¿Qué es un Osciloscopios?
Un osciloscopios es un instrumento que emite señales eléctricas en forma de ondas en una pantalla y se caracteriza por su capacidad de observar los cambios de la señal a lo largo del tiempo en dos dimensiones.
Los osciloscopios se clasifican a grandes rasgos en osciloscopios analógicos y osciloscopios digitales.
1. Osciloscopios analógicos
Este término se refiere a los Osciloscopios que dibujan formas de onda mediante el barrido de un haz de electrones sobre la superficie de un tubo de rayos catódicos para observar la señal de entrada. La señal de entrada al Osciloscopios se muestra inmediatamente como una forma de onda con sólo un pequeño retardo.
2. Osciloscopios digitales
Osciloscopios que convierten la señal de entrada en datos digitales mediante un convertidor A/D, almacenan los datos en la memoria y, a continuación, muestran la forma de onda en la pantalla. A diferencia de los Osciloscopios analógicos, se trata de una colección de datos discretos, por lo que los datos se complementan entre sí y se muestran como una curva suave.
Usos de los Osciloscopios
Los osciloscopios observan las señales eléctricas como formas de onda, lo que permite al usuario comprobar visualmente el funcionamiento de los circuitos electrónicos. Los osciloscopios pueden utilizarse para comprobar las formas de onda de la señal en circuitos electrónicos y verificar que funcionan según lo previsto en el diseño.
En la verificación del funcionamiento de circuitos digitales de alta velocidad, las señales deben capturarse con una temporización fiable que no se vea afectada por las fluctuaciones de la señal digital (jitter), y los Osciloscopios se utilizan para establecer esta temporización.
Los osciloscopios también son un instrumento de medida eficaz para reparar equipos electrónicos, ya que si la causa del fallo del equipo reside en los circuitos electrónicos, se puede localizar la pieza defectuosa trazando las formas de onda de la señal de las distintas partes de los circuitos electrónicos.
Principio de los Osciloscopios
En los Osciloscopios analógicos convencionales, la señal de entrada procedente de la sonda se transmite al circuito de amplificación vertical del osciloscopio. La señal se atenúa o amplifica en el circuito amplificador vertical y, a continuación, se transmite a la placa deflectora vertical del tubo de rayos catódicos.
La tensión aplicada a la placa deflectora vertical hace que el haz de electrones se escanee hacia arriba y hacia abajo. Esta secuencia de eventos es el principio de los Osciloscopios. La señal de entrada se transmite simultáneamente al circuito de disparo, y el haz de electrones comienza a barrer horizontalmente en el momento en que la señal coincide con la condición de disparo establecida.
En los Osciloscopios digitales, la señal de entrada se convierte en datos digitales mediante un convertidor A/D y los datos se almacenan secuencialmente en la memoria. A continuación, una vez transcurrido un tiempo especificado desde el momento en que la señal de entrada cumple la condición de disparo, se detiene el almacenamiento de nuevos datos.
Como resultado, la memoria anterior registra las señales antes y después del momento en que se cumple la condición de disparo, y estas señales se muestran como formas de onda en la pantalla. En otras palabras, también se puede observar la forma de onda de la señal antes del disparo.
Los datos de la memoria también pueden utilizarse para el análisis de formas de onda, por ejemplo, el análisis de frecuencia de señales mediante operaciones FFT. Además, los datos pueden enviarse a una tarjeta de memoria para su análisis y almacenamiento en un PC.
Cómo seleccionar un Osciloscopios
Al seleccionar un modelo, es importante que el Osciloscopios tenga especificaciones suficientes para la tarea de medición. En concreto, hay que tener en cuenta la respuesta en frecuencia, la frecuencia de muestreo, el número de canales, la longitud de la memoria y los tipos de sonda disponibles.
Además del uso básico de los Osciloscopios para observar formas de onda, las aplicaciones actuales de los Osciloscopios se están ampliando para incluir la verificación de temporización, el análisis de formas de onda y las pruebas de conformidad, y el rango de medición y la funcionalidad están aumentando en consecuencia. En consecuencia, es necesario seleccionar un modelo con funciones adecuadas al propósito de uso.
