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Guía práctica para elegir un osciloscópio

Introducción
Un osciloscopio permite representar gráficamente en una pantalla la variación temporal de señales eléctricas. El eje vertical (Y) representa el voltaje y el eje horizontal (X) el tiempo. El osciloscopio es la herramienta más versátil dentro del mundo de la electricidad y la electrónica, permitiendo estudiar un gran número de fenómenos. A la hora de elegir un osciloscopio hay que tener en cuenta una serie de características claves: Ancho de banda: desde continua (0 Hz) hasta la frecuencia a la que una señal sinusoidal sufriría una atenuación de 3dB.
  • Tiempo de subida: un osciloscopio no puede mostrar pulsos con tiempos de subida más rápidos que el suyo propio.
    • ensibilidad vertical: indica la escala vertical de voltajes.
  • Base de tiempos: determina la escala temporal utilizada
  • Precisión de la sensibilidad y de la base de tiempos: indica si el amplificador de entrada es exacto, de bajo ruido y muy lineal.
  • También hay que prestar atención al número de canales, al máximo voltaje de la entrada y al sistema de disparo
Osciloscopios analógicos (CRO)
En un osciloscopio analógico la señal de entrada desvía un haz de electrones en sentido vertical a la pantalla de rayos catódicos dependiendo de su amplitud. Un barrido horizontal permite mostrar la variación temporal de la señal. La señal de disparo sincroniza el barrido para que resulte una imagen estable en la pantalla. Entre las ventajas de este tipo de osciloscopios cabe destacar la visualización de la forma de onda con una gran resolución, así como la precisión y velocidad de proceso (generalmente superiores a sus homólogos digitales). Como limitaciones señalaremos que necesitan señales periódicas para refrescar correctamente la pantalla. Por ello, sólo se pueden ver transitorios si éstos son repetitivos. Se usan de forma generalizada en ámbitos como electrónica, enseñanza y formación, control de calidad así como en aplicaciones industriales y audiovisuales donde no se requiera gran ancho de banda.
1 Osciloscopios digitales (DSO)

La principal ventaja de los osciloscopios digitales es que permite almacenar y estudiar transitorios y eventos no repetitivos. Una vez digitalizada la señal de entrada por medio de un conversor analógico-digital (A/D) el dispositiva almacena esta información para posteriormente reconstruir esta información en pantalla. Las características propias de este tipo de osciloscopios son:
  • La resolución vertical del conversor A/D (normalmente debe ser 8 bits o más).
  • La velocidad de muestreo indica cuantas muestras por segundo es capaz de capturar el conversor A/D. Cuanto mayor sea la velocidad, el DSO podrá capturar instantes de tiempo más pequeños.
  • La longitud del registro indica cuántos puntos se almacenan para la reconstrucción de la forma de onda. Indica el nivel de magnificación disponible.
Otras características importantes a la hora de valorar un DSO son el tipo de pantalla, análisis en frecuencia (FFT), medidas automáticas, cursores, puertos de comunicación. Su principal limitación es el aliasing o solapamiento cuando la velocidad de muestreo es insuficiente para alcanzar el ancho de banda de la señal. Se usan en diseño digital y depuración, pruebas de fabricación y control de calidad, instalación, servicio y reparación y educación y formación.

Osciloscopios analógicos de almacenamiento digital y mixtos (MSO)

Los osciloscopios analógicos de almacenamiento digital presentan una sección analógica, incluido en el CRT, además de una sección digital para almacenamiento y visualización en pantalla de la forma de onda. También se denominan osciloscopios mixtos o combinados que conmutan su funcionamiento analógico y digital con un solo botón.
  • Ventajas del funcionamiento analógico: refresco y alta velocidad, vista en tiempo real, resolución infinita para señal moduladas o de video y además no hay efecto solapamiento.
  • Ventajas funcionamiento digital: captura y retención (incluso antes del disparo), zoom, registro y visualización de señales lentas, puertos e interfaces y software para el procesamiento de señales.
1 Osciloscopios portátiles

Con el desarrollo de las pantallas LCD, ha surgido una generación osciloscopios portátiles de baterías que tienen las mismas ventajas que los DSO y que además ofrecen características adicionales:
  • Diseño compacto, robusto y resistente para uso intensivo en campo.
  • Entradas flotantes sin referencia a tierra con escalas de medida adecuadas al entorno industrial.
  • Ofrecen seguridad eléctrica de CAT III 600 V según norma EN 61010-1.
  • Medida y análisis de armónicos.
Resultan instrumentos ideales para cualquier técnico que necesite todas las posibilidades de un osciloscopio de altas prestaciones en una herramienta de mano alimentada por baterías para la localización de averías en entornos industriales.
Osciloscopios digitales de fósforo (DPO)

Los osciloscopios digitales de fósforo surgen como respuesta a las limitaciones de los CRO (información es puramente visual, ancho de banda limitado) y los DSO (velocidad de captura limitada, solapamiento). Su principio de funcionamiento es el de un CRO de gran velocidad con un bloque de “fósforo digital” y un microprocesador especial, que muestran en pantalla un tercer eje que muestra la distribución de la amplitud en el tiempo.
De este modo, los DPO representan de forma eficiente señales de dinámica compleja, detectando eventos poco frecuentes y elevando la probabilidad de observar pulsos erráticos, espurios y errores de transición en los sistemas digitales. Se utilizan en pruebas de telecomunicaciones, depuración y diseño digital de señales mixtas, instalación y servicio de video, diseño de fuentes de alimentación, medidas complejas de potencia, etc.

Osciloscopios para PC (PCO)

El esquema básico de un osciloscopio para PC es en un convertidor A/D enchufando a un puerto del PC y en un software que realiza el resto del trabajo. Ofrecen al usuario una memoria casi infinita para almacenar datos y formas de ondas (la memoria del PC) y, en general, una resolución vertical de mayor número de bits. Además el uso del PC simplifica la exportación de datos para su posterior análisis. Su principal desventaja es que heredan los fallos del sistema informático sobre el que trabajan, pudiendo darse situaciones de inestabilidad y de lentitud en su funcionamiento. Se trata de instrumentos ideales para estudiantes (son baratos) y técnicos de servicio junto a un PC portátil. En la electrónica industrial, muchas veces se necesita un registrador además de un osciloscopio.


Raúl Llamazares
Dpto. de Soporte Técnico
RS Amidata

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