curso osciloscopio 3

8/3/2019 curso osciloscopio 3

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Curso de osciloscopio

FORMACIN DE FORMADORES

Indice GeneralIndice General


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EL OSCILOSCOPIOIntroduccin

Qu es un osciloscopio?

El osciloscopio es basicamente un dispositivo de visualizacin grfica que muestra seales electricas variables en

el tiempo. El eje vertical, a partir de ahora denominado Y, representa el voltaje; mientras que el eje horizontal,denominado X, representa el tiempo.

Qu podemos hacer con un osciloscopio?.

Basicamente esto:Determinar directamente el periodo y el voltaje de una seal.q

Determinar indirectamente la frecuencia de una seal.q

Determinar que parte de la seal es DC y cual AC.q

Localizar averias en un circuito.q

Medir la fase entre dos seales.q

Determinar que parte de la seal es ruido y como varia este en el tiempo.q

Los osciloscopios son de los instrumentos ms versatiles que existen y lo utilizan desde tcnicos de reparacin detelevisores a mdicos. Un osciloscopio puede medir un gran nmero de fenomenos, provisto del transductoradecuado (un elemento que convierte una magnitud fsica en seal elctrica) ser capaz de darnos el valor de unapresin, ritmo cardiaco, potencia de sonido, nivel de vibraciones en un coche, etc.

Qu tipos de osciloscopios existen?

Los equipos electrnicos se dividen en dos tipos: Analgicos y Digitales . Los primeros trabajan con variables

continuas mientras quie los segundos lo hacen con variables discretas. Por ejemplo un tocadiscos es un equipoanalgico y un Compact Disc es un equipo digital.

Los Osciloscopios tambin pueden ser analgicos digitales. Los primeros trabajan directamente con la sealaplicada, est una vez amplificada desvia un haz de electrones en sentido vertical proporcionalmente a su valor.En contraste los osciloscopios digitales utilizan previamente un conversor analgico-digital (A/D) para almacenardigitalmente la seal de entrada, reconstruyendo posteriormente esta informacin en la pantalla.

Ambos tipos tienen sus ventajas e inconvenientes. Los analgicos son preferibles cuando es prioritario visualizarvariaciones rpidas de la seal de entrada en tiempo real. Los osciloscopios digitales se utilizan cuando se deseavisualizar y estudiar eventos no repetitivos (picos de tensin que se producen aleatoriamente).

Qu controles posee un osciloscopio tpico?A primera vista un osciloscopio se parece a una pequea televisin portatil, salvo una rejilla que ocupa la pantalla

y el mayor nmero de controles que posee.En la siguiente figura se representan estos controles distribuidos en cinco secciones:



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** Vertical. ** Horizontal. ** Disparo. ** Control de la visualizacin ** Conectores.

Como funciona un osciloscopio?

Para entender el funcionamiento de los controles que posee un osciloscopio es necesario deternerse un poco enlos procesos internos llevados a cabo por este aparato. Empezaremos por el tipo analgico ya que es el mssencillo.

Osciloscopios analgicos



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Cuando se conecta la sonda a un circuito, la seal atraviesa esta ltima y se dirige a la seccin vertical.Dependiendo de donde situemos el mando del amplificador vertical atenuaremos la seal la amplificaremos. Enla salida de este bloque ya se dispone de la suficiente seal para atacar las placas de deflexin verticales (quenaturalmente estan en posicin horizontal) y que son las encargadas de desviar el haz de electrones, que surge delcatodo e impacta en la capa fluorescente del interior de la pantalla, en sentido vertical. Hacia arriba si la tensin

es positiva con respecto al punto de referencia (GND) hacia abajo si es negativa.

La seal tambin atraviesa la seccin de disparo para de esta forma iniciar el barrido horizontal (este es elencargado de mover el haz de electrones desde la parte izquierda de la pantalla a la parte derecha en undeterminado tiempo). El trazado (recorrido de izquierda a derecha) se consigue aplicando la parte ascendente deun diente de sierra a las placas de deflexin horizontal (las que estan en posicin vertical), y puede ser regulableen tiempo actuando sobre el mando TIME-BASE. El retrazado (recorrido de derecha a izquierda) se realiza deforma mucho ms rpida con la parte descendente del mismo diente de sierra.

De esta forma la accin combinada del trazado horizontal y de la deflexin vertical traza la grfica de la seal enla pantalla. La seccin de disparo es necesaria para estabilizar las seales repetitivas (se asegura que el trazadocomienze en el mismo punto de la seal repetitiva).

En la siguiente figura puede observarse la misma seal en tres ajustes de disparo diferentes: en el primerodisparada en flanco ascendente, en el segundo sin disparo y en el tercero disparada en flanco descendente.



