événements de plus mauvaises conditions de certaines variations de signaux ; Capturer et mémoriser une forme de signal ; Mesurer un bruit ou une jigue ; Capturer un événement peu fréquent. 2-6

32 Utilisation de l oscilloscope Utilisation du mode mémorisation (Store) de l oscilloscope 3 A l aide du bouton de position de la section "Vertical" de la face avant, déplacez la trace vers le haut ou le bas d environ une division. Remarquez que la dernière trace acquise est très brillante alors que les traces antérieures le sont moins. Pour analyser les caractéristiques de cette trace, utilisez les curseurs, comme expliqué à la section "Utilisation des curseurs de mesure" de la page Pour effacer l écran, appuyez sur Erase. Pour quitter le mode Autostore, appuyez soit sur Run soit sur Autostore. Récapitulatif des touches de mémorisation Run L oscilloscope acquiert des données et affiche la trace la plus récente. Stop L affichage est gelé. Autostore L oscilloscope acquiert des données, affiche la trace la plus récente à la brillance maximale et les traces plus anciennes de façon moins brillante. Erase Efface l écran. 2-7

33 Utilisation de l oscilloscope Capture d un événement unique Capture d un événement unique Pour pouvoir capturer un événement unique, vous devez connaître les caractéristiques générales de ce signal afin de régler le niveau et la pente du déclenchement. Par exemple, si l événement découle d une logique TTL, un niveau de déclenchement de 2 volts et la sélection du front montant devraient permettre d obtenir de bons résultats. La procédure suivante montre comment utiliser l oscilloscope pour capturer un événement unique. 1 Appliquez un signal sur l oscilloscope. 2 Configurer le déclenchement. Appuyez sur Source. Sélectionnez une source de déclenchement à l aide des touches de fonction. Appuyez sur Slope/Coupling. Sélectionnez la pente du signal de déclenchement à l aide des touches de fonction. Tournez le bouton Level jusqu à atteindre un niveau auquel le déclenchement devrait fonctionner. 3 Appuyez sur Mode, puis appuyez sur la touche de fonction Single. 4 Appuyez sur Erase pour effacer de l écran les mesures antérieures. 5 Appuyez sur Run. En appuyant sur la touche Run, vous armez le circuit de déclenchement. Au moment où les conditions de déclenchement surviennent, les données apparaissent à l écran, représentant les points de données obtenus par l oscilloscope en une seule opération d acquisition. Si vous appuyez à nouveau sur la touche Run, le circuit de déclenchement se réarme et l écran s efface. 2-8

34 Utilisation de l oscilloscope Capture d un événement unique 6 Si vous voulez comparer plusieurs événements non récurrents, appuyez sur Autostore. Comme la touche Run, la touche Autostore arme également le circuit de déclenchement. Au moment où les conditions du déclenchement surviennent, l oscilloscope se déclenche. Si vous appuyez à nouveau sur la touche Autostore, vous réarmez le circuit de déclenchement sans effacer pour autant l écran. Les points de données restent affichées dans une brillance inférieure, ce qui permet de comparer facilement une série d événements non récurrents. Après avoir terminé l acquisition d un événement non récurrent, toute pression sur une touche quelconque de la face avant ou la rotation d un bouton peut effacer l écran. Si vous appuyez sur la touche, l oscilloscope récupère l événement ainsi que ses valeurs de réglage. Pour effacer l écran, appuyez sur Erase. Pour quitter le mode Autostore, appuyez sur Run ou sur Autostore. Remarquez que le mot RUN remplace le mot STORE sur la ligne d état, indiquant que l oscilloscope est sorti du mode Autostore. Conseil d utilisation La bande passante de capture d un événement unique (non récurrent) est de 2 MHz sur un seul canal et de 1 MHz avec les deux canaux. Il y a deux fois plus de points de données par forme de signal dans le cas d une acquisition sur un seul canal que dans le cas d une acquisition sur deux canaux. 2-9

