L

1

• Lobjectif de ce diaporama est
• de présenter les sondes les plus couramment
  utilisées pour prélever une tension et la
  transmettre à un oscilloscope
• de montrer leur impact (par leur impédance) sur
  le circuit étudié (représenté par son générateur
  de Thévenin équivalent)
• dévoquer les problèmes liés à leur emploi en
  hautes fréquences

Jacques BAUDET Ingénieur CNRS honoraire Universit
é des Sciences et Technologies de Lille
Les SONDES de TENSION
2

• TABLE des MATIERES
• SCHEMA EQUIVALENT de la SOURCE à MESURER
• PARAMETRES dENTREE de lOSCILLOSCOPE
• le CABLE ou la SONDE DIRECTE
• la SONDE COMPENSEE PASSIVE
• les SONDES au-delà de quelques DIZAINES de MHz
• la SONDE COMPENSEE ACTIVE
• la SONDE BASSE IMPEDANCE
• la LIAISON DIRECTE BASSE IMPEDANCE (50 O)
• PROBLEMES POSES par la LIAISON de MASSE entre la
  SONDE et le CIRCUIT TESTE
• RELATION entre TEMPS de MONTEE
  et BANDE PASSANTE dun
  OSCILLOSCOPE
• QUELQUES PIEGES

DIAPO. 4 5 6 à 11 12 à 22 23 à 26 27 à
29 30-31 32 33 à 38 39-40 41 à 46
3
COMMENT MESURER une TENSION SANS (TROP)
la DEGRADER ?
COMMENT VISUALISER le SIGNAL EXISTANT
REELEMENT À TEL ou TEL ENDROIT dun CIRCUIT ?
4
SCHEMA ELECTRIQUE de THEVENIN du POINT à
MESURER ( P )
CAS dun CIRCUIT PASSIF PUREMENT RESISTIF
MAIS AUSSI AFFECTE dune RESISTANCE INTERNE
RG
Issu dun GENERATEUR de F.E.M. EG
COMMENT CONNAÎTRE la VRAIE VALEUR de EG ?
5
L OSCILLOSCOPE PRESENTE une RESISTANCE Re 1
MO
MAIS AUSSI ET SURTOUT
une CAPACITE PARASITE Ce (quelques dizaines de
pF)
6
LIAISON au POINT de MESURES P
IL VIENT ENCORE SAJOUTER
une CAPACITE PARASITE due à la LIAISON
P

• ORDRE de GRANDEUR de CeCl
• Câble blindé de 1,6 m 160 pF - Sonde
  directe 80 pF

7
en FONCTION de la FREQUENCE, lIMPEDANCE
PRESENTEE par ce DIPOLE est dabord
RESISTIVE
puis au-delà de QUELQUES kHz la REACTANCE,
X, de CeCl FAIT DIMINUER CONTINUMENT cette
IMPEDANCE
en CONSEQUENCE, ON CONSTATE que la REACTANCE des
CAPACITES PRESENTEES par lOSCILLOSCOPE et la
LIAISON PROVOQUE une DIMINUTION CONTINUE de
lIMPEDANCE VUE par le POINT P . (même
avec des sources de faible résistance interne, RG
, on ne dépasse pas une dizaine de MHz avec ce
mode de captation)
AVERTISSEMENT Les tracés de Re et X ne sont plus
strictement valables quand la fréquence dépasse
quelques MHz à cause de la présence déléments
parasites (selfs dues aux liaisons, capacités
entre broches des composants). Cette
représentation nen a pas tenu compte pour ne
garder que la relativité des évolutions de Re et
X dans la gamme utile de fréquences de ce mode de
captation
8
QUELLE VALEUR lOSCILLOSCOPE
DONNE-T-IL de la SOURCE à
MESURER en FONCTION de SES
PARAMETRES et de CEUX de la LIAISON ?
9
CE QUE MESURE l
OSCILLOSCOPE
Pour SIMPLIFIER la PRESENTATION des CALCULS et
POUVOIR les GENERALISER aux DIFFERENTS
TYPES de LIAISONS qui SUIVENT, on POSE -
C CAPACITE DUE à lINSTRUMENTATION et VUE au
POINT P - R RESISTANCE DUE à
lINSTRUMENTATION et VUE au POINT P 9
Dans ce cas-ci CCeCl et RRe
Pour cette SOLUTION (câble ou sonde directe), on
CONSTATE que Ve Vp
10
TRACE ASYMPTOTIQUE de la FONCTION de TRANSFERT
Vp/EG

