Handmades

Boa tarde a todos e um feliz ano novo!

Possuo atualmente um osciloscópio Agilent DSO1072B, 2 canais, 70MHz e mais do que suficiente para o trabalho regular de um osciloscópio no "debug" de amplificadores, pedais e áudio em geral.

Estou com vontade de fazer caracterização de resposta em frequência de alguns circuitos, e para isso posso utilizar a função FFT do osciloscópio injetando um sinal de ruído branco ou uma varredura de frequências na entrada do circuito e a persistência no display para obter o resultado, porém não consigo obter a informação de fase e além disso é um processo bastante manual e sujeito a falhas.

Estava vendo que os novos osciloscópios da KeySight (linha de instrumentos da Agilent) possuem função de "bode plot" que faz uso do gerador de sinais já integrado e entrega o resultado direto.
Além disso eles possuem gerador de sinais integrado, o que me "economizaria" um equipamento na bancada (que ainda não possuo pois utilizo o computador como gerador de sinais).

Pergunto aos amigos do fórum: alguém já usou esses instrumentos e sabe me dizer se vale a pena o upgrade?
Caso tenham alguma sugestão de alternativa agradeço também por compartilharem.

Obrigado,
Mikhail

Vai no canal do Silvio Pinheiro no Youtube que você vai achar alguns vídeos dele onde ele usa esses recursos no osciloscópio dele, para testar transformadores (mas ele faz uma confusão danada entre resposta de frequência e impedância do transformador).

https://www.youtube.com/c/silviopinheiro

Também no canal do Wagner Rambo (WRKits), ele tem vários vídeos onde ele usa esses recursos do osciloscópio.

Obrigado xformer.
Realmente já tinha visto algumas utilizações e me parece bastante prático configurar o equipamento, dar o play e aguardar o resultado.

A única forma que vejo de fazer isso com o equipamento que possuo atualmente é utilizando os 2 canais, medindo a entrada do circuito com um e a saída com outro e manualmente (com auxílio dos cursores) aferir as diferenças de amplitude e fase.
Acredito que medindo alguns pontos por oitava seja possível ter uma representação muito boa da resposta em frequência de circuitos de áudio. e eventualmente pegar mais pontos nas regiões onde o circuito apresente algum "joelho" ou alguma elevação, e depois se necessário aproximar o resto utilizando algum modelo matemático.

A minha ideia em princípio é reproduzir alguns gráficos que já conheço para ter um melhor entendimento do seu funcionamento de fato, por exemplo a adição de capacitor de bypass no catodo de um estágio de ganho de um triodo.
Outra coisa que nunca fiz mas seria muito interessante é levantar uma reta de carga AC desse mesmo estágio.
Apesar de conhecer tudo isso muito bem na teoria e já ter montado e depurado diversos circuitos, sempre é bom poder mergulhar um pouco mais nos detalhes.

Existe um método de medir a defasagem usando osciloscópio com 2 canais que é por figuras de Lissajous.  Você coloca o sinal de entrada senoidal no canal 1 e o sinal de saída no canal 2 configurado como eixo X.  A fase vai alterar o formato da figura formada, que serão traços diagonais, elipses ou círculo. A amplitude de saída será a largura no eixo X.  Era assim que ensinaram na escola.

(https://radioguy.files.wordpress.com/2016/11/rys4901.gif?w=620)

(http://www.hostcgs.com.br/hostimagem/images/602Screenshot_20220103_16.jpg)

(https://radioguy.files.wordpress.com/2016/11/lissajous-picture.png)

Obrigado xformer.

Foi assim que aprendi também, no caso era em um osciloscópio analógico ainda mas no digital é bem mais fácil pelo fato dos cursores fazerem boa parte do trabalho de medição.

Vou experimentar neste fim de semana fazer algumas medições em um filtro simples só para ver o tamanho do esforço.
Mas já estou pensando em tirar vantagem do sistema de captura e exportação em CSV do osciloscópio para automatizar isso também.

No meu caso o osciloscópio consegue salvar 8k pontos por canal por captura. Se eu conseguir criar alguns sinais que contenham informação suficiente e caibam nesses 8k pontos, posso automatizar as capturas e depois fazer a análise/comparação em software.

