curso básico de operação de osciloscópio

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Eli TrainingCurso bsico de operao de osciloscpio O osciloscpio um dos instrumentos mais versteis usados na eletrnica. Com ele podemos verificar um sinal eltrico e suas variaes no tempo. O osciloscpio mostra o grfico da tenso em funo do tempo. O eixo horizontal (eixo X) o eixo dos tempos ou base de tempo, o eixo vertical (eixo Y) o eixo das amplitudes dos sinais ou tenso de base. O elemento bsico de um osciloscpio o tubo de raios catdicos (CRT), cuja superfcie interna impregnada de uma substncia fosforescente que emite luz quando bombardeada por um feixe de eltrons. Esse feixe move-se na tela sob a ao dos campos eltricos atuantes nas placas de deflexo horizontal e vertical, que esto no interior do tubo. Cabe aqui lembrar que os princpios que fazem funcionar um osciloscpio no so s usados em eletrnica, mas tambm em instrumentos de outras reas, por exemplo: qumica, fsica, medicina, mecnica. Tambm importante lembrar que a leitura desta apostila ser mais til para algum que esteja vendo um osciloscpio. Outra considerao que muitas vezes o nome dos ajustes e funes esto escritos no idioma ingls. O que um osciloscpio? O osciloscpio basicamente um dispositivo de visualizao grfica que mostra sem as variveis eltricas de tempo. O eixo vertical, a partir de agora denominado eixo Y, representa a tenso; enquanto que o eixo horizontal, denominado eixo X, representa o tempo. O que podemos fazer com um osciloscpio? Basicamente: Determinar diretamente o perodo e a tenso de um sinal. Determinar indiretamente a freqncia de um sinal. Determinar que parte do sinal DC e qual AC. Localizar avarias em um circuito. Medir a fase entre dois sinais. Determinar que parte do sinal rudo e como varia este em funo do tempo. Os osciloscpios so os instrumentos mais versteis que existem, e sua utilizao engloba desde reparos em aparelhos televisores at alguns dos mais avanados aparelhos mdicos, por exemplo. Um osciloscpio pode medir um grande nmero de fenmenos, provisto do transdutor adequado (um elemento que converte uma magnitude fsica em sinal eltrico) ser capaz de nos dar o valor de uma presso, ritmo cardaco, etc. Que tipos de osciloscpios existem? Os equipamentos eletrnicos se dividem em dois tipos: Analgicos e Digitais. Os primeiros trabalham com variveis contnuas enquanto que os segundos trabalham com variveis discretas. Por exemplo, um toca-disco um equipamento analgico e um Compact Disc um equipamento digital. Os osciloscpios tambm podem ser analgicos ou digitais. Os primeiros trabalham diretamente com o sinal aplicado, este, uma vez amplificado, desvia um feixe de eltrons em sentido vertical proporcionalmente ao seu valor. Ao contrrio, os osciloscpios digitais utilizam previamente um conversor analgico-digital (A/D) para armazenar digitalmente o sinal de entrada, reconstruindo posteriormente esta informao na tela. Ambos os tipos tem suas vantagens e inconvenientes. Os analgicos so preferveis quando prioritrio visualizar variaes rpidas de em sinal de entrada em tempo real. Os osciloscpios digitais so utilizados quando se deseja visualizar e estudar eventos nos respectivos (picos de tenso que se produzem aleatoriamente).

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Eli TrainingQue controles possui um osciloscpio tpico? A primeira vista um osciloscpio se parece a uma pequena televiso porttil, menos a rtula que ocupa a tela e maior nmero de controles que possui. Na seguinte figura representam-se estes controles distribudos em cinco sesses:

** Vertical. ** Horizontal. ** Disparo. ** Controle de visualizao ** Conectores. Como funciona um osciloscpio? Para entender o funcionamento dos controles que possuem um osciloscpio necessrio deter-se um pouco nos processos internos levados a cabo por este aparato. Comearemos pelo tipo analgico, este por ser mais simples.

