Cómo usar un Osciloscopio

¿Qué es un Osciloscopio?

El osciloscopio es un instrumento asombroso que puede ayudarte a comprender mejor la electrónica y el funcionamiento de los dispositivos.

El osciloscopio es un equipo de prueba especialmente útil que puede utilizarse para comprobar y detectar fallos en una gran variedad de circuitos electrónicos, desde circuitos lógicos hasta circuitos de radio, pasando por circuitos analógicos. Es necesario saber cómo utilizar un osciloscopio correctamente para poder sacarle el máximo partido. Si se conocen los fundamentos de la utilización de un osciloscopio, es posible encontrar los circuitos de forma más eficaz y rápida, así como comprender mejor el funcionamiento de los mismos.

Aunque los osciloscopios son más caros que otros equipos de prueba, como los multímetros, suelen encontrarse en los hogares y talleres de los aficionados a la electrónica. Por ello, es importante que la gente sepa cómo utilizar un osciloscopio.

¿Por qué aprender a utilizar el osciloscopio?

Ser capaz de ver cómo se carga un condensador, o cómo cambia el ciclo de trabajo de una señal PWM, puede ser una poderosa herramienta a la hora de realizar proyectos o trabajos electrónicos. Más allá del aprendizaje, un osciloscopio es una herramienta muy útil cuando se trabaja para verificar, mantener y solucionar problemas de dispositivos electrónicos.

Además del multímetro, te ofrece la posibilidad de sondear literalmente un circuito y ver cómo funciona (o no). Con el tiempo, a medida que adquieras más destreza en su uso, el osciloscopio te permitirá saber exactamente lo que está sucediendo en un circuito en lugar de sólo adivinarlo.

Los osciloscopios son increíbles: Pueden capturar, mostrar y analizar una señal eléctrica de entrada. Pueden realizar automáticamente todo tipo de mediciones:

• Periodo de la señal
• Tensión máxima y mínima
• Frecuencia
• Tiempo de subida
• Ciclo de trabajo
• Decodificación de comunicaciones, como RS232 e I2C.

Controles básicos del osciloscopio

Dada la flexibilidad y el nivel de control necesarios para utilizar un osciloscopio, existe un gran número de controles. Es necesario ajustarlos correctamente para obtener la visión deseada de la señal.

Afortunadamente, es bastante fácil acostumbrarse a manejar un osciloscopio y utilizar los controles para poder ver la forma de onda correctamente.

A continuación te damos un resumen de los principales controles de un osciloscopio:

• Ganancia vertical: Este control del osciloscopio altera la ganancia del amplificador que controla el tamaño de la señal en el eje vertical. Generalmente se calibra en términos de un determinado número de voltios por centímetro. Por lo tanto, al ajustar el interruptor de ganancia vertical de manera que se seleccione un número menor de voltios por centímetro, se aumenta la ganancia vertical y la amplitud de la forma de onda visible en la pantalla. Cuando se utiliza el osciloscopio, la ganancia vertical se ajusta normalmente para que la forma de onda llene el plano vertical lo mejor posible, es decir, lo más grande posible sin salirse de la zona visible o calibrada.
• Posición vertical: Este control del osciloscopio gobierna la posición de la traza cuando no hay señal. Normalmente se ajusta a una línea conveniente en la retícula para poder medir fácilmente las medidas por encima y por debajo de la posición «cero». También tiene un control de posición horizontal equivalente que fija la posición horizontal. De nuevo, éste debe ajustarse a una posición conveniente para realizar cualquier medición de tiempo.
• Base de tiempo: El control de la base de tiempo establece la velocidad a la que se escanea la pantalla. Se calibra en términos de un tiempo determinado por cada centímetro de calibración en la pantalla. A partir de esto se puede calcular el periodo de una forma de onda. Si un ciclo completo de una forma de onda tarda 10 microsegundos en completarse, esto significa que su período es de 10 microsegundos, y la frecuencia es el recíproco del período de tiempo, es decir, 1 / 10 microsegundos = 100 kHz.Normalmente, la base de tiempo se ajusta para que la forma de onda o un punto concreto de la forma de onda investigada pueda verse de la mejor manera posible.
• Disparo: El control de disparo del osciloscopio establece el punto en el que se inicia la exploración de la forma de onda. En los osciloscopios analógicos, la exploración sólo se iniciaba cuando la forma de onda alcanzaba un determinado nivel de tensión. Esto permitiría que el barrido de la forma de onda se iniciara al mismo tiempo en cada ciclo, lo que permitiría mostrar una forma de onda constante. Modificando la tensión de disparo, se puede hacer que la exploración comience en un punto diferente de la forma de onda. También es posible elegir si el osciloscopio se dispara en una parte positiva o negativa de la forma de onda. Esto se puede hacer mediante un interruptor separado marcado con signos + y -.
• Función «hold-off»: Este es otro control importante asociado a la función de disparo. Conocida como la función «hold-off», añade un retardo al disparo para evitar que se dispare demasiado pronto después de la finalización de la exploración anterior. Esta función es a veces necesaria porque hay varios puntos en una forma de onda en los que el osciloscopio puede disparar. Ajustando la función de retención se puede conseguir una visualización estable.