Não sei se você vai abrir e analisar os dados CSV numa planilha Excel (ou outra spreadsheet), que é o que eu faria. Mas dependendo da quantidade de frequências que você capturar, isso pode ser trabalhoso.

Uma alternativa é usar algum script em Python para abrir os arquivos CSV e automatizar a tabela de resposta de frequência e fases.  Procure na internet que há alguns programas em Python para isso (ou se programar em Python, escreva o seu).

A ideia é fazer um script em Python mesmo para análise destes dados.

Apenas hoje consegui realizar a coleta de dados de exemplo. Por conta da chuva acabei não conseguindo realizar uns trabalhos externos e me sobrou um tempo!
Montei um circuito RC simples com um capacitor de 10nF e um resistor de 10k.

Coletar as amostras em CSV deu um certo trabalho, ainda mais por alguns detalhes na interface do osciloscópio que exige muitos apertos de botões para realizar a gravação do arquivo.
Comecei fazendo de 10 em 10Hz (a ideia era ter 10 pontos por década) porém logo pulei uma série de frequências já que por enquanto isso tudo é apenas um experimento para ver se vale a pena ou não.

Durante a semana devo progredir com o script e assim que tiver um resultado compartilho por aqui.
Os parâmetros que já tomei nota para fazer a análise em cada arquivo são:
1. Amplitudes
2. Diferença de fase
3. THD

E com isso vou poder montar gráficos de cada parâmetro em função da frequência.

cara, um osciloscópio digital é a apoteose da instrumentação moderna. é versátil e preciso o suficiente pra fazer qualquer coisa, obviamente dentro das limitações do dispositivo em si.

essas firulas do fabricante você pode emular com um script mandando comandos scpi, os dados você pega por rede, passa uma transformada de fourier, identifica a frequência principal e calcula a fase em relação à entrada. dá pra fazer um bode plot apertando um botão.

Ehehe... o que é o marketing.

Para ajustar a compensação do atenuador de entrada de uma dessas maravilhas, eu precisei usar um osciloscópio analógico, pois era impossível achar o ponto ótimo do ajuste olhando o sinal na tela da "maravilha"....

Uma coisa que os digitais em geral não tem, é a entrada Z, que controla o brilho do feixe. Algumas animações que o pessoal faz com uma trilha de áudio estéreo (entrando nos canais X e Y) ou videogames para tela de osciloscópio, só com os analógicos.  

https://www.youtube.com/watch?v=ZaTuFB5QXHo

https://www.youtube.com/watch?v=opy2YYgtyNw

Olá.

Não têm entrada Z, não têm resolução, a imagem é feia e toda quadriculada, formas de onda sempre sujas com o ruído de quantização, modo X-Y que não funciona ( quando tem, e nesse caso, não se consegue ver nada que presta na tela ), menus infinitos para se acessar as funções. Quer mais, ou chega ?

O que têm de bom ? São baratos, descartáveis e permitem guardar a garatuja mostrada na tela pelo USB.

O problema é querer comparar um hp que custava o equivalente a um corcel 2 completo na época com um siglend da vida que os chinês vende a mil real no aliexpress.
Não entendi o que você tava ajustando, mas duvido que não ia conseguir fazer com um equipamento moderno decente.


Eu também acho os efeitos analógicos mais bonitos, mas isso já não é instrumentação, é uma brincadeira só. Como equipamento de instrumentação nada supera um osciloscópio digital.


O cara não se garante nos menus do digital e vem reclamar  [beer2]
Novamente você está comparando coisas diferentes. Eu vi numa exposição faz algum tempo um agilent desses brutais, e cara, a tela era linda. Alta resolução, respondia na hora, sem delay, e ainda era touch screen. Caro? Lógico, mas daqui uns anos será o padrão.
E ruído de quantização pra 10bit de adc é -60db, nem dá pra ver.

