O osciloscópio mede. O gerador de sinal estimula. Com os dois juntos pode testar um circuito como se estivesse a funcionar na sua aplicação real. Neste guia revemos os tipos de geradores, as formas de onda e as suas utilizações, os parâmetros importantes e vários casos práticos.
Gerador de funções e gerador arbitrário
Um gerador de funções produz as formas de onda clássicas: sinusoidal, quadrada, triangular, rampa e impulsos. Os equipamentos atuais usam síntese digital direta (DDS), que oferece uma frequência muito estável e ajustável com grande precisão.
Um gerador de formas de onda arbitrárias (AWG) acrescenta a possibilidade de reproduzir qualquer forma definida pelo utilizador: um sinal desenhado no software, uma função matemática ou até um sinal real capturado previamente com o osciloscópio. Hoje a maioria dos equipamentos combina as duas funções, e muitos osciloscópios incorporam um gerador integrado.
Tipos de sinais e para que se usam
| Sinal | Uso típico |
|---|---|
| Sinusoidal | Resposta em frequência de filtros e amplificadores, áudio, testes de distorção |
| Quadrada | Sinal de relógio, resposta transitória, verificação de entradas digitais |
| Impulso | Disparo de circuitos, medição de tempos de subida, controlo de andares de potência |
| Triangular / rampa | Varrimentos lentos, testes de comparadores e conversores |
| Ruído | Testes de imunidade e caracterização de filtros |
| Contínua (DC) | Polarização ou referência ajustável |
| Arbitrário | Simular sensores, reproduzir sinais reais capturados |
Além da forma de onda, a maioria dos geradores oferece modulações (AM, FM, PM, FSK, PWM), varrimento de frequência (sweep), muito útil para traçar a resposta de um filtro, e modo rajada (burst), que emite um número determinado de ciclos após um disparo.
Parâmetros importantes
- Frequência máxima: indica-se normalmente para a sinusoidal. A quadrada e os impulsos têm geralmente um limite inferior.
- Taxa de amostragem e resolução vertical: determinam a qualidade dos sinais arbitrários e a finura do ajuste de amplitude.
- Número de canais: com dois canais pode gerar sinais desfasados, em quadratura ou um sinal e o respetivo relógio.
- Memória arbitrária: quantos pontos pode ter uma forma de onda definida pelo utilizador.
- Amplitude e offset: gama de tensão de saída e possibilidade de somar uma componente contínua.
Atenção à impedância: a saída de um gerador é normalmente de 50 Ω. Se o equipamento estiver configurado para uma carga de 50 Ω mas o ligar a uma entrada de alta impedância (como a de um osciloscópio), medirá o dobro da tensão indicada. Ajuste a opção de carga (50 Ω / High-Z) de acordo com o local onde liga a saída.
Casos práticos
1. Resposta em frequência de um filtro
Ligue o gerador à entrada do filtro e dois canais do osciloscópio à entrada e à saída. Com um varrimento de frequência e a saída de sincronismo do gerador como disparo, verá como a amplitude cai a partir da frequência de corte. Sem varrimento, basta ir mudando a frequência e anotar a relação entre amplitudes.
2. Simular um sensor automóvel em bancada
Com uma forma de onda arbitrária que reproduz o sinal de uma roda fónica —incluindo o espaço de referência— pode testar-se uma centralina ou um quadrante sobre a mesa, sem o motor. Variando a frequência simulam-se diferentes rotações.
3. Verificar uma entrada digital ou um optoacoplador
Um sinal quadrado com o nível lógico adequado permite verificar se um microcontrolador lê corretamente uma entrada, medir o atraso de um optoacoplador ou ver até que frequência responde um andar.
4. Medir tempos de comutação
Um trem de impulsos aplicado à porta de um transístor, juntamente com o osciloscópio, permite medir tempos de ligação e de corte e ajustar resistências de porta ou redes snubber.
Conselhos de utilização
- Comece sempre com uma amplitude baixa e aumente-a aos poucos. Um nível excessivo pode danificar a entrada do circuito.
- Verifique a configuração de carga (50 Ω / High-Z) antes de confiar na tensão indicada.
- Use a saída de sincronismo para disparar o osciloscópio e obter uma imagem estável.
- Utilize cabos coaxiais e, em frequências altas, termine a linha com 50 Ω para evitar reflexões.
- Lembre-se de que gerador e osciloscópio partilham a massa através da rede: não ligue a massa do gerador a um ponto com tensão.
- Se o orçamento ou o espaço forem limitados, um osciloscópio com gerador integrado cobre muitos destes testes com um só equipamento.
Equipamentos de exemplo
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