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17 de agosto de 2013

Cómo usar el osciloscopio en la reparación y ajustes de circuitos electrónicos y eléctricos: Parte I

El osciloscopio es un instrumento de medición cuyo trabajo principal consiste en la muestra en un display o pantalla de la forma de la onda de una corriente alterna y sus magnitudes en frecuencia y amplitud así como también en fase. Con el osciloscopio también pueden ser registradas magnitudes de corriente directa y ver en pantalla las impurezas o trazas de alterna a la salida de una fuente.

Kit educativo para montar un osciloscopio para PC. Es muy fácil instalar este pequeño kit y, además, incluye todas las características de un osciloscopio completo. El kit se entrega con instrucciones detalladas y puntas de prueba. Especificaciones osciloscopio: ancho de banda: DC a 200 kHz ±3dB impedancia de entrada: 100 kohm / 20 pF tensión de entrada máx.: 30V (AC + DC) base de tiempo: de 10µs a 500ms / división rango de entrada: 100mV a 5V/div sensibilidad en la entrada: resolución de la pantalla de 3mV visualizaciones: True RMS, dBV, dBm, p to p, Duty cycle, Frequency... duración de la grabación: 1k muestreos frecuencia de muestreo: 62.5Hz a 1.5MHz función de historial de los muestreos selección automática del rango alcance de la función de predisparo (trigger): 0.1 ms/div .. 500 ms/div modos de persistencia : tono, variable e infinito analizador de espectro: rango de frecuencias: 0 .. 150Hz a 75kHz principio de funcionamiento: FFT (Fast Fourier Transform) resolución FFT: 512 líneas grabador de señales transitorias: escala de tiempo: de 20ms/div a 2000s/div tiempo de grabación máx.: 9.4h / pantalla almacenamiento automático de los datos grabación y visualización de las pantallas grabación automática durante más de un año número máx. de muestreos: 100/s número mín. de muestreos: 1 muestreo/20s información general: puntos de referencia (marcadores) para: amplitud/tensión y frecuencia/tiempo es posible seleccionar entre el modo 'basic' y el modo 'expert' conexión en la entrada: DC y AC resolución de 8 bits almacenamiento de los datos y las pantallas alimentación por USB: +/- 200mA utiliza el driver Human Interface Device (HID) de Microsoft®, no necesita un driver externo dimensiones: 94 x 94mm exigencias mínimas del sistema: PC compatible IBM WindowsTM XP, Vista, 7
Kti educativo. Osciloscopio para PC

El osciloscopio es muy usado en electrónica para el ajuste de las señales que entran o salen de los diferentes circuitos para realizar funciones muy complejas como pueden ser las ondas portadoras de una señal inalámbrica de radio o TV, señales de datos y voz mediante conductores de alambres o por fibra óptica, WiFi, Bluetooth y otras.

Modelo: SDS7102v Ancho de banda: 100MHz Frecuencia de muestreo (tiempo real): 1GS / s (500MS / s por canal dual) Escala horizontal (S / div: 5ns/div ~ 100s/div, paso 1 ~ 2 ~ 5 Tiempo de subida: ≤ 3.5ns (en la entrada, típico) Canal: 2 + 1 (Externa) Pantalla: 8 "a color LCD, TFT, 800 × 600 píxeles, 65.535 colores
Osciloscopio digital de 100Mhz
Existen muchos tipos de osciloscopios en el mercado pero cuando se sabe como trabajar con  uno así como el principio de su funcionamiento, sus principios comunes, se estará en condiciones de poder operar y trabajar con cualquiera de ellos. También teniendo algún conocimiento de la estructura interna del osciloscopio será una forma de poder desarrollar futuras aplicaciones con ese utilísimo e inseparable y preciso instrumento de medición de magnitudes eléctricas.

Operación Básica del Osciloscopio de rayos catódicos

Cómo funciona el osciloscopio de rayos catódicos

Los patrones o formas que son vistas en el display de un osciloscopio  son producidas por el impacto de un rayo de electrones sobre una pantalla fluorescente igual a la de un televisor con tubo  de rayos catódicos, conocido como tubo de pantalla. Cuando este rayo golpea la pantalla se origina un punto luminoso que puede ser movido tan rápido por la vertical o la horizontal en dependencia de la frecuencia o amplitud, por lo que se pueden mostrar muchos patrones o trazos en la pantalla gracias a que son más rápidos que lo que puede distinguir la vista humana.


