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Fundamentos do osciloscópio (INS261)

O osciloscópio é um dos instrumentos que não pode faltar na bancada de todo profissional de service (reparação, manutenção e instalação de equipamentos eletrônicos de consumo). Seus recursos permitem que diagnósticos de problemas e avaliações de situações sejam feitas com facilidade levando o profissional a ganhar tempo e com isso dinheiro. Neste artigo daremos algumas indicações muito importantes para os profissionais que pretendem trabalhar com este instrumento e desejam alguns fundamentos de seu uso.

Obs.Este artigo é de 2001, mas ainda é atual pelos ensinamentos que aborda. Muito mais sobre este o asssunto o leitor poderá encontrar no livro “Osciloscópio – Primeiros Passos” de Newton C. Braga

 

Analisando os casos de service que publicamos mês a mês em nossas edições percebemos que são poucos os profissionais que fazem uso do osciloscópio no seu trabalho. No entanto, também percebemos que, quando o profissional faz uso deste instrumento o problema de um equipamento é encontrado com muito mais facilidade.

A utilidade do osciloscópio no diagnóstico de problema, no ajuste de equipamentos e mesmo na sua instalação é patente. Nenhum profissional avançado da eletrônica pode deixar de contar com este instrumento e também deve saber como usá-lo, pelo menos com seus recursos mínimos.

Na verdade, hoje em dia o investimento num bom osciloscópio (que pode ser encontrado no mercado especializado com certa facilidade) é a garantia de um retorno rápido pelo tempo que se ganha e com a ampliação dos recursos de trabalho.

Mas, se a maioria dos profissionais sabe da importância do osciloscópio, o problema maior de muitos é saber os fundamentos deste instrumentos a ponto de saber três pontos básicos:

a) como funciona

b) como usar

c) que tipo comprar

 

Resolvemos portanto fazer nesta edição uma espécia de “tutorial” sobre o osciloscópio que acreditamos também ser muito importante para profissionais (e futuros profissionais) não só da área de service como também de informática (hardware), eletrônica embarcada (eletrônica de automóveis), telefonia e redes.

 

a) Como Funciona

Um osciloscópio comum nada mais é do que um instrumento que possui uma tela (display) a partir do qual podem ser visualizados fenômenos transitórios e formas de onda. Com ele podemos portanto verificar as formas de onda dos sinais de circuitos eletrônicos em geral conforme mostra a figura 1.

 

Figura 1 – Visualizando um sinal num osciloscópio
Figura 1 – Visualizando um sinal num osciloscópio

 

 

O osciloscópio analógico típico usa um tubo de ráios catódicos (TRC) e é um equipamento de uso independente normalmente alimentado pela rede de energia.

No entanto, também é possível obter osciloscópios na forma virtual, graças a difusão do uso do computador (PC) e mesmo instrumentação virtual como o VirtualBench da National (2014).

 

 

Figura 2 – tela do VirtualBench da National
Figura 2 – tela do VirtualBench da National

 

 

O osciloscópio virtual é o mesmo equipamento mas que usa o computador para projetar na tela do monitor a forma de onda do sinal que está sendo observado. Assim, um osciloscópio virtual, conforme mostra a figura 2, consiste num dispositivo que é ligado a uma das portas do PC e que faz a captura do sinal a ser analisado da mesma forma que um osciloscópio comum e após sua digitalização permite que sua forma de onda seja observada no monitor.

Tipos avançados como o VirtuaBench não precisam sequer de conexão física, pois comunicam-se com o computador via wireless.

A digitalização leva a possibilidade de se agregar alguns recursos importantes aos sinais que são observados como por exemplo:

a) eles podem ser armazenados ou gravados para posterior observação e análise.

b) Informações adicionais podem ser agregadas e apresentadas como o valor da tensão de pico, a frequência, etc.

c) Os sinais podem ser enviados pela Internet para que alguém os grave ou observe a distância.

