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Traceur d'OscillogrammesApplications Divers

Ce programme simule le fonctionnement d'un oscilloscope courant, comportant deux voies et une base de temps réglables. Cette version permet l'étude de circuits série simples comportant, résistances, selfs et condensateurs. Il est principalement destiné aux élèves de première F2 et F3, de terminales C, D et E et de première année de Faculté des Sciences, DEUG A ou B.

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CARACTERISTIQUES DE L'OSCILLOSCOPE

L'oscilloscope proposé dispose de deux voies comportant chacune 12 calibres, de 5 mV / div à 20 V / div selon la séquence 1-2-5. Les couples de touches de fonctions f1 f4 et f2 f5 permettent respectivement de sélectionner le facteur de déflexion sur la voie 1 et la voie 2. La base de temps comporte 22 calibres, de 1 s / div à 0.1 /xs / div, selon la séquence 1-2-5. La plage de fréquence disponible s'étale donc entre 0.1 Hz et 20 MHz. Les touches de fonctions f3 et f6 permettent de diminuer ou d'augmenter la vitesse de balayage. En mode X Y (Ctrl f7), la voie 1 devient la voie X.

ONSTITUTION D'UN CIRCUIT

Après la mise en route, le programme trace sur l'écran du CPC une grille de 8x10 divisions. Les calibres des voies 1 et 2 ainsi que la vitesse de balayage sont affichés dans les fenêtres latérales. Dans la fenêtre inférieure, le programme propose à l'utilisateur de constituer un circuit série simple comportant un générateur de signaux associé à sa résistance interne RO (généralement 50 ohms) et trois autres éléments dont la nature et la valeur sont librement choisies (résistance, self, capacité). Le schéma du circuit est affiché sur l'écran. Les points de branchement des voies 1 et 2 sont indiqués par les flèches V1 et V2. Deux types de signaux sont disponibles. Un signal sinusoïdal dont l'amplitude et la fréquence sont fixées par l'utilisateur et un échelon de tension de hauteur ajustable. Après quelques secondes de calcul, les signaux obtenus sur les voies 1 et 2 sont tracés successivement sur l'écran. Le programme détermine automatiquement la vitesse de balayage et les calibres optimaux. Une pression sur la touche "M" offre à l'utilisateur la possibilité de modifier les valeurs des éléments du circuit. Si le signal est sinusoïdal, la commande "F" permet la saisie d'une nouvelle valeur de la fréquence. Si le signal est un échelon de tension, la commande "E" permet la saisie d'une nouvelle valeur E de la tension continue appliquée au circuit à l'instant initial (V = 0 pour t< =0 et V = E pour t>0).

QUELQUES EXEMPLES

En alternatif le programme permet de traiter facilement les circuits R C, R L et R L C, et de relever comme en salle de travaux pratiques des courbes de variation de tension ou de déphasage en fonction de la fréquence. Pour obtenir des résultats intéressants, les valeurs des divers composants ne doivent cependant pas être choisies au hasard, quelques calculs préliminaires seront nécessaires. Voici quelques exemples de circuits réels qui ont été utilisés pour tester le bon fonctionnement du programme.

  • Circuit RC : C = 100 nF; R = 1 kΩ ; Vem = 2 V ; F = 1000 Hz Circuit RL : L = 3.3 mH,r = 30 Ω ; R = 1 kΩ ; Vem = 2 V ; F = 60 kHz
  • Circuit RLC : C = 10 nF; L = 3.3 mH,r = 30 Ω ; R = 100 Ω ; Vem = 2 V
  • F varie entre 20 kHz et 40 kHz... résonance à 27.7 kHz Pour saisir par exemple une valeur de capacité telle que C = 10 nF, utilisez la notation C = 10e-9, ou encore L = 3.3 mH L = 3.3e-3. La résistance notée r est la résistance de la self.

Si le signal est un échelon de tension les circuits ci-dessus donneront également des résultats convenables. Dans le cas du circuit RLC on augmentera progressivement la résistance pour amortir les oscillations.

