Source: https://es.scribd.com/document/37113306/Conceptos-Basicos-Osciloscopios
Timestamp: 2017-10-20 14:36:28+00:00

Document:
Cargado por yargen
Conceptos Básicos de los Osciloscopios Analógicos y Digitales 070–8819–01
. . . . . . . Los Controles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Otros Controles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ¿Qué Viene Después? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Cómo Activar y Desactivar el Sistema de Adquisición . . . . . . . . Límite de Ancho de Banda . . . . . Controles de Presentación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Nivel de Disparo y Pendiente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Acoplamientos de Disparo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Operaciones Matemáticas . . . . Selección de La Base de Tiempo . . . . . . . . . . . . . . Controles de Disparo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . La Pantalla . . . . . . . . . . . . . Controles de Adquisición para Osciloscopios Digitales . Respuestas a los ejercicios escritos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Glosario . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Posición y Segundos por División . . . . . . . . Medición de Tiempo y Frecuencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Posición del Disparo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Retención del Disparo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Controles Verticales . . . . . . . . . . . . . . . Inversión de Canal . . . . . . . . . . . Dónde Comunicar la Pinza de Toma a Tierra . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Indice . . . . . . . . . Medición de Tensión . . . Modos de Disparo . . . . . . . . . . Amplificación . . . . . . . . . . . . . . . Controles Horizontales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Compensación de la Sonda . . . . . . . . Fuentes de Disparo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Acoplamiento de Entrada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 25 25 26 29 29 29 30 30 31 31 31 32 33 33 33 34 34 34 35 36 36 37 37 38 39 39 40 40 41 43 43 44 45 46 47 48 49 60 G1 I1 iv Conceptos Básicos . . . . Visualización Alterna y de Troceado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Modos de Adquisición . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Posición y Voltios por División . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Indice de Contenido Uso de la Sonda Activa . . . . Métodos de Muestreo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Uso de la Sonda de Corriente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Medición de pulso y tiempo de subida . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ejercicios Escritos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Medición de Cambio de Fase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Técnicas de Medición . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Modo XY . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . Figura 11: Muestreo de tiempos equivalentes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Figura 20: Desplazamiento de fase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Figura 22: Secciones de control del panel frontal de un osciloscopio . . . . . . . Figura 4: Datos científicos recopilados por un osciloscopio . . . . . Figura 5: Formas de onda mostradas por osciloscopios digitales y analógicos . . . . . . . . . . . . . Figura 3: Panel frontal del osciloscopio digital TDS 320 . . . . . . . . . . . . . . Figura 9: Muestreo de tiempo real . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Figura 37: Tensión de pico y tensión de pico a pico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pulso y tren de pulsos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Figura 7: El disparo estabiliza una forma de onda repetitiva . . . . . . . . . . . . . . . . Figura 10: Interpolación lineal y sinusoidal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Figura 18: Frecuencia y período . . . . . . . . . . . . . . . . . . Figura 24: Una sonda pasiva típica con accesorios . . . . . . . . . . . Figura 29: Suma de canales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Figura 8: Diagrama de bloque del osciloscopio digital . . . . . . . . . . . . Figura 25: Los efectos de una sonda mal compensada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Figura 26: Controles verticales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Y y Z de una forma de onda en pantalla Figura 2: Panel frontal del osciloscopio analógico TAS 465 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 4 5 5 6 7 8 9 10 11 11 13 14 15 16 16 16 17 18 18 22 22 24 25 26 29 30 32 32 33 35 35 36 38 39 43 44 Conceptos Básicos de los Osciloscopios Analógicos y Digitales v . . . . . . . . . . . . . . . . Figura 32: Imágenes sin disparo . . . Figura 6: Diagrama de bloque del osciloscopio analógico . . Figura 23: Red típica de relación 10 a 1 de sonda/osciloscopio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Figuras Figura 1: Componentes X. . . . . . . . . . . . Figura 27: Acoplamiento de entrada de CA y CC . Figura 13: Fuentes de formas comunes de onda . . Figura 21: Tira típica de toma a tierra para llevar en la muñeca . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Figura 14: Ondas sinusoidales y sinusoidales amortiguadas . . . . . . . . . . . . . . Figura 12: Formas comunes de onda . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Figura 15: Ondas cuadradas y rectangulares . Figura 36: Cuadrícula de un osciloscopio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Figura 34: Retención de disparo . . . . Figura 19: Grados de la onda sinusoidal . . . Figura 28: Modos de visualización de canal múltiple . . . . . . . . Figura 16: Ondas en dientes de sierra y rectangulares . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Figura 35: Ejemplo de un menú de adquisición . . Figura 33: Disparos sobre pendiente positiva y negativa . . . . . . . . . . Figura 30: Controles horizontales . . . . . . . . . . . . . . . Figura 17: Formas de escalón. . Figura 31: Controles de disparo . .
. . . . . . . . . . . . . . Figura 39: Tiempo medido en la línea horizontal central de la cuadrícula . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Figura 41: Figuras de Lissajous . . .Figuras Figura 38: Tensión medida en la línea vertical central de la cuadrícula . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Figura 40: Puntos de medición del tiempo de subida y del ancho de pulso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 46 47 48 vi Conceptos Básicos . . . . . . . . . .
debe saber como se usa un osciloscopio. Le permite observar" las señales eléctricas. ¿Por Qué Leer Este Libro? Si usted es científico. busque su definición en el glosario al final. su funcionamiento y la forma en que Ud. podrá: H H H H H Describir cómo funciona un osciloscopio Describir la diferencia entre los osciloscopios analógicos y los digitales Describir los tipos de formas de ondas eléctricas Entender los controles básicos de un osciloscopio Tomar medidas sencillas Si encuentra en este libro términos que desconoce. ingeniero. puede utilizarlos. Energía. El libro se enfoca en la enseñanza de los osciloscopios. lea el manual incluido con su osciloscopio para obtener información específica sobre su uso en el trabajo. y otras fuerzas invisibles están presentes en todo nuestro universo físico. Este libro es una herramienta útil en clase. Ciertos sensores pueden convertir estas fuerzas en señales eléctricas que Ud. Incluye vocabulario y ejercicios de elección múltiple sobre la teoría y los controles del osciloscopio. Si es la primera vez que utiliza un osciloscopio. lea este libro para adquirir un buen conocimiento de los aspectos fundamentales del osciloscopio. o aficionado a la electrónica. Después de leer este libro.Introducción El osciloscopio es una herramienta esencial si piensa diseñar o reparar equipos eléctricos. Conceptos Básicos de los Osciloscopios Analógicos y Digitales 1 . solicítelas a través de su represen tante local de Tektronix. Puede obtener copias individuales mediante el pedido de la parte número 070-8819-01. partículas en vibración. Luego. puede observar y estudiar con un osciloscopio. Los osciloscopios le permiten ver" eventos que ocurren en una fracción de segundo. técnico. Los conceptos aquí presentados le proporcionan un buen punto de partida. ¿Necesita Más Copias? Para obtener copias adicionales del libro.
Introducción Para Más Información Si tiene comentarios o preguntas sobre el contenido de este libro. P Box 1520 . escriba a: Tektronix.A.UU.O.. En los EE. también puede llamar a Tektronix National Marketing Center al número gratuito: 1-800-426-2200 2 Conceptos Básicos . Pittsfield.S. Inc. MA 01201 U.
Puede ver si un componente defectuoso está distorsionando la señal. En la mayoría de las aplica ciones. Y y Z de una forma de onda en pantalla Conceptos Básicos de los Osciloscopios Analógicos y Digitales 3 . el gráfico muestra cómo cambia una señal a medida que transcurre el tiempo: el eje vertical (Y) representa la tensión eléctrica y el horizontal (X) representa el tiempo. La intensidad o luminosidad de la visualización a veces se llama eje Z.El Osciloscopio ¿Qué es un osciloscopio?. Puede determinar cuánto ruido hay en una señal y si el ruido cambia con el tiempo. El osciloscopio es básicamente un dispositivo de presentación de gráficos dibuja un gráfico de una señal eléctrica. Puede averiguar cuánta corriente continua (CC) y corriente alterna (CA) configuran una señal. Por ejemplo: H H H H H H Puede determinar los valores de tiempo y tensión de una señal. (Ver figura 1). Y (tensión) Y (tensión) X (tiempo) Z (intensidad) Z (intensidad) X (tiempo) Figura 1: Componentes X. Puede calcular la frecuencia de una señal oscilante. Este gráfico sencillo le puede decir mucho sobre una señal. ¿qué se puede hacer con él? y ¿cómo funciona? Esta sección responderá estas preguntas fundamentales. Puede ver las piezas móviles" de un circuito representado por la señal.
Figura 2: Panel frontal del osciloscopio analógico TAS 465 4 Conceptos Básicos . excepto que tiene una cuadrícula dibujada en la pantalla y más controles que un televisor. horizontal. y disparo. Trate de localizar estas sec ciones del panel frontal en las figuras 2 y 3 y en su osciloscopio. El panel frontal de un osciloscopio normalmente tiene secciones de control divididas en vertical. También hay controles de presen tación de la imagen y conectores de entrada.El osciloscopio El osciloscopio se parece mucho a un televisor pequeño.
Un ingeniero mecánico utiliza el osciloscopio para medir las vibraciones de un motor. tal como el sonido. la luz. La utilidad de un osciloscopio no está limitada al mundo de la electrónica. un osciloscopio puede medir toda clase de fenómenos. o el calor.El osciloscopio Figura 3: Panel frontal del osciloscopio digital TDS 320 ¿Qué Se Puede Hacer con El? Mucha gente. desde técnicos de reparación de televisores hasta físicos. un micrófono es un transductor. el esfuerzo mecáni co. Fuente de luz Célula fotoeléctrica Figura 4: Datos científicos recopilados por un osciloscopio Conceptos Básicos de los Osciloscopios Analógicos y Digitales 5 . Un investigador médico utiliza el osciloscopio para medir las ondas cerebrales. Por ejemplo. utiliza los osciloscopios. Las posibilidades no tienen límite. Son indispensables para cualquier persona que diseñe o repare equipos electrónicos. la presión. Un transductor es un dispositivo que emite una señal eléctrica como respuesta a la energía física. Con un transductor adecuado.
un reproductor de discos compactos es un dispositivo digital.El osciloscopio Analógico y Digital Hay dos tipos de equipos electrónicos: el analógico y el digital. 6 Conceptos Básicos . una platina portadiscos de fonógra fo convencional es un dispositivo analógico. la gente prefiere los osciloscopios analógicos cuando es impor tante visualizar señales que varían rápidamente en "tiempo real" (o a medi da que ocurren). Así se obtiene una imagen inmediata de la forma de onda. El equipo analógico funciona con tensiones continuamente variables. Por ejemplo. Los osciloscopios digitales permiten capturar y ver eventos que pueden ocurrir solamente una vez. CAD 1010 0001 0010 0101 Osciloscopio analógico señales de trazado Muestra de osciloscopio digital presentación de señales y construcciones digital Figura 5: Formas de onda mostradas por osciloscopios digitales y analógicos Para muchas aplicaciones. por el contrario. trazando la forma de onda en la pantalla. toma muestras de la forma de onda y utiliza un convertidor analógico-digital (o CAD) para convertir la tensión que se está midiendo en información digital. No obstante. cada tipo posee características únicas que lo hacen más o menos apropiado para trabajos específicos. Los osciloscopios también son de tipo analógico o digital. Pueden procesar los datos de la forma de onda digital o enviarlos a un ordenador para ser procesados. A continuación. los osci loscopios digitales pueden almacenar los datos de la forma de onda digital para ser visualizados o impresos posteriormente. El osciloscopio digital. el osciloscopio usa esta información para reconstruir la forma de onda en la pantalla. El osciloscopio analógico funciona mediante la aplicación directa de la tensión que se mide a un haz de electrones que recorre la pantalla del osciloscopio. Además. La tensión desvía el haz proporcionalmente hacia arriba y hacia abajo. A menudo. mientras que el equipo digital funciona con números binarios discretos que pueden repres entar muestras de tensión. se puede utilizar tanto un osciloscopio analógico como uno digital.