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Eli TrainingOsciloscpios analgicos:

Quando se conecta a ponta (sonda) a um circuito, o sinal atravessa esta ltima e se dirige a sesso vertical. Dependendo de onde situamos o comando do amplificador vertical atenuaremos o sinal onde o amplificaremos. Na sada deste bloqueio onde se dispe do sinal suficiente para atacar as placas de deflexo verticais (que naturalmente esto em posio horizontal). Para cima a tenso positiva com respectivo ponto de referncia (GND) e para baixo este sinal negativo. O sinal tambm atravessa a sesso de disparo para desta forma iniciar a barra horizontal (est o encarregado de mover o feixe de eltrons desde a parte esquerda da tela at a parte direita em um determinado tempo). O Traado (recorrido da esquerda pra direita) obtido aplicando a parte ascendente de um dente de serra s placas de deflexo horizontal (elas que esto em posio vertical), e pode ser regulada em tempo atuando sobre comando TIME-BASE. O retraado (recorrido da direita pra esquerda) se realiza de forma muito mais rpida com a parte descendente do mesmo dente de serra. Desta forma a ao combinada do traado horizontal e da deflexo vertical traa o grfico do sinal na tela. A sesso de disparo necessria para estabilizar os sinais repetitivos (se assegura que o traado comece no mesmo ponto do sinal repetitivo). Na seguinte figura pode-se observar o mesmo sinal em trs ajustes de disparo diferentes: no primeiro disparo em curso ascendente, no segundo sem disparo e no terceiro disparo em curso descendente.

Como concluso, para utilizar, de forma correta um osciloscpio analgico, necessitamos realizar trs ajustes bsicos:Flavio Xavier Eli Training Treinamento Tcnico Automotivo. Rua Lindolfo Collor, 1137 Centro So Leopoldo RS. CEP: 98010-080 - (51) 589-3107 email: [email protected]

Eli Training A atenuao da amplificao que necessita o sinal: Utilizar o comando AMPL. Para ajustar a amplitude do sinal antes que seja aplicada s placas de deflexo vertical. conveniente que o sinal ocupe uma parte importante da tela sem sobrepassar o limite. A base de tempo: Utilizar o comando TIMEBASE para ajustar o que representa em tempo uma diviso em horizontal da tela. Para sinais repetitivos conveniente que na tela possam se observar aproximadamente um par de ciclos. Disparo do sinal: Utilizar os comandos TRIGGER LEVEL (nivel de disparo) e TRIGGER SELECTOR (tipo de disparo) para estabilizar o melhor possvel, os sinais repetitivos. Tambm deve-se ajustar os controles que afetam a visualizao: FOCUS (enfoque); INTENS. (intensidade) nunca excessiva; Y-POS (posio vertical do feixe); X-POS (posio horizontal do feixe). Osciloscpios digitais Os osciloscpios digitais possuem alm das sesses explicadas anteriormente um sistema adicional de processo de dados que permite armazenar e visualizar o sinal.

Quando se conecta a ponta de um osciloscpio digital a um circuito, a sesso vertical ajusta a amplitude do sinal da mesma forma que fazia o osciloscpio analgico. O conversor analgico-digital do sistema de aquisio de dados mostra o sinal em intervalos de tempo determinados e converte o sinal e tenso continua em uma srie de valores digitais chamados amostras. Na sesso horizontal um sinal de clock determina quando o conversor A/D toma uma amostra. A velocidade deste clock se denomina velocidade de amostragem e se mede em amostras por segundo.