 

Vamos então analisar o princípio de funcionamento de um osciloscópio começando pelo tipo tradicional que faz uso de um tubo de raios catódicos (TRC) semelhante aos encontrados nos televisores.

Este tubo possui um canhão que emite um feixe de elétrons que ao incidir na tela produz um ponto luminoso, conforme mostra a figura 3.

 

   Figura 3 – O TRC de umosciloscópio analógico tradicional
Figura 3 – O TRC de umosciloscópio analógico tradicional

 

Através de campos elétricos e magnéticos é possível deflexionar este feixe e com isso fazer com que o ponto desenhe na tela do osciloscópio qualquer tipo de figura.

Para se conseguir com que o feixe desenhe a forma de onda de um sinal é preciso contar com dois circuitos básicos.

Um circuito produz um sinal dente de serra que é aplicado no TRC de modo que ele faça o feixe de eletrons se desloca no sentido horizontal traçando

assim uma linha conforme mostra a figura 4.

 

Figura 4 – O processo de varredura
Figura 4 – O processo de varredura

 

 

Veja então que no movimento para a direita o ponto se move lentamente para depois voltar rapidamente ao ponto de partida. O movimento se repete continuamente e é denominado varredura horizontal.

Se, ao mesmo tempo em que este movimento é produzido aplicarmos no circuito de deflexão vertical o sinal que queremos observar, ele fará com que o feixe de elétrons se mova para cima e para baixo acompanhando este sinal e traçando assim uma linha que o retrata, conforme mostra a figura 5.

 

Figura 5 – Obtendo a imagem de um sinal senoidal
Figura 5 – Obtendo a imagem de um sinal senoidal

 

 Pode-se provar facilmente que a combinação de um movimento horizontal “dente de serra” com o movimento horizontal de qualquer forma de onda sempre resulta na imagem desta forma de onda.

É claro que é preciso levar em conta os tempos com os sinais horizontais e vertical são aplicados aos circuitos.

Se a frequência do sinal for muito mais alta do que a da varredura horizontal, no tempo em que o feixe varre a tela da esquerda para a direita haverá tempo para que vários ciclos do sinal aplicado ao circuito vertical sejam traçados na tela e veremos uma imagem de vários ciclos, conforme mostra a figura 6.

 

Figura 6 – Imagem e frequência do sinal de varredura
Figura 6 – Imagem e frequência do sinal de varredura

 

 Por outro lado, como a varredura ocorre constantemente, ao chegar no extremo direito da tela, ao voltar o ciclo seguinte do sinal a ser observado pode não começar no mesmo lugar que o anterior e com isso teremos a superposição constante de imagens começando em pontos diferentes, conforme mostra a figura 7.

 

  Figura 7 – Superposição de imagens
Figura 7 – Superposição de imagens

 

 

Para que isso não ocorre é preciso contar com mais um circuito importante no osciloscópio que é o de gatilhamento (trigger).

Este circuito faz com que a varedura horizontal se altere levemente ao se observar um sinal, “adaptando-se” para começar sermpre no mesmo ponto. Desta forma, as imagens passam a se superpor nos ciclos de varredura e com isso o aspecto final será uma imagem única estática, conforme mostra a figura 8.

 

Figura 8 – Usando o gatilho para a imagemcomeçar no ponto certo
Figura 8 – Usando o gatilho para a imagemcomeçar no ponto certo

 

 É claro que a frequência a ser aplicada na varredura horizontal depende muito da frequência do sinal que está sendo observado.

Se a frequência do sinal observado for muito maior que a da varredura a imagem ficará prejudicada pois os ciclos ficarão muito concentrados na tela conforme mostra (a) na figura 9. Da mesma forma, se a varredura for muito alta em relação ao sinal observado, o que veremos será uma parte muito pequena do ciclo, conforme mostra a mesma figura em (b).

 

Figura 9 – Varreduras incorretas
Figura 9 – Varreduras incorretas

 

 

Outro ponto importante também é em relação à intensidade do sinal que está sendo observado. No circuito de entrada dos sinais observados que é o vertical (V) existe um amplificador com ganho selecionado. A finalidade deste amplificador é possibilitar ao usuário ajustar extamante a altura da imagem do sinal para uma observação confortável.

