• USO :

Un osciloscopio es un instrumento de medición electrónico para la representación gráfica de señales eléctricas que pueden variar en el tiempo. Es muy usado en electrónica de señal, frecuentemente junto a un analizador de espectro.

Presenta los valores de las señales eléctricas en forma de coordenadas en una pantalla, en la que normalmente el eje X (horizontal) representa tiempos y el eje Y (vertical) representa tensiones. La imagen así obtenida se denomina oscilograma. Suelen incluir otra entrada, llamada «eje Z» o «Cilindro de Wehnelt» que controla la luminosidad del haz, permitiendo resaltar o apagar algunos segmentos de la traza.

Los osciloscopios, clasificados según su funcionamiento interno, pueden ser tanto analógicos como digitales, siendo el resultado mostrado idéntico en cualquiera de los dos casos, en teoría.

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• HISTORIA :

En 1897 el físico alemán Karl Ferdinand Braun desarrolló el primer osciloscopio al adaptar un tubo de rayos catódicos —que había sido creado en 1875 por William Crookes en 1875—, de manera que el chorro de electrones del tubo se dirigiera hacia una pantalla fluorescente por medio de campos magnéticos generados por la corriente alterna. En 1897, y en 1899 Jonathan Zenneck lo equipó con placas formadoras de haz y un campo magnético para barrer la traza.¹​ Los primeros tubos de rayos catódicos se aplicaron experimentalmente a mediciones de laboratorio desde la década de 1920, pero sufrieron de la mala estabilidad del vacío y de los emisores de cátodo. Vladimir K. Zworykin describió un tubo de rayos catódicos de alto vacío y sellado permanentemente con un emisor termoiónico en 1931. Este componente estable y reproducible permitió a General Radio fabricar un osciloscopio que fuera utilizable fuera de un entorno de laboratorio.

Después de la Segunda Guerra Mundial, los excedentes de componentes electrónicos se convirtieron la base de la reactivación de Heathkit Corporation y un kit de $ 50 para construir un osciloscopio con esas piezas fue un primer éxito en el mercado.

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• TIPOS :

• OSCILOSCOPIO ANALOGICO :

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

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-OSCILOSCOPIO DIGITAL :

En la actualidad los osciloscopios analógicos están siendo desplazados en gran medida por los osciloscopios digitales, entre otras razones por la facilidad de poder transferir las medidas a una computadora personal o pantalla LCD.

En el osciloscopio digital la señal es previamente digitalizada por un conversor analógico digital. Al depender la fiabilidad de la visualización de la calidad de este componente, esta debe ser cuidada al máximo.

Las características y procedimientos señalados para los osciloscopios analógicos son aplicables a los digitales. Sin embargo, en estos se tienen posibilidades adicionales, tales como el disparo anticipado (pre-triggering) para la visualización de eventos de corta duración, o la memorización del oscilograma transfiriendo los datos a un PC. Esto permite comparar medidas realizadas en el mismo punto de un circuito o elemento. Existen asimismo equipos que combinan etapas analógicas y digitales.

La principal característica de un osciloscopio digital es la velocidad de muestreo, la misma determinara el ancho de banda máximo que puede medir el instrumento basándose en el Teorema de Nyquist. Viene expresada en MS/s (millones de samples /muestras/ por segundo).

La mayoría de los osciloscopios digitales en la actualidad están basados en control por FPGA (del inglés Field Programmable Gate Array), el cual es el elemento controlador del conversor analógico a digital de alta velocidad del aparato y demás circuitería interna, como memoria, buffers, entre otros.

Estos osciloscopios añaden prestaciones y facilidades al usuario imposibles de obtener con circuitería analógica, como los siguientes:

• Medida automática de valores de pico, máximos y mínimos de señal. Verdadero valor eficaz.
• Medida de flancos de la señal y otros intervalos.
• Captura de transitorios.
• Cálculos avanzados, como la FFT para calcular el espectro de la señal. También sirve para medir señales de tensión.

Dentro del osciloscopio digital existen dos tipos que se diferencian claramente:

• De banco: más potentes que los que lo preceden, hechos para tener en una sola localización durante más tiempo.
• Portátil: con menos potencia pero más compactos para llevar de un sitio a otro.

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• OSCILOSCOPIO DE FOSFORO DIGITAL

El osciloscopio de fósforo digital (DPO, Digital Phosphor Oscilloscope) ofrece una nueva propuesta a la arquitectura del osciloscopio ya que combina las mejores características de un osciloscopio analógico con las de un osciloscopio digital. Al igual que el osciloscopio analógico, el primer paso es el amplificador vertical, y al igual que el osciloscopio digital, la segunda etapa es un conversor ADC. Pero luego de la conversión de analógico a digital, el osciloscopio de fósforo digital es un poco diferente al digital. Este tiene funciones especiales diseñadas para recrear el grado de intensidad de un tubo de rayos catódicos. En vez de utilizar fósforo químico, al igual que un osciloscopio analógico, el DPO tiene fósforo digital que es una base de datos actualizada constantemente. Esta base de datos tiene una celda separada de información para cada uno de los pixeles que tiene la pantalla. Cada 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. A cada celda que almacena la información de la forma de onda luego se le inserta la información de la intensidad. Por último toda la información es mostrada en la pantalla LCD o almacenada por el osciloscopio.

• PRECAUCIONES :

1. Procurar mantener el osciloscopio en un lugar fijo, en caso de tener que trasladarlo: a) Hacerlo sujetando la manija firmemente, la cual debe de estar en posición de traslado. b) No realizar movimientos bruscos, cuidando de no golpearlo. c) Depositarlo suavemente en el lugar de trabajo y colocarlo con la manija en la posición de operación que usted elija y no moverlo más. NOTA: La manija se puede mover accionando hacía arriba y abajo los bujes de fijación. Existen varias posiciones, de las cuales usted debe elegir aquella en la cual pueda observar perfectamente el frente del osciloscopio. Se recomienda que quede formando un ángulo respecto a al horizontal. Un mal transporte o golpe puede dañar los filamentos del TRC o algunos de sus componentes.

2. Verificara que las ventanillas de enfriamiento (superiores y traseras) estén descubiertas para que haya circulación de aire.

3. Verificar que las perillas de calibración estén giradas totalmente a la derecha y que la lámpara de descalibración esté apagada.

4. Girar la perilla de intensidad aproximadamente a la mitad de su rango, con el objeto de evitar que aparezca una traza demasiado brillante que queme el fósforo de la pantalla.

5. No anular la conexión a tierra del enchufe del osciloscopio, ya que se pierde el aterrizaje del chasis y una sobre carga puede afectar a uno o a varios de sus elementos.

6. Nunca tratar de medir: a) Directamente la señal de tensión de la línea para ello se requiere un transformador de aislamiento especial. b) Voltajes pico a pico mayores a 300 volts