Osciloscopio analogico de alta frecuencia

1. Osciloscopio analogico de alta frecuencia

El osciloscopio es un instrumento que permite visualizar fenómenos transitorios así como formas de ondas en circuitos eléctricos y electrónicos. Por ejemplo en el caso de los televisores, las formas de las ondas encontradas de los distintos puntos de los circuitos están bien definidas, y mediante su análisis podemos diagnosticar con facilidad cuáles son los problemas del funcionamiento.

Los osciloscopios son de los instrumentos más versátiles que existen y los utilizan desde técnicosde reparación de televisores hasta médicos. Un osciloscopio puede medir un gran número de fenómenos, provisto del transductor adecuado (un elemento que convierte una magnitud física en señal eléctrica) será capaz de darnos el valor de una presión, ritmo cardiaco, potencia de sonido, nivel de vibraciones en un coche, etc.

Los osciloscopios analógicos permiten ver en la pantalla una reproducción fiel de la evolución temporal de la señal, obviamente la mayor o menor fidelidad depende de la calidad del instrumento. Permiten realizar mediciones sobre la forma de onda visualizada. En el mercado se dispone de instrumentos de calidad a precios accesibles y son relativamente fáciles de usar.

Los osciloscopios se componen de tres partes

1.2 Canal o sistema vertical

Permite modificar los parámetros fundamentales de visualización del eje vertical para una señal representada en la pantalla del osciloscopio. El amplificador vertical es, como su nombre indica, el encargado de amplificar la señal que entre por la entrada vertical (Y). Para que el osciloscopio sea bueno debe ser capaz de analizar señales cuyos valores estén comprendidos en un rango lo más grande posible. Normalmente, los amplificadores verticales constan de tres partes: Amplificador, atenuador y seguidor catódico. El amplificador es el encargado de aumentar el valor de la señal. Está formado por un preamplificador que suele ser un transistor y es el encargado de amplificar la tensión. Después, tenemos unos filtros que son los encargados de que el ancho de banda de paso sea lo mayor posible, y pueden aumentar tanto la banda de bajas como de altas frecuencias. Por último, se pasa por el amplificador final que puede estar formado por uno o dos transistores.

Hay veces que la señal que llega es demasiado grande y necesitamos disminuirla, con este fin se utilizan los atenuadores, que son una parte de los amplificadores, aunque su función no es aumentar la señal sino todo lo contrario, disminuirla. Esta disminución de la señal es necesaria en algunos casos para que no se produzca distorsión, pudiendo disminuirse en 10, 100, etc., veces el valor de la amplitud inicial. Después de producirse la disminución de la señal suele ser necesario el uso de un seguidor catódico, cuya función consiste en adaptar las impedancias de entrada del osciloscopio a la salida del emisor del transistor. Básicamente consta de los siguientes mandos accesibles desde el exterior:

• Modo de entrada: El osciloscopio dispone de un conmutador que permite seleccionar tres posibles modos de funcionamiento:

• DC: Permite visualizar la señal íntegramente, tanto su componente continua como su componente alterna.

• AC: Elimina la componente continua de la señal de entrada por lo que se visualiza únicamente la componente alterna de la señal.

• GND: En esta posición se visualiza la señal de referencia (masa del osciloscopio).

Se utiliza para posicionar el nivel cero de tensión.

• Mando de sensibilidad: Permite cambiar la escala vertical (Votios/división vertical) de visualización de la señal aplicada al osciloscopio. Este cambio de escala puede hacerse

de forma discreta, existiendo diversas escalas (10V/div, 5V/div, 100mV/div …) o de forma continua (para ajustar la escala a cualquier valor intermedio entre los distintos valores discretos) mediante un mando de ajuste fino (Vernier) que suele tener indicado en la carátula del osciloscopio una posición de calibrado (CAL). Es muy importante recordar que si este mando de ajuste fino está fuera de la posición de calibrado, la escala vertical de la señal visualizada no corresponde con la indicada por el mando de sensibilidad vertical. Se recomienda trabajar siempre en posición CAL. En la mayoría de los osciloscopios esta posición se detecta mediante un “click” en uno de los extremos de giro del Vernier.

• Mando de desplazamiento vertical: Permite desplazar verticalmente la señal visualizada en el osciloscopio.

• Conmutador de selección: El osciloscopio posee un conmutador que nos permite indicar la(s) señal(es) que se desea visualizar en cada momento. Normalmente se pueden ver: sólo el CANAL1, sólo el CANAL 2, los dos canales a la vez y la SUMA de los dos canales. Además, el osciloscopio suele tener un mando que nos permite invertir la señal aplicada al CANAL 2 con los que también puede verse en el osciloscopio la diferencia de dos señales de entrada (CANAL 1 - CANAL 2). Este modo es conocido como modo diferencial, mediante el cuál se puede obtener la tensión que cae en un componente del circuito que no está conectado a la señal de referencia (masa) del mismo.

1.2.1 Unidad de deflexión vertical

Su misión consiste en generar una señal a partir de la aplicada al canal vertical, que reproduzca con exactitud a esta última en su trazado. Si se aplicaran directamente las señales débiles a las placas deflectoras, no tendrían amplitud suficiente como para producir la deflexión. En consecuencia, los circuitos de deflexión vertical amplifican las señales débiles, incapaces de producir por sí mismas desviaciones apreciables. Por otro lado, atenúan las señales de amplitud elevada, que producirían desviaciones imposibles de visualizar en un

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