Source: https://www.scribd.com/document/37113306/Conceptos-Basicos-Osciloscopios
Timestamp: 2017-10-22 15:41:01+00:00

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. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Medición de Tiempo y Frecuencia . . . . . . Modos de Adquisición . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Operaciones Matemáticas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Selección de La Base de Tiempo . . . . . Medición de pulso y tiempo de subida . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Visualización Alterna y de Troceado . . . . . . . . . Inversión de Canal . . . Otros Controles . . . . . . . . Posición y Segundos por División . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Medición de Cambio de Fase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Nivel de Disparo y Pendiente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Respuestas a los ejercicios escritos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Controles Verticales . . . . . . . . . . . . . . . . . Métodos de Muestreo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Acoplamiento de Entrada . Controles de Disparo . . ¿Qué Viene Después? . . . . . . . Indice . . . . . Modo XY . . . . . . . . . . . . . . . . . Ejercicios Escritos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Controles Horizontales . . . . . . . . . . . . . . . Dónde Comunicar la Pinza de Toma a Tierra . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Modos de Disparo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Compensación de la Sonda . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Controles de Presentación . . . . . . . . . . Glosario . . . . . . . . . Uso de la Sonda de Corriente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Amplificación . . . . . Medición de Tensión . . . . . . . . . . . . . . . . . . Controles de Adquisición para Osciloscopios Digitales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Acoplamientos de Disparo . Cómo Activar y Desactivar el Sistema de Adquisición . . . . . Retención del Disparo . . . . . . . . . . . . . . . . . La Pantalla . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Fuentes de Disparo . . . . Posición del Disparo . . Límite de Ancho de Banda . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Posición y Voltios por División . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Indice de Contenido Uso de la Sonda Activa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Los Controles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Técnicas de Medición . . . . . .
. . . . . . . . . Figura 30: Controles horizontales . . . . . . . . . . . . Figura 5: Formas de onda mostradas por osciloscopios digitales y analógicos . . . . . Figura 25: Los efectos de una sonda mal compensada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Figura 24: Una sonda pasiva típica con accesorios . . . 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 9: Muestreo de tiempo real . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Figura 3: Panel frontal del osciloscopio digital TDS 320 . . . . . . . . . . . . . . . Figura 36: Cuadrícula de un osciloscopio . . . . . . . . . . . . . . . Figura 19: Grados de la onda sinusoidal . . . . . . . . . . . . . . . . Figura 10: Interpolación lineal y sinusoidal . . . . . . . Figura 6: Diagrama de bloque del osciloscopio analógico . . . . . . . . . . . . . . . . Figura 12: Formas comunes de onda . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Figura 26: Controles verticales . . . . . . . .Figuras Figura 1: Componentes X. . . . . . . . . . Figura 17: Formas de escalón. . . . . . Figura 21: Tira típica de toma a tierra para llevar en la muñeca . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Figura 28: Modos de visualización de canal múltiple . . . . . . . . . . . Figura 35: Ejemplo de un menú de adquisición . . . . Figura 8: Diagrama de bloque del osciloscopio digital . . . . . . Figura 32: Imágenes sin disparo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Figura 18: Frecuencia y período . Figura 31: Controles de disparo . . . . . . . . . . . . Y y Z de una forma de onda en pantalla Figura 2: Panel frontal del osciloscopio analógico TAS 465 . . . . . . . . . . . . . Figura 22: Secciones de control del panel frontal de un osciloscopio . . . . . . . . . pulso y tren de pulsos . . Figura 16: Ondas en dientes de sierra y rectangulares . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Figura 37: Tensión de pico y tensión de pico a pico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Figura 27: Acoplamiento de entrada de CA y CC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Figura 4: Datos científicos recopilados por un osciloscopio . . . . . . Figura 13: Fuentes de formas comunes de onda . . . . . . Figura 23: Red típica de relación 10 a 1 de sonda/osciloscopio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Figura 20: Desplazamiento de fase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Figura 15: Ondas cuadradas y rectangulares . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Figura 29: Suma de canales . . . . . . Figura 11: Muestreo de tiempos equivalentes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Figura 33: Disparos sobre pendiente positiva y negativa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Figura 14: Ondas sinusoidales y sinusoidales amortiguadas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Figura 7: El disparo estabiliza una forma de onda repetitiva . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Figura 34: Retención de disparo . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . Figura 41: Figuras de Lissajous . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Figura 40: Puntos de medición del tiempo de subida y del ancho de pulso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Figuras Figura 38: Tensión medida en la línea vertical central de la cuadrícula . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Figura 39: Tiempo medido en la línea horizontal central de la cuadrícula . . . . . 45 46 47 48 vi Conceptos Básicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Luego. Este libro es una herramienta útil en clase. Después de leer este libro. Le permite observar" las señales eléctricas. Puede obtener copias individuales mediante el pedido de la parte número 070-8819-01. Los osciloscopios le permiten ver" eventos que ocurren en una fracción de segundo. puede observar y estudiar con un osciloscopio. técnico. busque su definición en el glosario al final. partículas en vibración. puede utilizarlos. Energía. Incluye vocabulario y ejercicios de elección múltiple sobre la teoría y los controles del osciloscopio. 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. ¿Por Qué Leer Este Libro? Si usted es científico. lea este libro para adquirir un buen conocimiento de los aspectos fundamentales del osciloscopio. Si es la primera vez que utiliza un osciloscopio. ingeniero. lea el manual incluido con su osciloscopio para obtener información específica sobre su uso en el trabajo. ¿Necesita Más Copias? Para obtener copias adicionales del libro. Ciertos sensores pueden convertir estas fuerzas en señales eléctricas que Ud. solicítelas a través de su represen tante local de Tektronix.Introducción El osciloscopio es una herramienta esencial si piensa diseñar o reparar equipos eléctricos. o aficionado a la electrónica. Conceptos Básicos de los Osciloscopios Analógicos y Digitales 1 . debe saber como se usa un osciloscopio. y otras fuerzas invisibles están presentes en todo nuestro universo físico. El libro se enfoca en la enseñanza de los osciloscopios. su funcionamiento y la forma en que Ud. Los conceptos aquí presentados le proporcionan un buen punto de partida.
Pittsfield. En los EE.S.UU. también puede llamar a Tektronix National Marketing Center al número gratuito: 1-800-426-2200 2 Conceptos Básicos .. MA 01201 U. P Box 1520 .Introducción Para Más Información Si tiene comentarios o preguntas sobre el contenido de este libro.A. escriba a: Tektronix. Inc.O.
Este gráfico sencillo le puede decir mucho sobre una señal. Por ejemplo: H H H H H H Puede determinar los valores de tiempo y tensión de una señal. La intensidad o luminosidad de la visualización a veces se llama eje Z.El Osciloscopio ¿Qué es un osciloscopio?. Puede ver las piezas móviles" de un circuito representado por la señal. El osciloscopio es básicamente un dispositivo de presentación de gráficos dibuja un gráfico de una señal eléctrica. Puede calcular la frecuencia de una señal oscilante. (Ver figura 1). Y y Z de una forma de onda en pantalla Conceptos Básicos de los Osciloscopios Analógicos y Digitales 3 . Puede averiguar cuánta corriente continua (CC) y corriente alterna (CA) configuran una señal. Y (tensión) Y (tensión) X (tiempo) Z (intensidad) Z (intensidad) X (tiempo) Figura 1: Componentes X. ¿qué se puede hacer con él? y ¿cómo funciona? Esta sección responderá estas preguntas fundamentales. Puede ver si un componente defectuoso está distorsionando la señal. 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. Puede determinar cuánto ruido hay en una señal y si el ruido cambia con el tiempo. En la mayoría de las aplica ciones.
horizontal. Trate de localizar estas sec ciones del panel frontal en las figuras 2 y 3 y en su osciloscopio. Figura 2: Panel frontal del osciloscopio analógico TAS 465 4 Conceptos Básicos . También hay controles de presen tación de la imagen y conectores de entrada. excepto que tiene una cuadrícula dibujada en la pantalla y más controles que un televisor.El osciloscopio El osciloscopio se parece mucho a un televisor pequeño. y disparo. El panel frontal de un osciloscopio normalmente tiene secciones de control divididas en vertical.
tal como el sonido. un micrófono es un transductor. Un investigador médico utiliza el osciloscopio para medir las ondas cerebrales. Por ejemplo. la presión.El osciloscopio Figura 3: Panel frontal del osciloscopio digital TDS 320 ¿Qué Se Puede Hacer con El? Mucha gente. la luz. Un ingeniero mecánico utiliza el osciloscopio para medir las vibraciones de un motor. o el calor. La utilidad de un osciloscopio no está limitada al mundo de la electrónica. utiliza los osciloscopios. desde técnicos de reparación de televisores hasta físicos. Un transductor es un dispositivo que emite una señal eléctrica como respuesta a la energía física. Con un transductor adecuado. Las posibilidades no tienen límite. un osciloscopio puede medir toda clase de fenómenos. Son indispensables para cualquier persona que diseñe o repare equipos electrónicos. Fuente de luz Célula fotoeléctrica Figura 4: Datos científicos recopilados por un osciloscopio Conceptos Básicos de los Osciloscopios Analógicos y Digitales 5 . el esfuerzo mecáni co.
