Utilisation du connecteur BNC double bornier et des sondes pour oscilloscope au lycée
Pourquoi ai-je besoin d'une sonde ? Est-ce que je pourrai utiliser la sonde pour prendre toutes les mesures ? Quels avantages cet instrument offre-t-il ? Les sondes aident à connecter l'oscilloscope à l'objet en cours de développement lors de la mesure.
Il existe différentes sondes pour réaliser différents types de tests. Par exemple, les courants peuvent être mesurés avec une pince ampèremétrique, tandis que les signaux numériques peuvent être enregistrés et affichés sur un oscilloscope à mémoire numérique (MSO) avec une sonde logique et l'interface nécessaire.
Il est important que l'influence ajoutée par tout type de sonde soit aussi faible que possible afin qu'elle n'affecte pas la source du signal, c'est-à-dire l'objet à tester. Contrairement à un cordon de test, les sondes établissent une connexion de haute qualité avec une connexion simple.
Une résistance de mesure élevée empêche la capture d'interférences ou de bruits indésirables provenant du réseau. Une sonde passive, par exemple, a deux points de contact : la borne active et la connexion à la terre. Pour la connexion active, les sondes passives ont un crochet qui peut être facilement attaché au circuit et une connexion à la terre au moyen d'un câble de courte longueur avec une pince crocodile.
En plus de la tête de connexion pratique, la sonde se compose d'un câble coaxial avec un connecteur BNC. Avec l'oscilloscope, la sonde définit la résistance d'entrée de la mesure. L'oscilloscope a une impédance d'entrée de 1 MΩ et une faible capacité pour des bandes passantes jusqu'à 350 MHz ou 500 MHz.
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Une sonde passive possède également deux réglages qui peuvent être utilisés pour obtenir un diviseur de tension. Pour le réglage x1 normal, le signal est appliqué à l'oscilloscope à 1 MΩ, en utilisant la sonde sans le diviseur de tension. Les valeurs mesurées sont ensuite transmises à l'oscilloscope 1:1. Dans ce cas, non seulement la plage de tension maximale est limitée, mais également la bande passante. Des valeurs de tension et de bande passante plus élevées peuvent être obtenues avec une configuration 10:1. Cependant, dans un tel cas, l'oscilloscope doit également être réglé sur 10:1 pour le réglage vertical afin d'afficher l'amplitude correcte.
Ici, vous pouvez voir que le fil de terre (GND) est inductif. Plus ce fil est long, plus il a d'inductance. D'après la formule, on peut voir que si f augmente (c'est-à-dire la bande passante), cette résistance augmente également, de même que l'influence (voir Figure 2). On peut également voir à partir de la formule 1 que la capacité crée un résonateur. Pour chaque millimètre de câble GND, une induction d'environ 1 nH est générée. Plus la connexion à la terre est courte aux hautes fréquences, mieux c'est. Des connexions plus courtes peuvent être réalisées avec un ressort de masse pour minimiser ces effets.
Le facteur de gain x1 peut être utilisé dans les mesures nécessitant l'enregistrement d'une faible bande passante et d'une faible tension. Par conséquent, la plupart des mesures dans la plage de tension/bande passante normale nécessiteront de préférence le facteur de gain x10. Pour l'exemple du PVP2350, la sonde standard de la série d'oscilloscopes MSO5000, les deux facteurs d'amplification peuvent être définis. Dans ce cas, des tensions jusqu'à 30 V peuvent être mesurées RMS à x1 et tensions jusqu'à 300 VRMS dans la gamme x10.
La figure 1 montre que la plus faible capacité de la sonde augmente également la bande passante de 35 MHz à 350 MHz. La figure 1 montre également une connexion pour x10. Dans la plupart des applications, les mesures peuvent être prises avec cette bande passante et des valeurs de tension à x10. Dans ce cas, vous devez également régler x10 sur l'oscilloscope pour le réglage vertical.
Lorsque vous utilisez une sonde avec un oscilloscope, vous devez toujours tenir compte de la bande passante des deux éléments (sonde et oscilloscope). La bande passante 3 dB est fortement influencée par la sonde, il faut donc en tenir compte lors de l'achat de l'oscilloscope. Dans la figure 1 une compensation a été intégrée. Figure 2.
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Les mesures d'impédance plus élevée ne sont plus utilisées dans les applications à bande passante plus élevée. Le but ici est d'obtenir un réglage du circuit (généralement 50 Ω) afin d'éviter les réflexions indésirables. Si une sonde est nécessaire pour des applications à haute fréquence, des sondes actives peuvent également être utilisées à la place de sondes passives. Les sondes actives intègrent un amplificateur linéaire large bande qui doit être alimenté. En plus de la bande passante, le dispositif actif atteint une précision de signal très élevée avec une faible capacité d'entrée.
