1 / 29

Introdução ao osciloscópio

Para estudantes universitários de Engenharia Elétrica e Física. Introdução ao osciloscópio. Pauta. O que é um osciloscópio ? Noções básicas de teste ( modelo de baixa frequência ) Realizar medições de tensão e tempo Configurar a escala das formas de onda na tela adequadamente

glynis
Download Presentation

Introdução ao osciloscópio

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Para estudantes universitários de Engenharia Elétrica e Física Introdução ao osciloscópio

  2. Pauta • O que é um osciloscópio? • Noçõesbásicas de teste (modelo de baixafrequência) • Realizarmedições de tensão e tempo • Configurara escala das formas de ondanatelaadequadamente • Compreendero disparo do osciloscópio • A teoria de operação e especificações de desempenho do osciloscópio • Testes revisitados (modelodinâmico/CA e efeitos de carregamento) • Usaro Tutorial e Guia de laboratório DSOXEDK • Recursostécnicosadicionais

  3. O que é um osciloscópio? • O osciloscópioconvertesinaiselétricos de entradaem um traçovisívelnatela - por ex., converteeletricidadeemluz. • O osciloscópio, de forma dinâmica, representasinaiselétricos com variação no tempo emduasdimensões (normalmentetensão vs. tempo). • O osciloscópio é utilizadoporengenheiros e técnicosparatestar, verificar e depurarprojetoseletrônicos. • O osciloscópio é o principal instrumentoquevocêutilizaránoslaboratórios de EE/Físicaparatestarexperimentosdesignados. os.ci.los.có.pio

  4. Apelidos carinhosos (como são chamados) • Scop"– Terminologiamaiscomumenteusada(eminglês) • DSO – Digital Storage Oscilloscope (osciloscópiode armazenamento digital) • Osciloscópio digital • Osciloscópiodigitalizador • Osciloscópioanalógico – Tecnologia de osciloscópiomaisantiga, porémaindaemusohojeem dia. • CRO – Cathode Ray Oscilloscope (osciloscópio de raioscatódicos). Muitoembora a maioria dos osciloscópiosnão utilize maistubos de raioscatódicosparaexibirformas de onda, australianos e neozelandesesaindaoschamam de CROs ("crows", eminglês). • O-Scope • MSO – Mixed Signal Oscilloscope (osciloscópio de sinaismistos, incluicanaisanalisadoreslógicos de aquisição)

  5. Noções básicas de teste • As pontas de provasãousadasparatransferir o sinal do dispositivosendosubmetidoaotestepara as entradas BNC do osciloscópio. • Existemmuitostiposdiferentes de pontas de provautilizadosemdiversos e especiaispropósitos (aplicações de altafrequência, aplicações de altatensão, correnteetc.). • O tipo de ponta de provamaiscomumenteutilizado é chamado de "Ponta de provapassiva 10:1 divisora de tensão".

  6. Ponta de provapassiva 10:1 divisora de tensão • Passiva:Nãoincluielementosativos, comotransistoresouamplificadores. • 10 para 1:Reduz a amplitude do sinalfornecidonaentrada BNC do osciloscópiopor um fator de 10. Além disso, aumenta a impedância de entradaem 10X. • Nota: Todas as mediçõesdevemserrealizadasemrelaçãoao terra! Modelo de ponta de provapassiva 10:1

  7. Modelo de baixa frequência/CC • Modelo de baixafrequência/CC: Simplificaçãopara um resistor de 9-MΩemsérie com o terminal de entrada de 1-MΩ do osciloscópio. • Fator de atenuação de ponta de prova: • Algunsosciloscópios, comoos 3000 série X da Agilent, detectamautomaticamentepontas de prova 10:1 e ajustamtodas as configuraçõesverticais e as medições de tensãorelacionadas à ponta de prova. • Algunsosciloscópios, comoos 2000 série X da Agilent, requerementrada manual de um fator de atenuação de ponta de prova 10:1. • Modelodinâmico/CA: Seráabordadoposteriormente e durante o laboratório Nº5. Modelo de ponta de provapassiva 10:1

  8. Compreender o visor do osciloscópio Vertical = 1 V/div Horizontal = 1 µs/div • Área de exibição da forma de ondamostrada com linhas de grade (oudivisões). • Osespaçosverticais das linhas de grade estãorelacionados à configuração de volts/divisão. • Osespaçoshorizontais das linhas de grade estãorelacionados à configuração de segundos/divisão. 1 Div 1 Div Volts Tempo

  9. Realizar medições – por estimativa visual A técnica de medição mais comum • Período (T) = 4 divisões x 1 µs/div = 4 µs, Freq = 1/T = 250 kHz. • V p-p = 6 divisões x 1 V/div = 6 V p-p • V máx. = +4 divisões x 1 V/div = +4 V, V mín. = ? Vertical = 1 V/div Horizontal = 1 µs/div V máx. V p-p Indicador de nível de terra (0,0 V) Período