Pueden procesar los datos de la forma de onda digital o enviarlos a un ordenador para ser procesados. El equipo analógico funciona con tensiones continuamente variables. Así se obtiene una imagen inmediata de la forma de onda. 6 Conceptos Básicos . Por ejemplo. Los osciloscopios también son de tipo analógico o digital. 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. trazando la forma de onda en la pantalla. A menudo. por el contrario. 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. 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. los osci loscopios digitales pueden almacenar los datos de la forma de onda digital para ser visualizados o impresos posteriormente. No obstante. Los osciloscopios digitales permiten capturar y ver eventos que pueden ocurrir solamente una vez. un reproductor de discos compactos es un dispositivo digital. la gente prefiere los osciloscopios analógicos cuando es impor tante visualizar señales que varían rápidamente en "tiempo real" (o a medi da que ocurren). una platina portadiscos de fonógra fo convencional es un dispositivo analógico. se puede utilizar tanto un osciloscopio analógico como uno digital. El osciloscopio digital. A continuación. cada tipo posee características únicas que lo hacen más o menos apropiado para trabajos específicos. el osciloscopio usa esta información para reconstruir la forma de onda en la pantalla. La tensión desvía el haz proporcionalmente hacia arriba y hacia abajo.El osciloscopio Analógico y Digital Hay dos tipos de equipos electrónicos: el analógico y el digital. mientras que el equipo digital funciona con números binarios discretos que pueden repres entar muestras de tensión. Además.
(Un haz de electro nes al golpear el fósforo dentro del TRC crea el punto luminoso. La figura 6 es un sencillo diagrama de bloques que muestra cómo el oscilosco pio analógico presenta la señal que se está midiendo. 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). un atenuador reduce la tensión de la señal o un amplificador la aumenta. El Osciloscopio Analógico Cuando la sonda de un osciloscopio se conecta a un circuito. Conceptos Básicos de los Osciloscopios Analógicos y Digitales 7 . Los osciloscopios analógicos son algo más sencillos en concepto y por ello están descritos primero. No obstante. la señal se desplaza directamente a las placas deflectoras verticales del tubo de rayos catódicos (TRC). algunos de sus sistemas internos son parecidos. la señal de tensión se desplaza por la sonda al sistema vertical del osciloscopio.El osciloscopio ¿Cómo Funciona el Osciloscopio? Para entender mejor los controles. Luego. 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. para luego presentar la descripción de los osciloscopios digitales. hay que saber algo más de cómo un osciloscopio muestra una señal.) Una ten sión positiva hace que el punto se mueva hacia arriba mientras una tensión negativa hace que el punto se mueva hacia abajo.
el osciloscopio digital contiene sistemas de procesamiento de datos adicionales. así como también el disparo sobre un solo evento. el punto luminoso puede barrer la pantalla hasta 500. 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. 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. 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.000 veces por segundo. A altas velocidades.) Con estos sistemas adicionales. no obstante. 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. Muchos barridos en rápida secuencia hacen que el movimiento del punto luminoso parezca una línea continua. El Osciloscopio Digital Algunos de los sistemas del osciloscopio digital son iguales a los del osci loscopio analógico. La base de tiempo. El disparo es necesario para estabilizar la señal repetitiva.El osciloscopio La señal se desplaza también al sistema de disparo para empezar o dispa rar un barrido horizontal". Utilice el control seg/div para fijar la cantidad de tiempo por división representada horizontalmente en la pantalla. el ajuste de los controles de enfoque y de intensidad permite crear una imagen nítida. el osciloscopio digital reúne datos de toda la forma de onda y luego los muestra en la pantalla. Utilice el nivel de disparo para estabilizar una señal repetitiva. Presentación sin disparo Presentación con disparo Figura 7: El disparo estabiliza una forma de onda repetitiva En conclusión. 8 Conceptos Básicos . (Ver figura 8. H H Además. De esta manera se asegura que el barri do empiece en el mismo punto que la señal repetitiva. como se muestra en la figura 7. El disparo del osciloscopio. La acción de barrido horizontal y la acción de deflexión vertical trazan con juntamente un gráfico de la señal en la pantalla. resultando así en una imagen definida.
El reloj de muestra del sistema horizontal determina con qué frecuencia el CAD toma las muestras. el sistema vertical ajusta la amplitud de la señal. La pantalla recibe estos puntos de registro una vez que han sido almacenados en la memoria. El sistema de disparo deter mina los puntos de comienzo y final del registro. y se mide en muestras por segundo.El osciloscopio Cuando se conecta la sonda de un osciloscopio digital a un circuito. es posible que tenga lugar algún procesamiento adicional de los puntos de muestreo con el fin de mejorar la imagen. La velocidad a que marcha el reloj se llama velocidad de muestreo. tal como lo hace el oscilosco pio analógico. El conjunto de puntos de la forma de onda constituye un registro de la forma de onda. Según las características de su osciloscopio. Luego. El número de puntos de la forma de onda utilizados para formar el registro se llama longitud del registro. 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. Los puntos de muestreo del CAD están almacenados en la memoria como puntos de la forma de onda. Quizás tenga predisparo disponible lo cual le permite ver eventos antes del punto de disparo. Estos puntos de la forma de onda pueden estar constituídos por uno o más puntos de muestreo. 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 .
Para señales de un solo impulso o señales transitorias hay que utilizar la técnica de muestreo de tiempo real. 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. Puede construir. 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. La interpolación lineal simplemente conecta puntos de muestra con líneas rectas. No obstante.El osciloscopio Básicamente. en algún tiempo. es necesario ajustar las configuraciones vertical. una imagen de la forma de onda siempre que la señal se repita (modo de muestreo de tiempo equivalente). Para señales que cambian lentamente. Métodos de Muestreo El método de muestreo dicta la forma en que el osciloscopio digital debe reunir los puntos de muestra. (Ver figura 9). se calculan los puntos para llenar el tiempo entre las muestras reales. La interpolación es una técnica de procesamiento usada para estimar la forma de onda. basándose en unos pocos puntos. La interpolación sin x sobre x es un proceso matemático similar al sobremuestreo" utilizado en reproduc tores de discos compactos. con un osciloscopio digital al igual que con uno analógico. La interpolación une los puntos con una línea". el osciloscopio reúne fácilmente un número de puntos de muestra más que suficiente para construir una imagen precisa de la señal. Utilizando este 10 Conceptos Básicos . H Muestreo de Tiempo Real con Interpolación Los osciloscopios digitales utilizan el muestreo de tiempo real como el método estándar de muestreo. En muestreo de tiempo real. para señales más rápidas (la rapidez depende de la velocidad máxima de mues treo del osciloscopio) el osciloscopio no puede reunir suficientes muestras. La interpolación sinusoidal (o interpolación sin x sobre x) conecta los puntos de muestra con curvas (ver figura 10). el osciloscopio reúne tantas muestras como sea posible mientras ocurre la señal. Con la interpolación sinusoidal. horizontal y de disparo para tomar una medida.
reproducidas con precisión. Con el muestreo de tiempo secuencial los puntos apare cen de izquierda a derecha en secuencia.El osciloscopio proceso. con el muestreo de tiempo al azar los puntos aparecen sin un orden definido en la forma de onda. en el caso del reproductor de discos compactos. Se ve la forma de onda construyéndose poco a poco como una hilera de luces encendién dose una por una. El muestreo de tiempo equivalente construye una imagen de una señal repetitiva captando un poco de información de cada repetición (ver figura 11). 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 . una señal de la cual se toman muestras sólo unas pocas veces en cada ciclo se puede visualizar con precisión o. 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.