Em relação ao brilho das linhas dos osciloscópios analógicos, os digitais possuem algo "similar" que seria esse "waveform intensity". Isso realmente dá uma sensação de atenuação no ruído que também é presente nos osciloscópios analógicos.

https://youtu.be/Znwp0pK8Tzk?t=895 (https://youtu.be/Znwp0pK8Tzk?t=895)

O HP era um osciloscópio, ao invés de um brinquedo que muitas vezes é caro. Eu estava ajustando o atenuador de entrada; é aquele conjunto de resistores e capacitores, associado à chave de seleção de V/div. Talvez o colega não conheça...

Para ajustá-lo no ponto ótimo, eu precisei ver a forma de onda após o buffer de entrada com um osciloscópio de verdade ( analógico, claro ) pois a tela do brinquedo não me permitia achar o ponto de ajuste ótimo.


Não é o caso, já que praticamente nasci com uma ponta de prova de osciloscópio na mão. Analógico, claro. Eu fui criado olhando formas de onda que "prestam".



Há um Tektronix que custou uns R$ 100.000,00 na escola onde trabalho. Coisa animal; quatro canais, 500 MHz, tela colorida; tem até um pouco mais de botões no painel para facilitar o uso. A imagem ? Ruim. Quadriculada. Ruído. Parece que os -60 dB não resolvem o problema.

Como disse um parceiro meu: os instrumentos digitais procuram chegar, hoje, perto daquilo que os analógicos já faziam há 30 anos.

O quadriculado aparece quando você dá zoom numa forma de onda que já foi adquirida, obviamente ele não pode aumentar a resolução daquela parte. Os analógicos são tão incríveis que resolvem esse inconveniente pelo simples fato de não poderem salvar uma forma de onda. Mágyco.


Toda tecnologia tem seus prós e contras. Quando os primeiros monitores lcd saíram eles eram ridículos, lentos, reprodução de cor terrível, ângulo de visualização super estreito, profundidade de brilho muito abaixo de suas contrapartes crt. Hoje estou aqui usando um computador numa tv 42 full hd 16x9. Ainda tem viúvas de crt que vão falar que o ips ou brilho da sua tv de 1990 eram melhores que a minha, mas eu abro mão disso com prazer só pelo fato de não precisar de um trator pra carregar a minha e ela não chupar 1kwh de energia. Uma hora as vantagens superam as desvantagens.

A imagem original das formas de onda do meu projeto de mestrado era assim;

(https://i.postimg.cc/52zHL0Sp/DSC05347.jpg) (https://postimages.org/)

Daí eu quis me aparecer ao publicar no IEEE e usei um osciloscópio digital Tektronix da Universidade. Ficou essa garatuja aqui:

(https://i.postimg.cc/qq7h3x1C/fig-8.png) (https://postimages.org/)

Entendeu agora, colega, ou precisa desenhar mais ?

A.Sim, eu provavelmente sei de qual osciloscópio digital você pegou estes resultados e não devia ter a opção de intensidade de cor. No seu analógico, aposto também que não colocou o brilho no máximo para esconder os ruídos.

Semana que vem eu posso gravar uns vídeos e/ou tirar resultados do osciloscópio digital da Tektronix para te mostrar, já que você não acredita.


Combinando a intensidade de brilho do osciloscópio digital e a opção de persistência, acredito ser possível obter bons resultados para estas músicas.

Não Vitor, você não entendeu o que a entrada Z faz.  Ela controla externamente o brilho do feixe, através de tensão.  Com isso, se consegue desligar o traço se não quiser que o desenho seja contínuo. Era muito usada para tornar um osciloscópio em tela de TV, jogando o sinal de luminância do vídeo composto na entrada Z e os sinais de varredura da TV nas entradas X e Y.

Reduzir o brilho para esconder o ruído ? Que ruído ? O colega nunca usou osciloscópio analógico para afirmar uma sandice dessas.

Aumentando-se o brilho há o alargamento do traço e a formação do halo em torno do ponto móvel, mas isso não é ruído; é operação além do ponto ótimo de ajuste de brilho.

Ruído em osciloscópio analógico o colega encontra no alcance de maior sensibilidade ( 5 mv/div...1 mV/div ) à s vezes ainda pedindo ganho x10.

