{"id":724,"date":"2026-06-18T09:59:10","date_gmt":"2026-06-18T09:59:10","guid":{"rendered":"https:\/\/vasozk.com\/?p=724"},"modified":"2026-07-01T13:01:52","modified_gmt":"2026-07-01T13:01:52","slug":"how-to-measure-microampere-%c2%b5a-currents-with-an-oscilloscope-current-probe","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/vasozk.com\/fr\/how-to-measure-microampere-%c2%b5a-currents-with-an-oscilloscope-current-probe\/","title":{"rendered":"Comment mesurer des courants de l'ordre du microamp\u00e8re (\u00b5A) avec une sonde de courant d'oscilloscope"},"content":{"rendered":"

Lorsqu'on tente de caract\u00e9riser le courant en mode veille d'un capteur IoT aliment\u00e9 par batterie, d'un dispositif portable ou de tout microcontr\u00f4leur \u00e0 tr\u00e8s faible consommation, on se heurte souvent au m\u00eame probl\u00e8me frustrant\u00a0: une sonde de courant d'oscilloscope fonctionne parfaitement jusqu'au niveau du milliamp\u00e8re et de l'amp\u00e8re, mais d\u00e8s que le courant tombe \u00e0 quelques microamp\u00e8res, la forme d'onde dispara\u00eet pratiquement dans le bruit de fond.<\/p>\n\n\n\n

Il s'agit d'une limitation bien connue, et il existe une astuce de laboratoire tr\u00e8s utile \u2013 le bouclage \u2013 qui permet aux ing\u00e9nieurs d'\u00e9tendre les capacit\u00e9s de presque toutes les sondes de courant \u00e0 pince amp\u00e8rem\u00e9trique jusqu'\u00e0 la gamme des \u00b5A sans avoir \u00e0 acheter de nouveau mat\u00e9riel. Les sections suivantes expliquent l'origine de ce probl\u00e8me, le fonctionnement de l'astuce et ses limites, car cette technique a tendance \u00e0 d\u00e9cevoir ceux qui la consid\u00e8rent comme une solution miracle sans en comprendre les principes physiques sous-jacents.<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure>\n\n\n\n

Pourquoi une sonde de courant d'oscilloscope a-t-elle des difficult\u00e9s \u00e0 mesurer des courants inf\u00e9rieurs \u00e0 quelques milliamp\u00e8res\u00a0?<\/h3>\n\n\n\n

La plupart des pinces amp\u00e8rem\u00e9triques \u2014 qu'il s'agisse de mod\u00e8les passifs \u00e0 transformateur ou de sondes \u00e0 effet Hall AC\/DC actives \u2014 fonctionnent en d\u00e9tectant le champ magn\u00e9tique g\u00e9n\u00e9r\u00e9 autour d'un conducteur. Disponibles avec des intensit\u00e9s admissibles allant du microamp\u00e8re \u00e0 plusieurs milliers d'amp\u00e8res, ces sondes pr\u00e9sentent un compromis direct entre l'intensit\u00e9 admissible et la sensibilit\u00e9. Une sonde con\u00e7ue pour supporter plusieurs dizaines d'amp\u00e8res n'est tout simplement pas optimis\u00e9e pour la d\u00e9tection d'un signal six ordres de grandeur plus faible.<\/p>\n\n\n\n

Il ne s'agit pas d'un d\u00e9faut de la sonde, mais d'un ph\u00e9nom\u00e8ne physique. Une sonde \u00e0 courant \u00e9lev\u00e9 perd g\u00e9n\u00e9ralement en r\u00e9solution et en pr\u00e9cision lors de la mesure d'un signal de tr\u00e8s faible amplitude, proche de la limite inf\u00e9rieure de sa plage de mesure. La sensibilit\u00e9 doit donc \u00eatre consid\u00e9r\u00e9e conjointement en fonction de la sonde et de l'oscilloscope. Mesurer des signaux de l'ordre du microamp\u00e8re revient \u00e0 demander \u00e0 un capteur con\u00e7u pour les signaux forts de d\u00e9tecter un signal extr\u00eamement faible.<\/p>\n\n\n\n