El ciclo de una onda es la porción de la onda que se repite. Esta sección describe algunos términos útiles de medición además de los términos de funcionamiento del osciloscopio. La conformación de onda dice mucho de una señal. La figura 12 muestra formas comunes de onda y la figura 13 muestra algunas fuentes comunes de formas de onda. Los ángulos agudos en la forma de onda significan cambios bruscos. se sabe que no hay cambio durante aquel período de tiempo. Siempre que se vea un cambio en la altura de una forma de onda. y ondas de tensión son todos patrones repetitivos.Terminología del Osciloscopio El aprendizaje de una habilidad nueva supone a menudo el aprendizaje de vocabulario nuevo. La forma de onda de tensión muestra el tiempo sobre el eje horizontal y la tensión sobre el eje vertical. Las líneas rectas diagonales significan un cambio un incremento o una reducción de tensión a una velocidad uniforme. La forma de onda es la representación gráfica de una onda. ondas del océano. se sabe que ha ocurrido un cambio de tensión. El osciloscopio mide las ondas de tensión eléctrica. 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 . Siempre que haya una línea recta horizontal. ondas cerebrales. Términos de Medición El término genérico para un patrón que se repite a lo largo del tiempo es onda ondas de sonido. Esto es cierto también en el aprendizaje del manejo del osciloscopio.
(CA significa corriente alterna. Los circuitos del televisor.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. y los ordenadores suelen utilizar las ondas cuadradas para las señales temporizadoras. 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. 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. CC significa corriente continua. Esto es especialmente interesante al analizar los circuitos digitales. 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. Básicamente. La tensión en su enchufe de pared varía como una onda sinusoidal. 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. La figura 14 muestra ejemplos de una onda sinusoidal y una onda sinusoi dal amortiguada. una onda cuadrada es una tensión que se enciende y apaga (o sube y baja) a interva los regulares.) La onda sinusoidal amortiguada es un caso especial que se puede ver en un circuito que oscila pero que disminuye en el tiempo. como la que produce una batería. La tensión también es alterna. La mayoría de las fuentes de CA producen ondas sinusoidales. Las señales de prueba producidas por el circuito oscilador de un generador de señales a menudo son ondas sinusoidales. Conceptos Básicos de los Osciloscopios Analógicos y Digitales 15 .
como se vería al encender un interruptor.Terminología del osciloscopio La figura 15 muestra ejemplos de ondas cuadradas y rectangulares. Escalón Pulso Tren de pulsos Figura 17: Formas de escalón. El pulso indica lo que se vería si se encendiera y después se apagara un interruptor. La figura 16 muestra ejemplos de onda en dientes de sierra y de onda triangular. Puede representar un bit de información pasando por un circuito de ordenador o puede representar un espurio (un defecto) en un circuito. Esta transición se llama rampa. 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. pulso y tren de pulsos 16 Conceptos Básicos . Los pulsos son comunes en los equipos de rayos X y de comunicaciones. La transición entre los niveles de tensión de estas ondas cambia a una velocidad constante. El escalón indica un cambio brusco en la tensión. La figura 17 muestra ejemplos de formas de escalón y de pulsos. y un tren de pulsos. tales como el barrido horizontal de un osciloscopio analógico o la exploración de trama de un televisor. Una serie de pulsos que viajan juntos crean un tren de pulsos. Los componentes digitales en un ordenador se comunican entre sí por medio de pulsos. 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.
la palabra amplitud se refiere a la tensión máxi ma de una señal medida desde tierra o tensión cero. pero no siempre quizás quiera medir la ten sión del pico máximo al pico mínimo de una forma de onda. Comúnmente. 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. Una señal que se repite también tiene un período esto es la cantidad de tiempo necesario para completar un ciclo. Uno de estos puntos suele ser una toma a tierra (tensión cero). de manera que 1/período es igual a la frecuencia y 1/frecuencia es igual al período.Terminología del osciloscopio Medición de las Formas de Onda Se utilizan muchos términos para describir los tipos de medida que toma su osciloscopio. Esta sección describe algunas de las medidas y términos más comunes. 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). El período y la frecuencia son recíprocos uno del otro. 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. Conceptos Básicos de los Osciloscopios Analógicos y Digitales 17 . llamada tensión pico a pico. Por ejemplo. la onda sinusoidal en la figura 18 tiene una frecuencia de 3 Hz y un período de 1/3 de segundo. tiene una frecuencia. Frecuencia y Período Si una señal se repite.
separados por 1/4 de ciclo exactamente (360°/4 = 90°). Los cambios de fase son comunes en la electrónica. como se ve en la figura 19. 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. 18 Conceptos Básicos . puesto que las ondas alcanzan puntos simi lares en sus ciclos. El entendimiento de estos términos le ayudará a evaluar y comparar su osciloscopio con otros modelos. en sus demás aspectos similares. En la figura 20. Utilizando los grados. Un ciclo de una onda sinusoidal tiene 360°. 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. Las ondas sinusoidales están basadas en un movimiento circular y un círculo tiene 360°. se dice que la forma de onda denominada corriente" está 90° fuera de fase con respecto a la forma de onda denominada tensión".Terminología del osciloscopio Fase La mejor forma de explicar la fase es viendo la onda sinusoidal. se puede referir al ángulo de fase de una onda sinusoidal cuando quiera describir cuánto ha transcurrido del período.
7% de la señal de onda sinusoidal aplicada. la capacidad del oscilos copio para responder con precisión disminuye. permitiéndole ver la imagen con toda nitidez. A medida que aumenta la frecuencia de la señal. un término basado en la escala logarítmica. el ancho de banda indica la frecuencia en la cual la señal mostrada se reduce a un 70. La velocidad máxima de barrido de un oscilosco pio se suele dar en nanosegundos/div. esta especificación indica la velocidad máxima a que el trazado puede barrer la pantalla. Se suele indicar como un porcentaje de error. El osciloscopio no puede mostrar con exactitud pulsos cuyo tiempo de subida sea más rápido que el tiempo de subida especificado para el osciloscopio.Terminología del osciloscopio Ancho de Banda Las especificaciones de ancho de banda indican el rango de frecuencias que el osciloscopio puede medir con exactitud. Velocidad de Muestreo En los osciloscopios digitales. Por regla general. Cuanto más rápidamente pueda tomar muestras el osci Conceptos Básicos de los Osciloscopios Analógicos y Digitales 19 .7% se conoce como el punto -3 dB". Se suele indicar como un porcentaje de error. la velocidad de muestreo indica cuántas muestras por segundo puede tomar el CAD (y por lo tanto el osciloscopio). (Este 70. Sensibilidad Vertical La sensibilidad vertical indica hasta qué punto el amplificador vertical puede amplificar una señal débil. Las velocidades máximas de muestreo suelen darse en megamuestras por segundo (MM/s). 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. Precisión de Ganancia La precisión de ganancia indica la precisión con que el sistema vertical atenúa o amplifica una señal. La tensión más pequeña que puede detectar un oscilos copio de uso general es normalmente de 2 mV por división vertical de la pantalla. El tiempo de subida puede ser un criterio de rendimiento más apropiado cuando espere medir pulsos y escalones. La sensibilidad vertical suele darse en milivoltios (mV) por división.) Tiempo de Subida El tiempo de subida es otra forma de describir el rango de frecuencia útil de un osciloscopio. Velocidad de Barrido Para los osciloscopios analógicos.
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. 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. con mayor precisión podrá representar los detalles de una señal rápida. Algunos osciloscopios digitales le permiten ajustar la longitud del registro. La velocidad mínima de muestreo también puede ser importante si necesita observar señales que cambian lentamente en largos períodos de tiempo. Técnicas de cálculo pueden mejorar la reso lución efectiva. La longitud máxima de registro depende de la cantidad de memoria de su osciloscopio. 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. 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. Normalmente. Algunos osciloscopios le permiten añadir más memoria para aumentar la longitud de registro en aplicaciones especiales. existe un canje entre detalle y longitud de registro. en bits. Resolución CAD (o Resolución Vertical) La resolución.Terminología del osciloscopio loscopio. 20 Conceptos Básicos .
Estos osciloscopios tienen armazones y controles aislados. Los circuitos integrados tienen conductos diminutos que pueden dañarse por la electricidad estática que usted acumula en el cuer po. Conectar el osciloscopio a tierra significa conectarlo a un punto de referen cia eléctricamente neutro (como una conexión a tierra). El osciloscopio debe compartir la misma conexión a tierra con los circuitos que va a comprobar. Algunos osciloscopios no necesitan una conexión a tierra por separado. con el osciloscopio debidamente conectado a tierra. Conéctelo enchu fando el cable de potencia de tres clavijas en un enchufe con conexión a tierra. poner los controles en posición estándar y compensar la sonda. Si una tensión alta entra en contacto con el armazón de un osciloscopio sin conexión a tierra. Puede destruir un CI costoso solamente con caminar sobre una alfom bra o quitarse el suéter antes de tocar los cables del CI. 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. es necesario conectar el osciloscopio a tierra. Conecte el Osciloscopio a Tierra Por seguridad. Conceptos Básicos de los Osciloscopios Analógicos y Digitales 21 . No obstante. 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. le puede dar una descarga. Conéctese a Tierra Usted Mismo Si trabaja con circuitos integrados (CI). también tiene que conectarse usted mismo a tierra. cómo hacer su conexión a tierra. incluyendo los controles que parecen aislados.Configuración Esta sección explica brevemente cómo configurar y empezar a utilizar un osciloscopio en concreto. cualquier parte del armazón. lleve puesta una tira de conexión a tierra (ver figura 21). La conexión a tierra también es necesaria para tomar medidas exactas con el osciloscopio. protegiendo así al usuario contra cualquier peligro de descarga. la corriente pasa por el camino de conexión a tierra y no a través de usted a tierra. Para resolver este problema.
