Les cahiers de l’instrumentation • n° 10 • Novembre 2011 23

TP

Mise en situationL’oscilloscope MTX162 UEW est un oscilloscope per-mettant la mesure de signaux électriques par l’inter-médiaire d’un ordinateur. Vous allez être amené à met-tre en service ce système ainsi qu’à valider le bon fonc-tionnement de celui-ci. La configuration de cet oscillo-scope se fera en WiFi et des signaux téléphonique,audio et vidéo seront mesurés.

Etude préliminaire4Donnez les 3 différents types de connexion possibles

entre le PC et cet oscilloscope 

4Parmi ces 3 types de connexion, quelle est celle quine nécessite aucun réglage ?

4Donnez les 2 types de topologie WiFi qui peuvent êtreutilisés par l’oscilloscope pour se connecter à unréseau informatique.

4Donnez l’état de la LED «  READY  » lors de larecherche d’un réseau WiFi.

4Donnez l’état de la LED « READY » lorsque l’oscillo-scope est connecté à un réseau WiFi.

Réalisation du TP1 - Connexion par USBComplétez le schéma suivant en représentant laconnexion en l’oscilloscope et le PC à l’aide de l’USB.En vous aidant de la documentation technique, réalisezl’installation du logiciel ScopeIn@Box_LERéalisez les interconnexions permettant la mise enservice de l’oscilloscope en mode USB.Complétez le schéma suivant permettant la mesure dusignal de calibration des sondes (Probe adjust) par la voie 1.

Réalisez la mesure de ce signal et validez le bon fonc-tionnement du système.

Mesure de signaux téléphonique, audio et vidéoavec l’oscilloscope MTX 162 UEWLes TP présentés dans cet article sont destinés aux sections Bac Professionnel SystèmesElectroniques Numériques. Ils amènent l’élève à installer et à configurer l’oscilloscope pour l’ac-quisition de mesures diverses : vidéo, son, tonalité téléphonique... La particularité réside dans lemode de connexion avec l’ordinateur : USB, filaire et/ou WiFi. Ces TP sont actuellement utilisésdans une section SEN, en classe de 1ère.

Cédric TORADOProfesseur d’électronique au Lycée Arbez Carme à Oyonnax, dans l’Ain.

USB - FastEthernet - WiFi

La recherche de réseau WiFi est visible sur la face avantde l’instrument, au moyen de la LED « READY » qui vaclignoter par salves très rapides de 40 clignotements.

Au maximum, 10 salves peuvent être observées ; si la LED« READY » s’allume de façon permanente avant ces 10salves, la connexion est établie, sinon la recherche aéchoué et la connexion filaire Ethernet est activée.

USB

Infrastructure - AdHoc

Fréquence Tension Validation

1000 Hz 2,5V Valide

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Constitution du signalLe signal vidéo doit• déclencher le balayage de l’écran ;• indiquer la modulation de l’intensité lumineuse lors

du balayage.

Signal noir et blancDans le cas d’un écran, l’affichage se fait par balayaged’un faisceau électronique. L’intensité, la luminosité dupoint est proportionnelle a la tension du signal électrique(il s’agit en fait d’une loi affine) : le noir correspond a unetension de 0,37 V et le blanc a une tension de 1 V.Les signaux de synchronisation sont des pics vers lebas ou vers le haut, entre les tensions 0 V et 0,3 V (doncinférieure au niveau du noir).Dans les dispositifs d’affichage à matrice (écrans acristaux liquides et videoprojecteurs monotube), l’affi-chage ne se fait pas par balayage. Le signal vidéo cor-respond alors à une transmission en série des pointsde l’image ; les signaux de synchronisation indiquent ledébut de l’image et le début de la ligne.

Signaux de synchronisation - standard télévision à 625lignesLes impulsions de synchronisation sont des signauxrectangulaires, d’une hauteur de 0,3 V, vers le haut ouvers le bas, et d’une largeur de 2,35 à 5 s. La décrois-sance n’est pas une marche parfaite, mais présenteune croissance/décroissance d’environ 0,15 s ; ainsi,pour une impulsion de 5 s, la durée entre les mi-pentes ascendantes et descendantes est de 4,7 s.La fin d’une ligne comporte 2 s de «  sous-noir  »(signal à 0,3 V), puis vient le signal de synchronisation à0 V qui indique que le téléviseur doit faire revenir le spoten début de ligne ; ce signal dure 5 s. Suit un palier desous-noir (0,3 V) de 5 s, qui est le temps nécessaire auspot pour revenir en début de ligne. Le tout dure donc12 s. Une ligne dure 64 s, on a donc 52 s de signalet 12 s de synchronisation et retour de spot.La transition entre deux trames comporte les troisphases :

• le signal de pré-égalisation, ou égalisation avant ;• le signal top de synchronisation de trame, ou top-

trame ;• le signal de post-égalisation, ou égalisation arrière.