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Como conclusin para utilizar de forma correcta un osciloscopio analgico necesitamos realizar tres ajustebsicos:

La atenuacin amplificacin que necesita la seal. Utilizar el mando AMPL. para ajustar la amplitud dela seal antes de que sea aplicada a las placas de deflexin vertical. Conviene que la seal ocupe una parteimportante de la pantalla sin llegar a sobrepasar los lmites.

q

La base de tiempos. Utilizar el mando TIMEBASE para ajustar lo que representa en tiempo una divisin enhorizontal de la pantalla. Para seales repetitivas es conveniente que en la pantalla se puedan observaraproximadamente un par de ciclos.

q

Disparo de la seal. Utilizar los mandos TRIGGER LEVEL (nivel de disparo) y TRIGGER SELECTOR(tipo de disparo) para estabilizar lo mejor posible seales repetitivas.

q

Por supuesto, tambin deben ajustarse los controles que afectan a la visualizacin: FOCUS (enfoque), INTENS.(intensidad) nunca excesiva, Y-POS (posicin vertical del haz) y X-POS (posicin horizontal del haz).

Osciloscopios digitales

Los osciloscopios digitales poseen adems de las secciones explicadas anteriormente un sistema adicional deproceso de datos que permite almacenar y visualizar la seal.



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Cuando se conecta la sonda de un osciloscopio digital a un circuito, la seccin vertical ajusta la amplitud de laseal de la misma forma que lo hacia el osciloscopio analgico.

El conversor analgico-digital del sistema de adquisicin de datos muestrea la seal a intervalos de tiempodeterminados y convierte la seal de voltaje continua en una serie de valores digitales llamados muestras . E

seccin horizontal una seal de reloj determina cuando el conversor A/D toma una muestra. La velocidad de estereloj se denomina velocidad de muestreo y se mide en muestras por segundo.

Los valores digitales muestreados se almacenan en una memoria como puntos de seal. El nmero de los puntosde seal utilizados para reconstruir la seal en pantalla se denomina registro. La seccin de disparo determina elcomienzo y el final de los puntos de seal en el registro. La seccin de visualizacin recibe estos puntos del

registro, una vez almacenados en la memoria, para presentar en pantalla la seal.Dependiendo de las capacidades del osciloscopio se pueden tener procesos adicionales sobre los puntosmuestreados, incluso se puede disponer de un predisparo, para observar procesos que tengan lugar antes deldisparo.

Fundamentalmente, un osciloscopio digital se maneja de una forma similar a uno analgico, para poder tomar lasmedidas se necesita ajustar el mando AMPL.,el mando TIMEBASE asi como los mandos que intervienen en eldisparo.

Mtodos de muestreo

Se trata de explicar como se las arreglan los osciloscopios digitales para reunir los puntos de muestreo. Paraseales de lenta variacin, los osciloscopios digitales pueden perfectamente reunir ms puntos de los necesariospara reconstruir posteriormente la seal en la pantalla. No obstante, para seales rpidas (como de rpidasdepender de la mxima velocidad de muestreo de nuestro aparato) el osciloscopio no puede recoger muestrassuficientes y debe recurrir a una de estas dos tcnicas:

Interpolacin, es decir, estimar un punto intermedio de la seal basandose en el punto anterior y posterior.q

Muestreo en tiempo equivalente. Si la seal es repetitiva es posible muestrear durante unos cuantos ciclosen diferentes partes de la seal para despus reconstruir la seal completa.

q

Muestreo en tiempo real con Interpolacin

El mtodo standard de muestreo en los osciloscopios digitales es el muestreo en tiempo real: el osciloscopioreune los suficientes puntos como para recontruir la seal. Para seales no repetitivas la parte transitoria de unaseal es el nico mtodo vlido de muestreo.

Los osciloscopios utilizan la interpolacin para poder visualizar seales que son ms rpidas que su velocidad demuestreo. Existen basicamente dos tipos de interpolacin:

Lineal: Simplemente conecta los puntos muestreados con lineas.Senoidal: Conecta los puntos muestreados con curvas segn un proceso matemtico, de esta forma los puntos

intermedios se calculan para rellenar los espacios entre puntos reales de muestreo. Usando este proceso es posiblevisualizar seales con gran precisin disponiendo de relativamente pocos puntos de muestreo.



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Muestreo en tiempo equivalente

Algunos osciloscopios digitales utilizan este tipo de muestreo. Se trata de reconstruir una seal repetitivacapturando una pequea parte de la seal en cada ciclo.Existen dos tipos bsicos: Muestreo secuencial- Los

puntos aparecen de izquierda a derecha en secuencia para conformar la seal. Muestreo aleatorio- Los puntosaparecen aleatoriamente para formar la seal

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EL OSCILOSCOPIOTerminologia

Estudiar sobre un tema implica conocer nuevos trminos tcnicos. Este capitulo se dedica aexplicar los trminos ms utilizados en relacin al estudio de los osciloscopios.

Trminos utilizados al medir

Existe un trmino general para describir un patrn que se repite en el tiempo: onda . Existenondas de sonido, ondas oceanicas, ondas cerebrales y por supuesto, ondas de tensin. Unosciloscopio mide estas ltimas. Un ciclo es la mnima parte de la onda que se repite en eltiempo. Una forma de onda es la representacin grfica de una onda. Una forma de onda detensin siempre se presentar con el tiempo en el eje horizontal (X) y la amplitud en el ejevertical (Y).