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. Los canales múltiples son útiles para la comparación de las formas de onda. donde conecta las sondas. Si su osciloscopio no tiene esta característica. mire el panel frontal. y Disparo.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. 22 Conceptos Básicos . Es pos ible que su osciloscopio tenga otras secciones según el modelo y tipo (analógico o digital). Está dividido en tres secciones principales llamadas Vertical. 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. Fíjese en los conectores de entrada del osciloscopio. Horizontal. es útil poner los controles en su posición estándar antes de tomar mediciones.
empezando en la página 29. Una sonda es más que una cable con un pinza de conexión en el extremo. Dos ejemplos son las sondas activas y las sondas de corriente. existen otros tipos de sondas. Conceptos Básicos de los Osciloscopios Analógicos y Digitales 23 . No obstante. remítase al manual del osciloscopio. Es importante utilizar una sonda diseñada para funcionar con su osciloscopio. ningún dispositivo de medición puede actuar como un observador completamente invisible. 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.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. describe los controles en más detalle. La sección de Controles. cuidadosamente diseñado para no percibir ruido ni interferencia de la radio ni de las líneas eléctricas. Las sondas están diseñadas para no influir en el comportamiento del circui to que está comprobando. La descripción de estas sondas se encuentra a continuación. Si no está seguro de cómo llevar a cabo alguno de estos pasos. Para tomar medidas o hacer pruebas más específicas. La interacción no deliberada de la sonda y el osciloscopio con el circuito bajo prueba se llama carga del circuito. Es un conector de alta calidad. Las sondas pasivas son una herramienta excelente para prue bas de uso general y para la localización de problemas. es probable que utilice una sonda atenuadora (pasiva) 10X. Para minimizar la carga del circuito. Sondas Ahora está listo para conectar una sonda al osciloscopio.
Por el contra rio. 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. como X10. tales como la sonda atenuadora 10X. se introduce más interferencia al circuito bajo investigación. Por lo tanto. Este ajuste se llama la compensación de la sonda y se describe con más detalle en la página 26. La sonda atenuadora 10X (se lee como diez veces") minimiza la carga del circuito y es una sonda pasiva excelente de uso general. tienen la X delante. Algunas sondas tienen la ventaja de poder cam biar la atenuación entre 1X y 10X en la punta de la sonda. La figura 23 muestra un diagrama sencillo del funcionamiento interior de una sonda. Antes de utilizar una sonda atenuadora 10X es necesario ajustar dicho equilibrio para su osciloscopio en particular. La carga del circuito se hace más pronunciada en el caso de las frecuencias más altas.Configuración Uso de la Sonda Pasiva La mayoría de las sondas pasivas tienen algún factor de atenuación. Si su sonda tiene esta característica. la sonda atenuadora 10X hace difícil ver las señales de menos de 10 milivoltios. y demás. Sin embargo. asegúrese de tener la configuración adecuada antes de tomar mediciones. como 10X. 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 . los factores de amplificación. La sonda 1X es similar a la sonda atenuadora 10X pero le falta el circuito de atenuación. Utilice la sonda atenuadora 10X normalmente pero mantenga la sonda 1X a mano para medir las señales débiles. 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. Por regla general. 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. 100X. su ajuste y la entrada a un osciloscopio. Debido a que atenúa la señal. La sonda atenuadora 10X funciona equilibrando las características eléctricas de la sonda con las características eléctricas del osciloscopio. asegúrese de utilizar esta clase de sonda al medir señales de más de 5 kHz. los factores de atenuación. Sin este circuito. tienen la X detrás del factor.
conecte la Conceptos Básicos de los Osciloscopios Analógicos y Digitales 25 . Uso de la Sonda de Corriente Las sondas de corriente permiten la observación y medición directa de las formas de ondas de corriente. Las hay para medir tanto CA como CC. Esta clase de sonda puede resolver problemas tales como la carga del circuito o realizar pruebas sobre las señales. enviando los resulta dos al osciloscopio. Las sondas de corriente emplean pinzas que se conectan al alambre portador de corriente. 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.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. Las sondas vienen con una pinza para conectar a tierra la sonda con respecto al circuito bajo prueba. Esta característica las hace únicas puesto que no están conec tadas en serie con el circuito. y por lo tanto causan poca o ninguna interfer encia en el circuito. En la práctica. Las sondas activas requieren una fuente de alimenta ción para su operación.
y toque con la punta de la sonda el punto de prueba en el circuito. 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 . debe compensarla para equilibrar sus características eléctricas con las de un osciloscopio en particular. Debe equilibrar la sonda por hábito cada vez que configure el osciloscopio. por ejemplo. el chasis de metal del estéreo que está reparando. Una sonda mal ajustada puede hacer que las medidas sean menos exactas.Configuración pinza de toma a tierra a una conexión a tierra conocida en el circuito. Compensación de la Sonda Antes de utilizar una sonda pasiva. La figura 25 muestra lo que sucede a formas de onda medidas con una sonda que carece del equilibrio adecuado.
al compensar la sonda. el osciloscopio tendrá las mismas carac terísticas eléctricas con que tomará las mediciones. Conceptos Básicos de los Osciloscopios Analógicos y Digitales 27 .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. conecte siempre la punta de los accesorios que va a utilizar y conecte la sonda al canal vertical que piensa utilizar.
Controles de Presentación Los sistemas de presentación de la imagen varían entre los osciloscopios analógicos y digitales. Los osciloscopios digitales pueden no tener un control de enfoque. 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. Un control de enfoque para ajustar la nitidez de la forma de onda. 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 . 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). Recuerde que algunos controles de oscilosco pios analógicos son diferentes a los usados en los digitales. Al aumentar la velocidad del barrido de un osciloscopio analógi co. Entre los controles comunes se encuentran: H Un control de intensidad para ajustar la luminosidad de la forma de onda. La posición de su osciloscopio en relación al campo magnético de la tierra afecta la alineación de la forma de onda. Los osciloscopios digitales pueden no tener un control de rotación de trazado. Un control de rotación de trazado para alinear el trazado de la forma de onda con el eje horizontal de la pantalla. habrá que aumentar su nivel de luminosidad. La figura 26 muestra un panel frontal típico y menús en pantalla para los con troles verticales.Los Controles Esta sección describe brevemente los controles básicos de los oscilosco pios analógicos y digitales. H H H Controles Verticales Emplee los controles verticales para colocar la imagen y definir la escala de la forma de onda verticalmente.
El acoplamiento de CC muestra la totalidad de una señal de entrada. Utilice este control para tomar las medidas de tiempo de subida. el acoplamiento de entrada es la conexión al osciloscopio del circuito que se analiza. (Recuerde que la sonda que se utiliza. 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 .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. Por ejemplo. 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. entonces cada una de las ocho divisiones verticales representa 5 voltios y la pantalla entera. La configuración voltios por división (generalmente escrito volts/div) varía con el tamaño de la forma de onda sobre la pantalla. En este caso. 1X ó 10X. la pantalla puede presentar 4 voltios de abajo hasta arriba. a CA o a tierra. si la configu ración volts/div es 5 voltios. La configuración volts/div es un factor de escala. El acoplamiento se puede confi gurar a CC. La tensión máxima que se puede presentar en la pantalla es la configuración volts/div multiplicada por el número de divi siones verticales. Acoplamiento de Entrada El acoplamiento es el método utilizado para conectar una señal eléctrica de un circuito a otro. también influye en el factor de escala. Debe dividir la escala volts/div por el factor de atenuación de la sonda si el osciloscopio no lo hace automáticamente. puede mostrar 40 voltios (suponiendo una cuadrícula con ocho divisiones princi pales). El acoplamiento de CA bloquea el componente de CC de la señal para que se vea la forma de onda centrada a cero voltios.) 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. Un buen osciloscopio de uso general puede mostrar con precisión señales desde 4 milivoltios hasta 40 voltios. La figura 27 ilustra esta diferencia. Si la configuración es de 0.5 volts/div. de abajo a arriba.