Figura 1- Operación básica del Osciloscopio
Figura 1- Operación básica del Osciloscopio


En la figura 1 se muestra la estructura básica del tubo de pantalla o CRT - del inglés cathode ray tube- en donde aparece el rayo electrónico producido por el calentamiento del cátodo. Este rayo de electrones viaja a través de la rejilla 1 que es energizada para variar su intensidad lo que provoca mayor o menor brillo en la pantalla y que se ajusta mediante un control en el panel frontal del osciloscopio llamado Brillo o Intensidad - Brigthness o Intensity en inglés-. Las placas de enfoque son energizadas mediante un control variable para ajustar el foco del rayo, es decir para que el trazo se vea con nitidez y no borroso. Se ajusta mediante un control en el panel frontal llamado en inglés Focus.

Analisis de las señales y de los circuitos. Alineación en F.M. y T.V.- Ilustrado.- 139 pp
Libro la Práctica del Osciloscopio

Adicional a los controles de Brillo y enfoque del rayo de electrones en los osciloscopios se usa un control llamado astigmatismo - astigmatism control - pues este puede mostrar una apariencia doble en la pantalla debido a que el punto se tiene que desplazar en la pantalla a gran velocidad de un lado a otro por la horizontal.



El barrido horizontal del osciloscopio


Para que el rayo de electrones pueda desplazarse de un lado a otro de la pantalla se usa el llamado barrido horizontal que es el responsable de mostrar una línea brillante. Esto se logra inyectando una señal  de corriente alterna en diente de sierra a las placas de deflexión horizontal  mostradas en la figura 1. Estas señales en diente de sierra son originadas en el generador de barrido horizontal del osciloscopio el cual es el responsable de ajustar la medida de la frecuencia a medir que se mostrará en la pantalla para su estudio o comprobación.

El barrido horizontal del osciloscopio CRT
Figura 2- El barrido horizontal del osciloscopio CRT

En la figura 2 se muestra cómo es que trabajan las señales en diente de sierra originadas en el generador de barrido horizontal del osciloscopio. La onda en diente de sierra se inyecta a las placas de deflexión horizontal para mover el rayo de izquierda a derecha. Ese movimiento provocado por el voltaje aplicado a las placas y su frecuencia es ajustado por el control en el panel frontal del osciloscopio llamado control de frecuencia, de barrido o de tiempo y es el principal control para poder conocer la magnitud de la frecuencia en una onda determinada y estará en función de la capacidad del osciloscopio para detectar mayores frecuencias. Un osciloscopio será más caro en la medida en que este sea capaz de medir mayores frecuencias.


Libro que trata sobre la técnica del osiloscopio para convertirse en experto usando esos equipos
Libro La Técnica del Osciloscopio

La deflexión vertical en el osciloscopio


Mediante las señales que llegan a las placas de deflexión vertical del osciloscopio pueden ser medidos los valores de voltajes de las diferentes ondas bajo test. Mientras el rayo es desplazado por la pantalla de izquierda a derecha por el barrido horizontal para tomar el valor de la frecuencia, los voltajes aplicados a las placas de deflexión horizontal tomados de esa misma señal de entrada bajo prueba son desplazados de abajo hacia arriba lo que completa la forma de la onda. Si falla la deflexión vertical solo se verá un trazo lineal horizontal en la pantalla, por otra parte si falla la deflexión horizontal solo se verá un trazo vertical en la pantalla del osciloscopio. Para que la onda se muestre como en la figura 3 serán necesarias las dos muestras de señales a las placas de deflexión vertical y horizontal.


La defexión vertical del osciloscopio CRT
Figura 3-La defexión vertical del osciloscopio CRT

Osciloscopio para PC

Software PcLab2000-LT completo para osciloscopio de dos canales, analizador de espectro, grabador de señales transitorias, generador de funciones y Bode plotter. Es posible crear sus propias formas de onda con el editor de ondas (signal wave editor) incorporado. Junto con la entrada RS232, es posible generar las secuencias para las mediciones automáticas. Características: - Generador de funciones: Estabilidad a base de cristal de cuarzo, formas de onda estándar: senoidal, triangular y cuadrada y señales moduladas: sine(x)/x, DCV, sweep, ... - Osciloscopio: Función de ajuste automático y opción X10, función de predisparo (pre-trigger) - Lectura: True RMS, dBV, dBm, p to p, Duty cycle, Frequency... - Grabador de señales transitorias: Almacenamiento automático de datos, almacenamiento automático durante más de un año y grabación y reproducción de pantallas. - Bode plotter: Sincronización automática entre el osciloscopio y el generador, función de escala logarítmica, escala volt o dB, trazado en fase. - Analizador de espectro: Escala de tiempo lineal o logarítmica - Principio de funcionamiento: FFT (Fast Fourier Transform) - Canal de entrada FFT: CH1 o CH2 - Función zoom Incluye: - Manual del usuario - USB PC Scope + Generador - Cable USB - Software en CD-ROM - 1 sondas de 60MHz (PROBE60S) - Conector BNC macho a conector RCA hembra (CBNC15)
OSCILOSCOPIO DE 2 CANALES PARA PC CON GENERADOR

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