Tipos de osciloscopio Dependiendo de la forma como se procesan internamente internamente sus señales, existen osciloscopios análogos y osciloscopio digitales.
A. OSCIL OSCILOSC OSCOP OPIOS IOS ANALÓ ANALÓGIC GICOS OS Ya que en esta prácca vamos a trabajar con un osciloscopio analógico tradicional y con otro de memoria digital, es conveniente conveniente conocer cómo funciona cada uno de ellos para poder apreciar las ventajas de unos y otros y sus campos de aplicación.
ESQUEMA DE BLOQUES DE UN OSCILOSCOPIO ANALÓGICO
un osciloscopio analógico ene dos caminos principales para la señal que llega al tobo de ayos !atódicos. "l primero es el camino de la señal vercal, la cual es responsable de despla#ar vercalmente vercalmente el $a# de electrones del tubo de ayos catódicos de acuerdo con la señal de entrada. "l segundo es el camino $ori#ontal, que dispara la base de empos del osciloscopio y mueve el $a# $ori#ontalmente de i#quierda a derec$a a trav%s de la pantalla. "n una representación representación &pica, el empo se representa en el eje $ori#ontal y el voltaje en el eje vercal. !uando la señal llega al osciloscopio lo primero que encuentra es un atenuador que reali#a reali#a dos funciones' ()* +copla la alta impedancia de las sondas normalmente de (- o (/-* a la baja impedancia de los preampli0cadores preampli0cadores de la entrada vercal. 1)* +daptan el nivel de las señales de entrada al nivel de entrada que puedan manejar los preampli0cadores
2a atenuación de la señal de entrada a los preampli0cadores se ajusta con los mandos de entrada vercal.
1. EL TRIGGER O DISPARO 2os circuitos de 3rigger juegan un papel muy importante en el funcionamiento de los 4sciloscopios. "n esencia los circuitos de 3rigger indican a la sección $ori#ontal, cuando se $a de iniciar el movimiento del $a# de i#quierda a derec$a. 5i la tra#a empie#a demasiado pronto, la parte de la señal que interesa ver no se ver6a. 2o mismo sucede si empie#a demasiado tarde. 7 2a velocidad del $a# viene determinada por el mando 8me9div8. +l mismo empo que ene lugar el despla#amiento $ori#ontal. 2os ampli0cadores vercales mueven el $a# $acia arriba o $acia abajo, de acuerdo con la señal de entrada. "l resultado es un oscilograma del nivel de señal en función del empo.
2. LÍNEAS DE RETARDO vemos que la señal que sigue el camino' atenuador 7 :reampli0cador vercal 7 +mpli0cador vercal de salida, es más corto que el que sigue la señal de disparo; por lo que llega antes a las placas del tubo la señal vercal que la de disparo. "llo $ace que no veamos la señal desde el momento que es disparada. :ara remediarlo se uli#an unas l6neas de retardo que retrasan la señal que circula por los ampli0cadores vercales. 2as l6neas de retardo permiten que la señal de trigger llegue a la base de empo unos nanosegundos antes que llegue la señal a las placas vercales y $ace que pueda verse toda la señal, e incluso algo de lo que $ay antes del nivel de señal que produce el disparo del barrido $ori#ontal. :ara las señales de trigger exteriores, esto es, diferentes de las aplicadas a las entradas vercales, tambi%n enen su atenuador que reali#a las funciones de acoplamiento de impedancias y de nivel.
. SECCIÓN !ORI"ONTAL 2os circuitos de desviación $ori#ontal son responsables de despla#ar el $a# $ori#ontalmente. +fectan a la precisión de la base de empos, y por tanto a la del osciloscopio. "l movimiento $ori#ontal del $a# está controlado por el voltaje de una rampa. 2a precisión del empo depende principalmente de esta rampa, esto es, de su linealidad. 2a precisión de la base de empos de un osciloscopio suele ser del orden del <=.
#. TUBO RA$OS CATÓDICOS 2a >lma parte del osciloscopio es el 3ubo de ayos !atódicos !..3.*. "l !..3. es un display vectorial que puede mover el $a# en todas direcciones. "l !..3. ene que ser capa# de mover el $a# vercalmente tan rápido como lo $ace la señal de entrada. "sto signi0ca que el anc$o de banda del tubo ene que ser igual que la de los ampli0cadores vercales. "sto implica varios problemas. +s6 cuando el anc$o de banda del tubo sube' 7 "l coste del tubo sube. 7 2a precisión del tubo disminuye. 7 2a 0abilidad del tubo disminuye. "l anc$o de banda de un 4sciloscopio analógico depende tanto del anc$o de banda del 3ubo de ayos !atódicos como del de los ampli0cadores vercales. ecordemos que ?anc$o de banda@ se enende el conjunto de frecuencias que son atenuadas menos de < dA. "n cambio, en un 4sciloscopio D igital, el !..3 puede ser muc$o menor anc$o de banda ya que la transmisión de los datos de la memoria al tubo se $ace a menor velocidad
B. OSCILOSCOPIOS DIGITAL 2os osciloscopios digitales son el resultado de la evolución de los osciloscopios de memoria analógicos o de persistencia variable. "l avance de la tecnolog6a podr6a mejorar algunas de las caracter6scas de los osciloscopios de memoria analógica, pero debido a su arquitectura no pod6an ofrecer las caracter6scas que estaba pidiendo el p>blico; como la posibilidad de captar datos y transferirlos a un ordenador o la posibilidad de almacenar formas de onda inde0nidamente.
