notícias da empresa sobre Evolução do osciloscópio de CRO a DSO na eletrônica moderna

No vasto mundo da engenharia eletrônica, o osciloscópio atua como um detetive experiente, ajudando os engenheiros a descobrir mistérios de circuitos e capturar variações sutis de sinais. Dos laboratórios às linhas de produção, da pesquisa científica ao diagnóstico de falhas, os osciloscópios são onipresentes. Mas você realmente entende como funciona esse “detetive” e como selecionar o modelo certo para diferentes necessidades? Este artigo fornece uma visão aprofundada dos osciloscópios, desde os clássicos osciloscópios de raios catódicos (CRO) até os modernos osciloscópios de armazenamento digital (DSO), oferecendo insights abrangentes sobre esta ferramenta de medição eletrônica essencial.

O Osciloscópio de Raios Catódicos (CRO) é um instrumento de teste eletrônico clássico centrado em torno do tubo de raios catódicos (CRT). Ao exibir formas de onda de tensão ao longo do tempo em uma tela fluorescente, os CROs ajudam os engenheiros a analisar várias características do sinal, como amplitude, frequência, tempo de subida e distorção. Sua operação depende da deflexão do feixe de elétrons em campos elétricos, usando o movimento do feixe para representar padrões de sinais de entrada.

Um CRO padrão consiste em vários componentes principais:

• Tubo de raios catódicos (CRT):O coração do CRO gera um feixe de elétrons, acelera e foca na tela fluorescente. Quando o feixe atinge a tela, produz pontos de luz visíveis.
• Circuito de Potência:Requer fontes de alta e baixa tensão. A baixa tensão aquece o canhão de elétrons para gerar o feixe, enquanto a alta tensão o acelera. Tensões adicionais alimentam outras unidades de controle.
• Placas de deflexão:Placas horizontais (eixo X) e verticais (eixo Y) posicionadas entre o canhão de elétrons e a tela desviam o feixe com base nos sinais de entrada. A deflexão horizontal normalmente vem de um gerador de base de tempo, criando uma tensão que muda linearmente para uma varredura uniforme.
• Amplificador vertical:Amplifica os sinais de entrada antes de aplicá-los às placas de deflexão vertical, controlando o movimento do feixe verticalmente.
• Circuito de gatilho:Sincroniza deflexões horizontais e verticais para estabilizar a exibição da forma de onda. O disparo pode ser baseado em sinais de entrada, sinais externos ou frequência da linha de alimentação.

A operação CRO depende do controle eletrostático de feixes de elétrons. À medida que os feixes passam através das placas de deflexão, as forças eletrostáticas causam as deflexões correspondentes. Ao manipular as tensões de deflexão, os feixes traçam as formas de onda do sinal de entrada na tela fluorescente.

• CRT:Converte sinais elétricos em imagens visuais.
• Conjunto de arma de elétrons:Gera e controla feixes de elétrons, incluindo componentes de aquecedor, cátodo, grade e ânodo.
• Placas de deflexão:Controle o movimento do feixe vertical e horizontalmente.
• Tela fluorescente:Os impactos do feixe de elétrons produzem luz visível.
• Gabinete de vidro:Mantém as condições de vácuo e protege os componentes internos.

Este componente crítico emite e concentra elétrons em um feixe fino:

• Cátodo:Revestido com óxidos de estrôncio e bário para emissão eficiente de elétrons em temperaturas moderadas.
• Grade de controle:Normalmente, um cilindro de níquel posicionado antes do cátodo que regula a intensidade do feixe controlando o fluxo de elétrons, ajustando o brilho da tela.
• Ânodos:Inclui ânodos de pré-aceleração, aceleração e foco que aplicam altas tensões (≈1500V para aceleração, ≈500V para foco) para moldar o feixe.

A focagem do feixe é obtida através de métodos eletrostáticos ou eletromagnéticos, com CROs normalmente usando focagem eletrostática.

Depois de deixar o canhão de elétrons, os feixes passam por placas de deflexão verticais (eixo Y) e horizontais (eixo X) que controlam independentemente os movimentos de cima para baixo e esquerda-direita, permitindo o posicionamento preciso da tela.

O painel frontal do CRT apresenta superfícies revestidas de fósforo onde os impactos dos elétrons convertem a energia cinética em luz visível através da fluorescência.

