ARTIGO TÉCNICO
revista técnico-profissional
o electricista
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Mário Jorge de Andrade Ferreira Alves Dep. de Engenharia Electrotécnica Instituto Superior de Engenharia do Porto
ABC do osciloscópio
{1.ª PARTE – CONSIDERAÇÕES GERAIS}
O osciloscópio é utilizado em inúmeras aplicações, tão variadas como a reparação de electrodomésticos, a manutenção automóvel, a análise de vibrações ou a análise de redes de comunicação de dados. 1› O QUE É E PARA QUE SERVE UM OSCILOSCÓPIO? Basicamente, um osciloscópio é um instrumento de medição que representa graficamente sinais eléctricos no domínio temporal. No modo de funcionamento usual um osciloscópio mostra como é que um ou mais sinais eléctricos variam no tempo (Figura 1). Neste caso o eixo vertical (YY) representa a amplitude do sinal (tensão) e o eixo horizontal (XX) representa o tempo. A intensidade (ou brilho) do ecrã é por vezes denominada de eixo dos ZZ.
A utilização do modo ‘XY’ facilita alguns tipos de análises. Neste modo de funcionamento, o eixo dos XX deixa de representar o tempo, passando a ser estimulado por um sinal de entrada. Desta forma, a forma de onda visualizada no ecrã será a representação de um sinal de entrada em função de outro sinal de entrada. O modo XY é muito interessante para a medição de desfasamentos entre sinais sinusoidais. Os osciloscópios de amostragem (conhecidos como “digitais”) automatizam uma série de medições e incorporam muitas funcionalidades adicionais aos osciloscópios analógicos, tal como veremos ao longo deste documento.
a) Visualização de um sinal
b) Visualização de dois sinais
Figura 1 . Ecrã de osciloscópio [1].
Uma representação gráfica deste tipo permite a análise de diversas características de um sinal, nomeadamente: › Amplitude (de tensão): valores máximo (pico positivo), mínimo (pico negativo), pico-a-pico e eficaz, diferenciais de amplitude, componentes contínua e alternada; › Tempo: período, frequência, diferenciais de tempo num sinal e entre dois sinais, atrasos, desfasamento entre dois sinais, tempos de subida; › Existência de interferências (ruído) continuadas, perturbações transitórias;z › Comparação entre entrada e saída de sistemas, nomeadamente para analisar ganhos, desfasamentos, filtragens, rectificações, permitindo projectar e depurar os mesmos sistemas.
2› ASPECTO EXTERIOR DE UM OSCILOSCÓPIO Quanto ao seu aspecto exterior, os osciloscópios podem dividir-se fundamentalmente em osciloscópios portáteis e de bancada (Figura 2). Começam também agora a vulgarizar-se os osciloscópios baseados em computadores pessoais (PCs), que não apresentam nenhum aspecto exterior característico: ou se baseiam em placas embebidas no próprio PC,