Aunque hay muchos otros controles, estos son los principales que hay que entender cuando se aprende a utilizar un osciloscopio. No obstante, es muy útil entender los demás controles de un osciloscopio, pero algunos variarán de un tipo a otro.

Primeros pasos en el uso de un osciloscopio

Utilizar un osciloscopio es bastante fácil una vez que se ha utilizado uno y es posible familiarizarse con el uso de los controles. La primera etapa se produce al encender un osciloscopio y es aquí donde conocer algunos pasos sobre cómo utilizar un osciloscopio puede ser muy útil.

1. Enciende el equipo: Esto puede parecer obvio pero es el primer paso. Normalmente el interruptor estará etiquetado como «Power» o «Line». Una vez encendida la alimentación, es normal que se encienda un indicador de alimentación o de línea. Esto indica que se ha aplicado la alimentación.  Espere a que aparezca la pantalla del osciloscopio: Aunque muchos osciloscopios actuales tienen pantallas basadas en semiconductores, muchos de los más antiguos todavía utilizan tubos de rayos catódicos (crts), y éstos tardan un poco en calentarse antes de que aparezca la pantalla. Incluso los modernos semiconductores necesitan a menudo un tiempo para que su electrónica «arranque». Por lo tanto, a menudo es necesario esperar un minuto más o menos antes de poder utilizar el osciloscopio.
2. Encontrar la traza: Una vez que el osciloscopio está listo es necesario encontrar la traza. A menudo será visible, pero antes de que se pueda ver cualquier otra forma de onda, esta es la primera etapa. Normalmente, el disparador se puede situar en el centro y la retención girada totalmente en sentido contrario a las agujas del reloj. También hay que poner los controles de posición horizontal y vertical en el centro, si no están ya ahí. Por lo general, la traza se hará visible. Si no es así, se puede pulsar el botón «beamfinder» para localizar la traza.
3. Ajustar el control de ganancia: El siguiente paso es ajustar el control de ganancia horizontal. Éste debe ajustarse de forma que la traza esperada ocupe casi toda la pantalla vertical. Si se espera que la forma de onda sea de 8 voltios pico a pico, y la sección calibrada de la pantalla es de 10 centímetros de altura, entonces ajuste la ganancia para que sea de 1 voltio / centímetro. De esta manera la forma de onda ocupará 8 centímetros, casi llenando la pantalla.
4. Ajustar la velocidad de la base de tiempos: También es necesario ajustar la velocidad de la base de tiempos en el osciloscopio. El ajuste real dependerá de lo que se necesite ver. Normalmente, si una forma de onda tiene un periodo de 10 ms y la pantalla tiene una anchura de 12 centímetros, se elegirá una velocidad de base de tiempo de 1 ms por centímetro o división.
5. Aplicar la señal: Con los controles ajustados de forma aproximadamente correcta se puede aplicar la señal y debería verse una imagen.
6. Ajustar el disparo: En esta fase es necesario ajustar el nivel de disparo y si se dispara en el flanco de salida positivo o negativo. El control del nivel de disparo podrá controlar en qué punto de la forma de onda se dispara la base de tiempo y, por lo tanto, la traza comienza en la forma de onda. La elección de si se dispara en el flanco positivo o negativo también puede ser importante. Esto debe ajustarse para obtener la imagen deseada.
7. Ajustar los controles para obtener la mejor imagen: Con una forma de onda estable, los controles de ganancia vertical y de base de tiempo se pueden reajustar para obtener la imagen deseada.

Cómo funciona un Osciloscopio

Lo más fácil es verlo en vídeo, vamos allá: