27 Juillet 2016  |  Mesure
Publié dans La Revue POLYTECHNIQUE 05/2016

Un nouvel acteur sur le segment des oscilloscopes à main

L’oscilloscope R&S®ScopeRider combine la fonctionnalité et les performances d’un oscilloscope de laboratoire au facteur de forme et à la robustesse d’un appareil à main sur batterie. Un analyseur logique intégré et des fonctions de mesure avancées en font un outil universel pour le débogage d’éléments conceptuels embarqués en laboratoire, ainsi que pour l’analyse de problèmes complexes sur le terrain.

Fort d’une largeur de bande de base de 60 MHz (extensible à 500 MHz), d’un taux d’échantillonnage de 5 Géch/s et de la fonctionnalité d’un oscilloscope de laboratoire, l’instrument R&S®Scope Rider est destiné aux applications qui requièrent à la fois un oscilloscope portable et renforcé, ainsi que les performances d’un modèle de laboratoire. Des éléments frontaux spécifiquement conçus et des composants de convertisseur A/N (CAN) de 10 bit garantissent un haut degré de sensibilité et de précision en matière d’affichage de signal. L’appareil fait ainsi jeu égal avec un instrument de laboratoire. La plage de sensibilité en entrée va de 2 mV/div à 100 V/div, autorisant jusqu’à 200 V de compensation de décalage, un critère particulièrement important lors de l’analyse de modules d’électronique de puissance.
 
Fig. 1. Le taux d’acquisition élevé de l’oscilloscope R&S®ScopeRider permet de visualiser les défaillances au sein de ce signal d’horloge. L’affichage codé par luminosité montre que de rares signaux défaillants sont la source du problème.
 
Faire apparaître les erreurs rares sans les déclencher
Un taux d’acquisition élevé est particulièrement ­important lorsqu’il s’agit de gérer un schéma d’erreur flou (cf. fig.1). Il garantit que les défauts de signal produits de manière inattendue et éparse, tels que les interférences sporadiques dans un signal d’horloge, sont visibles sans déclenchement explicite de leur état; une capacité souvent inaccessible sans une connaissance avancée du signal défaillant. Grâce à un système à puce double-cœur, cet oscilloscope affiche un taux d’acquisitions pouvant aller jusqu’à 50’000 formes d’onde de signal par seconde, ce qui le positionne clairement dans la catégorie des instruments de laboratoire.
Le puissant système de déclenchement simplifie l’analyse des formes d’onde de signal complexes. Quatorze types de déclencheurs différents, soit plus que ce qu’offrent de nombreux modèles de table, permettent l’acquisition ciblée et l’analyse des composants de signal. Parallèlement aux types de déclencheurs habituels, tels que le front, la largeur d’impulsion et le parasite, l’oscilloscope R&S®Scope Rider peut également se doter de fonctions de déclencheur avancées, tels que le type Runt, la vidéo des systèmes analogiques et numériques, la pente de signal (slew rate) et le protocole. La mise en œuvre numérique intégrale du système de déclencheur élimine le recours à un chemin vers un déclencheur analogique distinct – une pratique qui accroît la jigue – ou à un déclencheur logiciel installé en aval du système et susceptible de manquer certains événements de déclencheur, du fait de son propre temps aveugle. Au lieu de cela, le système de déclencheur de cet instrument apporte une surveillance continue du signal d’entrée pour tous les types de déclencheurs.
 
Fig. 2. Soigneusement élaborée, l’interface utilisateur rend généralement superflue la consultation du manuel.
 
Un fonctionnement facilité via les touches ou l’écran tactile
Au cours de la phase de développement de l’oscilloscope, la facilité d’exploitation de la gamme étendue de fonctions constituait une exigence clé. Cette exigence a été satisfaite grâce à une conception d’écran tactile sophistiquée, accompagnée d’un pavé numérique et d’un bouton rotatif multifonction. L’oscilloscope peut fonctionner entièrement soit à partir de l’écran tactile, soit à partir du pavé de touches. Le pavé de touche est particulièrement important sur le terrain lorsque le port de gants est nécessaire.
Les touches fonctionnent selon un principe simple: appuyer sur l’une d’elles active la fonction de mesure correspondante. Une seconde pression désactive la fonction. Enfin, appuyer sur une touche et la maintenir enfoncée affiche le menu de configuration spécifique de la fonction de mesure active. Le fonctionnement qui en résulte est si efficace que les menus à niveaux multiples deviennent superflus.
Un soin particulier a été également apporté au développement de l’interface utilisateur graphique (cf. fig. 2). Un codage par couleurs distingue les différents indicateurs de canaux et facilite ainsi l’affectation des résultats de mesure aux canaux d’entrée appropriés. Les résultats des mesures sont faciles à lire grâce à une police spécialement sélectionnée pour sa lisibilité. Les fonctions de mesure et de déclencheur, ainsi que d’autres paramètres, sont expliqués au moyen d’icônes, éliminant ainsi, dans la majorité des cas, le recours au manuel d’utilisation. Dernier avantage, et non des moindres, le fonctionnement intuitif côté utilisateur s’appuie sur des entrées de menu disponibles en treize langues (cf. fig.3).
 
Fig. 3. L’interface utilisateur est disponible en treize langues.
 
La sécurité d’abord
Grâce à leur portabilité et à leur conception renforcée, les oscilloscopes à main s’utilisent dans une gamme étendue de tâches d’intervention et d’entretien. Le contrôle et l’entretien de moteurs électriques, de modules d’électronique de puissance ou encore d’alimentations de sites industriels constituent une application courante de ces outils. Lors de l’utilisation d’oscilloscopes conventionnels dotés d’un câble de mise à la masse commun, la permutation accidentelle des câbles de masse et de signal entre deux canaux d’entrée conduit au court-circuit et à l’exposition à des courants dangereusement élevés. Des canaux d’entrée isolés éliminent ce risque. La fonctionnalité différentielle des canaux isolés confère un avantage supplémentaire. Elle peut ainsi permettre de s’affranchir de coûteuses sondes actives différentielles dans de nombreuses applications.
L’unité d’interface de l’oscilloscope, qui renferme l’interface logique numérique et les ports USB et LAN, est isolée par galvanisation de l’instrument et des canaux d’entrée. On peut ainsi opérer sur des tensions plus élevées sans risque, via les canaux de mesure analogiques, et analyser simultanément des signaux de contrôle numérique ou encore contrôler l’instrument à distance via un réseau local (LAN) (cf. fig. 4).
 
Fig. 4. Les canaux d’entrée isolés empêchent les courts-circuits engendrés par une permutation accidentelle des câbles de signaux et de masse sur deux entrées de l’oscilloscope. Les mesures d’électronique de puissance s’effectuent ainsi en toute sécurité.
 
La catégorie de mesure et la valeur de tension efficace (RMS, Root Mean Square) maximale d’un instrument constituent des paramètres importants de la sécurité, lorsque celui-ci est utilisé pour mesurer des tensions susceptibles d’être mortelles. Ces paramètres déterminent les pics de tension que l’instrument de mesure doit supporter sans dommage, tout en garantissant la sécurité de l’opérateur. L’oscilloscope R&S®Scope Rider a été développé pour la catégorie de mesure la plus élevée – la catégorie 4, CAT IV. Il permet de mesurer des tensions allant jusqu’à 600 V (RMS) en environnement CAT IV ou jusqu’à 1000 V (RMS) en environnement CAT III (cf. fig. 5).
 
Fig. 5. Aperçu des catégories de mesures.
 