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Os valores digitais amostrados se armazenam em uma memria como pontos de sinal. O nmero dos pontos do sinal utilizados para reconstruir o sinal na tela se denomina registro. A sesso de disparo determina o comeo e o final dos pontos de sinal no registro. A sesso de visualizao recebe estes pontos do registro, uma vez armazenados na memria, apresenta-se na tela o sinal. Dependendo das capacidades do osciloscpio se podem ter processos adicionveis sobre os pontos amostrados, incluso se pode dispor de um pr-disparo, para observar processos que tenham lugar antes do disparo. Fundamentalmente, um osciloscpio digital funciona de una forma similar ao analgico, para poder tomar as medidas se necessita ajustar o comando AMPL, o comando TIMEBASE assim como os comandos que intervm no disparo. Mtodos de amostragem Se trata de explicar como se ajustam os osciloscpios digitais para reunir os pontos de amostragem. Para sinais de lenta variao, os osciloscpios digitais podem perfeitamente reunir mais pontos necessrios para reconstruir posteriormente o sinal na tel. Para sinais rpidos (por serem rpidos, dependero da mxima velocidade de amostragem de nosso aparelho) o osciloscpio no pode recolher amostras suficientes e deve recorrer a uma destas tcnicas: Interpolao: Estimar um ponto intermedirio do sinal baseando-se no ponto anterior e posterior. Amostragem em tempo equivalente: Se o sinal repetitivo possvel amostrar durante quantos ciclos em diferentes partes do sinal para depois reconstruir o sinal completo. Amostragem em tempo real com Interpolao: O mtodo standard de amostragem nos osciloscpios digitais a amostragem em tempo real: o osciloscpio rene os suficientes pontos para reconstruir o sinal. Para sinais no repetitivos, a parte transitria de um sinal o nico mtodo vlido de amostragem. Os osciloscpios utilizam a interpolao para poder visualizar sinais que so mais rpidos que sua velocidade de amostragem. Existem basicamente dois tipos de interpolao: Linear: Simplesmente conecta os pontos amostrados com linhas. Senoidal: Conecta os pontos amostrados com curvas seguindo um processo matemtico. Desta forma os pontos intermedirios se calculam para preencher os espaos entre pontos reais de amostragem. Usando este processo possvel visualizar sinais com grande preciso dispondo de relativamente poucos pontos de amostragem.

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Eli TrainingAmostragem em tempo equivalente Alguns osciloscpios digitais utilizam este tipo de amostragem. Trata-se de reconstruir um sinal repetitivo capturando uma pequena parte de sinal em cada ciclo. Existem dois tipos bsicos: Amostragem seqencial: Os pontos aparecem da esquerda para a direita em seqncia para conformar o sinal. Amostragem aleatria: Os pontos aparecem aleatoriamente para formar o sinal.

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Eli TrainingTerminologia tcnica Ao estudar um novo tema, implica conhecer terminologia tcnica totalmente nova para muitos. Este captulo se dedica a explicar os termos mais utilizados em relao ao estudo dos osciloscpios. Termos utilizados ao medir Existe um termo geral para descrever um padro que se repete em um tempo: ONDA. Existem ondas de som, ondas ocenicas, ondas cerebrais, ondas de rdio e, por exemplo, ondas de tenso.

Um osciloscpio mede estas ondas, no caso ondas eltricas. Esta onda tem um tempo de durao. Este tempo chama-se CICLO. Um ciclo a mnima parte da onda que se repete no tempo.

Uma FORMA DE ONDA a representao grfica, lida pelo osciloscpio, de uma onda. Uma forma de onda de tenso sempre se apresentar com o tempo no eixo horizontal (X) e a amplitude no eixo vertical (Y).

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Eli TrainingTipos de ondas Pode-se classificar as formas de ondas nos quatro tipos seguintes: Ondas senidais; Ondas quadradas e retangulares; Ondas triangulares e dente de serra; Pulsos ou escalas. Ondas senidais So as ondas fundamentais pelas seguintes razes: Possuem propriedades matemticas muito interessantes, por exemplo, com combinaes de sinais senidais de diferentes amplitudes e freqncia se pode reconstruir qualquer forma de onda. O sinal que se obtm das medidas de corrente de qualquer residncia tem esta forma, os sinais de teste produzidos pelos circuitos osciladores de um gerador de sinal so tambm senides, sendo a maioria das fontes de potncia em AC (corrente alternada) produzem sinais senidais. O sinal senoidal moderado um caso especial deste tipo de ondas e se produz em fenmenos de oscilao, que no se mantm constante em funo do tempo. Na linha automotiva encontraremos ondas senidais, nos seguintes componentes (sensores indutivos): - Sensores de rotao e PMS; - Sensores de fase de motor; - Sensores de detonao; - Sensores de velocidade do veiculo, etc. Tpica onda senoidal

Ondas quadradas e retangulares As ondas quadradas so basicamente ondas que passam de um estado para outro de tenso, a intervalos regulares, em um tempo muito reduzido. So utilizadas usualmente para testar amplificadores. A televiso, o rdio e os computadores utilizam muito este tipo de sinais, fundamentalmente como relgios e temporizadores. As ondas retangulares se diferenciam das quadradas por terem intervalos de tempo iguais, mantendo o nvel de tenso baixo ou alto. So particularmente importantes para analisar circuitos digitais. Na linha automotiva encontraremos ondas quadradas, nos seguintes componentes (sensores por efeito hall ou capacitivos): - Sensores de presso absoluta; - Sensores de rotao e PMS; - Sensores de fase de motor; - Sensores de posio; - Sensores de velocidade do veiculo, etc.

