Osciloscopio

Osciloscopios: características y aplicaciones
Introducción Existen en la actualidad dos tipos de osciloscopios: analógico (OA) y de almacenamiento digital (OD). Las diferencias en cuanto a la forma de tratamiento de la señal a medir, se describen a partir de la Fig. 1:

Fig. 1 En el caso del OA (líneas en negro), la señal que entra por el canal vertical, CH1 (pasando por una etapaamplificadora que condiciona su amplitud de acuerdo con la escala elegida), es aplicada a las placas verticales del tubo de rayos catódicos, TRC. Una señal de diente de sierra (señal de color verde) se aplica a las placas horizontales del TRC barriendo la señal del CH1 de izquierda a derecha, la cual aparecerá trazada y retrazada sobre la pantalla. La señal a medir deberá ser periódica y se sincronizará (sefijará en la pantalla) con la señal de barrido tomando como referencia un nivel de tensión (y tipo de flanco) prefijado de la señal de entrada (nivel de disparo o trigger) a partir del cual se inicia el barrido del diente de sierra. Queda claro que, si el nivel de disparo fuese superior al nivel máximo de señal (o menor al nivel mínimo), no habría sincronismo y por lo tanto se vería en la pantallauna forma de onda continuamente en movimiento. Si se aumentase la frecuencia del diente de sierra (señal de color rojo), aumentaría la velocidad de barrido y por lo tanto se mostrarían menos ciclos de la señal a medir en la pantalla. (sucede lo contrario si se disminuye la frecuencia del barrido, es decir si se alarga el diente de sierra). La única forma de mostrar en pantalla la variación de unatensión en función del tiempo es mantener una proporcionalidad entre el eje horizontal de la pantalla y el tiempo o sea, mediante un barrido de forma lineal (velocidad constante y siempre en el mismo sentido) La periodicidad de la señal a medir resulta necesaria, dado que la persistencia del fósforo en la pantalla no supera los mseg. Si hubiese que medir una señal no periódica utilizando un OA,debería fundamentalmente ponerse atención a dos controles del equipo: el disparo no puede ser automático (un diente de sierra de frecuencia constante), sino manual (comenzar el barrido cuando la señal supera el nivel de disparo) y la intensidad del haz deberá estar al máximo posible. Sin embargo, la persistencia limita el tiempo para poder medir con claridad valores sobre la pantalla, por lo que,una segunda opción es reemplazar la pantalla por otra con compuestos de fósforo de mayor persistencia, alcanzando algunos segundos y dando tiempo a tomar mediciones e incluso fotografiar la señal en pantalla. Este es el mecanismo primario de los primeros osciloscopios de almacenamiento analógico. La solución a estos inconvenientes se alcanza con el osciloscopio de almacenamiento digital. En el casodel OD (líneas en azul), la señal que entra por el CH1 (pasando por una etapa amplificadora que condiciona su amplitud de acuerdo con la escala elegida), es muestreada a una velocidad dada por un reloj (clock), cuya frecuencia la fija el canal horizontal de barrido. Dicha velocidad de muestreo no tiene por qué ser la máxima indicada para un osciloscopio particular (por ej., 1Gs/seg). La velocidadde muestreo máximo se especifica para una determinada escala de tiempo.

Julio G. Zola – Gregorio O. Glas

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También debe quedar claro que el ancho de banda de un OD (parámetro equivalente al de un OA) no tiene por qué coincidir con la velocidad de muestreo, la cual brinda una idea de qué intervalos de tiempo se puede llegar a discernir (para 1Gs/seg, hasta 1 nseg). Los niveles muestreadospasan por un conversor analógico – digital (A/D) y son almacenados en una memoria RAM a través de un registro de 8 bits. La señal (sea periódica o no), almacenada como una palabra digital, puede ser mostrada en pantalla (sea TRC o LCD) reconvirtiéndola en analógica (completando las partes faltantes a través de un proceso de interpolación) o bien procesarla matemáticamente (FFT, etc.) o...