traducción del texto de Harry Lythall - SM0VPO (algunas imagenes de www.ugr.es/~juanki/osciloscopio.htm)
CONTROLES
Esto es un osciloscopio básico:
Es un osciloscopio de doble haz aunque, la mayoría de la información presentada aquí, también es aplicable a un osciloscopio de haz simple. Los controles básicos son:
El osciloscopio también tendrá una toma de entrada para cada canal de entrada, situado en la parte frontal del instrumento. Probablemente habrá más controles en su alcance, y trataré de cubrir algunos de ellos más adelante.
BRIGHT - BRILLO
Esto es autoexplicativo, controla la intensidad de la pantalla. Vale la pena recordar que uno no puede ejecutar programas de protector de pantalla en un osciloscopio, por lo que dejar el alcance con un alto brillo sin duda quemará la traza en la cara del tubo. Si debe dejar su endoscopio encendido por algún período de tiempo, apague el control de brillo.
FOCUS -ENFOQUE
El control de enfoque también se explica por sí mismo, pero la mayoría de los "ámbitos" parecen ajustar un solo punto desde una línea horizontal corta a una línea vertical. Por lo tanto, una línea horizontal única no es la mejor forma de onda para ajustar el enfoque, esto se hace mejor al ver una forma de onda.
GRATICULE (Escala , Retícula)
Ilumina una escala utilizada para medir una traza. Por lo general, se trata de una hoja de plástico transparente colocada sobre la cara del tubo y muestra una matriz de cuadrados de 1 cm. Al comparar la matriz con la forma de onda, es posible medir cosas tales como frecuencia y voltaje. Si este control se baja, entonces la báscula no se verá.
TRACE ( TRAZO o CANAL)
Selecciona qué traza se va a mostrar. Generalmente hay dos o más selecciones posibles:
A - Selecciona el rastro A solamente (canal 1).
B - Selecciona la traza B solamente (canal 2).
DUAL (A Y B) - Selecciona tanto la traza A como la traza B (canal dual).
AGREGAR (A+B) - Ambas entradas de canal se agregan y se muestran como un solo rastro.
SELECTOR TRIGGER
Selecciona la fuente de disparo. La mayoría de los visores de doble haz pueden activarse desde el canal A o el canal B. Muchos osciloscopios tienen la capacidad de activarse desde una fuente externa, en este caso se proporcionará una entrada de GATILLO extra en el panel frontal.
TRIGGER LEVEL - NIVEL DE DISPARO
Un trazo que muestre una forma de onda sin el uso de TRIGGER se enrollará de la misma manera que un televisor con el asimiento horizontal configurado erróneamente. La acción de disparo detendrá el inicio de la traza hasta que se produzca una parte determinada de la forma de onda. Esto hará que cada "barrido" de la cara del tubo ocurra exactamente en el mismo lugar y que la pantalla parezca estar estacionaria. El control de nivel de disparo se usa para seleccionar ese punto de la forma de onda.
La misma señal en tres ajustes de disparo diferentes: en el primero disparada en flanco ascendente, en el segundo sin disparo y en el tercero disparada en flanco descendente.
La misma señal en tres ajustes de disparo diferentes: en el primero disparada en flanco ascendente, en el segundo sin disparo y en el tercero disparada en flanco descendente.
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TIMEBASE - BASE DE TIEMPO
La velocidad a través de la cual la mancha viaja a través de la pantalla del tubo puede variarse mediante el interruptor selector TIMEBASE. Esto se calibra en Segundos (S), MilliSeconds (mS = 0.001 segundos) o MicroSeconds (uS = 0.000001 segundos).
INPUT LEVEL - NIVEL DE ENTRADA
Ajusta el nivel de entrada de cada canal para que la pantalla de seguimiento encaje en la pantalla. Este es un interruptor calibrado en voltios por centímetro (V / cm).
El acoplamiento DC deja pasar la señal tal como viene del circuito exterior (es la señal real).El acoplamiento AC bloquea mediante un condensador la componente continua que posea la señal exterior. El acoplamiento GND desconecta la señal de entrada del sistema vertical y lo conecta a masa, permitiéndonos situar el punto de referencia en cualquier parte de la pantalla (generalmente el centro de la pantalla cuando se trabaja con una sola señal).
