• Document: SEANCE O1 : Utilisation de l oscilloscope numérique
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Cet énoncé est extrait du poly de TP de 1ere année de physique à l'Université Joseph Fourier. Ce TP se termine par la mesure de la caractéristique d'une bobine qui fait une centaine de mH et environ 10 Ohm en dc. Pour vous il faut sans doute adapter les valeurs mais l'idée reste la même. Pensez à vérifier si votre GBF est flottant ou a une borne à la Terre (ce serait mieux qu'il soit flottant). Les deux voies de l'oscillo mesurent un potentiel par rapport à celui de la Terre. SEANCE O1 : Utilisation de l’oscilloscope numérique Le but de cette séance est de vous familiariser avec les nombreux réglages de l’oscilloscope : c’est une étape essentielle pour obtenir et savoir interpréter les phénomènes étudiés. Comme pour les autres TP de physique, pour mobiliser vos connaissances antérieures, il conviendra de préparer le TP en répondant aux questions posées dans le § « travail de préparation ». Vous devrez, en cours de séance, vérifier les prévisions que vous avez faites. 1. PRINCIPE DE L’APPAREIL Le principe physique de l’oscilloscope standard (à déviation d’un faisceau d’électrons) n’est pas nouveau pour vous : vous l’avez déjà étudié en terminale. Mais l'oscilloscope que vous aurez à utiliser au cours des 6 séances qui vont suivre est d'un type plus moderne, puisqu'il s'agit d'un oscilloscope numérique à mémoire. Il vous permettra, en plus des fonctions habituelles de l'oscilloscope, de garder en mémoire des événements très brefs (pour le Tektronix TDS 210, ce temps caractéristique est 1/60MHz = 16 10-9 seconde soit 16 nanoseconde) et de les étudier par la suite. Ses réglages sont expliqués en détail dans le polycopié intitulé « Oscilloscope numérique Tektronix TDS 210 » disponible en permanence en salle de lecture et en salles de TP. Les courbes que vous verrez apparaître à l’écran ne sont pas continues comme dans le cas de l'oscilloscope à balayage : elles sont le résultat d'un échantillonnage de 2500 points de mesure qui vous donnera l'impression de la continuité. 2. TRAVAIL DE PRÉPARATION La signification des termes employés ci-dessous est expliquée dans le polycopié intitulé « Oscilloscope numérique Tektronix TDS 210 » disponible en salle de lecture. 2.1. Réglages préliminaires On suppose que sont effectués :  le branchement de la sortie du GBF (Générateur Basse Fréquence) sur la voie I de l’oscilloscope.  le réglage du GBF sur sa fonction « signal en créneaux » à une fréquence f = 1000 Hz et une tension de 6,0 V crête à crête. 2.2. Vos prévisions  Dessiner avec précision la forme du signal que vous souhaiteriez voir apparaître sur l’écran. On observe sur l’écran, 16 périodes du signal, son amplitude maximale, mais pas son amplitude minimale, et il défile sur l’écran. Préciser quels réglages effectuer et quelle valeur donner à ces paramètres pour obtenir un signal stable et complètement visible à l’écran. 3. RÉGLAGES DE L’APPAREIL Pour éviter la difficulté supplémentaire du problème de masse qui sera abordée dans la 3ème séance, on utilisera au cours de cette séance un GBF « à masse flottante » le GF4.  Brancher la voie I (« CH 1 ») de l’oscilloscope aux bornes du GBF. Choisir une tension sinusoïdale et régler la fréquence à environ 1 kHz et une amplitude moyenne (bouton d’amplitude à mi-parcours).  Appuyer sur la touche « AUTOSET » : l'oscilloscope va prendre des réglages par défaut qui doivent lui permettre d'afficher le signal. Pour vous aider à comprendre ce que vous faites, utilisez le manuel de l'utilisateur (poly Oscilloscope numérique Tektronix TDS 210) disponible dans la salle.  Réglages préliminaires : déroulez le menu « AFFICHAGE » et réglez le contraste à votre convenance. Si les indications à l’écran ne sont pas dans une langue qui vous convient, déroulez le menu « UTILITAIRE » et choisissez la langue que vous souhaitez.  Quelles sont les unités des deux axes ?  A quoi correspondent les deux tensions et la durée indiquées en bas à gauche de l’écran ? Le vérifier en tournant les 3 boutons de réglage correspondants.  Déroulez deux fois le menu « CH 2 ». Que constatez-vous ? Refaites un « AUTOSET ». Conclusion ?  Déroulez le menu « CH 1 ». 3.1. Couplage Avec « AUTOSET », le couplage est continu (CC), c'est-à-dire que l’oscilloscope affiche à l’écran la totalité du signal qui arrive sur la voie I.  Pour en comprendre le rôle, tourner le bouton « Décalage » (appelé parfois « offset ») du GBF - il permet de rajouter une tension continue à la tension sinusoïdale qu’il délivre - et passer de la position « CC » à la position « CA ». Que constatez-vous ? Avec le couplage « CA » (Couplage Alternatif) vous n'observez que la composante

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