35 Utilisation de l oscilloscope Capture des pointes de tension Capture des pointes de tension Une pointe de tension est un changement étroit, dans la forme d un signal, par rapport à sa forme générale. Cet oscilloscope possède deux modes de fonctionnement permettant de capturer les pointes de tension : le mode détection de crête et le mode Autostore. 1 Appliquez un signal à l oscilloscope et obtenez un affichage stable. 2 Localisez la pointe de tension. Utilisez la fonction de détection de crête pour localiser les pointes de tension ou impulsions particulièrement étroites, qui nécessitent des vitesses de balayage plus lentes que 50 ms/div. Pour sélectionner la fonction de détection de crête, appuyez sur Display. Appuyez ensuite sur la touche de fonction Peak Det. La fonction de détection de crête fonctionne aux vitesses comprises entre 5 s/div. et 50 ms/div. Lorsqu elle est active, les lettres "Pk" apparaissent en vidéo inverse sur la ligne d état. Aux vitesses de balayage supérieures à 50 ms/div., les lettres "Pk" apparaissent en mode vidéo normal, pour indiquer que le mode de détection de crête ne fonctionne pas. 2-10

36 Utilisation de l oscilloscope Capture des pointes de tension Utilisez la fonction Autostore dans les cas suivants : formes de signal changeantes, formes de signal à comparer avec d autres formes mémorisées, et impulsions étroites ou pointes de tension relativement rares mais nécessitant l utilisation de vitesses de balayage sortant de la plage tolérée par la fonction de détection de crête. Appuyez sur Autostore. Vous pouvez utiliser la fonction de détection de crête et la fonction Autostore en même temps. La fonction de détection de crête capture la pointe de tension tandis que la fonction Autostore la conserve à l écran dans une brillance réduite. 3 Mesurez les caractéristiques de la pointe de tension à l aide d un balayage retardé. La détection de crête ne fonctionne que sur le balayage principal, pas sur le balayage retardé. Procédez comme suit pour mesurer les caractéristiques de la pointe de tension sur le balayage retardé : Appuyez sur Main/Delayed. Appuyez ensuite sur la touche de fonction Delayed. Pour obtenir une meilleure résolution de la pointe de tension, étendez la base de temps. Pour régler la portion étendue du balayage principal sur la pointe de tension, utilisez le bouton Delay. Pour mesurer les caractéristiques de la pointe de tension, utilisez les curseurs ou les fonctions de mesure automatiques de l oscilloscope. 2-11

37 Utilisation de l oscilloscope Déclenchement sur une forme de signal complexe Déclenchement sur une forme de signal complexe La difficulté à visualiser les formes de signal complexes réside dans le déclenchement. La figure 2-3 représente un exemple d affichage d une forme de signal complexe non synchronisée avec le signal de déclenchement. La méthode de déclenchement la plus simple consiste à déclencher l oscilloscope sur une impulsion de synchronisation associée au signal. Voir la section "Déclenchement de l oscilloscope" du chapitre 1 page Si l on ne dispose pas du signal d impulsion de synchronisation nécessaire, on peut utiliser la procédure suivante pour déclencher l oscilloscope sur une forme de signal complexe. 1 Appliquez un signal à l oscilloscope. 2 Réglez le niveau du déclenchement en un point situé au milieu de la forme de signal. 3 Réglez le bouton Holdoff pour synchroniser le signal de déclenchement de l oscilloscope avec la forme de signal complexe. En utilisant la fonction Holdoff (temps d inhibition de déclenchement) pour synchroniser le signal de déclenchement, l oscilloscope ignore les conditions de déclenchement qui auraient produit l image de la figure 2-3 pour attendre celles qui donnent l image de la figure 2-4. Remarquez que dans la figure 2-3 le signal de déclenchement est stable, même si la forme de signal n est pas synchronisée avec le signal de déclenchement. Conseil d utilisation de la fonction Holdoff 1 L avantage du Holdoff numérique est que sa valeur de réglage est une constante indépendante de la base de temps, si bien que lorsqu on change la base de temps l oscilloscope reste synchronisé. Sur les oscilloscopes analogiques par contre, le Holdoff est fonction de la base de temps si bien qu il faut le réajuster à chaque fois qu on change la base de temps. 2 L incrément ou quantité relative de changement du Holdoff quand on tourne ce bouton dépend de la valeur de la base de temps au moment où l on tourne le bouton. Pour obtenir une valeur plutôt longue d inhibition du déclenchement, augmentez le réglage du temps par division de la base de temps, réglez grossièrement le Holdoff, puis revenez à la valeur antérieure du temps par division avant de passer au réglage fin du Holdoff. 2-12

38 Utilisation de l oscilloscope Déclenchement sur une forme de signal complexe Figure 2-3 Le déclenchement est stable, mais le signal n est pas synchronisé avec le déclenchement Figure 2-4 Le Holdoff permet de synchroniser le signal avec le déclenchement 2-13