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Eli TrainingTpica onda quadrada

Ondas triangulares e dente de serra Produz-se em circuitos desenhados para controlar tenses lineares. As transies entre o nvel mnimo e mximo do sinal mudam em um ritmo constante. Estas transies se denominam RAMPAS. A onda dente de serra um caso especial de sinal triangular com uma rampa descendente de muito mais inclinada que a rampa ascendente. Este tipo de onda mais usado em circuitos especficos de controle de vdeo, sendo de pouco ou quase nenhum uso na linha automotiva. Tpica onda triangular

Pulsos ou escalas Sinais, como os pulsos, que s se apresentam uma s vez, se denominam sinais transitrios. Uma escala indica uma mudana repentina na tenso, por exemplo, quando se conecta um interruptor de alimentao. Geralmente o pulso representa um bit de informao atravessando um circuito de um computador digital ou tambm um pequeno defeito em circuito (por exemplo, um falso contato momentneo). comum encontrar sinais deste tipo em computadores, equipamentos de raios X e de comunicao. Na linha automotiva, vamos encontrar este sinal em: - Rede de comunicao (CAN) - Estgios de controle de ignio e injeo; - Sinal de velocidade e rotao para painel de instrumentos, etc. Tpico sinal de pulso

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Eli TrainingMedidas nas formas de onda Nesta sesso descreveremos as medidas mais usuais para explicaremos uma forma de onda. Perodo e Freqncia Se um sinal se repete em um intervalo de tempo, possui uma freqncia (f). A freqncia se mede em Hertz (Hz) e igual ao nmero de vezes que o sinal se repete em um segundo, sendo assim, 1Hz equivale a 1 ciclo por segundo. Um sinal repetitivo tambm possui outro parmetro: o perodo, definindo-se como o tempo que o sinal demora a completar um ciclo. Perodo e freqncia so recprocos um do outro:

Tenso Tenso a diferena de potencial eltrico entre os pontos de um circuito. Normalmente um dos pontos deve ser massa (GND, 0v), por exemplo, se pode medir tenso pico a pico de um sinal (Vpp) como a diferena entre o valor mximo e mnimo desta. A palavra AMPLITUDE significa geralmente a diferena entre o valor mximo de um sinal e a massa.

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Eli Training Fase A fase pode ser explicada muito melhor se considerarmos a forma de onda senoidal. A onda senoidal pode extrair da circulao de um ponto sobre um crculo de 360. Quando se comparam dois sinais senidais de mesma freqncia pode ocorrer que ambas no estejam em fase, ou seja, que no coincidam em tempo. Neste caso, diz-se que ambas senidais esto defasadas, sendo o tempo de atraso entre um sinal e outro.

Tempo de subida o tempo necessrio para o sinal ir de 10% a 98% do seu valor. um parmetro muito importante quando se deseja medir com facilidade um pulso. Um osciloscpio no pode visualizar pulsos com tempos de subida mais rpidos que o seu prprio tempo. Sensibilidade vertical Indica a facilidade do osciloscpio para amplificar sinais debilitados. Pode-se ser medido em mV por diviso vertical, normalmente na ordem de 5 mV/div. Velocidade de amostragem Nos osciloscpios digitais indica quantas amostras por segundo capaz de tomar o sistema de aquisio de dados (especificamente o conversor A/D). Em outro extremo da escala, tambm se necessita deste parmetro (velocidade de amostragem) para poder observar sinais de variao lenta. Geralmente a velocidade de amostragem muda ao atuar sobre o comando TIMEBASE para manter constante o nmero de pontos que se armazenam para representar a forma de onda. Longitude de registro Indica quantos pontos se memorizam num registro para reconstruo da forma de onda. Alguns osciloscpios permitem variar, dentro de certos limites, este parmetro. A mxima longitude de registro depende do tamanho da memria de que disponibilizamos no osciloscpio. Uma longitude de registro grande permite realizar um zoom sobre detalhes na forma de onda de forma muito rpida.

