Osciloscopio

OSCILOSCOPIO

DORIS MARLEN TRIVIÑO VILLAMIL

MAURICIO ALEXANDER CENDALES

INSTRUCTOR

SENA

CONSULTEC

MECYDICE

BOGOTA

INTRODUCCIÓN

Este informe nos da a conocer de una manera concisa el uso del osciloscopio como una poderosa herramienta, en la experimentación electrónica como también electrónica. Conoceremos los pasos para la utilización del osciloscopio

OSCILOSCOPIO

Es un dispositivo para medir el voltaje de forma directa, es de utilidad no solamente para medir algunas variables de los fenómenos eléctricos (voltaje, corriente, frecuencia, período, etc.), mediciones que son posible realizar con otro tipo de instrumentos, sino que también permite observar el desarrollo en el tiempo de dichos fenómenos eléctricos, con lo cual se pueden conocer y estudiar en forma más detallada

2 ¿Qué podemos hacer con un osciloscopio?

*Medir directamente la tensión (voltaje) de una señal.

*Medir directamente el periodo de una señal.

*Determinar indirectamente la frecuencia de una señal.

*Medir la diferencia de fase entre dos señales.

*Determinar que parte de la señal es DC y cual AC.

*Localizar averías en un circuito.

*Determinar que parte de la señal es ruido y como varia este en el tiempo.

Medida de tensiones:

Las pantallas de los Osciloscopios vienen calibradas con un reticulado de modo que en función de las ganancias seleccionadas para los circuitos internos, podemos usarlas como referencias para medir tensiones. Así si la llave selectora de ganancia estuviera en la posición de 1V/div, lo que corresponde a 1 voltio por cada división, bastará centrar la señal para poder obtener diversas lecturas sobre su intensidad a partir de la forma de onda.

Este procedimiento no sólo se aplica a señales alternadas. También las tensiones continuas pueden medirse con el osciloscopio. Una vez centrado el trazo en la pantalla, aplicamos en la entrada vertical la tensión que queremos medir. El alejamiento del trazo en la vertical (para arriba o para abajo) va a depender de la tensión de entrada.

Si la señal analizada tiene forma de onda conocida —senoidal, triangular, rectangular—además de los valores de pico resulta fácil obtener otros valores como por ejemplo el valor medio, el valor rms. Del mismo modo si se trata de una señal de audio de forma conocida, también podemos calcular la potencia.

Medida de Tiempos:

La distancia respecto al tiempo, entre dos puntos determinados, se puede calcular a partir de la distancia física en centímetros existente entre dichos puntos y multiplicándola por el factor indicado en el conmutador de la base de tiempos. En el ejemplo anterior si la llave selectora de intervalo de tiempo estuviera en .01 segundo, el tiempo del ciclo dibujado sería de .1 segundo, es decir, esta sería una onda de periodo igual a .1 segundo.

Medida de frecuencia:

La frecuencia propia de una señal determinada se puede medir sobre un osciloscopio con arreglo a dos métodos distintos:

A partir de la medida de un período de dicha señal según la aplicación del método anterior y empleando la fórmula:

Mediante la comparación entre una frecuencia de valor conocido y la que deseamos conocer.

En este caso el osciloscopio se hace trabajar en régimen X/Y (Deflexión exterior).

Aplicando cada una de las señales, a las entradas "X" e "Y" del osciloscopio y en el caso de que exista una relación armónica completa entre ambas, se introduce en la pantalla una de las llamadas "figuras de Lissajous", a la vista de la cual se puede averiguar el número de veces que una frecuencia contiene a la otra y por lo tanto deducir el valor de la frecuencia desconocida.

Medida de fase:

El sistema anterior de medida de frecuencia mediante el empleo de las "curvas de Lissajous", se puede utilizar igualmente para averiguar el desfase en grados existente entre dos señales distintas de la misma frecuencia. Hacemos trabajar el osciloscopio con deflexión horizontal exterior, aplicando a sus entradas horizontal y vertical (X/Y) las dos señales que se desean comparar.

3 Tipos de osciloscopios

Los equipos electrónicos se dividen en dos tipos: Analógicos y Digitales. Los Analógicos trabajan con variables continuas mientras que los digitales lo hacen con variables discretas. Los analógicos trabajan directamente con la señal aplicada, está una vez amplificada desvía un haz de electrones en sentido vertical proporcionalmente a su valor. 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.

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).

Osciloscopios analógicos

Cuando se conecta la sonda a un circuito, la señal atraviesa esta última y se dirige a la sección vertical. Dependiendo de dónde situemos el mando del amplificador vertical atenuaremos la señal o la amplificaremos. En la salida de este bloque ya se dispone de la suficiente señal para atacar las placas de deflexión verticales y que son las encargadas de desviar el haz de electrones, que surge del cátodo e impacta en la capa fluorescente del interior de la pantalla, en sentido vertical. Hacia arriba si la tensión es positiva con respecto al punto de referencia (GND) o hacia abajo si es negativa.

La señal también atraviesa la sección de disparo para de esta forma iniciar el barrido horizontal (este es el encargado de mover el haz de electrones desde la parte izquierda de la pantalla a la parte derecha en un determinado tiempo). El trazado (recorrido de izquierda a derecha) se consigue aplicando la parte ascendente de un diente de sierra a las placas de deflexión horizontal, y puede ser regulable en tiempo actuando sobre el mando TIME-BASE. El trazado (recorrido de derecha a izquierda) se realiza de forma mucho más rápida con la parte descendente del mismo diente de sierra.

Como conclusión para utilizar de forma correcta un osciloscopio analógico necesitamos realizar tres ajustes básicos:

-La atenuación ó amplificación que necesita la señal. Utilizar el mando AMPL

-La base de tiempos. Utilizar el mando TIME-BASE.

-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.

Osciloscopios digitales

Los osciloscopios digitales poseen un sistema adicional de proceso de datos que permite almacenar y visualizar la señal.

Cuando se conecta la sonda de un osciloscopio digital a un circuito, la sección vertical ajusta la amplitud de la señal de la misma forma que lo hacia el osciloscopio analógico.

El conversor analógico-digital del sistema de adquisición de datos hace un muestreo la señal a intervalos de tiempo determinados y convierte la señal de voltaje continua en una serie de valores digitales llamados muestras. En la sección horizontal una señal de reloj determina cuando el conversor A/D toma una muestra. La velocidad de este reloj se denomina velocidad de muestreo y se mide en muestras por segundo. Los valores digitales mostrados se almacenan en una memoria como puntos de señal. El número de los puntos de señal utilizados para reconstruir la señal en pantalla se denomina registro. La sección de disparo determina el comienzo y el final de los puntos de señal en el registro. La sección de visualización recibe estos puntos del registro, una vez almacenados en la memoria, para presentar en pantalla la señal.

4Botones

Sistema vertical: Posición

Este control consta de un potenciómetro que permite mover verticalmente la forma de onda hasta el punto exacto que se desee.

*Conmutador

Tiene un gran número de posiciones, cada una de las cuales, representa el factor de escala empleado por el sistema vertical

- Mando Variable

Es un potenciómetro situado de forma concéntrica al conmutador del amplificador, especie de lupa del sistema vertical.

- Acoplamiento de la entrada

Conmutador de tres posiciones que conecta eléctricamente a la entrada del osciloscopio la señal exterior.

-DC es la señal real.

- AC bloquea mediante un condensador la componente continua que posea la señal exterior.

- GND desconecta la señal de entrada del sistema vertical y lo conecta a masa, permitiéndonos situar el punto de referencia en cualquier parte de la pantalla (generalmente el centro de la pantalla

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