Les pinces ampèremétriques offrent une possibilité de connexion pour mesurer les courants. Un oscilloscope étant un voltmètre, ces courants doivent être convertis en une valeur de tension. Les pinces ampèremétriques sont basées sur un transformateur où la ligne de mesure représente l'enroulement primaire et la pince ampèremétrique représente l'enroulement secondaire. C'est ainsi que les courants alternatifs peuvent être mesurés. Figure 3.
Des mesures différentielles sont nécessaires lorsque des mesures sont prises entre deux valeurs de tension potentielle. Deux options s'offrent à vous pour les réaliser. D'une part, une sonde différentielle haute fréquence est nécessaire pour les signaux de données différentiels rapides tels que Ethernet ou LVDS. Par contre, les sondes différentielles sont nécessaires dans le domaine des mesures haute tension si l'on veut mesurer des différences de tension qui ne prennent pas la terre comme référence. Pour les basses fréquences, ces mesures peuvent également être visualisées à l'aide de deux sondes passives (voie 1 : potentiel 1, voie 2 : potentiel 2) et d'une fonction mathématique (voie 2 - voie 1).
Un problème clé à prendre en compte dans les sondes différentielles est le facteur de réjection en mode commun (CMRR). Les changements de mode commun sont des changements simultanés indésirables des potentiels 1 et 2 par rapport à la masse qui sont visibles en sortie puisque seul le changement entre les potentiels 1 et 2 est mesuré. Il s'agit du facteur d'amplification du mode différentiel par rapport au mode commun, qui devrait être beaucoup plus élevé. Cette valeur dépend de la bande passante. La sonde différentielle haute tension PHA2150 a une bande passante allant jusqu'à 200 MHz et la tension différentielle maximale pouvant être mesurée est de 1500 V.
Dans les installations domestiques, l'électricité est apportée via des prises femelles murales qui fournissent un courant dit monophasé. Entre la phase et le neutre, le réseau électrique français impose une tension électrique de fréquence 50 Hz et de 230 V efficace. Les générateurs basse fréquence (GBF) et les oscilloscopes sont alimentés par des câbles d'alimentation à 3 contacts. Leur châssis est directement relié à la terre, ce qui permet de s'assurer qu'en cas de contact du circuit électrique avec le châssis, la tension entre ce dernier et la terre soit nulle, évitant ainsi les risques d'électrocution d'un utilisateur (en contact avec le sol) touchant le châssis.
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Les bornes (-) de ces appareils électriques sont toutes reliées à la terre, donc au même potentiel ! Ce potentiel servira de référence (0 V) et sera appelé masse du circuit. Les multimètres sont en général alimentés par des câbles d'alimentation sans terre. On admet que le conducteur est idéal de sorte que le potentiel électrique est uniforme le long du fil. Les cordons de sécurité permettent la connexion en toute sécurité des appareils. À gauche : cordon électrique simple. La plupart des appareils respectent la même convention quant à la couleur des bornes : rouge pour le (+) et noire pour le (-). En TP, on utilisera exclusivement des cordons rouges et noirs.
Les câbles coaxiaux sont composés d'une âme (à l'intérieur) et d'un blindage (à l'extérieur), ce sont deux conducteurs séparés par un isolant. On appelle alors borne (-) le contact avec le blindage, et borne (+) le contact avec l'âme. Ces câbles transmettent donc deux potentiels, c'est-à-dire une tension électrique. Aux extrémités de ces câbles on rencontrent soit des fiches bananes, soit des fiches BNC (Bayonet Neill-Concelman connector).
Des câbles BNC-bananes utiles pour prélever une tension dans un circuit et l'envoyer sur la voie d'un oscilloscope. Par convention, la fiche banane rouge est la borne (+) alors que la fiche banane noire est la (-). Pour éviter de multiplier les adaptateurs BNC-bananes inutiles, on peut utiliser des T coaxiaux qui permettent de dédoubler une prise BNC. Ajouter les appareils de mesure une fois seulement le circuit réalisé.
Un connecteur BNC (Bayonet Neill-Concelman) est un type de fiche spécialisé utilisé à l'extrémité des câbles coaxiaux. Le connecteur BNC doit son nom à son mécanisme de verrouillage à baïonnette et à ses deux inventeurs : Paul Neil des Bell Labs, qui ont inventé le connecteur N, et Carl Concelman, ingénieur chez Amphenol qui a inventé le connecteur C. Le génie du BNC résidait dans sa simplicité et son efficacité. Il améliore les connecteurs filetés antérieurs, qui pouvaient être difficiles à serrer dans les espaces restreints et avaient tendance à se desserrer avec le temps.
