Types de sondes pour oscilloscopes

Avant d'effectuer les mesures avec une sonde passive, il est important de la compenser. La compensation de sondeest un processus de calibration qui règle finement le rapport de capacitésà la fois de la sonde et de l'entrée de l'oscilloscope. Des sondes non compensées peuvent engendrer des imprécisions de mesure, impactant les paramètres tels que l'amplitude et la forme d'impulsion. Par conséquent, il est essentiel d'effectuer la compensation de la sonde lors de l'utilisation d'une paire sonde / oscilloscope pour la première fois ou lors de mesures sensibles.

La procédure de compensation est simple :

• Connectez la sonde au signal de compensation intégré et à la masse de l'oscilloscope.
• Ajustez la capacité de compensation jusqu'à ce que le signal atteigne une forme d'onde rectangulaire.

Cela assure que la sonde représente précisément les caractéristiques du signal d'entrée, permettant des mesures précises et fiables.

Vous voulez en savoir plus ? Alors découvrez nos articles dédiés Compréhension des sondes passives pour oscilloscopeset Compréhension de la compensation de sonde.

Sondes actives – sondes FET à terminaison simple

Une sonde active, comme son nom l'indique, intègre des composants actifs ou alimentésdans sa pointe de sonde. Le composant actif est généralement un transistor à effet de champ (FET). Un avantage remarquable des sondes actives est une charge minimale sur une large gamme de fréquence– grâce à la faible capacité d'entrée qui se traduit par une impédance d'entrée élevée. Cela assure des mesures précisessans affecter indûment le circuit observé.

De plus, les sondes actives proposent l'avantage d'un décalage d'entrée élevé. En d'autres termes, une sonde active peut gérer des signaux qui ne sont pas centrés autour du zéro volt. Cette fonction est pratique lorsque vous travaillez avec des signaux qui pourraient avoir une composante DC (courant direct)ou une ligne de base non nulle.

Une sonde active dispose généralement d'un connecteur spécifique, qui permet à un oscilloscope de détecter et calibrer automatiquement la sonde. L'alimentation peut être fournie à l'aide de cette interface spécifique ou de manière externe. On remarquera que la plupart des sondes actives nécessitent un paramétrage de terminaison à 50 ohmssur la voie de l'oscilloscope.

Sondes différentielles pour oscilloscopes

Les sondes différentielles sont conçues pour mesurer la différence de tension entre deux pointsdans un circuit. Elles fournissent deux entrées qui peuvent être connectées à divers points dans le circuits, sans nécessiter de référence de masse à un autre endroit. En utilisant un amplificateur différentiel interne, ces sondes génèrent une tension de sortie qui reflète la différence entre les points de mesure sélectionnés, souvent mis à l'échelle par un facteur d'atténuation défini par l'utilisateur.

Une caractéristique importante des sondes différentielles est leur immunité aux signaux "de mode commun", qui sont des signaux qui sont présents simultanément aux deux points de mesure. Cela les rend parfaites pour la mesure de signaux faibles niveaux dans des environnements bruyants. Elles peuvent également être utilisées pour des mesures à terminaison simple, qui sont effectuées en reliant simplement l'une des pointes à la masse.

Sondes de courant

Toutes les sondes dont nous avons parlé jusqu'à présent – passives, actives et différentielles – produisent une tension sur l'entrée de l'oscilloscope. Cela est dû au fait que les oscilloscopes mesurent des tensions en fonction du temps. Mais que se passe-t-il si vous voulez mesurer un courant? Et bien, vous devez trouver un moyen de créer une tension qui corresponde à un courant d'une manière cohérente et prévisible. En d'autres termes, vous devez “convertir” une tension mesurée en une valeur de courant. Par exemple, 1 V sur l'entrée de l'oscilloscope pourrait être utilisé pour indiquer que le courant mesuré est de 1 A.

Les sondes de courant sont une manière d'obtenir cette conversion. Elles fonctionnent en capturant le champ électromagnétiquegénéré par le courant circulant dans le conducteur et en le convertissant en tension en utilisant un rapport bien connu de tension par ampère. Ces sondes sont positionnées ou "enroulées" autour du conducteur de courant, avec un indicateur sous forme de flèche indiquant la direction du courant.

La plupart des sondes de courant sont des dispositifs actifs, ce qui signifie qu'elles nécessitent une source d'alimentation externepour fonctionner. Alors que toutes les sondes de courant peuvent détecter et mesurer le AC, certaines peuvent également mesurer des courants DC. Les mesures de courants AC s'appuient sur un transformateur de courant, alors que les mesures DC ou très faible fréquence AC utilisent un capteur à Effet Hall.

Les sondes de courant normales ne peuvent généralement pas gérer des courants élevés. C'est là où les sondes de courant élevéfont leur entrée. Ces sondes sont caractérisées par une structure spécifique qui leur permet de mesurer des courants élevés avec une faible résistance. Elles utilisent souvent des capteurs spécifiques pour mesurer le champ magnétique généré par le flux de courant. Cela permet une mesure sans contact, qui est essentielle lorsque l'on travaille avec des courants élevés. De plus, les sondes de courant élevé proposent généralement une précision et une résolution supérieures par rapport aux sondes de courant normales. Cela est nécessaire pour les applications telles que l'électronique de puissanceet les systèmes d'énergie, où de petits changements de courant peuvent avoir des implications significatives.

Les sondes de courant sont souvent utilisées pour des mesures de puissance impliquant à la fois une tension et un courant. Dans certains cas, des problèmes tels que des décalages de temps ou "désalignement"peuvent se produire du fait des variations dans les temps de propagation dans les sondes. Ce désalignement peut potentiellement engendrer des résultats de puissance imprécis.

Des montages d'alignementsont utilisés pour résoudre ce problème. Ils servent en tant qu'outils spécifiques pour identifier et compenser le désalignement. Ces montages génèrent des impulsions de tension et courant alignés en temps, mesurées simultanément par les sondes de tension et courant reliées. Si les formes d'ondes de test présentent un désalignement, la valeur d'alignement appropriée peut être saisie sur l'oscilloscope. Cette correction assure que les formes d'ondes de tension et courant soient réinjectées en phase, diminuant l'impact du désalignement sur les mesures subséquentes et maintenant la précisiondes calculs de puissance.