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Fig-1. Osciloscopio Hantek

Este tutorial fue escrito para ver qué es un osciloscopio y cuál es su funcionamiento.

Un osciloscopio es un tipo de instrumento de pruebas electrónico, y sirve para mostrar y analizar el tipo de onda de señales electrónicas. Además, este dispositivo dibuja una gráfica que representa señales eléctricas, las cuales varían con el tiempo.

Un osciloscopio comúnmente puede mostrar formas de onda de corriente alterna (AC) o corriente directa (DC) con frecuencias desde 1hertz (Hz) hasta varios megahertz (MHz). También, osciloscopios de alto rendimiento pueden mostrar señales con frecuencias de varios cientos de gigahertz (GHz).

Distribución de la pantalla.

La pantalla del osciloscopio está dividida en escalas horizontal y vertical. El tiempo se muestra de izquierda a derecha en la escala horizontal. Mientras que, el voltaje se muestra empezando en cero al centro de la pantalla en la escala vertical, con valores positivos hacia arriba, y valores negativos hacia abajo.

pumps heel Chofakian heel chunky Sarah chunky Sarah Chofakian Fig-2. Aquí se muestran las escalas.

La escala horizontal se mide en segundos por división (s/div), milisegundos por división (ms/div), microsegundos por división (µs/div), o nanosegundos por división (ns/div). La escala vertical se mide en volts por división (V/div), milivolts por división (mV/div) o microvolts por división (µV/div). Todos los osciloscopios tienen opciones para ajustar las escalas vertical y horizontal.

Especificaciones clave de un osciloscopio.

Algunos osciloscopios son mejores que otros, por lo que estas características te pueden decir que esperar de tu osciloscopio:

• “Input impedance” (Impedancia de entrada):

Todo osciloscopio añadirá una cierta impedancia al circuito que esté leyendo, llamada impedancia de entrada.

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• “Resolution” (Resolución):

La resolución de un osciloscopio representa que tan precisamente puede medir el voltaje de entrada. Este valor puede cambiar conforme se ajuste la escala vertical.

• “Rise time” (Tiempo de subida):

El tiempo de subida especificado en un osciloscopio define el pulso de subida más rápido que puede medir. El tiempo de subida de un osciloscopio es relacionado al ancho de banda y se puede calcular como “Tiempo de subida = 0.35 / Ancho de banda”.

• “Bandwidth” (Ancho de banda):

El ancho de banda de un osciloscopio especifica el rango de frecuencias en el que puede dar medidas confiables. Todos los osciloscopios tienen límites en cuanto a que tan rápido pueden detectar un cambio de señal.

• “Sample Rate” (Tasa de muestreo):

Esta característica se encuentra sólo en los osciloscopios digitales, define cuantas veces por segundo se lee una señal. Múltiples canales en uso pueden disminuir este valor.

Chofakian Sarah Chofakian heel Sarah chunky heel pumps chunky • “Channel Amount” (Cantidad de canales):

pumps Sarah chunky heel Chofakian Sarah heel chunky Chofakian Muchos osciloscopios pueden leer más de una señal a la vez, mostrándolas en pantalla simultáneamente. Cada señal leída por el osciloscopio es asignada a un canal diferente.

• “Max input Voltage” (Voltaje de entrada máximo):

Todos los osciloscopios tienen un límite en cuanto al voltaje que soportan. Si tu señal excede ese voltaje, existe la posibilidad de que tu osciloscopio sea dañado.

• “Vertical Sensitivity” (Sensibilidad vertical):

Este dato representa los valores máximo y mínimo de la escala vertical, o de voltaje, en el osciloscopio. Este valor se muestra como V/div.

• “Horizontal Sensitivity” (Sensibilidad horizontal):

Este dato representa los valores máximo y mínimo de la escala horizontal, o de tiempo, en el osciloscopio. Este valor se muestra como s/div.

• Digital vs. Analógico:

Los osciloscopios pueden ser tanto digitales como analógicos. Los analógicos usan un rayo de electrones para mapear directamente el voltaje de entrada en pantalla. Los digitales incorporan micro-controladores, los cuales muestrean la señal de entrada con un convertidor analógico a digital y mapean esa lectura en pantalla. Generalmente, los osciloscopios analógicos tienen un ancho de banda menor y menos utilidades, pero tienen un tiempo de respuesta más rápido.

En cuanto a medidas, los osciloscopios, pueden medir características tanto relacionadas al tiempo como relacionadas al voltaje.

Medidas relacionadas al tiempo:

• “Duty Cycle” (Ciclo de trabajo): es el porcentaje de el periodo en el que una onda es positiva o negativa (hay ciclos de trabajo tanto positivos como negativos). El ciclo de trabajo te dice cuanto tiempo está la señal activa en contraste con el tiempo en el que está inactiva.

• “Frequency and period” (Frecuencia y periodo): La frecuencia es el número de veces por segundo que una forma de onda se repite. Y el periodo es el recíproco de eso (Número de segundos que la forma de onda toma para repetirse). Aunque la frecuencia máxima que un osciloscopio puede medir varía, ésta se encuentra normalmente en el rango de los 100 MHz (1×10^6).