La forma de onda nos proporciona una valiosa informacin sobre la seal. En cualquier momentopodemos visualizar la altura que alcanza y, por lo tanto, saber si el voltaje ha cambiado en eltiempo (si observamos, por ejemplo, una linea horizontal podremos concluir que en ese intervalode tiempo la seal es constante). Con la pendiente de las lineas diagonales, tanto en flanco desubida como en flanco de bajada, podremos conocer la velocidad en el paso de un nivel a otro,pueden observarse tambin cambios repentinos de la seal (angulos muy agudos) generalmentedebidos a procesos transitorios.

Tipos de ondas

Se pueden clasificar las ondas en los cuatro tipos siguientes:Ondas senoidalesq

Ondas cuadradas y rectangularesq

Ondas triangulares y en diente de sierra.q

Pulsos y flancos escalones.q

Ondas senoidales

Son las ondas fundamentales y eso por varias razones: Poseen unas propiedades matemticasmuy interesantes (por ejemplo con combinaciones de seales senoidales de diferente amplitud yfrecuencia se puede reconstruir cualquier forma de onda), la seal que se obtiene de las tomas decorriente de cualquier casa tienen esta forma, las seales de test producidas por los circuitososciladores de un generador de seal son tambin senoidales, la mayoria de las fuentes depotencia en AC (corriente alterna) producen seales senoidales.

La seal senoidal amortiguada es un caso especial de este tipo de ondas y se producen enfenomenos de oscilacin, pero que no se mantienen en el tiempo.



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Ondas cuadradas y rectangularesLas ondas cuadradas son bsicamente ondas que pasan de un estado a otro de tensin, a intervalosregulares, en un tiempo muy reducido. Son utilizadas usualmente para probar amplificadores(esto es debido a que este tipo de seales contienen en si mismas todas las frecuencias). Latelevisin, la radio y los ordenadores utilizan mucho este tipo de seales, fundamentalmentecomo relojes y temporizadores.

Las ondas rectangulares se diferencian de las cuadradas en no tener iguales los intervalos en losque la tensin permanece a nivel alto y bajo. Son particularmente importantes para analizar

circuitos digitales.

Ondas triangulares y en diente de sierra

Se producen en circuitos diseados para controlar voltajes linealmente, como pueden ser, porejemplo, el barrido horizontal de un osciloscopio analgico el barrido tanto horizontal comovertical de una televisin. Las transiciones entre el nivel mnimo y mximo de la seal cambian aun ritmo constante. Estas transiciones se denominan rampas .

La onda en diente de sierra es un caso especial de seal triangular con una rampa descendente demucha ms pendiente que la rampa ascendente.



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Pulsos y flancos escalones

Seales, como los flancos y los pulsos, que solo se presentan una sola vez, se denominan sealestransitorias . Un flanco escaln indica un cambio repentino en el voltaje, por ejemplo cuando se

conecta un interruptor de alimentacin. El pulso indicaria, en este mismo ejemplo, que se haconectado el interruptor y en un determinado tiempo se ha desconectado. Generalmente el pulso

representa un bit de informacin atravesando un circuito de un ordenador digital tambin unpequeo defecto en un circuito (por ejemplo un falso contacto momentneo). Es comn encontrar

seales de este tipo en ordenadores, equipos de rayos X y de comunicaciones.

Medidas en las formas de onda

En esta seccin describimos las medidas ms corrientes para describir una forma de onda.

Periodo y Frecuencia

Si una seal se repite en el tiempo, posee una frecuencia (f). La frecuencia se mide en Hertz (Hz)y es igual al numero de veces que la seal se repite en un segundo, es decir, 1Hz equivale a 1

ciclo por segundo.Una seal repetitiva tambin posee otro paramentro: el periodo, definiendose como el tiempo que

tarda la seal en completar un ciclo.Peridodo y frecuencia son reciprocos el uno del otro:



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Voltaje

Voltaje es la diferencia de potencial elctrico entre dos puntos de un circuito. Normalmente unode esos puntos suele ser masa (GND, 0v), pero no siempre, por ejemplo se puede medir el voltajepico a pico de una seal (V pp) como la diferencia entre el valor mximo y mnimo de esta. Lapalabra amplitud significa generalmente la diferencia entre el valor mximo de una seal y masa.

Fase

La fase se puede explicar mucho mejor si consideramos la forma de onda senoidal. La ondasenoidal se puede extraer de la circulacin de un punto sobre un circulo de 360. Un ciclo de la

seal senoidal abarca los 360.

Cuando se comparan dos seales senoidales de la misma frecuencia puede ocurrir que ambas noesten en fase,o sea, que no coincidan en el tiempo los pasos por puntos equivalentes de ambas

seales. En este caso se dice que ambas seales estan desfasadas, pudiendose medir el desfasecon una simple regla de tres:

Siendo t el tiempo de retraso entre una seal y otra.



