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Curso Proteus ISIS - Circuitos em Corrente Alternada
Aula 02: Os Instrumentos Básicos de CA - O Osciloscopio

1. O Osciloscopio
     É o instrumento usado para medir e visualizar formas de onda  de tensão, permitindo ver até duas formas de onda ao mesmo tempo (dois canais de entrada). Uma das entradas recebe o nome de A e a outra de B.
Para inserir  um Osciloscópio  na área de trabalho clique no ícone Virtual Instruments. Que aparecerá a lista dos instrumentos (INSTRUMENTS), selecione  OSCILLOSCOPE. Clique em um ponto da área de trabalho, será inserido um osciloscópio.

Figura 1 - Lista de instrumentos - em destaque o osciloscópio

Atenção!!! Para abrir os instrumentos virtuais é necessário iniciar a simulação.

   
                        ( a )                                                           ( b )
Figura 2 -  ( a ) Ícone do Osciloscópio   ( b ) Osciloscópio  aberto


Para visualizar de forma correta as formas de onda é necessário posicionar de forma correta os seus controles. A seguir a descrição dos ajustes, do osciloscópio.

1.1. Os canais de entrada
    O osciloscópio possui dois canais de entrada (A e B) desta forma possibilitando mostrar até duas formas de onda simultaneamente, cada canal tem uma chave de entrada com três posições que permitem selecionar como o sinal é conectado ao amplificador vertical.
A figura 3 mostra de forma simplificada essas chaves.

             
                       ( a )                                                              ( b )
Figura 3 -  ( a ) Chaves de entrada do osciloscópio ( b ) esquema elétrico das chaves de entrada

AC: Quando esta opção for selecionada (dar clique no botão correspondente) o sinal será acoplado através de um capacitor o que remove qualquer  nível DC (Tensão Contínua ou offset) que o sinal tiver. Esta opção adequada para ver somente a componente alternada de um sinal, como, por exemplo,   o ripple de uma tensão retificada.

DC:  Quando esta opção for selecionada o sinal será mostrado por completo (nível DC mais componente alternada). É o caso mais comum.

0 (zero) ou GND: Em alguns osciloscópios essa chave vem com o nome de 0(zero). Nessa opção a entrada é aterrada. É usada quando desejamos estabelecer a referencia zero.

1.2. Ganho vertical
     Cada canal possui separadamente (Y- Gain1 para o canal A e Y- Gain 2 para o canal B) um controle de ganho vertical para medir a amplitude das tensões injetadas em cada entrada. O maior valor é de 20 V/Div e o menor de 2 mV/Div. Na figura 4 os dois canais estão ajustados em 100 mV/Div.


Figura 4 - Controle de ganho vertical para os dois canais

1.3. Base de tempo
      Os ajustes na  bases de tempo (Timebase    ou Time/s) permitem controlar a escala do osciloscópio na horizontal (tempo) quando X -Y não está selecionado. O menor valor é 500 ns/Div e o maior 200 ms/Div. No exemplo da Figura 5 a indicação é de 10 ms/Div.

Figura 5 - Base de tempo

1.4. Controles de Posicionamento do Feixe
      O feixe pode ser deslocado tanto no eixo X como no eixo Y.
X Pos: Provoca deslocamento no eixo horizontal da forma de onda.
Y Pos1 e Y Pos2: Provoca deslocamento no eixo vertical da forma de onda.
X–Y: Quando desejamos ver uma figura  de Lissajour fazemos esta seleção e entramos com os dois sinais um em cada canal.

1.5. Ajustando adequadamente Volts/Div  e Time/Div
    Para obter uma boa visualização da forma de onda é importante fazer ajustes adequados. Por exemplo,  seja um sinal senoidal  de freqüência 1 kHz e amplitude 6 VPP ( pico a pico) inicialmente  com ajustes do ganho vertical   em Y–Gain 1 =2 V/Div    e da base de tempo em 200us/Div, Figura 6. Aparecem dois cilcos na tela e o sinal ocupa aproximadamente metade da tela.


Figura 6 - Canal 1: Timebase=200us/Div=0,2ms/Div   Y–Gain 1 =2 V/Div

Para medir a amplitude do sinal devem ser contadas quantas divisões o sinal ocupa na vertical, no caso da  Figura 6,   3 divisões, portanto o valor da medida é:
Medida= Nº de divisõesxVolts/Divisões= 3 divisõesx2V/div. = 6 VPP
Para medir  o período do sinal devem ser contadas  quantas divisões o sinal ocupa na horizontal, no caso da  Figura 6,   5 divisões, portanto o valor da medida será:
Medida= Nº de divisõesxTimebase = 5 divisõesx0,2 ms/div=1 ms

Observe o que acontece com a visualização quando os ajustes   não são adequados, no caso da Figura 7a, o ganho vertical muda para 500 mV/Div. A base de tempo é a mesma. Devido ao ajuste inadequado do ganho vertical,  não é possível ver de forma adequada a forma de onda, o sinal sai da tela, portanto não é possivel  medir a sua amplitude.

  
                                     ( a )                                                                                                              ( b )
Figura 7 -   ( a )  Canal 1: Timebase=200us/Div=0,2ms/Div   Y–Gain  1=500 mV/Div  ( b ) Canal 1: Timebase=200us/Div=0,2ms/Div Y–Gain  1=20 V/Div

Por outro lado de ganho vertical  for muito alto para a medida, por exemplo 20V/Div, o sinal fica muito pequeno na tela e não é possivel a medida, Figura 7b


Na Figura 8 o ajuste inadequado é na base de tempo. Observe que a base de tempo é ajustada de forma errada, não permitindo medir o período. Veja o ajuste a seguir, a base de tempo é muito grande.

 
                                         ( a )                                                                                                    ( b )
Figura 8 - Canal 1: Timebase=50us/Div   Y–Gain  1=2 V/Div

Na Figura 9 o ajuste na base de tempo tambem é  inadequado, no caso muito pequeno não permitindo medir o periodo tambem, pois tem muitos ciclos.


Figura 9 - Canal 1: Timebase=5ms/Div Y–Gain  1=2 V/Div






 
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