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Eli TrainingControles de um osciloscpio: Observao: Dependendo do modelo, marca e qualidade do osciloscpio, o mesmo poder ter mais ou menos controles. O exposto aqui pretende apenas mostrar alguns dos controles mais comuns deste instrumento. Chave liga-desliga (POWER): liga e desliga o aparelho. Chave seletora (CH SELECT): na posio CA, ligado internamente um capacitor para bloquear qualquer componente CC. Na posio CC, podemos determinar o nvel da tenso contnua sob teste. Na posio terra, a entrada vertical aterrada para que seja possvel o ajuste correto da posio do feixe no centro da tela. Entrada vertical (IN): onde conectaremos o sinal a ser medido. Seletor de amplitude vertical (VARIABLE V/DIV): Controle escalonado de ajuste do ganho do amplificador vertical e, conseqentemente, a amplitude do sinal na tela em v/cm ou volts por diviso. Seletor de base de tempo (TIME/DIV): Controla o tempo de varredura horizontal, atravs de um ajuste escalonado. Geralmente vem acompanhado de um ajuste fino. Posio vertical (POSITION Y): controle de ajuste do sinal com relao ao deslocamento do feixe no eixo y da tela. Posio horizontal (POSITION X): controle de ajuste do sinal com relao ao deslocamento do feixe no eixo x da tela. Astigmatismo (ASTIGMATISM): permite focalizar corretamente o feixe eletrnico, trabalhando como complemento do controle de foco. Foco (FOCUS): controle, em conjunto com o astigmatismo, usado para focalizar o sinal na tela, mediante o ajuste de convergncia do feixe. Com estes ajustes impede-se que o sinal aparea borrado na tela. Intensidade (INTEN): permite variar o brilho do sinal. Deve ser utilizado em uma posio que possibilite uma boa visualizao da imagem sem, no entanto, permitir que o feixe incida de uma forma excessiva na tela, desgastando assim a substncia fosforescente que a cobre. Variao do sinal horizontal (VARIABLE H): mediante este controle podemos variar o ganho do sinal aplicado entrada horizontal. Esta entrada , geralmente, usada quando trabalhamos com um outro instrumento chamado de gerador de varredura ou SWEEP. Entrada horizontal (IN H): permite a entrada de sinais para que possamos usar o osciloscpio como traador de curvas, com sweep ou geradores de varredura. Controle automtico de sincronismo (AUTO): se o sinal de entrada tem uma forma de onda peridica, cada ciclo do mesmo deve aparecer na tela em correspondncia ponto a ponto com o ciclo precedente (a imagem considerada estvel, ou sincronizada). Isso pode ser conseguido com o ajuste de sincronismo chamado de trigger. Nvel (LEVEL): controle de nvel para o sincronismo, permitindo que a imagem fique, na tela, estvel. Entrada de sincronismo externo (SINC EXT): serve para sincronizarmos o sinal a ser medido com uma fonte de sinal externa. Atenuador (ATEN): pode-se ter uma chave com vrias posies (x1, x10, x100) para atenuaes dos sinais recebidos pela entrada horizontal. Na posio x1 o sinal dividido por 1, na posio x10 o sinal dividido por 10 e assim sucessivamente. Sada para calibrao (CAL): apresenta um sinal de 0,5 volts pico a pico, por exemplo, para servir de referncia para calibrao das entradas vertical ou horizontal.

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Eli Training Tela A seguinte figura representa a tela de um osciloscpio. Existem traados que dividem tanto na vertical como horizontal. A separao entre as linhas consecutivas da rtula constitui no que se denomina uma diviso.