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Qu parmetros influyen en la calidad de un osciloscopio

Los trminos definidos en esta seccin nos permitiran comparar diferentes modelos deosciloscopio disponibles en el mercado.

Ancho de Banda

Especifica el rango de frecuencias en las que el osciloscopio puede medir con precisin. Porconvenio el ancho de banda se calcula desde 0Hz (continua) hasta la frecuencia a la cual unaseal de tipo senoidal se visualiza a un 70.7% del valor aplicado a la entrada (lo que correspondea una atenuacin de 3dB).

Tiempo de subida

Es otro de los parmetros que nos dar, junto con el anterior, la mxima frecuencia de utilizacindel osciloscopio. Es un parmetro muy importante si se desea medir con fiabilidad pulsos yflancos (recordar que este tipo de seales poseen transiciones entre niveles de tensin muyrpidas). Un osciloscopio no puede visualizar pulsos con tiempos de subida ms rpidos que elsuyo propio.

Sensibilidad vertical

Indica la facilidad del osciloscopio para amplificar seales dbiles. Se suele proporcionar en mVpor divisin vertical, normalmente es del orden de 5 mV/div (llegando hasta 2 mV/div).

Velocidad

Para osciloscopios analgicos esta especificacin indica la velocidad maxima del barridohorizontal, lo que nos permitir observar sucesos ms rpidos. Suele ser del orden denanosegundos por divisin horizontal.

Exactitud en la ganancia

Indica la precisin con la cual el sistema vertical del osciloscopio amplifica atenua la seal. Seproporciona normalmente en porcentaje mximo de error.

Exactitud de la base de tiempos

Indica la precisin en la base de tiempos del sistema horizontal del osciloscopio para visualizar eltiempo. Tambin se suele dar en porcentaje de error mximo.

Velocidad de muestreo

En los osciloscopios digitales indica cuantas muestras por segundo es capaz de tomar el sistemade adquisicin de datos (especificamente el conversor A/D). En los osciloscopios de calidad se



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llega a velocidades de muestreo de Megamuestras/sg. Una velocidad de muestreo grande esimportante para poder visualizar pequeos periodos de tiempo. En el otro extremo de la escala,tambin se necesita velocidades de muestreo bajas para poder observar seales de variacin lenta.Generalmente la velocidad de muestreo cambia al actuar sobre el mando TIMEBASE paramantener constante el nmero de puntos que se almacenaran para representar la forma de onda.

Resolucin vertical

Se mide en bits y es un parmetro que nos da la resolucin del conversor A/D del osciloscopiodigital. Nos indica con que precisin se convierten las seales de entrada en valores digitalesalmacenados en la memoria. Tcnicas de clculo pueden aumentar la resolucin efectiva delosciloscopio.

Longitud del registro

Indica cuantos puntos se memorizan en un registro para la reconstruccin de la forma de onda.Algunos osciloscopios permiten variar, dentro de ciertos lmites, este parmetro. La mxima

longitud del registro depende del tamao de la memoria de que disponga el osciloscopio. Unalongitud del registro grande permite realizar zooms sobre detalles en la forma de onda de forma

muy rpida (los datos ya han sido alma cenad os), sin embar go esta ventaja es a costa de consumims tiempo en mu estrear la se al completa.

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EL OSCILOSCOPIOPuesta en funcionamiento

Este captulo describe los primeros pasos para el correcto manejo del osciloscopio.

Poner a tierraUna buena conexin a tierra es muy importante para realizar medidas con un osciloscopio.

Colocar a tierra el Osciloscopio

Por seguridad es obligatorio colocar a tierra el osciloscopio. Si se produce un contacto entre unalto voltaje y la carcasa de un osciloscopio no puesto a tierra, cualquier parte de la carcasa,incluidos los mandos, puede producirle un peligroso shock. Mientras que un osciloscopio biencolocado a tierra, la corriente, que en el anterior caso te atravesaria, se desvia a la conexin de

tierra.Para conectar a tierra un osciloscopio se necesita unir el chasis del osciloscopio con el punto dereferencia neutro de tensin (comunmente llamado tierra). Esto se consigue empleando cables dealimentacin con tres conductores (dos para la alimentacin y uno para la toma de tierra).

El osciloscopio necesita, por otra parte, compartir la misma masa con todos los circuitos bajoprueba a los que se conecta.

Algunos osciloscopios pueden funcionar a difentes tensiones de red y es muy importanteasegurarse que esta ajustado a la misma de la que disponemos en las tomas de tensin.

Ponerse a tierra uno mismo

Si se trabaja en circuitos integrados (ICs), especialmente del tipo CMOS, es necesario colocarse atierra uno mismo. Esto es debido a que ciertas partes de estos circuitos integrados son suceptibles

de estropearse con la tensn esttica que almacena nuestro propio cuerpo. Para resolver esteproblema se puede emplear una correa conductora que se conectar debidamente a tierra,

descargando la electricidad esttica que posea su cuerpo.



