Você sabe como é usado e quais os tipos de osciloscópio? Os osciloscópios são um dos pilares de um laboratório de eletrônica e são essenciais para qualquer pessoa que projete eletrônicos, solucione problemas ou trabalhe com eletrônicos de alta velocidade.
Mas antes e conferirmos os tipos de osciloscópio, vamos responder à pergunta: osciloscópio para que serve?
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Para que serve o Osciloscópio?
Os osciloscópios são uma das poucas peças de equipamentos eletrônicos que desempenham várias funções e podem ser usadas no lugar de outros equipamentos eletrônicos.
Uma variedade de tipos de osciloscópios estão disponíveis para amadores e profissionais.
Basicamente, um osciloscópio é um instrumento de medição que representa graficamente sinais elétricos no domínio temporal. No modo de funcionamento usual, um osciloscópio mostra como um ou mais sinais elétricos variam no tempo.
Neste caso, o eixo vertical (YY) representa a amplitude do sinal (tensão) e o eixo horizontal (XX) representa o tempo. A intensidade (ou brilho) da tela é por vezes denominada de eixo dos ZZ.
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Uma representação gráfica deste tipo permitirá a análise de diversas características de um sinal, nomeadamente:
- Amplitude (de tensão): valores máximos (pico positivo), mínimo (pico negativo), pico-a-pico e eficaz, diferenciais de amplitude, componentes contínua e alternada.
- Tempo: período, frequência, diferenciais de tempo num sinal e entre dois sinais, atrasos, desfasamento entre dois sinais, tempos de subida.
- Existência de interferências (ruído) continuadas, perturbações transitórias.
- Comparação entre entrada e saída de sistemas, nomeadamente para analisar ganhos, desfasamentos, filtragens, retificações, permitindo projetar e depurar os mesmos sistemas.
A utilização do modo ‘XY’ facilita alguns tipos de análises. Neste modo de funcionamento, o eixo dos XX deixa de representar o tempo, sendo estimulado por um sinal de entrada. Desta forma, a forma de onda visualizada na tela será a representação de um sinal de entrada em função de outro sinal de entrada.
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Tipos Osciloscópio Analógico e Digital: O que significam?
Lembrando que os tipos básicos de osciloscópio se resumem entre dois tipos, é prática corrente distinguir os osciloscópios como “analógicos” e “digitais”.
Para evitar ambiguidades na terminologia utilizada neste documento, é fundamental esclarecer alguns conceitos genéricos relacionados com os instrumentos de medição, conceitos estes que os leigos desconhecem e que raramente são claros mesmo para especialistas na área eletrônica. Neste contexto, é fundamental a consulta do Vocabulário Internacional de Metrologia.
Se um Osciloscópio: princípio de funcionamento e estado da tecnologia 5/68 instrumento de medição envolve tecnologia eléctrica ou eletrônica, ou seja, se inclui circuitos com componentes elétricos (resistências, bobinas, condensadores, etc.) e/ou eletrônicos (díodos, transístores, tiristores, etc.), ele é denominado de instrumento de medição elétrico/eletrônico.
Quando se classifica um instrumento de medição como analógico ou digital deve ter-se em conta a forma de apresentação do sinal de saída ou da indicação e não o princípio de funcionamento do instrumento:
- Num instrumento de medição analógico, o sinal de saída ou indicação é uma função contínua do valor da mensuração, ou do sinal de entrada.
- Um instrumento de medição digital apresenta o sinal de saída ou a indicação sob a forma digital (numérica).
Assim, é errado distinguir entre osciloscópios “analógicos” e “digitais”, pois todos os osciloscópios têm uma indicação analógica, ou seja, todos mostram a evolução do sinal de entrada temporal, devendo daí ser denominados de instrumentos analógicos.
Os osciloscópios, normalmente conhecidos como “digitais” devem ser referenciados como “osciloscópios de amostragem”.
Estes complementam a indicação analógica com um conjunto de indicações “digitais” (período, frequência, componente contínua e alternada).
Note-se que existem instrumentos de medição digitais com princípio de funcionamento puramente mecânico, tal como um contador de água, onde existe uma indicação digital (a quantidade de metros cúbicos consumidos) e uma indicação analógica (o caudal de água).
