Ficha de referencia
Fundamentos del osciloscopio
1x vs 10x, compensación, disparo, aliasing
Fundamentos del osciloscopio
Un osciloscopio te muestra la sonda más el circuito, nunca el circuito solo. Casi toda "forma de onda rara" es el montaje de medida y no la placa: la atenuación equivocada, una sonda sin compensar o un cable de masa largo que oscila.
| Sonda 1× | Sonda 10× | |
|---|---|---|
| Atenuación | Ninguna — 1:1 | 10:1, así que el osciloscopio ve una décima parte de la señal |
| Resistencia en la punta | 1 MΩ | 10 MΩ |
| Capacidad en la punta | ≈50–120 pF (todo el cable cuelga del nodo) | ≈9–15 pF |
| Ancho de banda útil | Normalmente 6–20 MHz, diga lo que diga el cuerpo de la sonda | La especificación completa de la sonda — 100 MHz, 350 MHz, 500 MHz |
| Ruido y señal útil más pequeña | La mejor: no se desperdicia nada antes de la entrada | 10× peor, porque el ruido de fondo del propio osciloscopio es ahora diez veces mayor respecto a la señal |
| Úsala para | Señales pequeñas y lentas — sensores de milivoltios, audio, rizado de baja frecuencia | Todo lo demás. Esta es la posición por defecto |
En osciloscopios antiguos el conmutador del cuerpo de la sonda no le dice nada al instrumento. Si el menú del canal sigue diciendo 1× con la sonda en 10×, cada tensión que leas será diez veces menor — comprueba que ambos coinciden antes de creerte un número.
| Ajuste | Qué hace y qué te cuesta |
|---|---|
| Compensación de la sonda | Cada sonda tiene un trimmer que la ajusta a esta entrada concreta, que tiene 15–25 pF y varía de un canal a otro. Conéctala a la salida de calibración del osciloscopio — normalmente una onda cuadrada de 1 kHz — y ajusta hasta tener crestas planas: esquinas con sobreimpulso significan sobrecompensada, esquinas redondeadas subcompensada. Repítelo cada vez que la sonda pase a otro canal u otro osciloscopio. Una sonda 10× sin compensar distorsiona cada flanco y cada amplitud que midas durante el resto del día. |
| Ancho de banda | El punto de −3 dB, no un muro: una senoide justo en el ancho de banda nominal se lee un 30 % más baja, y ya es unos pocos por ciento más baja a un tercio de él. Para amplitudes fiables, mantén la frecuencia más alta de interés por debajo de una quinta parte del ancho de banda del osciloscopio. |
| Tiempo de subida | En un osciloscopio típico, tr ≈ 0.35 / ancho de banda — 3.5 ns en un osciloscopio de 100 MHz, 1 ns en uno de 350 MHz. Lo que ves es la combinación: t_displayed = √(t_signal² + t_scope² + t_probe²). Muestra un flanco de 2 ns a un osciloscopio de 100 MHz y dibujará uno de 4 ns, y ningún ajuste del menú lo corrige. |
| Cable de masa | El cable de cocodrilo de 150 mm tiene unos 150 nH; junto con los ~10 pF de la sonda forma un resonador que oscila cerca de 100 MHz. Esa oscilación está en tu medida, no en tu circuito. Para cualquier flanco rápido, quita el cable y usa el muelle de masa contra un pad de masa a milímetros de la punta. |
| Tierra, y lo que nunca debes pinzar | La masa de la sonda está unida a la tierra de la red a través del chasis del osciloscopio. Pinzarla a un nodo que no está a potencial de tierra cortocircuita ese nodo a tierra a través de la sonda, al instante y a menudo de forma destructiva. Para ver un nodo de conmutación, una puerta de lado alto o cualquier cosa referida a la red, usa una sonda diferencial o un osciloscopio aislado — nunca anules el pin de tierra del osciloscopio. |
| Disparo: Auto | Barre igualmente cuando no llega ningún disparo, así que siempre hay traza. Útil para encontrar una señal al principio, y un mentiroso después: una línea plana en Auto significa "circuito muerto" o "nunca disparó", y se ve idéntica en ambos casos. |
| Disparo: Normal | Barre solo con un disparo real y mantiene la captura anterior en caso contrario. Aquí es donde trabajas una vez que sabes qué buscas, y el único modo que dice la verdad sobre un evento raro. |
| Disparo: Único | Se arma una vez, captura el primer evento y se detiene. El modo para un glitch al encender, un pulso único o la avería que no se reproduce dos veces. |
| Nivel de disparo, pendiente y holdoff | Pon el nivel dentro de la señal real, no en 0 V. Si la pantalla parpadea entre dos imágenes por lo demás estables, la forma de onda cruza ese nivel más de una vez por periodo — sube el holdoff por encima del patrón que se repite, o dispara por anchura de pulso en vez de por flanco. |
| Acoplamiento | DC muestra el nivel real. AC inserta un paso alto en torno a 5–10 Hz, ideal para ver 20 mV de rizado sobre un raíl de 12 V y engañoso con todo lo lento: una onda cuadrada de 50 Hz aparece visiblemente caída sin que nunca lo estuviera. |
| Frecuencia de muestreo y aliasing | Dos muestras por ciclo solo evitan el aliasing en teoría; necesitas de cinco a diez antes de que la forma sea legible. Submuestreada, una señal rápida reaparece como una lenta que deriva y parece totalmente plausible. La prueba es cambiar la base de tiempos — una señal real mantiene su frecuencia, un alias la cambia. |
| Escala vertical y resolución | La mayoría de osciloscopios digitalizan a 8 bits en toda la altura de la pantalla, unos 256 escalones en total. Una traza que ocupa un cuarto de la pantalla usa un cuarto de ellos, así que el rizado medido en una traza pequeña es sobre todo cuantificación. Llena la pantalla primero, luego mide. |
