Un osciloscopio , u oscilógrafo , es un instrumento de medición destinado a visualizar una señal eléctrica , la mayoría de las veces variable con el tiempo. Muchos científicos lo utilizan para visualizar voltajes eléctricos o varias otras cantidades físicas previamente transformadas en voltaje por medio de un convertidor o sensores adecuados. La curva de representación de un osciloscopio se llama oscilograma.
Generalmente se hace una distinción entre osciloscopios analógicos que utilizan directamente un múltiplo del voltaje de entrada para producir la desviación del punto y osciloscopios digitales que transforman, antes de cualquier procesamiento, el voltaje de entrada en un número. La pantalla se reconstruye después del hecho. Entonces se convierte en una función auxiliar del dispositivo que incluso puede estar desprovista de ella, siendo la visualización de la señal realizada por un ordenador externo conectado al osciloscopio.
Este tipo de dispositivo está en proceso de obsolescencia porque generalmente solo permite la observación de voltajes periódicos . Cada vez más, está siendo reemplazado por osciloscopios digitales.
En este párrafo, solo se describe información general sobre los medidores de voltaje y la base de tiempo de un osciloscopio analógico.
La señal que se va a medir se ve en un tubo de rayos catódicos generalmente verde . La traza del osciloscopio está determinada por dos componentes: una horizontal y una vertical.
El modo XY permite, entre otras cosas:
La base de tiempo se caracteriza por un voltaje de diente de sierra aplicado a las dos placas verticales (ver diagrama). Al mismo tiempo, el cañón de electrones proyecta un haz de electrones entre las dos placas (la densidad del haz corresponde a la intensidad de la luz):
De la misma forma que para la base de tiempos, la visualización de la tensión aplicada a la entrada del osciloscopio por parte del usuario se realiza mediante las placas horizontales (ver diagrama) que desvían la trayectoria de los electrones verticalmente.
La posición ordenada depende directamente del voltaje aplicado por el usuario. Como la base de tiempo opera continuamente, el voltaje de entrada (previamente amplificado) cambia con el tiempo.
Al utilizar osciloscopios alimentados por la red eléctrica que queremos visualizar pueden aparecer varios problemas:
Para evitar estos fallos, se pueden utilizar osciloscopios con entradas diferenciales integradas o utilizar una o más sondas diferenciales . El propósito de estos dispositivos será asegurar el aislamiento galvánico (con optoacopladores por ejemplo) entre los diferentes potenciales de medición en el circuito y los potenciales del osciloscopio (entrada y tierra).
A diferencia de los modelos analógicos, la señal a visualizar se digitaliza previamente mediante un convertidor analógico-digital (interfaz A / D). La capacidad del dispositivo para mostrar una señal de alta frecuencia sin distorsión depende de la calidad de esta interfaz.
Las principales características a tener en cuenta son:
El dispositivo está acoplado a memorias que permiten almacenar estas señales y a un cierto número de unidades de análisis y procesamiento que permiten obtener numerosas características de la señal observada:
Los osciloscopios digitales han suplantado ahora por completo a sus antecesores analógicos, gracias a su mayor portabilidad, mayor facilidad de uso y, sobre todo, menor coste.
La computadora ha permitido la miniaturización de osciloscopios. Algunos modelos, del tamaño de un paquete de cigarrillos, tienen solo una conexión USB y dos conectores BNC (para señales de entrada ). La pantalla , la comunicación Andes y la Alimentación (USB) se realizan exclusivamente desde el ordenador ( portátil , tablet ...) al que están conectados. Fabricantes como la tecnología Pico (con picoscopios), Red Pitaya o Digilent, ofrecen este tipo de solución.