39 Utilisation de l oscilloscope Mesures automatiques de fréquences Mesures automatiques de fréquences La fonction de mesure automatique de fréquence de l oscilloscope est facile à utiliser, comme le montre la procédure ci-dessous. 1 Appliquez un signal à l oscilloscope et obtenez un affichage stable. 2 Appuyez sur Time. Un menu apparaît offrant un choix de six fonctions. 3 Appuyez sur la touche Source pour sélectionner le canal sur lequel prendre une mesure de fréquence. 4 Appuyez sur Freq. L oscilloscope mesure automatiquement la fréquence du signal et l affiche sur la ligne du bas de l écran. Le chiffre entre parenthèses après Freq est le numéro du canal de l oscilloscope sur lequel la mesure a été prise. L oscilloscope garde en mémoire et affiche les résultats des trois dernières mesures. Lorsqu on prend une quatrième mesure, la valeur la plus à gauche disparaît. 2-14

40 Utilisation de l oscilloscope Mesures automatiques de fréquences Si la fonction Show Meas est active, des curseurs apparaissent sur la forme de signal, indiquant les points de la mesure dont le résultat apparaît tout à fait à droite. Si vous sélectionnez plusieurs mesures, vous pouvez faire réapparaître une mesure antérieure en la resélectionnant. Pour accéder à la touche Show Meas, appuyez sur la touche Next Menu. L oscilloscope prend automatiquement les mesures du premier événement qui s affiche. La figure 2-5 montre comment utiliser le balayage retardé pour isoler un événement pour une mesure de fréquence. Si la mesure n est pas possible en mode base de temps retardée, alors il faut utiliser la base de temps principale. Si la forme de signal est tronquée, la mesure peut s avérer impossible. Figure 2-5 La base de temps retardée permet d isoler un événement pour une mesure de fréquence 2-15

41 Utilisation de l oscilloscope Mesures automatiques de temps Mesures automatiques de temps Vous pouvez mesurer les paramètres de temps suivants avec l oscilloscope : fréquence, période, rapport cyclique, largeur des impulsions, temps de montée et temps de descente. Dans l exercice suivant, vous allez apprendre à utiliser les touches du menu Time en effectuant une mesure de temps de montée. La figure 2-6 représente une impulsion avec quelques-uns des points de mesure de temps. 1 Appliquez un signal à l oscilloscope et obtenez un affichage stable. Lorsque le signal possède un niveau haut et un niveau bas bien définis, les mesures des temps de montée et de descente se font aux niveaux de 10 % et de 90 %. Si l oscilloscope ne parvient pas à trouver de niveau haut et de niveau bas bien définis, il utilise l amplitude maximale et l amplitude minimale pour calculer les points 10 % et 90 %. Ces niveaux sont illustrés aux figures 2-8 et 2-9 page Figure

42 Utilisation de l oscilloscope Mesures automatiques de temps 2 Appuyez sur Time. Un menu apparaît présentant un choix de six fonctions, dont trois sont des mesures de temps. Source sélectionne le canal sur lequel effectuer la mesure de temps. Time Measurements : Trois fonctions sont disponibles : Freq (fréquence), Period (période) et Duty Cy (rapport cyclique). Ces mesures se font aux niveaux de 50 %. Voir figure 2-6. Clear Meas (effacement de la mesure) efface le résultat de la mesure et retire les curseurs de l écran. Next Menu remplace les fonctions courantes du menu par six autres fonctions. 3 Appuyez sur la touche Next Menu. Un autre menu de fonctions apparaît présentant six autres fonctions dont quatre sont des fonctions de mesures de temps. Show Meas (montrer la mesure) affiche les curseurs horizontaux et verticaux qui ont servi de points de référence de la mesure. 2-17

43 Utilisation de l oscilloscope Mesures automatiques de temps Time Measurements : Quatre fonctions de mesures de temps supplémentaires sont disponibles : +Width, -Width (largeur des impulsions), Rise Time (temps de montée) et Fall Time (temps de descente). Les mesures de largeur d impulsion (Width) se font aux niveaux de 50 %, alors que les mesures de temps de montée et de descente se font entre les niveaux de 10 % et 90 %. Previous Menu renvoie au menu précédent. 4 Appuyez sur Rise Time. L oscilloscope mesure automatiquement le temps de montée du signal et en affiche le résultat à l écran. L oscilloscope effectue ses mesures automatiques sur le premier événement qui s affiche. La figure 2-7 montre comment utiliser le balayage retardé pour isoler un front en vue d une mesure de temps de montée. Figure 2-7 Utilisation du balayage retardé pour isoler un front en vue d une mesure de temps 2-18

