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06 fevereiro, 2024 55 Visualizações Autor: Cherry Shen

Como interpretar e analisar formas de onda em um osciloscópio digital

Introdução

Os osciloscópios digitais tornam muito mais fácil para os engenheiros coletar e exibir formas de onda elétricas para análise, tarefa comum da profissão. É crucial interpretar e analisar corretamente as formas de onda para obter conhecimento do comportamento dos circuitos, o que é necessário para resolver problemas e melhorar a eficiência.

Este artigo irá guiá-lo passo a passo pelo processo de leitura e análise de formas de onda em um osciloscópio digital, começando com o básico e avançando até tópicos mais avançados. Captura de formas de onda, escala horizontal e vertical, design de trigger, medições de formas de onda e técnicas de análise aprofundada serão tópicos de discussão durante esta parte da apresentação.

Seguindo essas diretrizes, os engenheiros terão mais chances de coletar consistentemente informações relevantes das formas de onda que podem ser usadas nos processos de projeto e teste.

Aquisição de forma de onda

Ao fazer qualquer tipo de análise ou interpretação com a ajuda de um osciloscópio digital, o primeiro passo é adquirir a forma de onda necessária. Posicione a ponta de prova do osciloscópio de forma que ela olhe para a parte do circuito que você deseja investigar.

Escolha a faixa de tensão e acoplamento adequados (CA/CC), levando em consideração as características do sinal que está sendo monitorado. É possível que ajustar a atenuação da ponta de prova e onde ela está posicionada possa ajudar a manter uma exibição constante e visível da forma de onda.

O início do processo de gravação de formas de onda em um osciloscópio pode ser iniciado usando transições de borda e níveis de sinal como gatilhos.

Dimensionamento vertical e horizontal

Para compreender corretamente uma forma de onda, é necessário primeiro garantir que as escalas vertical e horizontal sejam adequadas. Ao alterar a escala, você pode garantir que a forma de onda ocupe a maior parte da exibição vertical no osciloscópio sem sair da faixa de tensão.

Isso garante que a nitidez e a clareza estejam no seu melhor. Ajustar a base de tempo horizontal de modo que ela registre um período de tempo significativo permitirá que os aspectos essenciais da forma de onda sejam vistos com mais clareza.

Configurações de gatilho

Os gatilhos são um componente essencial da análise de formas de onda, pois permitem que os engenheiros estabilizem e registrem com sucesso formas de onda recorrentes. A análise de forma de onda é um subcampo do processamento de sinais. As características do sinal serão usadas para decidir que tipo de disparo, como um disparo de borda ou um disparo de pulso, é apropriado para uso.

Ao alterar o nível de disparo para uma determinada configuração, a forma de onda pode ser capturada em uma posição específica. Você pode desligar o ruído ambiente ajustando a sensibilidade do gatilho ou focar na ação que deseja capturar concentrando-se nela. As configurações de disparo são o que garantem a estabilidade e constância da exibição da forma de onda, o que, por sua vez, possibilita a realização de pesquisas aprofundadas.

Medições de forma de onda

A análise das informações quantitativas ocultas nas formas de onda é possível com a ajuda de vários recursos de medição disponibilizados pelos osciloscópios digitais. A utilização dos cursores permite medições mais precisas de tensão, tempo, subida/descida e largura de pulso.

Utilize as ferramentas de medição integradas do osciloscópio para encontrar rapidamente valores para uma variedade de métricas importantes, como tensão pico a pico, tensão média, frequência e ciclo de trabalho. Esses valores podem ser determinados usando as ferramentas de medição integradas ao osciloscópio.

A utilização destas medidas permite a quantificação das propriedades da forma de onda, a verificação da conformidade com os critérios de projeto e a identificação de quaisquer irregularidades que possam estar presentes.

