Читать книгу Análisis y simulación de circuitos eléctricos en corriente continua - Miguel Alfonso Altuve Paredes - Страница 22

Un osciloscopio es un tipo de instrumento que permite la observación, en dos dimensiones, de la magnitud de una señal eléctrica de voltaje en función del tiempo, en una pantalla. Con este instrumento es posible medir, entre otras cosas, el período de una señal y su amplitud. El osciloscopio puede ser analógico o digital, sin embargo su funcionamiento es el mismo para ambos casos.

Para visualizar correctamente la señal se utilizan dos perillas: una para controlar la base de tiempo y otra para controlar la base de amplitud (voltaje). Además, cuenta con otras dos perillas que sirven para desplazar la señal en el eje X (horizontal) y en el eje Y (vertical), con el fin de facilitar la medición a efectuar.

La pantalla del osciloscopio es cuadriculada, es decir, está dividida en cuadros, tal como se muestra en la figura 1.14. Se puede ver la pantalla entonces como un plano cartesiano con los ejes X y Y. La perilla de la base de tiempo permite controlar la duración de cada cuadro en el eje X (tiempo/división) y así poder medir el período de una señal, por ejemplo. De igual manera, la perilla de la base de amplitud permite controlar la amplitud de cada cuadro en el eje Y (voltio/división) y así poder medir el voltaje de una señal.

Dependiendo de la resolución del osciloscopio, la base de tiempo puede contener los rangos de valores en microsegundos, milisegundos y segundos, mientras que la base de amplitud puede venir en microvoltios, milivoltios y voltios.

Ejemplo 1.8.1. Considere la señal que se muestra en la figura 1.14. Esta señal tiene un período de 6,3 divisiones y una amplitud pico de 2 divisiones.

Figura 1.14: Pantalla del osciloscopio. Se observa una señal sinusoidal.

Si la base de tiempo está en 5 µs/división y la base de amplitud está en 2 V/división entonces el período de la señal es de 31,5 µs y la amplitud es de 4 V.

Si la base de tiempo está en 0,2 µs/división y la base de amplitud está en 0,1 mV/división entonces el período de la señal es de 1,26 ms y la amplitud es de 0,2 mV.

Si la base de tiempo está en 10 ms/división y la base de amplitud está en 0,5 V/división entonces el período de la señal es de 63 ms y la amplitud es de 1 V.

Para observar una señal en el osciloscopio se utiliza una punta de prueba. La señal observada en el osciloscopio corresponde a la diferencia de potencial entre la punta de prueba y la tierra o referencia de dicha punta de prueba. La figura 1.15 muestra una punta de prueba típica, en la que el conector pinza tipo caimán corresponde al valor de referencia (0 V).

Figura 1.15: Punta de prueba del osciloscopio.

Usaremos el símbolo de la figura 1.16(a) para representar la punta del osciloscopio y el símbolo de la figura 1.16(b) para representar la tierra o referencia de la punta.

Figura 1.16: En (a) el símbolo para representar la punta del osciloscopio y en (b) el símbolo para representar la tierra o referencia de una medición.

Por ejemplo, si se desea observar el voltaje del elemento 2 en el circuito de la figura 1.17(a), se debe conectar la punta del osciloscopio en una de las terminales del elemento y conectar la tierra de la punta de prueba en la otra terminal del elemento 2, tal como se muestra en la figura 1.17(b).

Figura 1.17: Representación de la conexión de la punta de prueba del osciloscopio.