El Osciloscopio: un aliado en el taller

por Matías Nadaf de la redacción de mecanicadelamoto.com

En mecánica y electrónica de motos muchas veces el multímetro no es suficiente para el diagnóstico de una avería. Sobre todo cuando trabajamos con inyección electrónica, allí es cuando sale a escena el osciloscopio.

Los osiloscopios permiten ver las señales eléctricas a medida que varían con el tiempo.El objetivo principal de un osciloscopio es graficar una señal eléctrica a medida que varía con el tiempo . La mayoría de los osciloscopios producen un gráfico bidimensional con el tiempo en el eje x y el voltaje en el eje y .

Los controles que rodean la pantalla del osciloscopio le permiten ajustar la escala del gráfico, tanto vertical como horizontalmente, lo que le permite acercar y alejar una señal. También hay controles para configurar el gatillo en el visor, lo que ayuda a enfocar y estabilizar la pantalla.

¿Qué pueden medir los osciloscopios?
Además de esas características fundamentales, muchos osciloscopios tienen herramientas de medición que ayudan a cuantificar rápidamente la frecuencia, la amplitud y otras características de la forma de onda. En general, un osciloscopio puede medir características basadas en el tiempo y en el voltaje:

Características de tiempo :
Frecuencia y período : la frecuencia se define como el número de veces por segundo que se repite una forma de onda. Y el período es el recíproco de eso (número de segundos que toma cada forma de onda repetida). La frecuencia máxima que puede medir un osciloscopio varía, pero a menudo se encuentra en el rango de las centenas de MHz (1E6 Hz).
Ciclo de trabajo : el porcentaje de un período en el que una onda es positiva o negativa (hay ciclos de trabajo tanto positivos como negativos). El ciclo de trabajo es una relación que le indica cuánto tiempo está "activada" una señal frente a cuánto tiempo está "desactivada" en cada período.
Tiempo de subida y bajada : las señales no pueden pasar instantáneamente de 0 V a 5 V, tienen que subir suavemente. La duración de una onda que va de un punto bajo a un punto alto se llama tiempo de subida y el tiempo de caída mide lo contrario. Estas características son importantes cuando se considera qué tan rápido puede responder un circuito a las señales.
Características de voltaje :
Amplitud : la amplitud es una medida de la magnitud de una señal. Hay una variedad de medidas de amplitud, incluida la amplitud de pico a pico, que mide la diferencia absoluta entre un punto de voltaje alto y bajo de una señal. La amplitud máxima, por otro lado, solo mide qué tan alta o baja es una señal más allá de 0V.
Voltajes máximos y mínimos : el osciloscopio puede decirle exactamente qué tan alto y bajo es el voltaje de su señal.
Voltajes medios y promedio : los osciloscopios pueden calcular el promedio o el promedio de su señal, y también pueden indicarle el promedio del voltaje mínimo y máximo de su señal.

Cuándo usar uno

El o-scope es útil en una variedad de situaciones de resolución de problemas e investigación, que incluyen:

Determinar la frecuencia y la amplitud de una señal, que puede ser fundamental para depurar la entrada, la salida o los sistemas internos de un circuito. A partir de esto, puede saber si un componente de su circuito no funciona correctamente.
Identificar cuánto ruido hay en su circuito.
Identificar la forma de una onda: sinusoidal, cuadrada, triangular, diente de sierra, compleja, etc.
Cuantificación de diferencias de fase entre dos señales diferentes.

Léxico del osciloscopio

Aprender a usar un osciloscopio significa conocer todo un léxico de términos. En esta página, presentaremos algunas de las palabras de moda importantes con las que debe familiarizarse antes de activar una.

Especificaciones clave del osciloscopio
Algunos alcances son mejores que otros. Estas características ayudan a definir qué tan bien puede esperar que funcione un osciloscopio:

Ancho de banda : los osciloscopios se usan más comúnmente para medir formas de onda que tienen una frecuencia definida. Sin embargo, ningún osciloscopio es perfecto: todos tienen límites en cuanto a la rapidez con la que pueden ver un cambio de señal. El ancho de banda de un alcance especifica el rango de frecuencias que puede medir de manera confiable.
Digital vs. Analógico -- Como ocurre con casi todo lo electrónico, los o-scopios pueden ser analógicos o digitales. Los osciloscopios analógicos utilizan un haz de electrones para asignar directamente el voltaje de entrada a una pantalla. Los osciloscopios digitales incorporan microcontroladores, que muestrean la señal de entrada con un convertidor de analógico a digital y asignan esa lectura a la pantalla. En general, los osciloscopios analógicos son más antiguos, tienen un ancho de banda más bajo y menos funciones, pero pueden tener una respuesta más rápida (y verse mucho mejor).
Cantidad de canal : muchos osciloscopios pueden leer más de una señal a la vez, mostrándolas todas en la pantalla simultáneamente. Cada señal leída por un osciloscopio se alimenta a un canal separado. Los osciloscopios de dos a cuatro canales son muy comunes.
Tasa de muestreo : esta característica es exclusiva de los osciloscopios digitales, define cuántas veces por segundo se lee una señal. Para osciloscopios que tienen más de un canal, este valor puede disminuir si se utilizan varios canales.
Tiempo de subida : el tiempo de subida especificado de un osciloscopio define el pulso de subida más rápido que puede medir. El tiempo de subida de un osciloscopio está muy relacionado con el ancho de banda. Se puede calcular como Rise Time= 0.35/ Bandwidth.
Voltaje máximo de entrada : cada pieza electrónica tiene sus límites cuando se trata de alto voltaje. Todos los osciloscopios deben estar clasificados con un voltaje de entrada máximo. Si su señal excede ese voltaje, existe una buena posibilidad de que el alcance se dañe.
Resolución : la resolución de un osciloscopio representa la precisión con la que puede medir el voltaje de entrada. Este valor puede cambiar a medida que se ajusta la escala vertical.
Sensibilidad vertical : este valor representa los valores mínimo y máximo de su escala de voltaje vertical. Este valor se muestra en voltios por div.
Base de tiempo : la base de tiempo generalmente indica el rango de sensibilidades en el eje de tiempo horizontal. Este valor se muestra en segundos por div.

Impedancia de entrada : cuando las frecuencias de la señal son muy altas, incluso una pequeña impedancia (resistencia, capacitancia o inductancia) agregada a un circuito puede afectar la señal. Cada osciloscopio agregará una cierta impedancia a un circuito que está leyendo, llamada impedancia de entrada. Las impedancias de entrada generalmente se representan como una gran impedancia resistiva (>1 MΩ) en paralelo (||) con una pequeña capacitancia (en el rango de pF). El impacto de la impedancia de entrada es más evidente cuando se miden señales de muy alta frecuencia, y es posible que la sonda que utilice tenga que ayudar a compensarlo.

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