Osciloscopio

Existen muchos tipos diferentes de instrumentos utilizados para realizar mediciones. Una medición, es el proceso por medio del cual se puede llegar a obtener y comparar las cantidades físicas que tiene los objetos así como los diferentes fenómenos que suceden en la realidad. Uno de estos instrumentos se conoce con el nombre de osciloscopio, un tipo de instrumentos de medición electrónico que se utiliza para representar de forma gráfica las diferentes señales eléctricas.

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¿Qué es un osciloscopio?

Un osciloscopio es un instrumento de medición utilizado en el campo de la electrónica de señal el cual representa en un gráfico las diferentes señales eléctricas que tienen la capacidad de poder variar en el tiempo.

Características de un osciloscopio

Algunas de las características más notables que pueden ser observadas y encontradas en un osciloscopio se mencionan a continuación:

• Es utilizado por lo general junto a los analizadores de espectro.
• Presenta valores de las señales eléctricas.
• La forma en que las señales son mostradas es en forma de coordenadas.
• Para medir, utiliza un término general el cual se conoce con el nombre de onda, principalmente la onda de tensión en este caso.
• Las señales que obtiene se representan de forma visual en un gráfico.
• La mayoría de los osciloscopios son de tipo digital.
• Posee una pantalla que se divide en escalas de tipo horizontal y vertical.

Historia

La historia del osciloscopio se remonta al año 1893 cuando el ingeniero y físico de nacionalidad francesa André Blondel le presentó al mundo el primer osciloscopio de tipo electromagnético. Era un aparato que funcionaba con la ayuda de un péndulo el cual tenía tinta y que estaba conectado a una bobina para poder así registrar en una cinta de papel todos los valores eléctricos que se mostraban incluyendo la intensidad de las corrientes.

En el año 1897, el aparato empezó a evolucionar cada día más gracias a Karl Ferdinand, que inventó el tubo de rayos catódicos, y luego, en el año 1932, la compañía A.C. Cossor empezó a mejorar la tecnología para finalmente en 1932 presentar el primer aparto que se basaba en un tubo de rayos catódicos. Luego de terminada la Segunda Guerra Mundial, estos equipos empezaron a desarrollarse y a utilizarse a nivel mundial, principalmente en Europa y América, ya para el año 1950, la mayoría de los países desarrollados fabricaban y usaban el aparato.

Para qué sirve

Este tipo de instrumento sirve para poder comprobar y al mismo tiempo mostrar las diferentes señales de tensión en forma de onda. Por medio de este aparato se puede obtener información de mucha importancia relacionada con las diferentes señales y corriente, anomalías en las señales, la frecuencia que posee una señal de tipo oscilante y todas las posibles variaciones que pueden ser mostradas en la frecuencia. Es el medio ideal por medio del cual se pueden hacer mediciones de señales de forma más precisa y exacta, permite también almacenar los datos y realizar análisis completamente automatizados.

Tipos

Existen básicamente dos tipos de osciloscopios, los digitales y los analógicos.

• Digitales: poseen una serie de microcontroladores que se encargan de mostrar las diferentes señales de entrada por medio de un convertidor analógico al digital mostrando posteriormente los resultados en la pantalla. Son instrumentos que trabajan de forma directa con las variables discretas.
• Analógicos: funcionan por medio de un rayo de electrones que mapean de forma directa el voltaje de entrada en la pantalla. Trabajan de forma directa con la señal que ha sido aplicada la cual, luego de ser amplificada, desvía un haz de electrones verticalmente el cual además estará siempre de forma proporcional con su valor.

