Ficha de referência
Básico de osciloscópio
1x vs 10x, compensação, trigger, aliasing
Básico de osciloscópio
Um osciloscópio mostra a ponta mais o circuito, nunca o circuito sozinho. Quase toda "forma de onda estranha" é a montagem da medição e não a placa: atenuação errada, ponta não compensada ou um fio de terra longo oscilando.
| Ponta 1× | Ponta 10× | |
|---|---|---|
| Atenuação | Nenhuma — 1:1 | 10:1, então o osciloscópio vê um décimo do sinal |
| Resistência na ponta | 1 MΩ | 10 MΩ |
| Capacitância na ponta | ≈50–120 pF (o cabo inteiro fica pendurado no nó) | ≈9–15 pF |
| Largura de banda utilizável | Tipicamente 6–20 MHz, diga o que disser o corpo da ponta | A especificação total da ponta — 100 MHz, 350 MHz, 500 MHz |
| Ruído e menor sinal utilizável | O melhor: nada é descartado antes da entrada | 10× pior, porque o piso de ruído do próprio osciloscópio fica dez vezes maior em relação ao sinal |
| Use para | Sinais lentos e pequenos — sensores de milivolts, áudio, ripple de baixa frequência | Todo o resto. Esta é a posição padrão |
Em osciloscópios mais antigos, a chave no corpo da ponta não informa nada ao instrumento. Se o menu do canal ainda diz 1× enquanto a ponta está em 10×, toda tensão que você lê fica dez vezes menor — confira se os dois concordam antes de acreditar num número.
| Ajuste | O que faz, e quanto te custa |
|---|---|
| Compensação da ponta | Toda ponta tem um trimmer que a ajusta a esta entrada específica, que tem 15–25 pF e varia de canal para canal. Prenda-a na saída de calibração do osciloscópio — geralmente uma onda quadrada de 1 kHz — e ajuste até os topos ficarem planos: cantos com sobressinal indicam sobrecompensação, cantos arredondados subcompensação. Refaça sempre que a ponta mudar de canal ou de osciloscópio. Uma ponta 10× não compensada distorce toda borda e toda amplitude que você medir pelo resto do dia. |
| Largura de banda | O ponto de −3 dB, não um muro: uma senoide exatamente na largura de banda nominal aparece uns 30 % menor, e já fica alguns por cento menor a um terço dela. Para amplitudes confiáveis, mantenha a maior frequência de interesse abaixo de um quinto da largura de banda do osciloscópio. |
| Tempo de subida | Em um osciloscópio típico, tr ≈ 0.35 / largura de banda — 3.5 ns em um osciloscópio de 100 MHz, 1 ns em um de 350 MHz. O que você vê é a combinação: t_displayed = √(t_signal² + t_scope² + t_probe²). Mostre uma borda de 2 ns a um osciloscópio de 100 MHz e ele desenha uma de 4 ns, e nenhuma configuração do menu corrige isso. |
| Fio de terra | O fio jacaré de 150 mm tem cerca de 150 nH; junto com os ~10 pF da ponta forma um ressonador que oscila perto de 100 MHz. Essa oscilação está na sua medição, não no seu circuito. Para qualquer borda rápida, dispense o fio e use a mola de terra contra um pad de terra a milímetros da ponta. |
| Terra, e o que você nunca deve prender | O terra da ponta está ligado ao terra da rede pelo chassi do osciloscópio. Prendê-lo num nó que não esteja no potencial de terra põe esse nó em curto com o terra pela ponta, instantaneamente e muitas vezes de forma destrutiva. Para ver um nó de chaveamento, um gate high-side ou qualquer coisa referenciada à rede, use uma ponta diferencial ou um osciloscópio isolado — nunca desconecte o pino de terra do osciloscópio. |
| Trigger: Auto | Varre mesmo sem trigger, então sempre há um traço. Útil para achar um sinal no começo, e um mentiroso depois: uma linha plana em Auto significa "circuito morto" ou "nunca disparou", e as duas parecem idênticas. |
| Trigger: Normal | Varre só com um trigger real e mantém a captura anterior caso contrário. É onde você trabalha quando sabe o que procura, e o único modo que diz a verdade sobre um evento raro. |
| Trigger: Único | Arma uma vez, captura o primeiro evento, para. O modo para um glitch na energização, um pulso único ou a falha que não se repete duas vezes. |
| Nível, inclinação e holdoff do trigger | Coloque o nível dentro do sinal real, não em 0 V. Se a tela alterna entre duas imagens que seriam estáveis, a forma de onda cruza esse nível mais de uma vez por período — aumente o holdoff além do padrão que se repete, ou dispare por largura de pulso em vez de borda. |
| Acoplamento | DC mostra o nível real. AC insere um passa-altas em torno de 5–10 Hz, ideal para achar 20 mV de ripple sobre um trilho de 12 V e enganoso em qualquer coisa lenta: uma onda quadrada de 50 Hz volta visivelmente caída sem nunca ter caído. |
| Taxa de amostragem e aliasing | Duas amostras por ciclo só evitam aliasing em teoria; você quer cinco a dez antes que a forma seja legível. Subamostrado, um sinal rápido reaparece como um lento e flutuante que parece totalmente plausível. O teste é mudar a base de tempo — um sinal real mantém a frequência, um alias a muda. |
| Escala vertical e resolução | A maioria dos osciloscópios digitaliza em 8 bits na altura total da tela, uns 256 passos no total. Um traço usando um quarto da tela usa um quarto deles, então o ripple medido num traço pequeno é quase só quantização. Preencha a tela primeiro, depois meça. |
