El osciloscopio

El Osciloscopio
M. Valencia, D. Montoya
RESUMEN

Se estudió experimentalmente, haciendo uso de un osciloscopio, el comportamiento de una señal con una trayectoria sinusoidal, para esto se variaron señales eléctricas al modificar la frecuencia. Al finalizar el experimento se encontró que con un osciloscopio se puede medir el tiempo y el voltaje, también se puede manipular la señal para obtenerel resultado buscado.

INTRODUCCION

Fig.1. Tubo de Rayos Catódicos (TRC)
El osciloscopio fue creado por el físico y profesor universitario, Carl Ferdinand Braun de origen alemán, en el año de 1897[1], al adaptar un tubo de rayos catódicos, de manera que el chorro de electrones del tubo se dirigiera hacia una pantalla fluorescente por medio de campos magnéticos generados por la corrientealterna.
El osciloscopio actual cuenta con las siguientes partes: el tubo de rayos catódicos, el amplificador vertical, la base de tiempo, el circuito de disparo, el amplificador horizontal, el amplificador de control de intensidad y la línea de retardo, estos, hacen que se pueda interpretar el osciloscopio como un conjunto de subsistemas. Principales partes del Osciloscopio:

Tubo de rayoscatódicos: Es donde se genera y se visualiza la función V(t) que se desea estudiar; sus partes principales son: el sistema deflector, el cañón de electrones y la pantalla fluorescente. En el cañón se produce un haz de electrones, en el sistema deflector se desvía el haz, por medio de dos pares de placas paralelas: unas en posición vertical que lo desvían horizontalmente y otras en posición horizontalque lo desvían verticalmente, y en la pantalla se visualiza la posición final del haz por medio de un punto luminoso que se genera cuando los electrones chocan contra ella. La forma de ver el haz de electrones se maneja por medio de los controles intensidad y foco, en la siguiente figura se observa su configuración.
Fig. 3. Diagrama de bloques del Osciloscopio
Base de tiempo: La base de tiempoes un circuito que proporciona voltaje a las placas de deflexión horizontal, la forma de este voltaje permite medir tiempos en el osciloscopio. El voltaje que genera este circuito tiene la configuración de la función conocida como diente de sierra, el cual es un tipo especial de señal que aumenta linealmente desde un voltaje inicial durante un tiempo T0, después del cual baja de manerainstantánea hasta su valor inicial. Al aplicar esta señal a las placas de deflexión horizontal el haz de electrones recorre de manera uniforme y continua la pantalla. En la Figura 2, se ilustra esta señal.
Fig. 2. Grafica de la señal Diente de Sierra

Circuito de amplificación vertical: Cuando se quiere visualizar una señal, ésta se aplica a las placas de deflexión vertical, así el haz tiene unmovimiento horizontal (generado por la función diente de sierra) y uno vertical (provocado por la señal); pero cuando la señal a estudiar es demasiado leve ésta se debe amplificar, para esto está el circuito de amplificación vertical, el cual se maneja por medio del control VOLT/DIV, de esta manera se puede variar la amplitud de la señal en la pantalla.
Circuito de sincronización: Cuando se aplica unaseñal para estudiar, y la señal diente de sierra tiene un período muy pequeño, ésta no se alcanza a borrar de la pantalla cuando el haz de electrones vuelve a cruzarla, debido a esto el período de la señal horizontal debe sincronizarse con el punto en que empieza la señal vertical, para que ambas empiecen en el mismo punto cuando se empieza a dibujar nuevamente la señal, de lo contrario ésta seríailegible; para ello existe el circuito de sincronización, el cual regula la señal diente de sierra dependiendo de las variaciones de la señal aplicada.
Si bien el osciloscopio es un dispositivo electrónico para medir voltaje y tiempo de una señal, podemos apreciar que oscila entre dos posiciones espaciales durante un tiempo indefinido sin perder energía, teniendo así un movimiento armónico...