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EXPERINCIA 5 OSCILOSCPIO DIGITAL
1. INTRODUO TERICA
1.1 VERIFICAO FUNCIONAL
Esta rpida verificao deve ser executada para comprovar se o
instrumento est funcionando corretamente.
Ligue o instrumento e aguarde a confirmao que todos autotestes
foram aprovados.
No canal 1 conecte a sonda do osciloscpio. Conecte a ponta da
sonda e o fio condutor de referncia aos conectores COMP. DE
PONTA.
Pressione o boto AUTOSET. Dentro de poucos instantes, aparecer
no display uma onda quadrada (aproximadamente 5 V a 1 kHz.).
Repita os passos para o canal 2.
1.2 COMPENSAO DA PONTA DE PROVA
Para corresponder a ponta de prova ao canal de entrada faa este
ajuste. Sempre que voc conectar uma ponta de prova, pela primeira
vez, este ajuste deve ser feito.
No canal 1 conecte a ponta de prova do osciloscpio. Conecte a
ponta de prova e o conector de referncia (terra) aos conectores
COMP. DE PONTA e ento pressione AUTOSET.
Se a ponta de prova usada for do tipo gancho, comprove a conexo
adequada ao girar firmemente a ponta sobre a sonda.
Verifique o perfil da forma de onda apresentada. Faa o ajuste na
ponta de prova, caso seja necessrio.
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Repita o procedimento conforme for preciso.
1.3 AUTOCALIBRAO
Esta operao permite otimizar o caminho de sinal do osciloscpio
para a mxima preciso de medio. A rotina de autocalibrao pode ser
executada a qualquer hora, porm deve sempre executar a rotina se a
temperatura se alterar em 5 C ou mais.
Para compensar o caminho de sinal, desconecte todas as pontas de
prova ou cabos dos conectores de entrada do canal 1 e do canal 2.
Ento, pressione o boto UTILITRIO e selecione Executar Auto Cal para
confirmar que voc est pronto para continuar.
1.4 AJUSTE DE ATENUAO DA PONTA DE PROVA
As pontas de prova podem ser encontradas com vrios fatores de
atenuao que influenciam a leitura da escala vertical do
osciloscpio.
Para alterar (ou verificar) a definio de atenuao de ponta de
prova, pressione o boto VERTICAL MENU (do canal que voc est usando)
e ento pressione a opo de menu prximo ponta de prova at que a
definio correta seja apresentada.
Esta definio permanece ativa at ser alterada novamente.
1.5 OPERAO BSICA
O painel frontal dividido em reas funcionais de fcil uso e
localizao. Esta seo lhe dar uma viso geral dos controles e
informaes apresentadas na tela.
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1.6 REA DE DISPLAY
Alm de exibir formas de onda, o display preenchido com muitos
detalhes sobre a forma de onda e os ajustes de controles do
instrumento.
1 O display de cone mostra o modo de aquisio. 2 O status de
trigger ou se h uma fonte adequada de trigger ou se a aquisio foi
interrompida. 3 O marcador mostra a posio de trigger horizontal.
Tambm indica a posio horizontal, uma vez que o controle de Posio
Horizontal na realidade move a posio de trigger horizontalmente. 4
O display de posio de trigger mostra a diferena (no tempo) entre a
gratcula central e a posio de trigger. A tela central igual a zero.
5 O marcador mostra o nvel de trigger. 6 A leitura mostra o valor
numrico do nvel de trigger. 7 O cone mostra a inclinao selecionada
de trigger para trigger de borda. 8 A leitura mostra a fonte de
trigger utilizada para trigger. 9 A leitura mostra o ajuste de base
de tempo da rea da janela. 10 A leitura mostra o ajuste principal
de base de tempo. 11 A leitura mostra os fatores de escala vertical
dos canais 1 e 2. 12 A rea de display mostra mensagens on-line
momentaneamente. 13 Os indicadores na tela mostram os pontos de
referncia de terra das formas de onda exibidas.
Nenhum indicador indica um canal que no est sendo exibido.
1.7 DISPLAYS DE FORMA DE ONDA
Realizando muitos ajustes do instrumento, obtm-se um display de
forma de onda. Uma vez obtida uma forma de onda, pode-se fazer
medidas. A aparncia das formas de onda tambm fornece informaes
chave sobre a
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forma de onda. Dependendo do tipo, as formas de onda sero
exibidas em trs diferentes estilos: preto, cinza e quebrada.