• en CONCLUSION
  Pour faire de
  bonnes mesures il faut que RG ltltR
• dès que RGlt R/10, R/(RRG) gt0,9 le
  coefficient datténuation statique tend vers 1
• quand RGltlt R/10, le terme R.RGC/(RRG ) tend
  vers RGC ?
  selon cette condition, Fc croît
  proportionnellement à la diminution de RG
• Pour FgtFc, Vp/EG diminue de 20dB quand F
  augmente dun facteur 10

DIPOLE PARALLELE EQUIVALENT à
lOSCILLOSCOPE et au CABLE de LIAISON R1 MO,
C160 pF COURBE 1 avec RG100 kO ?
k 0,9 ( -0,9 dB) Fc 10 kHz
COURBE 2 avec RG10 kO ? k
0,99 ( 0dB) Fc 100 kHz
11
CONCLUSION POUR une RG DONNEE, POUR
POUVOIR OBSERVER en PLUS HAUTE
FREQUENCE, IL FAUT DIMINUER
la VALEUR de la CAPACITE VUE par
le POINT P et DUE à
lOSCILLOSCOPE et à sa LIAISON
Les CALCULS et les GRAPHES des DEUX DIAPOSITIVES
PRECEDENTES NE SERONT PAS REPRIS par la
SUITE. Les VALEURS de R et C des
DIFFERENTES SONDES SERONT INDIQUEES POUR CHAQUE
MODELE (diapositives 18, 28 et 30) ces
VALEURS PERMETTENT de CALCULER le RAPPORT Vp /
Eg ENFIN, il EST IMPORTANT de NOTER que,

dans les 3 MODELES de SONDE QUI
SUIVENT (diapositives 12, 27 et 30), le
RAPPORT Ve / Vp NEST PLUS de 1 (il est le
plus souvent de 1/10).
12
AUX FREQUENCES ELEVEES, QUAND la REACTANCE de C
est TRES INFERIEURE à Re , ON PEUT ECRIRE
Ve/VpCSO/(CSO C) (ltlt1)
13
DEMONSTRATIONle COEFFICIENT de TRANSMISSION Ve/Vp
SI les DEMONSTRATIONS CONCERNANT la
SONDE COMPENSEE
NE VOUS INTERESSENT PAS,
VOUS POUVEZ PASSER à la
DIAPOSITIVE 15