Los osciloscopios analógicos son algo más sencillos en concepto y por ello están descritos primero. Los osciloscopios analógicos funcionan de manera algo diferente a los osciloscopios digitales. La aplicación de tensión a estas placas deflectoras causa el movimiento de un punto luminoso. hay que saber algo más de cómo un osciloscopio muestra una señal. para luego presentar la descripción de los osciloscopios digitales. No obstante.) Una ten sión positiva hace que el punto se mueva hacia arriba mientras una tensión negativa hace que el punto se mueva hacia abajo. la señal se desplaza directamente a las placas deflectoras verticales del tubo de rayos catódicos (TRC). La figura 6 es un sencillo diagrama de bloques que muestra cómo el oscilosco pio analógico presenta la señal que se está midiendo. (Un haz de electro nes al golpear el fósforo dentro del TRC crea el punto luminoso. Conceptos Básicos de los Osciloscopios Analógicos y Digitales 7 . la señal de tensión se desplaza por la sonda al sistema vertical del osciloscopio. algunos de sus sistemas internos son parecidos. Luego. El Osciloscopio Analógico Cuando la sonda de un osciloscopio se conecta a un circuito. Sistema vertical Sistema de presentación de la imagen Atenuador Amplificador vertical TRC Sonda Sistema horizontal Sistema de disparo Generador de barrido Amplificador horizontal Base de tiempo en rampa Figura 6: Diagrama de bloque del osciloscopio analógico Según cómo haya configurado la escala vertical (control de volts/div).El osciloscopio ¿Cómo Funciona el Osciloscopio? Para entender mejor los controles. un atenuador reduce la tensión de la señal o un amplificador la aumenta.
para utilizar un osciloscopio analógico hay que ajustar tres configuraciones básicas para acomodar una señal de entrada: H La atenuación o amplificación de la señal. Utilice el control seg/div para fijar la cantidad de tiempo por división representada horizontalmente en la pantalla. El disparo del sistema hori zontal hace que la base horizontal de tiempo mueva el punto luminoso del lado izquierdo al derecho de la pantalla dentro de un intervalo definido de tiempo. como se muestra en la figura 7.) Con estos sistemas adicionales. el ajuste de los controles de enfoque y de intensidad permite crear una imagen nítida. (Ver figura 8. Muchos barridos en rápida secuencia hacen que el movimiento del punto luminoso parezca una línea continua. H H Además. La base de tiempo. El Osciloscopio Digital Algunos de los sistemas del osciloscopio digital son iguales a los del osci loscopio analógico. Presentación sin disparo Presentación con disparo Figura 7: El disparo estabiliza una forma de onda repetitiva En conclusión. El disparo es necesario para estabilizar la señal repetitiva. el punto luminoso puede barrer la pantalla hasta 500.000 veces por segundo. 8 Conceptos Básicos . La acción de barrido horizontal y la acción de deflexión vertical trazan con juntamente un gráfico de la señal en la pantalla. De esta manera se asegura que el barri do empiece en el mismo punto que la señal repetitiva. el osciloscopio digital contiene sistemas de procesamiento de datos adicionales.El osciloscopio La señal se desplaza también al sistema de disparo para empezar o dispa rar un barrido horizontal". A altas velocidades. Utilice el control de volts/div para ajustar la amplitud de la señal antes de que ésta se aplique a las placas de deflexión vertical. El barrido horizontal es un término que se refiere a la acción del sistema horizontal que hace que el punto luminoso recorra de un lado al otro la pantalla del osciloscopio. así como también el disparo sobre un solo evento. El disparo del osciloscopio. Utilice el nivel de disparo para estabilizar una señal repetitiva. no obstante. resultando así en una imagen definida. el osciloscopio digital reúne datos de toda la forma de onda y luego los muestra en la pantalla.
El sistema de disparo deter mina los puntos de comienzo y final del registro. y se mide en muestras por segundo. El reloj de muestra del sistema horizontal determina con qué frecuencia el CAD toma las muestras. Luego. Pantalla Sistema de adquisición Sistema vertical Convertidor analógicodigital Procesamiento Atenuador Amplificador vertical Memoria Sistema de presentación digital Sonda Sistema de disparo Sistema horizontal Reloj de muestreo Base de tiempo de reloj Figura 8: Diagrama de bloque del osciloscopio digital Conceptos Básicos de los Osciloscopios Analógicos y Digitales 9 . La pantalla recibe estos puntos de registro una vez que han sido almacenados en la memoria. Quizás tenga predisparo disponible lo cual le permite ver eventos antes del punto de disparo. es posible que tenga lugar algún procesamiento adicional de los puntos de muestreo con el fin de mejorar la imagen. el sistema vertical ajusta la amplitud de la señal.El osciloscopio Cuando se conecta la sonda de un osciloscopio digital a un circuito. El número de puntos de la forma de onda utilizados para formar el registro se llama longitud del registro. El conjunto de puntos de la forma de onda constituye un registro de la forma de onda. La velocidad a que marcha el reloj se llama velocidad de muestreo. Según las características de su osciloscopio. Los puntos de muestreo del CAD están almacenados en la memoria como puntos de la forma de onda. Estos puntos de la forma de onda pueden estar constituídos por uno o más puntos de muestreo. el convertidor analógico-digital (CAD) en el sistema de adquisición toma muestras de la señal a intervalos discretos de tiempo y convierte la tensión de la señal en estos puntos a valores digitales llamados puntos de muestra. tal como lo hace el oscilosco pio analógico.
el osciloscopio reúne fácilmente un número de puntos de muestra más que suficiente para construir una imagen precisa de la señal.El osciloscopio Básicamente. horizontal y de disparo para tomar una medida. Utilizando este 10 Conceptos Básicos . se calculan los puntos para llenar el tiempo entre las muestras reales. para señales más rápidas (la rapidez depende de la velocidad máxima de mues treo del osciloscopio) el osciloscopio no puede reunir suficientes muestras. Para señales de un solo impulso o señales transitorias hay que utilizar la técnica de muestreo de tiempo real. La interpolación une los puntos con una línea". La interpolación sinusoidal (o interpolación sin x sobre x) conecta los puntos de muestra con curvas (ver figura 10). La interpolación lineal simplemente conecta puntos de muestra con líneas rectas. En muestreo de tiempo real. Para señales que cambian lentamente. La interpolación sin x sobre x es un proceso matemático similar al sobremuestreo" utilizado en reproduc tores de discos compactos. Métodos de Muestreo El método de muestreo dicta la forma en que el osciloscopio digital debe reunir los puntos de muestra. en algún tiempo. (Ver figura 9). Puede construir. es necesario ajustar las configuraciones vertical. La interpolación es una técnica de procesamiento usada para estimar la forma de onda. Forma de onda construida con puntos de muestra Velocidad de muestreo Figura 9: Muestreo de tiempo real Los osciloscopios digitales utilizan la interpolación para mostrar señales tan veloces que el osciloscopio no puede reunir más de algunos puntos de muestra. basándose en unos pocos puntos. No obstante. El osciloscopio digital puede hacer dos cosas: H Puede tomar unos pocos puntos de muestreo de la señal en un solo paso (en modo de muestreo de tiempo real) y luego utilizar interpola ción. H Muestreo de Tiempo Real con Interpolación Los osciloscopios digitales utilizan el muestreo de tiempo real como el método estándar de muestreo. el osciloscopio reúne tantas muestras como sea posible mientras ocurre la señal. con un osciloscopio digital al igual que con uno analógico. una imagen de la forma de onda siempre que la señal se repita (modo de muestreo de tiempo equivalente). Con la interpolación sinusoidal.
El osciloscopio proceso. Con el muestreo de tiempo secuencial los puntos apare cen de izquierda a derecha en secuencia. en el caso del reproductor de discos compactos. una señal de la cual se toman muestras sólo unas pocas veces en cada ciclo se puede visualizar con precisión o. El muestreo de tiempo equivalente construye una imagen de una señal repetitiva captando un poco de información de cada repetición (ver figura 11). Onda sinusoidal reproducida utilizando interpolación sinusoidal 100 90 Onda sinusoidal reproducida utilizando interpolación lineal 10 0% Figura 10: Interpolación lineal y sinusoidal Muestreo de Tiempo Equivalente Algunos osciloscopios digitales pueden utilizar el muestreo de tiempo equivalente para capturar señales repetitivas muy veloces. con el muestreo de tiempo al azar los puntos aparecen sin un orden definido en la forma de onda. Forma de onda construida con puntos de muestra Primer ciclo de adquisición Segundo ciclo de adquisición Tercer ciclo de adquisición Enésimo ciclo de adquisición Figura 11: Muestreo de tiempos equivalentes Conceptos Básicos de los Osciloscopios Analógicos y Digitales 11 . Se ve la forma de onda construyéndose poco a poco como una hilera de luces encendién dose una por una. reproducidas con precisión.
El osciloscopio 12 Conceptos Básicos .
Las líneas rectas diagonales significan un cambio un incremento o una reducción de tensión a una velocidad uniforme.Terminología del Osciloscopio El aprendizaje de una habilidad nueva supone a menudo el aprendizaje de vocabulario nuevo. La conformación de onda dice mucho de una señal. se sabe que ha ocurrido un cambio de tensión. La forma de onda de tensión muestra el tiempo sobre el eje horizontal y la tensión sobre el eje vertical. La figura 12 muestra formas comunes de onda y la figura 13 muestra algunas fuentes comunes de formas de onda. Siempre que se vea un cambio en la altura de una forma de onda. Esta sección describe algunos términos útiles de medición además de los términos de funcionamiento del osciloscopio. El osciloscopio mide las ondas de tensión eléctrica. Siempre que haya una línea recta horizontal. y ondas de tensión son todos patrones repetitivos. El ciclo de una onda es la porción de la onda que se repite. Términos de Medición El término genérico para un patrón que se repite a lo largo del tiempo es onda ondas de sonido. La forma de onda es la representación gráfica de una onda. se sabe que no hay cambio durante aquel período de tiempo. ondas del océano. Esto es cierto también en el aprendizaje del manejo del osciloscopio. Los ángulos agudos en la forma de onda significan cambios bruscos. Onda sinusoidal Onda sinusoidal amortiguada Onda cuadrada Onda rectangular Onda en dientes de sierra Onda triangular Escalón Pulso Figura 12: Formas comunes de onda Conceptos Básicos de los Osciloscopios Analógicos y Digitales 13 . ondas cerebrales.
Terminología del osciloscopio Figura 13: Fuentes de formas comunes de onda 14 Conceptos Básicos .
