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Osciloscopios

 POR JRA I 1 DE julio DE 2015


 actualizado 2022

¿Qué hace un osciloscopio?
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COMPLETO TUTORIAL DEL MANEJO DE UN OSCILOSCOPIO (CON IMAGENES)

Un osciloscopio es sin duda el instrumento más útil disponible para el ensayo de los circuitos, ya que le permite ver las señales en diferentes puntos del circuito.
La mejor manera de investigar un sistema electrónico es para monitorear las señales en la entrada y salida de cada bloque de sistema, comprobando que cada bloque está funcionando como se espera y está correctamente unida a la siguiente. Con un poco de práctica, usted será capaz de encontrar y corregir fallas con rapidez y precisión.

Diagrama de bloques osciloscopio de rayos catodicosFigura 1. Diagrama de bloques de un osciloscopio de propósito general.
Fuente: Instrumentación electrónica moderna y técnicas de medición.

De forma general, el osciloscopio tiene un sistema de amplificadores y de sincronizadores, que se encargan de adecuar los datos que serán transmitidos al tubo de rayos catódicos. Cada uno de los sistemas del osciloscopio puede necesitar un valor especifico de voltaje, y en el caso del tubo de rayos catódicos, puede ser en el orden de los miles, por lo tanto, este sistema requiere de algunas fuentes de alimentación especializadas para cada una de las partes. 

La señal que se debe visualizar se alimenta a un amplificador vertical. Este incrementa el potencial de la señal de entrada a un nivel que proporciona una deflexión utilizable del haz de electrones. Para sincronizar la deflexión horizontal con la entrada vertical, de manera que la deflexión horizontal comience en el mismo punto de la señal vertical de entrada cada vez que esta es barrida, se utiliza un circuito de sincronización o disparo. Este circuito es el enlace entre la entrada vertical y la base de tiempo horizontal. (Helfrick & Cooper, 1991, p. 187)

Algo particular de los osciloscopios digitales, es que su funcionamiento es análogo a los multímetros digitales, los cuales utilizan convertidores análogo-digital para obtener los valores de la señal y así poder presentarla en la pantalla del dispositivo con procesamiento digital previo para su mejor comprensión (García & Cúcala, 2003). La ventaja de los osciloscopios digitales es su posibilidad de almacenamiento, que permite tomar todos los valores de la señal y poder visualizarla por tramos para su análisis, que por el contrario los osciloscopios análogos manejan las señales en tiempo real, donde un suceso no esperado no puede ser capturado, lo que limita en la mayoría de las veces los osciloscopios análogos para señales continuas.

DIAGRAMA DE BLOQUES

Esquema de funcionamiento del osciloscopio digital
Figura 2. Esquema de funcionamiento del osciloscopio general.
Fuente: El osciloscopio general. García & Cúcala. 2003

La Figura 2 muestra las etapas del osciloscopio digital, en la que se pueden relacionar dos partes importantes con el osciloscopio análogo: la sección vertical con el amplificador vertical y la sección horizontal con el amplificador horizontal de la Figura 1. Un bloque agregado en el osciloscopio general es la de adquisición de datos, donde se utilizan convertidores análogo-digital que también funciona como centro de almacenamiento de datos para su posterior visualización. Cada uno presenta algunas ventajas, que se pueden resaltar dependiendo del contexto donde se requiera de este dispositivo y con cada nueva generación, las prestaciones y las funciones van evolucionando según sea la necesidad.


Un osciloscopio es una impresionante pieza de kit:




El diagrama muestra una Hameg HM 203-6 osciloscopio, un instrumento popular en las escuelas del Reino Unido.
El osciloscopio puede ser diferente, pero tendrá controles similares.

Frente a un instrumento como este, los estudiantes suelen responder bien por twiddling cada perilla y presionar todos los botones a la vista, o adoptando una expresión vidriada. Ninguno de los enfoques es especialmente útil. Tras la descripción sistemática de abajo le dará una idea clara de lo que un osciloscopio es y lo que puede hacer.

La función de un osciloscopio es extremadamente simple: se dibuja un gráfico V / t, un gráfico de voltaje contra el tiempo, la tensión en la vertical o eje Y, y el tiempo en el eje X horizontal o.

Como puede ver, la pantalla de este osciloscopio tiene 8 plazas o divisiones en el eje vertical, y 10 plazas o divsions en el eje horizontal. Por lo general, estas plazas son 1 cm en cada dirección:


Muchos de los controles del osciloscopio le permiten cambiar las escalas verticales u horizontales de la gráfica V / t, por lo que puede mostrar una imagen clara de la señal que desea investigar. 'Traza' Dual osciloscopios pantalla dos gráficos V / t, al mismo tiempo, de modo que las señales simultáneas de diferentes partes de un sistema electrónico pueden compararse.


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Configuración

1. Alguien más puede haber sido haciendo girar las perillas y botones de presión antes. Antes de encender el osciloscopio, compruebe que todos los controles están en sus posiciones "normales". Para el Hameg HM 203-6, esto significa que:

  • todos los interruptores de botón están en la posición OUT
  • todos los interruptores deslizantes están en la posición UP
  • todos los controles giratorios son CENTRADO
  • TIME / DIV central y VOLTS / DIV y los controles de mantener a raya están en la posición, o CAL calibrada

Comprobar a través de todos los controles y los puso en estas posiciones:



 

2. Conjunto tanto VOLTS / DIV controla a 1 V / DIV y TIME / DIV de control a 0,2 s / DIV, su ajuste más lento:


VOLTS / DIV TIEMPO / DIV


3. Encienda, botón rojo, la parte superior central:


El LED verde se ilumina y, después de unos momentos, debería ver un pequeño punto brillante, o trazar, moviéndose bastante lentamente a través de la pantalla.

