Como verificar o sinal no osciloscópio

É muito comum medir os eventos no que diz respeito ao tempo. A velocidade de um automóvel, por exemplo, pode ser calculada dividindo a distância percorrida pelo tempo que demora a percorrer essa distância. As medidas do domínio do tempo, aqueles eventos medidos com respeito ao tempo, podem ser muito úteis a nossa compreensão do mundo físico e podem ser críticos ao construir algo que opera como pretendido. Na eletrônica, as medições no domínio do tempo são extremamente comuns. Quando um determinado evento ocorre pode ser a chave para o sucesso ou falha de um projeto. Infelizmente, os seres humanos não têm a capacidade de observar alguns elementos do nosso mundo. Os eletróns são extremamente úteis, mas notoriamente pequenos e difíceis de apanhar. Felizmente, fomos capazes de construir ferramentas que podem nos ajudar a observar eletróns à medida que fazem o seu trabalho. Uma dessas ferramentas é o osciloscópio.

Os osciloscópios são uma das ferramentas mais comuns utilizadas para efetuar medições do domínio do tempo. Na sua forma mais simples, um osciloscópio traça um gráfico da tensão na sua entrada relativamente ao tempo.

Figura 1: Visor do osciloscópio com 2 formas de onda. O eixo horizontal que o visor apresenta o tempo e o eixo vertical apresenta a amplitude. A forma de onda superior é senoidal e a forma de onda inferior é uma onda quadrada. Observe que eles contêm elementos que se repetem com relação ao tempo.

Desta forma, um osciloscópio pode mostrar quando ocorrem eventos, medir a amplitude do evento e também medir o tempo entre eventos. Ao discutir eventos variáveis de tempo, muitas vezes usamos termos da teoria básica de ondas. Vejamos uma função comum de onda, a onda senoidal e descrevemos estes elementos básicos com mais detalhe.

A onda senoidal é uma forma de onda variável no tempo com transições suaves que ocorrem com bastante frequência na eletrônica.

A onda senoidal  é representada matematicamente como:

y(t) = A*sin(2πft +  )

Onde A é a amplitude , f é a frequência das oscilações (ciclos) que ocorrem por unidade de tempo e , a fase, especifica (em radianos) em seu ciclo de oscilação.

O periodo de um sinal variável de tempo é a menor quantidade de tempo que define um elemento repetitivo fundamental da forma de onda. A forma de onda na Figura 2 é uma forma de onda senoidal que mostra a amplitude e um periodo da forma de onda.

  Figura 2: Forma de onda senoidal com terminologia de forma de onda comum.

A frequência é o número de periodos que ocorrem durante um periodo de tempo. O tempo e a frequência estão ligados pela equação abaixo:

f = 1/T

Em que f é a frequência em Hertz (Hz) e T é o periodo da forma de onda em segundos. Hertz é uma unidade secundária que representa o inverso do periodo de forma de onda (1/s).

Vejamos novamente a tensão da nossa tomada de parede. Se medimos a tensão da parede com um osciloscópio, veremos que ela tem um valor de aproximadamente 110 V e um periodo de 16,67 ms. Isto significa que a cada 16,67 ms, os valores de tensão se repetem.

Qual é a frequência da forma de onda de tensão da tomada?

f = 1/T = 1/16.67ms = 60Hz

Estes são os conceitos básicos sobre a medição do domínio do tempo no osciloscópio.

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