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Osciloscópio sem Traumas – Complemento do e-book

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Acoplamento AC ou DC no osciloscópio, como funciona?

Paulo Brites - Publicado em 17/05/2017

Esta foi outra dúvida de um leitor do meu livro Osciloscópio sem Traumas que foi colocada no grupo FECHADO do facebook EXCLUSIVO para os compradores do e-book.

Embora o acoplamento AC ou DC no osciloscópio tenha sido abordado por mim na página 53 do referido e-book o leitor ainda se dizia confuso sobre quais as vantagens ou desvantagens de usar o acoplamento AC ou DC.

Ofereci uma explicação rápida lá no grupo e prometi escrever um artigo com mais detalhes sobre o assunto e que, julgo, poderá ser esclarecedor para muita gente.

Como sempre insisto em dizer tudo deve começar pelo entendimento do significado das palavras, então sendo assim no nosso caso acoplar quer dizer “ligar fisicamente dois ou mais corpos, objetos ou circuitos”.

Portanto, em linhas gerais, acoplar um sinal entre dois circuitos consiste em levar o sinal de um circuito para outro e isto pode ser feito de duas formas designadas como acoplamento direto ou acoplamento indireto.

No acoplamento direto há realmente uma “ligação” física que pode ser entendida como “contato direto” entre os dois circuitos como é o caso da linha vermelha entre o coletor de TR1 e a base de TR2 no circuito da fig.1.



Entretanto, o sinal de entrada é acoplado à base de TR1 através do capacitor C1, enquanto o sinal de saída é acoplado à carga através de C4.

Note que o sinal de entrada não “se mistura” com a polarização DC da base de TR1, bem o como a tensão DC no coletor de TR2 também não “se mistura” com a carga.

Agora, observando o circuito da fig.2 vemos que o sinal do coletor de TR1 é acoplado à base de TR2 através do capacitor C2.



Este é um acoplamento indireto ou acoplamento AC.

E qual seriam as vantagens e desvantagens de cada um destes tipos de acoplamento.

Antes, porém uma perguntinha para você pensar: - o assunto não era acoplamento DC e AC no osciloscópio, então o que uma coisa tem a ver com a outra?

Continue lendo e você descobrirá, mas espero que você já esteja desfiando que uma coisa é uma coisa e outra, aqui, é a mesma coisa!

Voltando a questão das vantagens e desvantagens, você já poderá concluir, usando apenas dois neurônios (os famosos Tico e Teco), que no circuito da Fig.1 não há perda de frequências quando o sinal sai do coletor de TR1 pare chegar à base de TR2.

Mas, muita calma nesta hora, porque se houver uma falha no transistor TR1 (por exemplo, coletor e emissor entrar em curto) a “vaca vai pro brejo” porque a polarização da base de TR2 será sumariamente afetada e por sequência todo o circuito também, levando junto todas as outras vacas para o brejo.

Este é o maior problema dos circuitos com acoplamento direto, qualquer falha em um transistor de um lado afetará diretamente o transistor do outro lado e aí é só tristeza (para o dono, e alegria para o técnico).

Será que o Tico e o Teco já se convenceram que este tipo de acoplamento direto no fundo é um acoplamento DC?

Estou consciente que fiz um pequeno “desvio de rota” no assunto do título deste post e espero não ir parar numa “comunidade”



(novo nome para favela) e ser atingido por tiros dos “meliantes”, mas a questão é que julgo pertinentes os dois temas e aproveitei para tratar de alguns conceitos sempre úteis ao reparador e, muitas vezes, esquecidos ou mal compreendidos.

Voltando ao osciloscópio e aos acoplamentos AC e DC

Que tal mais uma perguntinha para aquecimento: qual o ponto de referência de uma medida em eletrônica?

Se nada for dito ao contrário, todo mundo sabe (ou deveria saber) que as medidas em um circuito eletrônico costumam ser realizadas em relação à terra ou GND (e aqui, só de passagem, é bom lembrar que nas fontes chaveadas temos “dois terras, um HOT e outro COLD).

