Multímetro digital vs. osciloscópio

Qual é a diferença entre um multímetro digital e um osciloscópio?

A comparação dos diagramas de blocos de alto nível mostra que ambos os instrumentos possuem um conversor analógico-digital (ADC) em seu núcleo. Na parte frontal do conversor A/D encontram-se alguns circuitos de condicionamento analógico, principalmente um estágio de atenuação. Embora existam várias diferenças fundamentais entre os instrumentos, cada um apresenta uma diferença principal em seu diagrama de blocos que diferencia as suas aplicações.

O diagrama de blocos do multímetro possui blocos adicionais, incluindo uma fonte de corrente. Alguns dos modos de medição do multímetro digital utilizam esta fonte de corrente. Por exemplo, o modo de resistência utiliza essa fonte para gerar uma corrente conhecida através de um resistor shunt e do resistor em teste. Como o multímetro digital conhece a intensidade da corrente e o valor do resistor shunt, ele pode usar a lei de Ohm para determinar o valor da resistência do resistor em teste.

O osciloscópio não possui esse circuito, portanto, ele não pode medir a resistência por si só. No entanto, o osciloscópio possui um controlador de memória, assim como memória para armazenar amostras do conversor A/D. É graças a esse buffer que os osciloscópios conseguem capturar informações suficientes para exibir graficamente as formas de onda.

Além disso, os osciloscópios possuem sistemas de trigger sofisticados que podem ajudar a capturar uma ampla variedade de condições de sinal. Por exemplo, um osciloscópio só pode atualizar quando a largura de um pulso ultrapassa um determinado limite (ou período de tempo). Os multímetros digitais de bancada, por outro lado, podem ter uma entrada de trigger, mas trata-se de um simples sinal de inicio/parada.

Os multímetros digitais e os osciloscópios também possuem mecanismos de sondagem diferentes, como se pode observar em seus painéis frontais.

Os multímetros digitais geralmente possuem conectores tipo banana de 4 mm que aceitam uma variedade de pontas de prova ou cabos de teste de baixa frequência. O cabo de teste mais comum possui um revestimento de silicone com um conector de 4 mm em uma extremidade e uma ponta metálica na outra. Esses cabos de teste são úteis para medições rápidas ou portáteis.

O painel frontal de um osciloscópio geralmente possui um conector do tipo BNC. Esses conectores são compatíveis com diversos tipos de ponta de prova, a maioria das quais mede tensão. A maioria dos osciloscópios vem acompanhada de pontas de prova de tensão passivas, adequadas para uma ampla gama de medições de uso geral. Existem também pontas de prova que utilizam sensores para medir outras grandezas elétricas. Por exemplo, uma ponta de prova com um sensor de efeito Hall converte o campo eletromagnético de um fio em tensão, permitindo que o osciloscópio meça a corrente.

O cabeamento direto é uma opção tanto para multímetros digitais quanto para osciloscópios. Por exemplo, se você estiver usando um dispositivo adaptador para testes, ele pode ter conectores de 4 mm ou BNC (ou outros conectores coaxiais) integrados. Você pode conectar o adaptador ao multímetro digital ou ao osciloscópio usando um cabo com conectores compatíveis.

Quando usar um osciloscópio em vez de um multímetro digital e vice-versa?

Talvez seu orçamento só permita a compra de um desses instrumentos, ou talvez você tenha os dois, mas não saiba qual usar! A boa notícia é que existem vários cenários de medição em que chega a ser óbvio qual deles deve ser usado. A notícia ainda melhor é que ambos os instrumentos funcionam bem na maioria dos casos.

Um multímetro digital é a melhor opção quando você precisa medir as características de dispositivos discretos. Um multímetro digital (DMM), como o R&S®UDS, pode medir aspectos específicos de um resistor, capacitor, diodo ou até mesmo de um transistor. O R&S®UDS pode medir, por exemplo, a capacitância de um capacitor ou a queda de tensão direta de um diodo. Essas medições são úteis ao projetar um circuito ou ao determinar se um componente está danificado. Para uma caracterização completa, no entanto, talvez seja interessante considerar um medidor LCR, que mede as características parasíticas de um componente passivo.

Os multímetros digitais também são úteis para medir tensão ou corrente com sinais próximos da corrente contínua. No entanto, ao medir corrente alternada (caso haja um conteúdo de frequência acima de 100 kHz), um multímetro digital pode não medir corretamente o sinal, já que sua largura de banda é limitada.

Os osciloscópios, por outro lado, possuem larguras de banda muito amplas e são excelentes para medir sinais com alto teor de alta frequência. Eles podem medir corrente contínua, mas representam uma carga muito menor para o dispositivo em teste do que um multímetro digital. Os osciloscópios também possuem vários canais com correlação de tempo, sendo, portanto, ideais para comparar um sinal de dados com um sinal de clock ou de habilitação.

Além disso, muitas vezes um osciloscópio é mais adequado para medir o clock de um microcontrolador. Os cabos de teste de um multímetro digital apresentam alta capacitância, e sua medição de frequência pode ficar limitada a alguns megahertz. Um osciloscópio, no entanto, exerce menos carga sobre o sinal e, normalmente, possui uma largura de banda muito maior.

Um osciloscópio e multímetro digital em um único instrumento

Atualmente, os osciloscópios costumam incorporar recursos adicionais. Por exemplo, é comum que um osciloscópio tenha um gerador de funções, seja integrado ou como opção de complemento.

Da mesma forma, também existem osciloscópios que possuem multímetros digitais integrados. Um exemplo disso é o modelo de dois canais do osciloscópio portátil R&S®Scope Rider, que possui um multímetro digital integrado capaz de medir tensão CA/CC, corrente CA/CC (com shunt externo), resistência e capacitância.