Cómo utilizar los Osciloscopios
Además de observar las variaciones de tensión a lo largo del tiempo, los Osciloscopios también pueden medir la frecuencia de señales repetidas y dibujar curvas de Lissajous. Se utilizan ampliamente para pruebas de evaluación de circuitos electrónicos, observación de formas de onda de señales de vídeo y audio, comprobación de las características de respuesta de dispositivos de potencia, medición del margen de temporización de circuitos digitales de alta velocidad y evaluación en productos mecatrónicos.
La preparación para la medición incluye el ajuste de fase de las sondas y el ajuste de desviación entre sondas. El ajuste de la inclinación es particularmente esencial cuando se utilizan conjuntamente sondas de corriente y tensión, ya que la sonda de corriente tiene un gran tiempo de retardo. También es esencial esperar unos 30 minutos después de conectar la fuente de alimentación antes de medir para garantizar una precisión de medición suficiente.
El truco para observar realmente la forma de onda deseada es el ajuste del disparo. En los Osciloscopios analógicos, los únicos factores de ajuste son la selección de la pendiente, el nivel de disparo y el retardo de disparo, pero en los Osciloscopios digitales, además de éstos, pueden ajustarse diversas condiciones de disparo, como la anchura de impulso y el intervalo.
Además, también está disponible el disparo secuencial, en el que las señales se capturan cuando se cumplen varias condiciones de disparo. Se requieren técnicas para utilizarlos con el fin de capturar la señal que se desea observar.
Otra información sobre los Osciloscopios
1. características y diferencias entre Osciloscopios analógicos y digitales
Las características de ambos tipos de osciloscopios pueden resumirse como sigue
Osciloscopios analógicos
- Excelentes prestaciones en tiempo real, con un tiempo muerto corto entre la captura y la visualización de una nueva señal.
- La frecuencia de aparición de formas de onda idénticas puede determinarse por el brillo de la señal.
- No es adecuado para observar fenómenos puntuales o de baja frecuencia de repetición.
- Requiere equipo fotográfico para guardar los resultados de la observación.
- No es posible el análisis mediante formas de onda.
Osciloscopios digitales
- Permite visualizar información complementaria sobre fenómenos puntuales.
- Los resultados de la observación pueden tratarse como datos electrónicos, lo que facilita su almacenamiento.
- Las formas de onda pueden tratarse como datos digitales y analizarse mediante un procesador.
- El tiempo real de observación es relativamente corto debido al largo tiempo muerto necesario para el procesamiento de la señal.
- La información sobre la frecuencia de las formas de onda se pierde en las formas de onda repetidas
Hoy en día, no existen Osciloscopios analógicos disponibles únicamente para aplicaciones de medida industriales, y los Osciloscopios digitales son casi el 100% de la elección.
<p.Esto se debe a la amplia disponibilidad de convertidores A/D y procesadores de alta velocidad para el procesamiento de formas de onda, así como a los avances tecnológicos que compensan las deficiencias de los Osciloscopios digitales, lo que ha llevado a la disponibilidad de productos altamente funcionales a precios relativamente bajos.
2. puntos a tener en cuenta sobre los Osciloscopios
A la hora de utilizar un Osciloscopios para observar formas de onda correctas, hay que tener en cuenta varios puntos, y es especialmente importante seleccionar un modelo con una respuesta en frecuencia que cubra suficientemente la banda de frecuencias que se va a medir.
La respuesta en frecuencia de un Osciloscopios se define como la frecuencia a la que la amplitud cae a -3 dB, por lo que para una medición precisa de la amplitud, se debe seleccionar un modelo con una respuesta en frecuencia de aproximadamente cinco veces la frecuencia de la señal bajo prueba.
En el caso de los Osciloscopios digitales, también debe prestarse atención a la frecuencia de muestreo de los datos. Si la frecuencia de muestreo es inferior al doble de la frecuencia de la señal bajo prueba, se producirá aliasing y se mostrarán formas de onda falsas.