5 ms o más. El modo de troceado hace que el osciloscopio dibuje pequeñas partes de cada señal cambiando constantemente de una a otra. proporcionándole una representación más definida de la señal. A menudo es útil mostrar la señal de ambas maneras para asegurarse que obtiene la mejor imagen. Utilice este modo de operación con señales de mediana a alta velocidad cuando la escala de seg/div esté configurada a 0. Al limitar el ancho de banda. La velocidad de cambio es demasiado rápida para que usted lo note. después un barrido en el canal 2. La figura 28 muestra la diferencia entre los dos modos de opera ción. Visualización Alterna y de Troceado En los osciloscopios analógicos. lo cual le permite ver dónde está la línea de cero voltios en la pantalla. los canales múltiples se muestran utilizan do el modo de operación alterna o el de troceado. por lo tanto. 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. Con un acoplamiento de entrada conectado a tierra y el modo de disparo au tomático. Límite de Ancho de Banda La mayoría de los osciloscopios tienen un circuito que limita el ancho de banda del osciloscopio. se reduce el ruido que a veces aparece en la forma de onda.) El modo de operación alterna dibuja cada canal alternativamente el osciloscopio completa un barrido en el canal 1. y así sucesivamente. un segundo barrido en el canal 1. puede ver una línea horizontal en la pantalla que representa cero voltios. Es decir. (Los osciloscopios digi tales normalmente no utilizan modo de operación alterna ni de troceado. Este modo de operación se suele utilizar con señales lentas que requieren velocidades de barrido de 1 ms por división o menos.Los controles La configuración a tierra desconecta la señal de entrada del sistema vertical. Conceptos Básicos de los Osciloscopios Analógicos y Digitales 31 . Inversión de Canal La mayoría de los osciloscopios tienen una función de inversión que permite visualizar una señal al revés". la forma de onda parece completa. con la tensión baja en la parte superior de la pantalla y la alta en la parte inferior.
Los osciloscopios analógicos combinan las señales mientras que los osciloscopios digitales crean una nueva forma de onda matemáticamente. La figura 29 ilustra una tercera forma de onda creada sumando dos señales diferentes. Otra operación ma temática es la resta de formas de onda.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. Los osciloscopios digitales suelen disponer de una operación de resta. 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 . La resta es posible en osciloscopios analógicos utilizando la función inversora de canal en una señal y luego utilizando la operación de suma. creando así una nueva forma de onda.
Los controles Controles Horizontales Utilice los controles horizontales para posicionar y convertir la forma de onda a escala horizontal. La figura 30 muestra un panel frontal típico y menús en pantalla para los controles horizontales. 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. 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. cada división horizontal representa 1 ms y la totalidad del ancho de la pantalla representa 10 ms (diez divi siones). Conceptos Básicos de los Osciloscopios Analógicos y Digitales 33 . Al igual que con la escala vertical de vols/div. 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). Por ejemplo. 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. la escala horizontal de seg/div puede tener una regulación de tiempo variable. Esta configuración es un factor de escala. El cambio de la configuración seg/div le permite ver intervalos de tiempo más largos o más cortos de la señal de entrada. 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. si la configuración es 1 ms.
puede disparar en el problema. Una corriente de datos fluye constantemente a través del osciloscopio. 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. 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). Por ejemplo. Por el contrario. posiblemente. 34 Conceptos Básicos . Remítase al manual suministrado con el osciloscopio para aprender a usar estas opciones. De hecho representa la posición horizontal del disparo en el registro de la forma de onda". los osciloscopios analógicos solamente presentan la señal después de haber recibido el disparo. Los osciloscopios digitales pueden proporcionar visualización del predispa ro porque procesan constantemente la señal de entrada. independiente mente de si se ha recibido un disparo o no.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. El control de posición de disparo horizontal solamente está disponible en los oscilosco pios digitales. si un problema ocurre de manera intermitente. el disparo solamente indica al osciloscopio que debe guardar en memoria los datos que está recibiendo. Variar la posición del disparo horizontal le permite capturar lo que hizo una señal antes de un evento de disparo (llamado visualización del predisparo). grabar los eventos que llevaron al problema y. Esto se llama modo XY. Posición del Disparo El control de posición de disparo puede estar ubicado en la sección de controles horizontales de su osciloscopio. en la página 47 encontrará una presentación más detallada. encontrar la causa. La visualización del predisparo es una ayuda útil para la localización de problemas.
Imagínese la confusión que aparecería en la pantalla si cada barrido empezara en un punto diferente de la señal (ver figura 32). 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. Figura 32: Imágenes sin disparo Conceptos Básicos de los Osciloscopios Analógicos y Digitales 35 .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.
Varias fuentes pueden disparar el barrido. los controles de nivel de disparo y pendiente proporcionan la definición básica de punto de disparo.Los controles Nivel de Disparo y Pendiente Su osciloscopio puede tener varios tipos de disparo. H H Cualquier canal de entrada Una fuente externa. 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. y es el único tipo tratado en este libro. video. pulso. H La figura 33 muestra cómo la pendiente de disparo y el nivel de tensión escogidos determinan la forma en que aparece la señal. que no sea la señal aplicada a un canal de entrada 36 Conceptos Básicos . El circuito de disparo actúa como un elemento de comparación. o lógico. El flanco de subida es una pendiente positiva y el flanco de bajada es una pendiente negativa. Consulte el manual de instrucciones del osciloscopio para más información sobre otros tipos de disparo. tales como flanco. 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 control de nivel determina en qué punto del flanco ocurre el punto de disparo. El disparo del tipo flanco es el tipo de disparo básico y más común. Para el disparo del tipo flanco. Usted selecciona la pendiente y el nivel de tensión de un lado del elemento. Cuan do la señal de disparo iguala estos valores.
para disparar en señales de video. el osciloscopio solamente barre si la señal de entrada alcanza el punto de disparo establecido. En la práctica. Si no hay una señal presente. también puede seleccionar el tipo de acoplamiento para la señal de disparo. Acoplamientos de Disparo Al igual que puede seleccionar acoplamiento de CA o de CC para el siste ma vertical. tiene que prestar atención para no disparar inadvertidamente en el canal 1. Estas configuraciones especiales son útiles para la eliminación del ruido en la señal de disparo para prevenir disparos en falso. Observe que el osciloscopio puede utilizar una fuente de disparo alterna esté o no esté representada. supresión de baja frecuencia y supresión de ruido.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. Algunos osciloscopios también tienen modos de operación especiales para barridos únicos. Por lo tanto. Modos de Disparo El modo de operación de disparo determina si el osciloscopio dibuja una forma de onda si no detecta un disparo. mientras se muestra el canal 2. por ejemplo. de lo contrario. 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. Además del acoplamiento de CA y de CC. su osciloscopio también puede tener acoplamiento de disparo de supresión de alta frecuencia. la pantalla permanece en blanco (en un osciloscopio analógico)o congelada en la última forma de onda adquirida (en un osciloscopio digital). Conceptos Básicos de los Osciloscopios Analógicos y Digitales 37 . un cronómetro dentro del osciloscopio dispara el barrido. es probable que utilice ambos modos de operación: el modo normal porque es más versátil y el modo automático porque requiere me nos ajustes. En modo de operación normal. De este modo se asegura que la visualización no desaparecerá si la señal baja a pequeñas tensiones. El modo de operación automático hace que el osciloscopio barra incluso en la ausencia de un disparo. Los modos de disparo comunes son normal y automático. o para ajustar automáti camente el nivel de disparo. Tam bién es el mejor modo de operación si se están observando muchas señales y no se quiere ajustar el disparo para cada una.
La figura 34 muestra cómo el uso de la retención de disparo ayuda a crear una representación útil. Muchos osciloscopios tienen característi cas especiales para hacer más fácil esta tarea. La retención del disparo es el período ajustable de tiempo durante el cual el osciloscopio no puede disparar. Esta característica es útil cuando esté disparando sobre conformaciones de onda complejas.Ningún disparo ha sido reconocido durante el tiempo de retención Retención Con retención Sin retención Figura 34: Retención de disparo 38 Conceptos Básicos . Intervalo de adquisición Intervalo de adquisición Puntos de disparo Nivel de disparo Retención Retención .Los controles Retención del Disparo A veces se requiere gran habilidad para hacer que el osciloscopio dispare en la parte correcta de una señal. de manera que el osciloscopio solamente dispara sobre el primer punto de disparo aceptable.
