Un osciloscopio es un instrumento de laboratorio comúnmente utilizado para mostrar y analizar la forma de onda de señales electrónicas. En efecto, el dispositivo dibuja un gráfico del voltaje de la señal instantánea en función del tiempo.
Un osciloscopio típico puede mostrar formas de onda de corriente alterna (CA) o corriente continua pulsante (CC) con una frecuencia tan baja como aproximadamente 1 hertz (Hz) o tan alta como varios megahertz (MHz). Los osciloscopios de gama alta pueden mostrar señales con frecuencias de hasta varios cientos de gigahercios (GHz). La pantalla se divide en las denominadas divisiones horizontales (hor div) y divisiones verticales (vert div). El tiempo se muestra de izquierda a derecha en la escala horizontal. El voltaje instantáneo aparece en la escala vertical, con valores positivos hacia arriba y valores negativos hacia abajo.
La forma más antigua de osciloscopio, que todavía se utiliza en algunos laboratorios en la actualidad, se conoce como osciloscopio de rayos catódicos. Produce una imagen al hacer que un haz de electrones enfocado viaje, o barra, en patrones a través de la cara de un tubo de rayos catódicos (CRT). Los osciloscopios más modernos replican electrónicamente la acción del CRT utilizando una pantalla de cristal líquido (pantalla de cristal líquido) similar a las que se encuentran en las computadoras portátiles. Los osciloscopios más sofisticados emplean computadoras para procesar y mostrar formas de onda. Estas computadoras pueden usar cualquier tipo de pantalla, incluidos CRT, LCD y plasma de gas.
En cualquier osciloscopio, el barrido horizontal se mide en segundos por división (s / div), milisegundos por división (ms / div), microsegundos por división (s / div) o nanosegundos por división (ns / div). La deflexión vertical se mide en voltios por división (V / div), milivoltios por división (mV / div) o microvoltios por división (? V / div). Prácticamente todos los osciloscopios tienen ajustes de barrido horizontal y deflexión vertical ajustables.
La ilustración muestra dos formas de onda comunes que podrían aparecer cuando se muestran en la pantalla de un osciloscopio. La señal en la parte superior es una onda sinusoidal; la señal en la parte inferior es una onda de rampa. En esta pantalla se desprende que ambas señales tienen la misma frecuencia, o casi la misma. También tienen aproximadamente la misma amplitud pico a pico. Suponga que la tasa de barrido horizontal en este caso es 1 µs / div. Luego, estas ondas completan un ciclo completo cada 2 µs, por lo que sus frecuencias son aproximadamente de 0.5 MHz o 500 kilohercios (kHz). Si la deflexión vertical se establece en, digamos, 0.5 mV / div, ambas ondas tienen amplitudes pico a pico de aproximadamente 2 mV.
En estos días, los osciloscopios de gama alta típicos son dispositivos digitales. Se conectan a computadoras personales y usan sus pantallas. Aunque estas máquinas ya no emplean rayos de electrones de barrido para generar imágenes de formas de onda a la manera del antiguo "alcance" de rayos catódicos, el principio básico es el mismo. El software controla la velocidad de barrido, la deflexión vertical y una serie de otras características que pueden incluir:
- Almacenamiento de formas de onda para referencia y comparación futuras
- Visualización de varias formas de onda simultáneamente
- Análisis espectral
- Portabilidad
- Opción de energía por batería
- Usabilidad con todas las plataformas operativas populares
- Acercar y alejar
- Pantallas multicolores