14
DEMONSTRATION IMPEDANCE, Ze, du DIPOLE,
VU du POINT P , EQUIVALENT à CET ENSEMBLE
15
SYNTHESE des CALCULS duCOEFFICIENT de
TRANSMISSION de la SONDE en FONCTION de CSO
16
SYNTHESE des CALCULS sur IMPEDANCE PRESENTEE au
POINT P par lINSTRUMENTATION
CT Capacité répartie sur le trajet entre le
circuit de compensation et lembout ( TIP en
anglais) de la sonde (donc de faible valeur).
Elle est due au couplage avec le circuit de
masse
EXEMPLE (les valeurs de C et CT sont
approximatives car variables selon les sondes et
les oscilloscopes) si kSO1/10, C80 pF
et CT7 pF Re 10. Re 10 MO Ce C/10
8 pF CeCT 15 pF 16
AVEC Re Re/ kSO Ce kSO.C
(5)
(issu des calculs de la diapo. 14)
17
en FONCTION de la FREQUENCE, lIMPEDANCE
PRESENTEE par le DIPOLE EQUIVALENT à la SONDE
COMPENSEE est DABORD RESISTIVE
AVERTISSEMENT Les tracés des R et X ne sont plus
strictement valables quand la fréquence dépasse
quelques MHz à cause de la présence déléments
parasites (selfs dues aux liaisons, capacités
entre broches des composant, etc.). Cette
représentation nen a pas tenu compte pour ne
garder que la relativité des évolutions des R et
X dans la gamme utile de fréquences de ce mode de
captation
puis au-delà de QUELQUES kHz la REACTANCE,
X de ce DIPOLE FAIT DIMINUER cette IMPEDANCE
RAPPEL des PARAMETRES VUS par P DANS le CAS de
la LIAISON par CABLE ou par
SONDE DIRECTE
X ou R (O) 10M 1M 100k 10k 1k
100 10 1
100 1k 10k 100k
1M 10M 100M 1G F(Hz)
18
POURQUOI ce CHOIX
du COEFFICIENT de TRANSMISSION
? Lobjectif initial de la sonde compensée était
de diminuer la capacité vue du point P pour
augmenter la bande passante danalyse dune
source de tension, représentée par un générateur
de Thévenin de résistance interne RG. Cet
objectif a impliqué lutilisation dun circuit
additionnel (diapo. 12). Mais ce circuit peut
provoquer, comme on la vu diapo. 13, une
anomalie de transmission en fonction de la
fréquence lorsquil nest pas correctement ajusté
à la capacité de la liaison vers loscilloscope
et à la capacité dentrée de ce dernier (ceci
sera illustré diapo 19). Cette anomalie peut
toutefois être compensée en agissant sur CSO
selon la procédure qui est indiquée diapo.
20. Le choix de 1/10 pour coefficient de
transmission, nest pas anodin car il facilite
grandement la correction (quand elle nest pas
automatique) de la sensibilité sélectionnée
sur loscilloscope par exemple une
sensibilité de 1 mV/division nécessite 10 mV au
niveau du point P pour
obtenir une déviation de 1 division sur lécran
de loscilloscope. On peut être tenté, pour
augmenter encore la bande passante danalyse, de
diminuer Ce en diminuant kSO (par exemple
1/100) cest-à-dire en diminuant CSO, mais ce
serait au détriment de la sensibilité puisque
alors il faudrait 100 mV au point P pour que
loscilloscope voie 1 mV. De plus il faudrait
aussi réduire CT, qui est du même ordre de
grandeur que Ce (quand kSO1/10) ce qui
impliquerait dimportantes contraintes sur la
connexion de masse. Enfin, si lon veut
travailler en hautes fréquences, on est confronté
à des phénomènes de propagation dondes qui
viennent altérer les mesures au-delà dune
cinquantaine de MHz (diapo. 23 et 24).
18
le COEFFICIENT dATTENUATION Vp/EG PRESENTE en
DIAPO.9 et TRACE en DIAPO.10 pour une LIAISON
DIRECTE se CALCULE AISEMENT en POSANT dans la
DIAPO.9 RRe 10 MO et CCeCT
15 pF ON CONSTATE QUE
POUR une RG DONNEE
la BANDE PASSANTE EST ENVIRON 10 FOIS
SUPERIEURE à CELLE OBTENUE avec la LIAISON
DIRECTE.
LES SOLUTIONS 3, 4 et 5,
PRESENTEES DIAPO. 27, 30 et 32
PERMETTRONT de PALIER LARGEMENT
A CES DIFFICULTES
IL NE FAUT PAS OUBLIER QUE

