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Coisas que você deveria saber antes de comprar um osciloscópio automotivo

Para muitos mecânicos, eletricistas, mecatrônicos, escolher um osciloscópio pode ser desafiador e complexo, pois existem centenas de modelos de osciloscópio com diferentes valores, iniciando na faixa de R$ 400,00 reais ate R$30.000,00 com variedades de especificações técnicas.


Antes de escolher o que devo saber

Quando for comprar seu primeiro osciloscópio, não compre o primeiro aparelho pelo primeiro anúncio que você encontra, e sim dedique um tempo estudando o que é um osciloscópio e qual irá atender as necessidades do mercado que você trabalha, pense e busque soluções para estas perguntas:

-Onde você usara o osciloscópio?

-Quantos sinais consegue capturar de uma vez com o osciloscópio?

-Quais são as amplitudes dos sinais que irá medir?

-Quais as frequências dos sinais que irá medir?

-Qual a capacidade do osciloscópio de gravar imagens?

Osciloscópio Analógico vs digital

A maioria dos osciloscópios no mercado são digitais (DSO), mas antes de falar dos digitais vamos descrever também sobre os analógicos.

Muitos adeptos de osciloscópio já usaram um osciloscópio analógico algumas vezes ou ainda usam por gosto, mas a maioria já migrou ou está migrando para os digitais. Se você procura por um analógico, será difícil encontrar no mercado um fabricante de osciloscópios analógicos. (Fig.1)





Critérios que favorecem os osciloscópios digitais

-Fornecem armazenamento e impressão

-Tem interface intuitivas

-São pequenos, portáteis e leves.

-Tem medições na tela

-Possuem as maiores larguras de banda

Largura de Banda

Um dos principais fatores quando analisar um osciloscópio é a sua largura de banda, a largura de banda deve ser maior que a frequência do sinal que você irá medir em tempo real. A largura de banda determina a capacidade do osciloscópio de medir um sinal, conforme a frequência do sinal aumenta a capacidade do osciloscópio em medir esse sinal com exatidão diminui. Se for analisar um sinal que possui frequência de 10 Mhz, seu osciloscópio deve possuir um Largura de banda acima de 10 Mhz.

Taxa de amostragem

Em osciloscópios digitais a taxa de amostragem e a profundidade de memoria são muito relevantes, para os DSO a taxa de amostragem sua especificação é encontrada em megaamostras por segundo (MS/s) e também em gigaamostras por segundos (GS/s). A taxa de amostragem deve ser 5 vezes a frequência máxima que você irá analisar para formar um sinal com precisão.  Os osciloscópios possuem em sua maioria 2 formas de taxa de amostragem, as em tempo real e tempo equivalente (ETS), porem o ETS só funciona se o sinal que está medindo for repetitivo.

Profundidade da memoria

A profundidade de memoria é um dos assuntos menos entendido de um DSO , os osciloscópios digitais armazenam os sinais em uma memoria chamada buffer, e o tamanho dessa memoria determina o tempo que seu osciloscópio ficara gravando as quantidades de sinais, e quando essa memória atingir seu máximo, ou ele começara uma nova gravação ou ira para de gravar novos sinais. A relação entre taxa de amostragem e buffer é muito importante, onde um osciloscópio com taxa de amostragem alta e buffer baixo, terá poucas coletas de imagens, se for capturar um sinal com muita frequência, e você precise trabalhar com um tempo muito pequeno de tela, na casa dos nano segundos, irá ter poucas telas gravadas, ou seja, seu buffer irá ficar cheio muito rápido. (Fig.2)





Relação de largura de banda e taxa de amostragem

Vamos supor que iremos capturar um sinal de forma de onda quadrada de 20 MHz por tempo de 1 ms (milissegundos ).

-Largura de banda – para medir um sinal de 20 MHz, precisa de no mínimo de 20 MHz , mas esse mínimo dará um sinal distorcido , logo para ter um bom sinal  o osciloscópio para capturar uma forma de onda de 20 MHz deve ter a capacidade 5 vezes maior ou seja de 100 MHz para capturar um sinal de 20 MHz.

-Taxa de amostragem – Para construí um sinal de 20 MHz , necessita de 5 pontos por forma de onda, logo é necessário uma taxa de amostragem de 100 MS/s.

