Técnicas de Utilização do Osciloscópio de Duplo Traço (INS290)

A observação simultânea de duas formas de onda num mesmo circuito torna o osciloscópio de duplo traço uma ferramenta de recursos amplos para diversos tipos de trabalho de reparação. No entanto, existem técnicas apropriadas para cada caso, o que significa que o possuidor deste instrumento deve ter um preparo todo especial para sua utilização. Neste artigo falamos de algumas utilizações especiais do osciloscópio de duplo traço na descoberta de problemas em circuitos ou mesmo medidas de grandezas elétricas.

Um osciloscópio de duplo traço permite a observação simultânea de duas formas de onda, conforme sugere a figura 1.

Figura 1 – Observando dois sinais ao mesmo tempo

Este instrumento é dotado de duas entradas verticais para o sinal e circuitos de sincronismo interno que permitem a paralisação da imagem em freqüências que podem chegar a algumas centenas de megahertz, nos tipos mais elaborados.

Como as etapas de entrada para os sinais analisados possuem ganhos conhecidos, é possível fazer a medida da amplitude de um sinal que seja analisado.

Assim, em função da calibração de um instrumento deste tipo, podemos dizer que uma divisão da tela corresponde a um número exato de volts, conforme sugere a figura 2.

Figura 2 – Usando a calibração da tela

A seguir veremos duas utilizações interessantes para o osciloscópio de duplo traço.

Em outros artigos e em nossos livros temos mais sobre a utilização deste instrumento, de grande utilidade na oficina de reparação dada a agilização de trabalho que ele permite.

1. LOCALIZAÇÃO DE DEFEITOS INTERMITENTES

Um dos problemas mais aborrecedores para qualquer técnico reparador é a procura de um defeito intermitente, já que, quando ele se manifesta o técnico deve imediatamente procurar, através de medidas com seus instrumentos, a origem da falha.

Mas, no momento em que ele faz a conexão do instrumento, por sua influência, o problema desaparece!

Com a possibilidade de manter o instrumento conectado em dois pontos do circuito, podemos levá-lo a posições antes e depois da origem da falha e com isso isola-Ia com facilidade, restringindo assim a região de análise a uns poucos componentes.

Vamos supor que exista um circuito com um certo número de etapas, conforme sugere a figura 3.

Figura 3 – Análise de defeitos intermitentes

Inicialmente conectamos a entrada A do osciloscópio de duplo traço na primeira etapa e a entrada B na última.

Com a manifestação do problema nas etapas intermediárias, evidentemente já teremos na imagem correspondente a B uma forma diferente da entrada A.

Numa segunda etapa passaremos a entrada A para um estágio depois, verificando se o defeito se mantém.

Se ele não se mantiver já teremos chegado à etapa 1 como origem do problema, quando então a sua análise por componentes já pode ser feita.

Se o problema ainda se mantiver, numa terceira etapa, passamos a entrada do canal B para uma etapa anterior, conforme sugere a figura 4.

Figura 4 – Estreitando a faixa de etapas analisada

O desaparecimento do problema indica que ele se encontra na última etapa.

Se não desaparecer, continuamos com o mesmo procedimento, deixando cada vez menos etapas entre A e B, de modo a chegar em determinado instante, obrigatoriamente, naquela que é responsável pelo defeito intermitente.

A análise da origem numa determinada etapa, ainda envolve o uso do osciloscópio de duplo traço.

Supondo que o problema se encontre numa determinada etapa, ilustrada na figura 5, aplicamos o sinal no circuito de forma normal, e observamos tanto a forma de onda de entrada como de saída.

Figura 5 – analisando o problema numa etapa

Ao mesmo tempo, com um multímetro vamos testando os diversos componentes, medindo tensões, e observando eventuais alterações que possam ocorrer.

A introdução do multímetro pode ter como efeito a volta ao funcionamento normal.

Para o caso de capacitores, podemos tentar a ligação de outros de mesmo valor em paralelo, caso em que, se o problema for devido a sua abertura, imediatamente ocorre a volta ao funcionamento normal.

Também existe a possibilidade de se submeter transistores e diodos a um leve aquecimento pela aproximação da ponta do ferro de soldar (não tocar!) de modo a simular o problema intermitente.

Evidentemente, dependendo do circuito em que se está trabalhando é preciso dispor de uma fonte de sinal que sirva de padrão.

Nos circuitos de áudio, um injetor de sinais ou um gerador de áudio servem.

No caso de televisores pode-se tanto utilizar um programa, uma imagem padrão ou mesmo a imagem gerada por um gerador de barras.