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Ajuste inicial de los controles

Despus de conectar el osciloscopio a la toma de red y de alimentarlo pulsando en el interruptor

de encendido:

Es necesario familiarizarse con el panel frontal del osciloscopio. Todos los osciloscopiosdisponen de tres secciones bsicas que llamaremos: Vertical , Horizontal , y Disparo .Dependiendo del tipo de osciloscopio empleado en particular, podemos disponer de otrassecciones.

Existen unos conectores BNC, donde se colocan las sondas de medida.

La mayoria de los osciloscopios actuales disponen de dos canales etiquetados normalmente comoI y II ( A y B). El disponer de dos canales nos permite comparar seales de forma muy cmoda.

Algunos osciloscopios avanzados poseen un interruptor etiquetado como AUTOSET PRESETque ajustan los controles en un solo paso para ajustar perfectamente la seal a la pantalla. Si tuosciloscopio no posee esta caracteristica, es importante ajustar los diferentes controles del aparatoa su posicin standar antes de proceder a medir.



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Estos son los pasos ms recomendables:Ajustar el osciloscopio para visualizar el canal I. (al mismo tiempo se colocar como canalde disparo el I).

q

Ajustar a una posicin intermedia la escala voltios/divisin del canal I (por ejemplo1v/cm).

q

Colocar en posicin calibrada el mando variable de voltios/divisin (potencimetrocentral).

q

Desactivar cualquier tipo de multiplicadores verticales.q

Colocar el conmutador de entrada para el canal I en acoplamiento DC.q

Colocar el modo de disparo en automtico.q



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Desactivar el disparo retardado al mnimo desactivado.q

Situar el control de intensidad al mnimo que permita apreciar el trazo en la pantalla, y eltrazo de focus ajustado para una visualizacin lo ms ntida posible (generalmente losmandos quedaran con la sealizacin cercana a la posicin vertical).

q

Sondas de medida

Con los pasos detallados anteriormente, ya estas en condiciones de conectar la sonda de medidaal conector de entrada del canal I. Es muy importante utilizar las sondas diseadas para trabajarespecificamente con el osciloscopio. Una sonda no es ,ni muco menos, un cable con una pinza,sino que es un conector especificamente diseado para evitar ruidos que puedan perturbar lamedida.

Adems, las sondas se construyen para que tengan un efecto mnimo sobre el circuito de medida.Esta facultad de la sondas recibe el nombre de efecto de carga, para minimizarla se utiliza un

atenuador pasivo, generalmente de x10.

Este tipo de sonda se proprociona generalmente con el osciloscopio y es una excelente sonda deutilizacin general. Para otros tipos de medidas se utilizan sondas especiales, como pueden ser lassondas de corriente las activas.



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Sondas pasivas

La mayoria de las sondas pasivas estan marcadas con un factor de atenuacin, normalmente 10X 100X. Por convenio los factores de atenuacin aparecen con el signo X detrs del factor dedivisin. En contraste los factores de amplificacin aparecen con el signo X delante (X10 X100).

La sonda ms utilizada posiblemente sea la 10X, reduciendo la amplitud de la seal en un factor

de 10. Su utilizacin se extiende a partir de frecuencias superiores a 5 kHz y con niveles de sealsuperiores a 10 mV. La sonda 1X es similar a la anterior pero introduce ms carga en el circuitode prueba, pero puede medir seales con menor nivel. Por comodidad de uso se han introducidosondas especiales con un conmutador que permite una utilizacin 1X 10X. Cuando se utiliceneste tipo de sondas hay que asegurarse de la posicin de este conmutador antes de realizar una

medida.

Compensacin de la sonda

Antes de utilizar una sonda atenuadora 10X es necesario realizar un ajuste en frecuencia para elosciloscopio en particular sobre el que se vaya a trabajar. Este ajuste se denomina compensacinde la sonda y consta de los siguientes pasos.

Conectar la sonda a la entrada del canal I.q

Conectar la punta de la sonda al punto de seal de compensacin (La mayoria de lososciloscopios disponen de una toma para ajustar las sondas, en caso contrario sernecesario utilizar un generador de onda cuadrada).

q



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Conectar la pinza de cocodrilo de la sonda a masa.q

Observar la seal cuadrada de referencia en la pantalla.q

Con el destornillador de ajuste, actuar sobre el condensador de ajuste hasta observar unaseal cuadrada perfecta.

q

Sondas activas

Proprocionan una amplificacin antes de aplicar la seal a la entrada del osciloscopio. Pueden sernecesarias en circuitos con una cargabilidad de salida muy baja. Este tipo de sondas necesitanpara operar una fuente de alimentacin.

Sondas de corriente

Posibilitan la medida directa de las corrientes en un circuito. Las hay para medida de corrientealterna y continua. Poseen una pinza que abarca el cable a traves del cual se desea medir la

corriente. Al no situarse en serie con el circuito causan muy poca interferencia en l.

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Sistema de visualizacin: Intensidad

Se trata de un potencimetro que ajusta el brillo de la seal en la pantalla.Este mando actuasobre la rejilla ms cercana al ctodo del CRT (G1), controlando el nmero de electronesemitidos por este.