Partes de un osciloscopio

Las partes con las que cuenta un osciloscopio son las siguientes:

• Sondas: también llamadas puntas y corresponden a la parte que se conecta al circuito que se analiza.
• Amplificador: o atenuador. Se utiliza para poder amplificar o atenuar la señal para que luego sea mostrada de forma efectiva al usuario.
• Trigger: es un tipo de disparador el cual es definido por el usuario y que determina el momento en que el osciloscopio empieza a dibujar la onda.
• Generador de barrido: se encarga de crear un patrón de tensión para que el rayo pueda barrer de un lado a otro. Éste es definido por el usuario.
• Amplificador horizontal: tiene como función el poder aumentar la amplitud de la onda del generador de barrido para así poder controlar las placas horizontales.
• CRT: es un cañón de electrones que se encarga de disparar un flujo constante de electrones en la pantalla para producir un punto brillante.
• Lógica de control: esta parte la encontramos en los osciloscopios digitales y es un tipo de software que hace posible que el usuario pueda configurar la forma en la que se capturan y se visualizan las señales.
• ADC: es un convertidor analógico-digital que muestra la señal eléctrica que tiene el circuito de prueba de acuerdo con lo establecido por la lógica de control.
• Memoria: es el lugar en donde se representa la información digital la cual muestra la señal que ha sido muestreada.
• Pantalla: en los osciloscopios digitales la pantalla es la que muestra la forma de onda.

Cómo funciona

En el momento en el que la sonda del instrumento es conectada a un circuito determinado, su parte vertical empieza a ajustar la extensión o la capacidad que tiene la señal. El conversor analógico digital tendrá la función de mostrar la señal y esto lo hace a intervalos determinados de tiempo transformando al mismo tiempo la señal del voltaje.

En la parte horizontal, la señal que muestra el reloj se encargará de definir el momento en el que el conversor realice alguna muestra. Esta velocidad se medirá en muestras por segundo y se conoce con el nombre de velocidad de muestras. Todos los valores se guardan posteriormente en una memoria a la cual se le conoce como registro y la parte donde se visualiza la señal percibe y obtiene los puntos de registro para posteriormente almacenarlos en la memoria y en la señal que se muestra en la pantalla.

Cómo se usa

Lo primero que se debe hacer es conectar el cable desde un fuente eléctrica en las diferentes terminales de entrada que posee este instrumento. Posteriormente, se procederá a encender el osciloscopio seleccionando también una escala apropiada con respecto a la señal de entrada. Se debe elegir luego el rango en el cual el instrumentos se pueda ajustar a la señal de entrada y luego, se ajusta el umbral del aparato.

Posteriormente se podrá observa la señal de voltaje simple y luego, el osciloscopio se moverá siguiendo un patrón de arriba hacia abajo simulando una onda de tipo sinusoidal. Las alturas máximas y mínimas que muestre la señal serán las que indican el rango que tiene el voltaje así como la cantidad de tiempo que se necesita para que la señal pueda repetir la frecuencia.

Ventajas

Algunas de las ventajas que son obtenidas por medio de este instrumento son las siguientes:

• Permite realizar análisis en tiempo real.
• Mejora el control de precisión.
• Facilita el cálculo de las frecuencias y los picos en las fuentes de alimentación.
• Es el instrumento ideal para realizar trabajos de diagnóstico.

Desventajas

Entre sus principales ventajas mencionamos las siguientes:

• Son instrumentos costosos y son además muy difíciles de reparar cuando se dañan.
• Deben ser operados por personal entrenado para poder obtener datos precisos.
• Son muy sensibles a las interferencias producidas por circuitos cercanos.

En qué se diferencia un osciloscopio digital de uno analógico

La principal diferencia es que el osciloscopio analógico tiene la capacidad de poder visualizar y medir la señal eléctrica utilizando la digitalización de la señal de entrada por medio de la cual se puede asignar un código binario a las muestras que son tomadas.

Importancia

Este tipo de instrumento es de mucha importancia en el campo de la electrónica pues resulta ser el medio ideal para poder encontrar las averías que se presenten en un circuito. También es importante para poder determinar de forma directa el periodo y el voltaje que tiene una determinada señal determinando al mismo tiempo la frecuencia de la misma. Es importante además porque por medio de él se puede llegar a medir una gran cantidad de fenómenos electrónicos para lograr así obtener los diferentes valores en presión, potencia de sonido, vibraciones e incluso el ritmo cardíaco.