Mais que isso, como o ganho deste amplificador é calibrado com precisão podemos usar o tamanho da imagem para medir a amplitude de um sinal, conforme mostra a figura 10.

 

Figura 10 – Selecionando o ganho de um amplificador
Figura 10 – Selecionando o ganho de um amplificador

 

 

Por exemplo, se o ganho está ajustado para que um sinal de 1 Vpp preencha uma divisão da tela, um sinal que preencha duas divisões terá uma amplitude de 2 Vpp, conforme mostra a figura 11.

 

   Figura 11 – Medindo a amplitude de um sinal
Figura 11 – Medindo a amplitude de um sinal

 

 

É por este motivo que as telas dos osciloscópios são reticuladas.

 

Na vertical podemos medir a amplitude e na horizontal podemos medir o tempo de duração de um ciclo, ajustamente selecionando o tempo de varredura pois ele também é calibrado com precisão.

Por exemplo, se observamos um ciclo de um sinal ocupando duas divisões quando o ajuste da varredura está em 1 ms por divisão, sabemos que o sinal tem um período de 2 ms (milisegundos) e que portanto sua frequência é de 500 Hz.

Sabendo que o osciloscópio funciona desta forma, fica fácil para o leitor perceber como ele pode ser útil na visualização das formas de onda de um circuito.

Basta ligar o osciloscópio no ponto do circuito no qual se deseja observar o sinal e ajustar os controles de ganho e varredura para que se tenha uma imagem estável na tela.

Esta imagem retratará então o sinal com a possibilidade de se conferir não só sua forma mas também a intensidade (amplitude) e até mesmo medir a frequência.

 

 

TABELA

Na tabela relacionamos as frequências mais comuns com os tempos em milisegundos (ms), microsegundos (us) e nanosegundos (ns)

Frequência Periodo
1 Hz 1 s
2 Hz 500 ms
5 Hz 200 ms
10 Hz 100 ms
20 Hz 50 ms
50 Hz 20 ms
100 Hz 10 ms
1 kHz 1 ms
2 kHz 500 us
5 kHz 200 us
10 kHz 100 us
20 kHz 50 us
50 kHz 20 us
100 kHz 10 us
1 MHz 1 us
2 MHz 500 ns
5 MHz 200 ns
10 MHz 100 ns
20 MHz 50 ns
50 MHz 20 ns
100 MHz 10 ns
200 MHz 5 ns
500 MHz 2 ns
1 GHz 1 ns

 

Para um amplificador de áudio, por exemplo, pode-se ir além. Injetando-se na entrada um sinal de forma de onda conhecida (senoidal) pela projeção da imagem do sinal em qualquer ponto do circuito podemos verificar a presença de distorções indicadoras de componentes com problemas ou ainda deificiências do próprio projeto do equipamento, conforme mostra a figura 12.

 

Figura 12 – Verificando a resposta de amplificadores
Figura 12 – Verificando a resposta de amplificadores

 

 

Os osciloscópios comuns usados por profissionais da eletrônica podem trabalhar com sinais que vão desde correntes contínuas até centenas de megahertz. A análise de formas de onda em televisores, videocassetes, CD players e outros equipamentos permite avaliar com facilidade o estado dos circuito e detectar problemas de componentes.

 

 

Figuras de Lissajous

Não é apenas na visualização das formas de onda com o uso da varredura interna que o osciloscópio mostra sua utilidade. Uma outra aplicação é a que se relaciona com a observação das chamadas “Figuras de Lissajous”. Quando dois sinais de frequências diferentes são aplicados a entrada vertical e horizontal ao mesmo tempo, o movimento resultante do feixe de elétrons pela combinação de suas tensões desenha na tela figuras interessantes que são denominadas Lissajous em homenagem ao seu descobridor.

