Un osciloscopio es una herramienta electrónica que se utiliza para representar gráficamente ondas de sonido y frecuencias ambientales. Este tipo de herramienta es útil en varias aplicaciones diferentes. Algunos de los más comunes incluyen música, particularmente frecuencias de radio y remasterización de música digital, pero también puede ser útil en ciertos escenarios de circuitos e ingeniería y para hacer cosas como medir la actividad sísmica y ciertos otros sonidos de la naturaleza. La mayoría de los dispositivos están calibrados no solo para representar las ondas sonoras que ocurren en un instante, sino también para rastrearlas a lo largo del tiempo, notando cambios y cambios significativos. Por lo general, son bastante fáciles de controlar y manipular, y los usuarios pueden calibrarlos para lograr una serie de objetivos diferentes. Además, hay muchos modelos diferentes para elegir, a menudo con una variedad de especificaciones. Algunos son básicos y fáciles de usar, mientras que otros son mucho más complicados y, a menudo, requieren software de apoyo y otros equipos. Las personas que buscan comprar una de estas herramientas suelen ser prudentes al investigar las opciones disponibles y considerar cuidadosamente sus necesidades antes de realizar una inversión.
Características físicas
Un osciloscopio típico es una caja rectangular con una pantalla pequeña, numerosos conectores de entrada y perillas de control y botones en el panel frontal. Una cuadrícula llamada retícula en la parte frontal de la pantalla ayuda con la medición. Cada cuadrado de la retícula se conoce como división. La señal que se va a medir se alimenta a uno de los conectores de entrada, que suele ser un conector coaxial que utiliza un cable eléctrico u otro cableado. Si la fuente de señal tiene su propio conector coaxial, entonces un simple cable coaxial puede ser todo lo que se requiera; de lo contrario, es posible que se requiera un cable especializado llamado «sonda de alcance», aunque en estos casos la sonda generalmente viene con el dispositivo.
Funcionalidad Básica
En su modo más simple y básico, el dispositivo dibuja una línea horizontal llamada trazo en el medio de la pantalla de izquierda a derecha que se relaciona con los sonidos que se escuchan y absorben. Uno de los controles, el control de base de tiempo, establece la velocidad a la que se traza la línea. Por lo general, se calibra en segundos por división. Si la tensión de entrada se aparta de cero, la traza se desvía hacia arriba o hacia abajo. Otro control, el control vertical, establece la escala de la deflexión vertical y se calibra en voltios por división. La traza resultante es un gráfico de voltaje contra el tiempo, con el pasado más reciente a la izquierda, el pasado menos reciente a la derecha.
Cuando la señal de entrada es lo que se conoce como «periódica», generalmente es posible obtener un seguimiento simple configurando la base de tiempo para que coincida con la frecuencia de la señal de entrada. Por ejemplo, si la señal de entrada es una onda sinusoidal de 50 Hz, entonces su período es de 20 ms, por lo que la base de tiempo debe ajustarse para que el tiempo entre barridos horizontales sucesivos sea de 20 ms. Este modo se llama barrido continuo. El defecto de esto es que la base de tiempo principal de la herramienta no suele ser perfectamente precisa y la frecuencia de la señal de entrada no suele ser perfectamente estable; como resultado, la traza puede desplazarse por la pantalla, lo que puede dificultar las mediciones.
Comprensión de la activación
Estos dispositivos suelen tener una función llamada «disparador» que ayuda a proporcionar un rastreo más estable. En esencia, el disparador hace que el osciloscopio se detenga después de llegar al lado derecho de la pantalla, donde espera un evento específico antes de regresar al lado izquierdo de la pantalla y dibujar el siguiente trazo. El efecto es una resincronización de la base de tiempo con la señal de entrada, lo que evita la desviación horizontal. Los circuitos de disparo permiten la visualización de señales no periódicas como pulsos individuales, así como señales periódicas como ondas sinusoidales y ondas cuadradas.
Los tipos de desencadenantes incluyen:
disparador externo, un pulso de una fuente externa conectada a una entrada dedicada en el osciloscopio;
disparador de borde, un detector de borde que genera un pulso cuando la señal de entrada cruza un voltaje de umbral especificado en una dirección especificada;
disparador de video, un circuito que extrae pulsos de sincronización de formatos de video como PAL y NTSC y activa la base de tiempo en cada línea, una línea específica, cada campo o cada cuadro; y
Disparador retardado, que espera un tiempo especificado después de un disparo por flanco antes de iniciar el barrido.
Señales externas y canales de entrada
La mayoría de los dispositivos también permiten a los usuarios pasar por alto la base de tiempo y alimentar una señal externa al amplificador horizontal. Esto se denomina modo XY y es útil para ver la relación de fase entre dos señales, como se puede hacer en la ingeniería de radio y televisión. Cuando las dos señales son sinusoides de frecuencia y fase variables, la traza resultante se llama curva de Lissajous.
Algunos osciloscopios tienen cursores, que son líneas que se pueden mover por la pantalla para medir el intervalo de tiempo entre dos puntos o la diferencia entre dos voltajes. La mayoría de los dispositivos también tienen dos o más canales de entrada, lo que les permite mostrar más de una señal de entrada en la pantalla en un momento dado. Por lo general, tienen un conjunto separado de controles verticales para cada canal, pero solo un sistema de activación y una base de tiempo.
Variedades especiales
Un dispositivo de base de tiempo dual tiene dos sistemas de activación para que se puedan ver dos señales en diferentes ejes de tiempo. Esto también se conoce como modo de «ampliación». El usuario primero atrapa la señal deseada usando un ajuste de disparo adecuado. Luego, habilita la función de ampliación, zoom o base de tiempo dual, y puede mover una ventana para ver los detalles de la señal compleja.
A veces, el evento que el usuario desea ver solo puede ocurrir ocasionalmente. Para captar estos eventos, algunos osciloscopios son «osciloscopios de almacenamiento» que conservan el barrido más reciente en la pantalla. Algunos modelos digitales pueden barrer a velocidades tan lentas como una vez por hora, emulando un registrador de gráfico de banda. Es decir, la señal se desplaza por la pantalla de derecha a izquierda.