Chaque étape dure 2,5 lignes, soit 160 s. Cetteséquence correspond donc à 7,5 lignes ; pour le sys-tème européen à 50 Hz, elle dure 480 s. La demie ligneest nécessaire pour le balayage entrelacé : une trameimpaire commence à la moitie d’une ligne et se termineà la fin d’une ligne, et une trame paire commence audébut d’une ligne et se termine à la moitie d’une ligne.

Les cahiers de l’instrumentation • n° 10 • Novembre 201124

TP2 - Configuration WiFiComplétez le schéma suivant en réalisant les liaisonspermettant la connexion par USB et par le réseau WiFide l’oscilloscope à l’ordinateur.La liaison PC fg à réseau local se fera par l’intermé-diaire d’une liaison Ethernet (cordon RJ45)

A l’aide de la documentation technique et des informa-tions suivante, réalisez la configuration réseau (enWiFi) de l’oscilloscope.

Réalisez la mesure du signal de calibration de sonde etvalidez le bon fonctionnement du système.

3 - Mesure d’un signal vidéoRappel théorique : le signal vidéoLe signal vidéo est le signal électrique analogique quipermet à un téléviseur ou à un videoprojecteur de for-mer l’image. Ce signal transite entre la source et le dis-positif d’affichage ou de projection. La source peutêtre : un tuner dans une télévision hertzienne ; undécodeur ; un magnétoscope ; un lecteur DVD ; uncamescope.

Fréquence Tension Validation

1000 Hz 2,5V Valide

Paramètres IPPC MTX162

10.0.0.1/255.0.0.0 10.0.0.2/255.0.0.0

Paramètres WIFISSID METRIXCanal 10

Sécurité Non

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Les cahiers de l’instrumentation • n° 10 • Novembre 2011 25

TPLa pré- et la post-égalisation se composent d’une lignede base à 0,3 V (sous-noir), avec 5 impulsions vers lebas à 0 V, d’une durée de 2 s chacune et espacées de30 s ; il y a donc deux impulsions par ligne (une lignefaisant 64 s).Le top-trame a lui une ligne de base à 0 V, et comporte5 impulsions vers le haut à 0,3 V, larges de 5 s et espa-cées de 27 s, soit deux impulsions par ligne.

Signal couleurDans le cas d’un signal couleur, il faut trois informa-tions d’intensité :• soit trois canaux rouge/vert/bleu (RVB) ; dans ce cas-là, il faut un connecteur par signal ; on a en fait troissignaux noir et blanc ;• soit un canal luminance et deux canaux chrominance(système YUV) ; contrairement au signal RVB, ce signalest compatible avec le noir et blanc (seule la luminanceest alors exploitée).Le signal vidéo composite est un signal unique mixantla luminance et les chrominances : le signal final estobtenu à partir d’un signal porteur (d’environ 3 à 5 Hz)module en modulation de fréquence (SECAM) ou bienen amplitude et en phase (PAL, NTSC). On peut luiajouter le signal du son de la même manière.On peut à l’inverse travailler avec deux signaux, un pourla luminance et un pour la chrominance. On parle alorsde vidéo à composantes séparées ou S-vidéo.Complétez le schéma suivant en réalisant les liaisonspermettant la mesure du signal vidéo produit par lacaméra Bosch IP Dinion.

Réalisez le montage.Effectuez la mesure et isolez, sur votre écran, la partiedu signal qui représente une ligne capturée par lacaméra.

4Mesurez la durée du signal représentant une image.

625 lignes x 64 μs (par ligne) = 40 ms

Calculez la fréquence d’émission des images par lacaméra.

4 - Mesure différentielle d’un signal sonoreDans cette partie, vous serez amené à utiliser unesonde différentielle MTX1032-B. Cette sonde permetd’isoler la terre des 2 points de mesure.Rappel théorique : le niveau de sonorisationPrincipeEn sonorisation, on travaille avec différentes tensionsalternatives. Afin d’éviter des malentendus, on parle deniveau en décibels(-Volt). Le décibel-Volt (dBV) est l’unité des chiffres que l’onpeut voir sur tout matériel de sono, souvent dans cetordre : -80, -60, -40, -20, -10, -5, -3, -2, -1, 0, +1, +2, +3,+5, +10 et +20.