Com estas figuras pode-se analisar um dos sinais, tendo por referência o outro, descorbindo-se assim as fases, frequências e amplitudes com facilidade.

Na figura abaixo temos alguns exemplos destas figuras.

 

 


 

 

 

O osciloscópio Virtual

O osciloscópio virtual nada mais é do que um circuito que converte o sinal a ser observado para a forma digital. Trata-se basicamente de um conversor analogico-digital ou ADC muito rápido, pois deve ser capaz de acompanhar as rápidas variações dos sinais que devem ser capturados pelo PC.

O que o ADC faz é medir constantemente a amplitude do sinal, transformando o valor para a forma digital e o enviando na formas de zeros e uns para o PC.

Conforme mostra a figura 13, se tivermos um sinal senoidal, a tensão em cada instante sobe a partir de zero, gerando valores crescentes que podem ser convertidos para a forma digital até o máximo (pico) quando então os valores são descrescentes.

 

Figura 13 – Digitalizando um sinal senoidal
Figura 13 – Digitalizando um sinal senoidal

 

 

Para que o conversor funcione bem neste tipo de aplicação é preciso que ele faça a maior quantidade de amostragem possível por ciclo. Isso é um problema que limita a capacidade de observação de sinais de alta frequência pelos osciloscópios virtuais. Por exemplo, se fizermos poucas amostragens num ciclo, conforme mostra a figura 14, a forma de onda que o circuito digital “entenda” ficará muito deformada e não corresponderá à realidade. O que ele apresentará no monitor ficará muito longe da realidade.

 

Figura 14 – Frequência de amostragem baixa
Figura 14 – Frequência de amostragem baixa

 

 

Na figura 15 mostramos que, se muitas amostragem por ciclo forem feitas a imagem ficará muito mais próxima da realidade.

 

 Figura 15 – Frequênciade amostragem mais alta
Figura 15 – Frequênciade amostragem mais alta

 

 

O problema maior é que se desejamos observar um sinal de 1 MHz e desejarmos pelo menos 20 amostragens por ciclos, o conversor A/D precisará fazer pelo menos 20 Mega amostragens por segundo o que é um valor muito alto.

 

Desta forma, a maioria dos osciloscópios virtuais disponíveis (que até são mais baratos que os comuns pois eles consistem apenas no ADC e poucos componentes mais) não conseguem visualizar com facilidade sinais de frequências muito altas.

A medida das tensões e frequências é feita totalmente pelo programa que vai ser instalado no computador e que processa as informações vindas do conversor.

 

a) Como Usar

Um dos grandes problemas que todos que adquirem um osciloscópio ou que se vêm diante deste equipamento pela primeira vez é como começar. Para facilitar os leitores vamos supor uma sequência básica de operações, com um osciloscópio comum ajudando a identificar os controles, e verificar para que servem e como usá-lo.

Na figura 16 temos o aspecto de um osciloscópio comum.

 

 

         Figura 16 – Osciloscópio comum
Figura 16 – Osciloscópio comum

 

 

Os controles dos Osciloscópios

A quantidade de controles que encontramos no painel de um osciloscópio depende de seu grau de sofisticação, ou seja, do número de recursos que ele possui. Na figura abaixo temos um exemplo de painel de osciloscópio comum em que os principais controles são apontados.

 


 

 

Em alguns tipos estes controles podem ser feitos por chaves seletoras rotativas e potenciômetros como também por chaves de teclas.

 

Antes de descrevermos como observar um sinal, devemos saber como ligar o osciloscópio e como fazer alguns ajustes preliminares.

Estes ajustes são:

 

Foco

O feixe de elétrons deve incidir na tela do osciloscópio num ponto com as menores dimensões possíveis. O ponto deve ser perfeitamente redondo e não deve ter partes difusas ou ser borrado, conforme mostra a figura 17.

