Osciloscopio

jcr/10.08.2001

PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA DE CHILE ESCUELA DE INGENIERÍA DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA ELÉCTRICA

EXPERIENCIA Nº 4: OSCILOSCOPIO 1. INTRODUCCIÓN El osciloscopio es un instrumento de medida cuya versatilidad y utilidad que adquiere en diferentes campos y especialidades es de una importancia cada día mayor. Algunos de los campos en los cuales destaca su participación comoelemento básico son: investigación y desarrollo, mantenimiento y reparación de instrumentos o equipos, diseño de equipamiento de equipos, etc. Los avances y gran desarrollo de la técnica en la actualidad ha permitido construir moderna generación de osciloscopios que cuenta con enormes ventajas sobre otro tipo de instrumentos, por su potencialidad en cuanto a variedad y posibilidades de uso y tipo demedición. Los modernos modelos compactos fáciles de transportar y de gran precisión, así como la gran cantidad de señales distintas que pueden medir los ha transformado en un elemento común de encontrar en cualquier campo de la ingeniería moderna, tales como: industrias, laboratorios, centros de investigación, talleres, etc.

2. GENERALIDADES Al medir una cantidad eléctrica o una cantidad que seconvierte a una forma eléctrica, un instrumento de medición debe indicar el resultado. Dos de los mecanismos más comunes que usan los instrumentos para dar el resultado se encuentran en los medidores analógicos y en los oscilógrafos. Los medidores analógicos (electrónicos y electromecánicos) usan una aguja que se mueve a lo largo de una escala para indicar el valor de la cantidad medida. Eloscilógrafo y el registrador X-Y emplean un conjunto de pluma móvil que se mueve a lo largo de un eje mientras que ya sea el papel o la misma pluma se mueven a lo largo del otro eje. Sin embargo, ambos métodos de despliegue del resultado están limitados por la inercia mecánica al medir señales de alta frecuencia. Estas limitaciones permiten que dicho sistema de medida sólo alcance a seguir algunasvariaciones instantáneas de unos pocos ciclos por segundo (Hz) por las inercias de las masas de las componentes mecánicas. Los oscilógrafos de alta velocidad sin partes móviles pueden registrar datos desde d.c. a 25.000 hertz con una velocidad de escritura mayor a 50.000 pulgadas/segundo limitándose a las velocidades del papel que hasta el día de hoy no superan tanto más los 300 cm/seg. Como se puedever, los oscilógrafos se emplean para observar señales de procesos industriales, pero las señales eléctricas tienen valores que van mucho más allá que aquellos límites. En general el mecanismo de despliegue disponible en el osciloscopio de rayos catódicos cumple con esos requisitos y pueden conseguir detectar señales de frecuencias mayores de 1GHz y aún mayores (osciloscopios de muestreos). Elfuncionamiento de un osciloscopio, es semejante al de un inscriptor X-Y, ya que en ambos instrumentos es posible leer o encontrar el valor de y = f (x(t)), para cualquier punto, dentro de ciertos rangos. La diferencia radica que el osciloscopio entrega los resultados en la pantalla de un tubo de rayos catódicos (pariente cercano del tubo de rayos catódicos de la TELEVISIÓN años 1858-1859), en cambieinscriptor X -Y, lo hace en un papel, esto indica que la pluma o pincel del inscriptor ha sido
LABORATORIO DE CIRCUITOS IEE 2172 OSCILOSCOPIO
JCR / AGOSTO 2001
REV.: 1.0

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EXPERIENCIA Nº4:

reemplazado por un haz de electrones que incide en una pantalla que emite luz en el punto de incidencia. Como los electrones no tienen una masa significativa (inercia casi nula), lavelocidad de respuesta del osciloscopio no estaría limitada, esto significa que la función a observar [ y = f(x) ] podría variar a grandes velocidades y el osciloscopio lograría captar esas variaciones. En efecto, dichas partículas cargadas eléctricamente se desvían muy rápidamente y son dirigidas de manera muy exacta por medio del uso adecuados de campos eléctricos y magnéticos ubicados en la...