625 lignes x 64 μs (par ligne) = 40 ms

F = 1 / 0.04s = 25 Hz soit 25 images / s

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Les cahiers de l’instrumentation • n° 10 • Novembre 201126

TPLe dBV est directement issu le la tension crête d’unsignal par la formule :dBV = 20 log (V) (ou V est la tension de la crête du signalen volts)Ainsi, 0 dBV = 1V ; -60 dBV = 1mV etc.Dans la plupart des matériels audio professionnels, onparle en dBu. En fait, c’est juste un problème denorme : 0 dBu = 0,775 V. Ceci peut être à l’origine deplusieurs confusions.

La saturationUn appareil électrique de traitement du signal a tou-jours un seuil de saturation, celui-ci est exprimé en Voltou en décibels-Volt.Tableaux d’aperçu de quelques niveaux de référence(valeur indicative) :

Nota : pour le niveau «line», 3dBV (1.4V) est généralementle niveau de saturation (5dBV pour certains appareils).

A l’aide de la documentation technique de la sonde MTX1032-B, complétez le montage permettant d’utilisercette sonde avec l’oscilloscope MTX 162 UEW.On désire mesurer le signal sonore d’une sortie LINEd’un système audio.Complétez le schéma suivant (en haut à droite)

Réalisez le montage et lancez la lecture d’une piste duCD et réalisez la mesure du signal électrique.Mesurez le niveau maximal de tension qu’atteint cesignal et comparez avec la valeur crête des niveauxsonore de référence

5 - Mesure différentielle du signal de tonalité d’untéléphone analogiqueDans cette partie, vous serez amené à utiliser unesonde différentielle MTX1032-B pour mesurer le signalélectrique circulant sur une ligne téléphonique.Rappel théorique : le connecteur RJ11Un connecteur RJ-11, également appelé« Registered Jack 11 » est un standard internationalutilisé par des appareils téléphoniques fixes. Il esttoutefois également utilisé dans le domaine desréseaux locaux.Une prise RJ-11 ressemble physiquement à uneprise RJ-12 mais un peu plus petite et il n’y a que 4fils utilisés (contrairement au RJ-12 qui lui utilise les 6fils). La prise RJ-11 est plus petite et dispose de moinsde «fils» qu’une prise RJ-45.Repérez sur les schémas ci-dessous, les 2 numéros

Niveau Volts crête dBV Puissance

Mic 10 mV -40 <mWLine 1,4 V 3 2 WAmpli 20 V 26 400 W

Utilisation d’un cordon RJ11

1 Non utilisé 1

2 Non utilisé 2

3 -------------------------------------------------------- 3

4 -------------------------------------------------------- 4

5 Non utilisé 5

6 Non utilisé 6

Utilisation d’un cordon RJ45 (corrigé)

1 Non utilisé 1

2 Non utilisé 2

3 Non utilisé 3

4 -------------------------------------------------------- 4

5 -------------------------------------------------------- 5

6 Non utilisé 6

7 Non utilisé 7

8 Non utilisé 8

Valeur tension mesurée

Valeur tension crête indicative

1,2 V 1,4V = 3dBV

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TP

des conducteurs utilisées pour la transmission de lavoie dans le cadre d’une communication téléphoniqueanalogiqueComplétez le schéma ci-dessous permettant lamesure du signal électrique d’une communicationtéléphonique analogique.

Après vérification du professeur réalisez le montage cicontre

Effectuez la mesure du signal téléphonique lorsque letéléphone est décroché et que la tonalité est présente.

Mesurez la période et calculez la fréquence du signalélectrique représentant la tonalité téléphonique.

Une remarque, en guise de conclusionCes TP permettent d’aborder des systèmes exploitantle réseau de manière peu commune. Il est rare d’utili-ser un réseau informatique pour réaliser une mesure.

T = 2,3 ms fg à F = 440 Hz

Instruments et équipements utilisés pour ces TP

Oscilloscope MTX 162 UEW (60 MHz - 2 voies)Sonde différentielle MTX 1032-BOrdinateurCaméra vidéoSystème audio avec sortie LINETéléphone analogique, prise RJ11

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