Ce probl\u00e8me pr\u00e9cis est fr\u00e9quemment rencontr\u00e9 sur les forums d'ing\u00e9nierie traitant des dispositifs Bluetooth Low Energy en veille profonde. Si les fiches techniques annoncent une consommation de quelques microamp\u00e8res seulement, la mesure en conditions r\u00e9elles s'av\u00e8re complexe. Une discussion largement cit\u00e9e sur ce sujet a mis en lumi\u00e8re le probl\u00e8me fondamental\u00a0: obtenir des mesures de haute pr\u00e9cision avec un oscilloscope est g\u00e9n\u00e9ralement difficile et d\u00e9pend fortement de la qualit\u00e9 de l'appareil. Ce m\u00eame fil de discussion a soulign\u00e9 un point souvent n\u00e9glig\u00e9\u00a0: le choix de la r\u00e9sistance de mesure est tout aussi important que celui de la sonde. Une r\u00e9sistance de mesure trop \u00e9lev\u00e9e impose une sensibilit\u00e9 plus faible pour \u00e9viter l'\u00e9cr\u00eatage, ce qui r\u00e9duit la pr\u00e9cision. \u00c0 l'inverse, une r\u00e9sistance trop faible amplifie les courants de mode commun et nuit \u00e9galement \u00e0 la pr\u00e9cision. En d'autres termes, avant m\u00eame le choix de la sonde, la conception du shunt influence d\u00e9j\u00e0 la marge de man\u0153uvre.<\/p>\n\n\n\n

L'astuce de la boucle\u00a0: multiplier la sensibilit\u00e9 gratuitement<\/h3>\n\n\n\n

Voici l'\u00e9l\u00e9ment qui change tout. Si le fil conducteur d'un courant faible est enroul\u00e9 plusieurs fois autour du noyau de la sonde au lieu d'y passer une seule fois, la sensibilit\u00e9 de la sonde augmente proportionnellement. Il ne s'agit pas d'une astuce propre \u00e0 une seule marque\u00a0: c'est un comportement courant et document\u00e9 dans toute l'industrie. Les notes d'application de Tektronix le d\u00e9crivent clairement\u00a0: les ing\u00e9nieurs peuvent augmenter la sensibilit\u00e9 au courant en enroulant N spires du conducteur autour de la sonde. Le document technique de DigiKey sur le choix des sondes de courant d\u00e9crit la m\u00eame approche, en pr\u00e9cisant que lors de la mesure de faibles courants, la sensibilit\u00e9 d'une sonde peut \u00eatre accrue en enroulant plusieurs spires autour du primaire, et en expliquant la raison sous-jacente\u00a0: comme pour tout transformateur, la sensibilit\u00e9 de la sonde augmente avec le nombre de spires traversant son noyau.<\/p>\n\n\n\n

Le calcul est donc simple\u00a0:<\/p>\n\n\n\n

Courant r\u00e9el = Valeur affich\u00e9e \u00f7 Nombre de tours<\/p>\n\n\n\n

Enroulez le conducteur autour du noyau 10 fois, et un courant r\u00e9el de 5 \u00b5A appara\u00eetra \u00e0 l'\u00e9cran comme s'il s'agissait de 50 \u00b5A. Divisez par 10, et le r\u00e9sultat correspond \u00e0 la valeur de r\u00e9f\u00e9rence \u2014 sauf que cette fois, le signal se situe nettement au-dessus du bruit de fond au lieu d'y \u00eatre noy\u00e9.<\/p>\n\n\n\n

Application de la technique sur le banc<\/h3>\n\n\n\n

La m\u00e9thode est vraiment tr\u00e8s simple. Commencez par identifier le conducteur alimentant le dispositif test\u00e9, d\u00e9nudez un peu de fil pour gagner en longueur si n\u00e9cessaire, puis enroulez-le plusieurs fois autour de la m\u00e2choire ou de l'orifice de la sonde. Les spires doivent rester l\u00e2ches et r\u00e9guli\u00e8rement espac\u00e9es, et non serr\u00e9es\u00a0: un enroulement mal fait ou crois\u00e9 peut fausser les mesures. Chaque passage dans le conducteur doit \u00eatre compt\u00e9 avec pr\u00e9cision\u00a0; une erreur de comptage, m\u00eame d'un seul tour, fausse tout le calcul, et c'est une erreur facile \u00e0 commettre lorsque l'enroulement d\u00e9passe cinq ou six tours.<\/p>\n\n\n\n