4. Busque el control de Y-POS 1:


¿Qué pasa cuando Twiddle esto?

El Y-POS 1 le permite mover el punto hacia arriba y abajo de la pantalla. Por el momento, ajuste el trazado para que se ejecute horizontalmente a través del centro de la pantalla.

5. Ahora investigar los controles de intensidad y FOCUS:


Cuando éstos se han establecido correctamente, el punto será bastante brillante, pero no deslumbrante, y tan marcadamente centrado posible. (El control TR se ajusta destornillador. Sólo se necesita si la mancha se mueve a un ángulo en lugar de horizontalmente por la pantalla sin señal conectada.)

6.  El control TIEMPO / DIV determina la escala horizontal del gráfico que aparece en la pantalla del osciloscopio.

Con 10 plazas a través de la pantalla y el punto se mueve a 0,2 s / DIV, ¿cuánto tiempo se necesita para que el punto de cruzar la pantalla? La respuesta es 0.2 x 10 = 2 s. Cuente segundos. ¿El punto de toma 2 segundos para cruzar la pantalla?

Ahora gire el control TIEMPO / DIV las agujas del reloj:


Con el punto que se mueve a 0,1 s / DIV, tardará 1 segundo para atravesar la pantalla.

Continúe girando TIEMPO / DIV agujas del reloj. Con cada nuevo ajuste, el punto se mueve más rápido. Alrededor de 10 ms / DIV, el lugar ya no está separado visible. En cambio, hay una línea brillante en la pantalla. Esto sucede porque la pantalla permanece brillante durante un corto tiempo después de que el punto ha pasado, un efecto que se conoce como la persistencia de la pantalla. Es útil pensar en el lugar que sigue ahí, simplemente moviendo demasiado rápido para ser visto.

Siga girando TIEMPO / DIV. Con ajustes más rápidos, la línea se vuelve más débil debido a que el lugar se está moviendo muy rápidamente de hecho. Con un ajuste de 10 microsegundos / DIV cuánto tiempo se necesita para que el punto de cruzar la pantalla?

7.  Los controles VOLTS / DIV determinan la escala vertical del gráfico dibujado en la pantalla del osciloscopio.

Compruebe que VOLTS / DIV 1 se fija en 1 V / DIV y que los controles adyacentes se establecen correctamente:


El Hameg HM 203-6 ha construido en fuente de señales que permiten comprobar que el osciloscopio está funcionando correctamente. Una conexión a la entrada del canal 1, CH 1, del osciloscopio se puede hacer usando un conector especial llamado un enchufe BNC, como se muestra a continuación:


El diagrama muestra un cable con un conector BNC en uno clips finales y cocodrilo en el otro. Cuando la pinza de cocodrilo del cable rojo se recorta a la terminal metálica inferior, una onda cuadrada 2 V está conectado a la entrada de CH 1.

Ajuste VOLTS / DIV y TIME / DIV hasta obtener una imagen clara de la señal de 2 V, que debería tener este aspecto:


Compruebe en el efecto de Y-POS 1 y X-POS:





¿Qué hacen estos controles?

Y-POS 1 se mueve toda la traza verticalmente hacia arriba y hacia abajo en la pantalla, mientras que X-POS mueve toda la traza de lado a lado en la pantalla. Estos de control son útiles debido a que el rastro se puede mover de modo que más de la imagen aparece en la pantalla, o para hacer mediciones más fácil usando la red que cubre la pantalla.

Ahora ha aprendido acerca y se utiliza los controles más importantes en el osciloscopio.

Usted sabe que la función de un osciloscopio es dibujar un gráfico V / t. Usted sabe cómo poner todos los controles en sus posiciones "normales", de modo que una traza debería aparecer cuando el osciloscopio está conectado. Usted sabe cómo el cambio de la escala horizontal del gráfico V / t, cómo cambiar la escala vertical, y la forma de conectar y mostrar una señal.

Lo que se necesita ahora es una práctica para que todos estos controles familiarizarse.


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Conexión de un generador de funciones

El diagrama muestra el aspecto de un generador de funciones Thandar TG101, uno de los muchos tipos utilizados en las escuelas del Reino Unido:


Una vez más, el generador de funciones, o generador de señal, puede parecer diferente, pero es probable que tenga controles similares.

El Thandar TG101 tiene empujar botones de control de encendido / apagado y para seleccionar cualquiera de las formas de onda sinusoidales, cuadradas o triangulares. Muy a menudo el 600 se utiliza de salida. Esto puede ser conectada a la entrada CH 1 del osciloscopio mediante un cable BNC-BNC, como sigue:


Encienda el generador de funciones y ajustar el nivel de salida para producir una señal visible en la pantalla del osciloscopio. Ajuste HORA / DIV y VOLTS / DIV para obtener una visualización clara ond investigar los efectos de presionar los botones de forma de onda.

El control de la frecuencia de rotación y el interruptor de RANGO se utilizan juntos para determinar la frecuencia de la señal de salida. Con los ajustes que se muestran en el diagrama anterior, la frecuencia de salida será de 1 kHz. ¿Cómo cambiar esta configuración para obtener una frecuencia de salida de 50 Hz? Esto se hace moviendo el interruptor RANGE para '100' y el control de frecuencia para '0.5':


Experimente con estos controles para producir otras frecuencias de señal de salida, tales como 10 Hz o 15 kHz. Sea cual sea la frecuencia y la amplitud de la señal que seleccione, usted debería ser capaz de cambiar la configuración del osciloscopio para dar un V / t gráfica clara de la señal en la pantalla del osciloscopio.

Las características restantes del generador de funciones se utilizan con menos frecuencia. Por ejemplo, es posible cambiar la frecuencia de salida mediante la conexión de señales adecuadas a la 'Sweep en' de entrada. El interruptor de compensación de CC y el control de desplazamiento le permiten añadir un componente de tensión continua de la señal de salida que produce una forma de onda compleja.

