Oscilloscope à mémoire analogique : schéma fonctionnel, fonctionnement et ses applications

Un oscilloscope est un type d'instrument de laboratoire généralement utilisé pour afficher des formes d'onde uniques ou répétitives. Ces formes d'onde peuvent être analysées pour différentes propriétés telles que la fréquence, l'amplitude, le temps de montée, la distorsion, l'intervalle de temps, etc. Les oscilloscopes sont utilisés dans différents domaines industriels tels que l'ingénierie, la médecine, la science, les télécommunications, l'industrie automobile, etc. Dans un oscilloscope, il y a sont deux techniques utilisées pour stocker des signaux ; stockage analogique et numérique. Le stockage analogique est capable de vitesses plus élevées, bien qu'il soit moins polyvalent que le stockage numérique. Cet article donne un aperçu d'un oscilloscope à mémoire analogique – le fonctionnement & ses applications.

Qu'est-ce qu'un oscilloscope à mémoire analogique ?

Un oscilloscope à mémoire analogique est un type d'oscilloscope, utilisé pour stocker des formes d'onde pour une visualisation ultérieure. Ces types d'oscilloscopes étaient très simples en termes de performances, et ils étaient très coûteux, donc couramment utilisés uniquement pour des applications spécialisées. Ces oscilloscopes utilisent un CRT spécial (tube à rayons cathodiques) par une longue installation de persistance. Ces CRT avaient la capacité de faire varier la persistance, cependant, si des traces extrêmement lumineuses étaient maintenues pendant de longues périodes, il y avait alors une chance de graver la trace de manière permanente sur l'écran. Ces écrans doivent donc être utilisés avec précaution.

Fonctionnement de l'oscilloscope à mémoire analogique

Les oscilloscopes à stockage analogique fonctionnent en utilisant un CRT spécial avec une longue capacité de persistance. Un CRT spécial par un agencement est utilisé pour stocker la charge dans la zone d'affichage où le faisceau d'électrons a frappé, permettant ainsi à la fluorescence de rester beaucoup plus longtemps que les affichages normaux.

Cet oscilloscope fonctionne simplement en appliquant une tension directement mesurée à un faisceau d'électrons qui se déplace sur l'écran de l'oscilloscope. Le faisceau est dirigé vers un écran recouvert de phosphore, qui brille lorsqu'il est frappé par le faisceau. Le faisceau est ensuite dévié par le signal, traçant la forme d'onde sur l'écran. La tension dévie le faisceau vers le haut et vers le bas proportionnellement pour tracer la forme d'onde sur l'écran. Cela fournit donc une image de forme d'onde immédiate.

Caractéristiques

Le spécifications d'un oscilloscope à mémoire analogique inclure les éléments suivants.

• La dimension ou la taille est approximative : 305(W) x 135(H) x 365(D)mm.
• L'impédance d'entrée est de 1 M Ohm.
• Le mode de déclenchement est AUTO/TV-V/NORM/TV-H.
• La différence de phase X Y est inférieure ou équivalente à 3 degrés, DC - 50KHz.
• La sélection de Polarité est + ou -.
• Un déclenchement avec une sensibilité élevée équivaut à 1mV/division.
• Fonctions de grossissement incrémentiel du canal Ch1 pour une inspection plus claire.
• Il dispose d'un circuit de séparation synchrone TV pour afficher un signal TV stable.
• CRT est un écran de forme rectangulaire de 6 pouces avec un réticule intérieur, 8 x10 div où 1 div = 1 cm.
• Le mode d'affichage est CH1, CH2, ADD, ALT et CHOP.
• Le temps de montée est ≤ 8,8ns.
• La tension d'entrée maximale est de 250 V ≤ 1 KHz.
• Le couplage d'entrée est AC, DC et GND.
• La précision est de ± 3 %.
• La source de déclenchement est CH1, CH2, VERT, LINE et EXT.
• La sensibilité et la fréquence sont de 20Hz ~ 60MHz.
• L'étalonnage de la forme d'onde est de 1KH ± 20% de fréquence et de 0,5V ± 10% de tension.
• L'alimentation est de 220V / 110V ± 10% ; 50/60Hz.
• Son poids est de 9Kg environ.

Schéma fonctionnel de l'oscilloscope à mémoire analogique

Un schéma fonctionnel de l'oscilloscope à stockage analogique est illustré ci-dessous qui utilise un CRT. Le type de tube cathodique utilisé dans cet oscilloscope est électrostatique au lieu d'une déviation magnétique car il fournit un contrôle beaucoup plus rapide du flux d'électrons et permet aux oscilloscopes analogiques d'atteindre un fonctionnement à très haute fréquence. L'oscilloscope analogique comprend un certain nombre de blocs de circuit et il est capable de fournir des images de forme d'onde entrante stables.