A première vue, un connecteur BNC peut paraître simple, mais sa conception est précisément conçue pour la performance. Pour comprendre son fonctionnement, décomposons ses composants. Conducteur extérieur (avec bague de verrouillage) : Il s'agit du blindage métallique qui entoure l'isolant diélectrique. Cosses de baïonnette : Deux petits plots circulaires situés à l'extérieur du boîtier du connecteur femelle. Le mécanisme de verrouillage : La connexion s'effectue en enfonçant la fiche mâle dans la prise femelle, puis en tournant la bague de verrouillage d'un quart de tour.
A. L'impédance mesure l'opposition au flux du courant alternatif (CA) et constitue une caractéristique essentielle du trajet du signal. Connecteurs BNC 50 Ohms : Il s'agit de l'impédance la plus courante pour les connecteurs BNC et de la norme pour la transmission de données, les applications radiofréquence (RF) et les équipements de test électroniques généraux. Connecteurs BNC 75 Ohms : Cette impédance est la norme pour les signaux vidéo. Des anciens systèmes analogiques à la vidéo numérique haute définition moderne (HD-SDI), 75 ohms est le chiffre magique. Ces connecteurs sont spécialement conçus pour gérer la bande passante vidéo sans déformer le signal. L’importance cruciale de la correspondance : Que se passe-t-il si vous connectez un câble de 50 ohms à une prise jack de 75 ohms ? Bien qu'ils soient physiquement connectés, la différence d'impédance crée une « bosse » sur le trajet électrique. Une partie du signal est alors réfléchie vers la source, ce qui entraîne des problèmes tels que des pertes de signal, des images fantômes en vidéo analogique ou des erreurs de données (souvent appelées « erreurs de bits ») dans les flux numériques.
B. La terminaison consiste à fixer le connecteur BNC à l'extrémité d'un câble coaxial. À sertir : Il s'agit à la fois d'une méthode courante pour les installations sur le terrain et d'une façon durable de joindre le connecteur au câble. À souder : Cette méthode nécessite de souder la broche centrale et souvent la tresse de blindage au connecteur. Compression: Souvent considérés comme le choix professionnel haut de gamme, les connecteurs à compression utilisent un outil dédié pour comprimer un anneau, créant ainsi une étanchéité à 360 degrés.
C. Terminateurs BNC : Un terminateur BNC est un petit condensateur doté d'une résistance intégrée (50 ou 75 ohms) placé sur la dernière prise BNC ouverte d'une chaîne vidéo ou de données. Où les connecteurs BNC sont-ils couramment utilisés ? La fiabilité du connecteur BNC en fait un incontournable dans de nombreux domaines. C'est là que les connecteurs BNC se révèlent particulièrement performants. Ils constituent la norme pour connecter caméras vidéo, moniteurs, mélangeurs et enregistreurs dans les studios de télévision.
Si vous possédez un système de caméras de sécurité filaires, il est probable qu'il utilise des connecteurs BNC pour renvoyer la vidéo des caméras vers l'enregistreur numérique. Ce n'est pas pour rien que le connecteur BNC existe depuis plus de 70 ans. Durabilité: Grâce à leur conception robuste et entièrement métallique, ces connecteurs résistent à une usure importante. Avec une bonne compréhension des différents types et applications, choisir le bon connecteur BNC devient un processus simple.
C'est l'étape la plus importante. Transmettez-vous un signal vidéo ? Si oui, vous avez besoin d'un 75 Ohm Connecteur. Vous travaillez avec des équipements radio, de données ou de test ? Dans ce cas, vous avez besoin d'un 50 Ohm connecteur. Les connecteurs BNC sont conçus pour fonctionner avec des types spécifiques de câbles coaxiaux. Les deux plus courants sont le RG-59 et le RG-6. Un connecteur conçu pour le RG-59 ne s'adaptera pas correctement à un câble RG-6, et inversement.
Solution: La première chose à vérifier est la connexion physique. Le connecteur est-il bien en place et la bague à baïonnette est-elle bien verrouillée ? Débranchez-le, puis rebranchez-le. Inspectez la broche mâle pour voir si elle est pliée ou cassée, et regardez à l'intérieur de la prise femelle pour voir s'il y a des débris ou des dommages. Solution: Il s'agit du symptôme classique d'une mauvaise adaptation d'impédance. Vérifiez que vous utilisez des connecteurs et un câble de 75 ohms sur toute votre chaîne de signal vidéo. Solution: Un connecteur mal fixé ou desserré est une source fréquente de problèmes. Tirez doucement sur le connecteur pour vérifier s'il est bien fixé au câble. Si vous suspectez une mauvaise terminaison, la seule solution fiable est de couper l'ancien connecteur et d'en installer un nouveau, en suivant scrupuleusement la procédure de terminaison. Inspectez les deux cosses à baïonnette de la prise femelle et les fentes correspondantes de la bague de verrouillage du connecteur mâle. Si l'une d'elles est pliée, endommagée ou obstruée, la connexion peut être compromise.