Cinq instruments en un
Le dépannage sur le terrain fait souvent appel à différentes fonctions de mesure. Plus l’appareil offre de fonctions, moins une demande d’intervention nécessite des équipements complémentaires. C’est pour cette raison que l’oscilloscope R&S®Scope Rider intègre à lui seul cinq instruments de mesure essentiels, à savoir:
  • Un oscilloscope à main doté de deux ou quatre canaux, affichant les performances et la fonctionnalité d’un instrument de laboratoire.
  • Un analyseur logique doté de huit entrées numériques destinées à l’analyse des signaux de commandes numériques (cf. fig. 6).
  • Un analyseur de protocole avec fonction de déclencheur et de décodeur pour le débogage des protocoles série.
  • Un journaliseur de données pour une surveillance de long terme des valeurs relevées (cf. fig. 7).
  • Un voltmètre numérique sur l’instrument à quatre canaux ou un multimètre numérique doté de toutes les fonctions de mesure multimétriques conventionnelles sur l’instrument à deux canaux.

Fig. 6: L’oscilloscope à main R&S®ScopeRider propose une interface logique numérique (oscilloscope à signaux mixtes) ainsi que le déclenchement et le décodage de protocoles série.
Fig. 7. Surveillance à long terme avec le journaliseur de données intégré.
 
Aussi, cet instrument se révèle-t-il approprié pour les tâches d’intervention et d’entretien appliquées à des systèmes complexes sur le terrain, ainsi que dans les laboratoires de développement pour le travail quotidien.
 
Télécommande WLAN et documentation
Pour affronter des situations de mesure dangereuses ou désagréables – notamment les tests en haute tension ou l’exploitation en laboratoires de tests environnementaux – l’oscilloscope R&S®Scope Rider est équipé d’un module de réseau local sans fil, ou WLAN (Wireless Local Area Network). Ce module lui permet de mettre en place son propre point de connexion (hotspot) WLAN. Les mesures peuvent alors s’effectuer directement depuis le navigateur Web d’un ordinateur portable, d’une tablette ou d’un smartphone (cf. fig. 8).
 
Fig. 8. Dans le cas d’applications potentiellement dangereuses, l’instrument peut fonctionner via un WLAN, directement depuis un navigateur Web.
 
La fonction de documentation que l’on peut activer d’une seule touche simplifie l’enregistrement des mesures relevées sur une journée à des fins de documentation ultérieure. Les captures d’écran, données de mesure et fichiers de configuration sont enregistrés sur la carte SD intégrée ou sur un lecteur Flash USB, par simple pression d’une touche. On peut ensuite transférer ces informations sur un PC à des fins de documentation ou d’analyse plus poussée.
 
Fig. 9. Deux modèles de base sont disponibles: la version à deux canaux avec canal multimètre supplémentaire (en haut) et la version à quatre canaux avec fonction de voltmètre numérique pour les canaux d’oscilloscope.
 
Deux modèles de base, cinq versions de largeur de bande
Deux modèles de base sont disponibles: la version à deux canaux et un canal multimètre supplémentaire ou la version à quatre canaux et fonction de voltmètre numérique pour les canaux de l’oscilloscope (cf. fig. 9). Les deux versions disposent d’une largeur de bande de base de 60 MHz. Les autres fonctions supplémentaires peuvent être déverrouillées via une clé. Les instruments sont livrés avec l’amplitude fonctionnelle maximale, mais l’utilisateur paie uniquement les fonctions dont il a réellement besoin. La largeur de bande peut ainsi évoluer jusqu’à 100, 200, 350 ou 500 MHz. Il est possible d’activer d’autres fonctions, telles que l’option d’analyse logique (MSO) R&S®RTH-B1, les options d’analyse de protocole R&S®RTH-K1 (I2C / SPI) et R&S®RTH-K2 (UART / RS-232), la fonction de déclencheur avancée R&S®RTH-K19 avec types de déclencheurs spéciaux, ainsi que les options WLAN R&S®RTH-K200 et de télécommande R&S®RTH-K201. Des informations complémentaires figurent sur les sites www.2-minutes.com et www.rohde-schwarz.com/product/rth.
 
Roschi Rohde & Schwarz AG
3063 Ittigen
Tél.: 031 922 15 22
www.roschi.rohde-schwarz.ch


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