Los circuitos del televisor. Las señales de prueba producidas por el circuito oscilador de un generador de señales a menudo son ondas sinusoidales. Tiene propiedades matemáticas armónicas es la misma forma sinusoidal que posiblemente estudió en clase de trigonometría. lo cual quiere decir una corriente y tensión que no varía. como la que produce una batería. La figura 14 muestra ejemplos de una onda sinusoidal y una onda sinusoi dal amortiguada. Es una onda estándar para probar amplificadores los amplif icadores buenos aumentan la amplitud de la onda cuadrada con un mínimo de distorsión. el radio. CC significa corriente continua. La tensión también es alterna. La mayoría de las fuentes de CA producen ondas sinusoidales.Terminología del osciloscopio Tipos de Onda La mayoría de las ondas se puede clasificar según los siguientes tipos: H H H H Ondas sinusoidales Ondas cuadradas y rectangulares Ondas triangulares y en dientes de sierra Ondas en forma de pulsos y de escalones Ondas Sinusoidales La onda sinusoidal es la forma de onda fundamental por varias razones. (CA significa corriente alterna. Conceptos Básicos de los Osciloscopios Analógicos y Digitales 15 . una onda cuadrada es una tensión que se enciende y apaga (o sube y baja) a interva los regulares. y los ordenadores suelen utilizar las ondas cuadradas para las señales temporizadoras. Onda sinusoidal Onda sinusoidal amortiguada Figura 14: Ondas sinusoidales y sinusoidales amortiguadas Ondas Cuadradas y Rectangulares La onda cuadrada es otra forma común de onda. Esto es especialmente interesante al analizar los circuitos digitales. La tensión en su enchufe de pared varía como una onda sinusoidal. La onda rectangular es como la onda cuadrada excepto que los intervalos de tiempo de tensión alta y tensión baja no son de la misma duración. Básicamente.) La onda sinusoidal amortiguada es un caso especial que se puede ver en un circuito que oscila pero que disminuye en el tiempo.
pulso y tren de pulsos 16 Conceptos Básicos . como se vería al encender un interruptor. y un tren de pulsos. La figura 16 muestra ejemplos de onda en dientes de sierra y de onda triangular.Terminología del osciloscopio La figura 15 muestra ejemplos de ondas cuadradas y rectangulares. Esta transición se llama rampa. Los pulsos son comunes en los equipos de rayos X y de comunicaciones. Una serie de pulsos que viajan juntos crean un tren de pulsos. El escalón indica un cambio brusco en la tensión. tales como el barrido horizontal de un osciloscopio analógico o la exploración de trama de un televisor. Escalón Pulso Tren de pulsos Figura 17: Formas de escalón. La transición entre los niveles de tensión de estas ondas cambia a una velocidad constante. El pulso indica lo que se vería si se encendiera y después se apagara un interruptor. Puede representar un bit de información pasando por un circuito de ordenador o puede representar un espurio (un defecto) en un circuito. Ondas en dientes de sierra Ondas triangulares Figura 16: Ondas en dientes de sierra y rectangulares Ondas En Forma de Pulsos y Escalones Señales como los pulsos y los escalones que ocurren una sola vez se llaman señales de un solo impulso o señales transitorias. Los componentes digitales en un ordenador se comunican entre sí por medio de pulsos. La figura 17 muestra ejemplos de formas de escalón y de pulsos. Onda cuadrada Onda rectangular Figura 15: Ondas cuadradas y rectangulares Ondas en Dientes de Sierra y Triangulares Las ondas en dientes de sierra y las ondas triangulares resultan de circuitos diseñados para controlar las tensiones linealmente.
pero no siempre quizás quiera medir la ten sión del pico máximo al pico mínimo de una forma de onda. La frecuencia se mide en hert zios (Hz) y es igual al número de veces que una señal se repite en un segundo (ciclos por segundo). Una señal que se repite también tiene un período esto es la cantidad de tiempo necesario para completar un ciclo. Por ejemplo. de manera que 1/período es igual a la frecuencia y 1/frecuencia es igual al período. 1 2 3 Frecuencia 3 ciclos por segundo = 3 Hz Período 1 Segundo Figura 18: Frecuencia y período Tensión La tensión es la cantidad de potencia eléctrica (una especie de poder de la señal) entre dos puntos de un circuito. Frecuencia y Período Si una señal se repite. Uno de estos puntos suele ser una toma a tierra (tensión cero). Comúnmente. la palabra amplitud se refiere a la tensión máxi ma de una señal medida desde tierra o tensión cero. El período y la frecuencia son recíprocos uno del otro. la onda sinusoidal en la figura 18 tiene una frecuencia de 3 Hz y un período de 1/3 de segundo. Conceptos Básicos de los Osciloscopios Analógicos y Digitales 17 . llamada tensión pico a pico. tiene una frecuencia. La forma de onda que se muestra en la figura 19 tiene una amplitud de un voltio y una tensión de pico a pico de dos voltios. Esta sección describe algunas de las medidas y términos más comunes.Terminología del osciloscopio Medición de las Formas de Onda Se utilizan muchos términos para describir los tipos de medida que toma su osciloscopio.
se puede referir al ángulo de fase de una onda sinusoidal cuando quiera describir cuánto ha transcurrido del período. Los cambios de fase son comunes en la electrónica. 0 90 180 270 360 +1 0 -1 Figura 19: Grados de la onda sinusoidal El cambio de fase describe la diferencia de tiempo entre dos señales. separados por 1/4 de ciclo exactamente (360°/4 = 90°). Utilizando los grados. en sus demás aspectos similares. como se ve en la figura 19.Terminología del osciloscopio Fase La mejor forma de explicar la fase es viendo la onda sinusoidal. Tensión Corriente 0 Fase = 90° Figura 20: Desplazamiento de fase Términos de Rendimiento Los términos descritos en esta sección pueden surgir al hablar del rendi miento del osciloscopio. El entendimiento de estos términos le ayudará a evaluar y comparar su osciloscopio con otros modelos. En la figura 20. se dice que la forma de onda denominada corriente" está 90° fuera de fase con respecto a la forma de onda denominada tensión". 18 Conceptos Básicos . Un ciclo de una onda sinusoidal tiene 360°. puesto que las ondas alcanzan puntos simi lares en sus ciclos. Las ondas sinusoidales están basadas en un movimiento circular y un círculo tiene 360°.
Cuanto más rápidamente pueda tomar muestras el osci Conceptos Básicos de los Osciloscopios Analógicos y Digitales 19 . La velocidad máxima de barrido de un oscilosco pio se suele dar en nanosegundos/div. Se suele indicar como un porcentaje de error. Se suele indicar como un porcentaje de error. La tensión más pequeña que puede detectar un oscilos copio de uso general es normalmente de 2 mV por división vertical de la pantalla. la velocidad de muestreo indica cuántas muestras por segundo puede tomar el CAD (y por lo tanto el osciloscopio). Por regla general. esta especificación indica la velocidad máxima a que el trazado puede barrer la pantalla. Las velocidades máximas de muestreo suelen darse en megamuestras por segundo (MM/s). Sensibilidad Vertical La sensibilidad vertical indica hasta qué punto el amplificador vertical puede amplificar una señal débil. permitiéndole ver la imagen con toda nitidez. (Este 70. Precisión de Ganancia La precisión de ganancia indica la precisión con que el sistema vertical atenúa o amplifica una señal. A medida que aumenta la frecuencia de la señal.Terminología del osciloscopio Ancho de Banda Las especificaciones de ancho de banda indican el rango de frecuencias que el osciloscopio puede medir con exactitud.7% de la señal de onda sinusoidal aplicada.) Tiempo de Subida El tiempo de subida es otra forma de describir el rango de frecuencia útil de un osciloscopio.7% se conoce como el punto -3 dB". Velocidad de Barrido Para los osciloscopios analógicos. un término basado en la escala logarítmica. La sensibilidad vertical suele darse en milivoltios (mV) por división. Velocidad de Muestreo En los osciloscopios digitales. El tiempo de subida puede ser un criterio de rendimiento más apropiado cuando espere medir pulsos y escalones. El osciloscopio no puede mostrar con exactitud pulsos cuyo tiempo de subida sea más rápido que el tiempo de subida especificado para el osciloscopio. la capacidad del oscilos copio para responder con precisión disminuye. el ancho de banda indica la frecuencia en la cual la señal mostrada se reduce a un 70. Base de Tiempo o Precisión Horizontal La precisión de la base de tiempo o precisión horizontal indica la precisión con que el sistema horizontal representa los eventos de la señal en relación al tiempo.
Longitud del Registro La longitud de registro de un osciloscopio digital define el número de pun tos que el osciloscopio puede acumular en un registro de forma de onda. Puesto que el osciloscopio puede almacenar solamente un número finito de puntos de registro. en bits. 20 Conceptos Básicos . Técnicas de cálculo pueden mejorar la reso lución efectiva. del CAD (y por lo tanto del osciloscopio digital) indica con qué grado de precisión el instrumento puede transformar las tensiones de entrada a valores digitales. La velocidad mínima de muestreo también puede ser importante si necesita observar señales que cambian lentamente en largos períodos de tiempo. Algunos osciloscopios digitales le permiten ajustar la longitud del registro.Terminología del osciloscopio loscopio. existe un canje entre detalle y longitud de registro. Algunos osciloscopios le permiten añadir más memoria para aumentar la longitud de registro en aplicaciones especiales. Resolución CAD (o Resolución Vertical) La resolución. la velocidad de muestreo cambia con los cambios en el control seg/div para mantener un número constante de puntos de forma de onda en el registro de la forma de onda. Puede obtener una imagen detallada de una señal por un corto período de tiempo (el osciloscopio se llena" de puntos de forma de onda rápidamente) o bien una imagen menos detallada por un período de tiempo más largo. Normalmente. La longitud máxima de registro depende de la cantidad de memoria de su osciloscopio. con mayor precisión podrá representar los detalles de una señal rápida.
Los circuitos integrados tienen conductos diminutos que pueden dañarse por la electricidad estática que usted acumula en el cuer po. con el osciloscopio debidamente conectado a tierra. Estos osciloscopios tienen armazones y controles aislados.Configuración Esta sección explica brevemente cómo configurar y empezar a utilizar un osciloscopio en concreto. Puede destruir un CI costoso solamente con caminar sobre una alfom bra o quitarse el suéter antes de tocar los cables del CI. lleve puesta una tira de conexión a tierra (ver figura 21). Conéctese a Tierra Usted Mismo Si trabaja con circuitos integrados (CI). La conexión a tierra también es necesaria para tomar medidas exactas con el osciloscopio. cualquier parte del armazón. también tiene que conectarse usted mismo a tierra. El osciloscopio debe compartir la misma conexión a tierra con los circuitos que va a comprobar. Conecte el Osciloscopio a Tierra Por seguridad. poner los controles en posición estándar y compensar la sonda. le puede dar una descarga. Algunos osciloscopios no necesitan una conexión a tierra por separado. Si una tensión alta entra en contacto con el armazón de un osciloscopio sin conexión a tierra. Conectar el osciloscopio a tierra significa conectarlo a un punto de referen cia eléctricamente neutro (como una conexión a tierra). Conceptos Básicos de los Osciloscopios Analógicos y Digitales 21 . Conéctelo enchu fando el cable de potencia de tres clavijas en un enchufe con conexión a tierra. Esta tira permite que las cargas eléctricas del cuerpo pasen libremente a tierra. Conexión a Tierra La conexión a tierra es un paso importante al preparar el osciloscopio para tomar muestras o trabajar en un circuito. incluyendo los controles que parecen aislados. es necesario conectar el osciloscopio a tierra. Para resolver este problema. La correcta conexión a tierra del osciloscopio le protege de una descarga peligrosa y la conexión a tierra de usted mismo protege de daños a los circuitos con que trabaja. protegiendo así al usuario contra cualquier peligro de descarga. No obstante. cómo hacer su conexión a tierra. la corriente pasa por el camino de conexión a tierra y no a través de usted a tierra.
Configuración Conectar a la toma a tierra Figura 21: Tira típica de toma a tierra para llevar en la muñeca Configuración de los Controles Después de enchufar el osciloscopio. y Disparo. Es pos ible que su osciloscopio tenga otras secciones según el modelo y tipo (analógico o digital). mire el panel frontal. 22 Conceptos Básicos . Fíjese en los conectores de entrada del osciloscopio. es útil poner los controles en su posición estándar antes de tomar mediciones. Los canales múltiples son útiles para la comparación de las formas de onda. La mayoría de los osciloscopios tienen un mínimo de dos canales de entrada y cada canal puede mostrar una forma de onda en la pantalla. Está dividido en tres secciones principales llamadas Vertical. donde conecta las sondas. Sección de disparo Control de intensidad Control de enfoque Sección vertical Sección horizontal Figura 22: Secciones de control del panel frontal de un osciloscopio Algunos osciloscopios tienen un botón AUTOSET (autoposicionamiento) o PRESET (preposicionamiento) que configura en un solo paso los controles para acomodar la señal. Si su osciloscopio no tiene esta característica. Horizontal.
