Como o tempo cego igual a zero revoluciona a forma como você depura

O que é tempo cego?

Quando estiver usando um osciloscópio, é importante entender as duas principais fases do ciclo de aquisição:

• Amostragem
• Processamento/exibição

Durante a fase de amostragem, o osciloscópio registra sinais e formas de onda do seu circuito ou dispositivo. Em seguida, a fase de processamento/exibição entra em ação e a amostragem é pausada. Essa pausa na amostragem é o tempo cego e pode ser um problema real para engenheiros e cientistas. Por quê? Porque, durante esse tempo, o osciloscópio não está adquirindo novas amostras e quaisquer eventos ou sinais importantes serão perdidos. Se o seu osciloscópio tiver um tempo cego prolongado, você pode acabar perdendo informações críticas. Em alguns osciloscópios, o tempo cego pode representar mais de 99% do tempo total de aquisição — é muito tempo para estar cego!

O tempo cego depende de dois fatores principais:

• O número de amostras que devem ser armazenadas e processadas: quanto maior o número de amostras, maior será o tempo cego.
• A quantidade e o tipo de processamento: diferentes funções de análise e parâmetros de processamento têm diferentes requisitos de processamento. Por exemplo, usar uma largura de banda de resolução mais estreita com uma transformada rápida de Fourier aumentará significativamente o tempo cego.

O que é a taxa de atualização do osciloscópio?

Quando se trata de osciloscópios, um dos principais fatores que você deve considerar é a taxa de atualização, ou seja, a rapidez com que o osciloscópio pode disparar, processar e exibir formas de onda sequenciais. Quanto maior a taxa de atualização, melhor, pois isso significa que você poderá concluir seus testes mais rapidamente e com mais confiança em seus resultados.

A taxa de atualização é inversamente proporcional ao tempo total de aquisição: quanto maior for o tempo total de aquisição (que inclui o tempo de amostragem e o tempo de processamento/exibição), menor será a taxa de atualização. Como vimos, o tempo cego é um fator importante para determinar o tempo total de aquisição. Portanto, quanto maior for o tempo cego, maior será o tempo total de aquisição e menor será a taxa de atualização. É por isso que é tão importante escolher um osciloscópio com um tempo cego reduzido. Ao minimizar o tempo durante o qual o osciloscópio não está adquirindo novas amostras, é possível reduzir o tempo total de aquisição e aumentar a taxa de atualização. Isso, por sua vez, o ajudará a obter resultados de teste mais precisos e confiáveis e reduzirá o tempo total necessário para concluir seus projetos.

Se estiver procurando um osciloscópio com uma excelente taxa de atualização, não deixe de conferir o R&S®MXO 4: ele orgulhosamente apresenta a maior taxa máxima de atualização em tempo real do mundo — adquirindo, processando e exibindo até mais de 4.600.000 formas de onda por segundo.

Minimizando o tempo cego: é possível zerá-lo?

Infelizmente, nenhum osciloscópio pode ter um tempo cego que seja realmente zero, mas alguns osciloscópios modernos chegam muito perto, com tempos cegos na faixa de nanossegundos. Por exemplo, o R&S®MXO 4 oferece um tempo cego mínimo de menos de 21 ns entre aquisições consecutivas e possui a taxa de atualização mais rápida do mundo. Esse desempenho impressionante se deve em grande parte ao seu circuito integrado de alto desempenho para aplicações específicas (ASIC). Um ASIC oferece um processamento de sinal mais rápido e eficiente e é uma das principais maneiras pelas quais um fabricante pode reduzir o tempo cego de um osciloscópio. As gerações mais antigas utilizavam hardwares de uso geral para controle e processamento de sinais. Isso limitava as funcionalidades do osciloscópio, e a aquisição de dados em alta velocidade e o processamento de sinais em tempo real eram impossíveis. Um ASIC desenvolvido especificamente para um osciloscópio pode fornecer hardwares específicos para processamento de disparos ou aquisição de dados, além de poder executar essas funções com muito mais eficiência do que um processador de uso geral, reduzindo, assim, o tempo cego.

Certos osciloscópios vêm com recursos desenvolvidos para reduzir o tempo cego:

• Memória segmentada: o osciloscópio captura apenas as partes do sinal que lhe interessam e ignora o restante. Isso pode reduzir bastante a quantidade de dados que o osciloscópio precisa processar.
• Amostragem intercalada: o osciloscópio usa vários conversores A/D (conversores analógico-digitais) para fazer a amostragem do sinal em momentos ligeiramente diferentes e, em seguida, combina essas amostras para criar uma visão mais completa do sinal.
• Processamento paralelo: o osciloscópio tem múltiplos caminhos de processamento, permitindo que ele processe um segmento de dados enquanto captura outro.
• Alta taxa de amostragem: o osciloscópio pode capturar e processar dados mais rapidamente.

Você também pode otimizar as configurações do osciloscópio para reduzir o tempo cego. Por exemplo, se você estiver interessado apenas em uma parte específica do sinal, poderá ajustar as configurações para focar nessa parte. Isso inclui ajustar as configurações da base de tempo e as configurações do trigger para priorizar a parte relevante do sinal.

Como um tempo cego reduzido beneficia a depuração

Imagine um mundo em que você pudesse detectar facilmente todas as falhas, picos de tensão ou sinais de alta frequência. Parece bom demais para ser verdade, né? Bem, é sim verdade. Com um tempo cego próximo de zero, os osciloscópios modernos, como o R&S®MXO 4, podem tornar esse sonho uma realidade.

No mundo da depuração, o tempo cego reduzido é um divisor de águas absoluto. Isso minimiza suas chances de perder eventos raros e transitórios, como falhas ou picos de tensão. Isso é especialmente importante em aplicações como na eletrônica de potência, que envolve sinais de comutação de alta frequência.

Um tempo cego reduzido também simplifica a análise de sinais complexos. Com uma taxa de atualização mais alta, mais formas de onda observadas podem ser capturadas em uma única janela de observação, permitindo uma representação mais detalhada e precisa do sinal. Dê uma olhada na imagem abaixo. A forma de onda capturada com uma taxa de atualização mais rápida é mais precisa e detalhada do que a capturada com uma taxa de atualização mais lenta. Isso é particularmente útil para ruídos ou eventos pequenos e pouco frequentes que poderiam ser facilmente perdidos com uma taxa de atualização mais lenta. Uma taxa de atualização mais alta também permite que você dispare esses eventos. Isso pode ser crítico para diversos tipos de aplicações, como comunicações digitais, em que a qualidade do sinal é fundamental para o desempenho.

Outros benefícios de um tempo cego mais curto

Um tempo cego curto reduz o tempo de teste, não apenas auxiliando na depuração, mas também melhorando a usabilidade e a responsividade do instrumento. A maioria dos osciloscópios modernos prioriza o processamento da forma de onda em relação à interface do usuário. Na prática, isso significa que um osciloscópio só atualiza sua exibição e responde à entrada do usuário no final de seu tempo cego. Portanto, um tempo cego reduzido torna o osciloscópio mais responsivo em termos de exibição e controle. Isso naturalmente diminui a frustração e a probabilidade de erro do usuário.

A maior confiança estatística é outro benefício do tempo cego mais curto. Os osciloscópios são frequentemente empregados para gerar dados estatísticos, e cada aquisição é tratada como uma amostra do sinal de entrada. Quanto mais amostras houver, menor será o intervalo de confiança, permitindo que você tenha mais certeza de que as estatísticas medidas estão próximas dos valores reais.