Un bref récit de l’histoire du développement de l’oscilloscope

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L’oscilloscope est un instrument de mesure électronique très polyvalent. Il peut transformer les signaux électriques invisibles à l’œil nu en images visibles, ce qui facilite l’étude du déroulement des différents phénomènes électriques. Certaines personnes pensent qu’un multimètre suffit pour tout faire ; pourquoi prendre le temps et l’énergie d’apprendre à utiliser un oscilloscope ? En bref, les temps ont changé. La complexité des systèmes électroniques actuels, ainsi que leurs fréquences de fonctionnement, ne sont pas comparables à celles d’un téléviseur noir et blanc ou d’une radio d’autrefois. Apprendre à utiliser un oscilloscope permet certainement de **réduire la charge de travail de réparation et d’améliorer l’efficacité au travail. De plus, les oscilloscopes ne sont pas uniquement utilisés dans le domaine de l’électronique. L’oscilloscope peut mesurer divers phénomènes lors de l’installation de capteurs appropriés. Comme des capteurs de son, de pression mécanique, de pression, de lumière ou de chaleur. Le personnel médical peut également utiliser un oscilloscope pour mesurer les ondes cérébrales. Ainsi, l’oscilloscope est un instrument de mesure électronique aux applications très diverses, et ce n’est pas exagéré. Aujourd’hui, nous allons prendre un aperçu de l’histoire du développement de l’oscilloscope. I. L’histoire des oscilloscopes à trace manuelle remonte aux années 1820, où les traces étaient enregistrées manuellement en utilisant un galvanomètre couplé à un système de dessin mécanique. Cet appareil se compose d’un commutateur à contact unique spécial monté sur l’axe du rotor rotatif. Le point de contact peut se déplacer autour du rotor selon les graduations précises de l’indicateur de degrés, et la sortie apparaît sur le galvanomètre, qui est dessiné manuellement par le technicien. Comme ce processus se forme sur plusieurs milliers de cycles d’onde, il ne peut produire qu’une forme d’onde approximative très grossière. II. Dessin automatique mécanique des formes d’onde : Le premier oscilloscope automatique utilisait un galvanomètre et un stylo pour enregistrer les formes d’onde sur un rouleau de papier en mouvement continu. Comme la fréquence de la forme d’onde est relativement élevée par rapport au temps de réponse lent avec les composants mécaniques, il n’est pas possible de dessiner directement l’image de la forme d’onde ; plutôt, une image de forme d’onde est créée sur une période de temps en combinant de nombreux petits segments de différentes formes d’onde. Il charge automatiquement le condensateur à partir de la 100e onde et en enregistre la valeur ; chaque chargement ultérieur du condensateur commence à un point légèrement plus éloigné le long de l’onde. Les valeurs de mesure de ce type d’onde restent une moyenne de plusieurs centaines de périodes d’onde, mais elles sont plus précises que les graphiques d’ondes tracés manuellement précédemment. III. Oscilloscope analogique : L’oscilloscope analogique est principalement basé sur un tube à rayons cathodiques CRT ; le faisceau d’électrons généré est dirigé vers la substance fluorescente de l’écran par des systèmes de polarisation horizontale et verticale, ce qui permet d’afficher les formes d’onde. Tubé cathodique utilisé dans les oscilloscopes : 1. Électrodes de tension de déviation 2. canon électronique 3. faisceau d’électrons 4. bobine de focalisation 5. écran recouvert d’une couche de phosphore. Dans les années 1940, le développement du radar et de la télévision a nécessité des outils de visualisation des signaux efficaces ; Tektronix a réussi à développer un oscilloscope synchronisé avec une bande passante de 10 MHz, qui a servi de base aux oscilloscopes modernes. Pour améliorer la bande passante des oscilloscopes à fonction de balayage synchronisé, il est nécessaire d’améliorer simultanément le tube d’oscillation, l’amplification verticale et le balayage horizontal. Pour améliorer la bande passante d’un oscilloscope numérique, il suffit d’améliorer les performances du convertisseur A/D en amont ; aucune exigence particulière n’est posée en ce qui concerne le tube à rayons cathodiques et les circuits de balayage. De plus, l’oscilloscope numérique permet d’utiliser pleinement la mémoire, le stockage et le traitement, ainsi que diverses fonctionnalités de déclenchement et de pré-déclenchement. Les années 1980 ont vu dominer les oscilloscopes numériques ; de nombreux fabricants ont cessé de produire des oscilloscopes analogiques, qui ont progressivement quitté la scène historique. IV. Oscilloscope numérique L’oscilloscope numérique est un oscilloscope à haute performance, créé grâce à une série de technologies telles que la collecte de données, la conversion A/D et la programmation logicielle. Les oscilloscopes numériques disposent généralement de menus à plusieurs niveaux, offrant aux utilisateurs de nombreuses options et fonctions d’analyse. Il existe également des oscilloscopes qui offrent une fonction de stockage, permettant de sauvegarder et de traiter les formes d’onde. Pour les oscilloscopes avec une bande passante de quelques centaines de mégahertz, les marques chinoises offrent aujourd’hui des performances compétitives par rapport aux marques étrangères, tout en présentant un avantage significatif en termes de rapport qualité-prix. L’oscilloscope numérique possède la plupart des fonctions de base de l’oscilloscope analogique. Par exemple, la fonction de visualisation de forme d’onde de base, le mode de travail x-Y, les modes de déclenchement de base, etc. Cela inclut également, par exemple, le retard de déclenchement, le mode de couplage du signal d’entrée, la régulation du rémanence, et la calibration de la sortie de la source de signal. Les oscilloscopes numériques offrent de nombreuses fonctionnalités utiles supplémentaires par rapport aux oscilloscopes analogiques. Les plus courantes sont l’échelle automatique, la mesure automatique de divers paramètres, le stockage des formes d’onde et des états de configuration, les bus d’interface, la représentation graphique de la courbe d’ajustement moyenne (méthode d’interpolation), le filtrage haute et basse fréquence, les modes de déclenchement et la sélection des conditions de déclenchement, ainsi que les mesures à l’aide d’une croix. V. Oscilloscope tactile À l’ère actuelle, l’humanité est en pleine révolution numérique, avec l’évolution continue de technologies émergentes telles que le 5G, l’Internet des objets, les grands données, le cloud computing et l’intelligence artificielle. L’oscilloscope connaît lui aussi une révolution. Le mode de manipulation tactile des smartphones s’est avéré plus efficace que les boutons traditionnels. Les fabricants d’oscilloscopes envisagent également d’appliquer la technologie tactile à leurs appareils, afin de remplacer le mode de commande traditionnel basé sur des boutons et des molettes. Le déclin des équipements technologiques existants et la lente amélioration des technologies actuelles posent de gros problèmes aux ingénieurs. L’oscilloscope tactile offre aux ingénieurs une toute nouvelle expérience d’utilisation, **améliorant ainsi l’efficacité de leur travail. Cette nouvelle méthode d’interaction permet aux ingénieurs de comprendre plus rapidement les problèmes liés à la conception globale du produit. Ils peuvent également utiliser les résultats des tests pour analyser, identifier et résoudre ces problèmes, sans avoir à se soucier de la manière d’utiliser l’oscilloscope.