Traçador de curvas (INS152)

O osciloscópio é sem dúvida o mais útil de todos os instrumentos com que o profissional da eletrônica pode contar. No entanto, diferentemente do que muitos pensam, não usamos esse instrumento apenas para visualizar sinais num circuito ou analisar transientes. Com a ajuda de um circuito simples, o Traçador de Curvas, poderemos testar praticamente qualquer componente visualizando sua característica na tela do osciloscópio. Se o leitor tem acesso a um osciloscópio, eis um útil circuito que não pode faltar na sua bancada de trabalho.

Os componentes eletrônicos possuem curvas características que mostram o seu comportamento num circuito. Todo profissional da eletrônica aprende nos cursos técnicos como interpretar as curvas dos principais componentes, indo do resistor que é o mais simples, a componentes sofisticados como transistores e outros.

O que talvez muitos leitores não saibam é que é muito simples projetarmos a curva característica de um componente real na tela de um osciloscópio, possibilitando assim a análise de seu comportamento elétrico.

O que propomos neste artigo é justamente a montagem de um circuito simples que permite visualizar a curva característica de diversos tipos de componentes na tela de um osciloscópio comum.

Como o teste é feito em freqüência muito baixa, até mesmo osciloscópios virtuais de 10 kHz podem ser usados em conjunto com esse circuito, devendo apenas o leitor tomar cuidado para não ultrapassar os limites de tensão e corrente admitidos pelo computador nessa função.

Para osciloscópios comuns, os tipos de baixo custo de um canal servem perfeitamente para visualizar curvas de componentes como resistores, capacitores. diodos, junções semicondutoras, diodos zener, etc.

 

Como Funciona

A idéia é aplicar uma tensão no componente em teste e sensoriar a corrente que circula através dele através da entrada vertical, comparando-a com a intensidade e fase da tensão aplicada diretamente na varredura horizontal do osciloscópio.

Operando na função X/Y ou A/B do osciloscópio plotamos na sua tela a função tensão x corrente, conforme mostra a figura 1.

 

Plotando função tensão x corrente.
Plotando função tensão x corrente.

 

Assim, para um resistor, obtemos uma reta inclinada cuja tangente do ângulo nos permite até medir a sua resistência.

Para um capacitor, por exemplo, em que temos uma defasagem da tensão em relação à corrente, a figura gerada se aproximará de um círculo, conforme mostra a figura 2.

 

A forma gerada na análise de um capacitor.
A forma gerada na análise de um capacitor.

 

O circuito prático opera com tensões de rms de 12 e 24 V, devendo o leitor atentar para esses valores ao trabalhar com componentes delicados A chave S2 faz a seleção da tensão a ser aplicada no dispositivo em teste.

A chave S3 seleciona a corrente de prova no dispositivo enquanto ue a chave S4 seleciona o resistor de sensoriamento de corrente. Na prática é interessante que R4 seja selecionado com R1 e R5 com R2.

 

Montagem

O diagrama completo do Traçador de Curva é mostrado na figura 3.

 

Diagrama completo do traçador de curva.
Diagrama completo do traçador de curva.

 

Como o circuito é muito simples e trabalha com baixas freqüências fica por conta do leitor escolher a melhor técnica de montagem.

Lembramos apenas que o resistor R1 deve ser de pelo menos 2 W de dissipação. O transformador pode também ter tensões menores de secundário como 6 + 6 V ou 9 + 9 V e correntes a partir de 300 mA.

A tensão do transformador é importante em especial no caso de testes de diodos zener para que a ruptura inversa seja alcançada e assim a curva correta apresentada na tela do osciloscópio.

O conjunto pode ser instalado numa pequena caixa de plástica já com cabos e conectores de acordo com o tipo de osciloscópio com o qual ele vá funcionar.

 

Uso

Na figura 4 temos o modo de se fazer a conexão do aparelho num osciloscópio comum.

 

Conectando o traçador de curva no osciloscópio.
Conectando o traçador de curva no osciloscópio.

 

Observe que o osciloscópio deve ser colocado na função DC com ajuste para varredura externa, ou seja, na função X/Y ou A/B, conforme o tipo.

P1 ajusta o sinal na entrada horizontal para se obter a melhor imagem.

Os ganhos, horizontal e vertical, devem ser ajustados para se obter a melhor resposta na tela.

Na figura 5 temos uma simulação desse circuito no teste de um diodo usando o osciloscópio virtual do Electronics Workbench (EWB - MultiSim 9).

 

A tela do MultiSIM com o teste de um diodo.
A tela do MultiSIM com o teste de um diodo.

 

Na figura 6 temos as curvas que devem ser observadas para alguns componentes comuns. Observamos que, conforme a função selecionada seja Y/X ou X/Y a curva pode aparecer rebatida na tela em 180 graus. Veja a polaridade da ligação das pontas de prova neste teste.

 

Formas obtidas no testes de componentes comuns.
Formas obtidas no testes de componentes comuns.

 

Também observamos que, o leitor pode agregar mais resistores na chave S3 e S4, mantendo as relações de valores, para a realização de testes com correntes menores, o que é especialmente importante no caso de componentes delicados.

 

D1 - 1N4148 - diodo de uso geral

S1 - Interruptor simples

S2, S3, S4 - Chave de 2 pólos x 2 posições

PP1, PP2 - Pontas de prova - vermelha e preta

T1 - Transformador com primário conforme a rede local e secundário de 12 + 12 V - 300 mA

P1 - 47 k ? - potenciômetro

R1 - 1 k ? x 2 W - resistor

R2 - 10 k ? x 1 W - resistor

R3 - 47 k ? x 1/8 W - resistor

R4 - 1 ohm x 1/2 W - resistor

R5 - 10 ? x 1/2 W - resistor

Diversos:

Placa de circuito impresso, cabo de força, caixa para montagem, fios, solda, etc.


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