Preto slido: indica um display de forma de onda ativa. A forma
de onda permanece preta quando a aquisio interrompida, se nenhum
controle que torne a preciso do display incerta for alterado. A
alterao dos controles vertical e horizontal permitida em aquisies
interrompidas.
Cinza: so as formas de onda de referncia e formas de onda com
persistncia aplicada.
Linha quebrada: indica que a preciso do display de forma de onda
est incerta. Isto consequncia de interromper a aquisio e ento
alterar um ajuste de controle que o instrumento no pode modificar a
forma de onda exibida para correspondncia. Pr exemplo, a alterao
dos controles de trigger em uma aquisio interrompida causa uma
forma de onda com linha quebrada.
1.8 CONTROLES VERTICAIS
CH 1 e Cursor Position: fazem o ajuste vertical do display do
canal 1 ou posiciona o cursor 1.
CH 2 e Cursor 2 Position: fazem o ajuste vertical do display do
canal 2 ou posiciona o cursor 2.
Matem. Menu: exibe o menu de operaes matemticas da forma de
onda.
CH 1 e CH 2 Menu: exibe as selees de menu de entrada de canal e
alterna o display de canal entre ligado e desligado.
Volts/Div (CH 1 e CH 2): seleciona fatores de escala
calibrados.
1.9 CONTROLES HORIZONTAIS
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Position: ajusta a posio horizontal de todos os canais.
Horizontal Menu: exibe o menu horizontal. Sec/Div: seleciona
tempo/div horizontal (fator escala) para base de
tempo principal e a rea da Janela.
1.10 CONTROLES DE TRIGGER
Nvel e Holdoff: este controle tem dupla finalidade que definida
no sistema Menu Horizontal. Similar a um controle de nvel de
trigger, ele estabelece o nvel de amplitude que o sinal deve
atravessar para causar uma aquisio similar a um controle de
interrupo, ele estabelece a quantidade de tempo antes que o outro
evento de trigger possa ser aceito.
Trigger Menu: exibe o menu de trigger. Nvel a 50 %: o nvel de
trigger ajustado a 50 % do nvel de sinal. Force Trigger: inicia uma
aquisio independente de um sinal adequado
de trigger. Visualiza. De Trigger: exibe a forma de onda de
trigger em vez da forma
de onda do canal enquanto o boto Visualiza. de Trigger mantido
pressionado.
1.11 BOTES DE CONTROLE
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Gravar/Restaurar: exibe o menu gravar/restaurar para configuraes
e formas de onda.
Medidas: exibe o menu de medies automatizadas. Aquisio: exibe o
menu de aquisio. Display: exibe o menu de tipo de display.
Cursores: exibe o menu de cursor. Os controles de Posio
Vertical
ajustam a posio do cursor exibindo ao mesmo tempo o menu
cursores. Os cursores, se no estiverem desligados, permanecem
exibidos aps ter sado do menu cursor, porm no so ajustveis.
Utilitrios: exibe o menu de utilitrios. Autoset: ajusta
automaticamente os controles do instrumento para
produzir um display utilizvel do sinal de entrada. Impresso:
inicia operaes de impresso. Run/Stop: inicia e interrompe a aquisio
de forma de onda.
1.12 CONECTORES
Comp. de Ponta: aterramento e sada de compensao de sonda de
tenso. Use-o para corresponder eletricamente a sonda ao circuito de
entrada.
CH 1 e CH 2: conectores de entrada para display de forma de
onda. Trig. Externo: conector de entrada para uma fonte externa de
trigger.
Use o menu de trigger para selecionar a fonte de trigger.
1.13 REFERNCIA
Esta seo descreve os detalhes de operao e de menus associados a
cada boto de menu do painel frontal.
1.14 AQUISIO
Pressione o boto AQUISIO para estabelecer parmetros de
aquisio.
Menus Definies Comentrios Amostra Este o modo padro e fornece
a
aquisio mais rpida. Deteco de Pico
Use para detectar imperfeies e reduzir a possibilidade de
efeitos indesejveis.
Mdia Use para reduzir o rudo aleatrio no display de sinal. O
nmero de medidas selecionvel.
Mdia N>
4 16 64 128
Seleciona Nmero de Medidas.
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1.15 IMPORTANTE
Se um sinal de onda quadrada com rudo contm imperfeies estreitas
e intermitentes, a forma de onda exibida ir apresentar variaes
dependendo do modo de aquisio que voc selecionar.
