Osciloscopio

De Wikipedia
Saltar a navegación Saltar a la gueta
Utilizando un osciloscopio.

Un osciloscopio ye un preséu de visualización electrónicu pa la representación gráfica de señales eléctriques que pueden variar nel tiempu. Ye bien usáu en electrónica de señal, frecuentemente al pie de un analizador d'espectru.

Presenta los valores de les señales eléctriques en forma de coordenaes nuna pantalla, na que de normal la exa X (horizontal) representa tiempos y l'exa Y (vertical) representa tensiones. La imaxe asina llograda denominar oscilograma. Suelen incluyir otra entrada, llamada "exa THRASHER" o "Cilindru de Wehnelt" que controla la lluminosidá del fexe, dexando resaltar o apagar dellos segmentos de trazar.

Los osciloscopios, clasificaos según el so funcionamientu internu, pueden ser tantu analóxicos como dixitales, siendo la resultancia amosada idénticu en cualesquier de los dos casos, en teoría.

Usu[editar | editar la fonte]

Nun osciloscopio esisten, básicamente, dos tipos de controles que son utilizaos como reguladores qu'afaen la señal d'entrada y dexen, consecuentemente, midir na pantalla y de esta manera puede vese la forma de la señal midida pol osciloscopio, esto denomináu en forma técnica puede dicise qu'el osciloscopio sirve pa reparar la señal que quiera midir.

Pa midir puede comparar col planu cartesianu.

El primer control regula la exa X (horizontal) y aprecia fracciones de tiempu (segundos, milisegundos, microsegundos, etc., según el resolvimientu del aparatu). El segundu regula la exa Y (vertical) controlando la tensión d'entrada (en Voltios, milivoltios, microvoltios, etc., dependiendo del resolvimientu del aparatu).

Estes regulaciones determinen el valor de la escala cuadricular qu'estrema la pantalla, dexando saber cuántu representa cada cuadráu d'ésta para, arriendes d'ello, conocer el valor de la señal a midir, tantu en tensión como en frecuencia. (en realidá mide'l periodu d'una onda d'una señal, y depués calcúlase la frecuencia).

Osciloscopio analóxicu[editar | editar la fonte]

La tensión a midir aplicar a les plaques d'esviación vertical trémbole d'un tubu de rayos catódicos (utilizando un amplificador con alta impedancia d'entrada y ganancia ajustable) ente que a les plaques d'esviación horizontal aplícase una tensión en diente de sierra (denomada asina porque, de forma repitida, crez selemente y depués cai de forma sópita). Esta tensión ye producida por aciu un circuitu oscilador apropiáu y el so frecuencia puede afaese dientro d'un ampliu rangu de valores, lo que dexa afaese a la frecuencia de la señal a midir. Esto ye lo que se denomina base de tiempos.

Figura 1.- Representación esquemática d'un osciloscopio.

Na Figura 1 puede vese una representación esquemática d'un osciloscopio con indicación de les etapes mínimes fundamentales. El funcionamientu ye'l siguiente:

Nel tubu de rayos catódicos el rayu d'electrones xeneráu pol cátodu y aceleráu pol ánodu llega a la pantalla, recubierta interiormente d'una capa fluorescente que s'alluma pol impautu de los electrones.

Si aplícase una diferencia de potencial a cualesquier de los dos pareyes de plaques d'esviación, tien llugar una esviación del fexe d'electrones debíu al campu eléctrico creáu pola tensión aplicada. D'esta miente, la tensión en diente de sierra, que s'aplica a les plaques d'esviación horizontal, fai que'l fexe mover d'esquierda a derecha y mientres esti tiempu, n'ausencia de señal nes plaques d'esviación vertical, dibuxe una llinia recta horizontal na pantalla y depués vuelva al puntu de partida pa empecipiar un nuevu barríu. Esta torna nun ye percibíu pol güeyu humanu por cuenta de la velocidá a que se realiza y a que, de forma adicional, mientres el mesmu produz un apagáu (borráu) parcial o una esviación del rayu.

Si nestes condiciones aplicar a les plaques d'esviación vertical la señal a midir (al traviés del amplificador de ganancia ajustable) el fexe, amás de movese d'esquierda a derecha, va movese escontra riba o escontra baxo, dependiendo de la polaridá de la señal, y con mayor o menor amplitú dependiendo de la tensión aplicao.

Al tar les exes de coordenaes estremaos por aciu marques, ye posible establecer una relación ente estes divisiones y el periodu del diente de sierra no que se refier a la exa X y al voltaxe en referir al Y. Con ello a cada división horizontal va corresponder un tiempu concretu, de la mesma qu'a cada división vertical va corresponder una tensión concreto. D'esta forma en casu de señales periódiques puede determinase tantu'l so periodu como la so amplitú.

El marxe d'escales típicu, que varia de microvoltios a unos pocos voltios y de microsegundos a dellos segundos, fai qu'esti preséu sía bien versátil pal estudiu d'una gran variedá de señales.

