O OSCILOSCÓPIO
Técnicas de medida


Introdução

Esta seção explica as técnicas de medida básicas com um osciloscópio. As duas medidas mais básicas que podem ser realizadas com um osciloscópio são as de tensão e tempo, por serem feitas diretamente.

Esta seção descreve como realizar medidas visualmente na tela do osciloscópio. Alguns osciloscópios digitais possuem um software interno que permite realizar as medidas de forma automática. Sem dúvida, se aprendermos a realizar medidas manualmente, estaremos também capacitados para entender as medidas automáticas realizadas por um osciloscópio digital.

A tela

Observe a seguinte figura, que representa a tela de um osciloscópio. Você deverá notar que existem algumas marcas na tela que dividem-na tanto na vertical como na horizontal, formando o que chamamos de reticulado ou retícula. A separação entre duas linhas consecutivas do reticulado constituem o que chamamos de uma divisão. Normalmente o reticulado possui 10 divisões horizontais por 8 verticais de mesmo tamanho (cerca de um cm), o que forma uma tela mais larga que alta. Nas linhas centrais , tanto na horizontal como na vertical, cada divisão ou quadro possui algumas marcas que dividem-na em 5 partes iguais (utilizadas, como veremos mais tarde, para fornecer maior precisão às medidas).





Alguns osciloscópios possuem marcas horizontais de 0%, 10%, 90% e 100% para facilitar a medida de tempos de subida e descida nos degraus (se mede entre 10% e 90% da amplitude de pico a pico). Alguns osciloscópios também apresentam em sua tela quantos volts representa cada divisão vertical e quantos segundos representa cada divisão horizontal.

Medida de tensão

Geralmente, quando falamos de tensão, queremos realmente expressar a diferença de potencial elétrico, expressado em volts, entre dois pontos de um circuito. Como normalmente um dos pontos está conectado à massa (0 volts), então simplificamos falando da tensão no ponto A (quando na realidade é a diferença de potencial entre o ponto A e GND). As tensões podem também ser medidas de pico a pico (entre o valor máximo e o mínimo do sinal). É muito importante que especifiquemos ao realizar uma medida qual tipo de tensão estamos medindo.

O osciloscópio é um dispositivo utilizado para medir tensão de forma direta. Outras medidas podem ser realizadas a partir desta por simples cálculo (por exemplo, as de intensidade de corrente ou de potência). Os cálculos para sinais CA podem ser complicados, mas sempre o primeiro passo para medir outras grandezas será iniciar pela tensão.


Na figura anterior foi assinalado o valor de pico Vp, o valor de pico a pico Vpp, normalmente o dobro de Vp e o valor eficaz Vef ou VRMS (root-mean-square, quer dizer a raiz da média dos valores instantâneos elevados ao quadrado) utilizado para calcular a potência do sinal CA.

Realizar a medida de tensões com um osciloscópio é fácil, feita simplemente através da contagem do número de divisões verticais que o sinal ocupa na tela. Ajustando o sinal com o comando de posicionamento horizontal podemos utilizar as subdivisões do reticulado para realizar uma medida mais precisa (lembrar que uma subdivisão equivale geralmente a 1/5 do que representa uma divisão completa). É importante que o sinal ocupe o máximo espaço da tela para que realizemos medidas confiáveis, sendo que para isso atuaremos sobre o comutador do amplificador vertical.


Alguns osciloscópios possuem na tela um cursor que permite ler as medidas de tensão sem que seja necessário contar o número  de divisões que o sinal ocupa. Basicamente, o cursor é composto de duas linhas horizontais para a medida de tensões e duas linhas verticais para a medida de tempos, as quais podemos deslocar individualmente pela tela. A medida é visualizada de forma automática na tela do osciloscópio.

Medida de tempo e freqüência

Para realizar medidas de tempo utilizamos a escala horizontal do osciloscópio. Isto inclui a medida de períodos, largura de impulsos e tempo de subida e descida de impulsos. A freqüência é uma medida indireta e pode ser feita calculando-se o inverso do período. Do mesmo modo que ocorria com as tensões, a medida de tempos será mais precisa se o tempo referente ao objeto de medida ocupar a maior parte da tela, e para isso atuaremos sobre o comutador da base de tempos. Se centralizarmos o sinal utilizando o comando de posicionamento vertical poderemos utilizar as subdivisões para realizar uma medida mais precisa.


Medida de tempos de subida e descida das bordas

Em muitas aplicações é importante conhecer os detalhes de um pulso, em particular os tempos de subida ou descida destes.

As medidas padrão em um pulso são sua largura e os tempos de subida e descida. O tempo de subida de um pulso é a transição do nível baixo para o nível alto da tensão. Por convenção, se mede o tempo entre o momento que o pulso alcança 10% da tensão total até sua chegada aos 90%. Isto elimina as irregularidades nas bordas do impulso. Isto explica as marcas que se observam em alguns osciloscópios ( algumas vezes simplesmente umas linhas tracejadas ).

A medida nos pulsos requer um fino ajuste nos comandos de disparo. Para converter-se em um expert na captura de pulsos é importante conhecer o uso dos comandos de disparo que o osciloscópio possui. Uma vez capturado o pulso, o processo de medida é o seguinte: ajustamos o comutador do amplificador vertical e o comando variável associado até que a amplitude pico a pico do pulso coincida com as linhas tracejadas (ou as assinaladas como 0% e 100%). Medimos o intervalo de tempo que existe entre o momento em que o impulso corta a linha tracejada em 10% até o momento em que corta os 90%, ajustando o comutador da base de tempos para que o tempo a ser medido ocupe o máximo da tela do osciloscópio.


Medida de defasagem entre os sinais

A seção horizontal do osciloscópio possui um controle nomeado como X-Y, que vai nos introduzir em uma das técnicas de medida de defasagem (a única que podemos utilizar quando dispomos somente de um canal vertical em nosso osciloscópio),

O período de um sinal corresponde à uma fase de 360º. A defasagem indica o ângulo de atraso ou adiantamento que possui um sinal com relação a outro (tomado como referência) se possuem ambos o mesmo período. Já que o osciloscópio só pode medir diretamente os tempos, a medida de defasagem será indireta.

Um dos métodos para medir a defasagem é utilizar o modo X-Y. Isto implica introduzir um sinal pelo canal vertical (geralmente o I) e o outro pelo canal horizontal (o II). Este método só funciona de forma correta se ambos sinais são senoidais). A forma de onda resultante na tela é denominada de figura de Lissajous (devido ao físico francês chamado Jules Antoine Lissajous). Podemos deduzir a defasagem entre os dois sinais, assim como sua relação de freqüências observando a seguinte figura:


página anterior

página principal

página siguiente


correo




Envie suas mensagens, problemas e sugestões para o meu E-MAIL: apuzzo@cefetsp.br


(C) Copyright Agustin Borrego Colomer - Junio 1997 - agusbo@iponet.es
Documento traduzido e adaptado da língua espanhola por Alexandre G. Apuzzo