Técnicas Avançadas de Análise

Com a ajuda de osciloscópios digitais e dos extensos recursos analíticos que eles fornecem, os engenheiros podem obter mais conhecimento sobre formas de onda. A análise FFT (Fast Fourier Transform) é o que torna viável a análise no domínio da frequência. A análise no domínio da frequência é o que mostra o conteúdo harmônico e detecta componentes de ruído na forma de onda.

A utilização da análise de espectro pode ajudar a compreender melhor a qualidade do sinal e também os problemas relacionados à frequência. O modo de persistência ou média da forma de onda são dois métodos que podem ser usados ​​para a análise de dados intermitentes ou ruidosos, a fim de destacar alterações mais sutis.

O uso de operações matemáticas em formas de onda permite a realização de análises mais amplas. Ao realizar operações matemáticas em formas de onda, como adição, subtração, multiplicação e divisão, os engenheiros têm a oportunidade de obter informações sobre as correlações de sinais ou fazer cálculos para estudos mais aprofundados.

Anotação e documentação de forma de onda

É muito necessário anotar as formas de onda com as informações relevantes para conduzir o registro e a análise adequados. Usando um osciloscópio digital, os engenheiros podem fazer anotações na exibição da forma de onda com texto e outras anotações de sua escolha.

Isto é útil para estabelecer o contexto, bem como para observar certas características das medições que foram feitas na forma de onda. LISUN tem os melhores tipos de osciloscópios.

Você pode armazenar formas de onda, imagens ou dados de medição em uma mídia de armazenamento removível em muitos osciloscópios digitais, permitindo posterior exame, colaboração ou incorporação em um relatório ou outro trabalho escrito. Este recurso é encontrado em muitos osciloscópios digitais.

Comparando e sobrepondo formas de onda

Em um osciloscópio digital, os engenheiros podem sobrepor muitas formas de onda e compará-las entre si para investigar as relações entre os sinais. Ao examinar dificuldades com interconexões de sinais, ligações de tempo ou comportamento geral do sistema, esta capacidade é muito benéfica.

Quando duas formas de onda são sobrepostas uma à outra, os técnicos conseguem facilmente identificar falhas, avaliar a qualidade do sinal ou acompanhar alterações ao longo do tempo. Esse tipo de pesquisa é útil de várias maneiras, inclusive melhorando a capacidade de entender como funciona um circuito, detectando anomalias e ajustando a operação de um sistema.

Compreendendo artefatos de sinal e ruído

Ao visualizar formas de onda em um osciloscópio digital, uma das habilidades mais importantes é a capacidade de reconhecer e eliminar anomalias de sinal, bem como ruído. Aterramento inadequado, interferência eletromagnética (EMI) ou blindagem inadequada podem ser a causa raiz de qualquer ruído ou distorções observados nas formas de onda adquiridas.

Ao examinar cuidadosamente as formas de onda, os engenheiros são capazes de diferenciar entre componentes de sinal verdadeiro e artefatos de ruído. Uma série de técnicas, incluindo cálculo da média do sinal, filtragem de ruído e ajuste dos parâmetros da sonda, podem ser usadas para reduzir a quantidade de ruído de fundo e melhorar a clareza do sinal.

Conclusão

Ler e analisar formas de onda em um osciloscópio digital é uma habilidade necessária para engenheiros que trabalham em uma ampla variedade de campos. Usando uma abordagem metódica para captura, dimensionamento e disparo de formas de onda, bem como fazendo uso de ferramentas de medição e análise, os engenheiros podem reunir insights úteis sobre o comportamento dos circuitos, detectar defeitos e melhorar o desempenho.

A disponibilidade de técnicas e recursos analíticos avançados em osciloscópios digitais, como análise FFT, matemática de formas de onda e comparação de formas de onda, expande significativamente as possibilidades desses instrumentos.

Validar padrões de projeto e garantir a confiabilidade e o desempenho dos sistemas eletrônicos exige que os engenheiros tenham a capacidade de compreender e analisar com precisão as formas de onda. Isso também é essencial para evitar erros no processo de design.

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