OSCILOSCOPIO ANALÓGICO

6
OSCILOSCOPIO ANALÓGICO La tensión a medir se aplica a las placas de desviación vertical oscilante de un tubo de rayos catódicos (utilizando un amplificador con alta impedancia de entrada y ganancia ajustable) mientras que a las placas de desviación horizontal se aplica una tensión en diente de sierra (denominada así porque, de forma repetida, crece suavemente y luego cae de forma brusca). Esta tensión es producida mediante un circuito oscilador apropiado y su frecuencia puede ajustarse dentro de un amplio rango de valores, lo que permite adaptarse a la frecuencia de la señal a medir. Esto es lo que se denomina base de tiempos. Representación esquemática de un osciloscopio. En la Figura 1 se puede ver una representación esquemática de un osciloscopio con indicación de las etapas mínimas fundamentales. El funcionamiento es el siguiente: En el tubo de rayos catódicos el rayo de electrones generado por elcátodo y acelerado por el ánodo llega a la pantalla, recubierta interiormente de una capa fluorescente que se ilumina por el impacto de los electrones. Si se aplica una diferencia de potencial a cualquiera de las dos parejas de placas de desviación, tiene lugar una desviación del haz de electrones debido al campo eléctrico creado por la tensión aplicada. De este modo, la tensión en diente de sierra, que se aplica a las placas de desviación horizontal, hace que el haz se mueva de izquierda a derecha y durante este tiempo, en ausencia de señal en las placas de desviación vertical, dibuje una línea recta horizontal en la pantalla y luego vuelva al punto de partida para iniciar un nuevo barrido. Este retorno no es percibido por el ojo humano debido a la velocidad a que se realiza y a que, de forma adicional, durante el mismo se produce un apagado (borrado) parcial o una desviación del rayo. Si en estas condiciones se aplica a las placas de desviación vertical la señal a medir (a través del amplificador de ganancia ajustable) el haz, además de

