Qu'est-ce qu'un oscilloscope à double trace Définition, principe de fonctionnement et modes expliqués

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

Définition

Un oscilloscope à double trace utilise un seul faisceau d'électrons pour générer deux traces distinctes, chacune déviée par une source d'entrée indépendante. Pour produire ces deux traces, il emploie principalement deux modes de fonctionnement—le mode alternatif et le mode haché—contrôlés par un commutateur.

Objectif d'un oscilloscope à double trace

Lors de l'analyse ou de l'étude de plusieurs circuits électroniques, la comparaison de leurs caractéristiques de tension est souvent cruciale. Bien que l'on puisse utiliser plusieurs oscilloscopes pour de telles comparaisons, synchroniser la déclenchement du balayage de chaque appareil est très difficile. Un oscilloscope à double trace résout ce problème en générant deux traces à l'aide d'un seul faisceau d'électrons, permettant ainsi une analyse simultanée pratique et précise.

Schéma en bloc et principe de fonctionnement d'un oscilloscope à double trace

Le schéma en bloc d'un oscilloscope à double trace est montré ci-dessous:

Comme le montre la figure ci-dessus, l'oscilloscope dispose de deux canaux verticaux d'entrée indépendants, étiquetés A et B. Chaque entrée est alimentée séparément dans un préamplificateur et un stade d'atténuateur. Les sorties de ces deux étages sont ensuite acheminées vers un commutateur électronique, qui ne laisse passer que l'entrée d'un canal à la fois vers l'amplificateur vertical. Le circuit comprend également un commutateur de sélection de déclenchement, permettant le déclenchement via le canal A, le canal B ou un signal externe appliqué.

Un amplificateur horizontal fournit des signaux au commutateur électronique, avec la source déterminée par les interrupteurs S0 et S2—soit le générateur de balayage, soit le canal B. Cette configuration permet d'envoyer des signaux verticaux du canal A et des signaux horizontaux du canal B au CRT, permettant le fonctionnement en mode X-Y pour des mesures X-Y précises.

Les modes de fonctionnement de l'oscilloscope sont sélectionnés via les commandes du panneau avant, permettant aux utilisateurs d'afficher des traces provenant uniquement du canal A, uniquement du canal B, ou des deux canaux simultanément. Comme mentionné précédemment, les oscilloscopes à double trace fonctionnent en deux modes clés:

Mode alternatif

Lorsque le mode alternatif est activé, le commutateur électronique alterne entre les deux canaux, basculant au début de chaque nouveau balayage. La vitesse de commutation est synchronisée avec la vitesse de balayage, assurant que la trace de chaque canal est affichée dans des balayages distincts: la trace du canal A apparaît dans le premier balayage, suivie de la trace du canal B dans le balayage suivant.

La commutation entre les canaux se produit pendant la période de retour du balayage, lorsque le faisceau d'électrons est invisible—évitant toute perturbation visible des traces. Cela entraîne l'affichage d'un signal de balayage complet d'un canal vertical, suivi d'un balayage complet de l'autre canal lors du cycle suivant.

La sortie de forme d'onde de l'oscilloscope fonctionnant en mode alternatif est montrée dans la figure ci-dessous:

Ce mode préserve la relation de phase correcte entre les signaux des canaux A et B. Cependant, il présente un inconvénient: l'affichage montre les deux signaux comme se produisant à des moments différents, même s'ils sont en réalité simultanés. De plus, le mode alternatif n'est pas adapté pour l'affichage de signaux de faible fréquence.

Mode haché

En mode haché, le commutateur électronique alterne rapidement entre les deux canaux plusieurs fois pendant un seul balayage. La commutation est si rapide que même de petits segments de chaque signal sont affichés, créant l'illusion de traces continues pour les deux canaux. L'affichage de la forme d'onde en mode haché est montré dans la figure ci-dessous:

En mode haché, le commutateur électronique fonctionne en état de course libre à haute fréquence (généralement de 100 kHz à 500 kHz), indépendamment de la fréquence du générateur de balayage. Cette commutation rapide assure que de petits segments de signaux des deux canaux sont continuellement alimentés à l'amplificateur.

Lorsque la fréquence de hachage dépasse la fréquence de balayage horizontal, les segments hachés se fondent harmonieusement sur l'écran CRT, reconstruisant les formes d'ondes originales des canaux A et B. À l'inverse, si la fréquence de hachage est inférieure à la fréquence de balayage, l'affichage montrera des discontinuités—rendant le mode alternatif plus adapté dans de tels cas. Les oscilloscopes à double trace permettent aux utilisateurs de sélectionner le mode de fonctionnement souhaité via une commande du panneau avant.