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Un osciloscopiu ye un preséu de visualización electrónicu pa la representación gráfica de señales llétriques que pueden variar nel tiempu. Ye bien usáu en electrónica de señal, frecuentemente xunto a un analizador d'espectru.
| Osciloscopiu | |
|---|---|
categoría de productos (es)  | |
_and_digital_storage_oscilloscope_Tektronix_TPS_2014B_(c._2012).jpg) | |
| Historia y usu | |
| Usu |
midida visualizador (es) midida midida visualizador (es) |
| Instalaciones | |
| Formáu por |
Tubu de rayos catódicos, Pantalla de cristal líquidu, Universal Serial Bus, punta de prueba (es) , panel de control (es) y control knob (en) |
 | |
Presenta los valores de les señales llétriques en forma de coordenaes nuna pantalla, na que de normal la exa X (horizontal) representa tiempos y la exa Y (vertical) representa tensiones. La imaxe asina llograda denominar oscilograma. Suelen incluyir otra entrada, llamada "exa THRASHER" o "Cilindru de Wehnelt" que controla la lluminosidá del fexe, dexando resaltar o apagar dellos segmentos de trazar.
Los osciloscopios, clasificaos según el so funcionamientu internu, pueden ser tantu analóxicos como dixitales, siendo la resultancia amosada idénticu en cualesquier de los dos casos, en teoría.
Nun osciloscopiu esisten, básicamente, dos tipos de controles que son utilizaos como reguladores qu'afaen la señal d'entrada y dexen, consecuentemente, midir na pantalla y de esta manera puede vese la forma de la señal midida pol osciloscopiu, esto denomináu en forma téunica puede dicise que'l osciloscopiu sirve pa reparar la señal que quiera midir.
Pa midir puede comparar col planu cartesianu.
El primer control regula la exa X (horizontal) y aprecia fracciones de tiempu (segundos, milisegundos, microsegundos, etc., según el resolución del aparatu). El segundu regula la exa Y (vertical) controlando la tensión d'entrada (en Voltios, milivoltios, microvoltios, etc., dependiendo de la resolución del aparatu).
Estes regulaciones determinen el valor de la escala cuadricular qu'estrema la pantalla, dexando saber cuántu representa cada cuadráu d'ésta para, arriendes d'ello, conocer el valor de la señal a midir, tantu en tensión como en frecuencia. (en realidá mide'l periodu d'una onda d'una señal, y depués calcúlase la frecuencia).
La tensión a midir aplicar a les plaques d'esviación vertical trémbole d'un tubu de rayos catódicos (utilizando un amplificador con alta impedancia d'entrada y ganancia ajustable) ente que a les plaques d'esviación horizontal aplícase una tensión en diente de sierra (denomada asina porque, de forma repitida, crez selemente y depués cai de forma sópita). Esta tensión ye producida por aciu un circuitu oscilador apropiáu y el so frecuencia puede afaese dientro d'un ampliu rangu de valores, lo que dexa afaese a la frecuencia de la señal a midir. Esto ye lo que se denomina base de tiempos.
Na Figura 1 puede vese una representación esquemática d'un osciloscopiu con indicación de les etapes mínimes fundamentales. El funcionamientu ye'l siguiente:
Nel tubu de rayos catódicos el rayu d'electrones xeneráu pol cátodu y aceleráu pol ánodu llega a la pantalla, recubierta interiormente d'una capa fluorescente que s'alluma pol impautu de los electrones.
Si aplícase una diferencia de potencial a cualesquier de los dos pareyes de plaques d'esviación, tien llugar una esviación del fexe d'electrones debíu al campu llétrico creáu pola tensión aplicada. D'esta miente, la tensión en diente de sierra, que s'aplica a les plaques d'esviación horizontal, fai que'l fexe mover d'esquierda a derecha y mientres esti tiempu, n'ausencia de señal nes plaques d'esviación vertical, dibuxe una llinia recta horizontal na pantalla y depués vuelva al puntu de partida pa empecipiar un nuevu barríu. Esta torna nun ye percibíu pol güeyu humanu por cuenta de la velocidá a que se realiza y a que, de forma adicional, mientres el mesmu produz un apagáu (borráu) parcial o una esviación del rayu.
