Uso De Osciloscopio

Introducción

1.1 Osciloscopio

El osciloscopio es básicamente un dispositivo de visualización gráfica que muestra señales eléctricas variables en el tiempo. El eje vertical, a partir de ahora denominado Y, representa el voltaje; mientras que el eje horizontal denominado X, representa el tiempo. Los osciloscopios, clasificados según su funcionamiento interno, pueden ser tanto analógicos como digitales, siendo el resultado mostrado idéntico en cualquiera de los dos casos, en teoría.

1.2 Tipos de osciloscopios

Los Osciloscopios pueden ser analógicos o digitales: Los primeros trabajan directamente con la señal aplicada, está una vez amplificada desvía un haz de electrones en sentido vertical proporcionalmente a su valor.

Figura 1: Osciloscopio analógico.

En contraste los osciloscopios digitales utilizan previamente un conversor analógico-digital (A/D) para almacenar digitalmente la señal de entrada, reconstruyendo posteriormente esta información en la pantalla.

Figura 2: Osciloscopio digital.

Ambos tipos tienen sus ventajas e inconvenientes. Los analógicos son preferibles cuando es prioritario visualizar variaciones rápidas de la señal de entrada en tiempo real. Los osciloscopios digitales se utilizan cuando se desea visualizar y estudiar eventos no repetitivos (picos de tensión que se producen aleatoriamente).

1.3 Funcionamiento del Osciloscopio.

1.3.1 Osciloscopio analógico.

Para utilizar de forma correcta un osciloscopio analógico necesitamos realizar tres ajustes básicos:

La atenuación o amplificación: que necesita la señal. Utilizar el mando AMPL. Para ajustar la amplitud de la señal antes de que sea aplicada a las placas de deflexión vertical. Conviene que la señal ocupe una parte importante de la pantalla sin llegar a sobrepasar los límites.

La base de tiempos: Utilizar el mando TIMEBASE para ajustar lo que representa en tiempo una división en horizontal de la pantalla. Para señales repetitivas es conveniente que en la pantalla se puedan observar aproximadamente un par de ciclos.

Disparo de la señal: Utilizar los mandos TRIGGER LEVEL (nivel de disparo) y TRIGGER SELECTOR (tipo de disparo) para estabilizar lo mejor posible señales repetitivas.

Por supuesto, también deben ajustarse los controles que afectan a la visualización: FOCUS (enfoque), INTENS. (Intensidad) nunca excesiva, Y-POS (posición vertical del haz) y X-POS (posición horizontal del haz).

1.3.2 Osciloscopio digital.

En la actualidad los osciloscopios analógicos están siendo desplazados en gran medida por los osciloscopios digitales, entre otras razones por la facilidad de poder transferir las medidas a una computadora personal o pantalla LCD.

En la siguiente figura se muestra el funcionamiento del osciloscopio digital en donde se observa que además de la sección horizontal, vertical y de disparo de un osciloscopio analógico, los digitales tienen un sistema que permite alcanzar la señal.

Figura 3: Funcionamiento de un Osciloscopio digital.

Cuando se conecta la sonda a un circuito, la señal se dirige primeramente a la sección vertical donde es amplificada.

Luego la sección de disparo es necesaria para estabilizar las señales periódicas, en este tipo de osciloscopio es posible ajustar el disparo para capturar las señales.

Para traducir la información analógica a formato binario se utiliza el conversor A/D del sistema de adquisición de datos, con este conversor se muestra la señal a intervalos de tiempo determinados y convierte la señal de tensión continua en una serie de valores digitales, los cuales son guardados en la memoria.

En la sección horizontal, una señal de reloj determina cuando el conversor A/D tomas las muestras.

Finalmente la sección de visualización recibe los puntos de registro y genera la imagen en la pantalla que típicamente son pantallas de cristal líquido (LCD).

Estos osciloscopios añaden facilidades al usuario imposibles de obtener con el analógico, entre ellos:

• Medida automática de valores de pico, máximos y mínimos de señal. Verdadero valor eficaz.

• Medida de flancos de la señal y otros intervalos.

• Cálculos avanzados, como la FFT para calcular el espectro de la señal. también sirve para medir señales de tensión

1.4 Señales en el osciloscopio.

1.4.1 Señal Senoidal.

Esta curva recibe dicho nombre pues su forma representa gráficamente la función seno.

Generalmente está determinada por un valor máximo de amplitud “pico” y un tiempo de desarrollo llamado “periodo”.

Poseen unas propiedades matemáticas muy interesantes (por ejemplo con combinaciones de señales Senoidales de diferente amplitud y frecuencia se puede reconstruir cualquier forma de onda), la señal que se obtiene de las tomas de corriente de cualquier casa tienen esta forma, las señales de test producidas por los circuitos osciladores de un generador de señal son también senoidales, la mayoría de las fuentes de potencia en AC (corriente alterna) producen señales senoidales.

Figura 4: Señal senoidal.

1.4.2 Señal cuadrada.

Las ondas cuadradas son básicamente ondas que pasan de un estado a otro de tensión, a intervalos regulares, en un tiempo muy reducido.

Son utilizadas usualmente para probar amplificadores (esto es debido a que este tipo de señales contienen en sí mismas todas las frecuencias). La televisión, la radio y los ordenadores utilizan mucho este tipo de señales, fundamentalmente como relojes y temporizadores.

Las ondas rectangulares se diferencian de las cuadradas en no tener iguales los intervalos en los que la tensión permanece a nivel alto y bajo. Son particularmente importantes para analizar circuitos digitales.

Figura 5: Señal cuadrada.

1.4.3 Señal triangular.

Se producen en circuitos diseñados para controlar voltajes linealmente, como pueden ser, por ejemplo: el barrido horizontal de un osciloscopio analógico o el barrido tanto horizontal como vertical de una televisión. Las transiciones entre el nivel mínimo y máximo de la señal cambian a un ritmo constante. Estas transiciones se denominan rampas.

La onda en diente de sierra es un caso especial de señal triangular con una rampa descendente de mucha más pendiente que la rampa ascendente.

2. Materiales y métodos

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