Llimitaciones del osciloscopio analóxicu[editar | editar la fonte]

El osciloscopio analóxicu tien una serie de llimitaciones propies del so funcionamientu:

  • Les señales tienen de ser periódiques. Pa ver una traza estable, la señal tien de ser periódica yá que ye la periodicidad de dicha señal la qu'enfresca trazar na pantalla. Pa solucionar esti problema utilicen señales de sincronismu cola señal d'entrada pa disparar el barríu horizontal (trigger level) o s'utilicen osciloscopios con base de tiempu disparada.
  • Les señales bien rápides amenorguen el rellumu. Cuando se repara parte del periodu de la señal, el rellumu amenórgase por cuenta de la baxa persistencia fosfórica de la pantalla. Esto soluciónase asitiando un potencial post-acelerador nel tubu de rayos catódicos.
  • Les señales lentes nun formen una traza. Les señales de frecuencies baxes producen un barríu bien lentu que nun dexa a la retina integrar trazar. Esto arréglase con tubos d'alta persistencia. Tamién esistíen cámares Polaroid especialmente afeches pa fotografiar les pantalles de osciloscopios. Calteniendo la esposición mientres un periodu llógrase una semeya de trazar. Otra forma de solucionar el problema ye dando distintes rimaes al diente de sierra del barríu horizontal. Esto dexa que tarde más tiempu en barrer tola pantalla, y per ende pueden visualizase señales de baxa frecuencia pero verá un puntu moviéndose al traviés de la pantalla por cuenta de que la persistencia fosfórica nun ye alzada.
  • Namái pueden vese transitorios si éstos son repetitivos; pero puede utilizase un osciloscopio con base de tiempu disparada. Esti tipu de osciloscopio tien una manera de funcionamientu denomináu «disparu únicu». Cuando vien un transitoriu'l osciloscopio va amosar esti y namái este, dexando de barrer una vegada que la señal yá foi impresa na pantalla.

Osciloscopio dixital[editar | editar la fonte]

Na actualidá los osciloscopios analóxicos tán siendo movíos en gran midida polos osciloscopios dixitales, ente otres razones pola facilidá de poder tresferir les midíes a una computadora personal o pantalla LCD.

Nel osciloscopio dixital la señal ye primeramente digitalizada por un conversor analóxicu dixital. Al depender la fiabilidá de la visualización de la calidá d'esti componente, esta ten de ser curiada al máximu.

Les carauterístiques y procedimientos señalaos pa los osciloscopios analóxicos son aplicables a los dixitales. Sicasí, nestos tiénense posibilidaes adicionales, tales como'l disparu antemanáu (pre-triggering) pa la visualización d'eventos de curtia duración, o la memorización del oscilograma tresfiriendo los datos a un PC. Esto dexa comparar midíes realizaes nel mesmu puntu d'un circuitu o elementu. Esisten coles mesmes equipos que combinen etapes analóxiques y dixitales.

La principal carauterística d'un osciloscopio dixital ye la velocidá de muestreo, la mesma determinara l'anchu de banda máximu que puede midir el preséu basandose nel Teorema de Nyquist. Vien espresada en MS/s (millones de samples /amueses/ per segundu).

La mayoría de los osciloscopios dixitales na actualidá tán basaos en control por FPGA (del inglés Field Programmable Gate Array), que ye l'elementu controlador del conversor analóxicu a dixital d'alta velocidá del aparatu y demás circuitería interna, como memoria, buffers, ente otros.

Estos osciloscopios añeden prestaciones y facilidaes al usuariu imposibles de llograr con circuitería analóxica, como los siguientes:

Osciloscopio de Fósforu Dixital[editar | editar la fonte]

El osciloscopio de fósforu dixital (DPO, Dixital Phosphor Oscilloscope) ufierta una nueva propuesta a l'arquiteutura del osciloscopio yá que combina les meyores carauterístiques d'un osciloscopio analóxicu coles d'un osciloscopio dixital. Al igual qu'el osciloscopio analóxicu, el primer pasu ye l'amplificador vertical, y al igual qu'el osciloscopio dixital, la segunda etapa ye un conversor ADC. Pero depués de la conversión d'analóxicu a dixital, el osciloscopio de fósforu dixital ye un pocu distintu al dixital. Este tien funciones especiales diseñaes pa recrear el grau d'intensidá d'un tubu de rayos catódicos. En cuenta de utilizar fósforu químicu, al igual qu'un osciloscopio analóxicu, el DPO tien fósforu dixital que ye una base de datos actualizada costantemente. Esta base de datos tien una celda separada d'información pa cada unu de los pixeles que tien la pantalla. Cada vez qu'una forma d'onda ye prindada (n'otres pallabres, cada vez qu'el osciloscopio ye disparáu) esta ye almacenada nes celdes de la base de datos. A cada celda qu'almacena la información de la forma d'onda depués ensertar la información de la intensidá. D'últimes tola información ye amosada na pantalla LCD o almacenada pol osciloscopio.

Ver tamién[editar | editar la fonte]

Enllaces esternos[editar | editar la fonte]



Osciloscopio