Experiência III de Eletrônica Analógica I Osciloscópio

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1 Experiência III de Eletrônica Analógica I Osciloscópio Prof. Gabriel Vinicios Silva Maganha ( Experiência 03 no Proteus - Osciloscópio Objetivos: - Entender o que é um osciloscópio - Aprender como preparar um osciloscópio; - Aprender a fazer medidas com um osciloscópio. O osciloscópio é um equipamento eletrônico capaz de mostrar em uma tela a variação da tensão de um sinal ao longo do tempo. Dessa forma, é possível visualizar a forma de onda do sinal e medir a sua amplitude (Vp) e o Período (T). Foto de um osciloscópio real: 3.1) Inserindo um osciloscópio no Proteus Podemos encontrar um osciloscópio na parte de Instrumentos Virtuais, no mesmo lugar onde pegamos o Voltímetro:

2 Como podemos ver na imagem acima, o Osciloscópio do Proteus tem 4 canais (A, B, C e D). Ou seja, esse osciloscópio tem 4 entradas para conseguir ler 4 sinais diferentes ao mesmo tempo. Na prática, existem osciloscópios de 1, 2, 4, 8 e até 16 canais! No caso do Proteus, o máximo que podemos ver são 4 sinais ao mesmo tempo na tela. 3.2) Ligando o Osciloscópio e o Terra no Circuito Para medirmos um sinal no osciloscópio, precisamos escolher um Canal e ligá-lo no ponto que desejamos medir. No nosso caso, vamos escolher o canal A, que é o canal cujo sinal é Amarelo. Além disso, o osciloscópio funciona junto com o Terra (GND ou Ground). Ou seja, para medir um sinal com o Osciloscópio, além de ligar os canais nos pontos de medição, é necessário aterrar o circuito, pois caso isso não seja feito, nada funcionará. Veja na figura abaixo como deve ficar o circuito:

3 3.3) Calibrando o Osciloscópio Todo instrumento de medição precisa ser calibrado, isto é, ajustado, antes de serem feitas medidas nele. O osciloscópio é um caso em que devemos ter muito cuidado na hora de realizar esses ajustes. Dê o Play. Você verá que a tela do osciloscópio irá aparecer: Repare que aparecem 4 sinais na tela, de 4 cores diferentes: Amarelo (Canal A), Azul (Canal B), Rosa (Canal C) e Verde (Canal D). Como não estamos usando os canais B, C e D, eles aparecem em forma de linha reta. Somente o Canal A aparece em forma senoidal, pois foi nele que conectamos o nosso gerador AC. Como estamos usando o Canal A (Channel A), ele será o primeiro que vamos calibrar. Veja como ele está: Há 3 configurações principais, que estão marcadas na figura: Position: Ajusta a posição do sinal na tela. Mexa para você ver que o sinal se desloca para cima ou para baixo. Clique duas vezes para zerar. Deve sempre ficar zerado para centralizar o sinal na tela. Mode (AC / DC / GND / OFF): Determina o tipo do sinal que o osciloscópio está lendo. Deixe em AC se for um sinal AC, deixe em DC se for DC, deixe em GND se não estiver medindo nada nesse canal. Volts / Divisão: Define quantos volts cada divisão da tela vai valer. Varie e veja o que acontece com o sinal. Deixe o sinal o maior possível, desde que consiga vê-lo inteiro.

4 Se você ajustou corretamente, a tela do osciloscópio deverá estar parecida com isto: Agora sim! Temos um sinal senoidal bem grande na tela! Repare que o melhor ajuste que achamos para Volts / Div foi de 2V/div. Os outros canais que não estão sendo utilizados devem também ser configurados. O Position deles deverá ser zerado. E o modo deles serão GND, pois não estamos ligando nenhum sinal a eles:

5 A calibração que fizemos até agora foi na escala vertical (Tensão), pois alteramos o Volts / Div. Vamos agora aprender a usar a escala horizontal (Time / Div). Ela pode ser vista onde está escrito Horizontal. Veja: Position: Zere ele dando um duplo clique. Time / Div: É a mais importante. Altere seu valor e veja o que acontece com o sinal. Ele fica mais estreito ou largo. Você deverá ajustar esse valor para que o sinal fique o maior possível (o mais largo possível) desde que você ainda consiga ver o ciclo inteiro na tela. Deverá ficar assim:

6 Resumo de passos para calibrar o Osciloscópio: 1- Zere o Position de todos os Canais (A, B, C e D) dando um duplo clique neles; 2- Ajuste o Modo do Canal que você está usando, de acordo com o tipo de sinal (AC, DC ou GND se não estiver nenhum sinal naquele canal) 3- Ajuste o Volts / Div dos canais que estiver usando para que o sinal fique o maior possível na tela, desde que se consiga vê-lo inteiro na Vertical; 4- Ajuste o Position da escala Horizontal para zero (duplo clique). 5- Ajuste o Time / Div da escala Horizontal para o valor onde se consiga ver o ciclo inteiro do sinal na tela (o mais largo possível, desde que se veja o sinal todo). 3.4) Medindo o sinal com o osciloscópio Agora que o osciloscópio já está totalmente calibrado, vamos medir o sinal que está sendo exibido em sua tela. 7,5 div Repare que a Escala Vertical (Canal A) está com 2V / div. E a escala Horizontal está com 1ms / div. Para descobrirmos a tensão de pico do sinal, contamos quantas divisões de altura ele tem e multiplicamos pela escala vertical. No nosso caso: Vp = 7,5 div x 2 = 15V Lembra que lá na experiência 02 nós configuramos o Gerador para 15V de amplitude? Está ai, comprovado!

7 Vamos agora medir o Período do sinal: Ciclo: 16,5 divisões O que vai nos dar uma frequência de: Exatamente o que nós ajustamos lá no início! T = 16,5div x 1ms = 16,5ms 1 16,5ms = 60,6Hz Exercícios Experiência 2 Exercício 3.1: Feche o Proteus e abra novamente. Repita as experiências 2 e 3 novamente, mas dessa vez tente fazer sem olhar nesse material. Só consulte quando vocês realmente não lembrarem. Exercício 3.2: Ajuste o gerador para 100mVp (Amplitude) e 400Hz (Frequência). Ajuste o osciloscópio para mostrar esse sinal da melhor forma possível. Refaça os cálculos usando o osciloscópio e confira se você realmente mediu corretamente o sinal. Após isso, chame o professor para conferir.