Oscilloscope 585A
Instrument de mesure permettant de visualiser les variations d’un signal électrique en fonction du temps
Fabricant : Tektronix (1963 - 1971)
Description
En haut à gauche de l’oscilloscope se trouve l’écran d’un tube cathodique. L’écran peut être équipé d’un viseur en caoutchouc pour mieux visualiser la trace en cas d’éclairage trop important.
A droite se trouvent 10 boutons, les 8 premiers boutons permettent de paramétrer la ligne de temps (abscisse, à l’horizontal) ; ce balayage peut-être effectué par un générateur interne (Timebase A et B) ou en branchant un générateur externe. Les deux derniers boutons permettent d’ajuster la position horizontale de la trace pour le premier, et l’amplitude du signal pour le second.
Sous l’écran se trouvent quatre boutons permettant d’ajuster la luminosité et la netteté de la trace. En dessous se trouve un bloc permettant de régler l’échelle verticale. La particularité de ce bloc est qu’il permet d’obtenir deux signaux à partir d’un seul faisceau d’électrons, ce qui peut permettre d’étudier deux circuits en même temps par exemple (à ne pas confondre avec un oscilloscope dit « Dual Beam » qui génère deux faisceaux d’électrons). Ce bloc est amovible, et peut-être remplacé par d’autres proposant des options différentes selon les besoins de l’expérience.
Cet oscilloscope est monté sur un support, nommé « Scope-mobile » pour faciliter son déplacement dans la salle de manipulation. Ce support permet d’ajouter deux blocs supplémentaires.
Fonctionnement
Le tube cathodique est capable de produire un faisceau d’électrons. L’écran étant recouvert d’une fine couche d’éléments phosphorescents, on peut directement observer l’endroit où arrive le faisceau d’électrons. Autour du tube se trouvent deux jeux de plaque. La tension est appliquée aux plaques placées à la verticale du tube ; elle va dévier le faisceau d’électron vers le haut ou vers le bas. Cette variation peut être observée sur l’axe des ordonnées de l’écran du tube cathodique.
Pour suivre la variation de tension au cours du temps, un générateur interne applique une tension au deuxième jeu de plaque, à l’horizontale. Cela permet au faisceau d’électron de balayer l’écran de gauche à droite.
Histoire
Les premiers oscillogrammes étaient tracés à la main, avant que Jules Joubert (1834 – 1910) ne développe une méthode pour partiellement automatiser le tracé, appelée méthode par point successifs. André Blondel (1863 – 1938) invente le premier oscillographe, dit bifilaire, en 1893.
La méthode de Joubert inspirera Edouard Hospitalier (1852 – 1907), qui créé l’ondographe en 1902. Il a été développé pour les besoins de l’industrie et de l’enseignement, il est « moins délicat et plus rapide que l’oscillographe (…) sans cependant prétendre au (même) degré de précision » (E. Hospitalier).
D’autres types d’oscillographes ont existé, utilisant par exemple la photographie ou des miroirs ; puis l’invention du tube cathodique à la fin du XIXè siècle a amené de nombreux scientifiques à créer différents oscilloscopes cathodiques. Les premiers oscilloscopes n’étaient pas très stables à cause du vide nécessaire dans le tube, et étaient limités à un usage en laboratoire. En 1931, Vladimir Zworykin (1888 – 1982) décrit un tube cathodique scellé de manière permanente, qui permettra à l’oscilloscope d’être produit en série et d’être utilisé en dehors du laboratoire.
Aujourd’hui, l’oscilloscope est entré dans l’ère numérique.
En images
Domaine
Les oscilloscopes sont utilisés dans le domaine de la physique, notamment en électricité.
A Paris-Saclay
A l’université Paris-Saclay, on retrouve les oscilloscopes dans tous les laboratoires de physique tels que Centrale-Supelec et IJCLab. Cet appareil en particulier est un don des enseignements de physique, et était utilisé en travaux pratiques de physique nucléaire en DEA (Diplôme d’Etudes Approfondies, équivalent d’un master 2).