osciloscopio 

simbologia .

forma física. 




características. 

El Osciloscopio es uno de los más importantes aparatos de medida que existen actualmente. Representan gráficamente las señales que le llegan, pudiendo así observarse en la pantalla muchas más características de la señal que las obtenidas con cualquier otro instrumento.

Hay muchos aparatos de medidas capaces de cuantificar diferentes magnitudes. Por ejemplo, el voltímetro mide tensiones, el amperímetro intensidades, el vatímetro potencia, etc. Pero, sin duda alguna, el aparato de medidas más importante que se conoce es el Osciloscopio. Con él, no sólo podemos averiguar el valor de una magnitud, sino que, entre otras muchas cosas, se puede saber la forma que tiene dicha magnitud, es decir, podemos obtener la gráfica que la representa.

Por otra parte los osciloscopios digitales tienen un aspecto totalmente distinto a los convencionales pero, si entendemos el funcionamiento de los Analógicos, será muy sencillo aprender a manejar los digitales. Los más modernos son, en realidad, un pequeño computador destinado a captar señales y a representarlas en la pantalla de la forma más adecuada.

Éstos tratan de imitar los antiguos mandos de los osciloscopios normales, de modo que, en realidad, sólo es necesario aprender la forma en que el aparato se comunica con el usuario. Esto se hace normalmente en forma de menús que pueden aparecer en pantalla con opciones que el usuario puede elegir con una serie de pulsadores.

La forma de trabajo de un osciloscopio consiste en dibujar una gráfica “Una gráfica es una curva que tiene dos ejes de referencia, el denominado de abscisas u horizontal y el eje de ordenadas o vertical. Para representar cada punto de la gráfica tememos que dar dos coordenadas, una va a corresponder a su posición respecto al eje horizontal y la otra va a ser su posición respecto al en el vertical. Esta gráficas se va a representar en la pantalla que tienen todos los osciloscopios”debido al movimiento de un haz de electrones sobre una pantalla de fósforo que la parte interna del tubo de rayos catódicos. Para representar dicha señal sobre el tubo se realiza una división en dos partes: señal vertical y señal horizontal. Dichas señales son tratadas por diferentes amplificadores y, después, son compuestas en el interior del osciloscopio.

Un osciloscopio puede ser utilizado para estudiar propiedades físicas que no generan señales eléctricas, por ejemplo las propiedades mecánicas. Para poder representar en pantalla del osciloscopio dichas propiedades, en necesario utilizar transductores que convierta la señal que le llega, en este caso la mecánica, en impulsos eléctricos. Un osciloscopio es un aparato que basa su funcionamiento en la alta sensibilidad que tiene a la tensión, por lo que se pondría entender como un voltímetro de alta impedancia. Es capaz de analizar con mucha presión cualquier fenómeno que podamos transformar mediante un transductor en tensión eléctrica.

Con el osciloscopio se pueden hacer varias cosas, como:

• Determinar directamente el periodo y el voltaje de una señal.
• Determinar indirectamente la frecuencia de una señal.
• Determinar que parte de la señal es DC y cual AC.
• Localizar averías en un circuito.
• Medir la fase entre dos señales.
• Determinar que parte de la señal es ruido y como varia este en el tiempo.

partes . 

.Tubo de rayos catódicos

El tubo de rayos caódicos (T.R.C.) es lo que se conoce como pantalla aunque en su interior se compone de muchas más partes. La principal función de dichos tubos es la de poder visualizar la señal que se está analizando o estudiando y para eso utiliza una sustancia fluorescente que genera, por lo general, una luz de color verde.

Sobre la pantalla aparecen un conjunto de líneas reticulares que se utilizan como referencias para realizar la mediciones. Dichas líneas se encuentran en la parte interior de la pantalla y que permiten realizar evaluaciones de la tensión con una mayor precisión. Suelen haber otras subdivisiones, de las divisiones principales, y son estas las que nos garantizan la precisión de este dispositivo.

Base de tiempos

La función principal de la Base de tiempos es hacer que la tensión que se está aplicando se puede visualizar en la pantalla como función del tiempo.

Dicho sistema de coordenadas está formado por un eje vertical, que es el empleado para medir la intensidad de la tensión que se aplica y el eje horizontal, que nos permite medir el tiempo. Dicho sistema se encarga que un punto luminoso (el que nos ayuda a medir la tensión) se desplace periódicamente de una forma constante en la pantalla de izquierda a derecha volviendo al punto de origen una vez ha finalizado. Para que esto suceda, el circuito de base de tiempos debe proporcionar a las placas una tensión variable en forma de diente de sierra.

Amplificador de señal horizontal

El amplificador horizontal tiene como principal finalidad la de amplificar las señales por la entrada horizontal (X) del osciloscopio. Por lo general, se emplea para amplificar las señales que envía el sistema de base de tiempos.

Con el fin de que se puedan observar de una forma clara en la pantalla, a dichas señales se les proporciona una amplitud suficiente con el fin de producir un desvío del haz de electrones a lo ancho. En ocasiones, no es necesario conectar las señales de la base de tiempo porque ya disponen de la amplitud necesaria.

En resumen, el amplificador horizontal nos permite amplificar cualquier tipo de señal y componerla con la señal que procede del sistema vertical con el fin de obtener una gráfica con la que observar la fluctuación de la señal por pantalla.