DANS CETTE SECONDE SOLUTION, le COEFFICIENT de
TRANSMISSION de la SONDE est Ve/Vp kSO
1/10 (en général)
19
ALTERATION
du COEFFICIENT de TRANSMISSION
de la SONDE ,
en FONCTION de la
FREQUENCE, DUE à une
COMPENSATION INADAPTEE
QUATRE DIAPOSITIVES sur les EFFETS dune
MAUVAISE COMPENSATION de la SONDE et sur
la MANIERE dEFFECTUER une
BONNE COMPENSATION Les simulations qui suivent
ont été vérifiées expérimentalement en ce qui
concerne les ordres de grandeur de - la gamme
de fréquences de transition des graphes des
diapositives 19 et 20 - les constantes de temps
de la diapositive 21
SI lON COMPARE la PARTIE IMAGINAIRE du
NUMERATEUR à CELLE du DENOMINATEUR..
3ème CAS avec les valeurs ci-dessus, CSO doit
être égal à 8,9 pF (d1) , pour obtenir
légalité de la partie imaginaire du numérateur
et de celle du dénominateur. Le coefficient de
transmission est alors indépendant de la
fréquence (ou dit apériodique )
et ce
jusque quelques dizaines de MHz (au delà voir
diapo. 23 à 26).
1er CAS avec les valeurs ci-dessus, si CSO
est égal à 7 pF (soit d0,79), la partie
imaginaire du numérateur est inférieure de 20 à
celle du dénominateur le coefficient de
transmission en fréquences élevées est inférieur
au coefficient de transmission statique.
2ème CAS avec les valeurs ci-dessus, si CSO
est égal à 10,9 pF (d1,22), la partie
imaginaire du numérateur est supérieure de 20 à
celle du dénominateur le coefficient de
transmission en fréquences élevées est supérieur
au coefficient de transmission statique.
20
(No Transcript)
21
COMMENT AJUSTER la
COMPENSATION de la SONDE ?
22
QUAPPARAIT-IL sur lECRAN ?
CONCLUSION Le REGLAGE des SONDES
COMPENSEES EST INDISPENSABLE
- MEME SI lON TRAVAILLE en BASSES
FREQUENCES
- SURTOUT QUAND ON CHANGE dOSCILLOSCOPE en effet
la diapo. 20 a mis en évidence que le décalage
entre les coefficients de transmission statique
et en fréquences élevées se produit
majoritairement entre 1 et 10 kHz et peut
atteindre des valeurs de lordre de 1 dB voire
plus.
23
On peut considérer que la vitesse de propagation
 cca  des signaux dans un câble blindé usuel
est proche de la vitesse de la lumière soit
dans ce cas 200.000 km/s.
Sil sagit de signaux sinusoïdaux de
fréquence F, leur propagation peut être
caractérisée par une longueur donde ? déterminée
par le rapport ? cca/ F.
MEME AVEC une SONDE COMPENSEE de REACTANCE TRES
SUPERIEURE à L IMPEDANCE de la SOURCE,
MES MESURES NE SONT PAS COHERENTES !
AINSI, PLUS ON ACCROIT la FREQUENCE, PLUS
lINCERTITUDE DUE à
CETTE DIFFERENCE dAMPLITUDE AUGMENTE.
Or, il apparaît quà partir du moment où la
fréquence est suffisamment grande pour que ?/4
devienne inférieure à la longueur l  du câble
(donc quand l gt ?/4), cest-à-dire quand la
fréquence du signal transmis est supérieure à cca
/ 4.l, le déphasage du signal introduit par la
propagation engendre dans le câble des ondes
stationnaires . Ces ondes stationnaires ont pour
effet de modifier lamplitude du signal
résultant, apparaissant aux deux extrémités du
câble.
MAIS le PROBLEME EST PEUT-ETRE AILLEURS !
Par exemple, pour un câble de 1,25 m,
ces phénomènes se produisent
pour une
fréquence supérieure à 40 MHz. (cette valeur est
en général de lordre de la valeur limite
dutilisation des sondes passives donnée par les
constructeurs).
24
SOLUTION
CETTE RESISTANCE SAPPELLE IMPEDANCE
CARACTERISTIQUE ELLE VAUT Zc (L/C)1/2 L
et C expriment
les paramètres linéiques du câble.
Si lon pouvait charger
lextrémité du câble par une résistance éliminant
les ondes stationnaires, les amplitudes
absolues des signaux
prélevés aux deux extrémités du câble seraient
strictement identiques, (alors que leurs phases
demeureraient forcément différentes).
OR, IL EXISTE pour un CABLE DONNE, une
RESISTANCE REPONDANT à ce CRITERE, et ce, POUR
TOUTES les FREQUENCES
L est généralement exprimé en nH/m et C en
pF/m
25
EN CONSEQUENCE
le PROBLEME est que ZC RESULTANTE EST de FAIBLE
VALEUR (le plus
souvent 50 O)