  10. Realizar medições – usando cursores • Posicionamento manual dos cursores X e Y nospontos de mediçãodesejados. • O osciloscópioautomaticamentemultiplicapelosfatores de escala vertical e horizontal parafornecermedições delta e absolutas. Cursor Y2 Controles de cursor Cursor X1 Cursor X2 Leitura Δ Cursor Y1 Leitura de V e T absolutos

  11. Realizarmedições – usandomediçõesparamétricasautomáticas do osciloscópio • Selecioneaté 4 mediçõesparamétricasautomáticas com umaleituracontinuamenteatualizada. Leitura

  12. Principaiscontroles de configuração do osciloscópio Escala horizontal (s/div) Nível de disparo Posição horizontal Escala vertical (V/div) Posição vertical BNCs de entrada Osciloscópio InfiniiVision 2000 e 3000 série X da Agilent

  13. Configurar a escala das formas de ondaadequadamente Condição de configuração inicial (exemplo) Condição de configuração ideal • Ajuste o botãoV/divatéque a forma de ondapreencha a maior parte da telaverticalmente. • Ajuste o botão de posição vertical atéque a forma de ondaestejacentralizadaverticalmente. • Ajuste o botãos/divatéqueapenasalgunsciclossejamexibidosna horizontal. • Ajuste o botãode nível de disparoatéque o nívelsejadefinidopróximoaomeio da forma de ondana vertical. - Muitos ciclos sendo exibidos. - Amplitude escalonada muito baixa. Nível de disparo Configurara escala da forma de onda no osciloscópio é um processointerativoparafazerajustes no painel frontal atéque a "imagem" desejadasejaexibidanatela.

  14. Compreender o disparo do osciloscópio O disparocostumaser a funçãomenoscompreendida de um osciloscópio, porém é um dos recursosmaisimportantes a serentendido. • Pense no "disparo" do osciloscópiocomo "tirarfotografiassincronizadas". • Uma "imagem" da forma de ondaconsisteemmuitasamostrasdigitaisconsecutivas. • As "fotografias" devemestarsincronizadasem um pontoúnicona forma de ondaque se repete. • O disparo de osciloscópiomaiscomumbaseia-se emsincronizaraquisições (tirarfotografias) emumabordaascendenteoudescendente de um sinalem um nível de tensãoespecífico. Uma fotografia do momento da chegada de umacorrida de cavalos é análogaaodisparo do osciloscópio.

  15. Exemplos de disparo Nível de disparo definido acima da forma de onda • Local padrão de disparo (tempo zero) em DSOs = centro da tela (horizontalmente) • Único local de disparoemosciloscópiosanalógicosmaisantigos = ladoesquerdo da tela Ponto de disparo Ponto de disparo Nãodisparado (tirarfotografiasemsincronia) Disparo = Bordaascendente a 0,0 V Tempo negativo Tempo positivo Disparo = Bordadescendente a +2,0 V

  16. Disparo avançado do osciloscópio • A maior parte dos experimentos de laboratóriouniversitáriosbaseia-se emusardisparos de "borda" padrão • Dispararemsinaismaiscomplexosrequeropções de disparoavançadas. Exemplo: Dispararem um barramento serial I2C

  17. Teoria de operação do osciloscópio Amarelo = Blocos específicos do canal Azul = Blocos do sistema (suporta todos os canais) Diagrama de blocos do DSO

  18. Especificações de desempenho do osciloscópio "Largura de banda" é a especificação mais importante do osciloscópio • Todosososciloscópiosexibemumaresposta de frequênciapassa-baixa. • A frequênciaemque a ondasenoidal de entrada é atenuadapor 3 dB define a largura de banda do osciloscópio. • -3 dB se iguala a ~ -30% de erro de amplitude (-3 dB = 20 log ). Resposta de frequência gaussiana do osciloscópio

  19. Selecionar a largura de banda correta Entrada = Clock digital de 100 MHz • LB requeridaparaaplicaçõesanalógicas: ≥ frequência de ondasenoidal 3X maisalta. • LB requeridaparaaplicaçõesdigitais: ≥ frequência de clock digital 5X maisalta. • Determinação de LB maisprecisa, com base emvelocidades de borda de sinal (consulte a nota sobreaplicações de "Largura de banda" no final da apresentação) Resposta usando um osciloscópio com LB de 100 MHz Resposta usando um osciloscópio com LB de 500 MHz

  20. Outras especificações importantes do osciloscópio • Taxa de amostragem (emamostras/s) – Deveser ≥ 4X LB • Profundidade de memória – Determina as formas de ondamaiscompridasquepodem ser captadasaindadurante a amostragem à taxa de amostramáxima do osciloscópio. • Número de canais – Tipicamente 2 ou 4 canais. Osmodelos MSO adicionam de 8 a 32 canais de aquisição digital com resolução de 1 bit (altaoubaixa). • Taxa de atualização de forma de onda – Taxas de atualizaçãomaisrápidasmelhoram a probabilidade de detectarproblemas de circuitoquenãoocorrem com frequência. • Qualidade da exibição – Tamanho, resolução, número de níveis de gradação de intensidade. • Modos de disparoavançados – Larguras de pulso com qualificação de tempo, Padrão, Vídeo, Serial, Violação de pulso (velocidade de borda, tempo de configuração/retenção, tempo de execução) etc.

