Le parcours d'un signal : à l'intérieur de votre oscilloscope

Un oscilloscope permet de visualiser l’évolution d’un signal électrique en fonction du temps. Il suffit de connecter le dispositif à mesurer pour que le signal apparaisse à l’écran sous la forme d’une onde représentant la tension en fonction du temps. Cette opération semble instantanée à l’utilisateur. Pourtant, en arrière-plan, un processus complexe est mis en œuvre afin de transformer le signal électrique réel en la forme d’onde affichée à l’écran.

Préparation de la mesure Le processus débute par la connexion de la sonde au dispositif sous test. L’utilisateur configure ensuite les niveaux de déclenchement (trigger) ainsi que les échelles horizontale et verticale à l’aide des commandes situées sur la face avant de l’oscilloscope. Ces réglages conditionnent la manière dont le signal sera capturé et affiché.

Le début du parcours du signal Une fois connecté, le signal traverse une série de résistances et de condensateurs intégrés dans la sonde. Cette première étape assure l’adaptation du signal avant son entrée dans l’oscilloscope proprement dit.

À l’intérieur de l’oscilloscope Le signal pénètre ensuite dans l’oscilloscope et passe par le bloc analogique de conditionnement du signal d’entrée. À ce stade, son amplitude est ajustée — amplifiée ou atténuée — afin de rester dans la plage dynamique du convertisseur analogique-numérique (ADC).

Conversion et déclenchement Le signal analogique est alors converti en données numériques (une suite de zéros et de uns) par le bloc ADC. En parallèle, le bloc de déclenchement compare le signal aux conditions de trigger définies, afin de déterminer le moment précis auquel l’acquisition doit commencer.

Acquisition des données Les conditions de déclenchement indiquent au bloc de base de temps quand capturer les données numériques. Ces données sont ensuite stockées dans une mémoire d’acquisition circulaire, garantissant une capture continue et cohérente du signal.

Affichage de la forme d’onde Enfin, le bloc de traitement numérique du signal analyse les données acquises et les reconstruit sous forme d’une forme d’onde. Cette onde est affichée à l’écran, offrant à l’utilisateur une représentation fidèle du comportement du signal électrique dans le temps.

Le parcours du signal décrit ci-dessus montre qu’un oscilloscope ne se résume pas à “afficher une courbe” : chaque bloc (sonde, conditionnement, conversion ADC, déclenchement, mémoire d’acquisition, traitement et affichage) conditionne directement la qualité des mesures. L’oscilloscope Keysight HD3 a été conçu pour optimiser précisément ces étapes, afin de révéler les détails d’un signal et de mettre en évidence les anomalies rares là où le bruit ou la résolution limitent souvent l’analyse.

Conditionnement analogique : mieux exploiter la dynamique utile

Au moment où le signal entre dans l’oscilloscope, l’enjeu est de le placer au bon niveau pour la conversion, sans dégrader l’information. Le HD3 s’appuie sur une architecture dédiée avec un ASIC personnalisé pour améliorer la lecture des signaux et réduire l’impact du bruit ajouté par l’instrument. Cette maîtrise du conditionnement analogique est directement alignée avec l’étape “À l’intérieur de l’oscilloscope”, où l’amplitude est ajustée pour rester dans la plage de conversion.

Conversion : 14 bits pour voir les petits signaux au-delà du bruit

L’étape “Conversion et déclenchement” est souvent celle qui fait la différence entre une forme d’onde “lisible” et une forme d’onde “exploitable”. Avec son ADC 14 bits, le HD3 augmente la finesse de quantification et apporte une lecture plus précise des variations de tension, en particulier lorsque les signaux sont faibles ou que des détails se superposent. Le résultat : une meilleure séparation entre les niveaux utiles et le bruit, et une capacité accrue à détecter les défauts subtils.

Déclenchement et visualisation : capturer l’événement au bon moment

Le déclenchement conditionne la répétabilité de l’analyse. Lorsqu’un événement n’apparaît que rarement, l’oscilloscope doit être capable de le capturer, puis de le présenter rapidement à l’écran pour accélérer le diagnostic. Le HD3 combine un taux de rafraîchissement jusqu’à 1 300 000 formes d’onde/s avec une chaîne de traitement conçue pour maintenir la visibilité des glitches, tout en conservant une restitution stable. Cela renforce directement les étapes “Conversion et déclenchement” puis “Affichage de la forme d’onde”.

Acquisition : mémoire profonde pour des fenêtres d’observation plus longues

L’étape “Acquisition des données” rappelle le rôle central de la mémoire : plus l’oscilloscope peut stocker d’échantillons, plus il devient possible d’observer de longues séquences, de zoomer sur un instant critique, ou de corréler des phénomènes espacés dans le temps. Le HD3 propose une profondeur mémoire jusqu’à 100 Mpoints, utile pour capturer des durées plus longues à un niveau de détail élevé, tout en conservant la cohérence entre acquisition et restitution.

En un coup d’œil : HD3 et les points clés du parcours du signal

Découvrir l’oscilloscope Keysight HD3