El interruptor de nivel de salida normalmente se establece en 0 dB:


Esto da una señal de salida con una amplitud de pico que se puede ajustar fácilmente hasta varios voltios. En la posición de -40 dB, la amplitud de la señal de salida se reduce a unos pocos milivoltios. Tales señales pequeñas se utilizan para circuitos amplificadores pruebas.

La salida TTL produce impulsos entre 0 V y 5 V a la frecuencia seleccionada y se utiliza para pruebas de circuitos lógicos.


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Micrófonos señales de audio y amplificadores

Esta parte de la práctica es una investigación de los micrófonos, las señales de audio y amplificadores, destinado a desarrollar sus habilidades a bordo del prototipo y que le da la experiencia de usar el osciloscopio para monitorear las señales en un circuito simple. (El circuito amplificador operacional utilizado se explica detalladamente en el Capítulo?)

El diagrama muestra un tipo fácilmente disponible de micrófono, un micrófono llamado cermet:


El micrófono tiene + independiente y 0 V conexiones. ¿Puedes ver que la conexión de 0 V está conectado a la caja de metal? Compruebe estas conexiones en el componente real.

Para obtener el micrófono para el trabajo, es necesario proporcionar un voltaje a través de ella usando un circuito divisor de tensión:


De la fórmula divisor de tensión, la tensión de espera en todo el micrófono es:



Sustituyendo:


Construir la parte divisor de tensión de la ciruit en los tablones de prototipos de la siguiente manera:


Mida la tensión entre las resistencias. ¿En qué medida tiene el valor medido de acuerdo con la calculada?

Las pequeñas diferencias pueden surgir si no se ha ajustado la tensión de alimentación a exactamente 9 V y también porque las resistencias pueden no tener precisamente sus valores marcados. Recuerde, las resistencias se fabrican con una tolerancia, usualmente ± 5%, por lo que sus valores no son exactas.

Ahora agregue el micrófono al circuito, con cuidado para obtener su + y 0 V conexiones en el sentido correcto:




Por lo general, esto se traduce en una pequeña disminución en la tensión de divisor de tensión, porque el micrófono está ahora en paralelo con el 1 resistor. En otras palabras, se reduce inferior R. Otra forma de explicar esto es decir que parte de la corriente fluye a través del micrófono, dejando un poco menos que fluye a través de la 1 .

Compruebe la polaridad de un condensador de 4.7 uF o 10 mF (ya la pierna positivo, raya negativo) y conectar esta como se indica a continuación:



En este circuito, los bloques de condensadores voltajes DC, pero permite voltajes de CA, incluyendo la señal de audio, para pasar. Encontrará más información sobre esto en el capítulo 5.

La disposición se indica a continuación es una forma muy conveniente de crear un osciloscopio para realizar mediciones del circuito prototipo:

la conexión de un osciloscopio

Una vez que la pinza de cocodrilo que corresponde al cable negro se ha conectado a 0 V, puede ser ignorada. Esto deja la sonda de prueba que se puede conectar a cualquier punto en el circuito para monitorizar las señales presentes.

Conecte la sonda de prueba al circuito prototpye como se indica. Aumenta la sensibilidad del mando VOLTS / DIV girando en sentido horario hasta que pueda ver los cambios en la pantalla del osciloscopio cuando hablas en el micrófono. Ajuste HORA / DIV hasta que la forma de las señales es clara. En el siguiente espacio, hacer un dibujo para representar a la V / t gráfica de una señal de audio:

¿Qué tan grande es su señal en mV, de pico a pico de amplitud?

¿Qué tipo de señal se produce si aplaudir sus manos dentro del alcance del micrófono?

Cuando hable por el micrófono, las señales que recibe son pequeños. Para hacerlos más grandes, necesita un amplificador. Un circuito posible se muestra a continuación. Este utiliza un 741, una de una gran familia de circuitos integrados llamados amplificadores operacionales, o amplificadores operacionales:



conexiones de pines de un amplificador operacional 741

El circuito interno de un 741 es bastante complicado pero es fácil de usar el dispositivo simplemente como un subsistema de amplificación. Es barato y fácilmente disponible. Como se puede ver, el 741 está fabricado en un pequeño paquete de plástico, con 8 clavijas de conexión. Estos son en un dual en línea, o arreglo dil. Con la marca de índice en la parte superior, el pin 1 está a la izquierda y los pines están numerados por el lado izquierdo y una copia de seguridad a la derecha. A menudo, hay una marca circular adicional junto al pin 1. Esta convención de numeración es seguido en otros circuitos, si hay 8, 14, 16, o más pines.

Coloque el 741 a través del hueco central en la Placa de pruebas. Compruebe que el pin 1 está situado correctamente. Ahora completar el circuito, como sigue:


Si su fuente de alimentación no tiene salidas de alimentación duales, el 9 V, 0 V, -9 V requerida puede ser fácilmente hecho usando dos pilas PP3, conectados a la placa prototipo de esta manera:


Si no está familiarizado con este tipo de fuente de alimentación, utilice un multímetro como voltímetro, con su cable negro conectado a 0 V, y tocando los puntos de suministro positivas y negativas, a su vez, con el cable rojo. En un caso, el medidor leerá aproximadamente 9 V, y en el otro, aproximadamente -9 V.

Vuelve con tu tabla prototipo y asegurarse de que ha vinculado el subsistema SENSOR al amplificador con un enlace de alambre. Supervise la salida final del sistema utilizando el osciloscopio. ¿De qué tamaño son sus señales de ahora?