Da mesma forma, muitas vezes temos indicações analógicas em instrumentos de tecnologia digital, tal como gráficos de barras e diagramas sinópticos numa interface gráfica de um computador.
O que distingue um circuito elétrico de um circuito eletrônico é que o segundo envolve a utilização de dispositivos baseados em semicondutores, tais como transístores, díodos e tiristores, além da eventual utilização de dispositivos elétricos (resistências, condensadores, indutâncias, etc.).
A eletrônica analógica distingue-se da eletrônica digital, pois num circuito digital a informação é em algum sítio convertida para digital (apenas dois níveis lógicos).
Devemos então efetuar uma distinção clara entre o tipo de indicação (analógica ou digital) e o princípio de funcionamento analógico ou digital de um instrumento de medição elétrico ou eletrônico.
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Quais os tipos de Osciloscópio? 9 tipos para você conhecer e entender as diferenças
Estão disponíveis vários tipos de osciloscópios, analógicos e digitais, em uma ampla gama de preços, o que pode tornar um desafio a seleção do osciloscópio certo.
Os osciloscópios analógicos são frequentemente usados como solução de problemas importantes, pois os osciloscópios digitais coletam o sinal, eles podem perder alguns sinais transitórios que podem causar comportamento errático.
É por isso que os osciloscópios analógicos ainda são valorizados por aplicativos de solução de problemas transitórios, embora os osciloscópios digitais de fósforo avançados possam fornecer recursos semelhantes.
1. Osciloscópio analógico
Um osciloscópio analógico exibe diretamente o sinal captado por uma sonda e essencialmente o rastreia na tela.
Os recursos de armazenamento permitem que a forma de onda seja exibida por longos períodos do tipo, em vez de se deteriorar imediatamente.
Onde os osciloscópios analógicos realmente se destacam é lidar com sinais analógicos e efeitos transitórios.
O trabalho com Áudio e vídeo analógico é excelente para os recursos de um osciloscópio analógico que também pode lidar com sinais digitais de baixa velocidade.
Os osciloscópios analógicos oferecem uma faixa dinâmica melhor que os osciloscópios digitais e não sofrem com problemas de aliasing que podem causar leituras falsas nos osciloscópios digitais.
Os osciloscópios analógicos são geralmente mais acessíveis que os osciloscópios digitais e geralmente são essenciais para uma boa solução de problemas e uma ótima opção para iniciantes e entusiastas.
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2. Osciloscópio digital e sua taxa de amostragem e largura de banda
Os osciloscópios digitais estão disponíveis em vários tipos. Dois fatores-chave no desempenho dos osciloscópios digitais são sua taxa de amostragem e largura de banda.
A taxa de amostragem de um osciloscópio limitará sua capacidade de capturar eventos transitórios únicos e a largura de banda de um osciloscópio limitará a frequência de sinais repetitivos que podem ser exibidos pelo osciloscópio.
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3. Osciloscópio de armazenamento digital (DSO)
A maioria dos osciloscópios digitais são do chamados tipos de osciloscópio de armazenamento digital. Os osciloscópios de armazenamento digital podem capturar eventos transitórios e armazená-los para análise, arquivamento, impressão ou outro processamento.
Eles possuem armazenamento permanente para gravar sinais e podem ser transferidos para outras mídias para armazenamento e análise em um computador.
Os osciloscópios de armazenamento digital não podem exibir o nível de intensidade de um sinal em tempo real, ao contrário de um osciloscópio analógico.
Eventos de disparo único podem ser capturados através do uso de gatilhos que podem ser definidos manual ou automaticamente, dependendo do osciloscópio.
Os osciloscópios de armazenamento digital são os pilares do design digital real, onde quatro ou mais sinais são analisados simultaneamente.
4. Osciloscópio de Amostragem digital
Os osciloscópios de amostragem digital têm uma técnica de entrada ligeiramente diferente da dos outros osciloscópios e trocam uma largura de banda muito maior por uma faixa dinâmica mais baixa.
A entrada não é atenuada ou amplificada, portanto, o osciloscópio deve conseguir lidar com toda a faixa do sinal de entrada, o qual é geralmente limitado a cerca de 1 volt pico a pico.
