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Acoplamento AC ou DC no osciloscópio, como funciona?

Acoplamento AC ou DC no osciloscópio, como funciona?

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.

Fig.1 - Amplificador com acoplamento direto

Fig.1 – Amplificador com acoplamento direto

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.

Fig.2 - Amplificador com acoplamento indireto

Fig.2 – Amplificador com acoplamento indireto

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 desconfiando 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 (no Brasil atual o curral inteiro foi pro 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.

Fig. 1A - Acoplamento AC e DC nos osciloscópios

Fig. 1A – Acoplamento AC e DC nos osciloscópios

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.

Optei por 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.

Fig.3 - Osciloscópio com a chave de acoplamento na posição GND

Fig.3 – Osciloscópio com a chave de acoplamento na posição GND

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.

Fig.4 - Osciloscópio com a chave de acoplamento na posição DC

Fig.4 – Osciloscópio com a chave de acoplamento na posição DC

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

Fig.5 - Osciloscópio com a chave de acoplamento na posição AC

Fig.5 – Osciloscópio com a chave de acoplamento na posição AC

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.

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Acoplamento AC ou DC no osciloscópio, como funciona?
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Técnico em eletrônica formado em 1968 pela Escola Técnica de Ciências Eletrônicas, professor de matemática formado pela UFF/CEDERJ com especialização em física. Atualmente aposentado atuando como técnico free lance em restauração de aparelhos antigos, escrevendo e-books e artigos técnicos e dando aula particular de matemática e física.

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6 Responses to “Acoplamento AC ou DC no osciloscópio, como funciona?”

  1. Armindo Sobreira disse:

    Mais uma vez parabéns, excelente artigo.

    • Paulo Brites disse:

      Muito obrigado, Armindo

      Abraços

    • Rafael disse:

      Gosto muito dos seus posts,principalmente quando trata-se de estagios especificos de um aparelho eletronico,e tambem quando fala de um componente especifico.
      Eletronica pra mim e um hoby,mas confesso que a qualidade dos meus serviços tem melhorado bastante devido aos seus livros e posts.

  2. Manuel Tavares disse:

    Excelente e adicional artigo, professor Brites. Ajuda muito na reparação e restauração de aparelhos antigos. Muita saúde.

Fico muito contente quando alguém coloca um comentário, é sinal que leu

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