Para tomar medidas o hacer pruebas más específicas. Sondas Ahora está listo para conectar una sonda al osciloscopio. es probable que utilice una sonda atenuadora (pasiva) 10X. La sección de Controles. ningún dispositivo de medición puede actuar como un observador completamente invisible. Es un conector de alta calidad. existen otros tipos de sondas. Las sondas pasivas son una herramienta excelente para prue bas de uso general y para la localización de problemas. No obstante. La interacción no deliberada de la sonda y el osciloscopio con el circuito bajo prueba se llama carga del circuito. Es probable que su osciloscopio incluyera una sonda pasiva como acceso rio estándar. prestando mayor atención a la sonda pasiva porque es la sonda que le ofrece mayor flexibilidad de uso. La descripción de estas sondas se encuentra a continuación. Si no está seguro de cómo llevar a cabo alguno de estos pasos.Configuración Las Posiciones Estándar Incluyen: H H H H H H H H H H Configuración del osciloscopio para presentar el canal 1 Configuración de la escala de voltios/división a una posición de rango medio Apagado de la variable voltios/división Apagado de todos los controles de amplificación Configuración del acoplamiento de entrada del canal 1 a CC Configuración del modo de disparo a automático Configuración de la fuente de disparo al canal 1 Apagado o disposición al mínimo de la retención de disparo Configuración de los controles de intensidad a un nivel de representa ción nominal Ajuste del control de enfoque para obtener una imagen nítida Estas son instrucciones generales para la configuración del osciloscopio. empezando en la página 29. Una sonda es más que una cable con un pinza de conexión en el extremo. Las sondas están diseñadas para no influir en el comportamiento del circui to que está comprobando. Para minimizar la carga del circuito. Conceptos Básicos de los Osciloscopios Analógicos y Digitales 23 . Dos ejemplos son las sondas activas y las sondas de corriente. describe los controles en más detalle. Es importante utilizar una sonda diseñada para funcionar con su osciloscopio. cuidadosamente diseñado para no percibir ruido ni interferencia de la radio ni de las líneas eléctricas. remítase al manual del osciloscopio.
La sonda 1X es similar a la sonda atenuadora 10X pero le falta el circuito de atenuación. los factores de atenuación. Por lo tanto. Sin este circuito. su ajuste y la entrada a un osciloscopio. los factores de amplificación. la sonda atenuadora 10X hace difícil ver las señales de menos de 10 milivoltios. Sin embargo. Algunas sondas tienen la ventaja de poder cam biar la atenuación entre 1X y 10X en la punta de la sonda. 100X. Este ajuste se llama la compensación de la sonda y se describe con más detalle en la página 26.Configuración Uso de la Sonda Pasiva La mayoría de las sondas pasivas tienen algún factor de atenuación. Por el contra rio. Antes de utilizar una sonda atenuadora 10X es necesario ajustar dicho equilibrio para su osciloscopio en particular. tienen la X delante. Muchos osciloscopios pueden detectar si se utiliza una sonda de 1X o de 10X y ajustan la lectura de la pantalla de acuerdo a la sonda. tales como la sonda atenuadora 10X. asegúrese de tener la configuración adecuada antes de tomar mediciones. y demás. La sonda atenuadora 10X mejora la exactitud de las medi ciones pero también reduce en un factor de 10 la amplitud de la señal visualizada en la pantalla. como 10X. con algunos osciloscopios se necesita ajustar el tipo de sonda utilizada o buscar la marca adecuada para 1X o 10X en el control de voltios/div. Si su sonda tiene esta característica. Debido a que atenúa la señal. Entrada al osciloscopio Sonda 10X 9 MW Un décimo de señal (1 Vp-p ) en la entrada Señal 10 Vp-p x pF 20 pF 1 MW Ajuste de compensación de sonda Figura 23: Red típica de relación 10 a 1 de sonda/osciloscopio 24 Conceptos Básicos . tienen la X detrás del factor. La carga del circuito se hace más pronunciada en el caso de las frecuencias más altas. se introduce más interferencia al circuito bajo investigación. asegúrese de utilizar esta clase de sonda al medir señales de más de 5 kHz. Utilice la sonda atenuadora 10X normalmente pero mantenga la sonda 1X a mano para medir las señales débiles. Por regla general. La sonda atenuadora 10X (se lee como diez veces") minimiza la carga del circuito y es una sonda pasiva excelente de uso general. como X10. La sonda atenuadora 10X funciona equilibrando las características eléctricas de la sonda con las características eléctricas del osciloscopio. La figura 23 muestra un diagrama sencillo del funcionamiento interior de una sonda.
Las sondas activas requieren una fuente de alimenta ción para su operación. Las hay para medir tanto CA como CC. y por lo tanto causan poca o ninguna interfer encia en el circuito. Uso de la Sonda de Corriente Las sondas de corriente permiten la observación y medición directa de las formas de ondas de corriente. En la práctica. Dónde Comunicar la Pinza de Toma a Tierra La medición de una señal requiere dos conexiones: la punta de la sonda y la conexión a tierra. Las sondas de corriente emplean pinzas que se conectan al alambre portador de corriente. Las sondas vienen con una pinza para conectar a tierra la sonda con respecto al circuito bajo prueba.Configuración La figura 24 muestra una sonda pasiva típica y algunos accesorios utiliza dos con la sonda. Anillo marcador Herramienta de ajuste Anillo marcador Punta de gancho retráctil Punta protectora de circuito integrado Conector BNC Cable de toma a tierra con pinza de conexión Figura 24: Una sonda pasiva típica con accesorios Uso de la Sonda Activa Las sondas activas proporcionan su propia amplificación o llevan a cabo algún otro tipo de operación para procesar la señal antes de aplicarla al osciloscopio. enviando los resulta dos al osciloscopio. conecte la Conceptos Básicos de los Osciloscopios Analógicos y Digitales 25 . Esta característica las hace únicas puesto que no están conec tadas en serie con el circuito. Esta clase de sonda puede resolver problemas tales como la carga del circuito o realizar pruebas sobre las señales.
Configuración pinza de toma a tierra a una conexión a tierra conocida en el circuito. La figura 25 muestra lo que sucede a formas de onda medidas con una sonda que carece del equilibrio adecuado. Debe equilibrar la sonda por hábito cada vez que configure el osciloscopio. debe compensarla para equilibrar sus características eléctricas con las de un osciloscopio en particular. y toque con la punta de la sonda el punto de prueba en el circuito. el chasis de metal del estéreo que está reparando. Sonda compensada correctamente Señal de ajuste de la sonda Observe la amplitud adecuada de una señal de prueba de 1 MHz Sonda subcompensada Señal de ajuste de la sonda Observe la reducción de amplitud de una señal de prueba de 1 MHz Sonda sobrecompensada Señal de ajuste de la sonda Observe el aumento de amplitud de una señal de prueba de 1 MHz Figura 25: Los efectos de una sonda mal compensada 26 Conceptos Básicos . Una sonda mal ajustada puede hacer que las medidas sean menos exactas. por ejemplo. Compensación de la Sonda Antes de utilizar una sonda pasiva.
el osciloscopio tendrá las mismas carac terísticas eléctricas con que tomará las mediciones. al compensar la sonda. Conceptos Básicos de los Osciloscopios Analógicos y Digitales 27 . conecte siempre la punta de los accesorios que va a utilizar y conecte la sonda al canal vertical que piensa utilizar.Configuración La mayoría de los osciloscopios tienen una señal de referencia de forma de onda cuadrada disponible en un terminal del panel frontal que se utiliza para compensar la sonda de la siguiente manera: H H H H H Una la sonda a un conector de entradas Conecte la punta de la sonda a la señal de compensación de la sonda Conecte la pinza de toma a tierra a tierra Observe la señal de referencia de la onda cuadrada Haga los ajustes necesarios en la sonda para que las esquinas de la onda cuadrada queden cuadradas Al compensar la sonda. De esta forma.
Configuración 28 Conceptos Básicos .
Un control de enfoque para ajustar la nitidez de la forma de onda. Entre los controles comunes se encuentran: H Un control de intensidad para ajustar la luminosidad de la forma de onda. Controles de Presentación Los sistemas de presentación de la imagen varían entre los osciloscopios analógicos y digitales. Un control de rotación de trazado para alinear el trazado de la forma de onda con el eje horizontal de la pantalla. La posición de su osciloscopio en relación al campo magnético de la tierra afecta la alineación de la forma de onda. habrá que aumentar su nivel de luminosidad. Los osciloscopios digitales pueden no tener un control de rotación de trazado. Otros controles de la imagen le permiten ajustar la intensidad de las luces de la cuadrícula y mostrar o quitar información que aparece en la pantalla (tal como menús). Los osciloscopios digitales pueden no tener un control de enfoque. Recuerde que algunos controles de oscilosco pios analógicos son diferentes a los usados en los digitales. H H H Controles Verticales Emplee los controles verticales para colocar la imagen y definir la escala de la forma de onda verticalmente. La figura 26 muestra un panel frontal típico y menús en pantalla para los con troles verticales. Al aumentar la velocidad del barrido de un osciloscopio analógi co. VERTICAL MENU Button DC AC GND CPLG VAR INV BW Off On Off On 20 MHz Full Figura 26: Controles verticales Conceptos Básicos de los Osciloscopios Analógicos y Digitales 29 .Los Controles Esta sección describe brevemente los controles básicos de los oscilosco pios analógicos y digitales. Su osciloscopio también tiene controles para el ajuste del acoplamiento de la entrada además de otros controles para el acondicionamiento de las señales descritos en esta sección.
la pantalla puede presentar 4 voltios de abajo hasta arriba. Un buen osciloscopio de uso general puede mostrar con precisión señales desde 4 milivoltios hasta 40 voltios. si la configu ración volts/div es 5 voltios. a CA o a tierra. Por ejemplo. de abajo a arriba.) Es común que la escala volts/div tenga un control de ganancia variable o de ganancia fina para convertir a escala una señal a un cierto número de divisiones. (Recuerde que la sonda que se utiliza. el acoplamiento de entrada es la conexión al osciloscopio del circuito que se analiza. El acoplamiento de CA bloquea el componente de CC de la señal para que se vea la forma de onda centrada a cero voltios. entonces cada una de las ocho divisiones verticales representa 5 voltios y la pantalla entera. también influye en el factor de escala. puede mostrar 40 voltios (suponiendo una cuadrícula con ocho divisiones princi pales). La configuración voltios por división (generalmente escrito volts/div) varía con el tamaño de la forma de onda sobre la pantalla. La configuración volts/div es un factor de escala. La configuración del acoplamiento de CA es útil cuando la señal completa (corriente alterna más continua) es demasiado grande para la configuración de volts/div. En este caso. Si la configuración es de 0. Acoplamiento de Entrada El acoplamiento es el método utilizado para conectar una señal eléctrica de un circuito a otro. La tensión máxima que se puede presentar en la pantalla es la configuración volts/div multiplicada por el número de divi siones verticales. Utilice este control para tomar las medidas de tiempo de subida.Los controles Posición y Voltios por División El control de posición vertical le permite mover la forma de onda hacia arriba o hacia abajo para colocarla exactamente donde la quiera en la pantalla. El acoplamiento se puede confi gurar a CC. Acoplamiento de CC de una onda sinusoidal de 1 Vp-p con un componente de 2 V CC 4V 4V Acoplamiento de CA de la misma señal 0V 0V Figura 27: Acoplamiento de entrada de CA y CC 30 Conceptos Básicos .5 volts/div. 1X ó 10X. La figura 27 ilustra esta diferencia. El acoplamiento de CC muestra la totalidad de una señal de entrada. Debe dividir la escala volts/div por el factor de atenuación de la sonda si el osciloscopio no lo hace automáticamente.