 

   Figura 17 – Ajustando o foco
Figura 17 – Ajustando o foco

 

 

O ajuste de foco permite levar o feixe de eletrons a incidir num ponto com as menores dimensões possíveis. Para fazer este ajuste desligamos a varredura horizontal e sem nenhum sinal fazemos o ajuste que normalmente consiste num poitenciômetro de controle no próprio painel do aparelho.

 

Brilho

Existe um controle que permite ajustar o brilho da imagem gerada, exatamente como nos televisores. Não será preciso ter uma imagem muito brilhante num lugar de pouca luminosidade, além do que, um feixe intenso de elétrons incidindo na tela provoca um desgaste mais rápido do que se uma imagem mais suave for usada.

 

Posicionamento vertical

Os posicionamentos vertical e horizontal permitem centralizar a imagem tomando por referência as linhas da retícula. Assim, conforme mostra a figura 18, se atuarmos sobre o positionamento vertical, a linha horizontal traçada pode subir ou descer na tela.

 

Figura 18 – O ajuste do posicionamento vertical
Figura 18 – O ajuste do posicionamento vertical

 

 

Se vamos analisar um sinal tendo como referência a linha central é claro que na sua ausência devemos atuar sobre o controle de modo a posicionar a linha neste ponto.

Mas, esta não é aúnica possibilidade de uso deste controle. Podemos querer analisar um sinal que oscila 1 volt em torno de certa tensão, por exemplo 20 volts, conforme mostra a figura 19. Neste caso a referência será outra e podemos deslocar o traço horizontal para baixo usando este controle.

 

Figura 19 – Mudança da referência
Figura 19 – Mudança da referência

 

 

Posicionamento horizontal

O posicionamento horizontal nos permite deslocar uma imagem para esquerda ou para direita. Este posicionamento pode ajudar a colocar o início de um ciclo de um sinal observado exatamente sobre uma marca de referência para a medida do período ou da frequência, conforme mostra a figura 20.

Agora que nos familiarizamos com alguns controles iniciais vamos passar a um exemplo prático de uso.

Vamos imaginar que desejamos verificar a forma de onda de um circuito oscilador ou mesmo verificar a forma de onda do secundário de um transformador ligado à rede de energia.

Começamos por ligar o circuito cuja forma de onda a ser observada na entrada Vertical (V) do osciloscópio. A entrada horizontal é usada para o caso em que não se as o sincronismo interno, mas de um outro sinal qualquer.

Será importante antes disso termos uma idéia da intensidade do e de sua frequência para fazer os ajustes iniciais. Na figura 20 mostramos como esta ligação é feita através do cabo que todo o osciloscópio possui contendo pontas que podem ser fixadas no circuito através de pequenos ganchos.

 

   Figura 20 – Usando o oscilosópio
Figura 20 – Usando o oscilosópio

 

 

Observe que uma das pontas deve ser sempre ligada a terra do circuito ou a uma ponto de referência. As pontas dos osciloscópios possuem características que permitem captar os sinais com um mínimo de deformações.

Inicialmente colocamos o controle de ganho numa posição que nos permita enquadrar a imagem na tela. Este controle é dado em V/div (volts por divisão), conforme mostra a escala da figura 21.

 

Figura 21 – ajustando o ganho
Figura 21 – ajustando o ganho

 

 

 

Assim, se vamos visualizar um sinal que esperamos ter 10 V de amplitude, e a tela do osciloscópio permite que até três divisões sejam preenchida, uma posiçãoo favoráavel seria a de colocarmos o ganho em 5 V/div.

Se não temos idéia da intensidade do sinal é sempre conveniente começar pela posição de maior número de volts por divisão, ou seja, menor ganho. Este procedimento é semelhante ao que fazemos ao utilizar outros instrumentos eletrônicos como por exemplo o multímetro, de modo a não haver a sobrecarga dos circuitos de entrada com sinais muito fortes.

A seguir, devemos pensar na frequência do sinal. Para isso, eventualmente será preciso fazer alguns cálculos mentalmente ou então partir por tentativas.

