Osciloscópio de PC

PEÇAS E MATERIAIS

• Computador pessoal compatível com IBM com placa de som, executando Windows 3.1 ou superior
• Software Winscope, baixado gratuitamente da Internet
• “Teclado” eletrônico (musical)
• Plugue tipo fone de ouvido “Mono” (não estéreo) para teclado
• Plugue tipo fone de ouvido “Mono” (não estéreo) para entrada de microfone da placa de som do computador
• potenciômetro de 10 kΩ

O programa Winscope que usei foi escrito pelo Dr. Constantin Zeldovich, para uso pessoal e acadêmico gratuito. Ele plota as formas de onda na tela do computador em resposta aos sinais de tensão CA interpretados pela entrada do microfone da placa de som. Um programa semelhante, chamado Oscope , é feito para o sistema operacional Linux. Se você não tiver acesso a nenhum dos softwares, pode usar o utilitário “gravador de som” que vem com a maioria das versões do Microsoft Windows para exibir formas de ondas grosseiras.



REFERÊNCIAS CRUZADAS

Aulas de circuitos elétricos , Volume 2, capítulo 7:“Sinais CA de Frequência Mista”

Aulas de circuitos elétricos , Volume 2, capítulo 12:"Circuitos de medição de CA"



OBJETIVOS DE APRENDIZAGEM

• Para usar um programa de computador para funcionar como um osciloscópio
• Para mostrar a função básica de um osciloscópio

DIAGRAMA ESQUEMÁTICO







ILUSTRAÇÃO







INSTRUÇÕES

O osciloscópio é um instrumento de teste indispensável para o estudante e profissional de eletrônica. Nenhum laboratório sério de eletrônica deve ficar sem um (ou dois!). Infelizmente, os osciloscópios comerciais tendem a ser caros e é quase impossível projetar e construir o seu próprio sem outro osciloscópio para solucionar o problema! No entanto, a placa de som de um computador pessoal é capaz de "digitalizar" sinais CA de baixa tensão de uma faixa de algumas centenas de Hertz a vários milhares de Hertz com resolução respeitável, e um software gratuito está disponível para exibir esses sinais na forma de osciloscópio no tela de computador. Como a maioria das pessoas tem um computador pessoal ou pode obtê-lo por um custo menor do que um osciloscópio, isso se torna uma alternativa viável para o experimentador com um orçamento limitado.

Uma palavra de cautela: você pode causar danos significativos ao hardware do seu computador se sinais de voltagem excessiva forem conectados à entrada de microfone da placa de som! As tensões CA produzidas por um teclado musical são muito baixas para causar danos ao seu computador através da placa de som, mas outras fontes de tensão podem ser perigosas para a saúde do seu computador. Use este “osciloscópio” por sua própria conta e risco!

Usando o teclado e o arranjo de plugue descritos no experimento anterior, conecte a saída do teclado aos terminais externos de um potenciômetro de 10 kΩ. Solde dois fios para os pontos de conexão no plugue de entrada do microfone da placa de som, de modo que você tenha um conjunto de “cabos de teste” para o “osciloscópio”. Conecte esses cabos de teste ao potenciômetro:entre o terminal do meio (o limpador) e qualquer um dos terminais externos.

Inicie o programa Winscope e clique no ícone “seta” no canto superior esquerdo (parece a seta “play” vista nos botões de controle do toca-fitas e do CD player). Se você pressionar uma tecla no teclado musical, deverá ver algum tipo de forma de onda exibida na tela. Escolha a “panflute” ou alguma outra voz semelhante à de uma flauta no teclado musical para obter a melhor forma de onda senoidal. Se o computador exibir uma forma de onda que se pareça com uma onda quadrada, você precisará ajustar o potenciômetro para um sinal de amplitude inferior. Quase qualquer forma de onda será “cortada” para parecer uma onda quadrada se exceder o limite de amplitude da placa de som.

Teste diferentes “vozes” de instrumentos no teclado musical e observe as diferentes formas de onda. Observe como algumas das formas de onda são complexas, em comparação com a voz da flauta panorâmica. Experimente os diferentes controles na janela do Winscope, observando como eles mudam a aparência da forma de onda.

Como um instrumento de teste, este “osciloscópio” é bastante pobre. Quase não tem capacidade para fazer medições precisas de tensão, embora sua precisão de frequência seja surpreendentemente boa. É muito limitado na faixa de voltagem e frequência que pode exibir, relegando-o à análise de tons de áudio de faixa baixa e média. Tive muito pouco sucesso em fazer com que o “osciloscópio” exibisse boas ondas quadradas, provavelmente por causa de sua resposta de frequência limitada.

Além disso, o capacitor de acoplamento encontrado nos circuitos de entrada do microfone da placa de som o impede de medir a tensão DC:é como se o recurso de “acoplamento AC” de um osciloscópio normal estivesse preso “ligado”. Apesar dessas deficiências, é útil como uma ferramenta de demonstração e para explorações iniciais em análise de forma de onda para o estudante iniciante de eletrônica.

Para aqueles que estão interessados, existem vários dispositivos adaptadores de osciloscópio de qualidade profissional fabricados para computadores pessoais cujo desempenho está muito além do de uma placa de som, e eles são normalmente vendidos a um custo menor do que um osciloscópio autônomo completo (cerca de US $ 400, o ano de 2002).

Radio Shack vende um feito por Velleman, catálogo # 910-3914. Ter um computador como meio de exibição traz muitas vantagens, não menos importante delas, a capacidade de armazenar facilmente imagens de formas de onda como arquivos digitais.