En un osciloscopio analgico si se aumenta la velocidad de barrido es necesario aumentar elnivel de intensidad. Por otra parte, si se desconecta el barrido horizontal es necesario reducir laintensidad del haz al mnimo (para evitar que el bombardeo concentrado de electrones sobre la

parte interior de la pantalla deteriore la capa fluorescente que la recubre).

Sistema de visualizacin: Enfoque

Se trata de un potencimetro que ajusta la nitidez del haz sobre la pantalla. Este mando actuasobre las rejillas intermedias del CRT (G2 y G4) controlando la finura del haz de electrones. Seretocar dicho mando para una visualizacin lo ms precisa posible. Los osciloscopios digitales

no necesitan este control.



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Sistema de visualizacin: Rotacin del haz

Resistencia ajustable actuando sobre una bobina y que nos permite alinear el haz con el ejehorizontal de la pantalla. Campos magnticos intensos cercanos al osciloscopio pueden afectar a

la orientacin del haz.La posicin del osciloscopio con respecto al campo magntico terrestretambin puede afectar. Los osciloscopios digitales no necesitan de este control. Se ajustar dicha

resistencia, con el mando de acoplamiento de la seal de entrada en posicin GND, hastaconseguir que el haz est perfectamente horizontal.



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Sistema vertical: Posicin

Este control consta de un potencimetro que permite mover verticalmente la forma de ondahasta el punto exacto que se desee.Cuando se est trabajando con una sola seal el punto

normalmente elegido suele ser el centro de la pantalla.

Sistema vertical: Conmutador

Se trata de un conmutador con un gran nmero de posiciones, cada una de las cuales,representa el factor de escala empleado por el sistema vertical. Por ejemplo si el mando esta en la

posicin 2 voltios/div significa que cada una de las divisiones verticales de la pantalla(aproximadamente de un 1 cm.) representan 2 voltios. Las divisiones ms pequeas representaran

una quinta parte de este valor, o sea, 0.4 voltios.

La mxima tensin que se puede visualizar con el osciloscopio presentado y con una sondade 10X ser entonces: 10 (factor de divisin de la sonda) x 20 voltios/div (mxima escala) x 8divisiones verticales = 1600 voltios. En la pantalla se representa una seal de 1Vpp tal como la

veriamos en diferentes posiciones del conmutador.



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Sistema vertical: Mando Variable

Se trata de un potencimetro situado de forma concntrica al conmutador del amplificadorvertical y podemos considerarlo como una especie de lupa del sistema vertical.

Para realizar medidas es necesario colocarlo en su posicin calibrada.



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Sistema vertical: Acoplamiento de la entrada

Se trata de un conmutador de tres posiciones que conecta electricamente a la entrada del

osciloscopio la seal exterior.El acoplamiento DC deja pasar la seal tal como viene del circuito exterior (es la seal

real).El acoplamiento AC bloquea mediante un condensador la componente continua que posea laseal exterior.El acoplamiento GND desconecta la seal de entrada del sistema vertical y lo

conecta a masa, permitiendonos situar el punto de referencia en cualquier parte de la pantalla(generalmente el centro de la pantalla cuando se trabaja con una sola seal).

Sistema vertical: Inversin

Es un conmutador de dos posiciones en forma de botn que permite en una de sus

posiciones invertir la seal de entrada en el canal I (existen otros osciloscopios que invierten elcanal II).



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Sistema vertical: Modo alternado / chopeado

Es un conmutador de dos posiciones, en forma de botn, que permite, cuando nos

encontramos en modo DUAL, seleccionar el modo de trazado de las seales en pantalla.En el modo alternado se traza completamente la seal del canal I y despus la del canal II y

asi sucesivamente. Se utiliza para seales de media y alta frecuencia (generalmente cuando elmando TIMEBASE est situado en una escala de 0.5 msg. inferior). En el modo chopeadoosciloscopio traza una pequea parte del canal I despus otra pequea parte del canal II, hastacompletar un trazado completo y empezar de nuevo. Se utiliza para seales de baja frecuencia

(con el mando TIMEBASE en posicin de 1 msg. superior).



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Sistema vertical: Modo simple / dual / suma

Es un control formado por tres conmutadores de dos posiciones, en forma de botn, quepermite seleccionar entres tres modos de funcionamiento: simple, dual y suma.

En el modo simple actuamos tan solo sobre el conmutador etiquetado como CH I/II. Si noest pulsado visualizaremos la seal que entra por el canal I y si lo est la seal del canal II. El

modo dual se selecciona con el conmutador etiquetado DUAL. Si no est pulsado visualizaremos

un solo canal (cual, depender del estado del conmutador CH I/II) y si lo est visualizremossimultneamente ambos canales. El modo suma se selecciona pulsando el conmutador etiquetado

I+II (si tambin lo est el etiquetado como DUAL) y nos permite visualizar la suma de ambasseales en pantalla.



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Sistema horizontal: Posicin

Este control consta de un potencimetro que permite mover horizontalmente la forma deonda hasta el punto exacto que se desee.Cuando se est trabajando con una sola seal el punto

normalmente elegido suele ser el centro de la pantalla.(Para observar mejor el punto de disparo se

suele mover la traza un poco hacia la derecha).

