EL OSCILOSCOPIO.

INTRODUCCIÓN.

Cuando se mide una cantidad eléctrica o una cantidad que se convierte a una forma eléctrica, el instrumento de medición debe mostrar en alguna forma el resultado medido. Dos de los mecanismos más comunes se encuentran en los medidores análogos y en los oscilógrafos. Los medidores análogos utilizan una aguja que se mueve a lo largo de una escala para indicar la cantidad medida. 

    El oscilógrafo y el registrador x-y emplean un mecanismo con una pluma el cual se mueve a lo largo de uno de los ejes, mientras que el papel o el mecanismo con una la pluma se mueven a lo largo del otro eje. Sin embargo, estos dos métodos están limitados por la inercia mecánica cuando se trata de medir señales de alta frecuencia. La masa de los componentes empleados evita que cambien rápidamente de dirección en respuesta a los cambios de la señal aplicada. Como conclusión, los movimientos de los medidores anteriores sólo pueden seguir variaciones instantáneas hasta unos pocos ciclos por segundo (Hz). De la misma forma, los oscilógrafos de alta velocidad están limitados para señales por debajo de 500 Hz. Sin embargo, muchas señales de interés en las aplicaciones eléctricas tienen frecuencias muy por encima de estos límites y se deben encontrar otros mecanismos para medirlas o examinarlas. 

    El mecanismo de despliegue disponible está en el osciloscopio de rayos catódicos (CRO). Debido a este mecanismo único de despliegue, los instrumentos CRO son capaces de seguir frecuencias de hasta 500.000.000 Hz (500 MHz). Frecuencias aún mayores se han mostrado con el osciloscopio de muestreo, que es una variación del osciloscopio básico. 

    El dispositivo que permite observar tales variaciones de alta velocidad es el tubo de rayos catódicos (muy similar al tubo de rayos catódicos de una televisión). El tubo genera un haz delgado de electrones (el rayo catódico) dentro de él. Este haz se dirige de tal forma que golpea una pantalla fluorescente que cubre uno de los extremos del tubo. Mientras el haz golpea la pantalla, se emite un punto visible de luz. A media que el haz se mueve a través de la pantalla, "pinta" un trazo de su camino, tal y como se puede ver en la figura 1. Puesto que el haz está conformado por electrones que son partículas cargadas eléctricamente, se puede deflectar rápida y seguramente por medio de campos eléctricos y magnéticos colocados en su camino. Además, los electrones son muy livianos y no tienen problemas de inercia y pueden responder casi instantáneamente a las rápidas variaciones de las señales de frecuencias muy altas. Esta capacidad permite al tubo de rayos catódicos desplegar virtualmente cualquier tipo de señal en la pantalla del osciloscopio. Los campos, que causan las deflexiones del haz, se crean a lo largo de su camino por medio de las placas deflectoras. Las intensidades de los campos están determinadas por los voltajes aplicados a las placas y de esta forma la cantidad de deflexión es directamente proporcional al voltaje de la señal aplicada a ellas. Concluimos además que el osciloscopio realmente es un voltímetro con un mecanismo de una velocidad súper alta para mostrar lecturas. 

    Elementos adicionales extienden las capacidades del tubo de rayos catódicos de tal forma que la imagen en su pantalla no sea solamente la muestra de un voltaje. Dependiendo del modo de operación utilizado, el patrón mostrado en la pantalla también puede ser una gráfica de la variación de un voltaje con el tiempo o la gráfica de la variación de una señal con respecto a otra. Además, voltaje no es la única cantidad que se puede medir. Interpretando apropiadamente las características de la imagen, podemos emplear el osciloscopio para indicar corriente, tiempo, frecuencia y diferencia de fase. Finalmente, utilizando el osciloscopio para registrar la salida de varios trasductores, podemos medir también una gran variedad de cantidades no eléctricas.

    Con esto podemos ver fácilmente el amplio rango de mediciones que son posibles con el osciloscopio. En efecto, el osciloscopio es probablemente el instrumento más versátil y útil inventado para el trabajo de las mediciones eléctricas. 

    El osciloscopio es básicamente un dispositivo de visualización gráfica que muestra señales eléctricas variables en el tiempo. El eje vertical, a partir de ahora denominado Y, representa el voltaje; mientras que el eje horizontal, denominado X, representa el tiempo.

FIGURA 1