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INGENIERÍA ELECTRÓNICA ELECTRONICA I (A-504) 2004 Introducción al Osciloscopio
Introducción
Los circuitos electrónicos se caracterizan por la presencia de señales en diversos puntos de los mismos, es decir, tensiones o corrientes que evolucionan en el tiempo. En la mayoría de los casos la velocidad de esta evolución torna imposible su seguimiento con los instrumentos de deflexión o digitales deuso corriente (multímetros o testers).
Dada la importancia de la información que la evolución temporal de estas tensiones y corrientes brinda acerca del funcionamiento del circuito bajo ensayo, se desarrolló un instrumento especial para facilitar su observación y efectuar mediciones de tensión y tiempo: el osciloscopio.
El Osciloscopio de Rayos Catódicos (ORC) es el instrumento capaz deregistrar los cambios de tensión producidos en circuitos eléctricos/electrónicos y mostrarlos en forma gráfica en la pantalla de un tubo de rayos catódicos. Este instrumento genera en su interior un haz de electrones que se aceleran e impactan sobre la pantalla del mismo produciendo un punto luminoso que puede ser desplazado en forma vertical y horizontal proporcionalmente a la diferencia de potencialaplicada sobre unos electrodos. Si la tensión que produce la desviación vertical es la que se desea observar y provocamos mediante un generador interno un desplazamiento horizontal del punto a velocidad constante, obtendremos sobre la pantalla una representación de la evolución temporal de la señal observada.
Cuando las señales a observar son periódicas es posible representarlas en forma estáticaen una pantalla mediante el recurso de sobreimprimir los ciclos sucesivos, obteniéndose una imagen de la evolución temporal de la magnitud a lo largo de uno o más ciclos, o sea de la forma de onda. El circuito de sincronización (conocido como circuito de disparo o gatillado) es el encargado de hacer coincidir entre sí los sucesivos ciclos de la onda sobre la pantalla para obtener una imagenestable.
Tipos de osciloscopio
Los osciloscopios se diferencian entre analógicos y digitales.
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 calidada precios accesibles y son relativamente fáciles de usar.
Los osciloscopios digitales realizan un muestreo de la señal a representar y almacenan los datos obtenidos. Permiten guardar formas de onda correspondientes a distintas mediciones (incluso de ondas no periódicas) para su posterior visualización. Además disponen de cursores que pueden desplazarse para facilitar la medición sobre la imagen,así como de facilidades de cálculo de parámetros de la onda (valor medio, eficaz, etc) y de distintas funciones de análisis (p.ej. obtención del contenido armónico mediante series de Fourier).
Especificaciones técnicas principales
Ancho de banda
Es una de las especificaciones principales de un osciloscopio, está directamente relacionada con la calidad y el costo del instrumento.
En unosciloscopio analógico esta magnitud indica la máxima frecuencia que el circuito de deflexión vertical es capaz de reproducir sin introducir errores por atenuación.
En el caso de los osciloscopios digitales se definen dos anchos de banda: uno para señales repetitivas o periódicas y otro para señales no repetitivas Como regla general, para señales periódicas el ancho de banda debe ser al menos el triplede la máxima frecuencia que se pretende mostrar (teniendo en cuenta la descomposición armónica), mientras que en el caso de señales no repetitivas el ancho de banda se relaciona directamente con la tasa de muestreo (es decir, la cantidad de muestras que el instrumento puede obtener por segundo), que para una reproducción medianamente fiel debe ser al menos 10 veces la máxima frecuencia a...