Os osciloscópios de amostragem digital funcionam apenas em sinais repetitivos e não ajudam a capturar transitórios além da taxa de amostragem normal.
Por outro lado, os osciloscópios de amostragem digital podem capturar sinais que são uma ordem de magnitude mais rápido que outros tipos de osciloscópios, com larguras de banda superiores a 80 GHz.
5. Osciloscópio digital de fósforo (DPO)
Para captura e análise de sinal digital de alta velocidade, os osciloscópios digitais de fósforo superam os osciloscópios de armazenamento digital padrão.
Os osciloscópios digitais de fósforo usam uma solução ADC de processamento paralelo que oferece taxas de amostragem muito mais altas do que os osciloscópios de armazenamento digital tradicionais.
Essa taxa de amostragem permite um nível de desempenho de visualização de sinal com aparência de tempo real.
Os osciloscópios digitais de fósforo recebem o nome de sua semelhança com os osciloscópios analógicos na exibição da intensidade de um sinal.
Nos osciloscópios analógicos, isso ocorre porque os fósforos de um monitor CRT brilham por um período antes de escurecer, o que permite que os sinais de alta velocidade acumulem um brilho mais intenso nas áreas mais importantes e que os transientes se destaquem bem.
Os osciloscópios digitais de fósforo duplicam o efeito do fósforo, armazenando um banco de dados dos valores das formas de onda repetidas e aumentando a intensidade na tela onde as formas de onda se sobrepõem.
Como um osciloscópio analógico, um osciloscópio digital de fósforo pode revelar transitórios exibindo o nível de intensidade, mas ainda pode perder os transitórios que ocorrem fora da janela de captura de dados e sua taxa de atualização.
Os osciloscópios digitais de fósforo combinam os recursos dos osciloscópios de armazenamento digital e da tecnologia do osciloscópio analógico, tornando-os ótimos para design de uso geral, tempo digital, análise avançada, testes de comunicação e solução de problemas.
6. Osciloscópio de Domínio Misto (MO)
Combinando um analisador de espectro de RF, analisador lógico e osciloscópio digital, você obtém um osciloscópio de domínio misto.
Ao projetar ou trabalhar com sistemas que incluem sinais digitais, lógica digital e comunicação por radiofrequência, os osciloscópios de domínio misto se tornam uma ferramenta essencial.
O benefício essencial de um osciloscópio de domínio misto é ver sinais de cada domínio, analógico, RF e lógica, tempo correlacionados entre si. Isso permite a solução de problemas, a depuração e o teste de design que permitem que cada sinal seja correlacionado no tempo.
7. Osciloscópio com sinais mistos
Muitas vezes, as capacidades de um osciloscópio digital e analisador lógico são necessárias juntas, e é por isso que o osciloscópio de sinal misto foi desenvolvido.
O osciloscópio de sinal misto combina um osciloscópio de armazenamento digital (ou um osciloscópio de fósforo digital) com um analisador lógico multicanal.
A capacidade de acionamento digital do osciloscópio de sinal misto ajuda na análise de eventos analógicos que podem acionar transições lógicas digitais. Os osciloscópios de sinal misto normalmente têm apenas dois ou quatro canais de entrada analógicos e cerca de 16 canais de entrada digital.
8. Osciloscópio de mão
Osciloscópios de mão pequenos estão disponíveis para aplicações de campo e teste onde os osciloscópios mais volumosos são difíceis de manejar ou são difíceis de encontrar energia. Estes tipos de osciloscópio são geralmente limitados a duas entradas e a largura de banda e a taxa de amostragem são limitadas.
9. Osciloscópios USB baseados em computador.
Um dos tipos emergentes de osciloscópio é o osciloscópio baseado em computador, geralmente um dispositivo externo conectado a um computador via USB.
Esses tipos de osciloscópios avançaram rapidamente em recursos, aumentando suas taxas de amostragem, largura de banda e recursos gerais.
Alguns sistemas abordam os recursos dos osciloscópios de armazenamento digital low-end por apenas algumas centenas de dólares e fazem ótimas opções para entusiastas que procuram um osciloscópio.
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Se você ainda não achou a informação sobre os tipos de osciloscópio que deseja ou tem alguma dúvida, sinta-se a vontade para deixar nos comentários.
