Comment étalonner votre oscilloscope pour une précision horizontale

L’axe X est dédié presque exclusivement à la représentation de la ou les base(s) temps. Outre plusieurs canaux verticaux, il y aura souvent deux bases temporelles : Principal et retardé. Elles peuvent être obtenues dans les oscilloscopes à mémoire numérique DSO par deux taux d’échantillonnage indépendants, ou via une fenêtre de « zoom » positionnée sur un magasin d’acquisition unique, mais long.

Précision de déflexion horizontale

Lors de la détermination de la précision de la déflexion horizontale, généralement avec des oscilloscopes analogiques, la géométrie de l'affichage doit d'abord avoir été configurée. On suppose que cela sera inclus dans la configuration de géométrie initiale.

Après cette configuration, les ajustements ou vérifications suivants peuvent être tentés :

• Bande passante de l'axe X
• Temporisation horizontale
• Précision du retard de la base temps
• Agrandissement de la temporisation
• Gigue du temps de retard
• Fonctions de déclenchement
• Relation de phase X-Y

Bande passante de l'axe X

Pour les oscilloscopes analogiques, la bande passante de l'amplificateur horizontal sera vérifiée à l'aide d'une « onde sinusoïdale nivelée », comme les vérifications des canaux verticaux, mais avec la base temps désactivée. Il s’agit d’abord de mesurer la longueur affichée de la trace horizontale, pour une onde sinusoïdale fournie comme entrée X à une fréquence de référence (généralement 50 kHz).

La fréquence est ensuite modifiée, à la même amplitude, au point spécifié de 3 dB de l'amplificateur horizontal et la longueur de trace affichée est mesurée à nouveau. La bande passante est correcte si la longueur de trace observée au point 3 dB est égale ou supérieure à 70 % de la longueur relevée à la fréquence de référence.

Les DSO utilisent généralement un amplificateur de voie verticale comme amplificateur horizontal, donc après avoir mesuré la bande passante de déflexion verticale, il n’est généralement pas nécessaire de mesurer la bande passante de déflexion horizontale.

Précision de temporisation horizontale

Configuration de test

Dans cette vérification, la base temps est commutée sur la vitesse de balayage (ou temps/div) à vérifier, et la sortie d’un générateur de marqueurs de temporisation est entrée via la voie verticale requise. Avec les étalonnages de l’oscilloscope, il s’agit d’ondes carrées, qui se transforment en ondes sinusoïdales à une fréquence spécifique.

Précision de l'étalonnage de la temporisation

Une précision de temporisation de 25 ppm sera suffisante pour étalonner la plupart des oscilloscopes analogiques et de nombreux DSO, bien qu'une précision de temporisation supérieure à 0,3 ppm soit requise pour certains DSO plus performants.

Pourquoi utiliser des ondes carrées ?

Par le passé, les marqueurs de temporisation prenaient la forme d’une forme d’onde « peigne », composée d’une série de bords différenciés dans une direction, les fronts de retour étant supprimés. Cela entraîne des difficultés dans les DSO en raison de l’échantillonnage, dans lequel le pic du peigne peut tomber entre les échantillons, entraînant des variations d’amplitude et des difficultés à évaluer la position précise du bord. L’utilisation de marqueurs de temporisation sous forme d’ondes carrées ou sinusoïdales réduit considérablement les inexactitudes dues à cette gigue à 1 point.

Mesure

La temporisation du marqueur est définie pour fournir un cycle par division si la temporisation horizontale est correcte.

Par observation, le contrôle de déviation du générateur de marqueurs est ajusté pour aligner les marqueurs à l’écran derrière leurs lignes de réticule verticales correspondantes, et la déviation appliquée est notée. La déviation appliquée ne doit pas dépasser la spécification de temporisation de l'oscilloscope.

Cette opération est répétée pour tous les balayages et les réglages de temps/division de base temps désignés pour l'étalonnage par le fabricant de l'oscilloscope.

Précision du retard de la base temps

Pour cette vérification, on suppose que la base temps retardée est indiquée comme une intensification de la base temps principale et peut être changée pour la montrer seule. Pour tous les oscilloscopes, vous voudrez désactiver le mode de re-déclenchement.

La sortie d'un générateur de marqueurs de temporisation est entrée via la voie verticale requise et l'oscilloscope est ajustée pour afficher un cycle par division. Le commutateur du mode oscilloscope est réglé pour intensifier la partie retardée de la base temps principale sur un bord de marqueur sélectionné comme illustré (cela peut nécessiter un certain réglage de la commande de temporisation de l'oscilloscope).