Si nestes condiciones aplicar a les plaques d'esviación vertical la señal a midir (al traviés del amplificador de ganancia ajustable) el fexe, amás de movese d'esquierda a derecha, va movese escontra riba o escontra baxo, dependiendo de la polaridá de la señal, y con mayor o menor amplitú dependiendo de la tensión aplicao.
Al tar les exes de coordenaes estremaos por aciu marques, ye posible establecer una rellación ente estes divisiones y el periodu del diente de sierra no que se refier a la exa X y al voltaxe en referir al E. Con ello a cada división horizontal va corresponder un tiempu concretu, de la mesma qu'a cada división vertical va corresponder una tensión concreto. D'esta forma en casu de señales periódiques puede determinase tanto'l so periodu como la so amplitú.
El marxe d'escales típicu, que varia de microvoltios a unos pocos voltios y de microsegundos a dellos segundos, fai qu'esti preséu sía bien versátil pal estudiu d'una gran variedá de señales.
El osciloscopiu analóxicu tien una serie de llimitaciones propies del so funcionamientu:
Na actualidá los osciloscopios analóxicos tán siendo movíos en gran midida polos osciloscopios dixitales, ente otres razones pola facilidá de poder tresferir les midíes a una ordenador personal o pantalla LCD.
Nel osciloscopiu dixital la señal ye primeramente digitalizada por un conversor analóxicu dixital. Al depender la fiabilidá de la visualización de la calidá d'esti componente, esta ten de ser curiada al máximu.
Les carauterístiques y procedimientos señalaos pa los osciloscopios analóxicos son aplicables a los dixitales. Sicasí, nestos tiénense posibilidaes adicionales, tales como'l disparu antemanáu (pre-triggering) pa la visualización d'eventos de curtia duración, o la memorización del oscilograma tresfiriendo los datos a un PC. Esto dexa comparar midíes realizaes nel mesmu puntu d'un circuitu o elementu. Esisten coles mesmes equipos que combinen etapes analóxiques y dixitales.
La principal carauterística d'un osciloscopiu dixital ye la velocidá de muestreo, la mesma determinara l'anchu de banda máximu que puede midir el preséu basandose nel Teorema de Nyquist. Vien espresada en MS/s (millones de samples /muestres/ per segundu).
La mayoría de los osciloscopios dixitales na actualidá tán basaos en control por FPGA (del inglés Field Programmable Gate Array), que ye l'elementu controlador del conversor analóxicu a dixital d'alta velocidá del aparatu y demás circuitería interna, como memoria, buffers, ente otros.
Estos osciloscopios añaden prestaciones y facilidaes al usuariu imposibles de llograr con circuitería analóxica, como los siguientes:
El osciloscopiu de fósforu dixital (DPO, Dixital Phosphor Oscilloscope) ufierta una nueva propuesta a l'arquiteutura del osciloscopiu yá que combina les meyores carauterístiques d'un osciloscopiu analóxicu coles d'un osciloscopiu dixital. Al igual que'l osciloscopiu analóxicu, el primer pasu ye l'amplificador vertical, y al igual que'l osciloscopiu dixital, la segunda etapa ye un conversor ADC. Pero depués de la conversión d'analóxicu a dixital, el osciloscopiu de fósforu dixital ye un pocu distintu al dixital. Este tien funciones especiales diseñaes pa recrear el grau d'intensidá d'un tubu de rayos catódicos. En cuenta de utilizar fósforu químicu, al igual qu'un osciloscopiu analóxicu, el DPO tien fósforu dixital que ye una base de datos actualizada constantemente. Esta base de datos tien una celda separada d'información pa cada unu de los pixeles que tien la pantalla. Cada vez qu'una forma d'onda ye prindada (n'otres pallabres, cada vez que'l osciloscopiu ye disparáu) esta ye almacenada nes celdes de la base de datos. A cada celda qu'almacena la información de la forma d'onda depués inxertar la información de la intensidá. D'últimes tola información ye amosada na pantalla LCD o almacenada pol osciloscopiu.
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