Une fois les boucles en place, la mesure est prise normalement, puis divis\u00e9e par le nombre de tours. Il est judicieux d'indiquer le nombre de tours directement sur le corps de la sonde ou le dispositif de test lors de sessions longues impliquant plusieurs mesures\u00a0; un nombre de tours non enregistr\u00e9 est une cause fr\u00e9quente de r\u00e9sultats erron\u00e9s.<\/p>\n\n\n\n

Ce m\u00eame principe physique est utilis\u00e9 \u00e0 l'inverse dans un but diff\u00e9rent, ce qui permet de comprendre le fonctionnement du bouclage. Certains documents relatifs aux sondes d\u00e9crivent le passage de plusieurs conducteurs distincts \u00e0 travers le noyau de la sonde pour effectuer une mesure diff\u00e9rentielle\u00a0; il est important de rappeler que la r\u00e9ponse du noyau consiste en r\u00e9alit\u00e9 \u00e0 compter les amp\u00e8res-tours nets, et non \u00e0 \u00ab\u00a0observer un seul fil\u00a0\u00bb.<\/p>\n\n\n\n

L\u00e0 o\u00f9 le tour atteint ses limites<\/h3>\n\n\n\n

Le bouclage n'est pas sans cons\u00e9quence. L'ajout de spires dans un noyau ferromagn\u00e9tique augmente l'inductance du circuit test\u00e9. Pour les transitoires rapides ou tout signal sensible \u00e0 la fr\u00e9quence, cette inductance suppl\u00e9mentaire peut d\u00e9former pr\u00e9cis\u00e9ment le signal \u00e9tudi\u00e9. Pour les mesures de consommation en courant continu ou le profilage du courant lors des cycles veille\/r\u00e9veil lents, cela pose rarement probl\u00e8me. En revanche, pour tout syst\u00e8me commutant \u00e0 des fr\u00e9quences de l'ordre du MHz, il est conseill\u00e9 de v\u00e9rifier la forme d'onde avant de s'y fier.<\/p>\n\n\n\n

La principale limitation, cependant, est celle qui induit beaucoup de personnes en erreur\u00a0: le bouclage amplifie le signal, mais aussi le bruit et la non-lin\u00e9arit\u00e9 de la sonde. Si le bruit de fond de la sonde est \u00e9lev\u00e9 par rapport aux signaux r\u00e9els de l'ordre du \u00b5A, dix ou vingt spires ne suffiront pas \u00e0 am\u00e9liorer la mesure\u00a0; cela ne fera qu'amplifier le bruit en m\u00eame temps que le signal d'int\u00e9r\u00eat. Les ing\u00e9nieurs des forums d'assistance de TI se sont heurt\u00e9s \u00e0 ce probl\u00e8me en tentant de mesurer des courants de l'ordre du microamp\u00e8re sur des microcontr\u00f4leurs ultra basse consommation. Ils ont finalement conclu que les sondes de courant sans contact capables de mesurer des courants aussi faibles sont g\u00e9n\u00e9ralement tr\u00e8s co\u00fbteuses et qu'une r\u00e9sistance shunt associ\u00e9e \u00e0 un amplificateur de pr\u00e9cision \u00e0 faible d\u00e9calage constituait une solution plus pratique pour atteindre des valeurs proches de 1\u00a0\u00b5A.<\/p>\n\n\n\n

Voil\u00e0 le compromis in\u00e9vitable\u00a0: le bouclage am\u00e9liore consid\u00e9rablement les performances d'une sonde pr\u00e9sentant d\u00e9j\u00e0 un faible bruit, mais il ne peut pas compenser les limitations intrins\u00e8ques de la sonde. C'est pr\u00e9cis\u00e9ment pourquoi les ing\u00e9nieurs de test travaillant r\u00e9guli\u00e8rement dans la gamme des faibles \u00b5A (concepteurs d'\u00e9lectronique de puissance, d\u00e9veloppeurs d'objets connect\u00e9s et de dispositifs portables, techniciens de laboratoires de certification) privil\u00e9gient d'embl\u00e9e les sondes de courant \u00e0 tr\u00e8s faible bruit et \u00e0 lin\u00e9arit\u00e9 irr\u00e9prochable \u00e0 faible courant. La sonde limite la pr\u00e9cision de la mesure par bouclage\u00a0; elle ne remplace pas un instrument de mesure de qualit\u00e9.<\/p>\n\n\n\n

