EL OSCILOSCOPIO1. DEFINICIONEl osciloscopio es bsicamente un dispositivo de visualizacin grfica que muestra seales elctricas 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.

2. FUNCIONES Determinar directamente el periodo y el voltaje de una seal. Determinar indirectamente la frecuencia de una seal. Determinar que parte de la seal es DC y cual AC. Localizar averas en un circuito. Medir la fase entre dos seales. Determinar que parte de la seal es ruido y como varia este en el tiempo.Los osciloscopios son de los instrumentos ms verstiles que existen y lo utilizan desde tcnicos de reparacin de televisores a mdicos. Un osciloscopio puede medir un gran nmero de fenmenos, provisto del transductor adecuado ser capaz de darnos el valor de una presin, ritmo cardiaco, potencia de sonido, nivel de vibraciones en un coche, etc.

3. TIPOS

Analgicos:

Trabajan con variables continuas y directamente con la seal aplicada, sta una vez identificada desvia un haz de electrones en sentido vertical proporcionalmente a su valor. Son preferibles cuando es prioritario visualizar variaciones rpidas de la seal de entrada en tiempo real.

Digital: Trabajan con variables discretas. Estos utilizan previamente un conversor analgico-digital (A/D) para almacenar digitalmente la seal de entrada, reconstruyendo posteriormente esta informacin en la pantalla. Se utilizan cuando se desea visualizar y estudiar eventos no repetitivos.

4. FUNCIONAMIENTOPara entender el funcionamiento de los controles que posee un osciloscopio es necesario deternerse un poco en los procesos internos llevados a cabo por este aparato. Pero solo nos ceentraremos en el de tipo analgico.

OSCILOSCOPIOS ANALGICOSCuando se conecta la sonda a un circuito, la seal atraviesa esta ltima y se dirige a la seccin vertical.Dependiendo de dnde situemos el mando del amplificador vertical atenuaremos la seal la amplificaremos. En la salida de este bloque ya se dispone de la suficiente seal para atacar las placas de deflexin verticales (que naturalmente estn en posicin horizontal) y que son las encargadas de desviar el haz de electrones, que surge del ctodo 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) o hacia abajo si es negativa.La seal tambin atraviesa la seccin de disparo para de esta forma iniciar el barrido horizontal (este es el encargado de mover el haz de electrones desde la parte izquierda de la pantalla a la parte derecha en un determinado tiempo). El trazado (recorrido de izquierda a derecha) se consigue aplicando la parte ascendente de un diente de sierra a las placas de deflexin horizontal (las que estn en posicin vertical), y puede ser regulable en tiempo actuando sobre el mando TIME-BASE. El retrasado (recorrido de derecha a izquierda) se realiza de forma 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 en la pantalla. La seccin de disparo es necesaria para estabilizar las seales repetitivas (se asegura que el trazado comience en el mismo punto de la seal repetitiva).Como conclusin para utilizar de forma correcta un osciloscopio analgico necesitamos realizar tres ajustes bsicos: La atenuacin amplificacin que necesita la seal. Utilizar el mando AMPL. para ajustar la amplitud de la seal antes de que sea aplicada a las placas de deflexin vertical. Conviene que la seal ocupe una parte importante de la pantalla sin llegar a sobrepasar los lmites.

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

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.

LIMITACIONESEl osciloscopio analgico tiene una serie de limitaciones propias de su funcionamiento: Las seales deben ser peridicas. Para ver una traza estable, la seal debe ser peridica ya que es la periodicidad de dicha seal la que refresca la traza en la pantalla. Para solucionar este problema se utilizan seales de sincronismo con la seal de entrada para disparar el barrido horizontal (trigger level) o se utilizan osciloscopios con base de tiempo disparada.

Las seales muy rpidas reducen el brillo. Cuando se observa parte del perodo de la seal, el brillo se reduce debido a la baja persistencia fosfrica de la pantalla. Esto se soluciona colocando un potencial post-acelerador en el tubo de rayos catdicos.

Las seales lentas no forman una traza. Las seales de frecuencias bajas producen un barrido muy lento que no permite a la retina integrar la traza. Esto se solventa con tubos de alta persistencia. Tambin existan cmaras Polaroid especialmente adaptadas para fotografiar las pantallas de osciloscopios. Manteniendo la exposicin durante un periodo se obtiene una foto de la traza. Otra forma de solucionar el problema es dando distintas pendientes al diente de sierra del barrido horizontal. Esto permite que tarde ms tiempo en barrer toda la pantalla, y por ende pueden visualizarse seales de baja frecuencia pero se ver un punto desplazndose a travs de la pantalla debido a que la persistencia fosfrica no es elevada.

