Qu'est-ce qu'un oscilloscope à double trace

Oscilloscope à double trace

Définition : Dans un oscilloscope à double trace, un seul faisceau d'électrons génère deux traces, qui sont déviées par deux sources indépendantes. Pour produire ces deux traces distinctes, deux méthodes principales sont utilisées : le mode alternatif et le mode haché. Ces modes sont également appelés les deux modes de fonctionnement du commutateur.

Une question se pose alors : pourquoi un tel oscilloscope est-il nécessaire ?

Lors de l'analyse ou de l'étude de plusieurs circuits électroniques, la comparaison de leurs tensions est cruciale. L'une des options pour effectuer ces comparaisons est d'utiliser plusieurs oscilloscopes. Cependant, synchroniser le balayage de chaque oscilloscope est une tâche difficile.

C'est là que l'oscilloscope à double trace s'avère utile. Il utilise un seul faisceau d'électrons pour fournir deux traces.

Schéma en bloc et fonctionnement de l'oscilloscope à double trace

La figure ci-dessous représente le schéma en bloc d'un oscilloscope à double trace :

Principe de fonctionnement de l'oscilloscope à double trace

Comme on peut le voir sur la figure ci-dessus, l'oscilloscope à double trace dispose de deux canaux d'entrée verticale indépendants, à savoir le canal A et le canal B.

Les deux signaux d'entrée entrent séparément dans les étages de préamplification et d'atténuation. Les sorties de ces deux étages de préamplification et d'atténuation indépendants sont ensuite envoyées au commutateur électronique. Ce commutateur électronique transmet le signal d'entrée d'un seul canal au amplificateur vertical à un moment précis.

Le circuit est également équipé d'un commutateur de sélection de déclenchement, qui permet au circuit d'être déclenché par l'entrée du canal A, l'entrée du canal B, ou un signal externe appliqué.

Le signal de l'amplificateur horizontal peut être introduit dans le commutateur électronique via le générateur de balayage ou à partir du canal B grâce aux interrupteurs S0 et S2.

De cette manière, le signal vertical du canal A et le signal horizontal du canal B sont fournis au tube cathodique (CRT) pour permettre le fonctionnement de l'oscilloscope. Il s'agit du mode X-Y de l'oscilloscope, qui permet des mesures X-Y précises.

En fait, le mode de fonctionnement de l'oscilloscope dépend des options de contrôle du panneau frontal. Par exemple, si la forme d'onde du canal A est requise, la forme d'onde du canal B est requise, ou si les formes d'onde du canal A ou B sont nécessaires séparément.

Comme nous l'avons déjà discuté, il existe deux modes de fonctionnement pour l'oscilloscope à double trace. Nous allons maintenant examiner en détail ces deux modes respectivement.

Mode alternatif de l'oscilloscope à double trace

Lorsque nous activons le mode alternatif, cela permet de connecter alternativement les deux canaux. Cette alternance ou commutation entre le canal A et le canal B se produit au début de chaque balayage suivant.

De plus, il existe une relation de synchronisation entre la fréquence de commutation et la fréquence de balayage. Cela permet d'afficher la forme d'onde de chaque canal en un seul balayage. Par exemple, la forme d'onde du canal A sera affichée lors du premier balayage, et lors du balayage suivant, le tube cathodique (CRT) affichera la forme d'onde du canal B.

Ainsi, la connexion alternative des deux canaux d'entrée à l'amplificateur vertical est réalisée.

Le commutateur électronique bascule d'un canal à l'autre pendant la période de retour. Pendant la période de retour, le faisceau d'électrons est invisible, ce qui permet la commutation entre les canaux.

Ainsi, un balayage complet affichera le signal d'un canal vertical sur l'écran, et le balayage suivant affichera le signal de l'autre canal vertical.

La figure suivante montre la forme d'onde de sortie de l'oscilloscope en mode alternatif :

Principe de fonctionnement de l'oscilloscope à double trace

Comme le montre le diagramme ci-dessus, l'oscilloscope à double trace est équipé de deux canaux d'entrée verticale indépendants, à savoir le canal A et le canal B.

Les deux signaux d'entrée sont alimentés respectivement dans les étages de préamplification et d'atténuation. Les sorties de ces deux étages de préamplification et d'atténuation séparés sont ensuite envoyées au commutateur électronique. Ce commutateur électronique transmet le signal d'entrée d'un seul canal à l'amplificateur vertical à un instant précis.

Le circuit comporte également un commutateur de sélection de déclenchement, qui permet au circuit d'être déclenché par l'entrée du canal A, l'entrée du canal B, ou un signal externe appliqué.

Le signal de l'amplificateur horizontal peut être alimenté dans le commutateur électronique soit via le générateur de balayage, soit à partir du canal B grâce aux interrupteurs S0 et S2.

De cette manière, le signal vertical du canal A et le signal horizontal du canal B sont fournis au tube cathodique (CRT) pour permettre le fonctionnement de l'oscilloscope. Il s'agit du mode X-Y de l'oscilloscope, qui permet des mesures X-Y précises.

En réalité, le mode de fonctionnement de l'oscilloscope dépend des options de contrôle sur le panneau frontal. Par exemple, si la forme d'onde du canal A est nécessaire, la forme d'onde du canal B est nécessaire, ou si les formes d'onde du canal A ou B sont requises séparément.

Comme mentionné précédemment, il existe deux modes de fonctionnement pour l'oscilloscope à double trace. Nous allons maintenant approfondir ces deux modes respectivement.

Mode alternatif de l'oscilloscope à double trace

Lorsque le mode alternatif est activé, cela permet de connecter alternativement les deux canaux. Cette alternance ou commutation entre le canal A et le canal B se produit au début de chaque balayage.

De plus, il existe une relation de synchronisation entre la fréquence de commutation et la fréquence de balayage. Cela permet de présenter la forme d'onde de chaque canal lors d'un seul balayage. Par exemple, la forme d'onde du canal A sera affichée lors du premier balayage, et lors du balayage suivant, le tube cathodique (CRT) affichera la forme d'onde du canal B.

Ainsi, la connexion alternative entre l'entrée à deux canaux et l'amplificateur vertical est réalisée.

Le commutateur électronique bascule d'un canal à l'autre pendant la période de retour. Pendant la période de retour, le faisceau d'électrons est invisible, permettant ainsi la commutation entre les canaux.

Ainsi, un balayage complet affichera le signal d'un canal vertical sur l'écran, et le balayage suivant affichera le signal de l'autre canal vertical.

Le diagramme suivant montre la forme d'onde de sortie de l'oscilloscope en mode alternatif :

Dans ce mode, le commutateur électronique fonctionne librement à une fréquence extrêmement élevée, comprise entre environ 100 kHz et 500 kHz. De plus, la fréquence du commutateur électronique est indépendante de celle du générateur de balayage.

Ainsi, de cette manière, de petits segments des deux canaux peuvent être connectés en continu à l'amplificateur.

Lorsque la fréquence de hachage est supérieure à la fréquence de balayage horizontal, les segments séparément hachés seront fusionnés et reconstitués pour former les formes d'onde originales des canaux A et B sur l'écran du tube cathodique (CRT).

Cependant, si la fréquence de hachage est inférieure à la fréquence de balayage, cela entraînera sûrement une discontinuité dans l'affichage. Par conséquent, dans un tel cas, le mode alternatif est plus approprié.

L'oscilloscope à double trace permet de sélectionner les modes de fonctionnement respectifs via le panneau frontal de l'instrument.