Alguns osciloscpios possuem marcas horizontais de 0%, 10%, 90% e 100% para facilitar a medida de tempos de subida e entre os pulsos (se mede entre a 10% e a 90% da amplitude de pico a pico). Alguns osciloscpios tambm visualizam em sua tela quantos volts representa cada diviso vertical e quantos segundos representam cada diviso horizontal. Medida de tenso Geralmente quando falamos de tenso queremos realmente expressar a diferencia de potencial eltrico, expressado em volts, entre dois pontos de um circuito. Normalmente um dos pontos esta conectado a massa (0 volts) e assim simplificamos falando da tenso no ponto A (quando na realidade a diferena de potencial entre o ponto A e GND). As tenses podem-se, tambm, ser medidas de pico a pico (entre o valor mximo e mnimo de um sinal). muito importante que especifiquemos, ao realizar uma medida, que tipo de tenso estamos medindo.

Na figura anterior est assinalado o valor de pico (Vp), o valor de pico a pico (Vpp), normalmente o dobro de Vp e o valor eficaz (Vef ou Vrms). Realizar a medida de tenso com um osciloscpio fcil, simplesmente se trata de contar o nmero de divises verticais que ocupa o sinal na tela. Ajustando o sinal com o comando posicionamento horizontal podemos utilizar as subdivises da rtula para realizar uma medida mais precisa (recordar que uma subdiviso equivale geralmente a 1/5 do que representa uma diviso completa).

importante que o sinal ocupe o mximo espao da tela para realizar medidas confiveis, para isto atuaremos sobre o comutador do amplificador vertical.Flavio Xavier Eli Training Treinamento Tcnico Automotivo. Rua Lindolfo Collor, 1137 Centro So Leopoldo RS. CEP: 98010-080 - (51) 589-3107 email: [email protected]

Eli TrainingFuncionamento do osciloscpio Observando a figura 1, seguindo o canho eletrnico e partindo de sua base vemos o seguinte: o filamento que aquece o ctodo que emite os eltrons. Temos a seguir uma grade de controle e dois nodos que juntos dividem as funes de acelerar os eltrons e focalizar o feixe, com isso obtm-se um feixe fino de eltrons e, como conseqncia, uma imagem ntida na tela (em foco ou focada). A face interna do bulbo (CRT) revestida com uma substncia condutora (aquadag), base de carbono, a qual conectada eletricamente ao nodo, no caso de um nico nodo ou no nodo de focalizao no caso deste existir (estes nodos so polarizados positivamente). A funo desta cobertura ou revestimento capturar os eltrons secundrios que so expulsos pelo impacto do feixe de eltrons principal contra a tela fosforescente. Se estes eltrons no fossem capturados seriam absorvidos pela regies vizinhas ao ponto de incidncia do feixe principal, causando em torno dele uma luminosidade difusa que prejudicaria a nitidez da imagem, ou seja, teramos uma perda de contraste. Quando no h nenhuma tenso aplicada s placas defletoras, o ponto luminoso forma-se no centro da tela, porque o feixe de eltrons incide nesse local. Se uma tenso positiva for aplicada a uma das placas defletoras, o feixe de eltrons (que so negativos) ser desviado em sua direo e a posio do ponto luminoso na tela se alterar, tendendo para a direo dessa placa. Uma tenso negativa na placa tem, evidentemente, efeito contrrio, de modo a se obter o deslocamento do ponto em sentido contrrio. O importante disto perceber que, tanto uma tenso positiva como uma negativa nas placas, desviar o feixe de eltrons. Conhecendo agora o princpio da deflexo eletrosttica em um osciloscpio vamos supor que tenhamos uma forma de onda senoidal aplicada nas placas defletoras verticais. Neste caso uma placa ora ser positiva, ora negativa, o mesmo acontecendo com a outra. Quando a tenso for tal que a placa superior se encontre positiva e a inferior negativa, o feixe de eltrons se deslocar para cima, ao se inverterem estas polaridades o feixe vir para baixo. Caso a freqncia da senide seja baixa poderemos ver o ponto luminoso se desloca, mas se a freqncia for alta veremos apenas um risco na vertical. Figura 2.