Amostra: este modo de aquisio deve ser usado para obter 2500
pontos e exibir estes pontos na definio SEC/DIV.
O modo de amostra adquire um nico ponto de amostra em cada
intervalo.
Deteco de Pico: este modo de aquisio utilizado para limitar a
possibilidade de efeitos indesejveis. Use tambm a Deteco de Pico
para detectar imperfeies at 10ns. O modo de Deteco de Pico exibe
maior e menor tenso adquirida em cada intervalo.
Mdia: o modo de aquisio de Mdia utilizado para reduzir rudo
aleatrio ou no correlacionado no sinal que voc quer exibir. Os
dados so adquiridos em modo de amostra, ento vrias formas de onda
so ponderadas juntas.
Selecione o nmero de aquisies (4, 16, 64, 128) para ponderar a
forma de onda.
Display de Modo de Anlise: quando o controle SEC/DIV
estabelecido a 100 ms div ou mais lento e o modo de trigger
estabelecido a Auto, o instrumento entra em modo de aquisio de
anlise. Neste modo o display de forma de onda atualizado da
esquerda para a direita. No h posio horizontal ou controle de
trigger de formas de onda durante o modo de anlise.
Parando a Aquisio: enquanto a aquisio est executando, o display
de forma de onda est ativo. Parar a aquisio congela o display. Em
qualquer dos dois modos, o display de forma de onda pode ser
escalado ou posicionado com os controles vertical e horizontal.
1.16 AUTOSET
O recurso AUTOSET ajusta automaticamente os controles para
produzir um display utilizvel do sinal de entrada. Ao pressionar
Autoset ajusta ou restabelece cada um dos itens relacionados a
seguir.
Funo Definio Modo de aquisio Amostra Acoplamento vertical
CC (se Terra tiver sido selecionado)
Volts/Div vertical Ajustado Largura de banda Completa Posio
horizontal Centrada Sec/Div horizontal Ajustado
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Tipo de trigger Borda Fonte de trigger Canal de nmero mais baixo
exibido Acoplamento de trigger
Ajustado para CC, Rejeio de rudo, Rejeio de Alta Frequncia.
Declividade de trigger
Subindo
Interrupo de trigger
Mnima
Nvel de trigger Estabelecido a 50 % Formato de display YT Modo
de trigger Auto
1.17 CURSORES
Pressione o boto CURSORES para exibir os cursores de medida e o
menu de cursores.
Menu Definies Comentrios Tipo Tenso
Tempo Desl.
Seleciona e exibe os cursores de medida. Tenso mede amplitude e
Tempo mede tempo e frequncia.
Origem CH 1 CH 2
Matem. Ref. A Ref. B
Seleciona a forma de onda do canal ou fonte em que os cursores
esto conectados.
Delta A diferena (delta) entre os cursores exibida aqui. Cursor
1 Exibe o canal do cursor 1 (o tempo referido
posio de trigger, a tenso referida ao aterramento).
Cursor 2 Exibe o canal do cursor 2 (o tempo referido posio de
trigger, a tenso referida ao aterramento).
1.18 IMPORTANTE
Movimento do cursor: os botes de Posio Vertical podem ser usados
para mover os cursores 1 e 2. Voc pode mover os cursores somente
enquanto o menu Cursor est sendo exibido.
1.19 DISPLAY
Pressione o boto DISPLAY para selecionar como as formas de onda
so apresentadas e para alterar a aparncia de todo display.
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Menu Definies Comentrios Tipo Vetores
Pontos Os vetores preenchem o espao entre pontos de amostra
adjacentes no display. Os pontos exibem apenas os pontos de
amostra.
Persistncia DESL. 1 seg 2 seg 5 seg Infinita
Estabelece a extenso do tempo em que cada ponto de amostra
exibido permanece exibido.
Formato YT XT
O formato YT exibe a tenso vertical em relao ao tempo (escala
horizontal). Os formato XY exibe o canal 1no eixo horizontal e o
canal 2 no eixo vertical.
Aumento do Contraste Escurece as reas em preto (ou cinza) do
display. Diminuio do Contraste
Clareia as reas em branco do display.
1.20 ONDAS
Os diversos tipos de tenses (e/ou correntes) alternadas podem
ser distinguidos atravs das seguintes caractersticas:
1.20.1 Forma de Onda
A forma de onda mais comum da tenso alternada senoidal, que
obtida a partir de tenses alternadas com o mesmo aspecto de
geradores com construo relativamente simples.