Sistema horizontal: Conmutador

Se trata de un conmutador con un gran nmero de posiciones, cada una de las cuales,representa el factor de escala empleado por el sistema de barrido horizontal. Por ejemplo si elmando esta en la posicin 1 msg/div significa que cada una de las divisiones horizontales de lapantalla (aproximadamente de un 1 cm.) representan 1 milisegundo. Las divisiones ms pequeas

representaran una quinta parte de este valor, o sea, 200 sg.

El osciloscopio presentado puede visualizar un mximo de 2 sg en pantalla (200 msg x 10divisiones) y un mnimo de 100 nsg por divisin, si empleamos la Amplificacin (0.5 sg /



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Sistema horizontal: Mando variable

Se trata de un potencimetro situado de forma concntrica al conmutador de la base detiempos y podemos considerarlo como una especie de lupa del sistema horizontal.

Para realizar medidas es necesario colocarlo en su posicin calibrada.



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Sistema horizontal: Amplificacin

Este control consta de un pequeo conmutador en forma de botn que permite amplificar laseal en horizontal por un factor constante (normalmente x5 x10). Se utiliza para visualizar

seales de muy alta frecuencia (cuando el conmutador TIMEBASE no permite hacerlo). Hay que

tenerle en cuenta a la hora de realizar medidas cuantitativas (habr que dividir la medidarealizada en pantalla por el factor indicado).

Sistema horizontal: XY

Este control consta de un pequeo conmutador en forma de botn que permite desconectar elsistema de barrido interno del osciloscopio, haciendo estas funciones uno de los canalesverticales (generalmente el canal II).

Como veremos en el captulo dedicado a las medidas esto nos permite visualizar curvas derespuesta las famosas figuras de Lissajous, utiles tanto para la medida de fase como defrecuencia.



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Sistema de disparo: Exterior

La situacin normal es que se permita al osciloscopio quien internamente dispare la seal deentrada. Esto permite sincronizar casi todas las seales periodicas siempre que la altura de laimagen supere un cierto valor (generalemente muy pequeo, del orden de media divisin). Para

algunas seales complicadas, es necesario dispararlas con otra seal procedente del mismocircuito de prueba. Esto puede hacerse introduciendo esta ltima seal por el conector etiquetado

TRIG. EXT. y pulsando tambin el botn que le acompaa.



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Algunos osciloscopios poseen marcas horizontales de 0%, 10%, 90% y 100% para facilitar lamedida de tiempos de subida y bajada en los flancos (se mide entre el 10% y el 90% de laamplitud de pico a pico). Algunos osciloscopios tambin visualizan en su pantalla cuantos voltiosrepresenta cada divisin vertical y cuantos segundos representa cada divisin horizontal.

Medida de voltajesGeneralmente cuando hablamos de voltaje queremos realmente expresar la diferencia depotencial elctrico, expresado en voltios, entre dos puntos de un circuito. Pero normalmente unode los puntos esta conectado a masa (0 voltios) y entonces simplificamos hablando del voltaje enel punto A ( cuando en realidad es la diferencia de potencial entre el punto A y GND). Losvoltajes pueden tambin medirse de pico a pico (entre el valor mximo y mnimo de la seal). Esmuy importante que especifiquemos al realizar una medida que tipo de voltaje estamos midiendo.

El osciloscopio es un dispositivo para medir el voltaje de forma directa. Otros medidas se pueden

realizar a partir de esta por simple clculo (por ejemplo, la de la intensidad la potencia). Losclculos para seales CA pueden ser complicados, pero siempre el primer paso para medir otras

magnitudes es empezar por el voltaje.

En la figura anterior se ha sealado el valor de pico V p, el valor de pico a pico V pp, normalme

el doble de V p y el valor eficaz V ef V RMS (root-mean-square, es decir la raiz de la media de losvalores instantneos elevados al cuadrado) utilizada para calcular la potencia de la seal CA.

Realizar la medida de voltajes con un osciloscopio es fcil, simplemente se trata de contar elnmero de divisiones verticales que ocupa la seal en la pantalla. Ajustando la seal con el

mando de posicionamiento horizontal podemos utilizar las subdivisiones de la rejilla para realizaruna medida ms precisa. (recordar que una subdivisin equivale generalmente a 1/5 de lo querepresente una divisin completa). Es importante que la seal ocupe el mximo espacio de la

pantalla para realizar medidas fiables, para ello actuaremos sobre el conmutador del amplificad



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vertical .

Algunos osciloscopios poseen en la pantalla un cursor que permite tomar las medidas de tensinsin contar el nmero de divisiones que ocupa la seal. Basicamente el cursor son dos lineashorizontales para la medida de voltajes y dos lineas verticales para la medida de tiempos quepodemos desplazar individualmente por la pantalla. La medida se visualiza de forma automticaen la pantalla del osciloscopio.