El modo de troceado hace que el osciloscopio dibuje pequeñas partes de cada señal cambiando constantemente de una a otra. un segundo barrido en el canal 1. Utilice este modo de operación con señales de mediana a alta velocidad cuando la escala de seg/div esté configurada a 0.5 ms o más. puede ver una línea horizontal en la pantalla que representa cero voltios. A menudo es útil mostrar la señal de ambas maneras para asegurarse que obtiene la mejor imagen. (Los osciloscopios digi tales normalmente no utilizan modo de operación alterna ni de troceado. Con un acoplamiento de entrada conectado a tierra y el modo de disparo au tomático. Este modo de operación se suele utilizar con señales lentas que requieren velocidades de barrido de 1 ms por división o menos. la forma de onda parece completa. Es decir. Conceptos Básicos de los Osciloscopios Analógicos y Digitales 31 . El cambio de CC a conexión a tierra y viceversa es una forma útil de medir los niveles de tensión de una señal con respecto a toma a tierra. lo cual le permite ver dónde está la línea de cero voltios en la pantalla. por lo tanto. se reduce el ruido que a veces aparece en la forma de onda. con la tensión baja en la parte superior de la pantalla y la alta en la parte inferior. Límite de Ancho de Banda La mayoría de los osciloscopios tienen un circuito que limita el ancho de banda del osciloscopio. Inversión de Canal La mayoría de los osciloscopios tienen una función de inversión que permite visualizar una señal al revés". La figura 28 muestra la diferencia entre los dos modos de opera ción. después un barrido en el canal 2. Visualización Alterna y de Troceado En los osciloscopios analógicos. los canales múltiples se muestran utilizan do el modo de operación alterna o el de troceado.) El modo de operación alterna dibuja cada canal alternativamente el osciloscopio completa un barrido en el canal 1. Al limitar el ancho de banda. La velocidad de cambio es demasiado rápida para que usted lo note. proporcionándole una representación más definida de la señal. y así sucesivamente.Los controles La configuración a tierra desconecta la señal de entrada del sistema vertical.
Otra operación ma temática es la resta de formas de onda. Los osciloscopios analógicos combinan las señales mientras que los osciloscopios digitales crean una nueva forma de onda matemáticamente.Los controles Modo alterno: El Canal 1 y el canal 2 son dibujados alternativamente Modo de troceado: Segmentos del canal 1 y del canal 2 dibujados alternativamente Dibujado primero Dibujado segundo Figura 28: Modos de visualización de canal múltiple Operaciones Matemáticas Su osciloscopio puede tener también operaciones que le permiten sumar dos ondas juntas. La resta es posible en osciloscopios analógicos utilizando la función inversora de canal en una señal y luego utilizando la operación de suma. La figura 29 ilustra una tercera forma de onda creada sumando dos señales diferentes. creando así una nueva forma de onda. Imagen del canal 1 Modo ADD: Combinación del canal 1 y el canal 2 Imagen del canal 2 Figura 29: Suma de canales 32 Conceptos Básicos . Los osciloscopios digitales suelen disponer de una operación de resta.
Esta configuración es un factor de escala. Selección de La Base de Tiempo El osciloscopio tiene una base de tiempo normalmente denominada la base de tiempo principal que es quizás la más útil. cada división horizontal representa 1 ms y la totalidad del ancho de la pantalla representa 10 ms (diez divi siones). si la configuración es 1 ms. la escala horizontal de seg/div puede tener una regulación de tiempo variable. Por ejemplo. La configuración de segundos por división (normalmente escrito como seg/div) le permite seleccionar la velocidad a la que se dibuja la forma de onda en la pantalla (también conocida como configuración de la base de tiempo o velocidad de barrido). HORIZONTAL MENU Button MAIN DELAY XY VAR TRCSEP TRIG POS REC LENGTH Figura 30: Controles horizontales Posición y Segundos por División El control de posición horizontal mueve la forma de onda de izquierda a derecha para colocarla en la pantalla exactamente donde usted la desee. Pero muchos osciloscopios tienen lo que se llama base de tiempo retardada un barrido de base de tiempo que empieza con un retardo predeterminado a partir del barrido de base de tiempo principal. Al igual que con la escala vertical de vols/div.Los controles Controles Horizontales Utilice los controles horizontales para posicionar y convertir la forma de onda a escala horizontal. El cambio de la configuración seg/div le permite ver intervalos de tiempo más largos o más cortos de la señal de entrada. El uso del barrido de base de tiempo retardada le permite ver los eventos más claramente o incluso ver eventos que serían imposibles de ver con solamente el barrido de base de tiempo principal. permitiéndole ajustar la escala de tiempo horizontal entre los valores discretos de configuración. La figura 30 muestra un panel frontal típico y menús en pantalla para los controles horizontales. Conceptos Básicos de los Osciloscopios Analógicos y Digitales 33 .
encontrar la causa. Los osciloscopios digitales pueden proporcionar visualización del predispa ro porque procesan constantemente la señal de entrada. puede disparar en el problema. independiente mente de si se ha recibido un disparo o no. posiblemente. Remítase al manual suministrado con el osciloscopio para aprender a usar estas opciones. 34 Conceptos Básicos . Por ejemplo. Esto se llama modo XY. si un problema ocurre de manera intermitente. Posición del Disparo El control de posición de disparo puede estar ubicado en la sección de controles horizontales de su osciloscopio. Por el contrario. Una corriente de datos fluye constantemente a través del osciloscopio. Modo XY La mayoría de los osciloscopios tienen la capacidad de mostrar una señal de un segundo canal sobre el eje X (en vez del tiempo). Amplificación Su osciloscopio puede tener configuraciones especiales de amplificación horizontal que le permiten mostrar una sección de la forma de onda amplifi cada en la pantalla. grabar los eventos que llevaron al problema y. los osciloscopios analógicos solamente presentan la señal después de haber recibido el disparo. El control de posición de disparo horizontal solamente está disponible en los oscilosco pios digitales.Los controles La base de tiempo retardada requiere la configuración de retardo y posible mente el uso de los modos de operación de disparo retardado y otras configuraciones no descritas en este libro. Variar la posición del disparo horizontal le permite capturar lo que hizo una señal antes de un evento de disparo (llamado visualización del predisparo). De hecho representa la posición horizontal del disparo en el registro de la forma de onda". el disparo solamente indica al osciloscopio que debe guardar en memoria los datos que está recibiendo. La visualización del predisparo es una ayuda útil para la localización de problemas. en la página 47 encontrará una presentación más detallada.
Los controles Controles de Disparo Los controles de disparo le permiten estabilizar formas de onda repetitivas y capturar formas de onda de un solo impulso. Auto Auto Level Normal Single Sequence Video Line Video Field odd even both TRIGGER MENU Button MODE SRC CPLG SLOPE HOLDOFF Vert Ch1 Ch2 Add Line EXT 1 10 DC Noise Reject HF Reject AC LF Reject Rising Falling Min Variable Figura 31: Controles de disparo El disparo hace que las formas de onda repetitivas aparezcan estáticas en el osciloscopio. La figura 31 muestra un panel frontal típico y los menús de pantalla de los controles de disparo. Imagínese la confusión que aparecería en la pantalla si cada barrido empezara en un punto diferente de la señal (ver figura 32). Figura 32: Imágenes sin disparo Conceptos Básicos de los Osciloscopios Analógicos y Digitales 35 .
y es el único tipo tratado en este libro. o lógico. Pendiente Pendiente positiva negativa Disparo sobre la pendiente positiva con el nivel ajustado a 3V Cero voltios Señal de entrada 3V 3V Disparo sobre la pendiente negativa con el nivel ajustado a 3V Figura 33: Disparos sobre pendiente positiva y negativa Fuentes de Disparo El osciloscopio no necesariamente tiene que disparar activado por la señal que se está midiendo. los controles de nivel de disparo y pendiente proporcionan la definición básica de punto de disparo. tales como flanco.Los controles Nivel de Disparo y Pendiente Su osciloscopio puede tener varios tipos de disparo. video. El control de nivel determina en qué punto del flanco ocurre el punto de disparo. El circuito de disparo actúa como un elemento de comparación. H H Cualquier canal de entrada Una fuente externa. Varias fuentes pueden disparar el barrido. Cuan do la señal de disparo iguala estos valores. Consulte el manual de instrucciones del osciloscopio para más información sobre otros tipos de disparo. El flanco de subida es una pendiente positiva y el flanco de bajada es una pendiente negativa. Para el disparo del tipo flanco. que no sea la señal aplicada a un canal de entrada 36 Conceptos Básicos . pulso. Usted selecciona la pendiente y el nivel de tensión de un lado del elemento. se genera el disparo. H El control de pendiente determina si el punto de disparo está en el flanco de subida o de bajada de una señal. El disparo del tipo flanco es el tipo de disparo básico y más común. H La figura 33 muestra cómo la pendiente de disparo y el nivel de tensión escogidos determinan la forma en que aparece la señal.
Acoplamientos de Disparo Al igual que puede seleccionar acoplamiento de CA o de CC para el siste ma vertical. De este modo se asegura que la visualización no desaparecerá si la señal baja a pequeñas tensiones. por ejemplo. El modo de operación automático hace que el osciloscopio barra incluso en la ausencia de un disparo. Observe que el osciloscopio puede utilizar una fuente de disparo alterna esté o no esté representada. Algunos osciloscopios también tienen modos de operación especiales para barridos únicos. El modo de operación normal puede resultar desorientador porque no se ve la señal al principio si el control de nivel no está ajustado correctamente. tiene que prestar atención para no disparar inadvertidamente en el canal 1. Conceptos Básicos de los Osciloscopios Analógicos y Digitales 37 . para disparar en señales de video. Modos de Disparo El modo de operación de disparo determina si el osciloscopio dibuja una forma de onda si no detecta un disparo. también puede seleccionar el tipo de acoplamiento para la señal de disparo. En modo de operación normal. Por lo tanto. En la práctica. de lo contrario. mientras se muestra el canal 2.Los controles H H La señal de la fuente de potencia Una señal generada internamente por el osciloscopio La mayoría del tiempo puede dejar el osciloscopio configurado para dispa rar en el canal representado. es probable que utilice ambos modos de operación: el modo normal porque es más versátil y el modo automático porque requiere me nos ajustes. un cronómetro dentro del osciloscopio dispara el barrido. o para ajustar automáti camente el nivel de disparo. Además del acoplamiento de CA y de CC. el osciloscopio solamente barre si la señal de entrada alcanza el punto de disparo establecido. Si no hay una señal presente. Tam bién es el mejor modo de operación si se están observando muchas señales y no se quiere ajustar el disparo para cada una. su osciloscopio también puede tener acoplamiento de disparo de supresión de alta frecuencia. Los modos de disparo comunes son normal y automático. la pantalla permanece en blanco (en un osciloscopio analógico)o congelada en la última forma de onda adquirida (en un osciloscopio digital). Estas configuraciones especiales son útiles para la eliminación del ruido en la señal de disparo para prevenir disparos en falso. supresión de baja frecuencia y supresión de ruido.
Muchos osciloscopios tienen característi cas especiales para hacer más fácil esta tarea. Esta característica es útil cuando esté disparando sobre conformaciones de onda complejas. La figura 34 muestra cómo el uso de la retención de disparo ayuda a crear una representación útil. La retención del disparo es el período ajustable de tiempo durante el cual el osciloscopio no puede disparar. Intervalo de adquisición Intervalo de adquisición Puntos de disparo Nivel de disparo Retención Retención . de manera que el osciloscopio solamente dispara sobre el primer punto de disparo aceptable.Los controles Retención del Disparo A veces se requiere gran habilidad para hacer que el osciloscopio dispare en la parte correcta de una señal.Ningún disparo ha sido reconocido durante el tiempo de retención Retención Con retención Sin retención Figura 34: Retención de disparo 38 Conceptos Básicos .