La ganancia de voltaje del amplificador está dada por:



La forma en que este circuito amplificador operacional en particular funciona le permite elegir la ganancia de tensión en función de:



El signo menos aparece porque este es un circuito amplificador inversor, es decir, la forma de onda de salida tiene la misma forma que la onda de entrada, pero está al revés o invertida, en comparación con la forma de onda de entrada. Lo que importa aquí es que la amplitud de la forma de onda se incrementa.

La ganancia de voltaje del circuito se calcula a partir de:


V cabo se invierte y la amplitud de la señal se incrementa en 47 veces. V a cabo después del amplificador debe ser 47 veces más grande que la señal procedente del subsistema de micrófono. ¿Sus observaciones utilizando el osciloscopio confirman estos cambios?

Trabajar a través de su circuito de nuevo utilizando el osciloscopio para monitorear la señal de audio en diferentes puntos del circuito.

Usted está aprendiendo algo importante aquí. Delineando un circuito es un proceso progresivo. Se empieza con subsytems simples a bordo del prototipo e investigar el desempeño de cada subsistema antes de construir la siguiente. No tiene sentido en la conexión de un subsistema de amplificador a un sensor de sonido que no funciona. Usted necesita saber que el sensor de sonido funciona correctamente antes de construir la siguiente etapa.



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¿Cómo funciona un osciloscopio?

Una explicación esbozo de cómo funciona un osciloscopio se puede dar mediante el diagrama de bloques se muestra a continuación:


Al igual que una pantalla de televison, la pantalla de un osciloscopio consiste en un tubo de rayos catódicos. Aunque el tamaño y la forma son diferentes, el principio de funcionamiento es el mismo. Dentro del tubo hay un vacío. El haz de electrones emitidos por el cátodo se calienta en el extremo posterior del tubo se acelera y se centró por uno o más ánodos, y golpea la parte frontal del tubo, produciendo un punto brillante en la pantalla fosforescente.

El haz de electrones se dobla, o desviado, por voltajes aplicados a dos conjuntos de placas fijas en el tubo. Las placas de desviación horizontal, o placas X producen movimiento de lado a lado. Como se puede ver, que están vinculados a un bloque de sistema llamado la base de tiempo . Esto produce una forma de onda de diente de sierra. Durante la fase de salida del diente de sierra, el punto es impulsado a una velocidad uniforme de izquierda a derecha en la parte frontal de la pantalla. Durante la fase de caída, el haz de electrones vuelve rápidamente de derecha ot fueron, pero el punto es 'borradas' de manera que no aparece nada en la pantalla.

De esta manera, la base de tiempo genera el eje X de la gráfica V / t.

La pendiente de la fase ascendente varía con la frecuencia de los dientes de sierra y se puede ajustar, utilizando el / DIV TIEMPO control, para cambiar la escala del eje X. La división de la pantalla del osciloscopio en cuadrados permite la escala horizontal que se expresa en segundos, milisegundos o microsegundos por división (s / DIV, ms / DIV, microsiemens / DIV). Alternativamente, si las plazas son de 1 cm de distancia, la escala se puede administrar como s / cm, ms / cm o S / cm.

La señal que se muestra está conectada a la entrada. El interruptor de AC / DC generalmente se mantiene en la posición DC (interruptor cerrado), de modo que hay una conexión directa con el amplificador-Y . En la posición de CA (interruptor abierto) un condensador se coloca en el camino de la señal. Como se explica en el capítulo 5, los bloques de condensadores DC señales pero permite que las señales de corriente alterna a pasar.

El amplificador-Y está unido a su vez a un par de Y-placas de modo que proporciona el eje Y de la / t gráfico de la V. La ganancia total del amplificador-Y se puede ajustar, utilizando el VOLTS / DIV control, de modo que la pantalla resultante no es ni demasiado pequeña o demasiado grande, pero se ajusta la pantalla y se puede ver claramente. La escala vertical se da generalmente en V / DIV o mV / DIV.

El disparador de circuito se utiliza para retrasar la forma de onda de base de tiempo para que se muestre la misma sección de la señal de entrada en la pantalla cada vez que el punto se mueve a través. El efecto de esto es dar una imagen estable en la pantalla del osciloscopio, por lo que es más fácil de medir e interpretar la señal.

Cambio de las escalas del eje X y del eje Y permite que muchas señales diferentes que se mostrarán. A veces, también es útil ser capaz de cambiar las posiciones de los ejes. Esto es posible utilizando los X-POS y Y-POS controles. Por ejemplo, con aplicó ninguna señal, la traza normal es una línea recta a través del centro de la pantalla. Ajuste de Y-POS permite que el nivel cero en el eje Y para cambiar, mover todo el trazo hacia arriba o abajo en la pantalla para dar una visualización efectiva de las señales como formas de onda de pulso que no hacen alternar entre valores positivos y negativos.



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Otros controles del osciloscopio

El siguiente diagrama es un mapa de imagen puede hacer clic del osciloscopio Hameg HM 203-6. Haga clic en cualquier control para descubrir su función. Algunos controles son más útiles que otros, y uno o dos son rara vez utilizado en un curso introductorio de la electrónica. 

 


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pantalla: por lo general muestra un gráfico V / t, con el voltaje V en el eje vertical y el tiempo t en el eje horizontal. Las escalas de ambos ejes se pueden cambiar para mostrar una gran variedad de señales.



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de encendido / apagado: empujado para cambiar el osciloscopio en. El LED verde se ilumina.



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De control XY: normalmente en la posición OUT.


Cuando se pulsa el botón XY EN, el osciloscopio no muestra una gráfica V / t. En lugar de ello, el eje vertical es controlado por la señal de entrada a CH II. Esto permite que el osciloscopio puede utilizar para mostrar un gráfico V / V de tensión / voltaje.

El control XY se utiliza cuando se desea mostrar las curvas características de los componentes, o figuras de Lissajous. (Los enlaces a estos temas se añadirán más tarde.)