description

osci

Transcript of OSCILOSCOPIO ANALÓGICO

OSCILOSCOPIO ANALGICOLa tensin a medir se aplica a las placas de desviacin vertical oscilante de un tubo de rayos catdicos (utilizando un amplificador con alta impedancia de entrada y ganancia ajustable) mientras que a lasplacas de desviacin horizontal se aplica una tensin en diente de sierra (denominada as porque, de forma repetida, crece suavemente y luego cae de forma brusca). sta tensin es producida mediante un circuito oscilador apropiado y su frecuencia puede ajustarse dentro de un amplio rango de valores, lo que permite adaptarse a la frecuencia de la se!al a medir. sto es lo que se denomina base de tiempos."epresentacin esquem#tica de un osciloscopio.n la $igura % se puede ver una representacin esquem#tica de un osciloscopio con indicacin de las etapasmnimas fundamentales. l funcionamiento es el siguiente&n el tubo de rayos catdicos el rayo de electrones generado por elc#todo y acelerado por el #nodo llega a lapantalla, recubierta interiormente de una capa fluorescente que se ilumina por el impacto de los electrones.'i se aplica una diferencia de potencial a cualquiera de las dos parejas de placas de desviacin, tiene lugar una desviacin del haz de electrones debido al campo el(ctrico creado por la tensin aplicada. )e este modo, la tensin en diente de sierra, que se aplica a las placas de desviacin horizontal, hace que el haz se mueva de izquierda a derecha y durante este tiempo, en ausencia de se!al en las placas de desviacin vertical, dibuje una lnea recta horizontal en la pantalla y luego vuelva al punto de partida para iniciar un nuevo barrido. ste retorno no es percibido por el ojo humano debido a la velocidad a que se realiza y a que,de forma adicional, durante el mismo se produce un apagado (borrado) parcial o una desviacin del rayo.'i en estas condiciones se aplica a las placas de desviacin vertical la se!al a medir (a trav(s del amplificador de ganancia ajustable) el haz, adem#s de moverse de izquierda a derecha, se mover# hacia arriba o hacia abajo, dependiendo de la polaridad de la se!al, y con mayor o menor amplitud dependiendo dela tensin aplicada.*l estar los ejes de coordenadas divididos mediante marcas, es posible establecer una relacin entre estas divisiones y el perodo del diente de sierra en lo que se refiere al eje + y al voltaje en lo referido al ,. -on elloa cada divisin horizontal corresponder# un tiempo concreto, del mismo modo que a cada divisin vertical corresponder# una tensin concreta. )e esta forma en caso de se!ales peridicas se puede determinar tantosu perodo como su amplitud.l margen de escalas tpico, que vara de microvoltios a unos pocos voltios y de microsegundos a varios segundos, hace que este instrumento sea muy vers#til para el estudio de una gran variedad de se!ales.Limitaciones del osciloscopio analgicol osciloscopio analgico tiene una serie de limitaciones propias de su funcionamiento& Las se!ales deben ser peridicas. .ara ver una traza estable, la se!al debe ser peridica ya que es la periodicidad de dicha se!al la que refresca la traza en la pantalla. .ara solucionar este problema se utilizan se!ales de sincronismo con la se!al de entrada para disparar el barrido horizontal (trigger level) ose utilizan osciloscopios con base de tiempo disparada. Las se!ales muy r#pidas reducen el brillo. -uando se observa parte del perodo de la se!al, el brillo se reduce debido a la baja persistencia fosfrica de la pantalla. sto se soluciona colocando un potencial post/acelerador en el tubo de rayos catdicos. Las se!ales lentas no forman una traza. Las se!ales de frecuencias bajas producen un barrido muy lento que no permite a la retina integrar la traza. sto se solventa con tubos de alta persistencia. 0ambi(ne1istan c#maras .olaroid especialmente adaptadas para fotografiar las pantallas de osciloscopios. 2anteniendo la e1posicin durante un periodo se obtiene una foto de la traza. 3tra forma de solucionar el problema es dando distintas pendientes al diente de sierra del barrido horizontal. sto permite que tarde m#s tiempo en barrer toda la pantalla, y por ende pueden visualizarse se!ales de baja frecuencia pero se ver# un punto desplaz#ndose a trav(s de la pantalla debido a que la persistencia fosfrica no es elevada. 'lo se pueden ver transitorios si (stos son repetitivos4 pero puede utilizarse un osciloscopio con base de tiempo disparada. ste tipo de osciloscopio tiene un modo de funcionamiento denominado 5disparo 6nico7. -uando viene un transitorio el osciloscopio mostrar# este y slo este, dejando de barrer una vez que la se!al ya fue impresa en la pantalla.OSCILOSCOPIO DIGITALn la actualidad los osciloscopios analgicos est#n siendo desplazados en gran medida por los osciloscopiosdigitales, entre otras razones por la facilidad de poder transferir las medidas a una computadora personal o pantalla L-).n el osciloscopio digital la se!al es previamente digitalizada por un conversor analgico digital. *l depender la fiabilidad de la visualizacin de la calidad de este componente, esta debe ser cuidada al m#1imo.Las caractersticas y procedimientos se!alados para los osciloscopios analgicos son aplicables a los digitales. 'in embargo, en estos se tienen posibilidades adicionales, tales como el disparo anticipado (pre/triggering) para la visualizacin de eventos de corta duracin, o la memorizacin del oscilograma transfiriendo los datos a un .-. sto permite comparar medidas realizadas en el mismo punto de un circuito o elemento. 1isten asimismo equipos que combinan etapas analgicas y digitales.La principal caracterstica de un osciloscopio digital es la frecuencia de muestreo, la misma determinara el ancho de banda m#1imo que puede medir el instrumento, viene e1presada generalmente en 2'8s (millones de muestra por segundo).La mayora de los osciloscopios digitales en la actualidad est#n basados en control por $.9* (del ingl(s $ield .rogrammable 9ate *rray), el cual es el elemento controlador del conversor analgico a digital de alta velocidad del aparato y dem#s circuitera interna, como memoria, buffers, entre otros.stos osciloscopios a!aden prestaciones y facilidades al usuario imposibles de obtener con circuitera analgica, como los siguientes& 2edida autom#tica de valores de pico, m#1imos y mnimos de se!al. :erdadero valor eficaz. 2edida de flancos de la se!al y otros intervalos. -aptura de transitorios. -#lculos avanzados, como la $$0 para calcular el espectro de la se!al. tambi(n sirve para medir se!ales de tensin.3sciloscopio de $sforo )igitall osciloscopio de fsforo digital ().3, )igital .hosphor 3scilloscope) ofrece una nueva propuesta a la arquitectura del osciloscopio ya que combina las mejores caractersticas de un osciloscopio analgico con las de un osciloscopio digital. *l igual que el osciloscopio analgico, el primer paso es el amplificador vertical,y al igual que el osciloscopio digital, la segunda etapa es un conversor *)-. .ero luego de la conversin de analgico a digital, el osciloscopio de fsforo digital es un poco diferente al digital. ste tiene funciones especiales dise!adas para recrear el grado de intensidad de un tubo de rayos catdicos. n vez de utilizar fsforo qumico, al igual que un osciloscopio analgico, el ).3 tiene fsforo digital que es una base de datosactualizada constantemente. sta base de datos tiene una celda separada de informacin para cada uno de los pi1eles que tiene la pantalla. -ada vez que una forma de onda es capturada (en otras palabras, cada vez que el osciloscopio es disparado) esta es almacenada en las celdas de la base de datos. * cada celda que almacena la informacin de la forma de onda luego se le inserta la informacin de la intensidad. .or 6ltimo toda la informacin es mostrada en la pantalla L-) o almacenada por el osciloscopio.%./ ;