O eixo X é dedicado quase exclusivamente ao uso como veículo para base(s) de tempo. Além de vários canais verticais, muitas vezes haverá duas bases de tempo: Principal e atrasada. Elas podem ser alcançadas em DSOs por duas taxas de amostragem independentes ou por meio de uma janela de "zoom" posicionada em uma loja de aquisição única, mas longa.
Exatidão da deflexão horizontal
Ao determinar a exatidão da deflexão horizontal, normalmente com osciloscópios analógicos, a geometria do visor precisa ter sido configurada primeiro. Presume-se que isso será incluído como parte da configuração inicial da geometria.
Assim que isso for feito, os seguintes ajustes ou verificações podem ser tentados:
- Largura de banda do eixo X
- Timing horizontal
- Exatidão de atraso da base de tempo
- Ampliação de tempo
- Instabilidade de tempo de atraso
- Funções do trigger
- Relação da fase X-Y
Largura de banda do eixo X
Nos osciloscópios analógicos, a largura de banda do amplificador horizontal será verificada usando uma "onda sinusoidal nivelada", como as verificações dos canais verticais, mas com a base de tempo desligada. Isso consiste primeiro em medir o comprimento exibido do traço horizontal, para uma onda sinusoidal fornecida como entrada X em uma frequência de referência (geralmente 50 kHz).
A frequência é então alterada, na mesma amplitude, para o ponto de 3 dB especificado do amplificador horizontal e o comprimento do traço exibido é medido novamente. A largura de banda estará correta se o comprimento de traço do ponto de 3 dB observado for igual ou superior a 70% do comprimento na frequência de referência.
Os DSOs geralmente empregam um amplificador de canal vertical como o amplificador horizontal, portanto, tendo medido a largura de banda de deflexão vertical, geralmente não há necessidade de medir a largura de banda de deflexão horizontal.
Exatidão da temporização horizontal
Configuração de teste
Nesse teste, a base de tempo é alternada para a velocidade de varredura (ou tempo/div) para ser verificada, e a saída de um gerador de marcador de temporização é inserida através do canal vertical necessário. Nos calibradores do osciloscópio, essas ondas são quadradas, mudando para ondas sinusoidais a uma frequência específica.
Exatidão da calibração de temporização
Uma exatidão de temporização de 25 ppm será suficiente para calibrar a maioria dos osciloscópios analógicos e muitos DSOs, embora uma exatidão de temporização melhor que 0,3 ppm seja necessária para alguns DSOs de alto desempenho.
Por que usar ondas quadradas?
No passado, os marcadores de temporização assumiam uma forma de onda em formato de “pente”, consistindo em uma série de bordas diferenciadas em uma direção, com as bordas de retorno suprimidas. Isso leva a dificuldades em DSOs devido à amostragem, na qual o pico do pente pode cair entre as amostras, levando a variações de amplitude e dificuldade em julgar a posição exata da borda. O uso de marcadores de temporização na forma de ondas quadradas ou sinusoidais reduz significativamente as imprecisões devido a essa instabilidade de 1 ponto.
Medição
A temporização do marcador é definida para fornecer um ciclo por divisão se a temporização horizontal estiver correta.
Por observação, o controle de desvio do gerador de marcadores é ajustado para alinhar os marcadores na tela atrás de suas linhas verticais correspondentes do retículo, e o desvio aplicado é observado. O desvio aplicado não deve exceder a especificação de temporização do osciloscópio.
A operação é repetida para todas as varreduras e configurações de tempo base/divisão designadas para calibração pelo fabricante do osciloscópio.
Exatidão de atraso da base de tempo
Para este teste, presume-se que a base de tempo atrasada seja indicada como uma intensificação da base de tempo principal e possa ser alternada para mostrá-la sozinha. É desejável que o modo de reativação esteja desligado em todos osciloscópios.
A saída de um gerador de marcador de temporização é inserida através do canal vertical necessário, e o osciloscópio é ajustado para exibir um ciclo por divisão. O interruptor de modo do osciloscópio é definido para intensificar a parte atrasada da base de tempo principal sobre uma borda de marcador selecionada, conforme mostrado (isso pode exigir um certo ajuste do controle de atraso do osciloscópio).