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TV-separación: osciloscopios se utilizan a menudo para investigar formas de onda dentro de los sistemas de televisión. Este control permite que la pantalla se sincroniza con el sistema televsion para que las señales procedentes de diferentes puntos se pueden comparar.



 

⛔ALTO VOLTAJE⚠️

Usted no debe tratar de investigar los sistemas de televisión, debido a las altas tensiones peligrosas en el interior. El Postion correcta para este control está en OFF.


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TIEMPO / DIV: Permite la escala horizontal del gráfico V / t para cambiar.



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controles de gatillo: Este grupo de controles permite que la pantalla del osciloscopio para sincronizarse con la señal que desea investigar.



Cuando el botón / NORM AT está en la posición OUT, activación es automática. Esto funciona para la mayoría de las señales.

Si cambia el botón / NORM AT a su posición IN, el resultado más probable es que la señal desaparecerá y la pantalla del osciloscopio estará en blanco. Sin embargo, si ahora ajustar el control LEVEL, se restablecerá la pantalla. A medida que ajusta el control LEVEL, la pantalla comienza a partir de un punto diferente en la forma de onda de la señal. Esto hace que sea posible para que usted mire en detalle en cualquier parte particular de la forma de onda.

El botón EXT normalmente debería estar en su posición OUT. Cuando se empuja IN, los disparos se producen a partir de una señal conectada a la entrada de disparo, TRIG INP, socket.

El interruptor deslizante a la izquierda de TIEMPO / DIV da opciones de disparo adicionales. AC es la Postion normal y es adecuado para la mayoría de formas de onda.

En la posición de CC, se utiliza el control LEVEL para seleccionar una tensión continua particular sobre la forma de onda de la señal de disparo, donde se producirá.

El botón +/- da disparo en la pendiente ascendente de la forma de onda de la señal en la posición OUT, y provocando en el pendiente hacia abajo en la posición IN.


 El verde TRIG LED se ilumina cuando se detecta un punto de disparo.

HF da activación en respuesta a partes de alta frecuencia de la señal, LF da desencadenante de componentes de baja frecuencia y indica que la activación se producirá a 50 Hz, que corresponde a Reino Unido frecuencia de la red. No es probable que necesite cualquiera de estas posiciones del interruptor deslizante.

El control Hold Off le permite presentarse un retraso en relación con el punto de disparo de manera que una parte diferente de la señal se puede ver.


Normalmente, tendrá que dejar el control OFF HOLD en su posición mínima, como se ilustra.

Con más experiencia en el uso del osciloscopio, se desarrolla una comprensión clara de las funciones de los controles de disparo importantes y ser capaz de utilizar de manera efectiva.


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intensidad y enfoque: Ajuste del control de intensidad cambia el brillo de la pantalla del osciloscopio. El foco debe estar configurado para producir una huella clara y brillante.


Si es necesario, TR se puede ajustar con un destornillador pequeño para que el osciloscopio es exactamente horizontal cuando está conectada ninguna señal.


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X-POS: Permite que todo el gráfico V / t para moverse de lado a lado en la pantalla del osciloscopio.


Esto es útil cuando se quiere utilizar la red frente a la pantalla para hacer las mediciones, por ejemplo, para medir el tiempo de una forma de onda.


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X-MAG: En la posición IN, la escala horizontal de la gráfica V / t se incrementa por 10 veces. Por ejemplo, si TIEMPO / DIV se establece para 1 ms por división y X-MAG es empujado IN, la escala se cambia a 0,1 ms por división.



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Salidas CAL: El terminal da un pico de 0,2 V a pico de onda cuadrada, mientras que el terminal inferior da un pico de 2 V a pico de onda cuadrada, tanto a 50 Hz.


Las señales procedentes de estas salidas se utilizan para confirmar que el osciloscopio está correctamente calibrado.


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probador de componentes: La toma de salida proporciona un voltaje cambiante que permite a las curvas características de los componentes que se mostrarán en la pantalla del osciloscopio.


Cuando el botón está IN, el osciloscopio muestra una gráfica V / V, con la tensión probador componente conectado internamente para proporcionar el eje horizontal.

Para conseguir el funcionamiento normal V / t gráfico el botón probador componente debe estar en la posición OUT.


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Y-POS I y Y-POS II: Estos controles permiten la traza correspondiente a moverse hacia arriba o hacia abajo, cambiando la posición que representa a 0 V en la pantalla del osciloscopio.


Para investigar una señal alterna, ajustar Y-POS para que el nivel 0 V está cerca del centro de la pantalla. Para una forma de onda de pulso, es más útil disponer de 0 V cerca de la parte inferior de la pantalla.

Y-POS I y Y-POS II permito los 0 V niveles de los dos rastros que pueden ajustar de forma independiente.


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invertido: Cuando se pulsa el botón INVERTIR EN, la señal correspondiente está al revés o invertida, en la pantalla del osciloscopio.


Esta característica es a veces útil cuando se comparan las señales.


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Las señales se conectan a las tomas de entrada BNC utilizando conectores BNC: II entradas CH I y CH.


El enchufe más pequeño al lado del conector de entrada BNC proporciona un 0 V, la tierra o suelo conexión adicional.


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VOLTS / DIV: Ajuste la escala vertical de la gráfica V / t. Las escalas verticales para CH y CH I II se pueden ajustar de forma independiente.



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Interruptores deslizantes DC / AC / GND: En la posición de DC, la entrada de señal está conectado directamente a la Y-amplificador del canal correspondiente, CH I o CH II. En la posición de CA, un condensador está conectado en la vía de señal de modo que los voltajes de CC se bloquean y sólo se muestran el cambio de señales de corriente alterna.


En la posición GND, la entrada de la Y-amplfier está conectada a 0 V. Esto le permite comprobar la posición de 0 V en la pantalla del osciloscopio.

