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ENGENHARIA ELÉTRICA LAB. ELETRÔNICA ANALÓGICA 1 – LA1E6 Professores: Daniel Castilho e Márcio Bender Machado Data 05 / 04 / 2024 EXP. 05 Aula prática sobre Osciloscópio Aluno(s): Gustavo Moscardini, João Pedro Sordi e Pedro Sampaio LISTA DE MATERIAIS (Aproximar Valores) 1 x Proto Board 1 x Osciloscópio 1 x Gerador de Funções Senoidal 1 – Introdução OSCILOSCÓPIO O osciloscópio é um dispositivo de visualização gráfica que mostra sinais de tensão elétrica no tempo. Um osciloscópio pode ser utilizado, entre outras funções para: a) Determinar diretamente o período e a amplitude do sinal. b) Determinar indiretamente a frequência de um sinal. c) Localizar avarias em circuitos. Para se medir um sinal elétrico com um osciloscópio, é necessário se dispor das “ponteiras de prova”, que deverão ser conectadas aos canais do osciloscópio a fonte do sinal elétrico que se deseja medir. As figuras 1 e 2 mostram o painel e a tela do osciloscópio. Figura 1 Figura 2 2.1 GERADOR DE SINAIS O gerador de sinais é caracterizado por gerar formas de onda senoidal, triangular e quadrada, com ajuste de duty cycle, amplitude e frequência. A figura 3 apresenta os ajustes no painel frontal do equipamento: Figura 3 – Gerador de sinais De acordo com numeração da figura 1 temos as funções especificadas na tabela 1. Tabela 1 1. Conector OUT: Conector para a saída do sinal do gerador de funções. A amplitude máxima de saída é de 10Vpp com carga de 50Ω. 9. Tecla WAVE: Seletor da forma de onda de saída. Quando esta tecla é pressionada, o dígito mais significativo do display de 5 dígitos mostra a sequência 1, 2 e 3. Onde 1 indica onda senoidal, 2 onda quadrada e 3 onda triangular. 2. Knob DADJ: Knob de controle do duty cycle. A faixa de ajuste é de 20% a 80%. 10. Tecla RANGE: Seletor de faixa de frequência. Quando esta tecla é pressionada, o dígitos menos significativo do display de 5 dígitos mostra a sequência 1, 2, 3, 4, 5, 6 e 7, para indicar cada faixa selecionada. Ver Tabela 2. 3. Indicador de Frequência: Mostra o valor da fre- quência gerada em display LED de 5 dígitos. A unidade de medida é indicada pelos LED Hz e kHz. 11. Tecla RUN: Pressione esta tecla para completar a seleção da faixa de frequência selecionada pela tecla RANGE e para completar a seleção da forma de onda selecionada pela tecla WAVE. 4. Indicador de Amplitude: Mostra a amplitude do sinal gerado em display LED de 3 dígitos. A uni- dade de medida é indicada pelos LED Vpp e mVpp. 12. Tecla RESET: Pressione esta tecla para reinicializar o instrumento. 5. Knob FADJ: Knob de controle de frequência. Ajuste fino da frequência para cada faixa. 13. LED Hz: Indicador da unidade de medida Hz. 6. Knob AADJ: Knob de controle de amplitude na faixa de 20dB. 14. LED kHz: Indicador da unidade de medida kHz. 7. Tecla ATT-20dB: Atenuador de 20dB. 15. LED mVpp: Indicador da unidade de medida mVpp. 8. Tecla ATT-40dB: Atenuador de 40dB. 16. LED Vpp: Indicador da unidade de medida Vpp. A tabela 2 mostra a faixa de frequência correspondente aos números indicados no display de frequência quando a tecla range é pressionada. Tabela 2 Indicação Faixa 1 0.2Hz-2Hz 2 2Hz-20Hz 3 20Hz-200Hz 4 200Hz-2kHz 5 2kHz-20kHz 6 20kHz-200kHz 7 200kHz-2MHz OBS: Em telecomunicações e eletrônica, o ciclo de trabalho, ou razão cíclica (em inglês, duty cycle) de um sistema corresponde à fração de tempo em que este se encontra em estado ativo. 