El intervalo de muestreo y el intervalo de forma de onda pueden ser iguales. La diferencia del valor del tiempo entre los puntos de forma de onda se llama intervalo de forma de onda. 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. los puntos de forma de onda pueden ser creados a partir de una composición de puntos de mues tra tomados de adquisiciones múltiples.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. En la primera sección se le explicaba que los puntos de muestra son los valores digitales que salen directamente del convertidor analógico-digital (CAD). El tiempo entre los puntos de muestra se llama intervalo de muestreo. aunque no necesariamente. La figura 35 le muestra un ejemplo del menú de adquisición. 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. Además. A continuación sigue una descripción de los modos de adquisición usados más comúnmente: Conceptos Básicos de los Osciloscopios Analógicos y Digitales 39 . 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. lo cual lleva a otro conjunto de modos de adquisición. Mire las opciones de adquisición en su osciloscopio digital a la vez que lee esta descripción.
Modo envolvente: El modo envolvente es similar al modo de detección de picos. 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. Modo de alta resolución: Al igual que el modo de detección de picos. incluso en configuraciones de base de tiempo muy lento (intervalo de forma de onda largo). los puntos de forma de onda a partir de adquisiciones consecutivas se promedian para producir la forma de onda final que aparece en pantalla. en modo envolvente. El resultado es una disminución del ruido y una mejora de la resolución para señales de velocidad baja. 40 Conceptos Básicos . 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. según lo desee. 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. al igual que con el modo de muestreo. 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. En este caso. Para este efecto. Sin embargo. se prome dian muestras múltiples tomadas dentro de un intervalo de forma de onda para producir un punto de forma de onda. Los osciloscopios digitales con modo de detección de picos utilizan el CAD a una velocidad rápida de muestreo. El modo promediado reduce el ruido sin pérdida de ancho de banda pero requiere una señal repetitiva. 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. El modo de detección de picos suele utilizarse para obtener los registros que se combinan para formar la forma de onda 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. el osciloscopio guarda un punto de muestra durante cada intervalo de forma de onda. Además.Los controles H Modo de muestreo: Este es el modo de adquisición más sencillo. El modo de detección de picos es particularmente útil para ver pulsos estrechos muy espaciados en el tiempo. 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. 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. El osciloscopio crea un punto de forma de onda guardando un punto de muestra durante cada intervalo de forma de onda. Sin embargo. Modo promediado: En modo promediado.
hemos descrito los controles básicos que un principiante necesita conocer. los controles de adquisición le permitirán escoger cuál de ellos utilizar para la adquisición de señales. Otros Controles Hasta ahora. como se describe en la página 10. Su osciloscopio puede tener otros controles para varias funciones. 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. 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.
Cada línea vertical y horizontal constituye una división mayor. Esta sección trata de métodos para realizar mediciones visualmente con la pantalla del osciloscopio. Muchos osciloscopios muestran en la pantalla cuántos voltios representa cada división vertical y cuántos segundos representa cada división horizon tal. La cuadrícula suele estar formada por 8 x 10 divisiones. 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. Muchos osciloscopios también tienen marcas para 0%. 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. Las marcas de puntos en las líneas centrales vertical y horizontal de la cuadrícula (ver figura 36) se llaman divisiones menores. descritas en la página 46. La Pantalla Mire la pantalla del osciloscopio. Las indicaciones en los controles del osciloscopio (tales como volts/div y seg/ div) siempre se refieren a divisiones mayores. Las dos mediciones más básicas que puede hacer son las de tensión y tiempo. 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 .Técnicas de Medición Esta sección le enseña técnicas de medición básicas. Muchos osciloscopios digitales tienen programas internos de software que realizan estas mediciones automáticamente. 10%.
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). El osciloscopio es un aparato utilizado principalmente para medir la tensión. Los cálculos para señales de CA son más complicados. basta con un cálculo más para medir otras cantidades. A partir de cualquiera de estas dos cantidades se puede calcular la tercera. la cual suele ser el doble de Vp. La tensión también puede medirse de pico a pico desde el punto máximo de una señal hasta su punto mínimo. expresada en voltios.Técnicas de medición Medición de Tensión La tensión es la cantidad de potencial eléctrico. Utilice la tensión RMS (tensión eficaz) (VRMS) para calcular la potencia de una señal de CA. Normalmente. 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. Otra fórmula útil es la ley de potencia: la potencia de una señal de CC es igual a la tensión multiplicada por la corriente. Una vez que haya medido la tensión. Por ejemplo. Debe tener cuidado al especificar a qué tensión se refiere. pero lo importante aquí es que la medida de la tensión es el primer paso para calcular las demás cantidades. la ley de Ohm dice que la tensión entre dos puntos en un circuito es igual a la corriente multiplicada por la resistencia. pero no siempre. entre dos puntos de un circuito. La mejor forma de tomar la medición de tensión es ajustando la señal para cubrir la mayoría 44 Conceptos Básicos . uno de estos puntos es conexión a tierra (cero voltios).
Técnicas de medición de la pantalla verticalmente. Las mejores medidas de tiempo se toman en la línea central horizontal de la cuadrícula que tiene las divisiones más pe queñas. ancho de pulso y la sincronización de los pulsos. Al igual que las mediciones de tensión. Por lo tanto. la frecuencia es simplemente uno dividido por el período. Medición de Tiempo y Frecuencia Las mediciones de tiempo se toman utilizando la escala horizontal del osciloscopio. Una lectura en la pantalla le muestra la tensión o el tiempo en la posición de los cursores. tomando la medida a lo largo de la línea central vertical de la cuadrícula con las divisiones más pequeñas. las cuales usted puede mover por la pantalla. La frecuencia es el valor recíproco del período. 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. y a continuación. Las mediciones de tiempo incluyen la medición del período. Cuanto más espacio ocupe la imagen en la pantella. (Ver figura 39. sin tener que contar las marcas de la cuadrícula. 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. Los cursores son básicamente dos líneas horizontales para medir la tensión y dos líneas verticales para medir el tiempo. una vez que conozca el período. mayor precisión se obtiene al leerla.) Conceptos Básicos de los Osciloscopios Analógicos y Digitales 45 .
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. Por regla general. los detalles de la forma del pulso son importantes. Los pulsos pueden sufrir distorsiones y hacer que un circuito funcione defectuosamente. el ancho de pulso se mide al 50% de la tensión total. El tiempo de subida es la cantidad de tiempo que tarda un pulso en ir desde la tensión baja a la alta. y la sincronización de los pulsos en un tren de pulsos es a menudo significativa. 46 Conceptos Básicos .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. el tiempo de subida se mide desde el 10% al 90% de la tensión total del pulso. Esto también explica por qué la mayoría de los osciloscopios tienen marcas del 10% y del 90% en la pantalla. Así se elimina cualquier irregularidad en las esquinas de transición del pulso. Ver figura 40 para ver estos puntos de medición. Las medidas normales de pulso son el ancho del pulso y el tiempo de subida del pulso. Por regla general.
(En algunos osciloscopios digitales éste es el ajuste del modo de visualización.) Esta configuración se llama medición XY porque tanto el eje X como el Y miden el trazado de tensión. (Este método solamente funciona si ambas señales son ondas sinusoidales.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 fase de una onda es el tiempo que transcurre desde el principio de un ciclo hasta el principio del siguiente ciclo. 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. se puede establecer la diferencia de fase entre dos señales o su relación de frecuencia. como se describe antes en la sección de Controles. Conceptos Básicos de los Osciloscopios Analógicos y Digitales 47 . La figura 41 muestra figuras de Lissajous para varias relaciones de frecuencia y cambios de fase. medido en grados. El cambio de fase describe la diferencia de sincronización entre dos señales periódicas que de otra manera serían idénticas. Según la forma de la figura de Lissajous. La forma de onda resultante de esta configuración se llama figura de Lissajous (llamada así por el físico francés Jules Antoine Lissajous). La amplificación horizontal es otra característica útil para medir pulsos. 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. deberá aprender cómo usar la retención de disparo y cómo ajustar el osciloscopio digital para capturar datos anteriores al disparo. puesto que le permite ver pe queños detalles de un pulso rápido. Para hacerse un experto en la captura de pulsos. Un método para medir el cambio de fase es utilizar el modo XY.
Otras técnicas de medición incluyen la configuración del osciloscopio para probar compo nentes eléctricos en una línea de ensamblaje. Practi que utilizando el osciloscopio y leyendo más información sobre él. Las técnicas de medición que va a utilizar depen derán de su aplicación. 48 Conceptos Básicos .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. reducir el ruido de una señal. Su operación pronto le resultará algo natural. capturar señales transitorias fugaces y muchas otras que no mencionamos por cuestión de espacio. pero ha aprendido bastante para empezar.