Por exemplo, se vamos querer visualizar um sinal de 1 kHz sabemos que seu período corresponde a um milesimo de segundo ou 1 ms. Isso signfica que, se ajustarmos a varredura para 1 ms/div teremos um ciclo completo enquadrado em cada divisão, conforme mostra a figura 22.

 

Figura 22 – Ajustando a frequência de varredura
Figura 22 – Ajustando a frequência de varredura

 

 

Nesta figura também mostramos no painel de um osciloscópio como aparece este controle. O tipo faz uso de uma chave rotativa mas existem também os modelos que empregam chaves de teclas.

Para 1 MHz temos 1 microsegundo e para 100 MHz, o tempo será de 10 nanosegundos ou 10 ns.

Se o sinal for de uma frequência intermediária a estes valores ou não tivermos certeza podemos ir por tentativas, colocando a chave num valor que julgamos ser apropriado e observando a imagem.

Se a imagem nos revelar apenas parte de um ciclo do sinal é porque a varredura escolhida tem um tempo curto demais em relação a frequência do sinal. Devemos então passar a chave para um tempo maior, conforme mostra a figura 23. Na mesma figura mostramos que se a imagem “aperta” muitos ciclos do sinal a serem observados é sinal que precisamos de um tempo mais curto de varredura.

 

Figura 23 – Ajuste a varredura para observar melhor a forma de onda do sinal
Figura 23 – Ajuste a varredura para observar melhor a forma de onda do sinal

 

 

O passo seguinte, antes de ligar o osciloscópio é colocar o ajuste de disparo para que haja o chaveamento pelo próprio circuito de modo a estabilizar a imagem.

De qualquer maneira, tendo uma visão inicial da imagem, podemos retocar os controles de modo a obter uma imagem estável.

Uma vez obtida uma imagem fixa, podemos passar à sua interpretação.

Quando analisamos um circuito pelas suas formas de onda não é preciso dizer que uma deformação do sinal é indicativo de que algo está anormal. Mas, como saber se uma forma de onda está deformada.

Existem duas formas de se fazer diagnósticos de defeitos com base na forma de onda:

 

Sabendo que forma de onda deve ser encontrada no circuito pela experiência ou porque uma forma de onda conhecida é injetada

Utilizando informações sobre estas forma de onda de um diagrama ou manual de uso.

 

 

 

Formas de Onda

A forma de onda de um sinal nada mais é do quen o “retrato” de como ele varia de intensidade com o tempo. Os sinais dos aparelhos eletrônicos nada mais são do que correntes e tensões que variam rapidamente com o tempo segundo um padrão que depende do que eles transportam (informação). A análise destas formas de onda é um recursos extremamente importante para o reparo e ajuste de equipamentos.

Na figura D mostramos como um sinal é representado pela sua forma de onda tendo no eixo vertical a sua intensidade (corrente ou tensão) e no eixo horizontal o tempo (segundos). Os sinais encontrados nos aparelhos eletrônicos comuns podem ter ciclos de duração que variam de perto de 1 segundo a menos de 1 nanosegundo (bilionésimo de segundo).

 


 

 

 

Analisemos os dois casos.

 

No primeiro caso temos uma opção interessante que pode ser empregada quando trabalhamos com circuitos analógicos que operam com sinais que podem ser injetados para simular seu funcionamento. Este é o caso de amplificadores de áudio, rádios, intercomunicadores, amplificadores analógicos em geral, etc.

 

Basta então usar um injetor de sinais ou um gerador de funções e aplicar o sinal na entrada conforme mostra a figura 24.

 

 Figura 24 - Pontos de injeção de sinais num rádio transistorizado
Figura 24 - Pontos de injeção de sinais num rádio transistorizado

 

 

Os injetores de sinais trabalham normalmente com sinais retangulares e portanto não são apropriados para testes que envolvam fidelidade de um equipamento (distorções). O ideal é usar um gerador de sinais ou de funções que pela sua precisão permite verificar se as formas de onda são alteradas.