La posición de CC de estos interruptores es correcto para la mayoría de las señales.


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interruptores de selección de traza: La configuración de estos interruptores de control que traza aparece en la pantalla del osciloscopio.


Los efectos de las diferentes opciones se resumen en la tabla:

CH I / II DUAL AÑADIR efecto de ajuste
OUT OUT OUT operación normal:
Sólo CH I exhibidas,
desencadenando de CH I
EN OUT OUT Sólo CH II muestra,
lo que provocó entre CH II
OUT EN OUT CH I y II CH exhibidas
en barridos alternos,
lo que provocó de CH I
EN EN OUT CH I y II CH exhibidas
en barridos alternos,
lo que provocó entre CH II
OUT OUT EN CH I y II CH señales suman
para producir un solo rastro,
lo que provocó de CH I
EN OUT EN CH I y II CH señales suman
para producir un solo rastro,
lo que provocó entre CH II
OUT EN EN CH I y II CH exhibidas al mismo tiempo, provocando de CH I
EN EN EN CH I y II CH exhibidas simultáneamente, lo que
provocó entre CH II

Ajustes resaltados en amarillo se utilizan con frecuencia. La experiencia con el osciloscopio le ayudará a decidir qué opción es la mejor para una aplicación particular.

Para el funcionamiento normal, los tres botones están en la posición OUT.


material de estudio:


puedes ver una previsualizacion de los documentos en PDF

manejo del osciloscopio moderno

osciloscopio.pdf by IvánMarínNukSooGym


Osciloscopio Digital by CinthiaGladbetLizzetBarboza...

                                                 

 

 tutorial rapido






Guía práctica para elegir un osciloscópio


POR JRA I 20 diciembre DE 2014 I


Introducción


Un osciloscopio permite representar gráficamente en una pantalla la variación temporal de señales eléctricas. El eje vertical (Y) representa el voltaje y el eje horizontal (X) el tiempo. El osciloscopio es la herramienta más versátil dentro del mundo de la electricidad y la electrónica, permitiendo estudiar un gran número de fenómenos. A la hora de elegir un osciloscopio hay que tener en cuenta una serie de características claves: Ancho de banda: desde continua (0 Hz) hasta la frecuencia a la que una señal sinusoidal sufriría una atenuación de 3dB.
  • Tiempo de subida: un osciloscopio no puede mostrar pulsos con tiempos de subida más rápidos que el suyo propio. ensibilidad vertical: indica la escala vertical de voltajes.
  • Base de tiempos: determina la escala temporal utilizada
  • Precisión de la sensibilidad y de la base de tiempos: indica si el amplificador de entrada es exacto, de bajo ruido y muy lineal.
  • También hay que prestar atención al número de canales, al máximo voltaje de la entrada y al sistema de disparo
Osciloscopios analógicos (CRO)
En un osciloscopio analógico la señal de entrada desvía un haz de electrones en sentido vertical a la pantalla de rayos catódicos dependiendo de su amplitud. Un barrido horizontal permite mostrar la variación temporal de la señal. La señal de disparo sincroniza el barrido para que resulte una imagen estable en la pantalla. Entre las ventajas de este tipo de osciloscopios cabe destacar la visualización de la forma de onda con una gran resolución, así como la precisión y velocidad de proceso (generalmente superiores a sus homólogos digitales). Como limitaciones señalaremos que necesitan señales periódicas para refrescar correctamente la pantalla. Por ello, sólo se pueden ver transitorios si éstos son repetitivos. Se usan de forma generalizada en ámbitos como electrónica, enseñanza y formación, control de calidad así como en aplicaciones industriales y audiovisuales donde no se requiera gran ancho de banda.
1 Osciloscopios digitales (DSO)

La principal ventaja de los osciloscopios digitales es que permite almacenar y estudiar transitorios y eventos no repetitivos. Una vez digitalizada la señal de entrada por medio de un conversor analógico-digital (A/D) el dispositiva almacena esta información para posteriormente reconstruir esta información en pantalla. Las características propias de este tipo de osciloscopios son:
  • La resolución vertical del conversor A/D (normalmente debe ser 8 bits o más).
  • La velocidad de muestreo indica cuantas muestras por segundo es capaz de capturar el conversor A/D. Cuanto mayor sea la velocidad, el DSO podrá capturar instantes de tiempo más pequeños.
  • La longitud del registro indica cuántos puntos se almacenan para la reconstrucción de la forma de onda. Indica el nivel de magnificación disponible.
Otras características importantes a la hora de valorar un DSO son el tipo de pantalla, análisis en frecuencia (FFT), medidas automáticas, cursores, puertos de comunicación. Su principal limitación es el aliasing o solapamiento cuando la velocidad de muestreo es insuficiente para alcanzar el ancho de banda de la señal. Se usan en diseño digital y depuración, pruebas de fabricación y control de calidad, instalación, servicio y reparación y educación y formación.

 
Osciloscopios analógicos de almacenamiento digital y mixtos (MSO)

Los osciloscopios analógicos de almacenamiento digital presentan una sección analógica, incluido en el CRT, además de una sección digital para almacenamiento y visualización en pantalla de la forma de onda. También se denominan osciloscopios mixtos o combinados que conmutan su funcionamiento analógico y digital con un solo botón.
  • Ventajas del funcionamiento analógico: refresco y alta velocidad, vista en tiempo real, resolución infinita para señal moduladas o de video y además no hay efecto solapamiento.
  • Ventajas funcionamiento digital: captura y retención (incluso antes del disparo), zoom, registro y visualización de señales lentas, puertos e interfaces y software para el procesamiento de señales.
1 Osciloscopios portátiles

Con el desarrollo de las pantallas LCD, ha surgido una generación osciloscopios portátiles de baterías que tienen las mismas ventajas que los DSO y que además ofrecen características adicionales:
  • Diseño compacto, robusto y resistente para uso intensivo en campo.
  • Entradas flotantes sin referencia a tierra con escalas de medida adecuadas al entorno industrial.
  • Ofrecen seguridad eléctrica de CAT III 600 V según norma EN 61010-1.
  • Medida y análisis de armónicos.
Resultan instrumentos ideales para cualquier técnico que necesite todas las posibilidades de un osciloscopio de altas prestaciones en una herramienta de mano alimentada por baterías para la localización de averías en entornos industriales.

