Osciloscópio 

 

É dos mais versáteis  instrumentos de uma bancada de eletrônica, sendo usado para visualizar e medir sinais elétricos.Existem  dos mais variados tipos : digitais , analógicos.Podendo operar desde DC até centenas de MHz.

O elemento básico do osciloscópio é o tubo de raios catódicos (TRC) no qual aparece a imagem da onda que se quer visualizar.A Fig01 mostra o desenho simplificado de um TRC.

 

Fig01: Desenho simplificado de um tubo de raios catódicos (TRC)

Os principais elementos de um TRC são:

1 .   Filamento: Ë aquecido ao ser percorrido por uma  corrente, sendo usado para aquecer o cátodo.
2.    Cátodo: Construído com  material que emite facilmente elétrons ao ser aquecido.
3.    Grade de controle: É polarizada negativamente, controla o fluxo de elétrons, controlando portando a intensidade do feixe( Existe  um ajuste externo que atua na luminosidade do ponto na tela ).
4.    Primeiro Anodo focalizador: Localizado mais perto do cátodo, é polarizado com uma alta tensão positiva  atraindo portanto os elétrons. Junto com o Segundo Anodo acelerador ( 5 )  formam um conjunto de lentes eletrônicas que  permitem ajustar o foco através da tensão aplicada entre os mesmos.

6.    Placas de deflexão vertical (PDV): Uma tensão aplicada entre essas placas provocará um movimento do feixe na vertical ( Inicio )

( a ) ( b ) ( c ) ( d )

Fig02: Placas de deflexão vertical(PDV) sob a ação de - 0V(a) - placa superior positiva ( b ) -  placa inferior  negativa ( c) - placas submetidas a uma  tensão senoidal

Se for aplicada uma tensão senoidal de freqüência suficientemente alta entre as placas verticais o ponto se deslocará rapidamente de baixo para cima e devido à  rapidez do movimento e da persistência  da luminosidade na tela , veremos uma linha contínua na vertical.

7. Placas de deflexão horizontal (PDH): O mesmo raciocínio aplicado  para as PDV pode  ser aplicado para as PDV, isto é, aplicando-se uma tensão entre essas placas o feixe se deslocará na horizontal  (Topo)

VC = visto de cima

VF = visto de frente

Fig03: Placas de deflexão horizontal

A Fig04 mostra  o feixe de elétrons incidindo na tela para diferentes condições de polaridade das placas.

Fig04:  Deflexão horizontal do feixe de elétrons para diferentes condições de polarização das placas.

 

8. Tela do TRC: A tela do TRC é  coberta internamente por uma fina camada de material  fluorescente  que emite luz no ponto atingido pelo feixe

Composição de Movimentos   ( Inicio )

 

Se for  aplicado tensão ao mesmo tempo nas PDV e PDH  como resultado  haverá uma composição de movimentos que agirá no feixe deslocando-o de acordo com a  intensidade  e polaridade das tensões aplicadas. Consideremos os seguintes casos:
Fig05: PVH e PDV sem tensão aplicada Fig06:PVH e PDV com  tensão aplicada com a polaridade
Fig07:PVH e PDV com  tensão aplicada com a polaridade indicada Fig08:PVH e PDV com  tensão aplicada com a polaridade indicada

Caso seja  aplicado uma tensão dente  de serra entre as placas de deflexão horizontal  de freqüência suficientemente alta , devido à persistência do material químico depositado na superfície , aparecerá uma linha continua  na horizontal.Se a tensão aplicada  entre as placas de deflexão for nula a linha estará exatamente no meio do osciloscópio,Fig09, caso contrário a linha estará acima ( placa  de cima positiva ) ou abaixo do meio ( placa de baixo positiva ). (Topo)

( a )

( b )

( c )

Fig09:  PDH submetida à tensão dente de serra - PDV com0V ( a ) - PDV com  +V ( b ) -PDV com  -V ( c )

Se houver calibração podemos medir tensão pelo deslocamento do feixe. Por exemplo se  o ganho estivesse calibrado em  2V/Divisão, no primeiro caso sem tensão ( referencia 0V ) se o traço estiver no meio, no segundo caso como subiu 3 divisões  a tensão medida seria  2V/Div * 3Div = 6V ( em relação à referencia adotada ). No terceiro caso , em relação à mesma referencia  como o deslocamento foi para baixo  e de 3 divisões.

(Topo)