El tiempo entre los puntos de muestra se llama intervalo de muestreo. Los puntos de forma de onda son los valores digitales guardados en la memoria y presentados en la pantalla para formar la forma de onda. aunque no necesariamente. El intervalo de muestreo y el intervalo de forma de onda pueden ser iguales. De aquí que haya varios modos de adquisición en los que un punto de forma de onda está formado por varios puntos de muestra adquiridos secuencialmente. La figura 35 le muestra un ejemplo del menú de adquisición. A continuación sigue una descripción de los modos de adquisición usados más comúnmente: Conceptos Básicos de los Osciloscopios Analógicos y Digitales 39 . La diferencia del valor del tiempo entre los puntos de forma de onda se llama intervalo de forma de onda. los puntos de forma de onda pueden ser creados a partir de una composición de puntos de mues tra tomados de adquisiciones múltiples. lo cual lleva a otro conjunto de modos de adquisición.Los controles Controles de Adquisición para Osciloscopios Digitales Los osciloscopios digitales tienen configuraciones que le permiten controlar cómo el sistema de adquisición procesa una señal. Además. Mire las opciones de adquisición en su osciloscopio digital a la vez que lee esta descripción. Figura 35: Ejemplo de un menú de adquisición Modos de Adquisición Los modos de adquisición controlan cómo los puntos de forma de onda son producidos a partir de los puntos de muestra. En la primera sección se le explicaba que los puntos de muestra son los valores digitales que salen directamente del convertidor analógico-digital (CAD).
Modo envolvente: El modo envolvente es similar al modo de detección de picos. según lo desee. Modo de detección de picos: El osciloscopio guarda los puntos de muestra mínimos y máximos tomados durante dos intervalos de forma de onda y utiliza estas muestras como los dos puntos de forma de onda correspondientes. Esta característica suele denominarse barrido único o secuencia única y sus controles normalmente se encuentran con los otros controles de adquisición o con los controles de disparo. Sin embargo. y pueden capturar cambios rápidos de la señal que ocur rirían entre los puntos de forma de onda si estuviera operando en modo de muestreo. Para este efecto. en modo envolvente. suele haber uno o más botones en el panel frontal que le permiten activar y desactivar el sistema de adquisición para que pueda analizar formas de onda. los puntos mínimos y máximos de la forma de onda a partir de adquisiciones múltiples son combinados para formar una forma de onda que muestra los cambios mín/máx en el tiempo. El modo de detección de picos es particularmente útil para ver pulsos estrechos muy espaciados en el tiempo. puede hacer que el osciloscopio deje automáticamente de adquirir información después de completar una adquisición o después de que un conjunto de registros se hayan convertido en una forma de onda envolvente o promediada. H H H H Cómo Activar y Desactivar el Sistema de Adquisición Una de las grandes ventajas de los osciloscopios digitales es su capacidad de guardar formas de ondas para visualizarlas posteriormente.Los controles H Modo de muestreo: Este es el modo de adquisición más sencillo. 40 Conceptos Básicos . El osciloscopio crea un punto de forma de onda guardando un punto de muestra durante cada intervalo de forma de onda. Modo promediado: En modo promediado. El modo promediado reduce el ruido sin pérdida de ancho de banda pero requiere una señal repetitiva. incluso en configuraciones de base de tiempo muy lento (intervalo de forma de onda largo). al igual que con el modo de muestreo. Los osciloscopios digitales con modo de detección de picos utilizan el CAD a una velocidad rápida de muestreo. Modo de alta resolución: Al igual que el modo de detección de picos. los puntos de forma de onda a partir de adquisiciones consecutivas se promedian para producir la forma de onda final que aparece en pantalla. Además. el osciloscopio guarda un punto de muestra durante cada intervalo de forma de onda. se prome dian muestras múltiples tomadas dentro de un intervalo de forma de onda para producir un punto de forma de onda. Sin embargo. El modo de detección de picos suele utilizarse para obtener los registros que se combinan para formar la forma de onda envolvente. el modo de alta resolución es una forma de obtener más información en casos donde el CAD puede tomar muestras más rápidamente de lo que requiere la configuración de la base de tiempo. El resultado es una disminución del ruido y una mejora de la resolución para señales de velocidad baja. En este caso.
hemos descrito los controles básicos que un principiante necesita conocer. Su osciloscopio puede tener otros controles para varias funciones. como se describe en la página 10. Tenga en cuenta que esta elección no causa diferencia alguna en las configuraciones con base de tiempo lento y solamente tiene efecto cuando el CAD no puede tomar muestras con suficiente rapidez para llenar el registro con los puntos de la forma de onda en una sola pasada. Conceptos Básicos de los Osciloscopios Analógicos y Digitales 41 .Los controles Métodos de Muestreo En osciloscopios digitales que pueden utilizar el muestreo de tiempo real o bien de tiempo equivalente. Algunas de éstas son: H H H H Cursores de medición Teclados para operaciones matemáticas o entrada de datos Capacidad de impresión Interfaz para la conexión del osciloscopio a un ordenador Mire las otras opciones que usted tiene disponibles y lea el manual de su osciloscopio para ilustrarse más sobre estos otros controles. Otros Controles Hasta ahora. los controles de adquisición le permitirán escoger cuál de ellos utilizar para la adquisición de señales.
Los controles 42 Conceptos Básicos .
Las dos mediciones más básicas que puede hacer son las de tensión y tiempo. 90% y 100% en la cuadrícula (ver figura 36) para ayudar a realizar mediciones del tiempo de subida. Casi una de cada dos mediciones está basada en una de estas dos técnicas fundamen tales. Observe las marcas en la pantalla estas marcas crean la cuadrícula. Saber cómo hacer estas mediciones manualmente le ayudará a entender y com probar las mediciones automáticas de los osciloscopios digitales. Esta sección trata de métodos para realizar mediciones visualmente con la pantalla del osciloscopio. Muchos osciloscopios también tienen marcas para 0%. La Pantalla Mire la pantalla del osciloscopio. Muchos osciloscopios digitales tienen programas internos de software que realizan estas mediciones automáticamente. Las indicaciones en los controles del osciloscopio (tales como volts/div y seg/ div) siempre se refieren a divisiones mayores. Las marcas de puntos en las líneas centrales vertical y horizontal de la cuadrícula (ver figura 36) se llaman divisiones menores.Técnicas de Medición Esta sección le enseña técnicas de medición básicas. Muchos osciloscopios muestran en la pantalla cuántos voltios representa cada división vertical y cuántos segundos representa cada división horizon tal. descritas en la página 46. Cada línea vertical y horizontal constituye una división mayor. Marcas del tiempo de subida 100 90 10 0% Marcas de la división menor División mayor Figura 36: Cuadrícula de un osciloscopio Conceptos Básicos de los Osciloscopios Analógicos y Digitales 43 . La cuadrícula suele estar formada por 8 x 10 divisiones. 10%.
Los cálculos para señales de CA son más complicados. pero lo importante aquí es que la medida de la tensión es el primer paso para calcular las demás cantidades. A partir de cualquiera de estas dos cantidades se puede calcular la tercera. La mejor forma de tomar la medición de tensión es ajustando la señal para cubrir la mayoría 44 Conceptos Básicos . pero no siempre. Debe tener cuidado al especificar a qué tensión se refiere. la cual suele ser el doble de Vp. Utilice la tensión RMS (tensión eficaz) (VRMS) para calcular la potencia de una señal de CA. El osciloscopio es un aparato utilizado principalmente para medir la tensión. Pico de tensión Tensión pico a pico Cero voltios Tensión Rms Figura 37: Tensión de pico y tensión de pico a pico La medición de tensión se toma contando el número de divisiones que una forma de onda ocupa en la escala vertical del osciloscopio. expresada en voltios. la ley de Ohm dice que la tensión entre dos puntos en un circuito es igual a la corriente multiplicada por la resistencia. Por ejemplo. entre dos puntos de un circuito.Técnicas de medición Medición de Tensión La tensión es la cantidad de potencial eléctrico. uno de estos puntos es conexión a tierra (cero voltios). Otra fórmula útil es la ley de potencia: la potencia de una señal de CC es igual a la tensión multiplicada por la corriente. basta con un cálculo más para medir otras cantidades. Ley de Ohm: Tensión = Corriente x resistencia Corriente = Tensión Resistencia Tensión Corriente Resistencia = Ley de potencia: Potencia = Tensión x corriente La figura 37 muestra la tensión de un pico (Vp) y la tensión de pico a pico (Vp-p). Normalmente. Una vez que haya medido la tensión. La tensión también puede medirse de pico a pico desde el punto máximo de una señal hasta su punto mínimo.
Los cursores son básicamente dos líneas horizontales para medir la tensión y dos líneas verticales para medir el tiempo. y a continuación.Técnicas de medición de la pantalla verticalmente. Medición de Tiempo y Frecuencia Las mediciones de tiempo se toman utilizando la escala horizontal del osciloscopio. las mediciones de tiempo son más precisas cuando se ajusta la porción de la señal que se desea medir en forma que cubra un área grande de la pantalla. La frecuencia es el valor recíproco del período. Por lo tanto. ancho de pulso y la sincronización de los pulsos. mayor precisión se obtiene al leerla. sin tener que contar las marcas de la cuadrícula. las cuales usted puede mover por la pantalla. Cuanto más espacio ocupe la imagen en la pantella. una vez que conozca el período. (Ver figura 39.) Conceptos Básicos de los Osciloscopios Analógicos y Digitales 45 . Las mejores medidas de tiempo se toman en la línea central horizontal de la cuadrícula que tiene las divisiones más pe queñas. Una lectura en la pantalla le muestra la tensión o el tiempo en la posición de los cursores. la frecuencia es simplemente uno dividido por el período. Tome las medidas de amplitud en la línea vertical central de la cuadrícula Figura 38: Tensión medida en la línea vertical central de la cuadrícula Muchos osciloscopios tienen cursores en la pantalla que le permiten tomar medidas automáticamente de la forma de onda en la pantalla. Las mediciones de tiempo incluyen la medición del período. tomando la medida a lo largo de la línea central vertical de la cuadrícula con las divisiones más pequeñas. Al igual que las mediciones de tensión.
Por regla general. el tiempo de subida se mide desde el 10% al 90% de la tensión total del pulso. Las medidas normales de pulso son el ancho del pulso y el tiempo de subida del pulso. Ver figura 40 para ver estos puntos de medición.Técnicas de medición Tome las medidas de tiempo en la línea horizontal central de la cuadrícula Figura 39: Tiempo medido en la línea horizontal central de la cuadrícula Medición de pulso y tiempo de subida En muchas aplicaciones. Por regla general. y la sincronización de los pulsos en un tren de pulsos es a menudo significativa. Los pulsos pueden sufrir distorsiones y hacer que un circuito funcione defectuosamente. el ancho de pulso se mide al 50% de la tensión total. los detalles de la forma del pulso son importantes. Esto también explica por qué la mayoría de los osciloscopios tienen marcas del 10% y del 90% en la pantalla. El tiempo de subida es la cantidad de tiempo que tarda un pulso en ir desde la tensión baja a la alta. Así se elimina cualquier irregularidad en las esquinas de transición del pulso. 46 Conceptos Básicos . El ancho del pulso es la cantidad de tiempo que el pulso tarda en ir desde la tensión baja a la alta y a la baja de nuevo.