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 .Ejercicios Escritos Esta sección contiene ejercicios escritos que cubren la información de este libro. Parte I y Parte II. Los ejercicios están divididos en dos partes.
medido en bits. un ancho y un flanco de bajada. de una onda sinusoidal. procesarlos y almacenarlos en la memoria. Término utilizado al referirse a los puntos. 3. 16. 15. en grados. Algo que opera con valores discretos. Una medida de rendimiento que indica la precisión de un CAD.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. 11. 50 Conceptos Básicos . Circuito del osciloscopio que controla la sincronización del barrido. Una medida de rendimiento que indica el flanco más rápido que un cierto osciloscopio puede representar con exactitud. El tiempo que una onda tarda en completar un ciclo. Los datos sin procesar de un CAD utilizados para calcular los puntos de registro. 6. 8. 13. El proceso del osciloscopio que consiste en coleccionar puntos de muestra del CAD. 14. 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. 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. Una forma de onda común que tiene un flanco de subida. 9. Una señal medida por el osciloscopio que solamente ocurre una vez. 10. 12. Un error intermitente en un circuito. Algo que funciona con valores continuos. 7. Término 1. 5. Un valor digital almacenado que representa la tensión de una señal en un momento dado. Las respuestas empiezan en la página 60. Un rango de frecuencia. 2. El número de veces que una señal se repite en un segundo. 4.
La tensión se indica en el eje vertical y el tiempo en el eje horizontal. d. d. d. Todo lo anterior. La sección vertical del osciloscopio hace lo siguiente: a. mientras que los oscilos copios digitales primero convierten la tensión a valores digitales. Los osciloscopios analógicos no tienen un sistema de adquisición. Ajusta la cantidad de tiempo representada por el ancho de la pantalla. b. Empieza un barrido horizontal. Analizar llamadas de pájaros. Adquiere puntos de muestra con un CAD. Indica la hora del día. Los osciloscopios analógicos miden datos analógicos mientras que los osciloscopios digitales miden dígitos.Ejercicios escritos Ejercicio Sobre el Uso del Osciloscopio Ponga un círculo alrededor de las mejores respuestas para cada afirmación. 5. Ajusta la escala vertical. Los osciloscopios analógicos aplican una tensión de medición directamente al sistema de presentación. c. Le permite ajustar el brillo de la pantalla. c. b. Atenúa o amplifica la señal de entrada. Una traza diagonal recta significa que la tensión está cambiando a un ritmo constante. En la pantalla de un osciloscopio: a. 2. b. c. Encontrar componentes eléctricos de funcionamiento defectuoso. b. c. Con un osciloscopio se puede: a. d. c. 4. El control de la base de tiempo del osciloscopio hace lo siguiente: a. Todo lo anterior. 1. Conceptos Básicos de los Osciloscopios Analógicos y Digitales 51 . Calcular la frecuencia de una señal. Algunas afirmaciones tienen más de una respuesta correcta. Envía un pulso de reloj a la sonda. Una traza horizontal recta significa que la tensión es constante. b. d. 3. Los osciloscopios analógicos no tienen menús en la pantalla. La diferencia entre los osciloscopios analógicos y los digitales es que: a.
es posible que encuentre los siguientes tipos de señales: a. c. d. Una frecuencia medida en hertzios. Al evaluar el rendimiento de un osciloscopio analógico. 8. Todo lo anterior. Todo lo anterior. Todas las ondas repetitivas tienen las siguientes propiedades: a. La resolución CAD. Un ancho de banda medido en hertzios. d.Ejercicios escritos 6. c. c. Ondas sinusoidales. b. Un período medido en segundos. El ancho de banda. La sensibilidad vertical. 52 Conceptos Básicos . d. algunas de las cosas a tener en cuenta son: a. Ondas en rampa. 7. b. b. Si explora el interior de un ordenador con un osciloscopio. Trenes de pulsos. La velocidad de barrido.
basándose en unos pocos puntos. Un dispositivo de prueba para introducir una señal a la entrada de un circuito. esfuerzo. 3. Las respuestas empiezan en la página 60. Una técnica de procesamiento utilizada por osciloscopios digitales para eliminar el ruido de una señal. 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.Ejercicios escritos Parte II . 8. 12. 4. Término 1. El método para conectar dos circuitos. Un ajuste de sonda para sondas atenuadoras 10X que equilibra las características eléctricas de la sonda con las características eléctricas del osciloscopio. 6. Acoplamiento D 5. Toma a tierra Tiempo equivalente Cuadrícula Interpolación Tiempo real E F G H I 10. 2. Generador de señales J Barrido único Transductor K L Conceptos Básicos de los Osciloscopios Analógicos y Digitales 53 . en una señal eléctrica. Las líneas horizontales y verticales de una pantalla que sirven para medir las trazas del osciloscopio. Un modo de disparo que inicia el barrido una vez y debe volver a configurarse para aceptar otro evento de disparo. 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. Un conductor que conecta la corriente eléctrica a tierra. 7. presión. la cual distorsiona una señal. Un dispositivo que convierte un estímulo físico específico como el sonido. 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. o intensidad de la luz. Una técnica de procesamiento que consiste en unir los puntos por una línea" para establecer cómo es la forma de una onda veloz. 11.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. 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. 9.
Para operar un osciloscopio con seguridad. Mejorar la exactitud de las mediciones. 5. Medir el ancho de pulso. d. 4. La carga del circuito viene causada por: a. 2. Conectar a tierra el osciloscopio con un cable de potencia adecua do. d. c. c. Todo lo anterior. Para proporcionar un punto de referencia para tomar mediciones. Para alinear la traza con el eje horizontal de la pantalla. Alinear la traza de forma de onda con el eje horizontal de la pantalla de un osciloscopio analógico. Prevenir daños al circuito bajo prueba. Por razones de seguridad. b. Es necesario compensar la sonda para: a. usted debe: a. 3.Ejercicios escritos Ejercicio Sobre el Uso de Osciloscopios Ponga un círculo alrededor de las mejores respuestas para cada afirmación. c. 1. b. b. Convertir a escala las formas de onda en la pantalla. b. c. d. d. La interacción de la sonda y el osciloscopio con el circuito bajo prueba. El control de rotación de traza es útil para: a. Evitar tocar conexiones expuestas en un circuito bajo prueba. Equilibrar las características eléctricas de la sonda atenuadora 10X con el osciloscopio. 54 Conceptos Básicos . Una sonda atenuadora 10X descompensada. Algunas afirmaciones tienen más de una respuesta correcta. incluso cuando la energía esté desconectada. Todo lo anterior. Poner demasiado peso en un circuito. Es necesario conectar a tierra un osciloscopio: a. Aprender a reconocer los componentes eléctricos potencialmente peligrosos. Detectar señales de ondas sinusoidales. c. b. d. Una señal de entrada con una tensión demasiado alta. con enchufe de tres clavijas. Todo lo anterior.
c. c. 10. Desconecta la señal de entrada del osciloscopio. Conceptos Básicos de los Osciloscopios Analógicos y Digitales 55 . el osciloscopio solamente barre una vez y des pués para. b. b. c.Ejercicios escritos 6. Atenuar o amplificar una señal de entrada. b. b. d. d. La diferencia entre el modo de disparo automático y el normal es: a. Todo lo anterior. El modo de operación del osciloscopio utilizando modo de mues treo de tiempo real o de tiempo equivalente para coleccionar puntos de muestra. d. la pantalla permanece en blanco. b. Colocar una forma de onda verticalmente. Todo lo anterior. Cómo los puntos de muestra son procesados para formar puntos de registro. Le permite ver dónde se encuentra el punto de cero voltios en la pantalla. Ajustar a tierra el acoplamiento de entrada vertical hace lo siguiente: a. Hace que aparezca una representación horizontal en la pantalla. Marcar un punto específico de una adquisición. 8. En modo normal. Capturar formas de onda de un solo impulso. Ajustar el número de voltios que representa cada división. Convertir una forma de onda a escala vertical. el osciloscopio solamente barre si la señal de entrada alcanza el punto de disparo. En modo normal. El control de adquisición de un osciloscopio digital le permite especificar: a. Todo lo anterior. 9. Todo lo anterior. de lo contrario. 7. c. La longitud de registro. El disparo es necesario para: a. El modo automático hace que el osciloscopio barra continuamente incluso sin ser disparado. d. El control de voltios por división se utiliza para: a. d. c. Estabilizar las formas de onda repetitivas en la pantalla.