-Profundidade de memória – Para medir dados a 100 MS/s por tempo de 1 ms necessita de uma memória de no mínimo 100K por 1 ms (milissegundos). (Fig.3)





Precisão do osciloscópio

Na eletrônica digital a distorção de um sinal em 1% não é um problema, porem na eletrônica de áudio 0,1% de alteração ou ruido pode ser uma grande dor de cabeça. A maioria dos DSO são construídos para analisarem sinais rápidos com configuração de 8 bits.

Com osciloscópios de resolução alta, é possível medições mais precisas, osciloscópio com alta resolução 12 bits ou mais, são muito utilizados para medição de análise de espectro FFT. (Fig.4)





Trigger

A função de trigger de um osciloscópio sincroniza a imagem na horizontal no ponto correto , isto é importante para a observação com clareza de um sinal, como exemplo um sinal de ignição cujo seu disparo ocorre em um tempo muito rápido, sem o trigger é impossível ver o sinal em tempo real, caso contrario teríamos que pausar a imagem e arrastar a tela para uma posição que pudéssemos ver o sinal com clareza, o  trigger permite estabilizar a forma de onda em um ponto especifico de modo que seja observada inúmeras vezes a mesma imagem em tempo real. A maioria dos osciloscópio digitais fornecem as mesmas opções de trigger sendo ( fonte, nivel, inclinação, disparo pré e pós), mas nas funções avançadas de trigger alguns osciloscópio são muito superiores que seus concorrentes , um picoscope possui 8 formas de trigger diferentes, e em cada formato pode-se configurar o modo de  captura do sinal, vou citar um exemplo do sinal de rotação CKP, este sinal é encontrando na maioria dos veículos como forma de onda de sinal indutivo e sinal de efeito hall, este ultimo é um formato de onda quadrada, logo para efetuar um trigger neste sinal, muitos utilizam um sinal de ignição que possui um disparo na vertical como recurso de estabilização de imagem para análise do sinal de CKP Hall. Na forma de onda quadrado o trigger simples não é repetitivo no mesmo ponto, quando utilizado em um sinal quadrado o trigger simples parece que nem está sendo usado, já no recurso avançado podemos determinar em qual ponto do sinal quadrado iremos travar a imagem. (Fig.5)





Canal de entrada do osciloscópio e sondas 1x e 10x

Os osciloscópios mais comuns fornecem entradas de ±50 mV a ±50V , as tensões mas altas do osciloscópio podem ser medida com pontas de provas 1x , 10x e 100x, sendo atenuação de 1:1 , 10:1  e 100:1 , e para tensões mais baixas menor que ±50 mV  busque por um osciloscópio de 12 a 16 bits pois tem 256 vezes a resolução de um osciloscópio de 8 bits, podendo aplicar um zoom no sinal e verificar a variação de tensão em mV e uV.

Sempre que for usar um ponta de prova de outro fornecedor verifique se esta ponta de prova a sua largura de banda corresponde com a largura de banda do seu osciloscópio, alguns fornecedores buscam redução de custo fornecendo ponta de provas abaixo do padrão.

Uma dica para proteger seus osciloscópio, sempre utilize a ponta de prova em 10x , em vez de 1x, pois se ocorrer um acidente de capturar um sinal com tensão maior do que a entrada do canal do osciloscópio, você pode evitar um problema de queima do canal utilizando em 10x ao invés de 1x. Vou citar um exemplo, um osciloscópio comum a capacidade máxima de medição de tensão dele é de 50 Volts, utilizando a ponta de prova em 1x a capacidade máxima continua em 50 Volts, e quando mudamos para 10x a capacidade aumenta 10 vezes, sendo agora uma tensão máxima de 500 volts, um eletro injetor de um automóvel gera um disparo de tensão de ate 100 Volts em alguns casos, e utilizando a ponta de prova em 1x a tensão do eletro injetor ultrapassa a tensão máxima de 50 Volts do osciloscópio, logo utilizando em 10x a tensão de 100 Volts do eletro injetor é suportado pois a tensão aumentou para 500 volts. (Fig.6)



Osciloscópio Nacional para o setor Automotivo

Para o leitor, vou deixar uma dica de osciloscópio bom e barato, recomendo para você que está iniciando no mundo do osciloscópio um Newtecnoscopio de 4 canais, este é fabricado por uma empresa Brasileira e estão sempre buscando inovação para melhorar o seu osciloscópio. (Fig.7)



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