• les PHENOMENES PROPAGATOIRES DISPARAISSENT
• le POINT de MESURES P VOIT une IMPEDANCE
  PUREMENT REELLE

• la RESISTANCE dENTREE de
  lOSCILLOSCOPE DOIT DONC VALOIR 50 O
• valeur très inférieure à celle des oscilloscopes
  utilisés précédemment
• la plupart des oscilloscopes travaillant jusque
  quelques centaines de MHz possèdent les 2 types
  dentrée soit 1 MO soit 50 O.

CETTE IMPEDANCE EST REDUITE à 50 O !
26
OSCILLOSCOPE à RESISTANCE dENTREE EGALE à 50 O
et sa LIAISON à la SONDE
RESISTANCE dENTREE de lOSCILLOSCOPE RecZc
LIAISON par CABLE COAXIAL dIMPEDANCE
CARACTERISTIQUE Zc (50O)
Si Rec Zc , ALORS V Ve et Rec
Rec QUELLE QUE SOIT F
P ?
Il RESTE ALORS à INTRODUIRE un CIRCUIT de
TRANSFORMATION de RESISTANCE pour que
le POINT P VOIE une RESISTANCE gtgtRec
27
la PARTIE ACTIVE se TROUVE PRES de lEMBOUT,
dans le CORPS de la SONDE.
ELLE est ALIMENTEE par l
OSCILLOSCOPE ou par un
BOITIER SPECIFIQUE
(ce qui permet dassurer la connexion à
dautres appareils de mesures, comme les
analyseurs de spectre, ne
fournissant pas cette source dalimentation).
LIAISON au POINT de
MESURES P
28
SORTIE BIPOLAIRE Zsltlt Rs
P
AMPLI. de COURANT
DIVISEUR COMPENSE PLACE dans l EMBOUT
(pour ATTENUER lEFFET de la CAPACITE dENTREE du
T.E.C. et de sa LIAISON)
Rs Rec Zc
ENTREE à T.E.C. ( RegtgtGO )
Ve/Vp 1/10 ou 1/5 FM 1 GHz
mais (voir diapo. 33 à 38)

• PARAMETRES VUS par P pour le CALCUL du
  COEFFICIENT dATTENUATION Vp/EG (diapo. 9 et
  10)
• RESISTANCE R 1 MO - CAPACITE C 1,5 pF (ces
  valeurs sont données à titre indicatif et peuvent
  varier dune sonde à lautre)

T.E.C. abréviation de Transistor à Effet de
Champ En anglo-saxon, FET
Field Effect Transistor 28
29
RAPPEL des PARAMETRES VUS par P DANS les CAS de
LIAISONS par CABLE ou par
SONDE PASSIVE DIRECTE ou
COMPENSEE
en FONCTION de la FREQUENCE, lIMPEDANCE
PRESENTEE par le DIPOLE EQUIVALENT à la SONDE
ACTIVE est DABORD RESISTIVE

• CONCLUSION
• ce TYPE de SONDE est
  1) FRAGILE
  
  - sur le PLAN MECANIQUE
  - sur le PLAN ELECTRIQUE
  (surtensions, ESD)
• 2) TRES COUTEUX
• 3) de FAIBLE DYNAMIQUE de TENSION (quelques
  dizaines de volts crête à crête)
• 4) DELICAT à COMPENSER (fait par le
  constructeur)
• MAIS IL PEUT ATTEINDRE le GHz (selon les
  modèles de sondes et les oscilloscopes !)
  