deberá aprender cómo usar la retención de disparo y cómo ajustar el osciloscopio digital para capturar datos anteriores al disparo. Conceptos Básicos de los Osciloscopios Analógicos y Digitales 47 . El cambio de fase describe la diferencia de sincronización entre dos señales periódicas que de otra manera serían idénticas. (Este método solamente funciona si ambas señales son ondas sinusoidales. La fase de una onda es el tiempo que transcurre desde el principio de un ciclo hasta el principio del siguiente ciclo.Técnicas de medición Tiempo de subida 100% 90% Tiempo de bajada Tensión 50% Ancho de pulso 10% 0 Figura 40: Puntos de medición del tiempo de subida y del ancho de pulso Las mediciones de pulso a menudo necesitan que se realice una configura ción cuidadosa del disparo. La forma de onda resultante de esta configuración se llama figura de Lissajous (llamada así por el físico francés Jules Antoine Lissajous).) Esta configuración se llama medición XY porque tanto el eje X como el Y miden el trazado de tensión. puesto que le permite ver pe queños detalles de un pulso rápido. Esto implica captar una señal en el sistema vertical como de costumbre y después otra señal en el sistema horizontal.) Este modo de operación abre toda una nueva gama de técnicas de medición de cambio de fase. Medición de Cambio de Fase La sección de control horizontal puede tener también un modo XY que le permite mostrar una señal de entrada en vez de la base de tiempo en el eje horizontal. Para hacerse un experto en la captura de pulsos. Según la forma de la figura de Lissajous. La amplificación horizontal es otra característica útil para medir pulsos. Un método para medir el cambio de fase es utilizar el modo XY. como se describe antes en la sección de Controles. La figura 41 muestra figuras de Lissajous para varias relaciones de frecuencia y cambios de fase. medido en grados. se puede establecer la diferencia de fase entre dos señales o su relación de frecuencia. (En algunos osciloscopios digitales éste es el ajuste del modo de visualización.
reducir el ruido de una señal. Su operación pronto le resultará algo natural.Técnicas de medición Frecuencia de la relación X:Y 1:1 0 45 Desplazamiento de fase 90 180 270 360 1:2 0 1:3 0 1:4 0 1115 2230 45 6730 90 15 30 60 90 120 2230 45 90 135 180 Figura 41: Figuras de Lissajous ¿Qué Viene Después? Esta sección ha cubierto técnicas de medición básicas. Las técnicas de medición que va a utilizar depen derán de su aplicación. 48 Conceptos Básicos . Practi que utilizando el osciloscopio y leyendo más información sobre él. pero ha aprendido bastante para empezar. Otras técnicas de medición incluyen la configuración del osciloscopio para probar compo nentes eléctricos en una línea de ensamblaje. capturar señales transitorias fugaces y muchas otras que no mencionamos por cuestión de espacio.
Los ejercicios están divididos en dos partes.Ejercicios Escritos Esta sección contiene ejercicios escritos que cubren la información de este libro. Parte I y Parte II. La Parte I cubre la información presentada en las siguientes secciones: H H El osciloscopio Terminología del osciloscopio La Parte II cubre la información presentada en las siguientes secciones: H H H Configuración Los controles Técnicas de medición Conceptos Básicos de los Osciloscopios Analógicos y Digitales 49 .
Algo que opera con valores discretos. un ancho y un flanco de bajada. Las respuestas empiezan en la página 60. medido en bits. Un error intermitente en un circuito. Una medida de rendimiento que indica el flanco más rápido que un cierto osciloscopio puede representar con exactitud. 13. 2.Ejercicios escritos Parte 1 Ejercicios Los siguientes ejercicios cubren la información presentada en estas sec ciones: H H El osciloscopio Terminología del osciloscopio Compruebe lo que ha aprendido de la información de estas secciones haciendo este breve examen. 5. Una señal medida por el osciloscopio que solamente ocurre una vez. 10. 4. procesarlos y almacenarlos en la memoria. en grados. de una onda sinusoidal. 6. 3. Una forma de onda común que tiene un flanco de subida. 50 Conceptos Básicos . 7. 14. Ejercicio de Vocabulario Escriba al lado de cada término de la columna de la izquierda la letra de la definición correspondiente en la columna de la derecha. El proceso del osciloscopio que consiste en coleccionar puntos de muestra del CAD. 12. Los datos sin procesar de un CAD utilizados para calcular los puntos de registro. Término utilizado al referirse a los puntos. El número de veces que una señal se repite en un segundo. Algo que funciona con valores continuos. 15. Un valor digital almacenado que representa la tensión de una señal en un momento dado. 9. Término 1. 16. 11. Adquisición Análogo Ancho de banda Digital Frecuencia Espurio Período Fase Pulso Punto de registro Tiempo de subida Punto de muestra Base de tiempo Transitoria Resolución CAD Voltio Definición A B C D E F G H I J K L M N O P La unidad de diferencia de potencial eléctrico. El tiempo que una onda tarda en completar un ciclo. Un rango de frecuencia. Circuito del osciloscopio que controla la sincronización del barrido. 8. Una medida de rendimiento que indica la precisión de un CAD.
Con un osciloscopio se puede: a. d. Los osciloscopios analógicos no tienen un sistema de adquisición. 4. b. d. La sección vertical del osciloscopio hace lo siguiente: a. Todo lo anterior. b. c. b. b. Conceptos Básicos de los Osciloscopios Analógicos y Digitales 51 . mientras que los oscilos copios digitales primero convierten la tensión a valores digitales. Calcular la frecuencia de una señal. 1. 3. c. 5. 2. c. Indica la hora del día. Los osciloscopios analógicos no tienen menús en la pantalla. La tensión se indica en el eje vertical y el tiempo en el eje horizontal. Encontrar componentes eléctricos de funcionamiento defectuoso. Ajusta la escala vertical. d. Los osciloscopios analógicos miden datos analógicos mientras que los osciloscopios digitales miden dígitos. Empieza un barrido horizontal. Ajusta la cantidad de tiempo representada por el ancho de la pantalla. En la pantalla de un osciloscopio: a. Una traza horizontal recta significa que la tensión es constante. Los osciloscopios analógicos aplican una tensión de medición directamente al sistema de presentación. Atenúa o amplifica la señal de entrada. c. b. La diferencia entre los osciloscopios analógicos y los digitales es que: a. Le permite ajustar el brillo de la pantalla. Una traza diagonal recta significa que la tensión está cambiando a un ritmo constante. d. Algunas afirmaciones tienen más de una respuesta correcta. d. Analizar llamadas de pájaros. c.Ejercicios escritos Ejercicio Sobre el Uso del Osciloscopio Ponga un círculo alrededor de las mejores respuestas para cada afirmación. Adquiere puntos de muestra con un CAD. Todo lo anterior. Envía un pulso de reloj a la sonda. El control de la base de tiempo del osciloscopio hace lo siguiente: a.
Si explora el interior de un ordenador con un osciloscopio. b. 8. Al evaluar el rendimiento de un osciloscopio analógico. algunas de las cosas a tener en cuenta son: a. 52 Conceptos Básicos . Un período medido en segundos. Todo lo anterior. c. Un ancho de banda medido en hertzios. Trenes de pulsos. c. d. es posible que encuentre los siguientes tipos de señales: a. d. Todo lo anterior. d. La resolución CAD. Ondas sinusoidales. b. Todas las ondas repetitivas tienen las siguientes propiedades: a. La sensibilidad vertical. 7. c. b. El ancho de banda. Una frecuencia medida en hertzios. La velocidad de barrido.Ejercicios escritos 6. Ondas en rampa.
Un ajuste de sonda para sondas atenuadoras 10X que equilibra las características eléctricas de la sonda con las características eléctricas del osciloscopio. basándose en unos pocos puntos. Las líneas horizontales y verticales de una pantalla que sirven para medir las trazas del osciloscopio. 3. Toma a tierra Tiempo equivalente Cuadrícula Interpolación Tiempo real E F G H I 10. 9.Ejercicios Los siguientes ejercicios cubren información presentada en estas secciones: H H H Configuración Los controles Técnicas de medición Compruebe lo que ha aprendido de la información de estas secciones haciendo este breve examen. 8. Una técnica de procesamiento que consiste en unir los puntos por una línea" para establecer cómo es la forma de una onda veloz. o intensidad de la luz. Las respuestas empiezan en la página 60. en una señal eléctrica. 7. 6. la cual distorsiona una señal. Modo de promedio Carga del circuito Compensación Definición A B C La interacción no deliberada de la sonda y el osciloscopio con el circuito bajo prueba. 12. Ejercicio de vocabulario Escriba al lado de cada término de la columna de la izquierda la letra de la definición correspondiente en la columna de la derecha. Un dispositivo de prueba para introducir una señal a la entrada de un circuito. El método para conectar dos circuitos. Generador de señales J Barrido único Transductor K L Conceptos Básicos de los Osciloscopios Analógicos y Digitales 53 . 2. Un conductor que conecta la corriente eléctrica a tierra. 11. Un modo de disparo que inicia el barrido una vez y debe volver a configurarse para aceptar otro evento de disparo. Acoplamiento D 5. Un modo de muestreo en el que el osciloscopio digital construye una imagen de una señal repetitiva capturando un poco de información de cada repetición.Ejercicios escritos Parte II . Un modo de muestreo en el que el osciloscopio digital colecciona tantas muestras como pueda mientras ocurre la señal y después construye una visualización usando la interpolación si fuera necesario. Un dispositivo que convierte un estímulo físico específico como el sonido. presión. Término 1. esfuerzo. Una técnica de procesamiento utilizada por osciloscopios digitales para eliminar el ruido de una señal. 4.
5. Por razones de seguridad. Evitar tocar conexiones expuestas en un circuito bajo prueba. Alinear la traza de forma de onda con el eje horizontal de la pantalla de un osciloscopio analógico. Para alinear la traza con el eje horizontal de la pantalla. d. Algunas afirmaciones tienen más de una respuesta correcta. Para proporcionar un punto de referencia para tomar mediciones. Todo lo anterior. Todo lo anterior. c. Aprender a reconocer los componentes eléctricos potencialmente peligrosos. 2. c. d.Ejercicios escritos Ejercicio Sobre el Uso de Osciloscopios Ponga un círculo alrededor de las mejores respuestas para cada afirmación. La interacción de la sonda y el osciloscopio con el circuito bajo prueba. c. Es necesario compensar la sonda para: a. c. Equilibrar las características eléctricas de la sonda atenuadora 10X con el osciloscopio. Una sonda atenuadora 10X descompensada. incluso cuando la energía esté desconectada. Es necesario conectar a tierra un osciloscopio: a. 1. b. c. Detectar señales de ondas sinusoidales. Para operar un osciloscopio con seguridad. 54 Conceptos Básicos . Mejorar la exactitud de las mediciones. b. d. b. Poner demasiado peso en un circuito. El control de rotación de traza es útil para: a. usted debe: a. La carga del circuito viene causada por: a. Conectar a tierra el osciloscopio con un cable de potencia adecua do. 3. b. d. Convertir a escala las formas de onda en la pantalla. Prevenir daños al circuito bajo prueba. 4. Todo lo anterior. d. Una señal de entrada con una tensión demasiado alta. con enchufe de tres clavijas. b. Medir el ancho de pulso.
Conceptos Básicos de los Osciloscopios Analógicos y Digitales 55 . d. Todo lo anterior. La longitud de registro. d. c. c. La diferencia entre el modo de disparo automático y el normal es: a. En modo normal. El control de adquisición de un osciloscopio digital le permite especificar: a. 7. Ajustar el número de voltios que representa cada división. 10. En modo normal. Marcar un punto específico de una adquisición. Atenuar o amplificar una señal de entrada. Hace que aparezca una representación horizontal en la pantalla. b. Convertir una forma de onda a escala vertical. Cómo los puntos de muestra son procesados para formar puntos de registro. El disparo es necesario para: a. 9. la pantalla permanece en blanco. b. b. d. Desconecta la señal de entrada del osciloscopio. el osciloscopio solamente barre una vez y des pués para. El modo de operación del osciloscopio utilizando modo de mues treo de tiempo real o de tiempo equivalente para coleccionar puntos de muestra. el osciloscopio solamente barre si la señal de entrada alcanza el punto de disparo. 8. Todo lo anterior. d. c. Todo lo anterior. Ajustar a tierra el acoplamiento de entrada vertical hace lo siguiente: a. El control de voltios por división se utiliza para: a. Le permite ver dónde se encuentra el punto de cero voltios en la pantalla. b. c. Capturar formas de onda de un solo impulso. c. El modo automático hace que el osciloscopio barra continuamente incluso sin ser disparado.Ejercicios escritos 6. d. de lo contrario. Todo lo anterior. Estabilizar las formas de onda repetitivas en la pantalla. b. Colocar una forma de onda verticalmente.
