el osciloscopio

6. Osciloscopios
6.1. El tubo de rayos catódicos
Los osciloscopios nos permiten observar la evolución de una señal a lo largo del tiempo.
El componente básico de los osciloscopios es el tubo de rayos catódicos (TRC), el cual
está constituido por:
a) Un filamento a través del cual se hace pasar una corriente que produce el
calentamiento del cátodo emisor de electrones.
b) El cátodo emisorde electrones
c) La rejilla de control (cilindro de Wehnelt) que nos permite variar la
intensidad del haz de electrones mediante la aplicación de una tensión
negativa respecto al cátodo.
d) Los ánodos aceleradores A1 y A3, a los que se les aplica una tensión elevada
con respecto al cátodo, de forma que acelera los electrones hacia la pantalla.
e) Un ánodo de enfoque que permite concentrar elhaz mediante la aplicación
de una tensión positiva adecuada.
f) Las placas deflectoras horizontales y verticales, a las cuales se les aplica una
tensión que provoca el movimiento del haz tanto en la dirección horizontal
como vertical.
g) La malla conductora y el ánodo post-acelerador, cuya misión es aumentar la
velocidad de los electrones para que exciten la pantalla con la suficienteenergía.
h) La pantalla, que convierte el haz de electrones en una radiación luminosa.
Está constituida por un material con elevado contenido en fósforo que emite
luz en el punto en el que incide el haz de electrones.

Figura 6.1. Tubo de rayos catódicos

6.2. Circuitos básicos de un osciloscopio
La figura 6.2 muestra el diagrama de bloques básico de un osciloscopio. Como se puede
observar, laseñal a visualizar se aplica, mediante un amplificador, directamente a las
placas de deflexión vertical, de modo que el haz barre verticalmente la pantalla según la
amplitud de la señal de entrada. Para obtener una representación a lo largo del tiempo es
necesario que las placas de deflexión horizontal provoquen que el haz se desplace a
velocidad constante horizontalmente. Para ello se haceuso de un generador de barrido.

Figura 6.2. Diagrama de bloques básico de un osciloscopio

Este dispositivo genera una señal de tensión creciente linealmente que, una vez
alcanzado el valor máximo (haz de electrones en la parte derecha de la pantalla del
osciloscopio) debe regresar rápidamente a su valor inicial (haz de electrones a la
izquierda en la pantalla del osciloscopio). Dado queese retorno nunca puede hacerse lo
suficientemente rápido y, además, no interesa ver el retorno del haz impreso en la
pantalla, durante el flanco de bajada de esta señal en diente de sierra debe anularse el
haz haciendo uso del circuito de control de intensidad. Por este motivo, el generador de
barrido emite unos impulsos de borrado que indican cuándo debe inhibirse la emisión de
electrones(figura 6.3). Por otro lado, deben sincronizarse de alguna forma la señal de
barrido horizontal con la señal de entrada. Si esto no es así, es decir, la señal de barrido
es totalmente independiente de la señal de entrada y, además, las frecuencias de ambas
señales no guardan ninguna relación entera (una es múltiplo de la otra), entonces en la
pantalla de osciloscopio se superpondrán señales nocoincidentes que no proporcionarán
información alguna. Por ese motivo, se hace necesario un circuito de disparo que

Figura 6.3. Señales de barrido horizontal e impulsos de borrado

sincronice el inicio del barrido con un punto determinado del periodo de la señal de
entrada. El diagrama de bloques de este circuito se muestra en la figura 6.4. En la figura
también se muestran las formas deonda en el circuito de disparo y en el generador de
barrido. El disparador de Schmitt (Schmitt Trigger) genera una onda cuadrada a partir
de la señal de entrada, correspondiéndose los flancos de subida o bajada con un
determinado nivel de la señal. Posteriormente, un diferenciador genera los impulsos de
sincronismo a partir de los flancos de subida y bajada de la onda cuadrada. Estos...