  21. Testes revisitados - Modelo de teste dinâmico/CA • Cosciloscópio e Ccabosãocapacitânciasinerentes/parasitas (nãoprojetadosintencionalmente) • Cponta e CcompsãoprojetadosintencionalmenteparacompensarCosciloscópio e Ccabo. • Com compensação de ponta de provaadequadamenteajustada, a atenuaçãodinâmica/CA emrazão de reatânciascapacitivasdependentes de frequênciadevecorresponder à atenuaçãodivisora de tensãoresistivaprojetada (10:1). Modelo de ponta de provapassiva 10:1 EmqueCparalelo é a combinaçãoparalela de Ccomp + Ccabo + Cosciloscópio

  22. Compensar as pontas de prova • Conecte as pontas de prova do Canal 1 e Canal 2 ao terminal "Comp de ponta de prova" (mesmoque Demo2). • Ajusteosbotões V/div e s/div paraexibiremambas as formas de ondanatela. • Usandoumachave de fendapequena com lâminalisa, ajuste o capacitor de compensação de ponta de provavariável (Ccomp) emambas as pontas de provaparaumarespostaplana (quadrada). Compensação adequada Canal 1 (amarelo) = sobrecompensado Canal 2 (verde) = subcompensado

  23. Carregar pontas de prova • O modelo de entrada do osciloscópio e da ponta de provapodesersimplificado a um único resistor e capacitor. • Qualquerinstrumento (nãosomenteososciloscópios) conectado a um circuitotorna-se parte do circuitosendosubmetidoaoteste e afetaosresultadosmedidos... principalmenteemfrequênciasmaisaltas. • “Carregar” implicaosefeitosnegativosque o osciloscópio/ponta de provapodecausar no desempenho do circuito. CCarga RCarga Modelo de carregamento ponta de prova + osciloscópio

  24. Atribuições • Supondo-se que Cosciloscópio = 15pF, Ccabo = 100pF e Cponta = 15pF, calcule Ccomp se adequadamente ajustado. Ccomp = ______ • Usando o valor calculado de Ccomp, calcule CCarga. CCarga = ______ • Usando o valor calculado de CCarga, calcule a reatância capacitiva de CCarga a 500 MHz. XC-Carga = ______ C Carga = ?

  25. Usar o Tutorial e Guia de laboratório do osciloscópio • Trabalhopara casa – Leia as seçõesabaixo antes de suaprimeirasessão de laboratóriosobreosciloscópios: Seção 1 – Introdução • Testes do osciloscópio • Familiarizar-se com o painel frontal Apêndice A – Diagrama de bloco do osciloscópio e teoria de operação Apêndice B – Tutorial de largura de banda do osciloscópio • Aulaspráticas de laboratório com osciloscópios • Seção2 – Osciloscópiobásico e WaveGenAulas de mediçãoemlaboratório (6 aulas de laboratórioindividuais) • Seção3 – Mediçãoavançada com osciloscópiosAulas de laboratório (9 aulas de laboratórioopcionaisqueseuprofessor podeatribuir) Tutorial e Guia de laboratóriodo osciloscópio Faça o download em www.agilent.com/find/EDK

  26. Dicas sobre como seguir as instruções do guia de laboratório • Palavrasemnegrito, como[Ajuda], referem-se à tecla do painel frontal. • “Softkeys” referem-se a 6 teclas/botõesabaixo da tela do osciloscópio. A funçãodessasteclasmudadependendo do menu selecionado. • Uma softkeyidentificadaporuma seta verdecurvada ( ) indica • que o botão de propósitogeral “Entrada” controlaessaseleção • ouvariável. Identificação de softkeys Softkeys BotãoEntrada

  27. Acessar os sinais de treinamento integrados A maioria das aulas de laboratório com osciloscópios é montadaemtorno do uso de diversossinais de treinamentoqueestãointegradosaososciloscópios Agilent 2000 ou 3000 série X, casohaja a licençanaopção de Kit de treinamento do Educador DSOXEDK. • Conecteumaponta de prova entre o BNC de entrada de canal 1 do osciloscópio e o terminal identificadocomo "Demo1". • Conecte a outraponta de prova entre o BNC de entrada de canal 2 do osciloscópio e o terminal identificadocomo "Demo2". • Conecteosdoisclipes de aterramento da ponta de provaao terminal de aterramento central. • Pressione[Ajuda]; depoispressione a softkeySinais detreinamento. Fazer a conexão com osterminais de teste de sinais de treinamentousandopontas de provapassivas 10:1

  28. Recursos técnicos adicionais disponibilizados pela Agilent Technologies http://cp.literature.agilent.com/litweb/pdf/xxxx-xxxxEN.pdf Inserir Nº da pub. emlugar de “xxxx-xxxx”

  29. Perguntas e respostas P & R

More Related