Académie de POITIERS - D. TOURNIER, J.-M. GRENIER, R. TOURNIER - cyberlabo@ac-poitiers.fr

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On appelle "déphasage" la différence de phase entre deux signaux alternatifs de même fréquence.

La mesure d'un déphasage permet, par exemple,  de mieux connaître le comportement d'un quadripôle lorsqu'on fait varier la fréquence de la tension d'entrée. Dans cet exemple, on mesure , à l'aide d'un oscilloscope, le déphasage entre le signal de sortie et le signal d'entrée.

Les deux signaux n'ont pas de composantes continues.

Une vidéo (7,5 Mo) est à votre disposition. Elle vous montrera, en temps réel une méthode de mesure d'un déphasage.

Mise sous tension
 

Nous avons utilisé un oscilloscope à mémoire pour avoir des traces stables.
On peut effectuer la mesure du déphasage avec un oscilloscope analogique.

Réglage des références

Après avoir réglé la référence de la voie 1,  réglons celle de la voie 2.
Notez les positions des sélecteurs des deux voies d'entrée.

Application des signaux 
 

Le signal u₁ est appliqué à la voie 1. Appliquons le signal u₂ à la voie 2.
Les deux sélecteurs seront alors sur la position DC.

Réglage de la base de temps

Etape 1 : réglage du décalage horizontal pour que u₁ coupe l'axe des temps au "zéro" défini

Etape 2 : réglage de la base de temps pour observer une demi-période sur plus ou moins de 9 divisions (selon le type d'oscilloscope)

Etape 3 : décalibrage de la base de temps pour observer une demi-période sur 9 divisions.
 

Ces réglages seront réalisés plus précisément ultérieurement.
D'autre part, ils auraient pu être effectués avec u₂.

Réglage des sensibilités

La sensibilité de la voie 1 a été modifiée pour que l'intersection entre u₁ et l'axe soit la plus franche possible. Faisons de même pour la voie 2.

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                On réajuste le décalage horizontal et le décalibrage de la base de temps pour que la demi-période corresponde le plus précisément possible à 9 divisions.
 
 

Mesure

A la période T correspond un angle de 360°.

A la durée T/2 correspond donc un angle de 180°.

9 divisions correspondent à T/2.

Par suite 1 division correspond à : 180/9 = 20°.

Le déphasage j entre u₁ et u₂ est : 2,1*20 = 42 °

 
 
Remarque : u₂ est en avance sur u₁.

 

Exercice : mesure d'un déphasage

Les deux signaux visualisés ci-dessous n'ont pas de composantes continues.

Une erreur fondamentale a été commise, qui empêche toute mesure.

Quelle est cette erreur ?

Après avoir corrigé l'erreur, quelles sont les trois opérations qu'il faudra réaliser pour effectuer facilement et précisément la mesure du déphasage ?