56 Conceptos Básicos .1 ms.1 kHz. d. Al 50% de la tensión máxima del pulso. b. Al 90% de la tensión máxima del pulso.5 milivoltios de pico a pico. El modo de operación envolvente. El modo de adquisición que reduce mejor el ruido en una señal repetiti va es: a. b. Mediciones de tensión y pulso. 13. la cantidad de tiem po representada por el ancho de la pantalla es: a. 8 voltios de pico a pico. 4 voltios de pico a pico. Las dos mediciones más básicas que se pueden tomar con un oscilos copio son: a. la señal más grande que puede caber en la pantalla (suponiendo que la pantalla es de 8 x 10 divisiones) es: a. c. El modo de detección de picos. d. b. c. b. b. 1 segundo. Mediciones de tiempo y tensión. Al 10% y al 90% de la tensión máxima del pulso. Mediciones de tiempo y frecuencia. d. Al 10% de la tensión máxima del pulso. d. El modo de promedio. 62. 12.Ejercicios escritos 11. Mediciones de ancho de pulso y cambio de fase. 1 ms. el ancho de pulso se mide: a.5 voltios de pico a pico. 0. 15. 0. 0. Por regla general. Si los segundos/división están ajustados a 0. d.1 ms. Si los voltios/división están ajustados a 0. El modo de muestreo. c. c. c. 14.5.
c. b. Comprobar que el osciloscopio está configurado para disparar en el canal de entrada que esté utilizando. Poner el modo de disparo en automático ya que el modo normal muestra la pantalla en blanco. Comprobar que el osciloscopio está configurado para mostrar el canal al que está conectada la sonda. d. Conceptos Básicos de los Osciloscopios Analógicos y Digitales 57 . Si conecta una sonda al circuito bajo prueba y la pantalla se mantiene en blanco. Comprobar que la intensidad de la pantalla es suficiente.Ejercicios escritos 16. e. usted debe: a. Ajustar el acoplamiento de entrada vertical a CA y ajustar los voltios/ división a su valor más grande ya que una señal grande de CC puede exceder el bordo superior o inferior de la pantalla. f. Comprobar que la sonda no tiene un cortocircuito y asegurarse de que está conectada a tierra adecuadamente.
Ejercicios escritos 58 Conceptos Básicos .
Conceptos Básicos de los Osciloscopios Analógicos y Digitales 59 .Respuestas a los ejercicios escritos Las respuestas a los ejercicios escritos están al dorso de esta hoja.
2. H B D 7. 14. 15. I K B A Parte I: Respuestas al ejercicio sobre el uso del osciloscopio 1. G F H P 13. 3. 6. 4. 12. 8. 16.Respuestas a los ejercicios escritos Respuestas a los ejercicios escritos Parte I: Respuestas al ejercicio de vocabulario 1. J I C 10. D A. 12. 6. D A.C. 8. 10. L M O N 5.D 3. 2. 6. 3. 9. C A. 7. 11. 2. 2. F K E Parte II: Respuestas al ejercicio sobre el uso del osciloscopio 1. 5. 12. 4. C B B G 60 Conceptos Básicos .D Parte II: Respuestas al ejercicio de vocabulario 1.B. 16.C D D B 13. 8. 14. 6. 7.D D D 9. 11. 15. B. 4.B B A. G A L 4. D A. 3. 10. 8. D B.C 5. D C 5. 11.B 7. D J E C 9.
Glosario Acoplamiento El método de conectar dos circuitos. Amplitud La magnitud de una cantidad o fuerza de una señal. Atenuación Una disminución de la tensión de una señal durante su transmisión desde un punto a otro. Base de tiempo Circuito del osciloscopio que controla la sincronización del barrido. La base de tiempo se ajusta mediante el control de segundos/división. de izquierda a derecha. CAD (Convertidor analógico-digital) Un componente electrónico digital que convierte una señal eléctrica en valores binarios discretos. CC (Corriente Continua) Una señal con tensión y corriente constantes. Carga del circuito La interacción no deliberada de la sonda y el osciloscopio con el circuito bajo prueba. Compensación Un ajuste de sonda para sondas 10X que equilibra la capacitancia de la sonda con la capacitancia del osciloscopio Conceptos Básicos de los Osciloscopios Analógicos y Digitales G1 . Barrido Una pasada horizontal del haz de electrones de un osciloscopio. a lo largo de la pantalla del TRC. CA (Corriente alterna) Una señal en la que la corriente y la tensión varían siguiendo un modelo repetitivo a lo largo del tiempo. los circuitos conectados me diante un condensador o un transformador son acoplados indirecta mente (o por CA). la cual distorsiona una señal. la amplitud suele referirse a la tensión o a la potencia. Ancho de banda Un rango de frecuencia. Los circuitos conectados con un alambre son acoplados directamente. Barrido único Un modo de disparo para visualizar una pantalla completa de una onda y después pararla. En electrónica.
Gigahertzio (GHz) 1. una unidad de frecuencia.000 hertzios. 2. Fase El tiempo que transcurre desde el principio de un ciclo hasta el principio del siguiente ciclo. Cuadrícula Las líneas de una pantalla para medir los trazados en un osciloscopio. La frecuencia es igual a 1/período. Frecuencia El número de veces que una señal se repite en un segundo.000.000. G2 Conceptos Básicos . Una conexión conductora mediante la cual un circuito o equipo eléctrico se conecta a tierra para establecer y mantener un nivel de tensión de referencia. Espurio Un error intermitente en un circuito. Enfoque El control del osciloscopio que ajusta el haz de electrones del TRC para producir la nitidez de la imagen. Generador de señales Un dispositivo de prueba para introducir una señal en la entrada de un circuito. Forma de onda Una representación gráfica de una tensión que varía con el tiempo. de una señal. El osciloscopio lee luego la salida del circuito. El punto de referencia de tensión de un circuito. Envolvente El contorno descrito por los picos más altos y más bajos adquiridos a lo largo de muchas repeticiones. Detección de picos Un modo de adquisición para osciloscopios digitales que permite ver los puntos extremos. Eje Z La señal que en un osciloscopio controla el brillo del haz de electrones mientras se forma la traza. Disparo El circuito que inicia un barrido horizontal en un osciloscopio y que determina el punto inicial de una forma de onda. altos y bajos. medida en hertzios (ciclos por segundo). medido en grados. División Marcas de medición en la cuadrícula del TRC del osciloscopio. Cursor Un marcador en la pantalla que se puede alinear con la forma de onda para tomar medidas exactas.Glosario Conexión a tierra 1.
000 hertzios. Kilohertzio (kHz) 1. Muestreo de tiempo equivalentes Un modo de muestreo en el que el osciloscopio construye una imagen de una señal repetitiva capturando un poco de información de cada repetición. Onda cuadrada Una forma común de onda que consiste en pulsos cuadrados repetidos. Longitud de registro El número de puntos de una forma de onda utilizados para crear el registro de una señal. una unidad de frecuencia. Megahertzio (MHz) 1.000 hertzios.000000001 segundos. Nanosegundo (ns) Una unidad de tiempo equivalente a 0. una unidad de frecuencia. Modo de operación alternado Un modo de operación de visualización en el que el osciloscopio com pleta el trazado de un canal antes de empezar el trazado de otro canal. la unidad de frecuencia. Conceptos Básicos de los Osciloscopios Analógicos y Digitales G3 . Nivel de disparo El nivel de tensión que una señal fuente de disparo debe alcanzar antes de que el circuito de disparo inicie un barrido. Muestreo de tiempo real Un modo de muestreo en el que el osciloscopio colecciona el mayor número posible de muestras mientras ocurre la señal.000. Microsegundo (ms) Una unidad de tiempo equivalente a 0.001 segundos. Milisegundo (ms) Una unidad de tiempo equivalente a 0. Megamuestras por segundo (MS/s) Una unidad de velocidad de muestreo igual a un millón de muestras por segundo. Modo de operación troceado Un modo de operación de visualización en el que se trazan pequeñas partes de cada canal de manera que puedan aparecer en la pantalla más de una forma de onda simultáneamente. Interpolación Una técnica de procesamiento que consiste en unir los puntos por una línea" para estimar la forma de una onda veloz.000001 segundos.Glosario Hertzio (Hz) Un ciclo por segundo. basándose en unos pocos puntos.
Los puntos de registro se calculan a partir de puntos de muestra que después son almacenados en la memoria. Pico (Vp) El nivel máximo de tensión medido desde un punto de referencia cero. la relación de una distancia vertical con respecto a una distancia horizontal. Ruido Una tensión o corriente no deseada en un circuito. Promediado Una técnica de procesamiento utilizada por los osciloscopios digitales para eliminar el ruido de una señal. Osciloscopio Un instrumento para hacer visibles los cambios de tensión en función del tiempo. Retención de disparo Un control que inhibe el circuito de disparo para que no busque un nivel de disparo durante un tiempo especificado después del final de la forma de onda. G4 Conceptos Básicos . ya que los osci loscopios a menudo se utilizan para medir tensiones oscilantes. Pantalla La superficie de un TRC sobre la que se produce una imagen visible. Punto de forma de onda Un valor digital que representa la tensión de una señal en un momento dado. Punto de muestra Los datos sin procesar de un CAD utilizados para calcular los puntos de registro. el área de visualización. Pulso Una conformación de onda común que tiene un flanco de subida. generalmente dos veces el nivel Vp. RMS Raíz media cuadrática. El período es igual a 1/frecuencia. un ancho y un flanco de bajada. Pendiente En un gráfico o pantalla de un osciloscopio.Glosario Onda sinusoidal Una forma común de onda curva que está definida matemáticamente. Pico a pico (Vp-p) La tensión medida desde el punto máximo de una señal hasta su punto mínimo. mientras que una pendiente negativa disminuye de izquierda a derecha. Período El tiempo que tarda una onda en completar un ciclo. La palabra osciloscopio viene de oscilar". Una pendiente positiva aumenta de izquierda a derecha.
en una señal eléctrica. Voltio La unidad de diferencia de potencial eléctrico. Conceptos Básicos de los Osciloscopios Analógicos y Digitales G5 . Transductor Un dispositivo que convierte una cantidad física específica como el sonido. Traza Las formas visibles dibujadas en un TRC por el movimiento de un haz de electrones. esfuerzo. presión. expresada en voltios. Transitoria Una señal medida por un osciloscopio que solamente ocurre una vez (también llamada un evento transitorio). Sonda Un dispositivo de entrada de un osciloscopio que normalmente tiene una punta de metal para hacer contacto eléctrico con un elemento de un circuito y un cable flexible para transmitir la señal al osciloscopio. Tiempo de subida El tiempo que tarda el flanco ascendente de un pulso en subir desde sus valores mínimos a sus máximos (normalmente medidos desde el 10% al 90% de estos valores).Glosario Solo impulso Una señal medida por un osciloscopio que solamente ocurre una vez (también llamada un evento transitorio). La pantalla de televisión es un TRC. Toma a tierra Un conductor que disipa grandes corrientes eléctricas en la tierra. TRC (Tubo de rayos catódicos) Un tubo de haz de electrones en el que el haz puede enfocarse en una pantalla luminiscente y variar en posición e intensidad para producir una imagen visible. o intensidad de la luz. entre dos puntos. Tensión La diferencia de potencial eléctrico. Velocidad de barrido Lo mismo que la base de tiempo.
Glosario G6 Conceptos Básicos .
Índice I4 Conceptos Básicos .
Documents Similar To Conceptos_Basicos_Osciloscopios

References: Resolución 
 Resolución 
 resolución 
 resolución 
 Resolución 
 resolución