Bien qu'il ne soit pas aussi reconnaissable qu'une prise USB ou HDMI, le connecteur BNC est un élément clé de l'électronique haute performance. Vous pouvez estimer gratuitement! Pour les commandes groupées, consultez directement nos pages produits. Le connecteur BNC (Bayonet Neill-Concelman) est un connecteur électrique utilisé en terminaison de câble coaxial, en particulier dans le domaine radio-fréquence et les signaux vidéo. Rapide à fixer et garantissant une connexion verrouillée, ce connecteur tubulaire portant comprend sur sa partie femelle, deux petites broches baïonnette diamétralement opposées. Ces ergots s'encastrent dans des encoches situées sur la bague rotative du connecteur mâle.
Dans les années 1940, Octavio Salati conçoit le connecteur BNC et dépose le brevet en 1945. Ce format correspond à une version miniaturisée du Connecteur C développé par Carl Concelman à Amphenol, lequel est lui-même une variante à baïonnette du Connecteur N inventé par Paul Neill, aux Laboratoires Bell quelques années plus tôt. Les connecteurs 50 et 75 ohms se différencient par l'augmentation de la permittivité à 75 ohms rendue possible par l'ajout d'un manchon isolant, fixé entre les conducteurs intérieur et extérieur du connecteur. Une version à vis du connecteur BNC, appelée connecteur TNC signifiant Threaded Neill-Concelman est également commercialisée.
Qu'est-ce qu'un connecteur BNC ? Le connecteur BNC est un type de connecteur de câble coaxial couramment utilisé dans les applications vidéo et de réseau. Un connecteur BNC utilise un anneau rotatif pour connecter solidement deux câbles coaxiaux. Le conducteur intérieur de chaque câble est connecté à une broche, qui est ensuite insérée dans le connecteur opposé. La bague rotative est ensuite torsadée pour sécuriser la connexion. Quels sont les avantages des connecteurs BNC ? Les connecteurs BNC présentent plusieurs avantages par rapport à d'autres types de connecteurs, notamment leur capacité à fournir une connexion sûre et à faible perte, leur facilité d'utilisation et leur compatibilité avec une large gamme d'appareils. Les connecteurs BNC peuvent être utilisés avec des signaux analogiques et numériques. Ils sont couramment utilisés dans les applications vidéo numériques qui nécessitent une large bande passante et une faible perte de signal.
Quels types de câbles sont compatibles avec les connecteurs BNC ? Les connecteurs BNC sont généralement utilisés avec des câbles coaxiaux, qui sont conçus pour transmettre des signaux haute fréquence sur de longues distances avec une perte de signal minimale. Les types courants de câbles coaxiaux utilisés avec les connecteurs BNC sont RG-59, RG-6 et RG-11. Les connecteurs BNC sont-ils résistants aux intempéries ? Les connecteurs BNC sont disponibles en version résistante ou non aux intempéries. Les connecteurs BNC résistants aux intempéries sont généralement utilisés dans des applications extérieures où l'exposition à l'humidité et à d'autres conditions météorologiques est un problème.
Qu'est-ce qu'un connecteur BNC en T ? Un connecteur BNC en T est un type de connecteur qui permet de diviser une seule connexion BNC en deux connexions distinctes. Il est couramment utilisé dans les applications de vidéosurveillance où plusieurs caméras doivent être connectées à un seul moniteur ou appareil d'enregistrement. Qu'est-ce qu'un terminateur BNC ? Un terminateur BNC est un petit dispositif utilisé pour terminer une connexion BNC inutilisée. Cela permet d'éviter les réflexions du signal, qui peuvent entraîner une dégradation du signal et des interférences.
Quelle est la fréquence maximale pouvant être transmise à l'aide de connecteurs BNC ? La fréquence maximale pouvant être transmise à l'aide de connecteurs BNC dépend de divers facteurs, notamment du type de câble utilisé et de sa longueur. Toutefois, en général, les connecteurs BNC peuvent transmettre des fréquences allant jusqu'à 4 GHz. Qu'est-ce qu'un adaptateur BNC-RCA ? Un adaptateur BNC-RCA est un petit dispositif qui permet de connecter un câble BNC à une entrée RCA. Cela peut être utile dans les situations où vous devez connecter un câble BNC à un appareil qui n'a qu'une entrée RCA, tel qu'un téléviseur ou un magnétoscope.
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