ESQUEMA DE BLOQUES DE UN OSCILOSCOPIO DIGITAL
:odemos observar que la estructura cambia, pues, en lugar del ampli0cador vercal que ataca las placas, un osciloscopio digital toma muestras discretas de la señal y luego la reconstruye sobre la pantalla. "ste no es un nuevo concepto en 4sciloscopios, pues ya lo uli#aban los osciloscopios de muestreo para altas frecuencias, pero la deBexión segu6a siendo analógica.
1. LA MEMORIA 2a memoria ene que ser capa# de almacenar a la misma velocidad que se $ace la conversión para la mayor6a de las arquitecturas. "sto signi0ca que para una velocidad de muestreo de 1// -ega muestras por segundo la memoria ene que tener un ciclo de escritura de Cns. -uc$os osciloscopios uli#an una memoria especial E54 ast En, 5loF 4ut*. :ara poder uli#ar menores velocidades de digitali#ación y memorias más lentas, algunos constructores almacenan la forma de onda en !!D !$arge !ouple Devices*. 2a forma de onda se puede leer luego desde el conversor +9D a menor velocidad, con lo que se pueden uli#ar conversores más lentos y más precisos. Gna ve# la forma de onda almacenada en memoria de semiconductores, la imagen se puede conservar inde0nidamente sin deterioro.
2. EL PROCESADOR 2os osciloscopios digitales incorporan un microprocesador. 2a potencia del H: afecta profundamente las posibilidades del 4sciloscopio. Gna ve# los datos en forma digital es fácil procesarlos para reali#ar disntas funciones, tales como mediciones de frecuencia, per6odo, empos de subida y bajada, etc. o bien sacar los datos a una impresora o ploter.
. TUBO RA$OS CATÓDICOS 2a >lma diferencia entre un osciloscopio digital y otro analógico es el !3. "n el 4sciloscopio digital los datos son almacenados a la velocidad de muestreo, pero para sacarlos en la pantalla se $ace a una velocidad menor. :or tanto, se puede uli#ar un tubo de más bajo coste, menor 0abilidad y más larga vida que uno de más alta frecuencia. 4tra prestación más, es la facilidad de implementar color.
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ESPECI%ICACIONES T&CNICAS PRINCIPALES
ANC!O DE BANDA "s una de las especi0caciones principales de un osciloscopio, está directamente relacionada con la calidad y el costo del instrumento. "n un osciloscopio analógico esta magnitud indica la máxima frecuencia que el circuito de deBexión vercal es capa# de reproducir sin introducir errores por atenuación. "n el caso de los osciloscopios digitales se de0nen dos anc$os de banda' uno para señales repevas o periódicas y otro para señales no repevas !omo regla general, para señales periódicas el anc$o de banda debe ser al menos el triple de la máxima frecuencia que se pretende mostrar teniendo en cuenta la descomposición armónica*, mientras que en el caso de señales no repevas el anc$o de banda se relaciona directamente con la tasa de muestreo es decir, la candad de muestras que el instrumento puede obtener por segundo*, que para una reproducción medianamente 0el debe ser al menos (/ veces la máxima frecuencia a representar.
SENSIBILIDAD "s la menor tensión capa# de provocar un despla#amiento de ( cm en la pantalla del instrumento. "n equipos comerciales estándares este parámetro es del orden de los milivolos
CANTIDAD DE CANALES. 2os osciloscopios analógicos que se disponen comercialmente pueden tener entre ( a I canales de entrada. "n el caso de los digitales, pueden llegar a (J o más canales pero sólo para representar señales lógicas.
BASE DE TIEMPO' 2os osciloscopios pueden disponer de una >nica base de empo llamada tambi%n barrido $ori#ontal*, o más de una. + su ve# esta base de empo puede ser simple o demorada. "n el caso de los osciloscopios con base de empo demorada, es posible seleccionar una parte de la onda para su ampliación en la pantalla, para permirlo el barrido $ori#ontal modi0ca su velocidad en la parte seleccionada de la onda. "n el caso del barrido independiente cada canal ene su propia base de empo.
O'()s especi*c)cio+es 2os osciloscopios digitales $abitualmente enen otra serie de especi0caciones como tamaño de la memoria de datos, funciones de análisis, funciones de disparo especiales, resolución vercal de la pantalla en bits, etc.
