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Como Usar um Osciloscópio: Controles, Primeiros Passos, Trigger e Mais

7 de fevereiro de 2024 0 Comentários Leitura: 10 min

O osciloscópio é um item de equipamento de teste particularmente útil que pode ser usado para testar e encontrar falhas em uma variedade de circuitos eletrônicos, desde circuitos lógicos, passando por circuitos analógicos, até circuitos de rádio. É necessário saber usar corretamente um osciloscópio para poder aproveitá-lo da melhor forma. Conhecendo os fundamentos do uso de um osciloscópio, é possível encontrar falhas em circuitos de maneira mais eficaz e rápida, além de obter uma melhor compreensão de como os circuitos funcionam.

Embora os osciloscópios sejam mais caros do que alguns outros itens de equipamento de teste, incluindo multímetros, eles são frequentemente encontrados nas casas e oficinas de entusiastas da eletrônica. Como resultado, é importante que as pessoas estejam cientes de como usar um osciloscópio.

Sumário

Controles básicos do osciloscópio

Tendo em vista a flexibilidade e o nível de controle necessários para usar um osciloscópio, há um grande número de controles presentes. Eles precisam ser configurados corretamente para que a visualização necessária do sinal seja obtida.

Felizmente é muito fácil se acostumar a operar um osciloscópio e usar os controles para poder visualizar a forma de onda corretamente.

Um resumo dos principais controles de um osciloscópio é fornecido abaixo:

No entanto, uma breve visão geral de alguns dos controles é fornecida abaixo:

Ganho vertical: Este controle do osciloscópio altera o ganho do amplificador que controla o tamanho do sinal no eixo vertical. Geralmente é calibrado em termos de um certo número de volts por centímetro. Portanto, ao configurar a chave de ganho vertical para que um número menor de volts por centímetro seja selecionado, o ganho vertical é aumentado e a amplitude da forma de onda visível na tela é aumentada.

Ao usar o osciloscópio, o ganho vertical é normalmente definido de forma que a forma de onda preencha o plano vertical da melhor forma possível, ou seja, o maior possível, sem sair da área visível ou calibrada.
Posição vertical: Este controle no osciloscópio governa a posição do traço quando nenhum sinal está presente. Normalmente é definido como uma linha conveniente na gratícula para que as medições acima e abaixo da posição “zero” possam ser medidas facilmente. Ele também possui um controle de posição horizontal equivalente que define a posição horizontal. Novamente, este deve ser colocado em uma posição conveniente para fazer quaisquer medições de tempo.
Base de tempo: O controle de base de tempo define a velocidade com que a tela é digitalizada. Ele é calibrado em termos de um determinado tempo para cada calibração de centímetro na tela. A partir disso, o período de uma forma de onda pode ser calculado. Isso se um ciclo completo de uma forma de onda demorar muito 10 microssegundos para ser concluído, isso significa que seu período é de 10 microssegundos, e a frequência é o inverso do período de tempo, ou seja, 1/10 microssegundos = 100 kHz.

Normalmente, a base de tempo é ajustada para que a forma de onda ou um ponto específico da forma de onda sob investigação possa ser visto da melhor forma possível.
Trigger: O controle de trigger no osciloscópio define o ponto em que a varredura da forma de onda começa. Nos osciloscópios analógicos, somente quando um certo nível de tensão fosse atingido pela forma de onda a varredura começaria. Isso permitiria que a varredura da forma de onda iniciasse ao mesmo tempo em cada ciclo, permitindo a exibição de uma forma de onda constante. Ao alterar a tensão de disparo, a varredura pode começar em um ponto diferente da forma de onda. Também é possível escolher se deseja acionar o osciloscópio em uma parte positiva ou negativa da forma de onda. Isto pode ser fornecido por uma chave separada marcada com sinais + e -.
Suspensão do gatilho: Este é outro controle importante associado à função de gatilho. Conhecida como função “hold-off”, ela adiciona um atraso ao gatilho para evitar que ele seja acionado logo após a conclusão da varredura anterior. Esta função às vezes é necessária porque há vários pontos em uma forma de onda nos quais o osciloscópio pode disparar. Ao ajustar a função de retenção, uma exibição estável pode ser alcançada.
Localizador de feixe: Alguns osciloscópios possuem uma função de localizador de feixe. Isto pode ser particularmente útil porque é possível que por vezes o traço não seja visível. Pressionar o botão localizador de feixe permite que o feixe seja encontrado e ajustado para que fique no centro da tela.

Embora existam muitos outros controles, estes são os principais a serem entendidos ao aprender a usar um osciloscópio. No entanto, é muito útil compreender os outros controles de um osciloscópio, mas alguns variam de um tipo para outro.

Primeiros passos no uso de um osciloscópio

Usar um osciloscópio é bastante fácil depois de utilizado e é possível familiarizar-se com o uso dos controles. O primeiro estágio ocorre ao ligar um osciloscópio e é aqui que conhecer alguns passos sobre como usar um osciloscópio pode ser muito útil.

