ABC des oscilloscopes portables : Partie 5, Capture d'événements intermittents et aléatoires avec un oscilloscope portable

07-10-2013 | Oscilloscopes

La dernière partie de cette série en cinq parties sur l'utilisation des oscilloscopes portables traite de la manière de « capturer » les formes d'onde qui se produisent une seule fois de façon imprévisible.

Vous pouvez voir la partie 4 de cette série, Capture et analyse de formes d'onde avec un oscilloscope portable. Vous pouvez également voir le webinaire complet avec audio et animations au Centre de formation Fluke.

Maintenant que nous avons vu les bases de la capture et de l'analyse des formes d'onde,nous pouvons nous demander : « Comment capturer les événements aléatoires, ceux qui ne se produiront qu'une seule fois ? »

Un bon premier pas serait tout simplement d'apprendre à bien connaître votre oscilloscope de stockage numérique. Les oscilloscopes modernes incluent de nombreuses fonctions et caractéristiques pour vous faciliter la tâche. Dans ce segment, nous allons parler de toutes les fonctions clé des oscilloscopes Fluke série 190.

Mode de réaffichage

Les oscilloscopes Fluke 196C, 199C, 215C et 225C disposent d'un mode de réaffichage unique de 100 écrans. Ces oscilloscopes enregistrent automatiquement et en continu les 100 derniers écrans que vous avez vus. Vous pouvez ainsi arrêter et revoir ce qui s'est passé, exactement comme vous le feriez avec un enregistreur vidéo numérique.

Le mode de réaffichage vous permet de revoir les 100 derniers écrans, tout comme un enregistreur vidéo numérique

Si une anomalie « isolée » se produit, vous pouvez arrêter l'oscilloscope et revenir en arrière pour visionner les écrans capturés. L'événement capturé peut ensuite être analysé afin de déterminer s'il est la cause principale d'un problème. Par exemple, si un transitoire se produit, sa tension de crête peut être mesurée. Évaluer un événement comme celui-ci peut faire la différence entre la supposition de l'existence d'un problème et sa confirmation.

Capture monocoup

Une capture monocoup est un excellent outil pour capturer des événements « en une seule fois » sans avoir à être là pour les voir.

Pour utiliser le déclenchement monocoup, vous « armez » l'oscilloscope, qui attendra et capturera un écran uniquement lorsque les conditions de déclenchement que vous avez définies seront réunies. Lorsque vous vérifiez votre oscilloscope par la suite, tout événement ayant déclenché ce dernier aura été capturé et figé à l'écran.

Pour régler l'oscilloscope pour une capture monocoup 

  1. Réglez la sensibilité verticale (volts par division) en vous assurant que l'amplitude attendue de la forme d'onde sera comprise dans la gamme verticale de l'oscilloscope
  2. Réglez la base de temps horizontale (secondes par division) pour capturer la durée de temps souhaitée de la forme d'onde inconnue
  3. Réglez le mode de déclenchement sur la capture monocoup.
  4. Ajustez le niveau de déclenchement pour passer juste au-dessus du seuil de bruit du signal ou à 50 % de l'amplitude de la forme d'onde attendue.

L'oscilloscope est maintenant « armé », pour attendre la prochaine occurrence de l'événement. Après avoir capturé l'événement, l'affichage de l'oscilloscope se figera jusqu'à ce que la mise à jour du déclenchement/de l'affichage soit manuellement « réarmée. »

Tout comme le mode de réaffichage, la capacité de capture et d'évaluation des événements comme celui-ci peut faire la différence entre une supposition et une confirmation.

TrendPlot™

Un signal changera souvent lentement sur une longue période de temps. Cette condition, qui est communément appelée « dérive » du signal, est souvent provoquée par un circuit influencé par des changements de conditions environnementales (telles que les changements de température). Le suivi d'une condition peut signifier être assis pendant des heures, voire des jours, en attendant de voir un changement.

Pour faire face à ce défi, les oscilloscopes portables Fluke disposent de TrendPlot™, qui se comporte comme un vieil enregistreur graphique à bande, en prenant en permanence environ quatre ou cinq mesures par seconde pendant seize jours afin que vous puissiez évaluer les signaux qui se sont produits sur une longue période de temps.

Vous pouvez utiliser TrendPlot™ à la fois en mode multimètre et oscilloscope, et sa configuration est facile.

Pour utiliser TrendPlot™ :

  1. Configurez le ScopeMeter® Fluke en mode oscilloscope ou multimètre avec les mesures automatiques souhaitées.
  2. Reliez l'oscilloscope à la source de signal afin de capturer les mesures qui présentent un intérêt.
  3. Sélectionnez le mode TrendPlot™.

L'oscilloscope gardera en mémoire les valeurs mesurées jusqu'à seize jours.

