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Un osciloscopio es un instrumento que se utiliza como dispositivo de visualización de gráficos de una señal eléctrica. El gráfico mostrará cómo cambian las señales con el tiempo. El eje vertical (Y) representa el voltaje y el eje horizontal (X) representa el tiempo. Los barridos horizontales a una velocidad constante. El eje (Z), aunque no es tan común, puede mostrar el brillo o la intensidad de la pantalla. Con un transductor adecuado, un osciloscopio puede medir casi cualquier cosa. Un transductor es un dispositivo que crea una señal eléctrica en respuesta a estímulos físicos como sonido, presión, luz, calor, etc. Al graficar una señal, ¿qué quieres averiguar?
Los osciloscopios vienen en muchas versiones diferentes
Si se requiere el registro de una forma de onda, se aplicará un osciloscopio digital. Si necesita ver la forma de onda en tiempo real, o ver la intensidad original, un osciloscopio analógico se adaptará mejor a ese requisito. Cuanto mayor sea la frecuencia de la señal de entrada, mayor será el ancho de banda que se requerirá. Si no tiene la cantidad adecuada de ancho de banda, corre el riesgo de no obtener resultados precisos.
Si tiene dudas acerca de la cantidad de ancho de banda que se requiere, debe continuar con el siguiente paso. El ancho de banda generalmente se puede calcular mediante esta fórmula: ANCHO DE BANDA = (0.35 / tiempo de subida de la señal)
Cuanto mayor sea la frecuencia de muestreo, más precisa y precisa será la forma de onda capturada. A medida que aumenta la frecuencia de muestreo, permite más muestras que tiene una forma de onda capturada, durante un período de tiempo determinado.
En casi todas las aplicaciones eléctricas, incluido el uso en laboratorio, investigación y el desarrollo y el desarrollo de productos, se necesita un osciloscopio para proporcionar análisis de forma de onda.
Un osciloscopio es un instrumento de prueba y medición que se utiliza principalmente para medir el voltaje a lo largo del tiempo. Un osciloscopio de almacenamiento digital (también conocido como DSO) toma la señal de entrada y la convierte de una onda analógica a una serie de señales digitales. Una vez digitalizado, el osciloscopio de almacenamiento digital puede almacenar la información en la memoria y mostrarla en la pantalla. Cuanto más rápido se procese la señal, mejor será la visualización.
El osciloscopio digital utiliza una cuadrícula gráfica llamada retícula para mostrar una señal. El eje Y (vertical) suele ser el voltaje (aunque también podría ser corriente, presión u otro tipo de señal que luego se convierte en voltaje). El eje X (horizontal) suele ser el tiempo (aunque también podría ser la frecuencia). Algunos osciloscopios de almacenamiento digital también utilizan el brillo de la señal como eje Z.
Para facilitar la lectura de la retícula, normalmente se divide en 8 cuadrados (o divisiones) que van verticalmente y 10 cuadrados (o divisiones) que van horizontalmente. Esto puede cambiar de un fabricante a otro, pero es bastante estándar. La razón por la que se hace de esta manera es que siempre que sepa qué es cada división, le resultará más fácil leer los valores en pantalla. Afortunadamente, los osciloscopios de almacenamiento digital también pueden mostrar el valor exacto en un punto determinado de la pantalla. Debe mover su marcador, o cursor, al lugar en cuestión y debería poder ver el valor específico. Un visor con varios cursores te permitirá medir la diferencia entre dos puntos, lo que puede ser muy útil.
Algunas mediciones comunes para las que se utilizan osciloscopios digitales incluyen
¿Cuáles son las especificaciones clave para seleccionar un osciloscopio digital?
Por lo general, hay cuatro parámetros que deben tenerse en cuenta al elegir su instrumento:
¿Cuánto ancho de banda de osciloscopio necesito?
