ATENO:

O material a seguir parte de uma das aulas da

apostila de MDULO 5 que por sua vez, faz parte

do CURSO DE TELECOMUNICAES

(MDULO 5 ao 7).

A partir da amostra da aula, ter uma idia de onde o

treinamento de eletroeletrnica poder lhe levar.

Voc poder adquirir o arquivo digital da apostila

completa (16 aulas), ou ainda na forma impressa que

ser enviada por por correio. Entre na nova loja

virtual CTA Eletrnica e veja como:

www.lojacta.com.br

Alm de ter a apostila e estuda-la, torne-se aluno e

assim poder tirar dvidas de cada uma das questes

dos blocos atrelados a cada uma das aulas da apostila,

receber as respostas por e-mail, fazer parte do

ranking de mdulos e aps a concluso do mdulo

com prova final, participar do ranking geral e poder

ser chamado por empresas do ramo de eletroeletrnica.

Saiba mais como se tornar um aluno acessando nossa

pgina de cursos:

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135TELEVISO ANALGICA E SISTEMAS UTILIZANDO TUBOS DE IMAGEM - OSCILOSCPIOS

APOSTILA MDULO - 5

AULA

9

OSCILOSCPIOS DIGITAIS - DSOVerificao dos sistemas Vertical, Horizontal e Trigger

Configurando o sistema Vertical, Horizontal e Trigger

Configurando as Funes alternativas e Auto Medio

Medindo sinais simples, Single, reduzindo rudos

Usando a funo X-Y - Trigger de sinais de vdeo

Sistema de Diagnsticos - Indicaes do Sistema

ELETRNICA

CARACTERSTICAS GERAIS: Acessrios do osciloscpio:

# Dois canais # Ponta de prova 2 x 1.5m, 1:1/10:1, de acordo com

# Sistema de display colorido de alta definio com padro EN61010-031: 2002

resoluo de 800 x 480 # Fonte de alimentao em conformidade com todas as

# Suporta dispositivos USB plug-and-play e capaz de normas internacionais

comunicar com um computador # Manual do usurio

por USB. # Software de Comunicao (USB)

# Configuraes automticas de status e formas de # Cabo USB: UT-D05 MINIPA

onda

# Gravao de formas de onda, configuraes e Quando inicia o uso de um novo osciloscpio, o primeiro

restaurao passo sempre familiarizar-se com o uso do painel

# Grande extenso de tela; facilita analisar detalhes da frontal de operao.

forma de onda e sobrepor O MO-2050 fornece um painel frontal com funes

precisamente. diretas para uma operao fcil. Os botes de funes

# Medio automtica de 28 parmetros de formas de esto localizados no painel frontal. As funes dos

onda botes so similares aos outros osciloscpios. Na direita

# Medio automtica do trao do cursor se encontrar a tecla de cpia da tela (PrtSc) que

# Gravao nica da forma de onda e reproduo possibilita salvar a tela atual em um dispositivo USB

# FFT integrado externo em formato de imagem e uma fileira de 5 botes

# Funes matemticas mltiplas (incluindo adio, na direita do display so as teclas de operao do menu

subtrao, multiplicao e diviso) (designadas como F1 a F5 de cima para baixo). Com

# Funes de trigger borda, vdeo, largura de pulso e essas teclas pode-se configurar diferentes opes do

alternado menu em utilizao. As outras teclas so teclas de

# Menu multilngue funes. Pode-se us-las em menus de funes

# Sistema de ajuda multilngue diferentes ou acessar funes particulares diretamente.

O osciloscpio com armazenamento digital (DSO) atualmente o tipo preferido da maioria da aplicaes industriais,

apesar de osciloscpios anlogicos simples ainda serem utilizados pela maioria dos tcnicos de eletrnica de

consumo e por hobbistas. O osciloscpio digital substitui o mtodo utilizado no osciloscpio de armazenamento

analgico por uma memria digital, que capaz de armazenar as informaes por quanto tempo forem necessrias

sem degradao. Isto tambm permite um processamento complexo do sinal por circuitos de processamento de

sinal digital de altas velocidades.

A entrada vertical, ao invs de controlar o amplificador vertical, digitalizado por um conversor analgico-digital para

criar um conjunto de informaes que armazenado na memria de um microprocessador.