  
• ESD abréviation de lexpression anglo-saxonne
  electrostatic discharge .
  29

au-delà dune CENTAINE de kHz la REACTANCE,
X de ce DIPOLE FAIT DIMINUER cette IMPEDANCE
AVERTISSEMENT Cette représentation na pas tenu
compte des fluctuations de R et X aux fréquences
très élevées pour ne garder que la relativité de
leur évolution dans la gamme utile de fréquences
de ce type de sonde
30
RESISTANCE PLACEE dans lEMBOUT
CAPACITE PARASITE de lEMBOUT CT 0,5 pF
P
Ve/Vp 1/10 (en général)

• PARAMETRES VUS par P pour le CALCUL du
  COEFFICIENT dATTENUATION Vp/EG (diapo. 9 et
  10)
• RESISTANCE R 500 O - CAPACITE C 0,5 pF (ces
  valeurs sont données à titre indicatif et peuvent
  varier dune sonde à lautre)

31
CONCLUSION DEUX DOMAINES dAPPLICATIONS -
MESURES en PARALLELE sur des SYSTEMES dIMPEDANCE
ADAPTEE (50 O) car la présence de la sonde ne
perturbe que faiblement la bonne
adaptation dimpédance . - MESURES en SORTIE
de CIRCUITS LOGIQUES de TECHNOLOGIE ECL
(en particulier la famille ECLinPS,
dutilisation pratique car monotension et qui
peut accepter une fréquence dhorloge supérieure
au GHz ECL Emitter Coupled Logic . Cette
technologie ne fonctionne pas en régime
bloqué-saturé , comme la TTL, mais selon un
principe analogique détage différentiel
(doù son nom), qui diminue énormément les temps
de commutation. 31

• ce TYPE de SONDE
• IMPOSE un EMBOUT et une LIAISON de MASSE TRES
  SOIGNES et SPECIFIQUES à CHAQUE SONDE
• NE NECESSITE PAS dALIMENTATION
• EST RELATIVEMENT BON MARCHE
• EST TRES PERFORMANT POUR les MESURES sur des
  APPLICATIONS dIMPEDANCE de SOURCE, RG,
  EGALE à 50 O -
  la diapo. 10, qui exprime Fc quand RGltltR, permet
  dobtenir approximativement Fc. Avec RG50
  O et C0,5 pF Fc 6,4 GHz - la diapo. 40
  permettra de déduire de Fc un temps de montée (ou
  de descente) de lordre de 55 ps !
• il faut disposer dun oscilloscope de largeur
  de bande très supérieure au GHz pour bénéficier
  des performances de ce type de sonde

32

• CONCLUSION
• Si le COMPOSANT ETUDIE SORT sous 50 O et que
  lon PEUT CONNECTER, à la PLACE du COMPOSANT qui
  lui EST DESTINE, un CABLE COAXIAL (dautant
  meilleure qualité que lon veut explorer des
  fréquences élevées), CABLE RELIE à un
  OSCILLOSCOPE de 50 O de RESISTANCE dENTREE,
  CETTE SOLUTION EST la SOLUTION
• la PLUS ECONOMIQUE
• la PLUS EFFICACE car SANS ATTENUATION ENTRE Vp
  et Ve
• la PLUS PERFORMANTE en LARGEUR de BANDE
  32