Ligue: Isso pode parecer óbvio, mas é o primeiro passo. Normalmente, a chave será identificada como “Power” ou “Line”. Quando a energia estiver ligada, é normal que um indicador de energia ou uma luz indicadora de linha acenda. Isso mostra que a energia foi aplicada.
Aguarde até que a tela do osciloscópio apareça: Embora muitos osciloscópios hoje em dia tenham telas baseadas em semicondutores, muitos dos mais antigos ainda usam tubos de raios catódicos (crts), e estes demoram um pouco para aquecer antes que a tela apareça. Mesmo os semicondutores modernos geralmente precisam de tempo para que seus componentes eletrônicos “inicializem”. Portanto, muitas vezes é necessário esperar um minuto ou mais antes que o osciloscópio possa ser usado.
Encontre o traço: Quando o osciloscópio estiver pronto é necessário encontrar o traço. Muitas vezes será visível, mas antes que qualquer outra forma de onda possa ser vista, este é o primeiro estágio. Normalmente, o gatilho pode ser colocado no centro e o hold-off girado totalmente no sentido anti-horário. Coloque também os controles de posição horizontal e vertical no centro, se ainda não estiverem lá. Normalmente, o traço ficará visível. Caso contrário, o botão “beamfinder” pode ser pressionado e isso localizará o traço.
Defina o controle de ganho: A próxima etapa é definir o controle de ganho horizontal. Isto deve ser definido de forma que o traço esperado preencha quase toda a tela vertical. Se a forma de onda for de 8 volts pico a pico e a seção calibrada da tela tiver 10 centímetros de altura, defina o ganho para que seja 1 volt/centímetro. Desta forma a forma de onda ocupará 8 centímetros, quase preenchendo a tela.
Definir a velocidade da base de tempo: Também é necessário definir a velocidade da base de tempo no osciloscópio. A configuração real dependerá do que precisa ser visto. Normalmente, se uma forma de onda tiver um período de 10 ms e a tela tiver uma largura de 12 centímetros, então será escolhida uma velocidade de base de tempo de 1 ms por centímetro ou divisão.
Aplicar o sinal: Com os controles ajustados aproximadamente corretamente, o sinal pode ser aplicado e uma imagem deverá ser vista.
Ajustar o trigger: Nesta fase é necessário ajustar o nível do gatilho e se ele dispara na borda positiva ou negativa. O controle de nível de disparo será capaz de controlar onde na forma de onda a base de tempo é acionada e, portanto, o traçado começa na forma de onda. A escolha de acionar na borda positiva ou negativa também pode ser importante. Estes devem ser ajustados para fornecer a imagem necessária. (temos um artigo completo sobre trigger aqui)
Ajuste os controles para obter a melhor imagem: Com uma forma de onda estável instalada, os controles de ganho vertical e base de tempo podem ser reajustados para fornecer a imagem necessária.

Resumo Sobre Trigger

Depois de realizadas algumas medições, torna-se consideravelmente mais simples entender como usar um osciloscópio. Como os osciloscópios são um dos principais equipamentos, é essencial que qualquer pessoa envolvida com eletrônica saiba como utilizá-los efetivamente, incluindo o conhecimento sobre o trigger ou gatilho do osciloscópio. Abaixo, destacamos aspectos cruciais para compreender e aplicar o trigger ou gatilho do osciloscópio de maneira eficaz.

Introdução ao Trigger do Osciloscópio

O trigger ou gatilho do osciloscópio é um conceito fundamental que permite ao usuário estabilizar o sinal de modo que seja exibido de forma contínua e clara na tela. Sem um trigger adequado, os sinais podem parecer desorganizados e difíceis de interpretar.

Tipos de Trigger

Existem vários tipos de trigger disponíveis nos osciloscópios modernos:

Trigger de Borda: É o tipo mais comum, onde o trigger ocorre quando o sinal atravessa um nível de tensão especificado.
Trigger de Vídeo: Ideal para sinais de vídeo, este trigger sincroniza a exibição com um frame específico ou linha de vídeo.
Trigger de Lógica: Usado para sinais digitais, permite trigger a partir de uma condição lógica específica entre vários canais.

Configuração do Trigger

Configurar o trigger corretamente é essencial para uma medição precisa. Inicialmente, selecione o tipo de trigger adequado ao seu sinal. Ajuste então o nível de trigger para que o osciloscópio sincronize com a parte do sinal que você deseja observar. Muitos osciloscópios oferecem ajustes automáticos que podem facilitar esse processo.

Aplicações Práticas

Entender o trigger é crucial em várias aplicações, como:

Análise de Sinais Periódicos: Para observar e medir ondas senoidais ou sinais periódicos de forma estável.
Captura de Eventos Transientes: Como picos de tensão ou falhas breves, usando o trigger para “congelar” o evento na tela.
Sincronização de Sinais: Em sistemas onde múltiplos sinais precisam ser comparados ou sincronizados.

Dicas e Truques

Algumas dicas podem ajudar a maximizar o uso do trigger no osciloscópio:

Ajuste Fino do Nível de Trigger: Pequenos ajustes podem melhorar significativamente a estabilidade da exibição.
Utilização do Pré-trigger: Muitos osciloscópios permitem visualizar o que ocorre antes do evento de trigger, útil para análise de eventos transientes.
Explorar Recursos Avançados: Familiarize-se com as funções avançadas do seu osciloscópio para aproveitar ao máximo suas capacidades de trigger.

Exercícios de Prática

Praticar com diferentes tipos de sinais e configurações de trigger é essencial. Experimente com sinais simples, como ondas senoidais, antes de passar para sinais mais complexos ou sistemas multicanais.

Considerações de Erro

Erros comuns na configuração do trigger incluem escolher o tipo de trigger errado para o sinal em questão ou ajustar incorretamente o nível de trigger. Familiarize-se com os sinais que está testando e pratique para evitar esses erros.

Ao dominar o trigger do osciloscópio, você não apenas tornará suas medições mais precisas, mas também expandirá significativamente sua habilidade de diagnosticar e resolver problemas complexos em sistemas eletrônicos.

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