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El osciloscopio es un instrumento capaz de visualizar un señal eléctrica que varía en el tiempo. Actualmente este instrumento es uno de los más utilizados en los laboratorios donde se realiza trabajos relacionados con la electrónica, como el diseño o reparación de dispositivos. Básicamente el osciloscopio representa la parte del tiempo en el eje X u horizontal y la parte de la amplitud en el eje Y o vertical. Actualmente prácticamente todos los instrumentos de este tipo que hay en el mercado son del tipo digital por lo que este articulo hablaremos de la relación de este instrumento con la captura de las señales analógicas.

Primero que nada necesitamos entender lo que es un ADC o convertidor analógico a digital. Este dispositivo captura cada determinado tiempo la amplitud de una señal y la convierte a su correspondiente en número binario o digital. De esta definición vamos a tomar un par de definiciones que serán vitales en este tema.

Amplitud

La amplitud de una señal eléctrica se mide en función al voltaje de la misma en un determinado tiempo, por lo regular tenemos amplitudes de 0V a 5V para sistemas de ADCs en microcontroladores donde solo soportan hasta 5V, para unosciloscopio el voltaje o amplitud de entrada puede ser mucho mayor. La amplitud (pico a pico) de la línea eléctrica es de 120V o 220V para las líneas monofásicas, dependiendo en donde estemos.

Resolución

La resolución de nuestro dispositivo ADC o instrumento como el osciloscopio está definida en función a los bits en los que puede descomponer la señal. Entre mayor sea la capacidad en bits mayor es la resolución. Supongamos que tenemos una señal senodal de 10V en donde tenemos un aparato que su rango de entrada son 10V, y que el dispositivo solo tiene una resolución de 2 bits. La respuesta en digital del aparato se vería como se presenta en la figura de la izquierda. Si tenemos la misma señal y el mismo rango del aparato pero ahora tenemos una resolución de 8 bits se vería como en la figura de la derecha. Está de más mencionar que un ADC u osciloscopioque tenga una mayor resolución está directamente ligado a que tiene una mayor capacidad de bits.

Frecuencia de muestreo

La frecuencia de muestreo es que tan rápido mi dispositivo o instrumento de medición puede tomar una captura de la amplitud o voltaje de mi señal. Entre mayor es la frecuencia de muestreo de mayor frecuencia son las señales que el instrumento puede medir. Por ejemplo una señal de 10Hz no puede ser capturada de manera correcta con un dispositivo que toma una medición a 1Hz, esto generaría un sub muestreo conocido como alias. Para poder medir la frecuencia se recomienda que la frecuencia de muestreo sea por lo menos 2 veces la frecuencia que vamos a capturar, aunque en la práctica 2 queda muy corto.

Respecto a las señales se considera un osciloscopio de gama alta uno con una alta resolución y una alta frecuencia de muestreo. Por lo regular estos son dispositivos de alto costo y con elementos especiales, como puntas activas por ejemplo.

El osciloscopio digital se compone básicamente por algunas partes que se consideran fundamentales a la hora de utilizar un dispositivo como estos. Algunos osciloscopios pueden tener estas instrucciones como comandos de un menú o como botones directos en el panel frontal, en este caso no hablaremos de uno en particular.

Control de tiempo horizontal

En esta sección por lo regular encontramos una perilla la cual va a seleccionar el tiempo que el sistema captura para mostrarlo en la señal. Básicamente es la escala de tiempo, si queremos ver más periodos en nuestra pantalla incrementamos el tiempo de captura y si queremos ver menos para observar más detalle simplemente disminuimos la escala de tiempo. En algunos casos podemos subir hasta el orden de los segundos y podemos bajar al orden de las decenas o centenas de pico segundos.

Control de amplitud vertical

La amplitud vertical nos regula el escalamiento del voltaje tomado por el canal en particular, para regular este escalamiento lo podemos hacer de manera independientemente, esto es, por canal o por señal. Este control nos sirve para observar señales con amplitud muy pequeña con el detalle que se requiere. Tener cuidado a la hora de comparar dos señales ya que puede que estén en diferente escala de amplitud y esto puede generar una confusión.

Run Stop

Son los botones que pausan la captura, esto para observar de manera estática una señal.

Trigger

El control de disparo ajusta en que punto de la señal se toma de referencia para calibrar la medición, en este caso como regla de dedo consideramos que si se está tomando una señal senoidal o digital posicionemos el trigger a la mitad de la amplitud o dejemos que lo haga de manera automática el instrumento.

En los osciloscopios existen una infinidad de parámetros de medición como rise time, fall time, voltajes rms o pico a pico, frecuencias, periodo, ciclo de trabajo, histogramas o Fourier, operaciones matemáticas entre señales, umbrales o diagramas de ojo, y muchos parámetros más. Te recordamos que en HeTPro puedes encontrar las herramientas tecnológicas que buscas o necesitas así como también instrumentos de medición o de laboratorio como multímetros, fuentes de voltaje y corriente y además osciloscopios. En HeTPro tenemos además motores, sensores, microcontroladores, tarjetas de desarrollo tipo Arduino o Raspberry Pi, componentes electrónicos activos y pasivos, kits de robótica, herramientas de software para diseño de PCBs, pantallas LCD TFT, pantallas táctiles, módulos de comunicación WiFi, RF, GPRS, GSM, Xbee, ZigBee, Bluetooth, BTLE, actuadores lineales, accesorios para impresoras 3D o equipos CNC y muchos artículos más. En cuanto a los osciloscopio manejamos de bolsillo, con pantallas de 3.5 pulgadas, de banco con pantallas de 7 pulgadas y por USB que no tienen la interfaz y se requiere una computadora para poder visualizar las señales adquiridas mediante el software. Cualquier duda para una asesoría a la hora de comprar un instrumento de este tipo puedes mandarnos un correo a ventas@hetpro.com.mx.