O que é um osciloscópio?

Um osciloscópio típico é uma caixa retangular com uma tela pequena, vários conectores de entrada e botões e botões de controle no painel frontal. Para ajudar na medição, uma grade chamada gratícula é desenhada na face da tela. Cada quadrado da gratícula é conhecido como uma divisão. O sinal a ser medido é alimentado a um dos conectores de entrada, que geralmente é um conector coaxial, como um tipo BNC ou N. Se a fonte de sinal tiver seu próprio conector coaxial, será utilizado um simples cabo coaxial; caso contrário, um cabo especializado chamado sonda de osciloscópio, fornecido com o osciloscópio, é usado.

No modo mais simples, o osciloscópio desenha repetidamente uma linha horizontal chamada traço no meio da tela, da esquerda para a direita. Um dos controles, o controle da base de tempo, define a velocidade na qual a linha é desenhada e é calibrado em segundos por divisão. Se a tensão de entrada sair do zero, o traço será desviado para cima ou para baixo. Outro controle, o controle vertical, define a escala da deflexão vertical e é calibrado em volts por divisão. O traço resultante é um gráfico de tensão contra o tempo (o presente plotado em uma posição variável, o passado mais recente para a esquerda, o passado menos recente para a direita).

Se o sinal de entrada for periódico, é possível obter um rastreio quase estável configurando a base de tempo para corresponder à frequência do sinal de entrada. Por exemplo, se o sinal de entrada é uma onda senoidal de 50 Hz, seu período é de 20 ms; portanto, a base de tempo deve ser ajustada para que o tempo entre varreduras horizontais sucessivas seja de 20 ms. Esse modo é chamado de varredura contínua. Infelizmente, a base de tempo de um osciloscópio não é perfeitamente precisa e a frequência do sinal de entrada não é perfeitamente estável; portanto, o traço será desviado pela tela, dificultando as medições.

Para fornecer um rastreamento mais estável, um osciloscópio tem uma função chamada trigger. Isso faz com que o escopo seja pausado após atingir o lado direito da tela e aguarde um evento especificado antes de retornar ao lado esquerdo da tela e desenhar o próximo rastreamento.

O efeito é ressincronizar a base de tempo com o sinal de entrada, impedindo o desvio horizontal do rastreamento. Os circuitos de disparo permitem a exibição de sinais não periódicos, como pulsos únicos, bem como sinais periódicos, como ondas senoidais e ondas quadradas.

Os tipos de gatilho incluem:

• gatilho externo, um pulso de uma fonte externa conectada a uma entrada dedicada no escopo.
• trigger de borda, um detector de borda que gera um pulso quando o sinal de entrada cruza um limite de tensão especificado em uma direção especificada.
• video trigger, um circuito que extrai pulsos de sincronização de formatos de vídeo como PAL e NTSC e aciona a base de tempo em cada linha, linha especificada, campo ou quadro. Esse circuito é normalmente encontrado em um dispositivo de monitor de forma de onda.
• trigger atrasado, que aguarda um tempo especificado após um trigger de borda antes de iniciar a varredura. Nenhum circuito de disparo atua instantaneamente, portanto, sempre há um certo atraso, mas um circuito de atraso de disparo estende esse atraso a um intervalo conhecido e ajustável.

A maioria dos osciloscópios também permite ignorar a base de tempo e alimentar um sinal externo no amplificador horizontal. Isso é chamado de modo XY e é útil para visualizar a relação de fase entre dois sinais, o que geralmente é feito na engenharia de rádio e televisão. Quando os dois sinais são sinusóides de frequência e fase variáveis, o traço resultante é chamado de curva de Lissajous.

Alguns osciloscópios têm cursores, que são linhas que podem ser movidas pela tela para medir o intervalo de tempo entre dois pontos ou a diferença entre duas tensões.

A maioria dos osciloscópios possui dois ou mais canais de entrada, permitindo exibir mais de um sinal de entrada na tela. Normalmente, o osciloscópio possui um conjunto separado de controles verticais para cada canal, mas apenas um sistema de disparo e base de tempo.

Um osciloscópio de base dupla do tempo possui dois sistemas de disparo, para que dois sinais possam ser visualizados em diferentes eixos de tempo. Isso também é conhecido como modo de "ampliação". O usuário intercepta o sinal complexo e desejado usando uma configuração de acionador adequada. Em seguida, ele ativa o recurso de "ampliação", "zoom" ou "dual timebase" e pode mover uma janela para ver detalhes do sinal complexo.

Às vezes, o evento que o usuário deseja ver pode ocorrer apenas ocasionalmente. Para capturar esses eventos, alguns osciloscópios são "escopos de armazenamento" que preservam a varredura mais recente na tela.

Alguns osciloscópios digitais podem varrer em velocidades tão lentas quanto uma vez por hora, emulando um gravador de diagramas. Ou seja, o sinal rola pela tela da direita para a esquerda. A maioria dos osciloscópios sofisticados alterna do modo de varredura para o modo de gráfico de tira em torno de uma varredura por dez segundos. Isso ocorre porque, caso contrário, o escopo parece quebrado: está coletando dados, mas o ponto não pode ser visto.