Amplificador de señal vertical

El amplificador vertical se encarga de amplificar la señal que proviene de la entrada vertical (Y) del osciloscopio. Uno de los punto que determina la calidad de un osciloscopio es su capacidad de analizar señales cuyos valores se encuentren en rangos grandes, de ahí la importancia de esta parte.

El amplificador vertical se divide en tres partes:

Amplificador

El amplificador se encarga de aumentar el valor de la señal. Formado por un preamplificador, que suele ser un transistor, se encarga de amplificar la tensión.

Atenuador

Los atenuadores se encargan de disminuir la señal que llega demasiado grande. Forman parte de los amplificadores aunque su función es el contrario de los mismos. Con el fin de evitar distorsiones, hay que reducir la señal en 10, 100 o más el valor de amplitud inicial de la señal.

Seguidor catódico

Tras la disminución de la seña, se precisa el uso de un seguidor catódico que se encarga de adaptar las impedancias de entrada del dispositivo a la salida del emisor del transistor.

Sistema de sincronismo

Para finalizar, el sistema de sincronismo es el encargado que la imagen que visualizamos en el tubo de rayos catódicos sea estable. Para conseguir estos, se emplea una señal de barrido que tiene que tener el mismo valor o múltiplo de la seña de entrada vertical.

Para la sincronización de la señal vertical con la base de tiempos se puede utilizar la sincronización interna, que consiste en introducir en el circuito de base de tiempo la tensión que obtenemos del ánodo o del cátodo del amplificador vertical. Con esto, conseguimos que el principio de oscilación de la base de tiempos coincida con el inicio del ciclo de la señal de entrada.

Hay dos tipos más sincronización, la externa y la de red pero esto no lo explicaremos en este artículo.

Para finalizar, aunque no forma parte de un osciloscopio, éste precisa de una fuente de alimentación que le proporcione las tensiones necesarias para poder alimentar a todos los ciclos y partes que hemos comentado.

funciones . 

 comprueban y muestran las señales de tensión como formas de onda y como representaciones visuales de la variación de tensión en función del tiempo. Las señales se representan en un gráfico, que muestra cómo cambia la señal. El eje vertical (Y) representa la medición de la tensión, y el eje horizontal (X) representa el tiempo.

Muestreo

El muestreo es el proceso de convertir una parte de una señal de entrada en un número de valores eléctricos discretos con el propósito de almacenarla, procesarla y visualizarla. La magnitud de cada punto de muestra es igual a la amplitud de la señal de entrada en el momento en que la señal es muestreada.

La forma de onda de entrada aparece como una serie de puntos en la pantalla. Si los puntos se encuentran espaciados ampliamente y son difíciles de interpretar como una forma de onda, se pueden conectar usando un proceso llamado interpolación, que conecta los puntos con líneas, o vectores.

Disparos

Los controles de disparo le permiten estabilizar y mostrar una forma de onda repetitiva.

El disparo por flanco es la forma más común de disparo. En este modo, el nivel de disparo y los controles de pendiente proporcionan la definición básica del punto de disparo. El control de pendiente determina si el punto de disparo se encuentra en el flanco ascendente o descendente de una señal, y el control de nivel determina en qué lugar del flanco se produce el punto de disparo.

Cuando se trabaja con señales complejas, como una serie de pulsos, puede ser necesario usar el disparo por ancho de pulso. Con esta técnica, el ajuste de nivel de disparo y el próximo flanco descendente de la señal deben ocurrir dentro de un lapso de tiempo especificado. Una vez alcanzadas estas dos condiciones, el osciloscopio disparará.

Otra técnica es la de disparo único, en la que el osciloscopio solo mostrará un trazo cuando la señal de entrada cumpla con las condiciones establecidas de disparo. Una vez cumplidas las condiciones de disparo, el osciloscopio adquiere y actualiza la pantalla, y luego congela la pantalla para mantener el trazo.

aplicaciones . 

En la industria del automóvil actual, desde el sistema de seguridad electrónico al equipo estéreo de automóvil, la transmisión de señales electrónicas determina la seguridad del automóvil y la comodidad de los conductores. Por ejemplo, señales de transmisión de la CPU a los equipos de seguridad periféricos tales como el ABS o el airbag.

En un abrir y cerrar de ojos, la calidad de las señales electrónicas decide la seguridad fundamental de los automóviles cuando hace frente a accidentes automovilísticos.

La transmisión del bus CAN se aplica a menudo a la transmisión de señales electrónicas para el sistema de seguridad del automóvil. El bus LIN se aplica a menudo para el control y el funcionamiento del equipo electrónico periférico.

GW Instek ha desarrollado con éxito las nuevas funciones de disparo y decodificación de los buses CAN y LIN como opciones de analizador lógico del osciloscopio GDS-2000A, una de las muchas aplicaciones para osciloscopios digitales avanzados como este modelo.

Las funciones no sólo ayudan a los ingenieros de I+D del automóvil a detectar efectivamente la calidad de transmisión de los buses CAN y LIN, sino que también aceleran los plazos de ensamblaje de los componentes del automóvil y la integración.

La calidad de transmisión de los buses CAN y LIN determina en gran medida la seguridad de los automóviles en general y la calidad característica de la electricidad. Por lo tanto, utilizando un osciloscopio excelente puede acortar tremendamente su periodo de tiempo de desarrollo y el tiempo de depuración para elevar enormemente la eficiencia del desarrollo.