Entrées de signaux

Il existe une gamme de commandes associées à l'entrée du signal ou à l'axe Y sur l'affichage. Dans de nombreux cas, les signaux seront superposés dans une polarisation CC. Il est donc nécessaire de connecter un condensateur en série via l'entrée pour s'assurer que le courant continu est bloqué. Lorsqu'un condensateur est utilisé, le choix de l'option AC signifie que les signaux basse fréquence peuvent être limités.

Y Atténuateur

L'atténuateur Y est utilisé pour s'assurer que les signaux sont présentés à l'amplificateur Y au niveau requis ou non.

Et Amplificateur :

L'amplificateur Y de l'oscilloscope fournit simplement l'amplification pour fournir la sortie. Cet amplificateur est principalement linéaire car cela déterminera la précision de l'oscilloscope.

Circuit de déviation Y :

Lorsque le signal amplifié de l'amplificateur y est transmis au circuit de déviation Y, il est fourni aux plaques CRT aux niveaux requis. La déviation utilisée sur le CRT est électrostatique car elle fournit la déviation à grande vitesse requise pour cet oscilloscope.

Circuit de déclenchement :

Le système de déclenchement est utilisé pour s'assurer qu'une forme d'onde stable est affichée ou non sur l'écran. Il est nécessaire de régler le signal de rampe pour qu'il démarre à un point similaire à chaque cycle du signal entrant à vérifier. De cette manière, un point similaire sur la forme d'onde sera affiché à une position similaire sur l'affichage.

Dans le schéma fonctionnel ci-dessus, un signal est reçu de la sortie de l'amplificateur Y et il est transmis à un autre amplificateur de conditionnement. Après cela, il passe par un circuit de déclenchement de Schmitt qui fournit des points de commutation uniques lorsque la forme d'onde augmente et diminue. Le sens nécessaire est choisi pour le déclencheur afin que le point de déclenchement puisse avoir lieu sur les fronts croissants ou décroissants de la forme d'onde qui peuvent être sélectionnés avant d'être donnés au circuit de rampe, partout où le signal de déclenchement donne le point de départ de la rampe.

A partir d'une source externe, il est également possible d'utiliser un signal. Cela peut donc être une fonctionnalité très appropriée car il peut être nécessaire d'obtenir le déclenchement d'une autre source en dehors du signal entrant.

Amplificateur de suppression

Un amplificateur de suppression est utilisé pour nettoyer l'écran tout au long de cette phase de retour. Il suffit que l'élément de réinitialisation de la rampe produise une impulsion qui est donnée à la grille du CRT. Cela réduit le flux d'électrons et efface efficacement l'affichage pendant cette période.

Générateur de rampe (Base de temps)

Le contrôle de la base de temps est l'un des contrôles essentiels de l'oscilloscope à mémoire analogique. Cela aura une grande différence de vitesse et sera ajusté dans le temps pour chaque division sur la portée CRT . Il est essentiel de sélectionner la vitesse de base de temps correcte pour afficher la forme d'onde particulière requise.

Le fonctionnement de cet oscilloscope à mémoire analogique est ; il utilise le CRT pour afficher les signaux dans les axes horizontal et vertical. Généralement, l'axe vertical est la valeur de tension entrante instantanée et l'axe horizontal est la forme d'onde de la rampe.

Lorsque la tension de la forme d'onde en rampe augmente, la trace se déplace sur l'affichage dans une direction horizontale. Une fois arrivée à la fin de l'écran, la forme d'onde revient à zéro et la trace revient au début. En utilisant cette approche, l'axe horizontal correspond au temps tandis que l'axe vertical correspond à l'amplitude. Ainsi, de cette manière, les tracés communs des formes d'onde peuvent être affichés sur le CRT.

Oscilloscope à mémoire numérique vs oscilloscope à mémoire analogique

La différence entre oscilloscope à mémoire numérique et l'oscilloscope à mémoire analogique comprend les éléments suivants.

Avantages et inconvénients

Le avantages de l'oscilloscope à mémoire analogique inclure les éléments suivants.

• Les oscilloscopes à mémoire analogique sont normalement très moins chers.
• Ces oscilloscopes sont capables de fournir une bonne gamme de performances pour de nombreuses situations de laboratoire et de service.
• Ces oscilloscopes offrent des performances précises, notamment pour les exercices de laboratoire.
• Ces oscilloscopes ne nécessitent pas de microprocesseur, d'ADC ou de mémoire d'acquisition pour la mesure.