44 Utilisation de l oscilloscope Mesures automatiques de tension Mesures automatiques de tension Figure 2-8 Vous pouvez mesurer automatiquement les paramètres de tension suivants avec l oscilloscope : tension crête à crête, moyenne, tension efficace, maximum, minimum, niveau haut et niveau de base. Dans l exercice suivant, vous allez apprendre à utiliser les touches du menu "Voltage" pour prendre une mesure de tension efficace. Les figures 2-8 et 2-9 représentent des impulsions avec quelques-uns des points utilisés dans ces mesures. Impulsion présentant un niveau haut et un niveau bas bien définis Figure 2-9 Impulsion ne présentant pas de niveau haut bien défini 2-19

45 Utilisation de l oscilloscope Mesures automatiques de tension 1 Appliquez un signal à l oscilloscope et obtenez un affichage stable. 2 Appuyez sur Voltage. Un menu apparaît présentant six fonctions dont trois sont des fonctions de mesure de tension. Source sélectionne le canal sur lequel la mesure de tension doit être effectuée. Voltage Measurements. Trois fonctions de mesure de tension sont disponibles : Vp-p (tension crête à crête), Vavg (tension moyenne) et Vrms (tension efficace). Les mesures sont déterminées par des histogrammes de tension du signal. Clear Meas efface tout résultat de mesure affiché et retire les curseurs horizontaux et verticaux de l écran. Next Menu remplace les fonctions courantes du menu par six autres fonctions. 2-20

46 Utilisation de l oscilloscope Mesures automatiques de tension 3 Appuyez sur la touche de fonction Vrms. L oscilloscope mesure automatiquement la tension efficace du signal et en affiche le résultat à l écran. L oscilloscope exécute ses mesures automatiques sur la première impulsion ou période apparaissant à l écran. La figure 2-10 montre comment utiliser le balayage retardé pour isoler une impulsion en vue d une mesure de tension efficace. Figure 2-10 Utilisation du balayage retardé pour isoler une portion du signal en vue d une mesure de tension efficace 2-21

47 Utilisation de l oscilloscope Mesures automatiques de tension 4 Appuyez sur la touche Next Menu. Un autre menu apparaît présentant six autres fonctions dont quatre sont des fonctions de mesure de tension. Show Meas (montrer la mesure) affiche les curseurs horizontaux et verticaux indiquant à quel endroit du signal la mesure a été prise. Voltage Measurements : Quatre fonctions de mesure de tension supplémentaires sont disponibles : Vmax (maximum), Vmin (minimum), Vtop (niveau haut), Vbase (niveau de base). Previous Menu ramène au menu précédent. 2-22

48 Utilisation de l oscilloscope Utilisation des curseurs de mesure Utilisation des curseurs de mesure Dans cet exercice, vous allez apprendre à utiliser les touches de curseur de la face avant.. Les curseurs permettent d effectuer des mesures personnalisées de tension ou de temps, comme par exemple des mesures de temps de montée entre des niveaux de référence différents de 10 et 90 %, des mesures de fréquence ou de largeur d impulsion à un niveau différent de 50 %, des mesures du retard d un canal par rapport à l autre ou des mesures de tension particulières. Les figures 2-11 à 2-16 représentent des exemples de mesures personnalisées. 1 Appliquez un signal à l oscilloscope et obtenez un affichage stable. 2 Appuyez sur Cursors. Un menu apparaît présentant six fonctions dont quatre sont des fonctions de curseur : Source sélectionne le canal sur lequel effectuer la mesure de tension avec curseur. Active Cursor : Quatre fonctions sont disponibles : V1 et V2 sont des curseurs de tension, tandis que t1 et t2 sont des curseurs de temps. Utilisez le bouton situé sous la touche Cursors pour déplacer les curseurs. Si vous appuyez simultanément sur les touches V1 et V2 ou sur les touches t1 et t2, ces curseurs se déplacent ensemble. Clear Cursors fait disparaître les curseurs de l écran et efface leurs valeurs affichées. 2-23