3 – Pré Laboratório a) A partir das figuras abaixo, faça a leitura da tensão de pico a pico (VPP), período (T), frequência (f) e o nível de tensão DC (quando for possível) nos sinais mostrados nas telas abaixo: Obs.: Lembre-se que a medida da tensão é dada pelo produto do no de divisórias no eixo Y pela escala (Volts/Div) e a medida do período é dada pelo produto do no de divisórias no eixo X pela escala (Tempo/Div). Figura 1 Valor medido Fig. 1 Tensão VPP 10 V Período 4 s Frequência 250 mHz Deslocamento DC 5 V https://pt.wikipedia.org/wiki/Telecomunica%C3%A7%C3%B5es https://pt.wikipedia.org/wiki/Eletr%C3%B4nica https://pt.wikipedia.org/wiki/L%C3%ADngua_inglesa Figura 2 Valor medido Fig. 1 Tensão VPP 6 V Período 0,8 ms Frequência 1,25 kHz Deslocamento DC 0 V Figura 3 Valor medido Fig. 1 Tensão VPP 3,85 V Período 11 ms Frequência 90,9 Hz Deslocamento DC - 0,75 V b) Considerando um osciloscópio digital usado no laboratório, em qual menu é possível: • Configurar o acoplamento CC, CA ou terra Menu Coupling • Configurar para mostrar o valor da amplitude e frequência de um sinal Escala vertical de cada canal e configuração da base de tempo. c) Qual é a função do “trigger” de um osciloscópio, como ela funciona? O trigger sincroniza a base de tempo com a forma de onda recebida garantindo que ela permanece estável na tela. 4 - Parte Prática a) Conecte o cabo do osciloscópio ao aparelho e meça o sinal de teste do instrumento; b) Ajuste a fonte de tensão DC para os valores especificados na tabela 3. Meça cada valor com o osciloscópio, ano- tando a escala de tensão e o número de divisões de deslocamento. Tabela 3 V fonte de alimentação (V) Escala de tensão (V) no de divisões V medido osciloscópio 2 1 2 2 5 1 5 5 8 2 4 8 10 2 5 10 15 5 3 15 c) Ajuste o gerador de funções para as frequências especificadas nas tabelas 4, 5 e 6 e com amplitude máxima para as formas de onda senoidal, quadrada e triangular. Meça cada frequência e amplitude no osciloscópio anotando, respectivamente, a posição da varredura e o número de divisões ocupadas pelo período. Tabela 4 Onda Senoidal f gerador Escala de V no divisões de V VPP medido Escala de t no divisões de t Tmedido (s) f medida (Hz) 100 Hz 500 mV 4 2,04 V 2,5ms 4 10 ms 100 Hz 5 kHz 500 mV 4 2,04 V 50 us 4 200 us 5 kHz Tabela 5 Onda quadrada f gerador Escala de V no divisões de V VPP medido Escala de t no divisões de t Tmedido (s) f medida (Hz) 250 Hz 500 mV 4 2,04 V 500 us 8 4 ms 250 Hz 1200 Hz 500 mV 4 2,04 V 100 us 8,2 820 us 1219,5 Hz Tabela 6 Onda triangular f gerador Escala de V no divisões de V VPP medido Escala de t no divisões de t Tmedido (s) f medida (Hz) 600 Hz 500 mV 4 2,04 V 500 us 3,4 1,7 ms 588,2 Hz 10 kHz 500 mV 4 2,04 V 25 us 4 100 us 10000 Hz d) Ajuste o gerador de sinais para a frequência de 60 Hz onda senoidal. Ajuste a saída do gerador de sinais para os valores especificados na tabela 7. Para cada caso, meça com o osciloscópio e anote respectivamente, a tensão Vp e calcule o valor eficaz. Tabela 7 Veficaz voltímetro (V) Vp osciloscópio (V) Veficaz calculada (V) 1 1,5 V 1,06 V 3 4,44 V 3,13 V 5 7,3 V 5,16 V Referências Tektronix Séries TDS1000B e TDS2000B Osciloscópio de armazenamento digital Manual do Usuário. Disponível 28 de março de 2024 em: http://paginapessoal.utfpr.edu.br/humberto/atividade-de-ensino/labeltronica/ini- cio/lab-notes/TDS1000B_TDS2000B_manual_do_usuario.pdf http://paginapessoal.utfpr.edu.br/humberto/atividade-de-ensino/labeltronica/inicio/lab-notes/TDS1000B_TDS2000B_manual_do_usuario.pdf http://paginapessoal.utfpr.edu.br/humberto/atividade-de-ensino/labeltronica/inicio/lab-notes/TDS1000B_TDS2000B_manual_do_usuario.pdf