Medida de tiempo y frecuencia

Para realizar medidas de tiempo se utiliza la escala horizontal del osciloscopio. Esto incluye lamedida de periodos, anchura de impulsos y tiempo de subida y bajada de impulsos. La frecuencia

es una medida indirecta y se realiza calculando la inversa del periodo. Al igual que ocurria con

los voltajes, la medida de tiempos ser ms precisa si el tiempo aobjeto de medida ocupa lamayor parte de la pantalla, para ello actuaremos sobre el conmutador de la base de tiemposcentramos la seal utilizando el mando de posicionamiento vertical podemos utilizar las

subdivisiones para realizar una medida ms precisa.



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Medida de tiempos de subida y bajada en los flancos

En muchas aplicaciones es importante conocer los detalles de un pulso, en particular los tiemposde subida bajada de estos.

Las medidas estandar en un pulso son su anchura y los tiempos de subida y bajada. El tiempo desubida de un pulso es la transicin del nivel bajo al nivel alto de voltaje. Por convenio, se mide eltiempo entre el momento que el pulso alcanza el 10% de la tensin total hasta que llega al 90%.Esto elimina las irregularidades en las bordes del impulso. Esto explica las marcas que seobservan en algunos osciloscopios ( algunas veces simplemente unas lineas punteadas ).

La medida en los pulsos requiere un fino ajuste en los mandos de disparo. Para convertirse en unexperto en la captura de pulsos es importante conocer el uso de los mandos de disparo que poseanuestro osciloscopio. Una vez capturado el pulso, el proceso de medida es el siguiente: se ajustaactuando sobre el conmutador del amplificador vertical y el y el mando variable asociado has

que la amplitud pico a pico del pulso coincida con las lineas punteadas ( las sealadas como 0%y 100%). Se mide el intervalo de tiempo que existe entre que el impulso corta a la linea sealadacomo 10% y el 90%, ajustando el conmutador de la base de tiempos para que dicho tiempo ocu

el mximo de la pantalla del osciloscopio.



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Medida del desfase entre seales

La seccin horizontal del osciloscopio posee un control etiquetado como X-Y , que nos va aintroducir en una de las tcnicas de medida de desfase (la nica que podemos utilizar cuando solodisponemos de un canal vertical en nuestro osciloscopio).

El periodo de una seal se corresponde con una fase de 360. El desfase indica el angulo de atraso adelanto que posee una seal con respecto a otra (tomada como referencia) si poseen ambas elmismo periodo. Ya que el osciloscopio solo puede medir directamente los tiempos, la medida del

desfase ser indirecta.Uno de los mtodos para medir el desfase es utilizar el modo X-Y. Esto implica introducir una

seal por el canal vertical (generalmente el I) y la otra por el canal horizontal (el II). (este mtodosolo funciona de forma correcta si ambas seales son senoidales). La forma de onda resultante en

pantalla se denomina figura de Lissajous (debido al fsico francs denominado Jules AntoineLissajous). Se puede deducir la fase entre las dos seales, asi como su relacin de frecuencias

observando la siguiente figura



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mailto:[email protected]://www.lidernet.com.ar/hernan/orc/tecnicamedida.htm


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Otros: Holdoff

Podia traducirse como mantener ( hold ) desconectado ( off ).Este control no est incluido enlos osciloscopios de nivel bajo medio. Se utiliza cuando deseamos sincronizar en la pantalla delosciloscopio seales formadas por trenes de impulsos espaciados en el tiempo. Se pretende que el

osciloscopio se dispare cuando el primer impulso del que consta el tren alcance el nivel detensin fijado para el disparo, pero que exista una zona de sombra para el disparo que cubra losimpulsos siguientes, el osciloscopio no debe dispararse hasta que llegue el primer impulso del

siguiente tren. Consta generalmente de un mando asociado con un interruptor, este ltimo poneen funcionamiento el sistema holdoff y el mando variable ajusta el tiempo de sombra para el

disparo. En la siguiente figura se observar mejor el funcionamiento.



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Otros Linea de retardo

Tampoco es habitual encontrar dicho mando en los osciloscopios de gama media, baja. Sin

embargo cuando deseamos amplificar un detalle que no se encuentra cercano al momento deldisparo, necesitamos de alguna manera retardar este ltimo un determinado tiempo para con elmando de la base de tiempos poderlo amplificar. Esto es precisamente lo que realiza este mando.Consta de un conmutador de varias posiciones que nos proporciona el tiempo que el osciloscopio

retarda la presentacin desde el momento que la seal se dispara, este tiempo puede variar,dependiendo del osciloscopio, desde algunas fracciones de sg a algunos centenares de msg;posee tambin, y generalmente concentrico con el anterior, un mando variable para ajustar de

forma ms precisa el tiempo anterior. Y por ltimo, un conmutador que en una posicinetiquetada como search indica al osciloscopio que busque el punto a partir del cual deseamos quese presente la seal y otra posicin etiquetada como delay que fija la anterior posicin y permite

el uso de la base de tiempos para amplificar el detalle deseado.

http://usuarios.iponet.es/agusbo/osc/osc_4.htm

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