O conjunto de informaes processado e ento enviado para a tela, que nos osciloscpios mais antigos era um tubo

de raios catdicos, porm atualmente pode ser tambm um LCD. Osciloscpios com o LCD colorido so comuns. O

conjunto de dados pode ser enviado atravs de uma LAN (Local Area Network - Area de Rede Local) ou WAN (Wide

Area Network - Rede de rea alargada ou Rede de longa distncia) para processamento ou arquivamento. A imagem

da tela pode ser diretamente gravada no papel atravs de uma impressora ou plotter, sem a necessidade de uma

cmera para osciloscpios. O prprio software de anlise de sinal pode extrair muitas caractersticas teis como

tempo de subida, largura de pulso e amplitude, espectros de frequncia, histogramas e estatsticas, mapas de

persistncia, e um grande nmero de parmetros teis para profissionais de campos especializados como as

telecomunicaes, anlises de drives de disco e eletrnica de potncia.

Nesta aula, vamos utilizar parte do manual do osciloscpio Digital 50 MHz - 2 canais- Minipa modelo MO-2050, que

um instrumento porttil para situaes onde funes especiais so necessrias, tais com memorizao de formas de

onda, medida de sinais com larga faixa de frequncia, interface de comunicao com PC, clculos matemticos mais

avanados como FFT (Transformada de Fourier), entre outras.

MO-2050 Manual do Usurio (Minipa)

136ELETRNICA

APOSTILA MDULO - 5

TELEVISO ANALGICA E SISTEMAS UTILIZANDO TUBOS DE IMAGEM - OSCILOSCPIOS

Verificao Funcional de atenuao em 10X. Mova o seletor da ponta de prova

para 10X e conecte a ponta de prova no CH1. Se estiver

1) Ligando a Unidade sendo usada a ponta de prova tipo gancho, certifique-se

A tenso de alimentao 100-240V AC, 45-440Hz. que a conexo est correta e segura. Conecte a ponta de

Aps conectar alimentao, deixe a unidade efetuar a prova ao conector de sada do sinal de calibrao, ento

auto calibrao para otimizar a preciso da medio de conecte a garra do terra ao terra do conector. Habilite o

sinais do osciloscpio. Pressione a tecla [FUNCTION] e CH1 e pressione [AUTO].

ento [F1] para iniciar a calibrao.

Ento pressione [F1] na prxima pgina para exibir 2. Observe a forma da onda exibida no display.

DEFAULT SETUP. Veja a figura 3 para detalhes.

Fig. 8 - Calibrao da Compensao da Ponta de Prova

3. Se uma onda Sobre compensada ou Sub-2) Medindo Sinais

compensada exibida, ajuste o capacitor varivel com O osciloscpio MO-2050 tem dois canais de entrada e

uma chave de fenda com cabo no metlico, at que uma um canal de sinal de trigger externo.

forma de onda corretamente compensada seja exibida 1. Conecte a ponta de prova na entrada CH1, e

no display. selecione o seletor de atenuao da ponta de prova para

10X (Figura 4).

Advertncia: Para evitar choque eltrico quando 2. Deve-se selecionar no osciloscpio o fator de

medir alta tenso com a ponta de prova, certifique-se atenuao da ponta de prova. Este fator muda a faixa de

da integridade da isolao da ponta de prova. No multiplicao vertical para garantir que os resultados da

toque na parte metlica da ponta de prova quando medio reflitam a real amplitude do sinal medido.

conectado a Alta Tenso. Configura o fator de atenuao da ponta de prova da

seguinte forma: Pressione [F4] para exibir 10X no menu.

Auto configurao da exibio da forma de onda

(Autoset) Configurando o Fator de Atenuao da Ponta de

Prova do Osciloscpio

O osciloscpio MO-2050 tem a caracterstica da funo 3. Conecte a ponta de prova no sinal de

autoset. Seu osciloscpio pode ajustar automaticamente calibrao do osciloscpio. Pressione [AUTO] e voc

o fator de deflexo, base de tempo e modo de trigger ver uma onda quadrada no d isplay com

baseado no sinal de entrada, at que a forma de onda aproximadamente 3V de pico-a-pico em 1kHz. Para mais

seja exibida corretamente. A funo autoset pode ser detalhes veja a Figura 6. Repita este passo para verificar

operada somente quando o sinal que ser medido seja CH2.