• Le commutateur du mode temporisation de l'oscilloscope est réglé pour afficher le balayage retardé seul, et la commande du retard est ajustée pour aligner le bord du marqueur de temps sur une ligne de référence verticale choisie, c'est-à-dire la ligne de réticule centrale. Notez le réglage du retard de l'oscilloscope.
• Le commutateur du mode oscilloscope est réglé pour intensifier la partie retardée de la base temps principale sur un autre bord de marqueur sélectionné.
• Le commutateur du mode de retard de l'oscilloscope est de nouveau réglé pour afficher le balayage retardé seul, et la commande du retard est ajustée pour aligner le bord du marqueur de temps sur la même ligne de référence verticale. Notez le réglage du délai de l'oscilloscope à nouveau.

Enfin, comparez les deux réglages du retard de l'oscilloscope. Vous voulez vérifier que leur différence est identique au temps entre les deux marqueurs sélectionnés, dans les limites spécifiées pour l'oscilloscope.

Précision du grossissement horizontal x10

La sortie d'un générateur de marqueurs de temporisation est entrée via la voie verticale requise et l'oscilloscope est commuté pour afficher 10 cycles par division. La fréquence/période du générateur de marqueurs de temporisation est ajustée pour donner exactement 10 cycles par division.

Les erreurs sont probablement les plus importantes à droite du tracé (la plus longue durée après le déclenchement), de sorte que la commande de position horizontale de l'oscilloscope est ajustée pour placer le bord du marqueur sur « A » au centre de l'écran.

• L'oscilloscope est réglé pour afficher le balayage X10 et la commande de position horizontale est ajustée pour aligner exactement le bord du marqueur « A » sur la ligne du réticule central.
• Le contrôle de déviation Fréquence/Période du générateur de marqueurs est ajusté pour aligner exactement les bords du marqueur sur les lignes du réticule.
• Le paramètre d’écart de fréquence/période du générateur de marqueurs est noté. Ce réglage doit se situer dans les limites spécifiées pour l'oscilloscope.

De même, pour un DSO, la plage des facteurs de « zoom » ou de grossissement X disponibles est étalonnée comme indiqué par le fabricant.

Gigue du temps de retard

La gigue de retard sur les oscilloscopes est souvent mesurée avec des grossissements temporels de l'ordre de 20 000 :1. Cela signifie que la base temps retardée doit fonctionner 20 000 fois plus vite que la base temps principale (pour une base temps principale fonctionnant à 20 ms/div, la base temps retardée doit fonctionner à 1 μs/div).

Pour cette vérification, l’intensification de la base temps principale est ajustée sur le bord au niveau de la ligne de réticule centrale (avec une telle différence entre les vitesses des bases temps principale et retardée, une partie extrêmement petite de la base temps principale est intensifiée, et le réglage peut être difficile).

La sortie de période de 20 ms d'un générateur de marqueurs de temporisation est entrée dans le canal vertical requis, et l'oscilloscope est ajusté pour afficher un cycle par division (20 ms/div).

La base temps retardée est réglée pour fonctionner à 1 μs/div, et le commutateur du mode oscilloscope est réglé pour intensifier la partie retardée de la base temps principale sur le bord central du marqueur, comme indiqué à l'aide de la commande de temps de retard de l'oscilloscope.

Le commutateur du mode de retard de l'oscilloscope est réglé pour afficher le balayage retardé seul, et la commande de retard est ajustée pour aligner le bord du marqueur de temps sur une ligne de référence verticale choisie, c'est-à-dire la ligne de réticule centrale.

La largeur du bord vertical (qui affiche la gigue) de la partie affichée de la forme d'onde, mesurée le long d'un axe horizontal, ne doit pas dépasser les limites de gigue spécifiées de l'oscilloscope (par exemple, pour une spécification de 20 000 :1, la contribution de l'oscilloscope à la largeur doit être inférieure à 1 division).

Continuer l'étalonnage

Les étapes suivantes du processus d'étalonnage de l'oscilloscope se poursuivent dans ces articles :

• Comment étalonner l’emploi du déclenchement sur un oscilloscope
• Comment étalonner un oscilloscope pour le phasage

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• Comment étalonner un oscilloscope
• Comment étalonner votre oscilloscope pour une précision verticale