 
Osciloscopios digitales de fósforo (DPO)

Los osciloscopios digitales de fósforo surgen como respuesta a las limitaciones de los CRO (información es puramente visual, ancho de banda limitado) y los DSO (velocidad de captura limitada, solapamiento). Su principio de funcionamiento es el de un CRO de gran velocidad con un bloque de “fósforo digital” y un microprocesador especial, que muestran en pantalla un tercer eje que muestra la distribución de la amplitud en el tiempo. 
De este modo, los DPO representan de forma eficiente señales de dinámica compleja, detectando eventos poco frecuentes y elevando la probabilidad de observar pulsos erráticos, espurios y errores de transición en los sistemas digitales. Se utilizan en pruebas de telecomunicaciones, depuración y diseño digital de señales mixtas, instalación y servicio de video, diseño de fuentes de alimentación, medidas complejas de potencia, etc.

Osciloscopios para PC (PCO)

El esquema básico de un osciloscopio para PC es en un convertidor A/D enchufando a un puerto del PC y en un software que realiza el resto del trabajo. Ofrecen al usuario una memoria casi infinita para almacenar datos y formas de ondas (la memoria del PC) y, en general, una resolución vertical de mayor número de bits. Además el uso del PC simplifica la exportación de datos para su posterior análisis. Su principal desventaja es que heredan los fallos del sistema informático sobre el que trabajan, pudiendo darse situaciones de inestabilidad y de lentitud en su funcionamiento. Se trata de instrumentos ideales para estudiantes (son baratos) y técnicos de servicio junto a un PC portátil. En la electrónica industrial, muchas veces se necesita un registrador además de un osciloscopio.









