Cours de radioamateur








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8.9.2. La polarisation du TRC



La figure suivante représente le circuit d'alimentation du TRC proprement dit. La tension d'alimentation se situe au environ du kilovolt (mais parfois aussi 2 ou 3 kV), et le courant est relativement faible (de l'ordre du mA). Les différentes polarisations sont donc obtenues par un diviseur potentiométrique.
La tension cathode-whénelt détermine le courant dans le tube, donc l'intensité du spot. La tension de whénelt est donc réglable et s'appelle "luminosité" (P1). La tension de la 2eme anode va permettre de contrôler la concentration du spot, et elle est également réglable et s'appelle "focus" (P2).
Notons que la tension est négative, et est produite par un redressement simple alternance réalisé avec une diode à vide.
frame40

8.9.3. L'amplificateur vertical



Un oscilloscope comporte essentiellement un amplificateur vertical, c'est lui qui va amplifier le signal à mesurer. On parle aussi d'ampli Y . Il est constitué des éléments suivants:
frame41


  • d'un condensateur de passage qui permettra de bloquer la tension continue. Ce condensateur peut aussi être mis hors service. C'est le bouton AC/DC

  • d'un atténuateur à plusieurs position qui permettra d'obtenir les différentes sensibilités (V/cm)

  • d'un amplificateur tampon qui doit avoir une grande impédance d'entrée, suivit,

  • d'un amplificateur principal qui fournira la plus grande partie du gain

  • d'un étage de sortie du type amplificateur différentiel, la deuxième moitié de l'ampli différentiel servira à fixer la position verticale. Les deux sorties de cet amplificateur (collecteurs des transistors) iront aux plaques de déviations.


Cet ampli est caractérisé par son facteur d'amplification maximum, ce qui va déterminer la sensibilité de l'oscilloscope.
Cet ampli possède une impédance d'entrée, tout comme pour la mesure des tensions, il faut que l'impédance d'entrée de l'oscilloscope soit grande. L'impédance équivalente d'entrée se compose d'une résistance (Rin) en parallèle avec une capacité (Cin). Les valeurs typiques est de 1M  en parallèle avec 30 pF. Lorsqu'on mesure des tensions à basse fréquence (typiquement < 500 Hz) cette capacité n'a que peut d'importance.
Pour des fréquences supérieures et si on veut reproduire sans déformation des signaux carrés, on utilise un probe d'oscilloscope. Le circuit complet de l'atténuateur, du câble de connexion et du probe est représenté à la figure a. Dans la tête du probe, on trouve un circuit RC. Tout ce circuit peut se simplifier comme indiqué à la figure b, on a alors une résistance de 1 M  en parallèle avec 30 pF et une résistance de 9 Rin (donc 9 x 1 M  ) en parallèle avec C. En théorie 9 Rin C = Rin Cin. Mais pratiquement on va régler le condensateur pour avoir un signal parfaitement carré. La fig. c représente un signal surcompensé, la fig. d représente un signal sous compensé. Il faut contrôler régulièrement le calibrage du probe en le connectant sur la borne prévue et retoucher éventuellement le réglage pour obtenir un "beau carré", sans "overshoot" et sans arrondi.
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Un probe diminue la sensibilité. La plupart des probes sont des 10 x, ce qui veut dire que si la sensibilité est par exemple de 0,5 V/cm, sans probe, elle sera de 5 V/cm avec probe.
Une autre précaution doit être prise lorsqu'on mesure un signal vidéo. Tous les systèmes vidéo (amplificateur, matrices de commutation, distributeur) ont une impédance de 75 . Les câbles sont aussi des câbles 75  par conséquent l'oscilloscope doit aussi présenter une impédance de 75 . On place donc sur l'entrée de l'oscillo une charge "feedthrough" de 75  ou un Té en BNC et une charge de 75 . Si on oublie cette charge, le signal vidéo sera déformé (principalement dans les fréquences élevées) et le niveau mesuré sera 2 x trop grand.
L'amplificateur vertical possède également une bande passante. Lorsqu'on dit qu'un oscillo à une bande passante de 20 MHz cela veut dire qu'à 20 MHz il chute de 3 dB. En d'autres termes si on s'attend à voir une trace de 10 cm, elle n'aura que 7 cm ! En d'autres termes, si on veut faire des mesures de haute précision, il faudra une bande passante beaucoup plus grande (disons 10 x) que la fréquence maximum à mesurer.
Dans la plupart des cas il est souhaitable de visualiser l'évolution de deux tensions en même temps. C'est ce qu'on appelle un oscilloscope à deux canaux. On peut utiliser des TRC avec deux faisceaux électroniques, on a donc deux paires de plaques de déviation verticale. Mais ces oscilloscopes sont excessivement chers, et pour dans la plupart des cas on peut utiliser un oscilloscope avec un seul faisceau, et commuter soit sur un signal soit sur l'autre. Bien sûr il faut un deuxième amplificateur vertical.
On distingue deux méthodes de commutation des signaux,

  • soit par découpage ou "chopping mode"

  • soit à l'alternat ou "alternate mode"




Chopping-mode
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En fait, en commutant, on va représenter un morceau de la 1ere trace, puis un morceau de la 2eme trace, puis à nouveau un morceau de la 1ere trace, et ainsi de suite … L'image ci-dessus est évidement fortement dilatée afin de pouvoir expliquer ce mécanisme, et à moins de prendre une loupe, on ne voit pas ce découpage.
Le générateur de signaux doit avoir une fréquence beaucoup plus élevée que la fréquence de balayage.
Le chopping-mode est essentiellement utilisé pour des vitesses de balayage lent

Alternate-mode
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L'alternate mode est commuté par la base de temps.
L'alternate mode est utilisé pour des vitesses de balayage rapide.


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