L'algorithme TrendPlot™ est conçu pour indéfiniment capturer et conserver les extrêmes des valeurs mesurées. Pendant l'enregistrement, le ScopeMeter va compresser les données qu'il capture tout en conservant les valeurs minimales et maximales enregistrées. De cette façon vous verrez toujours les extrêmes des changements de mesure dans le temps.

ScopeRecord

Le ScopeRecord™ est similaire au TrendPlot™ puisque tous les deux enregistrent des données dans le temps. Pour toute différence, le ScopeRecord™ enregistre les points d'échantillonnage de la forme d'onde dans le temps au lieu des mesures automatiques, tandis que le ScopeRecord capture les données à une fréquence d'échantillonnage beaucoup plus rapide, augmentant ainsi significativement la résolution d'échantillonnage.

Le ScopeRecord™ est un excellent outil pour capturer des formes d'onde au cours des processus de démarrage ou des courants d'appel au moment de l'allumage. Il simule le mode « défilement » trouvé dans les vieux oscilloscopes analogiques, utilise les paramètres de base de temps de 5 ms/div à 2 min/div et dispose d'une mémoire suffisante pour stocker les échantillons pendant 48 heures.

Le mode de fréquence d'échantillonnage du mode ScopeRecord est de vingt méga-échantillons par seconde. À cette fréquence, vous pouvez capturer des événements aussi brefs que 50 nanosecondes, vous offrant une haute résolution d'enregistrement de la forme d'onde.

Encore une fois, vous pouvez éliminer l'estimation approximative en capturant un événement et analyser ensuite la magnitude pour déterminer si c'est réellement un problème ou non.

Décalez les niveaux d'une forme d'onde « correcte bien connue » afin de créer une référence « enveloppe » pour le test bon/mauvais.
En mode bon/mauvais, le ScopeMeter peut capturer des formes d'onde lorsque les points de données se trouvent soit à l'extérieur soit à l'intérieur de l'« enveloppe » que vous définissez.

Test « bon/mauvais »

Le test bon/mauvais utilise une forme d'onde correcte connue comme référence pour créer une « enveloppe » de référence. Le ScopeMeter Fluke série 190C ou série 2X5C peut également être configuré pour enregistrer une forme d'onde si un point d'échantillonnage de cette forme d'onde se trouve à l'extérieur ou à l'intérieur de l'enveloppe de référence.

Le paramétrage du test bon/mauvais est un processus simple :

  1. Capturez la forme d'onde souhaitée.
  2. Créez l'enveloppe de référence en décalant la forme d'onde par le nombre souhaité de pixels.
  3. Sauvegardez la forme d'onde dans la mémoire, puis rappelez l'écran comme forme d'onde de référence.
  4. Utilisez le menu de référence des options de la forme d'onde pour activer le test bon/mauvais. Les options bon/mauvais sont « Stockage bon » et « Stockage mauvais ».

Toutes les bonnes ou mauvaises formes d'onde sont stockées dans la mémoire de réaffichage de 100 écrans, vous assurant 100 écrans de vue des bons et mauvais événements.

Persistance de l'affichage

Capturer des perturbations et analyser le comportement des formes d'onde dynamiques est particulièrement difficile si vous n'avez pas la possibilité de voir les changements dynamiques de la forme d'onde dans le temps.

Les vieux oscilloscopes à tube à rayons cathodiques (CRT) utilisaient un revêtement de phosphore lumineux pour afficher une trace de signal sur l'écran. Ce revêtement de phosphore continuant à briller pendant une courte période après que la trace ait été « écrite » sur l'écran, le signal persistait et l'opérateur pouvait voir de multiples traces successives sur l'écran, en même temps.

La persistance de l'affichage vous permet de voir de multiples traces successives

Les oscilloscopes modernes de stockage numérique à écrans à cristaux liquides peuvent utiliser un algorithme d'ombrage de pixel pour simuler la persistance des oscilloscopes à CRT. Chaque fois qu'un point d'échantillonnage de forme d'onde active un pixel d'affichage, l'algorithme de persistance maintient les pixels actifs mais change leur ombre au fil du temps, la passant d'ombre à lumière de manière à ce que le pixel finisse par s'estomper.

Le degré de persistance peut être réglé sur court, moyen, long, ou infini (qui est essentiellement un mode de capture d'enveloppe).

Les oscilloscopes Fluke

Les concepts et techniques présentés ici peuvent être explorés avec toute la gamme d'oscilloscopes portables Fluke. Disponibles en bandes passantes de 20 Mhz à 200 MHz, les ScopeMeters Fluke disposent de la performance et des capacités pour s'attaquer à une large variété de mesures, depuis la résolution de problèmes de routine jusqu'aux tâches les plus exigeantes telles que la recherche d'événements aléatoires. Les oscilloscopes Fluke sont spécialement conçus pour fonctionner dans des environnements difficiles : à l'extérieur du laboratoire, loin d'un banc.