Por outro lado, se estamos falando em medir tensões DC, ou seja, as tensões de polarização do circuito com voltímetro digital, não há nada de especial a ser observado.

Seja no circuito da fig.1 ou da fig.2, coloca-se a ponteira preta do multímetro no ground e a ponteira vermelha nos pontos que queremos medir e neste caso a presença ou não de um capacitor entre o coletor de TR1 e a base de TR2 não irá afetar em nada a medida.

E se quisermos “ver” o sinal?

Neste caso temos que usar o osciloscópio e a garra jacaré da ponteira também será ligado ao ground do “paciente” que estamos “tratando”.

Vejamos o “paciente” (ainda vivo) da fig.1.

Injetamos um sinal na entrada (input), preferencialmente uma onda senoidal de 1kHz, e colocamos a ponteira do osciloscópio



no coletor de TR1 ou a base de TR2 que, nesta coso, é o mesmo ponto.

E aqui ou vou me valer da fig. 1A da página 54 do meu e-book Osciloscópio sem Traumas que você pode ver abaixo.

Na parte superior da fig. 1A (extraída do livro) o osciloscópio está configurado para acoplamento DC (direto), portanto a onda, tanto de entrada como no coletor, será vista variando em torno de uma tensão DC de polarização e aparecerá suspensa na tela em relação à linha que foi definida como ground .

Repare que na parte de baixo da fig.1A o osciloscópio está configurado para acoplamento AC (indireto), ou seja, apenas o sinal passará, enquanto a polarização DC ficará “barrada” e neste caso a onda aparecerá na tela variando em torno da linha de ground definida no osciloscópio.

Qual a vantagem ou aplicação de uma configuração ou outra?

Uma situação em que a escolha de um tipo de acoplamento ou outra se mostra bastante significativa é quando desejamos examinar o ripple em uma fonte, por exemplo.



Sabemos que o ripple é um sinal indesejável que aparece “trepado” à tensão DC da fonte.

Vamos acompanhar o que acontece em cada caso nas figuras a seguir.

Utilizei um osciloscópio analógico porque fica mais fácil de mostrar as configurações adotadas, mas o resultado é o mesmo no digital.

Na fig.3 temos a chave na posição GND para definir a posição da linha de referência na tela.

Observe que a chave de amplitude vertical está em 5V/div.

Passando a chave para acoplamento DC veremos a linha horizontal subir para cerca de 17V mas não veremos o ripple com detalhes, talvez apenas uma pequena ondulação na linha como se pode acompanhar na fig.4.



A seguir a chave de acoplamento foi passada para AC, enquanto a chave Volt/div ajustada em 100mV como aparece na fig.5.



E agora sim, temos o ripple na tela com 100mV pico a pico.

Sugiro que você faça experiências e tire suas próprias conclusões, pois só se aprende mesmo é praticando.

Espero que este post tenha ajudo a eliminar as dúvidas em assunto que sempre provoca algumas dificuldades de entendimento ao estudante ou ao técnico.

Ora para saber o valor da tensão poderíamos utilizar apenas um voltímetro, mas se queremos saber como está o ripple, que é bastante importante, precisaremos utilizar o osciloscópio configurado em acoplamento AC.

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Não exploda o seu osciloscópio

Publicado em 11/05/2017 – Paulo Brites

Este é o título do capítulo 2 do meu e-book Osciloscópio sem Traumas onde eu falo dos cuidados que se deve ter ao utilizá-lo para evitar “queimá-lo”.

Quando eu digo “não exploda seu osciloscópio” eu apelei para o sensacionalismo típico de manchetes de jornais e revistas com a intenção de chamar a sua atenção, embora na prática não creia que haverá uma explosão propriamente dita no melhor estilo “caixa de banco” tão na moda atualmente.

