Osciloscopio

Introducción teórica

El osciloscopio es un instrumento destinado a la medición y visualización de señales eléctricas.

Consta básicamente de un sistema que produce un haz de electrones el cual incide sobre una pantalla de material fosforescente, donde se los visualiza.

Los electrones se producen mediante un sistema de filamento y cátodo, luego son focalizados por medio de una “lente electrónica TRABAJO PRÁCTICO NÚMERO 1: Osciloscopio

Utilización del Osciloscopio

Objetivos

Familiarizarse con el uso del osciloscopio. Estudiar distintas formas de onda.

convergente” que los hace incidir sobre la pantalla en forma puntual.

El “punto luminoso” logrado de esta manera sobre la pantalla, se posiciona exactamente sobre la misma gracias a un sistema formado por dos pares de placas deflectoras, un par vertical y otro horizontal.

Las rejillas verticales producen un campo eléctrico proporcional a la señal que se esté analizando, provocando la deflexión del haz electrónico hacia arriba o hacia abajo.

Las rejillas horizontales producen el barrido horizontal del haz, y pueden estar comandadas por una segunda señal externa o, (lo que es más usual), por un circuito interno de barrido que produce repetidamente la deflexión del haz electrónico de un extremo al otro de la pantalla, en un intervalo de tiempo determinado.

Usualmente el osciloscopio presenta los siguientes controles fundamentales:

• Control de intensidad o luminosidad del haz.

• Control de enfoque del haz.

• Controles de posición vertical (Y) y horizontal (X).

• Control de la base de tiempo del barrido horizontal.

• Control de amplificación vertical.

Elementos necesarios

Osciloscopio.

Multímetro.

Generador de señales

Desarrollo de la experiencia

1. Conectar la entrada de señal vertical (Y) del osciloscopio al generador de señales.

2. Estudiar diversos tipos de ondas (senoidal, cuadrada, triangular), determinando en cada caso sus amplitudes y frecuencias, a partir de las mediciones realizadas con el osciloscopio.

3. Realizar las mediciones de tensiones con el multímetro y comparar los resultados.

Cuestionario

• Interpretar los resultados obtenidos.

• Discutir la diferencia entre los valores pico a pico y eficaz para una forma de onda senoidal.

Marco teórico

Un osciloscopio es un instrumento de medición electrónico para la representación gráfica de señales eléctricas que pueden variar en el tiempo. Es muy usado en electrónica de señal, frecuentemente junto a un analizador de espectro.

Presenta los valores de las señales eléctricas en forma de coordenadas en una pantalla, en la que normalmente el eje X (horizontal) representa tiempos y el eje Y (vertical) representa tensiones. La imagen así obtenida se denomina oscilograma. Suelen incluir otra entrada, llamada "eje Z" que controla la luminosidad del haz, permitiendo resaltar o apagar algunos segmentos de la traza.

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.

Utilización

En un osciloscopio existen, básicamente, dos tipos de controles que son utilizados como reguladores que ajustan la señal de entrada y permiten, consecuentemente, medir en la pantalla y de esta manera se pueden ver la forma de la señal medida por el osciloscopio, esto denominado en forma técnica se puede decir que el osciloscopio sirve para observar la señal que quiera medir.

El primer control regula el eje X (horizontal) y aprecia fracciones de tiempo (segundos, milisegundos, microsegundos, etc., según la resolución del aparato). El segundo regula el eje Y (vertical) controlando la tensión de entrada (en Voltios, milivoltios, microvoltios, etc., dependiendo de la resolución del aparato).

Estas regulaciones determinan el valor de la escala cuadricular que divide la pantalla, permitiendo saber cuánto representa cada cuadrado de esta para, en consecuencia, conocer el valor de la señal a medir, tanto en tensión como en frecuencia.

Osciloscopio analógico

La tensión a medir se aplica a las placas de desviación vertical de un tubo de rayos catódicos (utilizando un amplificador con alta impedancia de entrada y ganancia ajustable) mientras que a las placas de desviación horizontal se aplica una tensión en diente de sierra (denominada así porque, de forma repetida, crece suavemente y luego cae de forma brusca). Esta tensión es producida mediante un circuito oscilador apropiado y su frecuencia puede ajustarse dentro de un amplio rango de valores, lo que permite adaptarse a la frecuencia de la señal a medir. Esto es lo que se denomina base de tiempos.

En la Figura

...