Glosario de términos de osciloscopios

 
Acoplamiento Conexión de dos circuitos entre si.
Los circuitos que se acoplan
mediante un cable
se denominan directamente
acoplados.
Los circuitos que se acoplan
mediante un condensador o
un transformador se denominan
indirectamente acoplados
eliminando la componente
continua de la señal.
Amplitud Valor numérico de la magnitud
de la señal. En electrónica
normalmente la amplitud
se refiere a la tensión
o a la potencia.
Ancho de banda Rango de frecuencias
sobre el cual el sistema
de transmisión reduce
la señal menos de 3 dB.
Anulación del disparo Control que anula el circuito
de disparo después de un
determinado tiempo tras
el final de la forma de onda.
Barrido Paso del haz de electrones
de izquierda a derecha a
través del Tubo de rayos
catódicos (TRC).
Barrido simple Modo de disparo en el
cual se llena la pantalla
con el gráfico de la señal
y después queda la imagen
fija en pantalla.
Base de tiempos Circuitería del osciloscopio
que controla el tiempo de
barrido de la señal y
determina por tanto la
velocidad del barrido.
La base de tiempos se
mide en segundos/división.
Carga del circuito interacción de la sonda y el
osciloscopio con el circuito
que se está probando, dando
como resultado la distorsión
o la atenuación de la señal.
CC (corriente continua) Señal cuya corriente no varía
en el tiempo.
Compensación Ajuste de las sondas x10 y
x100 del osciloscopio que
intenta nivelar la capacidad
total osciloscopio-sonda
para mejorar el ancho de
banda y no falsear la señal
de entrada.
Cuadrícula Líneas de pantalla que
permiten medir las señales
que aparecen representadas.
Cursor Marcador de pantalla que
se puede desplazar por la
onda medida permitiendo
tomar medidas de ésta.
Detección del pico Modo de adquisición mediante
el cual los osciloscopios
digitales representan los
valores extremos
de la señal.
Disparo Función de un osciloscopio
que inicia
el barrido horizontal y almacena el
punto
de inicio de la señal.
Disparo simple Tipo de función de disparo
en el
cual
no es posible programar el
nivel de
tensión a almacenar, y se
almacena solamente una
posición. También se denomina
Disparo único.
División Distancia entre dos marcas
consecutivas en la retícula
del osciloscopio que permiten
hacer medidas.
Eje Z Señal de un osciloscopio que
controla el brillo de la traza que
se forma en la pantalla mediante
ajuste de la intensidad del haz.
Su nombre se debe al eje
perpendicular al plano de la
pantalla (X-Y).
Enfoque Control del osciloscopio que
ajusta el haz de electrones del
Tubo de Rayos Catódicos (TRC)
para hacer que la señal se
represente en condiciones
óptimas.
Envolvente Onda formada por la unión de
los puntos más altos y más
bajos de la señal que se toman
en repetidas muestras.
Fase Característica de una señal que
se refiere a la componente
temporal de la señal. Puede
estimarse como el tiempo
transcurrido desde el comienzo
de un ciclo hasta el comienzo
de otro medido en grados.
Forma de onda Representación gráfica de una
tensión que varía con el tiempo.
Frecuencia Número de veces que una señal
se repite en un segundo, se mide
en Hertzios. La frecuencia es la
inversa del período.
Generador de señal Equipo electrónico que
proporciona una señal a la
entrada de un circuito.
Gigahertzio (GHz) Múltiplo de la unidad de
frecuencia equivalente a
1000 millones de Hertzios
(ciclos/segundo).
Hertzio (Hz) Unidad de frecuencia en
el sistema internacional
correspondiente a un
ciclo/segundo .
Interpolación Técnica que consiste en
unir los puntos de muestreo
para estimar de forma rápida
la forma de una onda utilizando
pocas muestras.
Kilohertzio (KHz) Múltiplo de la unidad de
frecuencia equivalente a
1000 Hertzios (ciclos/segundo).
Longitud del registro Número de puntos que se
utilizan para crear un registro
de la señal.
Masa (Tierra) Conexión mediante la cual el
equipo o el circuito electrónico
se conecta a para mantener un
nivel de referencia de tensión.
También representa la tensión
de referencia en un circuito.
Megahertzio (MHz) Múltiplo de la unidad de
frecuencia equivalente a 1
millón de Hertzios (ciclos/segundo).
Megamuestras por segundo (MS/s) Unidad de conteo
equivalente a
un millón de muestras
por segundo.
Microsegundo (µs) Submúltiplo de la
unidad de tiempo
equivalente a 10-6 
segundos.
Milisegundo (ms) Submúltiplo de la
unidad de tiempo
equivalente a 10-3 
segundos.
Modo alternado Modo de operación
en el que el
osciloscopio completa
la
representación por
pantalla de
un canal antes de
comenzar
con la representación
del siguiente.
Modo troceador Modo de operación en
el cual se toman
pequeñas muestras de
cada canal de tal forma
que en pantalla puede
aparecer más de una
señal. Se utiliza a menudo
para representar señales
de baja frecuencia.
Muestra Dato que sale del convertidor
analógico-digital (ADC) y
que se utiliza para calcular
los puntos de la señal.
Muestreo en tiempo real Modo de muestreo en el
cual el osciloscopio
recoge el máximo posibl
e de muestras mientras
hay señal presente.
Nanosegundo (ns) Submúltiplo de la unidad
de tiempo equivalente a
10-9 segundos.
Nivel de disparo Nivel de tensión que la
señal de entrada debe
alcanzar antes de que
el circuito de disparo
inicie un barrido.
Osciloscopio Instrumento que representa
las variaciones de tensión
de una señal con en el tiempo.
Osciloscopio analógico Instrumento que crea una
representación gráfica de
la señal de entrada mediante
el barrido de un haz de
electrones en un tubo de
rayos catódicos. El haz
de electrones incide en
el fósforo del recubrimiento
interno del tubo de rayos
catódicos creando la traza
que se ve en pantalla.
Osciloscopio de almacenamiento digital (OAD) Tipo de Osciloscopio que
adquiere señales mediante
muestreo digital utilizando
un conversor analógico-digital).
Utiliza una arquitectura tipo
serie que emplea un solo
procesador para controlar
la adquisición, el interfaz de
usuario y el display de cuadrícula.
Osciloscopio digital de fósforo (ODF) Tipo de osciloscopio en el que
la representación en pantalla se
asemeja al osciloscopio
analógico, pero ofrece las
ventajas de un osciloscopio
digital (almacenamiento de
la señal, medidas automáticas,
etc.). El ODF utiliza una
arquitectura de proceso
paralelo para pasar la señal
a la pantalla cuadriculada.
Esto proporciona características
especiales para la representación.
Pantalla Superficie sobre la cual un
Tubo de Rayos catódicos (TRC)
representa la señal.
Periodo Tiempo que emplea una señal
en completer un ciclo. El periodo
es el inverso de la frecuencia
(1/f) y se mide en segundos.
Pico (Vp) Máxima valor de tensión que
se mide respecto de una
referencia de tensión cero.
Puede ser pico positivo o
negativo respecto a esa
referencia.
Pico a pico (Vp-p) Es el valor de tensión medido
entre el pico máximo y el pico
mínimo de una determinada
señal. Habitualmente es el
doble de la tensión de pico.
Promedio Técnica de procesado que
utilizan los osciloscopios
digitales para eliminar el
ruido de la señal.
Pulso Forma de onda que se
caracteriza por un flanco
de subida rápido, una
anchura nivel constante)
y un flanco rápido de bajada.
Punto de la forma de onda Valor digital que representa
la tensión de la señal en un
punto de tiempo específico.
Los puntos de la forma de
onda se extraen de las
muestras almacenadas en memoria que
quedan después de un muestreo.
Ruido Tensión o corriente que espúrea,
es decir, que no se desea
obtener en un determinado
circuito. Es un término sinónimo
al de interferencia electromagnética.
Salto (Glitch) Error intermitente en un circuito.
Tensión (Voltaje) Diferencia de potencial eléctrico
entre dos puntos de un circuito.
Se mide en Voltios (V).
Tiempo de muestreo equivalente Modo de muestreo en el cual
el osciloscopio representa
el gráfico de una señal repetitiva
capturando una porción de la
información complementaria
en cada una de las repeticiones.
Tiempo de subida Tiempo entre el inicio del flanco
de subida hasta el final del
flanco de subida. Habitualmente
se toma entre el 10 % y el 90 %
de dicho flanco.
Transitorio Señal no periódica que se
debe principalmente a corrientes
inducidas por conexión o
desconexión de un dispositivo.
Esta señal puede ser medida
por el osciloscopio.
Traza Forma de la señal que se
visualiza en el TRC debida
al movimiento del haz de
electrones.
Tubo de rayos catódicos Tubo de vacío en el cual
un haz de electrones puede
ser proyectado en una pantalla
pudiendo éste ser variado en
intensidad y posición.
Valor eficaz (RMS) Valor de corriente alterna que
produce la misma energía que
una tensión continua sobre
una carga resistiva. Para una
onda sinusoidal pura el valor
es el 70.7 % del valor de pico.
Velocidad de barrido Término equivalente al de
basede tiempos .
Voltio Unidad de medida de la tensión
o diferencia de potencial en el
Sistema Internacional.



 



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