Will Rogers a dit un jour que les vétérinaires sont les meilleurs médecins parce que leurs patients ne peuvent pas leur dire où ça fait mal. J’ai souvent pensé que les électroniciens avaient un problème similaire. Dans de nombreux cas, ce qui ne va pas dans nos circuits n’est pas visible. Bien sûr, vous pouvez identifier visuellement une diode inversée, un mauvais joint de soudure ou un fusible grillé. Mais vous ne pouvez pas regarder une batterie et constater qu’elle est morte ou qu’un signal d’horloge n’atteint pas une certaine tension. Il existe de nombreuses façons d’observer ce qui se passe réellement, mais rien ne remplace une portée. Autrefois, il était difficile pour une personne moyenne de posséder un oscilloscope, mais de nos jours, cela ne nécessite pas grand-chose. Si vous ne recherchez pas la meilleure technologie ou si vous souhaitez l’utiliser avec un PC, les oscilloscopes sont assez abordables. Si vous dépensez ne serait-ce qu’un peu, vous pouvez désormais obtenir des oscilloscopes étonnamment performants avec des fonctionnalités inimaginables au cours des années passées. Par exemple, de nombreux oscilloscopes modernes disposent d’une gamme vertigineuse d’options de déclenchement. En avez-vous besoin ? Que font-ils? Découvrons-le.
J’utiliserai un Rigol DHO924S relativement nouveau, mais aucun des modes de déclenchement n’est unique à cet instrument. Parfois, ils portent des noms différents et, bien sûr, leur configuration peut être différente de celle de mes photos, mais vous devriez pouvoir le comprendre.
Qu’est-ce que le déclenchement ?
En termes simples, un oscilloscope trace le temps sur l’axe X et la tension verticalement sur l’axe Y. Ainsi, vous pouvez regarder deux sommets, par exemple, et mesurer la distance qui les sépare pour comprendre à quelle distance ils se trouvent dans le temps. Si le signal que vous mesurez se produit de manière répétée – comme une onde carrée ou sinusoïdale, par exemple – peu importe l’ensemble de pics que vous regardez. Après tout, ils sont tous identiques d’un point de vue pratique.
Le problème survient lorsque vous souhaitez voir quelque chose relatif à un événement particulier. Les oscilloscopes de base ont souvent un déclenchement de niveau. Ils « démarrent » lorsque la tension d’entrée dépasse ou descend en dessous d’une certaine valeur. Supposons que vous regardiez une onde carrée allant de 0 V à 5 V. Vous pourriez déclencher à environ 2,5 V et l’oscilloscope ne démarrera jamais au milieu d’un cycle.
Les oscilloscopes numériques ont tendance à capturer les données avant et après le déclenchement, de sorte que le centre de l’écran sera juste sur un bord et vous pourrez voir les ondes carrées de chaque côté. L’image montre deux ondes carrées sur l’écran avec le point de déclenchement marqué d’un T en haut au centre de l’écran. Vous pouvez voir le niveau dans la barre supérieure et également marqué d’un T sur le côté droit de l’écran.
Que se passe-t-il s’il n’y a pas d’impulsions sur le canal source de déclenchement ? Ça dépend. Si vous êtes en mode automatique, l’oscilloscope finira par s’impatienter et se déclenchera de manière aléatoire. Cela vous permet de voir ce qui se passe, mais il n’y a aucune référence. Cependant, si vous êtes en mode normal, l’oscilloscope n’affichera rien ou affichera la dernière chose affichée. Dans tous les cas, le texte vert près du coin supérieur gauche indiquera ATTENDRE jusqu’à ce que l’événement déclencheur se produise. Ensuite, il dira T’D.
Quel est le problème avec le déclenchement sur bord ?
Le déclenchement sur front – déclenchement lorsque la tension passe au-dessus ou en dessous d’un certain point de déclenchement – a fait ses preuves. Pourquoi aller au-delà ? Eh bien, l’image ci-dessus est un peu trompeuse. Regardez la vidéo ci-dessous et voyez si vous remarquez quelque chose d’étrange.
