Osciloscopio

INSTITUTO SUPERIOR DE CIÊNCIAS DO TRABALHO E DA EMPRESA Utilização do Osciloscópio

FUNDAMENTOS DE ELECTRÓNICA

Osciloscópio O osciloscópio é um aparelho que permite formas de sinais num ecrã. Nos osciloscópios analógicos consistem num tubo de raios catódicos em que um feixe de electrões incidia num ecrã de fósforo. A posição do feixe é controlada por dois sinais, um que controla a posição horizontal do feixe e outro que controla a posição vertical do feixe. Estes correspondem a tensões que estão directamente ligadas às bobines que desviam o feixe de electrões na direcção predefinida. O sinal que controla a posição horizontal do feixe é gerado por um dispositivo electrónico designado de “base de tempo”. Este gera um sinal em dente de serra que vai varrendo o eixo horizontal. O sinal que controla o eixo vertical corresponde ao sinal que se pretende visualizar no ecrã do osciloscópio. Á medida que a base de tempo vai modificando a posição horizontal do feixe o sinal de entrada modifica a posição vertical, resultando numa representação do sinal no ecrã. Muitos dos osciloscópios modernos são osciloscópios digitais. Neste os sinais nas entradas dos osciloscópios são convertidos em sinais digitais por um conversor A/D (analógico para digital) guardados numa memória e processados digitalmente, para finalmente serem representados num ecrã moderno. Em baixo está uma breve descrição do funcionamento dos osciloscópios do laboratório. Tomem especial atenção aos pontos em negrito. Canais Os osciloscópios possuem dois canais de entrada, o canal 1 e o canal 2 com duas entradas correspondentes a fixas RCA ligadas a cabos coaxiais. Cada canal pode ser ligado ou desligado pressionando o botão que lhe corresponde. Ao pressionar este botão surge no lado direito do osciloscópio um Menu com algumas configurações possíveis. Daqui deve se destacar o modo de acoplamento do osciloscópio; este pode ser DC (Direct current, ou corrente continua) em que o sinal observado corresponde exactamente ao sinal de entrada, ou AC (Alternate current, ou corrente alternada) em que o sinal é filtrado por um filtro passa alto de frequência de corte muito baixa de forma a eliminar a componente continua do sinal. Este modo é útil para observar sinais de amplitude reduzida somados a sinais de componente continua, o que é muito frequente na prática. Cada canal tem um botão rotativo que permite escolher a escala que lhe está associada, em Voltes por divisão. As divisões correspondem aos espaços nas linhas a tracejado representadas no ecrã. Para alem deste botão existem um botão mais pequeno que permite definir a posição do sinal. Nomeadamente qual é a linha a que corresponde o valor de zero para a tensão de entrada. Este ponto é assinalado por uma seta do lado esquerdo do ecrã com o número do canal indicado. Para se medir a tensão a que corresponde um determinado ponto no ecrã do osciloscópio basta então medir o número de divisões entre este ponto e o zero do

canal e multiplicar pela escala. Notar que cada divisão é ainda dividida em cinco segmentos cada um correspondendo a 0.2 divisões. Assim, por exemplo para se medir a amplitude de uma sinusóide utilizando apenas a representação no ecrã do osciloscópio deve-se medir o número de divisões que vão desde o máximo da sinusóide até ao zero e multiplicar pela escala. Base de Tempo Para além da escala dos canais existe ainda a escala de tempo, no eixo horizontal. Esta mede-se em segundos por divisão, e é controlada por um botão rotativo. Triger Se a base de tempo do osciloscópio corresse livremente surgiria o problema que o traço no ecrã do osciloscópio que representa o sinal medido não passaria sempre pelo mesmo local, o que resultava em que não se observaria um sinal estável no ecrã do osciloscópio. Para conseguir um sinal estável no ecrã deve-se utilizar o triger. Para configurar o triger do osciloscópio deve-se pressionar o botão triger menu. Aqui podemos configurar diferentes parâmetros. i) O sinal que pretendemos estabilizar no ecrã (origem do triger). ii) O modo do triger, em geral modo normal. Neste modo o sinal do ecrã é desenhado no ecrã apenas quando o sinal passar por um determinado nível, garantindo que temos uma imagem estável no ecrã. Existe ainda um botão para seleccionar o nível do triger sendo usual colocar este a meio do sinal, o que corresponde a pressionar o botão “set level to 50%”. O nível do triger é representado por uma seta do lado direito do ecrã. Cursores Para efectuar algumas medidas pode-se utilizar os cursores. Para tal pressiona-se o botão correspondente, “cursor” e selecciona-se o canal que se pretende observar. Existem dois cursores cuja posição é controlada pelos botões de posição dos canais 1 e 2. Medidas Podem-se medir as amplitudes pico a pico, frequências e valores DC dos diferentes canais utilizando o menu “medidas”. Para tal basta escolher nos rectângulos no lado direito que surgem ao pressionar este botão, o que se pretende medir e o canal em que se pretende efectuar a medida. Pontas de Prova Cada osciloscópio traz duas pontas de prova que lhe estão associadas. Estas destinam-se a ligar a ligar as entradas do osciloscópio a determinados pontos do circuito que se pretende analisar. As pontas de prova são projectadas para não interferir com o circuito que se pretende analisar. Assim são internamente compensadas para não introduzirem nem capacidades nem indutâncias parasitas no circuito. Para diminuir ainda mais a interferência das pontas de prova no circuito estas

possuem um botão atenuador (X10). Quando este está ligado a ponta de prova aumenta da resistência de entrada do osciloscópio de 10MΩ , para 100MΩ e o sinal medido é atenuado dez vezes. Cada um dos canais do osciloscópio pode ser configurado para compensar esta atenuação. Em circuitos não muito sensíveis o botão da ponta de prova deve então estar configurado para que não exista atenuação ou seja na posição 1X. As pontas de prova possuem uma resistência em série de cerca de 300Ω pelo que não são muito indicadas introduzir sinais no circuito.