El conmutador de dos posiciones de inversión (forma de botón) permite en una de sus posiciones invertir la señal de entrada en el canal I (existen otros osciloscopios que invierten el canal II).
MODO ALTERNADO / CHOPEADO
Es un conmutador de dos posiciones, en forma de botón, que permite, cuando nos encontramos en modo DUAL, seleccionar el modo de trazado de las señales en pantalla. En el modo alternado se traza completamente la señal del canal I y después la del canal II y asi sucesivamente. Se utiliza para señales de media y alta frecuencia (generalmente cuando el mando TIMEBASE está situado en una escala de 0.5 msg. ó inferior). En el modo chopeado el osciloscopio traza una pequeña parte del canal I después otra pequeña parte del canal II, hasta completar un trazado completo y empezar de nuevo. Se utiliza para señales de baja frecuencia (con el mando TIMEBASE en posición de 1 msg. ó superior).
ACOPLAMIENTO DE ENTRADA (DC/AC/GND) y INVERSIÓN
El acoplamiento DC deja pasar la señal tal como viene del circuito exterior (es la señal real).El acoplamiento AC bloquea mediante un condensador la componente continua que posea la señal exterior. El acoplamiento GND desconecta la señal de entrada del sistema vertical y lo conecta a masa, permitiéndonos situar el punto de referencia en cualquier parte de la pantalla (generalmente el centro de la pantalla cuando se trabaja con una sola señal).
El conmutador de dos posiciones de inversión (forma de botón) permite en una de sus posiciones invertir la señal de entrada en el canal I (existen otros osciloscopios que invierten el canal II).
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Es un conmutador de dos posiciones, en forma de botón, que permite, cuando nos encontramos en modo DUAL, seleccionar el modo de trazado de las señales en pantalla. En el modo alternado se traza completamente la señal del canal I y después la del canal II y asi sucesivamente. Se utiliza para señales de media y alta frecuencia (generalmente cuando el mando TIMEBASE está situado en una escala de 0.5 msg. ó inferior). En el modo chopeado el osciloscopio traza una pequeña parte del canal I después otra pequeña parte del canal II, hasta completar un trazado completo y empezar de nuevo. Se utiliza para señales de baja frecuencia (con el mando TIMEBASE en posición de 1 msg. ó superior).
POS - POSICIÓN (VERTICAL)
Establece la ubicación vertical del trazado en el tubo para que la pantalla se posicione de una manera más cómoda de leer. Por ejemplo, es posible que desee establecer cero voltios en la posición media de la retícula para las mediciones de CA, o en la parte inferior de la cara del tubo para las mediciones de CC.
POS - POSICIÓN (HORIZONTAL)
Establece la ubicación vertical del trazado
POS - POSICIÓN (HORIZONTAL)
Establece la ubicación vertical del trazado
MODO XY
Este control consta de un pequeño conmutador en forma de botón que permite desconectar el sistema de barrido interno del osciloscopio, haciendo estas funciones uno de los canales verticales (generalmente el canal II).
Como veremos en el capítulo dedicado a las medidas esto nos permite visualizar curvas de respuesta ó las famosas figuras de Lissajous, útiles tanto para la medida de fase como de frecuencia.
PRIMEROS PASOS
ENTRADAS DEL OSCILOSCOPIO
La impedancia de entrada del osciloscopio es muy alta, por lo que no cargará el circuito bajo prueba. La mayoría de los osciloscopios tienen un interruptor de AC/DC en la entrada de cada canal. Cuando se establece en DC, la traza del canal se moverá hacia arriba o hacia abajo en una cantidad proporcional al valor del voltaje de DC. Si se configura en CA, entonces se eliminará la componente continua de voltaje de DC de la entrada, lo que le permitirá ver solo la componente alterna (AC). Esta característica es útil para medir la ondulación (rizado) que puede estar presente en una fuente de alimentación. Tomemos, por ejemplo, el siguiente diagrama de circuito y configuración de prueba:
En la figura, el osciloscopio tiene sus dos entradas conectadas a la salida de DC de una unidad de fuente de alimentación de DC de 12 voltios de fabricación propia. El canal B se establece en 5v / cm DC y solo se muestra una sola. La línea horizontal habrá subido la cara del tubo un poco más de 2 cm, pero es recta y no muestra desviaciones.