Por mais que eu tenha me esforçado no referido capítulo para não deixar dúvidas sobre “certos” cuidados, parece que elas ainda persistem como me relatou um leitor lá no grupo de compradores do livro e sendo assim, resolvi tentar dar uma nova abordagem ao tema por ser muito importante.

Creio que tudo começa com a confusão que, geralmente, é feita entre “terra” e neutro da rede elétrica.

Como sempre digo tudo deve começar pela definição e elas estão lá no meu artigo “Fio terra para leigos” publicado aqui no site e que eu repito abaixo:

- NEUTRO: CONDUTOR FORNECIDO PELA CONCESSIONÁRIA (JUNTO COM A(S) FASE(S) PARA O RETORNO DA CORRENTE ELÉTRICA

- TERRA: HASTE METÁLICA LIGADA À TERRA (pode ser um “buraco no chão”, mesmo) NA ENTRADA DE ALIMENTAÇÃO E QUE NÃO DEVE APRESENTAR CORRENTE CIRCULANTE. Resumindo: Pelo neutro passa corrente enquanto pelo terra, não.



A questão é que os osciloscópios utilizam um padrão internacional onde terra é terra (terceiro pino) e neutro é neutro, mas aqui no Brasil isto nem sempre (ou quase sempre) não é seguido e ainda tem o Zé Faísca que além de não colocar o neutro no terminal correto da tomada, às vezes, ainda o liga junto com o terceiro pino da mesma para “garantir o sucesso” da explosão.

Como se não bastasse a confusão cometida pelo pedricista (pedreiro + eletricista e, às vezes, gasista também) que fez a instalação elétrica temos a falta de correspondência entre o pino de neutro do padrão brasileiro com o padrão americano como vemos na fig.1. Repare que eles estão em lados opostos.

Olhando-se a tomada de frente com terceiro pino voltado para baixo temos o neutro à direita no padrão brasileiro e à esquerda no padrão americano.

Este foi um dos vacilos ao criarem o padrão brasileiro, que tem sua inegável vantagem quanto a segurança, mas não teve o cuidado de manter a correspondência de posição do pino neutro de uma tomada com a outra (o outro vacilo foi criar dos tipos, um para 10A e outro para 20A. Por que não fazer tudo para 20A? ).



Mas, como diz o ditado “nada está tão ruim que não possa piorar” e aí você compra aqueles adaptadores que “transformam” um padrão em outro e será alguém se preocupou em fazer também a “transposição” dos neutros?

Tenho minhas dúvidas talvez sim, em alguns casos, e talvez não em outros (o mais provável). A conferir.

Espero que você já esteja percebendo o que pode acontecer quando ligar seu osciloscópio numa tomada e o aparelho a ser analisado em outra com fase e neutro em posições invertidas isso sem falar do terra que, às vezes, foi ligado junto com o neutro na tomada.

Como proceder então, para evitar se tornar um terrorista?

No capítulo 2 do livro eu sugiro verificar com um ohmímetro se há continuidade entre a parte externa dos conectores que corresponde ao ground e a terceiro pino e, certamente, haverá.

Mais adiante eu sugiro utilizar um transformador de isolamento onde será ligado o equipamento (não o osciloscópio) a ser “autopsiado”.

Entretanto, tenho que admitir que nem sempre esta solução é possível e aí, a melhor forma de proteger o osciloscópio é manter uma tomada de uso exclusivo para ele com fase e neutro corretos e, por segurança, verificar se não há ddp entre a parte externa do conector BNC e o neutro ou a fase da rede elétrica onde ele está ligado.

Além disso, verifique se não há ddp entre o ground do equipamento em teste e a garra jacaré da ponteira do osciloscópio.



É possível ver a senóide da rede elétrica?

Sim, se você tomou todas as precauções descritas até aqui não vai ter nenhum problema.

Espero que agora as dúvidas estejam esclarecidas.

Aguardo seu comentário bem como a votação o artigo nas estrelinhas aqui em baixo.

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