Pressione a tecla de funo [OFF] para desabilitar o

CH1, ento pressione a tecla de funo [CH2] para

habilitar CH2. Repita os passos 2 e 3.

figura 7 - Sinal de Compensao da Ponta de Prova

Quando conectar a ponta de prova em qualquer sinal

pela primeira vez, faa este ajuste para casar a ponta de

prova com o canal. Pular a compensao da ponta de

prova ir resultar em um erro de medio. Por favor

ajuste a compensao da ponta de prova como a seguir:

1. No menu da ponta de prova selecione o fator

Figura 1 - Diagrama Esquemtico de Operao do Painel Frontal do MO-2050

Boto ON/OFF (liga/desliga) Boto FUNCTION

Posio do Trigger Horizontal

Posio do Status do Trigger Posio do Centro da Tela

O menu ir variar de acordo

com a funo selecionada

Janela de Exibio

da Forma de Onda

Configurao da Base de TempoEscala Vertical de cada Canal

Marca do Canal 2

Marca do Canal 1

figura 3figura 2

APOSTILA MDULO - 5

137TELEVISO ANALGICA E SISTEMAS UTILIZANDO TUBOS DE IMAGEM - OSCILOSCPIOS ELETRNICA

Acoplamento de Medio

Se o acoplamento do canal est em DC, pode-se medir

sinais DC rapidamente verificando, a diferena entre a

forma de onda e o sinal de terra.

Em caso de acoplamento AC, o sinal DC ser bloqueado.

Com este modo de acoplamento, pode-se exibir a parte

AC do sinal com maior sensibilidade.

de 20Hz ou acima e o fator de duty seja maior que 1%.

Tecla SET TO ZERO (RETORNAR AO ZERO) para

Usando a Funo Autoset: reiniciar a posio vertical dos dois canais para zero.

1. Conecte o sinal a ser medido na entrada do canal.

2. Pressione [AUTO]. O osciloscpio ir configurar

automaticamente a deflexo vertical, a base de tempo e

o modo de trigger. Se for necessrio fazer uma medio

Esta tecla para reiniciar pode zerar o deslocamento

vertical, deslocamento horizontal e o holdoff para a

posio zero (ponto central).

2. Mude as configuraes verticais e verifique as

mudanas das informaes de status. Podem-se

verificar mudanas de qualquer faixa vertical lendo a

coluna de exibio de status no canto inferior da janela

da forma de onda. Gire o controlador da escala vertical

para mudar a faixa vertical VOLT/DIV. Verifique como a

faixa na coluna de status modificou-se de acordo com a

mudana. Pressione [CH1], [CH2], [MATH] ou [REF] e a

tela ir mostrar o correspondente menu de operao,

sinal, forma de onda e informao de faixa de status.

Pressione [OFF] para desabilitar o canal selecionado.

mais detalhada, pode-se ajustar manualmente aps o

Aprendendo Sobre o Sistema Horizontal processo de autoset, at que se consiga a exibio da forma de onda desejada. Como mostrado na figura abaixo, existem uma srie de

teclas e controladores na rea de controle horizontal. Os Aprendendo Sobre o Sistema Vertical passos seguintes iro familiariz-lo com a configurao de base de tempo horizontal. Como mostrado na figura 9, existem uma srie de teclas

e controladores na rea de controle vertical. Os 1. Use o controlador de escala horizontal (scale) para seguintes passos passaro muito mais detalhes do uso mudar a configurao da base de tempo horizontal e desses controles.verifique qualquer modificao na informao de status. Gire o controlador de escala horizontal (scale) para

mudar a faixa SEC/DIV da base de tempo.

Verifique como a faixa na coluna de status modificou-se

de acordo com a mudana. A faixa da escala horizontal

varia entre 5ns~50s, em passos de 1-2-5.

2. Use o controlador de posio

horizontal (position) para ajustar

a posio horizontal da janela de

forma de onda. O controlador de

posio horizontal (position)

c o n t r o l a a m u d a n a n o

gatilhamento do sinal. Quando

esta funo usada para

mudana no gati lhamento

(trigger) e o controlador de

posio horizontal (position) 1. Gire o controlador de posio vertical para mostrar o

girado, se verificar que a forma sinal no centro da tela. O controlador de posio vertical

d e o n d a m u d a c o m o controla a posio vertical da exibio do sinal. Quando

controlador. se gira o controlador de posio vertical, o sinal

indicando Terra se mover para cima e para baixo com

3. Pressione a tecla [MENU] a forma de onda.

para exibir o menu de ZOOM.

Atenuao da

ponta de prova

Sinal de Compensao da Ponta de Prova

Sobre-compensada Corretamente compensada Sub-compensada

rea de Controle Vertical

do painel frontal

figura 4

figura 5

figura 6

figura 9

138ELETRNICA

APOSTILA MDULO - 5

TELEVISO ANALGICA E SISTEMAS UTILIZANDO TUBOS DE IMAGEM - OSCILOSCPIOS

Neste menu pressione [F3] para ativar a JANELA DE 4. Pressione [FORCE] para gerar um sinal de trigger

EXPANSO. Ento pressione [F1] para sair do modo compulsrio que normalmente usado nos modos de

JANELA DE EXPANSO e retornar para BASE DE trigger normal e single.