La entrada del canal A se establece en AC y la sensibilidad de entrada se aumenta hasta aproximadamente 1 mV / cm. El componente de DC daría una desviación de 1200 cm, pero la componente continua se ha bloqueado. El rizado de bajo nivel ahora se puede ver claramente. En la práctica, con el circuito mostrado, debe verse poca o ninguna ondulación, pero cuando se coloca una carga en la fuente de alimentación, el rizado puede incluso ser bastante importante, dependiendo de los valores de los componentes elegidos. También es muy interesante ver que la frecuencia de rizado será de 100 Hz o 10 ms entre los picos. Esto se debe a la acción del puente rectificador de onda completa.
La entrada del canal A se establece en AC y la sensibilidad de entrada se aumenta hasta aproximadamente 1 mV / cm. El componente de DC daría una desviación de 1200 cm, pero la componente continua se ha bloqueado. El rizado de bajo nivel ahora se puede ver claramente. En la práctica, con el circuito mostrado, debe verse poca o ninguna ondulación, pero cuando se coloca una carga en la fuente de alimentación, el rizado puede incluso ser bastante importante, dependiendo de los valores de los componentes elegidos. También es muy interesante ver que la frecuencia de rizado será de 100 Hz o 10 ms entre los picos. Esto se debe a la acción del puente rectificador de onda completa.
El selector TIMEBASE - BASE DE TIEMPOS probablemente tendrá una posición 'XY' incluso en los osciloscopios más económicos. Esto se puede utilizar para una variedad de nuevas funciones, tales como:
* Figuras de Lisajous - 'bonitas' mediciones de frecuencia, pero muy precisas.
* Otros equipos - tales como "WOBULATORS" (alineación de frecuencia intermedia de receptores) y analizadores.
* Modulación HF TX
* Figuras de Lisajous - 'bonitas' mediciones de frecuencia, pero muy precisas.
* Otros equipos - tales como "WOBULATORS" (alineación de frecuencia intermedia de receptores) y analizadores.
* Modulación HF TX
La posición del selector de base de tiempo 'XY' desconecta el generador interno que mueve un punto de haz a través de la pantalla. La entrada B ahora moverá el punto a través de la pantalla, pero la entrada A aún hará que se mueva hacia arriba y hacia abajo.
FIGURAS DE LISAJOUS
A modo de ejemplo, conecte dos cables a las entradas CH-A y CH-B y luego sostenga con sus propias manos el conductor central de ambos cables. Verá la misma interferencia que antes, pero esta vez habrá diferencias entre las dos señales. Esto funcionará incluso mejor si dos personas sostienen uno de los dos cables.
Si las dos señales fueran EXACTAMENTE idénticas, entonces el punto se movería hacia ARRIBA y hacia la DERECHA, luego hacia ABAJO y hacia la IZQUIERDA. Esto se vería como una línea horizontal en diagonal a través de la pantalla.
Se vería un bucle si las dos señales fueran exactamente de la misma frecuencia, pero en forma de onda o fase diferente. Si las dos señales fueran sinusoidales perfectas y difirieran exactamente en la fase de 90 grados, vería la siguiente forma de onda:
Observe cómo cambia la pendiente del círculo a medida que se modifica la frecuencia.
Si la fase cambiara constantemente (una frecuencia ligeramente diferente), vería un BLOQUE CUADRADO formado por una imagen en movimiento que cambia desde una línea inclinada a la izquierda - un círculo - una línea inclinada a la derecha - un círculo - luego de vuelta a la izquierda - línea inclinada de nuevo.