La cantidad de veces que una señal se repite en un segundo (hercios o Hz) es su frecuencia. Los osciloscopios pueden ver señales que ocurren en cualquier lugar desde 1Hz (o menos) hasta 1GHz (1,000,000,000 (eso es mil millones) de veces por segundo) o más. Seleccione un osciloscopio de almacenamiento digital que pueda ver más que la señal más rápida que desee medir. En teoría, desea que su señal no sea más rápida que el 71% de su máximo. La regla general es que el ancho de banda sea cinco veces (5x) mayor que la señal máxima.
Si sus señales a observar son un máximo de 100MHz (100.000.000 veces por segundo), elija un modelo con un ancho de banda de 500 MHz.
¿Cuánto muestreo necesito?
Como se mencionó, un osciloscopio digital convierte una señal analógica en digital. Esto se realiza mediante un proceso conocido como muestreo. Cuanto más rápida sea la frecuencia de muestreo, más información sobre la señal original se captura y se convierte. Esta es una especificación común que se ve en las hojas de datos para este tipo de alcances. Se mide en muestras por segundo (S / s). Para muestras de alta velocidad, a menudo lo verá medido en MS / s (Mega muestras por segundo) o GS / s (Giga muestras por segundo).
Existe algo llamado Teorema de Nyquist, que establece que para cortar correctamente una señal analógica (para que tenga suficiente información para recrearla nuevamente) necesita tener una frecuencia de muestreo al menos dos veces la señal más rápida que está viendo. Eso es, por supuesto, una cantidad mínima. En la práctica, la mayoría de los osciloscopios están diseñados para muestrear al menos 5 veces la velocidad más alta que puede capturar. Entonces, por ejemplo, una señal de 200MHz sería mejor muestreada a una velocidad de al menos 1GS / s.
¿Qué tan rápido debe ser un osciloscopio?
La velocidad a la que una señal pasa del 10% de su nivel (en amplitud) al 90% de su valor máximo se denomina tiempo de subida. Para ver la cantidad máxima de cada borde de señal (vertical), tanto el osciloscopio como la sonda deben tener un tiempo de subida lo suficientemente rápido. Esto es especialmente cierto cuando cambia la señal. Una vez más, el escenario práctico requiere que el tiempo de subida del instrumento sea cinco veces más rápido que la señal. Si su señal más rápida tiene un tiempo de subida de 5 microsegundos, entonces desea que una combinación de osciloscopio / sonda tenga un tiempo de subida de 1 microsegundo.
¿Qué tan profunda debe ser la memoria o longitud de registro?
La última especificación importante a considerar es la profundidad de la memoria o la longitud del registro. El principal beneficio del osciloscopio digital es la parte de almacenamiento. Esto le brinda la capacidad de recuperar, comparar y realizar funciones matemáticas en una señal capturada. La longitud del registro se mide en muestras o puntos. La cantidad total de tiempo que puede grabar está determinada por la cantidad de puntos disponibles y la frecuencia de muestreo (cada muestra es un punto). Simplemente dividiría el número de puntos por la frecuencia de muestreo para obtener su tiempo de adquisición. Si tiene una profundidad de memoria total de 1 M puntos y una frecuencia de muestreo de 250 MS / segundo, puede grabar una señal de 4 mseg (milisegundos) de duración.
¿Qué otros factores deben tenerse en cuenta al comprar un osciloscopio de almacenamiento digital?
Más allá de las cuatro especificaciones básicas, es común considerar:
¿Al graficar una señal, ¿qué quieres averiguar?
Cuanto mayor sea la frecuencia de muestreo, más precisa y precisa será la forma de onda capturada. A medida que aumenta la frecuencia de muestreo, permite más muestras que tiene una forma de onda capturada, para cualquier período de tiempo.
Los osciloscopios basados en PC son la alternativa moderna al osciloscopio de mesa tradicional. Todos los datos y configuraciones medidos en estos osciloscopios se pueden guardar en una PC para su posterior análisis de datos.
Uno de los factores clave involucrados es la conexión USB. El USB (bus serie universal) está destinado a las comunicaciones entre interfaces, como el osciloscopio y la PC en este caso.
Los osciloscopios basados en PC vienen en versiones internas o externas.