Slo se pueden ver transitorios si stos son repetitivos; pero puede utilizarse un osciloscopio con base de tiempo disparada. Este tipo de osciloscopio tiene un modo de funcionamiento denominado "disparo nico". Cuando viene un transitorio el osciloscopio mostrar este y slo este, dejando de barrer una vez que la seal ya fue impresa en la pantalla.

MANDOS1.- POWER. Interruptor.2.- Intens. Intensidad.3.- Foco. Focalizador.4.- XY. Introduce la seal del canal I en el eje vertical y la del canal II en el eje horizontal.5.- TIME. Base de tiempos. Regula la escala de tiempos o del eje horizontal.6.- X-Mag. Aumenta la escala X en una relacin 10:1.7.- YPos I. Posicin vertical del canal I.8.- Ent. I. Conector de entrada de seal al canal I.9.- DC/AC/GD. Seleccin segn se trabaje en corriente alterna (AC) o continua (DC) en el canal I. La posicinGD conecta el canal I a tierra permitiendo el ajuste del cero.10.- V/DIV I. Selector de escala en V/div del canal I.11.- Inv. I. Invierte la seal del canal I.12.- CH I/II. Con el botn hacia fuera el trigger o seal de disparo afecta a la seal del canal I y si est presionadohacia dentro el trigger afecta a la seal del canal II.13.- Dual. Representa las seales de ambos canales simultneamente.14.- Add. Pulsada: Suma de los canales I y II.15.- Inv. II. Invierte la seal del canal II.16.- V/DIV II. Selector de escala en V/div del canal II.17.- Ent. II. Conector de entrada de seal al canal II.18.- DC/AC/GD. Seleccin segn se trabaje en corriente alterna (AC) o continua (DC) en el canal II. La posicinGD conecta el canal I a tierra permitiendo el ajuste del cero.19.- YPos II. Posicin vertical del canal IIMEDIDA DE AMPLITUDES:1) Se conecta la seal que se desee medir al canal 1 (conector 8 en la figura).2) Se pulsa el interruptor power (1).3) Se ajusta la intensidad luminosa mediante el mando de intensidad (2) y se focaliza la seal mediante el focalizador (3).4) Se sita el mando (9) en GD (tierra = ground), con lo cual el osciloscopio muestra una seal constante de 0 V, que se debe centrar en la pantalla mediante los mandos de posicin Y (7).5) Se sita el mando (9) en AC para seales alternas, y se ajusta el factor de escala vertical con el mando de amplitudes del canal 1 (10).6) La amplitud ser la medida desde el eje horizontal en 0 V hasta la altura mxima y se calcula en funcin del factor de escala (en V/div) del mando de amplitudes (10).

Si se desea visualizar dos seales, se conecta la segunda seal al canal 2 (17) y tras conectar el botn dual (13) se procede de forma similar, utilizando ahora los mandos correspondientes al canal 2.

MEDIDA DEL PERODO DE UNA SEAL:El perodo es el tiempo que tarda en repetirse la seal (T en la figura siguiente). Para calcularlo se multiplica la longitud medida en la pantalla del osciloscopio por el factor de escala de la base de tiempos (conector 5 en la figura anterior).En la figura siguiente se muestra un ejemplo de la medida de la amplitud y periodo de una seal.

DETERMINACIN DE LA FRECUENCIA Y PULSACIN:La frecuencia de una seal se define como la inversa del perodo: f = 1/T. La pulsacin se define como 2 multiplicado por la frecuencia: = 2 f.

PRIMERA TOMA DE CONTACTO CON EL OSCILOSCOPIOAjustar el valor 0 del canal I y el canal II del osciloscopio al centro de la pantalla. Gira el mando de la base de tiempos del osciloscopio a la posicin de barrido ms lento.Conecta directamente el generador de funciones al canal I del osciloscopio mediante un cable. Utilizando los mandos del generador programa una seal sinusoidal de 1Hz de frecuencia.Sobre la pantalla se observar la seal sinusoidal sobre la pantalla. Mediante el mando del amplificador del canal I del osciloscopio podrs hacer ms grande o menor la representacin sobre la pantalla.Ir aumentando la frecuencia de la seal del generador. Aumenta la velocidad de barrido horizontal del osciloscopio mediante el mando de la base de tiempos.Juegar con las frecuencias y amplitudes de la seal del generador, buscando en el osciloscopio la representacin grfica ms completa mediante el mando del amplificador y el de la base de tiempos.