Si las dos ondas sinusoidales difirieran en la frecuencia EXACTAMENTE 2: 1, verán algo como esto:
Observe que en el plano vertical (eje Y = CH-B) solo hay un pico, pero en el plano horizontal (eje X = CH-A) hay dos picos. Por lo tanto, CH-A es el doble de la frecuencia de CH-B. Con otras combinaciones de frecuencia, la forma de onda puede volverse aún más compleja, por ejemplo 3:2 8:3 2:5, etc.
WOBULATOR
La mayoría de los osciloscopios de haz simple tienen una salida TIMEBASE que se puede usar para hacer que un oscilador controlado por voltaje recorra las frecuencias de interés.
ANALIZADOR DE ESPECTRO
Es muy posible construir un analizador de espectro simple para usar con un osciloscopio, de la misma manera que un Wobulator. Un analizador de espectro es un dispositivo que puede mostrar un rango de frecuencias 'simultáneamente' (rango de frecuencias tan rápido que parece continuo).
Una pantalla de analizador típica se ve algo como esto:
Aquí vemos que hay varias señales de radio que se muestran simultáneamente. Esto sería típico de una pantalla de 0 a 9MHz con una escala de 1MHz por división. El pico grande a la izquierda de la pantalla sería el marcador de 0MHz. Esta pantalla muestra un par de señales pequeñas a aproximadamente 1.5 y 1.9 MHz, 6.0MHz, 7.1MHz y 7.9MHz. Las señales más grandes se muestran a aproximadamente 2.5MHz, 3.2MHz, 4.3MHz y 5.5MHz. La línea de base está saturada de ruido, a menudo denominada "HIERBA".
Se pueden observar armónicos y otras emisiones espurias desde un transmisor amateur. Muchos receptores de radio de Alta Frecuencia tienen un analizador de espectro de banda estrecha integrado en el receptor. Estos son operados desde el amplificador FI del receptor, antes del filtro.
MODULACIÓN
Hace muchos años, era muy fácil usar un osciloscopio para verificar la pureza de un transmisor amateur cuando solo se utilizaban AM. Todo lo que se requería era acoplar la entrada Y del alcance al micrófono, luego acoplar la entrada X a la antena (colóquela cerca del cable coaxial de la antena o conéctela al chasis del transmisor).
PUNTAS DE PRUEBA (SONDAS)
Las sondas de osciloscopio se pueden conectar con una gran cantidad de puntas y ganchos. Un divisor de voltaje resistivo, que aumenta el rango de voltaje máximo del osciloscopio, también es común en una sonda comercial.
Lo malo es que, usan cable coaxial; un cable coaxial posee una capacidad (pocos pF), por lo tanto, esta capacidad se suma a la señal que ingrese y esto tendrá un efecto en la forma de onda mostrada. Considere un divisor de voltaje resistivo simple usado con un poco de cable coaxial; en el diagrama A de abajo.
Las sondas de osciloscopio se pueden conectar con una gran cantidad de puntas y ganchos. Un divisor de voltaje resistivo, que aumenta el rango de voltaje máximo del osciloscopio, también es común en una sonda comercial.
Lo malo es que, usan cable coaxial; un cable coaxial posee una capacidad (pocos pF), por lo tanto, esta capacidad se suma a la señal que ingrese y esto tendrá un efecto en la forma de onda mostrada. Considere un divisor de voltaje resistivo simple usado con un poco de cable coaxial; en el diagrama A de abajo.
Una forma de onda cuadrada debe verse como A abajo, pero con la sonda anterior se verá más como C debajo. Si la resistencia de 1000000 ohmios se desvía con un condensador pequeño, como en la figura B arriba, corregirá esta situación, pero el valor del condensador es bastante crítico. Si el valor es demasiado pequeño, la forma de onda se verá como C a continuación. Si es un valor demasiado grande, se verá más como B a continuación.
Si su osciloscopio no tiene una salida de calibración, entonces puede construir fácilmente uno usando un integrado CD4060 como un oscilador / divisor de un cristal de 8192KHz (8,192MHz).
Ver: Osciloscopio a través de tarjeta de sonido
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