TEMPO PRINCIPAL. Pode-se tambm configurar o

tempo de HOLDOFF com este menu. Configurao do Instrumento

Tecla SET TO ZERO (RETORNAR AO ZERO) para Deve-se familiarizar com as operaes bsicas do reiniciar a posio horizontal ao centro. Esta tecla pode controle vertical, horizontal e sistema de trigger do MO-rapidamente RETORNAR AO ZERO a posio 2050. Aps ler o captulo anterior, voc deve estar horizontal. Pode-se mudar a posio horizontal com o capacitado a usar os menus para configurar o controlador de posio horizontal para ajustar o sinal na osciloscpio. janela de exibio.

Definio: Configurando o Sistema Vertical Ponto de Trigger significa a ponto de trigger atual em relao ao ponto de centro da tela. Girando o controlador CH1, CH2 e configuraes de posio horizontal, pode-se mover o ponto de trigger Cada canal tem seu prprio menu vertical. Deve-se horizontalmente. configurar cada item de cada canal individualmente. Holdoff significa reativar o intervalo de tempo do circuito Pressione a tecla de funo [CH1] ou [CH2] e o sistema de trigger. Gire o controle multifuno para configurar o exibir o menu de operao para o CH1 ou CH2. Para tempo de holdoff. notas de explicao veja tabela 1 acima:

1. Configurando o acoplamento do canal Aprendendo Sobre o Sistema de Trigger

Pegue como exemplo a aplicao de Como mostrado na figura 11, existe um controlador e trs

um sinal no CH1. O sinal a ser botes no menu de controle de trigger. Os passos

medido um sinal que contm uma seguintes iro familiariz-lo com a configurao de

parte DC. trigger.

Pressione [F1] para selecionar AC.

A g o r a o o s c i l o s c p i o e s t 1. Use o controlador de nvel de trigger (level) para

configurado para acoplamento AC. A mudar o nvel do trigger. Verifique que uma marca indica

parte DC do sinal que medido ser o nvel de trigger no display. O sinal se mover para cima

bloqueada. A forma de onda exibida e para baixo com o controlador. Enquanto se move o

ser a seguinte: nvel de trigger, verifique que o valor do nvel de trigger no

display mudar.

Pressione [F1] para selecionar DC.

Tecla para reiniciar o nvel de Tanto a parte DC como a AC do sinal

trigger para zero ser medida. A forma de onda

Pressione 50% para reiniciar o exibida ser a seguinte:

nvel de trigger para zero. Com Pressione [F1] para selecionar

o trigger em zero tem-se a GROUND. Agora est selecionado o

maior sensibilidade. Pode-se aterramento. Tanto o sinal DC como

tambm mudar o nvel de o AC so bloqueados e a entrada do

trigger com o controlador para osciloscpio fica conectada

reiniciar o nvel de trigger para massa. A forma de onda exibida ser

zero. a seguinte:

(Nota: Neste modo, mesmo que a

2. Abra o menu do trigger forma de onda no seja exibida, o sinal

[MENU] (figura 11) para mudar permanece conectado ao circuito do

as configuraes de trigger. canal).

Pressione [F1] e selecione

EDGE TRIGGER 2. Configurando a largura de banda

Pressione [F2] e configure (bandwidth)

TRIGGER SOURCE para CH1

Pressione [F3] e configure Pegue como exemplo um sinal

SLOPE TYPE como RISING aplicado ao CH1. O sinal a ser medido

Pressione [F4] e configure um sinal pulsante que contm

TRIGGER MODE como AUTO oscilao em alta frequncia.

Pressione [F5] e configure Pressione [CH1] para ligar o CH1.

TRIGGER COUPLING como Ento pressione [F2] para configurar

DC limite de largura de banda desligado

(BANDWIDTH LIMIT OFF). Agora o 3. Pressione [50%] e configura o nvel de trigger no ponto

equipamento est configurado para central vertical do sinal.

toda a banda de medio. O sinal

Figura 10 - rea de Controle

Horizontal do painel frontal

Fig. 11 - Menu do

Trigger Painel Frontal

Fig. 12 - Menu de Trigger

APOSTILA MDULO - 5

139TELEVISO ANALGICA E SISTEMAS UTILIZANDO TUBOS DE IMAGEM - OSCILOSCPIOS ELETRNICA

medido ser exibido mesmo que ele contenha sinais de

alta frequncia. A forma de onda exibida ser a da figura

15.

Pressione [F2] para configurar limite de largura de banda

ligado (BANDWIDTH LIMIT ON).