Isso é só porque o analógico não tinha banda pra registrar o ruído, dá pra ver pelo rise time dos pulsos. Ou vai me dizer que o digital "inventou" esse overshoot no terceiro canal?

Esse era o tectronix mais novo que a gente tinha no lab, acho que foi comprado em 2005~2010. Claro que tem ruído, o circuito era uma smps, mas cadê o quadriculado que te machuca tanto?

(https://i.postimg.cc/5QzqqMdd/alig.png) (https://postimg.cc/5QzqqMdd)

Enfim, metade das vezes que eu uso um osciloscópio é pra salvar um sinal e depois analizar com script. Dito isso, o registro mais cagado de um digital vale mais pra mim do que a melhor foto da tela dum analógico que você conseguir tirar.

O overshoot da imagem digital foi criado pelo osciloscópio digital; possivelmente alguma reflexão na ponteira. Não fui atrás disso porque não importava para o propósito. Os undershoots no analógico aparecem pois as ponteiras não estavam propriamente compensadas no momento da foto; isso também não era importante naquele momento. O circuito operava em baixa velocidade e o que se estava tentando registrar era a correta resposta aos sinais. O osciloscópio analógico tem 40 MHz de largura de banda, suficiente para a aplicação em pauta. As imagens foram capturadas em dois momentos diferentes, com diferentes ponteiras em cada caso. O ruído que se vê na imagem é criado pelo osciloscópio, não existe no circuito. Ele aparece mesmo quando as ponteiras estão em curto.

E esse mesmo ruído está ali mesmo na sua imagem, é só dar uma ampliadinha na onda triangular.

Por fim, e encerrando o assunto de minha parte, quanto à nossa divergência, é isso mesmo: enquanto o colega " usa um osciloscópio para salvar um sinal e depois analisar com script ", eu uso o osciloscópio para VER a forma de onda. E, para isso, a imagem não pode estar coberta de artifacts, os quais não consigo diferenciar se são imperfeições do osciloscópio, ou se são imperfeições do circuito.

Os AO's ou transistores do analógico são isentos de ruído? Se você pudesse pausar a forma de onda do analógico veria que o ruído aparece, mesmo que em pequena quantidade. Um sinal com "trigger" no osciloscópio analógico vai aparecer com o ruído todo randomizado, e assim junto com o ajuste de brilho ele ficará imperceptível aos olhos, algo análogo ao que acontece quando aciona-se um LED com PWM e o brilho pode ser ajustável.

O osciloscópio analógico pode funcionar bem para você, mas dizer que o digital é ruidoso...
Tirei umas fotos da intensidade de onda e do ruído de menos de 10mVpk-pk (olha só! Bem próximo ao ruído do analógico e ainda usando um PWM de um DSP alimentado com fonte chaveada). Eu ainda deixei o osciloscópio com alta taxa de aquisição e detecção de pico. Eu acredito que se eu medir um sinal puramente analógico com este osciloscópio digital, obteria um ruído até menor que alguns analógicos com pequena largura de banda.

(https://i.postimg.cc/L6ncDsJm/1.jpg)
(https://i.postimg.cc/m2J05G9C/2.jpg)
(https://i.postimg.cc/6pZDs1VS/3.jpg)
(https://i.postimg.cc/xdSB9ytd/4.jpg)

O osciloscópio do seu artigo da IEEE deve ser o mesmo que tenho em laboratório, ele é de 4 canais e isolado (na verdade a medida é diferencial e com alta impedância). A reflexão nestes osciloscópios é horrível, assim como sua resolução e performance em ruídos, ou seja, você só teve uma experiência ruim com osciloscópios digitais.
 [beer]

Não resisti à elegância destas imagens.

(https://i.postimg.cc/LsCxnxrq/273375624-10169995734227037-4430775930481739361-n.jpg) (https://postimages.org/)

(https://i.postimg.cc/3x9BcLrL/273416429-10169995734177037-8482349514775054305-n.jpg) (https://postimages.org/)

E o 547 era um gigantesco equipamento valvulado. Quanto retrocesso para um fabricante que se orgulhava da ortogonalidade dos sistemas de deflexão, da linearidade da varredura e da definição dos traços !