Se bem que as formas de onda retangular e senoidal sejam as mais usadas para testes de áudio existe a possibilidade de se empregar sinais triangulares.

Na figura 25 mostramos as deformações típicas que podem ser observadas numa forma de onda num amplificador de áudio, com os problemas que podem ser associados.

 

Figura 25  - Deformaões típicas de sinais
Figura 25 - Deformaões típicas de sinais

 

 

Nos equipamentos em que já existem os sinais presentes, como por exemplo televisores, o técnico experiente deve saber que formas de onda encontrar em determinadas etapas, como por exemplo na saída de um amplificador de vídeo, conforme mostra a figura 26.

 

 

Figura26 – Um sinal de vídeo analógico (composto)
Figura26 – Um sinal de vídeo analógico (composto)

 

 

Evidentemente, saber qual deve ser a amplitude do sinal vai depender do televisor específico, mas se o sinal está com deformações isso pode ser percebido, indicando que um eventual problema de um aparelho estaria antes desta etapa.

No segundo caso, os diagramas e manuais oferecem informações detalhadas sobre as formas de onda que devem ser encontradas em determinados pontos.

Na realidade, existem certos ajustes, como por exemplos dos filtros das etapas de FI de vídeo e de áudio que dependem totalmente do osciloscópio para que um ajuste correto seja feito.

Na figura 27 mostramos um exemplo deste tipo de ajuste em que o sinal deve ter uma forma exata para que o aparelho funcione perfeitamente.

 

Figura 27 – Ajuste de sinal modulado em amplitude
Figura 27 – Ajuste de sinal modulado em amplitude

 

 

Para os profissionais de reparação de TV existe um outro equipamento que é usado em conjunto com o osciloscópio e que é de grande utilidade. Trata-se do gerador de marcas ou mark generator que é mostrado na figura 28.

 

Figura 28 – Gerador de marcas antio
Figura 28 – Gerador de marcas antio

 

 

Este aparelho gera pulsos que se encaixam num sinal em determinadas frequências permitindo assim a sua visualização no osciloscópio.

Para o caso do osciloscópio virtual não existem tantos problemas na sua utilização já que as funções de ajuste podem ser tanto automáticas como controladas pelo próprio operador através do mouse ou do teclado.

Na figura 29 mostramos um exemplo de imagem obtida com um osciloscópio virtual.

 

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Figura 29 – Imagem de forma de onda no vVirtualBench

 

 

 

a) Que tipo Comprar

 

Frequência

A frequência máxima de trabalho do osciloscópio vai depender do tipo de atividade que o profissional exerce. Neste ponto é importante pensar bem antes de adquirir um determinado modelo pois o preço cresce muito quando passamos para os equipamentos que possuem maior frequência.

Para os profissionais de service de equipamentos de uso doméstico tais como televisores, videocassetes e outros, os tipos de 40 MHz a 60 MHz são apropriados.

Veja que um tipo com esta frequência não significa que o sinal de 40 MHz seja o maior que possa ser visualizado. O osciloscópio de 40 MHz é aquele que pode gerar varreduras máximas nesta frequência e que portanto permite a visualização segura de um ciclo de um sinal desta frequência.

 

 

Simples ou duplo traço

Os osciloscópios mais simples apresentam apenas a imagem de um sinal de cada vez. No entanto, nos tipos mais modernos e mais avançados podem ser visualizadas várias imagens ao mesmo tempo.

O mais comum é o osciloscópio de duplo traço que pode apresentar a imagem de dois sinais ao mesmo tempo, conforme mostra a figura 30.

 

   Figura 30 – Osciloscópio de duplo traço
Figura 30 – Osciloscópio de duplo traço

 

 

Com um osciloscópio deste tipo pode-se comparar os sinais em dois pontos de um mesmo circuito ou mesmo ser feita a medida da defasagem dos sinais.

Normalmente, o posicionamento destes sinais é em níveis diferentes da tela de modo a haver uma separação das imagens como mostramos na figura 31. No entanto, para a medida de uma defasagem, eles podem ser colocados na tela com a mesma linha horizontal de referência (0 V) conforme mostra a figura 31.