- O interruptor de modo de atraso do osciloscópio é definido para exibir apenas a varredura atrasada, e o controle de atraso é ajustado para alinhar a borda do marcador de tempo a uma linha de referência vertical escolhida, ou seja, a linha central do retículo. Observe a configuração de atraso do osciloscópio.
- O interruptor de modo do osciloscópio é definido para intensificar a parte atrasada da base de tempo principal sobre uma borda de marcador selecionada diferente.
- O interruptor de modo de atraso do osciloscópio é definido novamente para exibir apenas a varredura atrasada, e o controle de atraso é ajustado para alinhar a borda do marcador de tempo à mesma linha de referência vertical. Observe a configuração de atraso do osciloscópio novamente.
Por fim, compare as duas configurações de atraso do osciloscópio. É necessário certificar-se de que a diferença seja a mesma que o tempo entre os dois marcadores selecionados, dentro dos limites especificados para o osciloscópio.
Exatidão de ampliação horizontal x10
A saída de um gerador de marcador de temporização é inserida através do canal vertical necessário, e o osciloscópio é comutado para exibir 10 ciclos por divisão. A frequência/período do gerador do marcador de temporização é ajustada para fornecer exatamente 10 ciclos por divisão.
É provável que os erros sejam maiores à direita do traço (o maior tempo após o trigger), portanto, o controle de posição horizontal do osciloscópio é ajustado para colocar a borda do marcador em ‘A’ no centro da tela.
- O osciloscópio é configurado para exibir a varredura X10, e o controle de posição horizontal é ajustado para alinhar a borda do marcador “A” exatamente à linha central do retículo.
- O controle de desvio de frequência/período do gerador do marcador é ajustado para alinhar as bordas do marcador exatamente às linhas do retículo.
- A configuração de desvio de frequência/período do gerador do marcador é anotada. Essa configuração deve estar dentro dos limites especificados para o osciloscópio.
Da mesma forma, para um DSO, a faixa de fatores disponíveis de “Zoom” ou “Ampliação X” é calibrada conforme designada pelo fabricante.
Instabilidade de tempo de atraso
A instabilidade de atraso nos osciloscópios é frequentemente medida sob ampliações de tempo da ordem de 20.000:1. Isso significa que a base de tempo atrasada deve funcionar 20.000 vezes mais rápido do que a base de tempo principal (para uma base de tempo principal funcionando a 20 ms/div, a base de tempo atrasada deve funcionar a 1 μs/div).
Para este teste, a intensificação da base de tempo principal é ajustada na borda da linha central do retículo (com tal diferença entre as velocidades das bases de tempo principal e atrasada, uma parte extremamente pequena da base de tempo principal é intensificada e o ajuste pode ser difícil).
A saída do período de 20 ms de um gerador de marcador de temporização é inserida através do canal vertical necessário, e o osciloscópio é ajustado para exibir um ciclo por divisão (20 ms/div).
A base de tempo atrasada é configurada para operar a 1 μs/div, e o interruptor de modo do osciloscópio é configurado para intensificar a parte atrasada da base de tempo principal sobre a borda do marcador central, conforme mostrado usando o controle de tempo de atraso do osciloscópio.
O interruptor de modo de atraso do osciloscópio é configurado para exibir apenas a varredura atrasada, e o controle de atraso é ajustado para alinhar a borda do marcador de tempo a uma linha de referência vertical escolhida, como a linha central do retículo.
A largura da borda vertical (que exibe a instabilidade) da parte exibida da forma de onda, medida ao longo de um eixo horizontal, não deve exceder os limites de instabilidade especificados do osciloscópio (por exemplo, para a especificação 20.000:1, a contribuição do osciloscópio para a largura deve ser inferior a 1 divisão).
Continuação da calibração
As próximas etapas do processo de calibração do osciloscópio continuam nestes artigos: