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Dernière mise à jour : 17/08/2026Présentation
Cette sonde de type différentielle et active dispose de deux entrées flottantes In+ et In- et d'une sortie asymétrique référencée à la masse, prête à connecter à l'entrée BNC traditionnelle d'un oscilloscope (impédance d'entrée 1 M).
Cette sonde qui apporte une atténuation de 100:1 à l'étage d'entrée et ensuite présente une amplification de x100 à l'étage de sortie a été conçue pour un usage dans la plage de fréquences allant de 20 Hz à 20 kHz (domaine audio). Pour rappel, l'utilisation d'une sonde différentielle permet d'effectuer en toute sécurité des mesures entre deux points quelconques d'un circuit, même si aucun de ces points n'est relié à la masse (ce qui avec une sonde traditionnelle est impossible). La bande passante de cette sonde qui est d'environ 1 MHz est faible, mais elle suffit amplement pour des besoins standards dans le domaine audio.
Avertissements
Sonde très simplifiée,
aucune protection sur les entrées, usage sur circuits audio
transistorisés niveaux ligne seulement.
Usage interdit dans un amplificateur audio à tubes
électroniques.
Bande passante limitée, usage audio uniquement.
Des sondes plus sérieuses existent en DIY, par exemple hackaday
- sonde 100 MHz ou diyaudio - sonde 100 MHz.
Schémas 007 et 007a (basés sur schémas proposés par AD/LT)
Les deux schémas qui suivent constituent le point de départ d'une sonde 1:10 (atténuation x10) proposé par Analog Device (anciennement Linear Technology). Ces sondes qui mettent en oeuvre des circuits LTC6268-10 (4 GHz max) peuvent traiter des signaux jusqu'à 500 MHz, la sortie étant chargée sur une impédance de 50 ohms.
Pour que ces sondes fonctionnent bien, il faut impérativement utiliser des composants miniatures CMS et effectuer un routage du PCB dans les règles des hautes fréquences, point que je ne maîtrise pas très bien (pour preuve, les mauvais résultats que j'ai obtenus avec ma sonde différentielle pour oscilloscope 004aa qui s'appuie sur un AOP à très large bande passante).
Comme je n'avais pas envie de m'essayer à ce type de sonde
(tout du moins pas
tout de suite et pour les caractéristiques alléchantes annoncées), j'ai
décidé de "détourner" le schéma de base pour
réaliser une sonde beaucoup plus modeste (et moins performante) mettant
en oeuvre des AOP
plus classiques qui fonctionnent même sur un PCB classique (non
spécifique HF). J'ai ainsi abouti à la version 007b qui suit.
Schéma 007b (ma version)
Tout comme pour le schéma d'origine de AD/LT, cette sonde est composée de deux parties : un étage d'entrée différentiel construit autour de l'amplificateur opérationnel U1 et un étage de sortie asymétrique construit autour de l'amplificateur opérationnel U2.
Ma version diffère en plusieurs points de celle proposée par AD/LT :
- les AOP haut de gamme sont remplacés par des AOP plus "modestes"
- le second AOP est monté en circuit inverseur avec un gain de 100x (au lieu de 10x)
- la sortie est chargée sur une impédance d'entrée de 1 M et non de 50 R.
Plusieurs types d'AOP peuvent être utilisés, ici j'ai pensé au OPA356AID de Texas Instrument et au AD820S de Analog Devices. Le premier permet d'obtenir une bande passante globale d'environ 1 MHz, le second permet d'aller jusqu'à 70 kHz environ (oui, c'est beaucoup moins).
Etage d'entrée différentiel
Les résistances R1 à R4 provoquent une atténuation de 100:1 et l'amplificateur U1 travaille en différentiel sur les deux entrées In+ et In- ainsi atténuées. Le signal disponible en asymétrique sur la sortie de U1 (broche 6) possède donc une amplitude 100 fois moindre que celle du signal d'entrée.
Etage de sortie asymétrique
L'amplificateur
U2 reçoit le signal atténué (dans un rapport de 100) et l'amplifie dans
un rapport de 100. On dispose donc au final (en sortie de la sonde)
d'un signal qui possède la même amplitude que celle du signal
d'entrée... à -6 dB près (résultat du passage de symétrique
vers asymétrique). On peut aussi si on le désire fixer un gain deux
fois plus élevé pour l'étage de sortie, mais en acceptant alors une
petite baisse de la bande passante (ce qui ne serait pas dramatique si
on utilise des OPA356AID).
Alimentation
La sonde 007b requiert une tension d'alimentation simple de valeur comprise entre +12 V et +24 V, là où la sonde 007a réclamait une tension plus faible de +5 V. L'intensité de courant est inférieure à 10 mA avec les AOP utilisés ici, elle peut être différente si les AOP choisis ne sont pas ceux indiqués sur le schéma. Idéalement, la masse de l'alimentation devrait être totalement isolée de la terre pour éviter tout "bouclage terre/masse" avec l'oscilloscope.Remarque : vous pouvez utiliser un bloc d'alimentation standard, linéaire ou à découpage (mais de préférence linéaire pour moins de bruit de fond). Un chargeur USB-C peut convenir, à condition de lui associer un module intelligent dictant au chargeur de sortir une tension plus élevée que les +5 V de base, par exemple +12 V, +15 V ou +20 V (rechercher USB-C PD trigger dans votre moteur de recherche).
Prototype(s)
En cours de réalisation.
Circuit imprimé (PCB)
Dessiné en 4 couches, tous les composants sont en version CMS.
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Historique
17/08/2026
- Première mise à disposition