Desta forma no estamos visualizando a forma de onda senoidal que injetamos no osciloscpio. Mas agora, ao mesmo tempo que nas placas verticais injetamos uma senide, vamos aplicar nas placas defletoras horizontais uma onda dente de serra, ou seja, uma tenso que partindo de um valor mnimo cresa linearmente at um valor mximo e que caia, ento, rapidamente, at o valor mnimo, reiniciando um novo ciclo. bom lembrar que o perodo de subida deve ser bem maior que o de descida. Neste caso o feixe ao mesmo tempo que sobe e desce se deslocar de um lado para o outro da tela, indo para a direita mais lentamente do que volta para a esquerda (devido ao tempo de subida ser maior do que o tempo de descida da tenso dente de serra). Se o tempo que o feixe de eltrons leva para completar um ciclo vertical coincidir com o tempo que a tenso dente de serra demora para ir de seu valor mnimo ao mximo, a imagem projetada ser a de uma senide, ou seja, corresponder forma de onda do sinal aplicado s placas verticais. Verificamos, ento, que a composio de uma forma de onda qualquer com uma forma de onda dente de serra sempre resultar no aparecimento de uma forma de onda qualquer, desde que suas freqncias coincidam.Flavio Xavier Eli Training Treinamento Tcnico Automotivo. Rua Lindolfo Collor, 1137 Centro So Leopoldo RS. CEP: 98010-080 - (51) 589-3107 email: [email protected]

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Introduo Esta sesso explica as tcnicas de medio bsicas com um osciloscpio. Descreve como realizar medidas visualmente na tela do osciloscpio. Alguns osciloscpios digitais posuem um software interno que permite realizar as medidas de forma automtica.

Alguns osciloscpios possuem na tela um cursor que permite tomar as medidas de tenso sem contar o nmero de divises que ocupa o sinal. Basicamente o cursor so duas linhas horizontais para a medida de tenso e duas linhas verticais para a medida de tempos que podemos deslocar individualmente pela tela. A medida se visualiza de forma automtica na tela do osciloscpio. Medida de tempo e freqncia. Para realizar medidas de tempo se utiliza a escala horizontal do osciloscpio. Este inclui a medida de perodos, largura de impulsos e tempo de subida e descida de impulsos. A freqncia uma medida indireta e se realiza calculando o inverso do perodo. Assim como ocorria com as tenses, a medida de tempo ser mais precisa se o tempo de medida ocupar a maior parte da tela, para isso atuaremos sobre o comutador da base de tempos. Se centrarmos o sinal utilizando o comando de posicionamento vertical podemos utilizar as subdivises para realizar uma medida mais precisa.

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Medida de tempos de subida O tempo de subida de um pulso a transio do nvel baixo ao nvel alto de tenso. Por conveno, se mede o tempo entre o momento que o pulso alcana de 10% da tenso total at alcanar os 90% da tenso total. Isto elimina as irregularidades nas bordas do impulso. Isto explica as marcas que se observam em alguns osciloscpios (algumas vezes simplesmente umas linhas pontudas). A medida nos pulsos requer um fino ajuste nos comandos de disparo. Para converter-se em espectro na captura de pulsos importante conhecer o uso dos comandos de disparo que possua nosso osciloscpio. Uma vez capturado o pulso, o processo de medida o seguinte: se ajusta atuando sobre o comutador do amplificador vertical ou o comando varivel associado, tendo que a amplitude pico a pico do pulso coincida com as linhas pontudas (ou as assinaladas como 0% e100%). Mede-se o intervalo de tempo que existe quando o impulso corta a linha assinalada como 10% e 90% do valor, ajustando o comutador da base de tempos para que deste tempo ocupe o mximo da tela do osciloscpio.

Medida da defasagem entre sinais A sesso horizontal do osciloscpio possui um controle chamado X-Y, que nos vai a introduzir a uma das tcnicas de medida de defasagem (a nica que podemos utilizar quando s dispomos de um canal vertical no osciloscpio usado). O perodo de um sinal corresponde-se com uma fase de 360. O defasamento indica o ngulo de atraso ou adiantamento que possui um sinal com respeito a outra (tomada como referncia) se possuem ambas o mesmo perodo. Um dos mtodos para medir o defasamento utilizar o modo X-Y. Isto implica introduzir um sinal pelo canal vertical (geralmente o I) e a outra pelo canal horizontal (o II). Este mtodo s funciona de forma correta se ambos sinais so senidais. A forma de onda resultante na tela se denomina figura de Lissajous (devido ao fsico francs denominado Jules Antoine Lissajous). Pode-se deduzir fase entre s sinais, assim como sua relao de freqncias observando a seguinte figura.Flavio Xavier Eli Training Treinamento Tcnico Automotivo. Rua Lindolfo Collor, 1137 Centro So Leopoldo RS. CEP: 98010-080 - (51) 589-3107 email: [email protected]

Eli TrainingTenso alternada Freqncia e amplitude do sinal Abaixo damos alguns dados sobre tenso alternada (independente da tenso).