RESUME DES PRINCIPALES COMMANDES

Une pression sur la touche "A" affiche un résumé des principales commandes :

  • f7 : Trace la voie 1
  • Shift f7 : Trace la voie 2
  • Ctrl f7 : Trace en mode x y
  • f8 : Effacement de l'écran
  • f9 : Copie d'écran sur DMP-2000
  • f6 & f3 : Sélection de la vitesse de balayage
  • f4 & f1 : Ajustement du calibre de la voie 1
  • f5 & f2 : Ajustement du calibre de la voie 2
  • f0 : Constitution d'un nouveau circuit
  • Shift f0 : Changement de signal
  • "F" : Nouvelle fréquence si le signal est sinusoïdal
  • "E" : Nouvelle tension échelon
  • "M" : Modification des valeurs des composants
  • [FLECHE HAUT] [FLECHE BAS] : Déplacent l'origine de la voie 1
  • Shift [FLECHE HAUT] [FLECHE BAS] : Déplacent l'origine de la voie 2

SAISIE DU PROGRAMME

La saisie du programme présente deux petites difficultés qui sont signalées dans le listing. Pour obtenir sur l'écran le caractère grec µ qui figure dans le jeu de caractères spéciaux du CPC (code 1 83), la touche 17 du clavier a été redéfinie (ligne 150). Après un RUN une pression sur la touche "[" affiche le caractère µ sur l'écran. Si vous insérez ce caractère dans une chaîne comme W$ = "pn/µm kMG" (ligne 190), l'interpréteur BASIC l'affichera désormais sous cette forme. Par contre la sortie imprimante du CPC ne comportant que 7 bits, le code du caractère 183 devient (183-128) = 55 qui correspond au caractère "7". En conséquence, après redéfinition de la touche 17, dans les lignes 190, 4960 et 4970 pressez la touche "[" en lieu et place des 10 caractères "7" que vous rencontrerez. L'affichage des flèches qui indiquent de part et d'autre de l'écran l'origine des voies fait également appel à des caractères spéciaux que l'imprimante ne peut reproduire. Ces caractères sont signalés dans le listing (910-1170). Par exemple dans la ligne 990 dans l'instruction PRINT" " vous remplacerez les 4 blancs par un seul caractère obtenu en pressant remplacerez les 4 blancs par un seul caractère obtenu en pressant simultanément les touches CTRL et I, soit une petite flèche dirigée vers la droite.

Les principales constantes et variables utilisées sont :

Constantes

  • CAL$(i) : Tableau [1 ..12] de chaînes de 5 caractères destinées à l'affichage des calibres.
  • CAL (i) : Tableau [1 ..12] des valeurs numériques réelles correspondantes.
  • VIT$(k) : Tableau [1..22] de chaînes de 5 caractères destinées à l'affichage des vitesses de balayage.
  • VIT (k) : Tableau [1..22] des valeurs numériques réelles correspondantes.

Variables entières

  • i : désigne le calibre utilisé pour la voie 1 [1 ..12]
  • j : désigne le calibre utilisé pour la voie 2 [1.12]
  • k : désigne la vitesse de balayage en cours [1 ..22]
  • m : désigne un élément du circuit [0..3]
  • m1 : repère sur le circuit le point de mesure pour la voie 1
  • m2 : repère sur le circuit le point de mesure pour la voie 2
  • h,p,n : sont des compteurs utilisés dans les boucles FOR NEXT 

Variables réelles

  • R (m) : Tableau [0..3] des valeurs des résistances
  • L (m) : Tableau [0..3] des valeurs des selfs
  • C (m) : Tableau [0..3] des valeurs des capacités
  • Z (m) : Tableau [0..3] des valeurs des réactances
  • V1 (n) : Tableau [0..100] des valeurs calculées pour le tracé du signal sur la voie 1
  • Y2(n) : tableau [0..100] des valeurs calculées pour le tracé du signal sur la voie 2
  • v1,v2 : mémorisent l'origine des voies 1 et 2
  • SRT : Somme des résistances placées en série dans le circuit
  • L : Somme des inductances placées en série dans le circuit
  • Cinv : Somme des inverses des capacités placées en série dans le circuit
  • C : C = 1/Cinv
  • SZT : Somme des réactances placées en série dans le circuit
  • SR1 : Somme des résistances de la portion 1 du circuit
  • SR2 : Somme des résistances de la portion 2 du circuit
  • SZ1 : Somme des réactances de la portion 1 du circuit
  • SZ2 : Somme des réactances de la portion 2 du circuit
  • ZT : Module de l'impédance totale du circuit
  • Z1 : Module de l'impédance de la portion 1 du circuit
  • Z2 : Module de l'impédance de la portion 2 du circuit
  • amp : Amplitude du signal sinusoïdal ou hauteur de l'échelon de tension délivré par le générateur de signaux
  • V1m : Amplitude du signal sinusoïdal ou valeur maximale de la tension (>0) sur la voie 1
  • V2m : Amplitude du signal sinusoïdal ou valeur maximale de la tension (>0) sur la voie 2
  • F : Fréquence du signal sinusoïdal exprimée en Hertz
  • oméga : Pulsation exprimée en radians par seconde
  • fi : Déphasage de la voie 2 exprimé en radians
  • t : Temps exprimé en secondes
  • st : Intervalle de temps utilisé pour le calcul des signaux
  • v : Variable utilisée par le sous-programme de mise sous forme scientifique des valeurs affichées sur l'écran
  • si : Mémorise le type de signal en cours
  • si = 1 =>signal sinusoïdal si = 2 =>échelon de tension

