Un oscilloscope se compose d’un écran, d’une option de réglage de la base de temps, des contrôleurs pour la tension du signal et des canaux d’entrée pour le raccordement d’une sonde. Ces éléments sont expliqués en détail dans l’article Unités fonctionnelles. Il existe aujourd’hui deux types d’oscilloscopes : analogiques et numériques.

Structure et fonction d’un oscilloscope analogique

L’oscilloscope analogique est essentiellement basé sur ce que l’on appelle le faisceau d’électrons ou le tube cathodique. Le tube cathodique est comparable au tube image des anciens téléviseurs. Le tube cathodique est représenté sur l’image du haut. À l’extrême gauche, un fil chauffant est allumé par un courant. Le fil chauffant ou une électrode derrière lui est chargé négativement : c’est ce qu’on appelle la cathode. Lorsque le fil est chauffé, des électrons sont libérés de la cathode (-) et sont attirés vers l’anode (+). Elle est basée sur le principe physique de l’attraction et de la répulsion électrostatique. Deux charges négatives se repoussent, une charge positive et une charge négative s’attirent. Les électrons sont ainsi accélérés de la cathode vers la droite en direction de l’anode. Il y a un vide dans le tube, les électrons ne peuvent pas entrer en collision avec les particules d’air. Autour du fil incandescent se trouve le cylindre dit de Wehnel. Ce cylindre est légèrement chargé négativement et possède une ouverture sur la droite.

appareil electronique

La tension négative pousse les électrons vers l’ouverture. Il est important que la tension ne soit pas trop négative, ce qui arrêterait le flux d’électrons. Une optique de focalisation supplémentaire suit devant l’anode pour focaliser le faisceau. Pour cela, différents potentiels électriques sont appliqués dans l’optique électronique.

L’anode elle-même a également une ouverture. Les électrons individuels sont accélérés si fortement qu’ils passent devant leur cible (l’anode) par l’ouverture. Sans plus d’influence, les électrons frapperaient maintenant le centre de l’écran et y produiraient une tache lumineuse. Un condensateur à plaques, avec une plaque en haut et une plaque en bas, permet maintenant de dévier le faisceau d’électrons vers le haut et vers le bas. Le signal à mesurer (après amplification analogique) est appliqué à ces plaques. Si la plaque supérieure est positive par le signal de mesure, les électrons sont tirés vers le haut. Si elle est négative, les électrons sont poussés vers le bas. Ainsi, le faisceau d’électrons suit le signal de mesure dans la direction Y. Deux autres plaques dans la direction X dirigent ensuite le faisceau vers la gauche et la droite. Pour ce faire, l’oscilloscope applique une dent de scie sur les plaques de condensateur à gauche et à droite. Le faisceau suit la dent de scie, se déplace de gauche à droite et suit la forme du signal à mesurer. La fréquence de la dent de scie détermine donc l’échantillonnage du signal analogique. La fréquence est fixée par le réglage de la base de temps. A l’extrémité du tube se trouve l’écran fluorescent. Le faisceau d’électrons frappe l’écran et fait briller la couche phosphorescente. Le phosphore dans l’écran fait que le faisceau d’électrons persiste pendant un certain temps et vous pouvez suivre la forme du signal sur l’oscilloscope.

Le contrôle du tube à rayons cathodiques nécessite une variété de facteurs d’amplification et d’autres paramètres. De plus, la forme d’onde d’un oscilloscope analogique ne peut pas être stockée numériquement, elle peut seulement être “photographiée”. Comme les téléviseurs à tube, les oscilloscopes analogiques ont été remplacés par des oscilloscopes numériques plus modernes avec écran LCD. Néanmoins, un oscilloscope analogique est toujours très adapté aux tâches de mesure simple et peut être acheté à bas prix sur le marché de l’occasion.