 

Figura 31 – Medindo a defasagem entre dois sinais
Figura 31 – Medindo a defasagem entre dois sinais

 

 

Nos laboratórios de eletrônico o uso de um osciloscópio de duplo traço oferece muitas possibilidades de análise aos circuitos e seu custo não é muito maior em relação aos de simples traço.

Existe ainda a possibilidade de se agregar aos osciloscópios circuitos multiplexadores de entrada, como o mostrado na figura 32 que chaveiam os sinais de diversas fontes de modo a possibilitar a visualização simultanea de todos eles.

 

Figura 32 – Transformando um osciloscópio simples feixe em duplo
Figura 32 – Transformando um osciloscópio simples feixe em duplo

 

 

É claro que, dada a velocidade do chaveamento, as frequências máximas que podem ser visualizadas com estes recursos não são das mais elevadas.

 

Duplo Feixe ou Duplo Traço

Existe uma diferença entre os osciloscópios de duplo feixe e de uplo traço. Nos osciloscópios de duplo feixe existem dois canhões eu emitem dois feixes de elétrons, um para cada imagem a ser projetada na tela. Nos osciloscópios de duplo traço o feixe é único havendo um circuito de multiplex que alterna a projeção de pontos de uma imagem e de outra. A qualidade destes últimos vai depender muito da velocidade deste circuito de multiplexação.

 

Outros recursos (TV)

Para os profissionais que trabalham com televisores, gravadores de vídeocassete e outros equipamentos de vídeo tais como câmeras, DVD players, etc, a visualização dos sinais de vídeo é muito importante.

De modo a facilitar a visualização destes sinais existem osciloscíopios que possuem recursos de chaveamento do sincronismo usando o próprio pulso de sincronismo de vídeo do sinal que vai ser observado. Desta forma, o ajuste da estabilidade da imagem no disparo não precisa ser feito e a visualização da imagem é facilitada.

Outros recursos podem incluir a possibilidade de se gerar sinais em escada para a visualização da curva característica de componentes como por exemplo de transistores, conforme mostra a figura 33.

 

Figura 33 – Observando família de curvas
Figura 33 – Observando família de curvas

 

 

Osciloscópios com traçadores de curvas podem ser interessantes nos laboratórios de projeto ou mesmo para o teste de semiconductores.

 

Virtual e digital

Os osciloscópios virtuais começam a se tornar populares tanto pelo fato de que a maioria dos profissionais da eletrônica já usam os computadores em suas oficinas como também pelo fato de que eles podem agregar recursos que outros tipos de osciloscópios não possuem.

A única limitação para este tipo de equipamento é ainda a velocidade que limita a faixa de frequências de sinais que podem ser observados. Para trabalhos em áudio ou mesmo com sinais digitais cujas frequências não sejam muito altas este tipo de equipamento pode ser usado com eficiência na oficina.

Além disso, os osciloscópios digitais estao se tornando acessíceis compreços comparáveis ao dos osciloscópios tradicionais, mas com mutos mais recursos, inclusive a conexçao ao PC, incorporação de outros instrumentos em muitos mais.

No nosso site você terá muitos artigos sobre o assunto na seção de instrumentação.

 

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N° do componente 

(Como usar este quadro de busca)

 

Opinião

Terminando mais um ano (OP198)

Estamos chegando ao final de mais um ano de muito trabalho. Não temos que nos queixar de nossas realizações. Fizemos muito e constatamos que temos ainda muito mais por fazer. Os 365 dias de 2019 não foram suficientes para colocarmos em prática todas as nossas ideias, muitas das quais ficaram para o próximo ano.

 

Leia mais...

Pensar e Aprender
Pensar sem aprender nos torna caprichosos, e aprender sem pensar é um desastre.
Confúcio (552 - 479 a.C.) - citado em A Importância de Viver - Ver mais frases


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