8 voltios de pico a pico. c. Al 90% de la tensión máxima del pulso. Si los voltios/división están ajustados a 0. d. Al 10% de la tensión máxima del pulso. la cantidad de tiem po representada por el ancho de la pantalla es: a. 15. El modo de promedio.1 kHz. 4 voltios de pico a pico. c. El modo de muestreo. 1 segundo. Mediciones de tiempo y tensión. b. 13. Al 10% y al 90% de la tensión máxima del pulso. b. b. 14. El modo de adquisición que reduce mejor el ruido en una señal repetiti va es: a. d. El modo de detección de picos. El modo de operación envolvente. 1 ms. Mediciones de ancho de pulso y cambio de fase.1 ms. el ancho de pulso se mide: a. d. Las dos mediciones más básicas que se pueden tomar con un oscilos copio son: a. 56 Conceptos Básicos .5 voltios de pico a pico. d. Mediciones de tiempo y frecuencia. la señal más grande que puede caber en la pantalla (suponiendo que la pantalla es de 8 x 10 divisiones) es: a. d. c.5. 0. 62.5 milivoltios de pico a pico. Al 50% de la tensión máxima del pulso. c. 12. 0. b. Mediciones de tensión y pulso. Por regla general.Ejercicios escritos 11. Si los segundos/división están ajustados a 0. c. b.1 ms. 0.
Poner el modo de disparo en automático ya que el modo normal muestra la pantalla en blanco. Conceptos Básicos de los Osciloscopios Analógicos y Digitales 57 . d. f. Comprobar que la sonda no tiene un cortocircuito y asegurarse de que está conectada a tierra adecuadamente. Comprobar que la intensidad de la pantalla es suficiente. 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. b. Comprobar que el osciloscopio está configurado para disparar en el canal de entrada que esté utilizando. Comprobar que el osciloscopio está configurado para mostrar el canal al que está conectada la sonda. c. Si conecta una sonda al circuito bajo prueba y la pantalla se mantiene en blanco.Ejercicios escritos 16.
Respuestas a los ejercicios escritos Las respuestas a los ejercicios escritos están al dorso de esta hoja. Conceptos Básicos de los Osciloscopios Analógicos y Digitales 59 .
9.B. 10. D A.C. 11. 6. 6. 2. 15. B. 4.D Parte II: Respuestas al ejercicio de vocabulario 1. D A. I K B A Parte I: Respuestas al ejercicio sobre el uso del osciloscopio 1. 10. 14. F K E Parte II: Respuestas al ejercicio sobre el uso del osciloscopio 1. 15. 4. D B.D D D 9. 3. 12. L M O N 5.D 3. 4. 3.B 7. 7. D C 5. 3.C D D B 13. H B D 7. D A. 8. 2. 8.C 5. 7. 16. 8.B B A. D J E C 9. C B B G 60 Conceptos Básicos . 6.Respuestas a los ejercicios escritos Respuestas a los ejercicios escritos Parte I: Respuestas al ejercicio de vocabulario 1. 6. 16. 12. 2. 5. 2. J I C 10. 11. G A L 4. 8. C A. G F H P 13. 12. 14. 11.
Amplitud La magnitud de una cantidad o fuerza de una señal. de izquierda a derecha. En electrónica. Carga del circuito La interacción no deliberada de la sonda y el osciloscopio con el circuito bajo prueba. CAD (Convertidor analógico-digital) Un componente electrónico digital que convierte una señal eléctrica en valores binarios discretos. Barrido Una pasada horizontal del haz de electrones de un osciloscopio. Barrido único Un modo de disparo para visualizar una pantalla completa de una onda y después pararla.Glosario Acoplamiento El método de conectar dos circuitos. Atenuación Una disminución de la tensión de una señal durante su transmisión desde un punto a otro. a lo largo de la pantalla del TRC. CC (Corriente Continua) Una señal con tensión y corriente constantes. la amplitud suele referirse a la tensión o a la potencia. los circuitos conectados me diante un condensador o un transformador son acoplados indirecta mente (o por CA). Los circuitos conectados con un alambre son acoplados directamente. Ancho de banda Un rango de frecuencia. la cual distorsiona una señal. CA (Corriente alterna) Una señal en la que la corriente y la tensión varían siguiendo un modelo repetitivo a lo largo del tiempo. La base de tiempo se ajusta mediante el control de segundos/división. 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 . Base de tiempo Circuito del osciloscopio que controla la sincronización del barrido.
La frecuencia es igual a 1/período. División Marcas de medición en la cuadrícula del TRC del osciloscopio. de una señal. Envolvente El contorno descrito por los picos más altos y más bajos adquiridos a lo largo de muchas repeticiones.000. G2 Conceptos Básicos . El punto de referencia de tensión de un circuito. El osciloscopio lee luego la salida del circuito. Enfoque El control del osciloscopio que ajusta el haz de electrones del TRC para producir la nitidez de la imagen. medida en hertzios (ciclos por segundo).000. Cuadrícula Las líneas de una pantalla para medir los trazados en un osciloscopio. Forma de onda Una representación gráfica de una tensión que varía con el tiempo. Espurio Un error intermitente en un circuito. Gigahertzio (GHz) 1. Fase El tiempo que transcurre desde el principio de un ciclo hasta el principio del siguiente ciclo. altos y bajos. Generador de señales Un dispositivo de prueba para introducir una señal en la entrada de un circuito. Disparo El circuito que inicia un barrido horizontal en un osciloscopio y que determina el punto inicial de una forma de onda. 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. Cursor Un marcador en la pantalla que se puede alinear con la forma de onda para tomar medidas exactas. 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. una unidad de frecuencia. Frecuencia El número de veces que una señal se repite en un segundo. medido en grados.000 hertzios.Glosario Conexión a tierra 1. 2.
000 hertzios. una unidad de frecuencia. Conceptos Básicos de los Osciloscopios Analógicos y Digitales G3 . 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. Megahertzio (MHz) 1. la unidad de frecuencia. Longitud de registro El número de puntos de una forma de onda utilizados para crear el registro de una señal. 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. 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. Kilohertzio (kHz) 1. una unidad de frecuencia. basándose en unos pocos puntos. Milisegundo (ms) Una unidad de tiempo equivalente a 0. Microsegundo (ms) Una unidad de tiempo equivalente a 0. Onda cuadrada Una forma común de onda que consiste en pulsos cuadrados repetidos.001 segundos.Glosario Hertzio (Hz) Un ciclo por segundo. 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. 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.000 hertzios. Nanosegundo (ns) Una unidad de tiempo equivalente a 0. Interpolación Una técnica de procesamiento que consiste en unir los puntos por una línea" para estimar la forma de una onda veloz.000001 segundos.000000001 segundos.
Pico a pico (Vp-p) La tensión medida desde el punto máximo de una señal hasta su punto mínimo. Pulso Una conformación de onda común que tiene un flanco de subida. mientras que una pendiente negativa disminuye de izquierda a derecha. Osciloscopio Un instrumento para hacer visibles los cambios de tensión en función del tiempo. RMS Raíz media cuadrática. el área de visualización. Ruido Una tensión o corriente no deseada en un circuito. Período El tiempo que tarda una onda en completar un ciclo. La palabra osciloscopio viene de oscilar". 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. Pico (Vp) El nivel máximo de tensión medido desde un punto de referencia cero. ya que los osci loscopios a menudo se utilizan para medir tensiones oscilantes. la relación de una distancia vertical con respecto a una distancia horizontal. G4 Conceptos Básicos . El período es igual a 1/frecuencia. Promediado Una técnica de procesamiento utilizada por los osciloscopios digitales para eliminar el ruido de una señal. un ancho y un flanco de bajada. Pantalla La superficie de un TRC sobre la que se produce una imagen visible. Punto de muestra Los datos sin procesar de un CAD utilizados para calcular los puntos de registro. Los puntos de registro se calculan a partir de puntos de muestra que después son almacenados en la memoria. Pendiente En un gráfico o pantalla de un osciloscopio.Glosario Onda sinusoidal Una forma común de onda curva que está definida matemáticamente. Punto de forma de onda Un valor digital que representa la tensión de una señal en un momento dado. Una pendiente positiva aumenta de izquierda a derecha. generalmente dos veces el nivel Vp.
entre dos puntos. esfuerzo. 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.Glosario Solo impulso Una señal medida por un osciloscopio que solamente ocurre una vez (también llamada un evento transitorio). Tensión La diferencia de potencial eléctrico. en una señal eléctrica. Traza Las formas visibles dibujadas en un TRC por el movimiento de un haz de electrones. Toma a tierra Un conductor que disipa grandes corrientes eléctricas en la tierra. o intensidad de la luz. Conceptos Básicos de los Osciloscopios Analógicos y Digitales G5 . 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). presión. expresada en voltios. Transductor Un dispositivo que convierte una cantidad física específica como el sonido. 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. Voltio La unidad de diferencia de potencial eléctrico. Transitoria Una señal medida por un osciloscopio que solamente ocurre una vez (también llamada un evento transitorio). Velocidad de barrido Lo mismo que la base de tiempo. La pantalla de televisión es un TRC.
PREINFORME 2 CIRCUITOS II[1]

References: Resolución 
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