Les ondes carrées sont telles qu’elles apparaissent sur l’image fixe, mais il y a un léger scintillement. C’est un indice que quelque chose d’autre se passe, mais quoi ? Eh bien, en utilisant différents déclencheurs, nous pouvons approfondir nos recherches.
Supposons que l’un des signaux soit bloqué brièvement. C’est peut-être le signe que quelque chose ne va pas. Ou peut-être que c’est censé être comme ça et que nous voulons le vérifier. Vous pouvez configurer un déclencheur de délai d’attente.
Ce déclencheur de délai d’attente indique à l’oscilloscope que si le signal reste faible après un front descendant pendant trop longtemps, il doit se déclencher. Vous pouvez choisir le niveau : la tension qui indique un front descendant et le délai d’attente. Notez que la portée est en mode normal, donc rien ne s’affichera jusqu’à ce que la portée se déclenche (ou, du moins, rien ne sera mis à jour). Le résultat?
Il s’avère que la source du signal s’arrête un peu de temps en temps. Difficile à voir dans la vidéo, mais limpide maintenant que le déclencheur est réglé pour le détecter.
Plus de déclencheurs
Il existe également d’autres moyens de détecter ce modèle, surtout une fois que vous savez quoi rechercher. Par exemple, vous pouvez utiliser le déclencheur de retard pour noter lorsqu’il y a un long intervalle ou rechercher un modèle où les deux signaux sont faibles. Vous pouvez même vous déplacer là où le déclencheur se produit en modifiant le délai d’attente. Enfin, puisque l’événement se produit toutes les 100 impulsions, vous pouvez simplement compter les impulsions. C’est une sorte de triche, mais si vous vouliez échantillonner autre chose sur un nombre spécifique d’impulsions, cela en vaudrait la peine.
Vous pouvez voir les différentes configurations ci-dessous. L’écran de sortie sera plus ou moins le même, avec juste de légères variations sur l’endroit exact où se produit le point de déclenchement.
Déclencheurs sur les données
La plupart des oscilloscopes modernes disposent, au moins en option, d’un moyen de décoder les données à l’aide de différents protocoles. Par exemple, l’oscilloscope peut interpréter RS232, bus CAN, I2C, SPI, etc. Il n’est pas rare d’avoir un moyen de se déclencher lorsque des données spécifiques apparaissent sur un bus décodé.
Parfois, vous voulez vraiment voir le bus, mais vous voudrez peut-être aussi regarder d’autres signaux lorsque le bus se déclenche. L’exemple dans les images montre un port série envoyant « Hackaday » et un décompte. La portée se déclenche sur un « H » majuscule. Bien que l’entrée de l’oscilloscope, dans ce cas, soit numérique, elle fonctionne également sur un signal analogique.
Chaque mode sera un peu différent, mais, en général, vous devrez définir le seuil si vous utilisez une entrée analogique et si les données sont inversées ou non. Vous fournirez également tous les paramètres spécifiques au protocole, comme le débit en bauds et le nombre de bits, bien sûr. Dans ce cas particulier, l’oscilloscope peut se déclencher sur des données ou sur certaines conditions comme des erreurs de trame ou un bit de démarrage.
Bien entendu, chaque champ d’application est différent et chaque protocole sera également légèrement différent. Parfois, la plus grande valeur de ceci n’est pas tant l’examen du flux de données que l’utilisation du déclencheur de données pour examiner simultanément d’autres signaux, éventuellement analogiques.
Pas seulement pour le numérique
Jusqu’à présent, les données de déclenchement étaient plus ou moins des impulsions numériques. Cependant, des déclencheurs sophistiqués existent pour des choses comme la pente. Pour travailler avec cela, j’ai utilisé un petit circuit supplémentaire. La prochaine fois, nous examinerons les déclencheurs d’avorton, les déclencheurs de pente et un autre déclencheur numérique pour les violations de configuration et de maintien.
Toutes ces différentes formes d’onde ont été créées à l’aide de quelques programmes C++/Arduino différents sur un Raspberry Pi Pico. Vous pouvez récupérer le code dans un Gist si vous souhaitez l’essayer par vous-même.