• “Rise and fall time” (Tiempo de subida y tiempo de bajada): Las señales no pueden ir instantáneamente de 0V a 5V, éstas tienen que ir aumentando gradualmente. El tiempo que tarda una onda en subir de un punto bajo a un punto alto es llamado tiempo de subida, y el tiempo de bajada mide lo opuesto a esto. Estas mediciones son importantes cuando se quiere conocer que tan rápido responde un circuito a señales.

Medidas relacionadas al voltaje:

• “Maximum and mínimum voltages” (Voltajes máximo y mínimo): El osciloscopio te puede decir con exactitud qué tan alto y qué tan bajo llega el voltaje de tu señal.

• “Amplitude” (Amplitud): Esta es la medida de la magnitud de una señal. Hay una variedad de medidas de amplitud, incluyendo amplitud pico a pico, la cual mide la diferencia absoluta entre un punto de voltaje alto y un punto de voltaje bajo de una señal. Por el otro lado, se encuentra la amplitud pico, la cual sólo mide que tan alto o que tan bajo se encuentra una señal.

• “Average voltages” (Voltaje promedio): Los osciloscopios pueden calcular el voltaje promedio de tu señal, así como el promedio del voltaje máximo y mínimo de la misma.

Partes de un osciloscopio.

Aunque los osciloscopios varían en diseño, el cual depende de la marca y el modelo, todos ellos comparten algunas similaridades que se pueden identificar sin importar su marca o modelo.

• “Display” (Pantalla):

Fig-3. Pantalla.

Aquí es en donde puedes ver las señales, las escalas y básicamente toda la información que necesitas saber de tu señal. La pantalla suele estar cuadriculada con líneas verticales y horizontales llamadas divisiones. La escala de esas divisiones es modificada con los sistemas vertical y horizontal.

• “Vertical System” (Sistema Vertical):

Fig-4. Sistema vertical.

La sección vertical del osciloscopio consiste generalmente en dos perillas por canal: Posición, la cual sirve para mover la señal por la escala vertical, y V/div, la cual sirve para aumentar o disminuir la escala en sí.

• “Horizontal System” (Sistema Horizontal):

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Fig-5. Sistema horizontal.

La sección horizontal del osciloscopio controla la escala de tiempo en pantalla. Al igual que la sección vertical, en la sección horizontal tenemos dos perillas: posición, la cual permite mover a la señal a través de la escala vertical, y s/div, la cual sirve para aumentar o disminuir la escala en sí.

pumps chunky Chofakian heel Sarah chunky Chofakian heel Sarah • “Trigger system” (Sistema del disparador):

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Fig-6. Sistema del disparador.

La sección del disparador se dedica a estabilizar y enfocar el osciloscopio. También, el disparador le dice al osciloscopio que partes de la señal tomar y empezar a medir. Además, si tu forma de onda es periódica, el disparador puede mantener la pantalla estática y la imagen de la señal fija.

• “Probe” (sonda):

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Fig-7. Sonda estándar.

Estas son las que se usan para conectar tu osciloscopio a la fuente de una señal. Las sondas tienen una punta fina que se puede acoplar a una parte de tu circuito. Además, pueden tener una pinza, un gancho o un clip en la punta para acoplarse más fácilmente a tu circuito.

Fig-8. Punta de la sonda.

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Fig-9. Punta de sonda con gancho.

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Fig-10. Las sondas tienen un clip secundario dedicado a tierra.

Pasos básicos a seguir.

Estos pasos básicos se pueden seguir para cada vez que pruebes un circuito:

heel pumps chunky heel Sarah chunky Sarah Chofakian Chofakian • Selección de sonda y preparación:

pumps heel Sarah chunky chunky Sarah Chofakian Chofakian heel En primer lugar, lo que debes hacer es tomar una sonda. En general, la sonda incluida en tu osciloscopio funcionará bien, si intentas medir un voltaje muy bajo selecciona la atenuación de la sonda 1X, de otra forma selecciona X10.

Fig-11. Selector de atenuación.

• Conecta la sonda y enciende el osciloscopio:

A continuación, conecta la sonda a “Channel 1” (Canal 1) de tu osciloscopio y enciéndelo.

• Probar la sonda:

heel Sarah chunky pumps chunky Chofakian heel Sarah Chofakian En general, los osciloscopios tienen un generador de frecuencia interno. Este generador se encuentra normalmente en la parte frontal inferior y se identifica como dos piezas de metal sobresalientes de la carcasa del osciloscopio.

Fig-12. Terminales del generador de ondas interno.

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Sarah pumps Chofakian Sarah chunky heel chunky Chofakian heel Por último, conecta las puntas de la sonda en sus lugares correspondientes y deberías de ver una señal en la pantalla. Finalmente, mueve las perillas del sistema vertical y horizontal para maniobrar la señal alrededor de la pantalla. Intenta aumentar y disminuir la escala de tiempo y voltaje. Por último, enfoca la señal, si lo necesitas, usa la perilla y los botones de “trigger” (Disparador).

Fig-13. Aquí se muestra la señal.

En conclusión, estos fueron los pasos más básicos para usar un osciloscopio, recuerda apoyarte de tu manual de operación. Ahora sólo queda medir las señales de tus circuitos.

Links.

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