Pour cette SOLUTION ON CONSTATE que Ve Vp
33
(No Transcript)
34
1) CETTE LIAISON se COMPORTE COMME une INDUCTANCE
!
- Pour une SONDE PASSIVE COMPENSEE FF 100
MHz - Pour une SONDE ACTIVE FF 400 MHz
- Le PIRE est lABSENCE de LIAISON DIRECTE de
MASSE car CELLE-CI SE FAIT ALORS par
lINTERMEDIAIRE du SECTEUR - CETTE LIAISON,
ALORS LONGUE et PERTURBEE,
EST
SOURCE de BRUITS se SUPERPOSANT au SIGNAL
SI VOTRE OSCILLOSCOPE a une BANDE PASSANTE
SAPPROCHANT de FF UTILISEZ une LIAISON de MASSE
la PLUS COURTE POSSIBLE ou de préférence une
LIAISON CONNECTORISEE 34
ASSOCIEE à C, cette INDUCTANCE FORME un CIRCUIT
RESONNANT SERIE de FREQUENCE FF . ELLE
MODIFIE le SIGNAL VU par lOSCILLOSCOPE
en INTRODUISANT - des OSCILLATIONS AMORTIES
en PRESENCE de SIGNAUX à FORTE PENTE
- des SURTENSIONS en PRESENCE
de SIGNAUX de FREQUENCE VOISINE de FF
34
MAIS QUAND IL Y A UNE LIAISON FILAIRE (appelée
souvent la queue de masse ? 34
35
(No Transcript)
36
EN CAS dENVIRONNEMENT DELIVRANT des SIGNAUX
- H.F.

- à PENTE ELEVEE
2) CETTE LIAISON se COMPORTE COMME une ANTENNE !
SI VOTRE OSCILLOSCOPE a une BANDE PASSANTE
ELEVEE UTILISEZ une LIAISON de MASSE la PLUS
COURTE POSSIBLE ou de préférence une LIAISON
CONNECTORISEE (il faut alors prévoir
lembase lors de la conception de la carte)
37
SYNTHESE EXPERIMENTALE de DIFFERENTES
CONFIGURATIONS de SONDES
(extrait du D.E.A. de Lakdar
BENBAHLOULI soutenu en 1995 à lU.S.T.L.)
38
de TOUTES MANIERES, COMME les PLAISANTERIES ,
les LIAISONS les PLUS COURTES . . .
39
(No Transcript)
40
1) TEMPS de MONTEE DUREE dETABLISSEMENT,
SUITE à une EXCITATION par ECHELON,
DEFINIE entre10 et 90 de la VALEUR FINALE
RELATIONS de DEPART
2) BANDE PASSANTE DEFINIE à - 3 dB
tr indice r pour rise time ou temps
de montée en anglo-saxon.
A.N. si FB.P. 100 MHz ? tr 3,5 ns
CAS dun SYSTEME du PREMIER ORDRE
41
(No Transcript)
42
ASSUREZ-VOUS que
les TEMPS de PROPAGATION des SIGNAUX dont
VOUS VOULEZ MESURER le DEPHASAGE SONT IDENTIQUES
dans les DEUX SONDES et dans les DEUX VOIES de
lOSCILLOSCOPE
1) La MESURE du DEPHASAGE ENTRE DEUX SIGNAUX
PRESENTS en P1 et P2 NECESSITE CERTAINES
PRECAUTIONS en H.F.
EXEMPLE pour des SIGNAUX SINUSOIDAUX de 200
MHz, toutes
choses étant égales par ailleurs,
une DIFFERENCE de LONGUEUR des
CABLES de 25 cm INTRODUIT un DEPHASAGE
de lORDRE de p/2
Pour VERIFIER cette EGALITE, il SUFFIT de MESURER
le MEME SIGNAL SIMULTANEMENT avec les DEUX SONDES.
ASSUREZ-VOUS ENFIN que
ces DEUX SONDES ONT le MEME IMPACT sur la PHASE
des POINTS de MESURES (P1 et P2) (lIMPEDANCE
EQUIVALENTE des SOURCES PEUT JOUER un ROLE
PREPONDERANT sur les phases)
43
2) En ANALOGIQUE, lUTILISATION dune SONDE
DIRECTE PEUT 2-1) MODIFIER le COMPORTEMENT du
CIRCUIT sous TEST 2-2) MASQUER une OSCILLATION en
HAUTES FREQUENCES du CIRCUIT sous TEST
Note Ce sujet nest quévoqué dans les
deux dernières diapositives car il fait appel à
des notions délectronique analogique et
dautomatique, inutiles pour la compréhension de
ce qui précède il est bon de savoir que le
problème peut apparaître....
44
NOUBLIEZ PAS quun AMPLIFICATEUR
OPERATIONNEL avec CONTRE-REACTION TOTALE PEUT
AVOIR une FAIBLE MARGE de PHASE (surtout dans le
cas damplificateurs large bande) . Un
DEPHASAGE SUPPLEMENTAIRE APPORTE par lACTION de
la CAPACITE de la SONDE sur la RESISTANCE INTERNE
de SORTIE de cet AMPLIFICATEUR PEUT le METTRE en
OSCILLATION ALORS que SANS la SONDE, IL EST
STABLE.
2-1) lUTILISATION dune SONDE DIRECTE PEUT
MODIFIER
le COMPORTEMENT du CIRCUIT sous TEST (dans
le cas considéré, un amplificateur opérationnel)