Todas as frequncias maiores que 20MHz do sinal que

medido sero limitadas. A forma de onda exibida ser a

mostrada na figura 16.

Figura 16 - forma de onda exibida quando o Limite de

Largura de Banda est Ligado

3. Configurando a atenuao da ponta de prova

Para igualar a configurao da atenuao da ponta de

prova, necessrio configurar a atenuao da ponta de

prova no menu de operao do canal. Por exemplo,

5. Configurao da inverso da forma de

onda

Inverso da Forma de Onda: O sinal exibido

invertido em 180 graus em relao nvel de

terra. Figura 19, mostra a onda no invertida.

Figura 20, mostra a onda invertida.

Figura 19 - Forma de Onda No Invertida

Figura 20 - Forma de Onda Invertida.

I . O p e r a n d o F u n e s

Matemticas

Funes matemtica como +, -, , e FFT

quando se usa uma ponta de prova com fator de

atenuao 10:1, configura o fator de atenuao para 10X

no menu. Aplique o mesmo princpio para outros valores

para assegurar que a medio de tenso est correta.

A figura abaixo mostra a configurao e a faixa vertical

quando a ponta de prova est em atenuao 100:1

2. Ajuste vertical VOLTS/DIV

Pode-se ajustar a faixa VOLTS/DIV do fator de deflexo

tanto no modo ajuste grosso (coarse) como no modo

ajuste fino (fine). No modo ajuste grosso (COARSE

TUNE), a faixa VOLTS/DIV 1mV/div~20V/div. Mudando

em passos de 1-2-5. No modo ajuste fino (FINE TUNE),

pode-se mudar o fator de deflexo em pequenos passos.

Figura 18 - Modo Ajuste Fino para o Fator de Deflexo

Vertical so resultados do CH1 e CH2. O menu como mostrado

a seguir: F

Anlise de espectro FFT (Fast Fourier Transform)

Usando o algoritmo FFT (Transformada Rpida de

Fourier), pode-se converter o domnio de tempo do sinal

(YT) no domnio de frequncia do sinal. Com o FFT,

podem-se observar os seguintes tipos de sinais:

# Medir a composio de harmnicas da forma de onda

e distoro do sistema

# Demonstrar o sinal caracterstico do nvel DC

# Analisar oscilaes

Tabela 3 - Notas explicativas para o menu FFT

Como operar as funes de FFT

Sinais com componente DC ou offset DC podem causar

Tabela 1 -Notas de explicao para cada menu de canal

Figura 12 - parte DC do silnal bloqueada

Acoplamento AC

Acoplamento DC

Figura 13 - tanto a Parte DC quanto AC so Exibidas

Acoplamento aterrado

Figura 14 - tanto a Parte DC quanto a AC so bloqueadas

140ELETRNICA

APOSTILA MDULO - 5

TELEVISO ANALGICA E SISTEMAS UTILIZANDO TUBOS DE IMAGEM - OSCILOSCPIOS

Enquanto, se o ciclo da forma de onda no for um nmero

completo, haver diferentes valores de amplitudes no

incio e no fim, resultando em interrupes transientes de

alta frequncia no ponto de conexo. No domnio de

frequncia, isto conhecido como vazamento. Para

evitar vazamento, multiplique a forma de onda original

por uma funo de janela para deixar o valor em 0 no

incio e no fim compulsivamente. Para aplicaes da

funo janela, por favor veja tabela 4.

Definio

Resoluo FFT significa o cociente dos pontos de

amostra e matemticos. Quando valores de pontos

matemticos so fixados, a taxa de amostragem

deve ser o mais devagar possvel relativo

resoluo FFT.

erros ou

offset da forma de onda de FFT. Para eliminar a

componente DC, selecione acoplamento AC. Para

reduzir rudos ou distores resultantes de eventos de

pulso repetitivos ou aleatrios, selecione o modo de

aquisio do seu osciloscpio em aquisio de mdia

(average acquisition).

Tabela 4 - Selecione a Janela FFT

Supondo que a forma de onda em YT seja repetitiva, o

osciloscpio ir efetuar a converso FFT do tempo de

uma extenso limitada. Quando este ciclo um nmero

completo, a forma de onda YT ter a mesma amplitude

do incio ao fim. No h interrupo da forma de onda. Frequncia de Nyquist: Para reconstruir a onda

original, deve ser usado 2f de taxa de amostragem

Limite de Largura

de banda desligada

Figura 15 - forma de onda exibida quando o Limite de

Largura de Banda est Desligado

Largura de banda

limitada em 20MHz

cone de largura de banda

Fator de Atenuao Faixa vertical

Modo ajuste fino

No Invertida

Onda Invertida