1.20.2 Ciclo
uma variao completa da forma de onda. O ciclo uma parte da forma
de onda que repete sucessivamente.
1.20.3 Perodo
Perodo o tempo necessrio para que se realize um ciclo completo
de uma grandeza alternada. O perodo representado pela notao T e sua
unidade de medida o segundo ( s ).
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1.20.4 Frequncia
A frequncia f o nmero de ciclos completados num intervalo de
tempo.
No Sistema Internacional de Unidades, a frequncia tem como
unidade o Hertz (Hz). No Brasil, a frequncia 60Hz.
Tf 1=
1.20.5 Fase Inicial
No caso de formas de onda como seno e cosseno o valor angular da
funo no instante inicial considerado.
1.20.6 Amplitude
A amplitude da tenso CA e/ou da corrente CA pode ser
especificada de diversos modos, como mostrado na figura abaixo.
O valor mximo (Vmx ) tambm pode ser chamado de valor de pico.
Pode-se especificar o valor pico-a-pico (Vpp ) que igual a duas
vezes o valor de pico.
O modo mais comum de especificarmos a amplitude da corrente e/ou
a tenso alternada atravs de seu valor eficaz ou RMS (Root Mean
Square). O valor eficaz de uma tenso ou corrente com forma de onda
senoidal calculado por:
2VmxVRMS =
A maioria dos equipamentos, materiais e instrumentos eltricos so
especificados utilizando valores eficazes.
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2 OBJETIVO:
Familiarizar o aluno com o osciloscpio, atravs de uma anlise
sumria de seu funcionamento e seu emprego como instrumento de
bancada.
Medir tenses alternadas nos circuitos utilizando o multmetro e
comparar com os valores eficazes obtidos a partir de medidas das
tenses com o osciloscpio.
3 DESENVOLVIMENTO
3.1 MATERIAIS NECESSRIOS
Osciloscpio; 1 ponta de prova; Painel de conexes; Resistor de
100 ; Resistor de 150 ; Jumpers para painel de conexes; Gerador de
funes; Multmetro digital.
3.2 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
Utilize os equipamentos, instrumentos e materiais corretamente
para evitar danos. Em caso de dvida, no faa. Chame o professor!
1. Utilize o multmetro como ohmmetro para medir o valor real de
cada resistor e anote os valores encontrados.
2. Monte o circuito mostrado na figura no painel de conexes. O
gerador de tenso alternada senoidal VAC o gerador de funes que deve
ser selecionado para funo senoidal com frequncia de Hz100 e valor
eficaz de 5V.
3. Utilize o multmetro selecionado como voltmetro para tenso
alternada. Mea os valores das tenses ACV , ABV e BCV e anote os
valores encontrados na tabela.
nominalvalor. realvalor. =1R 100 =1R =2R 150 =2R
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4. Com o osciloscpio mea as tenses ACV , ABV e BCV . Para cada
caso, mea a tenso Vmxvp = e vmxVpp .2= . Anote os dados na tabela.
Anote tambm as formas de onda encontradas.
5. A partir da forma de onda determine o valor eficaz em cada
caso para comparar o com o valor obtido pelo multmetro. Utilize a
seguinte
expresso: 2
VmxVRMS =
entradadetenso .. ACVde V5
ABV BCV
RMSV .med
Vp
Vpp RMSV
.calc RMSV
.med Vp
Vpp RMSV
.calc RMSV
.med Vp
Vpp RMSV
.calc
6. Repita o procedimento para tenso alternada senoidal com V5 de
valor eficaz e frequncia de kHz1 .
entradadetenso .. ACVde V5
ABV BCV
RMSV .med
Vp
Vpp RMSV
.calc RMSV
.med Vp
Vpp RMSV
.calc RMSV
.med Vp
Vpp RMSV
.calc
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7. Repita o procedimento para tenso alternada senoidal com V5 de
valor eficaz e frequncia de kHz10 .
entradadetenso .. ACVde V5
ABV BCV
RMSV .med
Vp
Vpp RMSV
.calc RMSV
.med Vp
Vpp RMSV
.calc RMSV
.med Vp
Vpp RMSV
.calc
8. Justifique as diferenas dos valores encontrados e calculados.
9. Organize todo o material fornecido em seu local de trabalho. 10.
Realize uma pesquisa com sua equipe de trabalho no laboratrio
sobre
o assunto do experimento e juntamente com os dados e informaes
obtidas, elabore um relatrio da aula prtica.