• 2 CAS PEUVENT SE PRESENTER
• lOSCILLATION EST SUFFISAMMENT BASSE FREQUENCE
  pour que lENSEMBLE SONDE-OSCILLOSCOPE PUISSE la
  FAIRE APPARAÎTRE
• lOSCILLATION EST TROP HAUTE FREQUENCE pour
  ETRE VISUALISEE COMME le SIGNAL ENGENDRE EST
  RAREMENT SYMETRIQUE, il en RESULTE une TENSION
  CONTINUE qui VIENT SAJOUTER ou se SOUSTRAIRE à
  la TENSION de DECALAGE INITIALE de
  lAMPLIFICATEUR

DANS les 2 CAS si lUTILISATION dune SONDE
COMPENSEE MODIFIE lALLURE du SIGNAL (il faut
évidemment tenir compte de son coefficient
datténuation) VOUS POUVEZ EN CONCLURE que la
SONDE DIRECTE PERTURBE le COMPORTEMENT du CIRCUIT
SOUS TEST.
45
NOUBLIEZ PAS quun REGULATEUR de TENSION
ANALOGIQUE se COMPORTE COMME un AMPLIFICATEUR
OPERATIONNEL AVEC CONTRE-REACTION SI VOUS NE
RESPECTEZ PAS les LOCALISATIONS et les
VALEURS des CONDENSATEURS PRECONISEES par
le CONSTRUCTEUR, il PEUT se METTRE en
OSCILLATION
2-2) lUTILISATION dune SONDE DIRECTE PEUT
MASQUER une OSCILLATION en HAUTES FREQUENCES du
CIRCUIT sous TEST (dans le cas considéré, un
régulateur de tension)

• 2 CAS PEUVENT SE PRESENTER
• lOSCILLATION EST SUFFISAMMENT BASSE FREQUENCE
  pour que lENSEMBLE SONDE-OSCILLOSCOPE PUISSE la
  FAIRE APPARAÎTRE
• lOSCILLATION EST TROP HAUTE FREQUENCE pour
  ETRE VISUALISEE COMME le SIGNAL ENGENDRE EST
  RAREMENT SYMETRIQUE, il en RESULTE une TENSION
  CONTINUE de FAIBLE VALEUR qui NE MODIFIE QUE PEU
  la TENSION NOMINALE DELIVREE par le REGULATEUR et
  PASSE INAPERCUE

DANS le 1er CAS le PROBLEME est VITE MIS en
EVIDENCE PAR CONTRE SI VOUS NE VOYEZ PAS
DOSCILLATION AVEC une SONDE DIRECTE, IL VAUT
MIEUX en AVOIR CONFIRMATION avec une SONDE
COMPENSEE
46
CE DIAPORAMA
SERT de BASE INDISPENSABLE MAIS, en
METROLOGIE, RIEN NE VAUT
lEXPERIENCE PROFESSIONNELLE Par exemple que
devient un signal carré , dont les temps de
montée et de descente sont très inférieurs à
ceux de lensemble sonde-oscilloscope , quand
on fait croître la fréquence de ce signal et
quelle se rapproche de la fréquence maximum de
lensemble sonde-oscilloscope ?
THE END