Essa estrutura cônica selada a vácuo possui interiores revestidos de grafite (aquadag) que funcionam como eletrodos de alta tensão conectados a ânodos aceleradores, auxiliando no foco do feixe.

Os circuitos CRO básicos incluem sistemas de deflexão vertical/horizontal, circuitos de sincronização, circuitos de modulação de intensidade e controles de posicionamento/brilho.

Amplifica sinais de entrada através de atenuadores e amplificadores de múltiplos estágios para produzir formas de onda claras em placas de deflexão vertical.

Semelhante aos sistemas verticais, mas normalmente acionado por tensões de varredura que geram sinais de base de tempo para movimento horizontal do feixe, exibindo alterações de sinal temporal. Os modos de digitalização incluem:

• Verificação recorrente:Novas varreduras começam imediatamente após a conclusão das anteriores.
• Verificação acionada:Os circuitos inativos são ativados por meio de gatilhos externos.
• Digitalização orientada:Varreduras de execução livre acionadas por sinais medidos.
• Digitalização sem dente de serra:Compara diferenças de tensão ou frequências.

Garanta a sincronização do sinal de varredura para exibições estáveis ​​usando sinais internos, gatilhos externos ou frequências de linha de energia.

Ajusta a intensidade do feixe inserindo sinais entre o cátodo e o terra, alterando o brilho da tela.

Regula a posição da forma de onda através de tensões CC aplicadas às placas de deflexão.

Modifica o potencial da grade de controle em relação aos cátodos para ajustar a intensidade do feixe e o brilho da tela.

Os CROs desempenham diversas funções em eletrônica:

• Medição de tensão, corrente, frequência, indutância, susceptância, resistência e fatores de potência.
• Analisando características do circuito AM/FM.
• Monitorando propriedades de sinais e controlando sinais analógicos.
• Observando formas de onda e largura de banda do circuito ressonante.
• Visualização de padrões de tensão/corrente para tomada de decisões.
• Pesquisa laboratorial e verificação de projeto de circuito.
• Comparações de fase/frequência.
• Análise de televisão, radar e pressão do motor.
• Monitorando respostas neurais e batimentos cardíacos.
• Medição de curvas BH em loops de histerese.
• Traçando as características do transistor.

• Capacidade de medição de tensão
• Precisão de medição atual
• Funcionalidade de inspeção de forma de onda
• Precisão de medição de fase/frequência

• Alto custo
• Manutenção complexa
• Requer isolamento completo
• Volumoso, pesado e que consome muita energia
• Numerosos terminais de controle com curvas de aprendizado acentuadas

Os avanços tecnológicos tornaram os osciloscópios de armazenamento digital (DSO) a escolha preferida em relação aos CROs tradicionais. Os DSOs oferecem precisão superior, funcionalidade aprimorada e operação fácil de usar. Usando conversores analógico-digitais (ADCs), os DSOs digitalizam sinais para armazenamento em memória, permitindo captura, exibição e análise de formas de onda complexas.

CROs são instrumentos analógicos que usam CRTs, enquanto DSOs são dispositivos digitais com displays LCD/LED que convertem, armazenam e analisam sinais digitalmente.

Considere estes fatores ao escolher um osciloscópio:

• Largura de banda:Determina a frequência máxima mensurável (normalmente ≥5× frequência do sinal).
• Taxa de amostragem:Afeta a captura de detalhes do sinal (taxas mais altas melhoram a precisão).
• Profundidade de memória:Governa a capacidade de armazenamento de formas de onda (maior profundidade captura sinais mais longos).
• Acionamento:Sincroniza varreduras com sinais (gatilhos avançados lidam com formas de onda complexas).
• Canais:Número de sinais mensuráveis ​​simultâneos (múltiplos canais mostram relações de sinais).
• Aplicativo:As necessidades específicas variam (os circuitos de alta frequência requerem maior largura de banda do que as aplicações de baixa frequência).

Dos CROs clássicos aos DSOs modernos, os osciloscópios continuam sendo ferramentas indispensáveis ​​para engenheiros eletrônicos. Compreender sua operação e uso adequado permite análise e solução de problemas eficazes de circuitos. Ao selecionar um osciloscópio, avalie cuidadosamente os requisitos técnicos para identificar o modelo ideal para suas necessidades.