Variables réelles utilisées pour le calcul des réponses à un échelon de tension

  • tau : Constante de temps (circuits RC, RL,RLC)
  • A1 ,B1 ,C1 ,A2,B2,C2 : Coefficients des fonctions UNE et DEU
  • D : Discriminant de l'équation caractéristique du circuit RLC
  • D>0 =>régime pseudo-périodique
  • Drégime apériodique
  • D = 0 => régime critique oméga : Pulsation en régime pseudopériodique ou simple coefficient en régime apériodique (circuit RLC)
  • w1,w2 : Coefficients calculés pour simplifier l'écriture de fonctions
  • UNE et DEU en régime apériodique
  • F : Fréquence fictive transmise au sous-programme qui calcule la vitesse de balayage optimale
  • Ymax1, Ymax2 : Valeurs positives maximales obtenues au cours du calcul des tableaux
  • Y1(n) et Y2(n) et utilisées pour l'ajustement automatique des calibres. Les nombreux commentaires qui signalent les principaux sous-programmes, devraient permettre aux "amateurs" de mieux discerner la structure du programme et éventuellement d'ajouter des fonctions supplémentaires.

COPIE D'ECRAN

Le programme de hardcopy qui figure en fin de listing est une simple adaptation de celui donné dans la notice de la DMP2000 AMSTRAD. Si l'imprimante n'est pas sous tension ou absente, la commande Hcop est ignorée. Une simple pression sur la barre d'espace suffit pour interrompre la copie d'écran en cours.

CONCLUSION

Ce programme a été testé en salle de travaux pratiques. Initialement destiné à un simple contrôle, il s'avère très efficace pour guider un manipulateur inexpérimenté pour le choix des calibres et de la vitesse de balayage et même pour la détection des erreurs de montage. La copie d'écran qui visualise le circuit, les conditions expérimentales et l'oscillogramme correspondant fournit un document facile à exploiter ultérieurement.

NDLA : Picosoft est une boîte de logiciels très modeste qui n'existe que dans l'imagination de son seul et unique membre dont vous devinerez aisément le nom.


CPC REVUE n°30

★ EDITEUR: CPC Revue
★ ANNÉES: 1988 , 1987
★ CONFIG: 64K + AMSDOS
★ LANGAGE:
★ LICENCE: LISTING
★ AUTEUR: Jacques Charrier / PICOSOFT

★ AMSTRAD CPC ★ DOWNLOAD ★

Type-in/Listings:
» Traceur  d  Oscillogrammes    FRENCHDATE: 2015-01-17
DL: 56 fois
TYPE: ZIP
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NOTE: 41 Cyls
.HFE: OUI

» Traceur  d  Oscillogrammes    LISTING    FRENCHDATE: 2018-03-20
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TYPE: text
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L'Amstrad CPC est une machine 8 bits à base d'un Z80 à 4MHz. Le premier de la gamme fut le CPC 464 en 1984, équipé d'un lecteur de cassettes intégré il se plaçait en concurrent  du Commodore C64 beaucoup plus compliqué à utiliser et plus cher. Ce fut un réel succès et sorti cette même années le CPC 664 équipé d'un lecteur de disquettes trois pouces intégré. Sa vie fut de courte durée puisqu'en 1985 il fut remplacé par le CPC 6128 qui était plus compact, plus soigné et surtout qui avait 128Ko de RAM au lieu de 64Ko.