Curso de Ciência da Computação

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1 Curso de Ciência da Computação Objetivo: Aprender sobre o funcionamento do osciloscópio e sua utilização em circuitos simples de corrente alternada. Material: Osciloscópio e gerador de sinais. Osciloscópio O osciloscópio é um instrumento de medida que permite visualizar em tempo real a amplitude de uma tensão elétrica variável no tempo. O osciloscópio é de todos os instrumentos básicos de bancada de laboratório de eletrônica o de maior utilidade e complexidade, designadamente devido à necessidade de associar à medição a dimensão do tempo (Figura 1 conteúdo do visor, etc. Os osciloscópios são dotados de uma ponta de prova por canal, cujos dois terminais devem ser ligados em paralelo com o elemento cuja tensão aos terminais se pretende medir. Na Figura 1.11 ilustram-se alguns osciloscópios atualmente comercializados. Laboratório de Física II 1

2 TIME/DIV: Este controle permite ajustar a velocidade horizontal de varredura da base de tempo A. Depende da posição CAL. e da PULL x10 MAG. Pode ser tão lenta como alguns cm /s e tão rápida como alguns ns /cm. CAL Posição calibrada da velocidade de varredura.(rodar no sentido CW até fazer click) Só nesta posição é válida a posição do botão A TIME/DIV. PULL X 10 MAG Permite aumentar 10 x a velocidade de varredura. Note-se que nas velocidades de varredura muito elevado o feixe de elétrons impressiona o fósforo com menos eficiência, pelo que existe decréscimo de luminosidade. VOLTS/DIV: é um botão de ajuste da sensibilidade que permite o ajuste, por saltos calibrados, (CAL) da referida constante k: ou seja, permite ajustar o valor da deflexão do ponto luminoso provocada por uma dada tensão sobre o tela. Quando roda o botão no sentido dos ponteiros do relógio a sensibilidade aumenta, ou seja, para a mesma tensão aplicada, a deflexão é maior. Para complementar o ajuste por saltos, existe o botão concêntrico com o primeiro e de menor diâmetro: VARIABLE que permite um ajuste contínuo de k. OBS. A leitura feita só é rigorosa se o botão VARIABLE estiver na posição CAL, depois dum click. O botão POSITION permite uma translação vertical do oscilograma apresentado. CH1/CH2: canal de entrada dos cabos MODE: - CH1/CH2 OBS: O modo XY é principalmente usado para medir diferenças de fase ou comparar freqüências. -ALT: modo alternado:apresenta o canal CH1 durante um varredura completo e só depois apresenta outro varredura completo de CH2, etc -CHOP: modo segmentado: Amostra um ponto do canal CH1 e de imediato comuta para CH2 para amostrar um ponto adjacente, etc. como a comutação é muito rápida o tracejado pode parecer contínuo. -ADD: soma algébrica dos sinais aplicados aos canais CH1/CH2 OBS: com o botão POSITION(PULL INV), do CH2, puxado para fora, a polaridade do sinal aplicado e este canal é invertida, possibilitando, assim, a observação da diferença entre os sinais de CH1 e de CH2. AC: o sinal e ligado através de um condensador. A componente contínua (DC) do sinal de entrada e cortada. DC: o sinal de entrada é diretamente ligado ao amplificador do eixo vertical. Visualiza-se o sinal com as suas componentes continua e alternada. GNC: a entrada do amplificador do eixo vertical está ligada à terra Laboratório de Física II 2

3 TRIGGER Para obter uma imagem parada, é necessário que haja uma relação de números inteiros entre a freqüência de entrada e a freqüência do dente de serra. Sem sincronizar a base de tempo com o sinal obtemos uma imagem múltipla que desliza segundo o eixo dos X com uma velocidade que depende do desvio em relação à referida relação. Por esta razão, precisamos dum dispositivo de sincronismo chamado trigger que consiga o sincronismo e assim evite esta multiplicidade de imagens sobrepostas com fases diferentes, conforme a foto ao lado. TRIGGER: sinal que dispara o dente de serra e a varredura horizontal. SOURCE Fonte do sinal de trigger. INT: o sinal de trigger é retirado do CH1 ou CH2. LINE: o sinal de trigger é a tensão de 50Hz da rede. EXT : o sinal de trigger externo é recebido na ficha BNC : EXT TRIG IN MODE : AUTO :dispara o trigger incondicionalmente. NORM : só dispara o trigger se satisfeitas as condições de nível, flanco e hold-off TV-V : para trabalho em TV TV-H : para trabalho em TV LEVEL Amplitude do sinal que dispara o trigger. (botão interno ). O Holdoff deve estar na posição NORM. IN : dispara o trigger no flanco ascendente do sinal OUT : dispara o trigger no flanco descendente do sinal HOLD OFF (botão externo concêntrico com o LEVEL) : Inibe o trigger durante um certo intervalo de tempo, ajustável. Rodando no sentido CW aumenta o tempo de holdoff Laboratório de Física II 3

4 Na frente do osciloscópio encontra-se gravada um quadriculado que permite efetuar medições sobre a imagem do sinal de entrada.representado na figura abaixo: Fig. 02- Quadrícula da tela do osciloscópio O quadriculado e representado por 10 colunas e 8 linhas, ortogonais entre si, onde o intervalo entre as duas colunas (ou entre duas linhas consecutivas)denomina-se divisão. Cada divisão e subdividida em 5 partes iguais. Cada subdivisão representa, portanto, 1/5 da divisão (0,2 divisões). As marcações referentes a 0%,10%,90%,100% destinam-se, por exemplo, à medição do tempo de subida de impulsos de tensão. PROCEDIMENTO 1. Após ligar o osciloscópio ao gerador de sinais, e preciso calibrá-lo. Essa calibragem visa colocar o eixo zero do traço feito pelo osciloscópio exatamente em cima do eixo zero da escala que há desenhado permanentemente na tela do osciloscópio.para isso, devemos colocar a chave seletora de entrada do canal 1 na posição GND. Em seguida, basta girar um potenciômetro marcado com uma seta na vertical até que a linha que está sendo traçada pelo osciloscópio na tela coincida com o eixo x central que há desenhado na tela do osciloscópio. Laboratório de Física II 4

5 2. Selecione se irá medir uma tensão DC ou AC. Opte pela escala AC 3. Efetue, agora, os dois ajustes básicos de um osciloscópio são as chaves seletoras VOLTS/DIV e TIME/DIV. A primeira regula o eixo y da tela e a segunda, o eixo x. Você deverá rodar e escala de volts por divisão até que a forma da onda a ser lida caiba de forma proporcional na tela, na vertical, repita novamente esse processo para a segunda, sendo que a onda caiba agora na horizontal. Obs: Pode ser que a forma da onda caiba corretamente, mas, fique CORRENDO na horizontal. Nesse caso, você terá de rodar o trigger até que a forma de onda fique corretamente sincronizada, isto é, parada na tela. Quando você tiver uma forma de onda completamente nítida parada na tela, você poderá proceder à leitura. Exercício Meçam em diferentes escalas e valores de freqüência utilizando o osciloscópio, depois de ter realizado os procedimentos acima descritos; Repita o procedimento para diferentes voltagens (amplitudes do gerador de áudio). Freqüência (Hz) k 10k Laboratório de Física II 5