+ Freqncia do sinal = 1,00 Hertz ou 1 ciclo pr segundo

Amplitude do sinal = 3,00 volts AC

+ Freqncia do sinal = 1,00 Hertz ou 1 ciclo pr segundo

Amplitude do sinal = 1,00 volt AC

Para os exemplos seguintes, adotaremos para racionalizar o manual, a simbologia abaixo:

+7,00 VACAmplitude do sinal = 7,00 volts AC

8,00 HZFreqncia do sinal = 8 Hertz ou 8 ciclos pr segundo

5,00 VAC

Amplitude do sinal = 5,00 volts AC

2,00 HZ

Freqncia do sinal = 2 Hertz ou 2 ciclos pr segundo

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Eli TrainingSinais grficos tpicos de freqncia. Sensor de rotao de freios ABS

X HZ

Y VAC

+ + -

Baixa rotao da roda = Baixa freqncia/ Baixa tenso

Alta rotao da roda = Alta freqncia Alta tenso

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Eli TrainingSensor de detonao H duas maneiras de teste do sensor de detonao 1a Com a chave de ignio ligada e motor funcionando.

Chave de ignio

Y HZ

X VDC

UCE

Janela (15 KHz)

+ Ignio PMS Ignio PMS

Sem detonao presente

Com detonao presente

2a Com a chave de ignio desligada e a UCE desconectada do chicote, medindo direto nos pinos do conector da UCE. De uma leve pancada no bloco do motor, nas imediaes do sensor de detonao. Jamais bata diretamente sobre ele.

Y HZChave de ignio

X VAC

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Eli TrainingA tenso e a freqncia sero proporcionais ao impacto do martelo. Impacto menor, tenso e freqncia menor, impacto maior, tenso e freqncia maior.

+ Impacto menor

Impacto maior

Bobina impulsora de distribuidor de ignio Rotao baixa do motor

+ 0,00 VAC 0,20 VAC 3,00 VAC -3,00 VAC

Rotao alta do motor

+ Flavio Xavier Eli Training Treinamento Tcnico Automotivo. Rua Lindolfo Collor, 1137 Centro So Leopoldo RS. CEP: 98010-080 - (51) 589-3107 email: [email protected]

Eli TrainingSensor de rotao do motor e PMS (roda fnica de 58 dentes) Sistema de injeo sem sensor de fase do comando de vlvulas (semi-sequencial)

+

Falha de sincronismo

PMS 1/4

PMS 2/3

Sistema de injeo com sensor de fase do comando de vlvulas (seqencial)

+ PMS 1/4 PMS 2/3 PMS 1/ 4

Falha de sincronismo

Falha de sincronismo

+ Cilindro 1 em ordem de explosoFlavio Xavier Eli Training Treinamento Tcnico Automotivo. Rua Lindolfo Collor, 1137 Centro So Leopoldo RS. CEP: 98010-080 - (51) 589-3107 email: [email protected]

Eli TrainingOnda quadrada Sensor Hall do distribuidor

UCE

UCE

5,00 VDC

0,00 VDC

+Baixa rotao do motor 0

+Alta rotao do motor 0

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Eli TrainingSensor presso absoluta digital

+0Baixa carga Mdia carga Alta carga

Vcuo = 450 mmHg

Vcuo = 220 mmHg

Vcuo = 76 mmHg

109 Hz

46

45 UCE EEC-IV

26

130 Hz

46

45 UCE EEC-IV

26

150 Hz

46

45 UCE EEC-IV

26

Sensor de velocidade do veiculo

+0Baixa velocidade do veiculo

+0Alta velocidade de veiculo

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