2. MEDIDAS DE GANHO

O ganho de tensão de uma etapa ou mesmo de um circuito completo po-de ser feito com muita facilidade por um osciloscópio de duplo traço.

Podemos dar como exemplo a medida do ganho de tensão do circuito amplificador operacional da figura 6.

Figura 6 – Ganho de um operacional

Aplicando-se um sinal na entrada que corresponde àquele em que se deseja determinar o comportamento ou ganho do circuito, conectamos as entradas A e B do osciloscópio de duplo traço nos pontos indicados na figura.

Os controles de ganho das entradas dos osciloscópios devem estar devidamente calibrados e ajustados para CC (caso queiramos conhecer o ganho neste tipo de sinal).

Aplica-se na entrada do circuito, a partir de um gerador de sinais (ou mesmo uma tensão contínua), um sinal retangular de modo que ele possa ser visualizado na tela (na parte correspondente à entrada) e ajusta-se o ganho de B para que a saída também possa ser visualizada sem distorção ou corte.

A relação entre os valores obtidos para os sinais na visualização permite o cálculo exato do ganho.

Assim, se na figura 7 temos um sinal de entrada de 20 mV (10 mV por divisão) e na saída temos um sinal de 4 volts (2 volts por divisão), o ganho obtido será de:

4/0,02 = 200

Figura 7 – Calculando o ganho

Operando com um sinal senoidal num amplificador podemos facilmente verificar não só o ganho, o ponto de saturação e a distorção, conforme sugere a figura 8.

Figura 8 – Observando distorção

Assim, aplicando o sinal de entrada, senoidal, verificamos qual é a sua amplitude máxima em que começa a ocorrer o corte na saída (distorção).

Esta corresponde justamente ao ponto de saturação.

Este mesmo procedimento nos permite determinar a sensibilidade de um amplificador, ou seja, a intensidade mínima de sinal que precisamos aplicar na entrada para obter a potência máxima de saída.

Assim, aumentando-se a intensidade do sinal na entrada gradualmente, temos um instante em que a amplitude do sinal para de crescer, e neste instante temos a intensidade mínima de sinal para a saída máxima.

Recomenda-se que neste caso se trabalhe com um sinal de 1 kHz já que este é o tipo de onda recomendado para o teste e especificado pelos fabricantes de amplificadores de áudio.

Na figura 9 temos um exemplo em que a sensibilidade de uma entrada de um determinado amplificador é de 100 mV.

Figura 9 – Verificando a sensibilidade de um amplificador

Corn 100 mV na entrada temos a potência máxima de saída, ou seja, a amplitude máxima de sinal na carga.

Para a prova de etapas amplificadoras de vídeo, podemos trabalhar tanto com a entrada de CC como CA do osciloscópio.

A escolha vai depender do fato de querermos avaliar somente a componente de sinal ou também a componente DC.

Na figura 10 temos um exemplo do que ocorre quando usamos os dois tipos de avaliação.

Figura 10 – Observação do sinal com e sem componente contínua

 Num caso temos somente a componente CA de sinal, caso em que podemos avaliar o ganho na amplificação do pulso.

No outro caso temos a componente DC em que podemos avaliar o ganho conjugado da etapa, com a amplitude do sinal, levando em conta a parte contínua.

Alguns osciloscópios possuem uma chave denominada TRACE POSITION que permite a superposição das imagens.

Esta função é útil quando além de medir ganho, ou sensibilidade também desejamos ter uma idéia muito mais precisa de distorções que possam ocorrer.

Na figura 11 mostramos o que ocorre quando o sinal de entrada aplicado ao circuito em teste é superposto ao sinal de saída com uma certa distorção.

Figura 11 – Superposição de sinais

As pequenas distorções que seriam imperceptíveis com as imagens separadas se tornam claras com esta função do osciloscópio.

CONCLUSÃO

A quantidade de provas e medidas que podemos fazer com um osciloscópio de duplo traço é ilimitada, não podendo ser analisada num único artigo.

No entanto, pretendemos dar continuidade ao assunto, ajudando assim técnicos (principalmente reparadores) a ter o máximo deste caro instrumento.

Lembramos que, com a reciclagem cada vez maior de equipamentos domésticos (rádios, televisores, gravadores, etc.) em vista da crise (1990) que passamos, o técnico deve agilizar ao máxima seu serviço e além de tudo mostrar uma eficiência que somente um equipamento sofisticado como o osciloscópio de duplo traço pode fornecer.

É claro que isso se aplica de uma forma especial àquele que já investiu muito num instrumento caro como o osciloscópio e agora deseja ter o devido retorno na forma de um ganho imediato no seu trabalho.