¿Qué es un osciloscopio?

Anuncio
RaspberryPi

Un osciloscopio es un instrumento de medición que permite visualizar señales eléctrica en una pantalla, a fin de analizar su comportamiento. Es uno de los equipos más útiles del laboratorio de electrónica, sólo superado por la fuente de alimentación, aunque es muy común que los makers prescindan de este equipo.

Tipos de osciloscopios

Los osciloscopios se pueden encontrar de dos tipos, analógicos y digitales. Los analógicos, más antiguos, utilizan un tubo de rayos catódicos que trazan la señal en una pared de fósforo, dándoles un característico color verde, en algunos casos azul. La señal medida es la que se acondiciona para deflectar el rayo que impacta la pantalla, como un televisor. Los digitales, por otro lado, utilizan una pantalla LCD donde muestran la señal capturada. Para ello un circuito muestrea la señal, convirtiendola a datos binarios, luego es procesada y mostrada en la pantalla.

Características

Los osciloscopios pueden encontrarse con cierta cantidad de canales, un ancho de banda, funciones o con una precisión dada. Podemos encontrar, por ejemplo, modelos de uno, dos o cuatro canales. El ancho de banda puede ir desde los 10MHz hasta los 500MHz. Las funciones que traen normalmente son suma, resta y modo XY y por lo general una señal de prueba. En algunos modelos encontramos probador de componentes y espectro de frecuencias de Fourier. La precisión depende de la calidad de fabricación y la confiabilidad con la que se puede medir, y esta se especifica en los manuales del fabricante. Entre más canales tenga y mayor sea el ancho de banda, aumenta el precio del osciloscopio. También hay una diferencia de precio considerable entre uno analógico y uno digital.

Partes del osciloscopio

La mayoría de los osciloscopios tienen un conjunto similar de controles, añadiendo algunos más para hacer más útil su uso. En general podemos encontrar 2 secciones, la que controla la amplitud de la señal observada y la que controla la división de tiempo. Además, existen los controles del acoplamiento de la señal, que pueden ser acoplamiento de CA, CD o GND. Tomaremos como referencia un osciloscopio analógico y veremos luego su símil digital.

Anuncio
RaspberryPi

Las partes del osciloscopio analógico son:

1VAR SWEEPVariador de tiempo de hasta 1/5 del tiempo seleccionado en la perilla “TIME/DIV”
2VERT MODESelector de modo de operación del eje vertical entre: “CH 1” (únicamente el canal 1), “CH 2” (únicamente el canal 2), DUAL (los dos canales en simultaneo), y ADD (se suman las dos señales del canal 1 y 2 para presentar una nueva señal)
3VOLTS / DIVSelector atenuación para la tensión (cuadros verticales en pantalla) con rango de 5mv a 5V para la medición en pantalla de la señal.  En la punta de este elector se encuentra otra perilla para el ajuste fino de sensibilidad que permite llevar la señal a 1/3 de la amplitud normal.
4DC / GND / ACSelector de modo en la operación del canal
5CH 1Entrada correspondiente al canal 1 (eje X en modo X-Y)
6GNDConector de tierra del osciloscopio
7CALEn este terminal se calibra el osciloscopio conectando la punta de la sonda arroja una señal de 2Vp-p a 1Khz.
8CH 2Entrada correspondiente al canal 2 (eje Y en modo X-Y)
9EXT TRIGEntrada a una señal externa que activa el disparo de barrido para visualizar y estabilizar una señal en el display, esta entrada es controlada por el selector “17: SOURCE” en posición “EXT”
10TIME/DIVSelector escala de tiempo (cuadros horizontales en pantalla) con rango de 0.1µS (por cuadro en pantalla) hasta 0.2s (por cuadro en pantalla). Este tiempo puede alterarse en 1/5 de su proporción con la perilla “1: VAR SWEEP”.
11PANTALLAPantalla o display donde se visualiza las señales o funciones que se requieran analizar y/o medir
12INTENSITYVaria el brillo de la señal en pantalla
13FOFCUSVaria el ajuste del foco de la señal en pantalla
14POSITIONPosición de la señal en pantalla en el eje vertical (eje Y) de cada canal, funciona para calibrar cada canal o para situar una señal en la posición vertical que se desee.
15TRIG LEVEL /
16COUPLINGDisparo de la señal de la entrada “9: EXT TRIG”:Auto: si existe una señal apropiada el sistema se dispara el barrido y permite visualizar una señal en pantalla, pero si no hay señal de disparo se presenta un trazo en la pantalla.Norm: en presencia de una señal adecuada, permite ver una señal en pantalla y en ausencia de una señal adecuada la pantalla no se muestra nada.TV-V: con señales de baja frecuencia (desde CC hasta 1kHz) se realiza un disparo de barrido y se visualiza la señal en pantalla.TV-H: con señales de en el rango de frecuencia (de 1kHz hasta 100kHz) se realiza un disparo de barrido para mostrar la señal en pantalla.
17SOURCESelector en la fuente de disparo para el barrido de la señal en el osciloscopio. Se elige entre el canal 1 como fuente de disparo, canal 2, line para seleccionar la señal de alimentación del osciloscopio como fuente (60Hz en Colombia), y Externo a través del conector “9: EXT TRIG”
18HOLD OFFEstabilizador en eje horizontal de una señal. Para señales complejas o no periódicas que se deban bloquear en pantalla para su análisis.
19X-YEste botón tiene dos posiciones una es para mostrar en pantalla el modo de barrido tradicional (X vs Time, Y vs Time, XY vs Tiempo), o si cada canal se convierte en un eje en el modo X-Y para dibujar arreglos de puntos determinados no por el tiempo si no por tensión eléctrica de cada canal (X vs Y).
20POSITIONPosición de la señal en pantalla en el eje horizontal (eje X) de los dos canales, funciona para situar una señal en la posición horizontal que se desee.
Tabla tomada del blog Electrical FAQ

Partes del osciloscopio digital

Un osciloscopio digital tiene a simple vista menos perillas y botones. Esto se debe a que muchas de las funciones se pueden acceder mediante una perilla multifuncional dentro del menu contextual que se muestra en la pantalla.

Panel de un osciloscopio digital, en este tipo de osciloscopios el panel se ve menos abultado porque muchas funciones se acceden mediante menús en la pantalla.

Conclusiones:

Los osciloscopios son herramientas para visualizar señales. Pueden servirte para medir la frecuencia de una señal, su amplitud, la forma de la señal y pueden ayudar a hacer ajustes a tu circuito. Existen analógicos y digitales y dependiendo de sus características, puedes observar más señales o con mayor precisión. Hoy en día hay opciones económicas que te permiten añadir este instrumento a tu banco de trabajo, incluso si no eres profesional. Estamos seguros que te será de gran ayuda y será un buen complemento para tus habilidades.

Referencias:

https://electricalfaq.wordpress.com/manejo-y-reconocimiento-de-equipos-de-laboratorio-el-osciloscopio/

https://www.fisica.uji.es/priv/web_etis_is06_lab/Guions%2018_19/Guio%20Practica%203%20oscil.loscopi%20%20DSO3102A.pdf

https://fisicas.ucm.es/data/cont/media/www/pag-36931/Guía%20rápida%20osciloscopio%20digital%20v1.11.pdf

Osciloscopio analógico marca Philips. Vía: Wikimedia Commons