Quelques remarques pratiques avant d'essayer<\/h3>\n\n\n\n

La plupart des sondes actives modernes, comme les sondes de courant AC\/DC de Tektronix ou les mod\u00e8les \u00e0 effet Hall similaires, int\u00e8grent des fonctions de d\u00e9magn\u00e9tisation et de mise \u00e0 z\u00e9ro automatique. La d\u00e9magn\u00e9tisation doit \u00eatre effectu\u00e9e avant toute mesure critique afin de garantir une pr\u00e9cision optimale, et la mise \u00e0 z\u00e9ro automatique annule le d\u00e9calage de sortie de la sonde en l'absence de courant. Il est recommand\u00e9 d'effectuer ces deux op\u00e9rations avant le bouclage. L'aimantation r\u00e9siduelle du noyau ou un faible d\u00e9calage continu sont multipli\u00e9s par le nombre de spires, comme tout autre param\u00e8tre\u00a0; une erreur n\u00e9gligeable \u00e0 un grossissement de 1x peut donc devenir perceptible \u00e0 des grossissements de 10x ou 20x.<\/p>\n\n\n\n

Il est \u00e9galement conseill\u00e9 de v\u00e9rifier l'\u00e9chelle verticale de l'oscilloscope apr\u00e8s la boucle. De nombreux syst\u00e8mes de sondes de courant pour oscilloscopes s'adaptent automatiquement \u00e0 la sensibilit\u00e9 connue de la sonde\u00a0; par exemple, une sonde d'une sensibilit\u00e9 de 1\u00a0volt par amp\u00e8re communique cette \u00e9chelle \u00e0 l'oscilloscope, de sorte que la voie affiche automatiquement la valeur en amp\u00e8res. Cette adaptation automatique ne tient pas compte des spires suppl\u00e9mentaires ajout\u00e9es\u00a0; il est donc n\u00e9cessaire d'appliquer manuellement le facteur multiplicateur pour interpr\u00e9ter la valeur affich\u00e9e.<\/p>\n\n\n\n

En r\u00e9sum\u00e9<\/h3>\n\n\n\n

La technique de bouclage est l'une de ces m\u00e9thodes de laboratoire qui para\u00eet presque trop simple pour \u00eatre l\u00e9gitime, mais elle est couramment utilis\u00e9e pr\u00e9cis\u00e9ment parce que son principe physique sous-jacent est solide\u00a0: il s'agit simplement d'un effet de transformateur, appliqu\u00e9 d\u00e9lib\u00e9r\u00e9ment. Pour quiconque cherche \u00e0 caract\u00e9riser des courants de l'ordre du \u00b5A sans investir dans une sonde ultra-sensible d\u00e9di\u00e9e, il est judicieux de l'essayer en premier lieu. Il faut s'attendre \u00e0 ce qu'elle amplifie le signal d\u00e9j\u00e0 disponible de la sonde de courant de l'oscilloscope, bruit inclus. Pour des mesures s\u00e9rieuses et reproductibles \u00e0 l'\u00e9chelle du microamp\u00e8re, c'est l'association de la technique de bouclage avec une sonde pr\u00e9sentant d\u00e9j\u00e0 un faible bruit de fond intrins\u00e8que qui permet d'obtenir des r\u00e9sultats fiables, et non la technique de bouclage seule.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Trying to characterize the sleep-mode current of a battery-powered IoT sensor, a wearable, or any ultra-low-power MCU design often runs into the same frustrating wall: an oscilloscope current probe works beautifully down at the milliamp and amp level, but the moment the current drops into single-digit microamperes, the waveform basically disappears into the noise floor. […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":791,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_joinchat":[],"footnotes":""},"categories":[1],"tags":[],"class_list":["post-724","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-uncategorized"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/vasozk.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/724","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/vasozk.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/vasozk.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/vasozk.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/vasozk.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=724"}],"version-history":[{"count":2,"href":"https:\/\/vasozk.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/724\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":726,"href":"https:\/\/vasozk.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/724\/revisions\/726"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/vasozk.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/media\/791"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/vasozk.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=724"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/vasozk.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=724"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/vasozk.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=724"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}