La versión externa es una unidad pequeña que se conecta a una PC, generalmente mediante un USB. Pueden ser utilizados por una computadora portátil o de escritorio.
Las versiones internas generalmente vienen con una tarjeta enchufable que es de formato PCI. Esto no permite la portabilidad y, dado que la tarjeta se coloca en la PC real, hay mucho ruido que podría interferir con los resultados que se están midiendo.
Ventajas de los osciloscopios basados en PC:
Los osciloscopios portátiles también se conocen como osciloscopios portátiles. Por lo general, se utilizan para el mantenimiento de contratistas en el sitio y en el campo industrial o electrónico.
Si necesita mover su osciloscopio a muchas ubicaciones o de un banco a otro en su laboratorio, entonces el osciloscopio portátil sería ideal para usted.
Ventajas de un osciloscopio portátil
Un osciloscopio analógico dibujará formas de onda en su pantalla al desviar un haz de electrones que se desplaza horizontalmente por la pantalla. El rayo se desvía verticalmente en proporción al voltaje aplicado, lo que permite que la forma reproduzca la forma de la traza objetivo. Los equipos analógicos funcionan con voltajes variables continuos. Los osciloscopios analógicos pueden mostrar señales a medida que ocurren.
La representación inmediata de una forma de onda en la pantalla CRT (panel) da como resultado una tasa de actualización más rápida. Los CRT tienen una resolución más alta y una tasa de actualización de forma de onda más rápida. El osciloscopio analógico muestra la señal en tiempo real con menos riesgo de modificar cualquier parte de la señal original. La intensidad original de la forma de onda se puede observar con el CRT. Dependiendo de la aplicación, la intensidad de la forma de onda puede ser crítica.
A veces, algunos usuarios prefieren los osciloscopios analógicos. Pueden tanto interpolar como alias los puntos entre las formas de onda. Aunque los osciloscopios analógicos no permiten el almacenamiento y el análisis digital, la información previa o posterior al disparo y las limitaciones de alta frecuencia, aún se pueden utilizar.
La diferencia básica entre los osciloscopios digitales y analógicos son las señales de visualización. El osciloscopio digital puede mostrar señales que pueden suceder solo una vez y los osciloscopios analógicos pueden mostrar señales a medida que suceden o en tiempo real.
Para usar un osciloscopio analógico, hay tres configuraciones básicas para ajustar una señal entrante
Base de tiempo: establezca la cantidad de tiempo por división representada en la pantalla. Disparo: utilice un nivel de disparo para estabilizar una señal repetitiva o active un evento. Atenuación: ajusta la amplitud de la señal antes de aplicarla.
Los osciloscopios de señal mixta (MSO) pueden capturar señales analógicas y digitales a la vez. Un osciloscopio de señal mixta generalmente combina 2 o 4 canales analógicos con 8 o 16 digitales. Esto es útil cuando se observan señales lógicas después de que se ha producido una entrada específica al desarrollar un sistema que combina la entrada física y los controles de la computadora.
Hay canales digitales y analógicos que brindan la capacidad de correlacionar en el tiempo con precisión ambas señales. Las mediciones se compilan utilizando una única base de tiempo en una sola pantalla. Se puede utilizar cualquier combinación de estas medidas para activar el osciloscopio.
La ventaja clave del MSO es que solo se requiere una unidad para realizar pruebas para las que normalmente necesitaría dos unidades.
Un osciloscopio es un instrumento de prueba y medición que se utiliza principalmente para medir el voltaje a lo largo del tiempo. La señal de entrada se convierte de una onda analógica a una serie de señales digitales. Una vez digitalizado, el osciloscopio puede almacenar la información en la memoria y mostrarla en la pantalla. Cuanto más rápido se procese la señal, mejor será la visualización.
Aplicaciones para osciloscopios de señales mixtas
El osciloscopio de señales mixtas trata el osciloscopio y los canales lógicos de diferentes formas.
¿Qué otros factores deben tenerse en cuenta al comprar un osciloscopio de señal mixta?
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