Le inconvénients des oscilloscopes à mémoire analogique inclure les éléments suivants.

• N'offre pas de fonctionnalités supplémentaires par rapport aux oscilloscopes numériques
• Ces dispositifs ne sont pas adaptés à l'analyse des transitoires à temps de montée rapide à haute fréquence dans les circuits électroniques.
• Ces oscilloscopes ne sont pas simples à utiliser, vous devez donc suivre une formation pratique.

Applications

Le applications des oscilloscopes à mémoire analogique inclure les éléments suivants.

• Il affiche des formes d'onde à un seul coup et à longue période.
• L'oscilloscope analogique est utilisé pour fournir des images de forme d'onde entrante stables.
• Ces types d'oscilloscopes sont largement utilisés pour l'observation en temps réel d'événements qui ne se produisent qu'une seule fois.
• Il est utilisé pour afficher des signaux à très basse fréquence.
• Ces oscilloscopes sont principalement utilisés là où le temps d'affichage à l'écran est trop court pour vérifier les signaux à mesurer.
• Cet oscilloscope est utilisé pour cartographier et afficher les tensions d'entrée variables constantes du signal à l'aide d'un faisceau d'électrons.

Q : Quelle est la fréquence maximale pouvant être mesurée par un oscilloscope à mémoire analogique ?

R : La fréquence maximale pouvant être mesurée par un oscilloscope à mémoire analogique est généralement comprise entre quelques mégahertz et des dizaines de mégahertz.

Q : Quels sont les avantages d'utiliser un oscilloscope à mémoire analogique par rapport à un oscilloscope à mémoire numérique ?

R : Un oscilloscope à stockage analogique est capable de capturer et d'afficher des formes d'onde complexes avec une haute résolution, d'afficher plusieurs formes d'onde en même temps et de stocker la forme d'onde pendant un certain temps après que le signal n'est plus présent. De plus, les oscilloscopes à mémoire analogique sont généralement moins chers que les oscilloscopes à mémoire numérique.

Q : Comment fonctionne le CRT de stockage dans un oscilloscope à stockage analogique ?

R : Le CRT de stockage dans un oscilloscope à stockage analogique est capable de conserver l'image de la forme d'onde sur l'écran pendant un certain temps après que le signal n'est plus présent. Cela permet à l'utilisateur d'analyser la forme d'onde même si le signal n'est plus présent.

Q : Quels sont les différents types de déclenchements disponibles dans un oscilloscope à mémoire analogique ?

R : Les types de déclenchements disponibles dans un oscilloscope à mémoire analogique incluent le déclenchement sur front, le déclenchement sur largeur d'impulsion et le déclenchement vidéo.

Q : Comment un oscilloscope à mémoire analogique affiche-t-il plusieurs formes d'onde en même temps ?

R : Un oscilloscope à mémoire analogique peut afficher plusieurs formes d'onde en même temps en utilisant une technique appelée 'double faisceau' ou 'double trace' qui utilise deux faisceaux d'électrons pour afficher deux signaux simultanément.

Q : Comment un oscilloscope à mémoire analogique se compare-t-il à un oscilloscope à mémoire numérique en termes de durabilité ?

R : Un oscilloscope à mémoire analogique est moins durable qu'un oscilloscope à mémoire numérique en raison de son utilisation d'un tube à rayons cathodiques, qui est fragile et peut facilement être endommagé.

Q : Quelle est la durée de vie typique du tube cathodique d'un oscilloscope à mémoire analogique ?

R : La durée de vie typique du tube cathodique d'un oscilloscope à mémoire analogique est d'environ 10 000 à 15 000 heures de fonctionnement.

Q : Un oscilloscope à mémoire analogique peut-il être utilisé pour mesurer des signaux basse fréquence ?

R : Oui, un oscilloscope à mémoire analogique peut être utilisé pour mesurer des signaux basse fréquence, mais il peut nécessiter l'utilisation d'un filtre passe-bas externe.

Q : Quels sont les types de sondes couramment utilisés avec un oscilloscope à mémoire analogique ?

R : Les types de sondes couramment utilisés avec un oscilloscope à mémoire analogique comprennent les sondes passives, les sondes actives et les sondes différentielles.

Voici donc un aperçu du stockage analogique oscilloscope - travail avec des candidatures. Dans un oscilloscope à mémoire analogique, il existe de nombreuses commandes qui permettent à l'instrument d'afficher le signal précisément de la manière requise, comme le contrôle de la mise au point, le contrôle de l'intensité, les entrées de signal, la base de temps, le déclenchement, etc. Voici une question pour vous, qu'est-ce qu'un oscilloscope à mémoire numérique ?