Breve historia del osciloscopio

Osciloscopio Es un instrumento de medición electrónico ampliamente utilizado. Puede convertir señales eléctricas invisibles en imágenes visibles, lo que facilita a las personas el estudio de los procesos cambiantes de diversos fenómenos eléctricos.

Algunas personas piensan que un multímetro es suficiente para manejar todo, entonces, ¿por qué molestarse en dedicar tiempo y esfuerzo a aprender sobre osciloscopios? En pocas palabras, los tiempos han cambiado. La complejidad y la frecuencia de funcionamiento de los sistemas de equipos electrónicos modernos van más allá de lo que en el pasado se podía comparar incluso con un televisor o una radio en blanco y negro. Aprender a utilizar un osciloscopio definitivamente puede reducir significativamente la carga de trabajo de mantenimiento y mejorar la eficiencia del trabajo.

Además, la aplicación de los osciloscopios no se limita al campo de la electrónica. Cuando se instalan los sensores adecuados, los osciloscopios pueden medir diversos fenómenos. Como sensores de sonido, presión mecánica, presión, luz o calor. El personal médico también puede utilizar osciloscopios para medir las ondas cerebrales. Por tanto, un osciloscopio es un instrumento de medida electrónico muy versátil, y no es en absoluto una exageración.

Hoy, tengamos una descripción general de la historia del desarrollo del osciloscopio.

I. Dibujar la forma de onda a mano.

La historia del osciloscopio se remonta a la década de 1820. Después de acoplar un galvanómetro con un sistema de trazado mecánico, las formas de onda se registraron manualmente. Este dispositivo consistía en un conmutador especial de un solo contacto instalado en el eje del rotor giratorio. Los puntos de contacto podían moverse alrededor del rotor de acuerdo con la escala indicadora de grados precisa, y la salida aparecía en el galvanómetro, que luego los técnicos trazaban manualmente. Dado que este proceso se formó a lo largo de miles de ciclos de onda, sólo pudo producir aproximaciones muy aproximadas de las formas de onda.

II. Dibujo automático de formas de onda mediante maquinaria.

El primer osciloscopio automático utilizó un galvanómetro y un bolígrafo para capturar diagramas de formas de onda en un rollo de papel en continuo movimiento. Debido a la frecuencia relativamente alta de las formas de onda en comparación con el tiempo de reacción de los componentes mecánicos, las formas de onda no se trazaron directamente como imágenes, sino que se crearon durante un período de tiempo combinando muchos segmentos pequeños de diferentes formas de onda. Automáticamente cargaría el capacitor a partir de la forma de onda número 100 y lo registraría, y cada carga posterior del capacitor comenzaría desde un punto ligeramente más alejado a lo largo de la onda. Estas mediciones de formas de onda seguían siendo el promedio de cientos de ciclos de ondas, pero eran más precisas que los diagramas de formas de onda dibujados a mano anteriormente.

III. Osciloscopio simulado

El osciloscopio analógico se basa principalmente en el tubo de rayos catódicos (CRT). El haz de electrones emitido por él pasa a través de los sistemas de polarización horizontal y vertical y golpea la sustancia fluorescente en la pantalla para mostrar la forma de onda.

Tubo de rayos catódicos para osciloscopios.:

1. Electrodo de voltaje de deflexión

2. Pistola de electrones

3. Haz de electrones

4. Bobina de enfoque

5. La pantalla está recubierta con una capa de fósforo.

En la década de 1940, el desarrollo del radar y la televisión requirió herramientas de observación de formas de onda con excelente rendimiento. Tektronix desarrolló con éxito un osciloscopio síncrono con un ancho de banda de 10 MHz, que fue la base de los osciloscopios modernos.

Un alcance con función de escaneo sincrónico

Para aumentar el ancho de banda de un osciloscopio analógico, es necesario mejorar de manera integral el rendimiento del tubo del osciloscopio, la amplificación vertical y el escaneo horizontal. Para mejorar el ancho de banda de un osciloscopio digital, sólo es necesario mejorar el rendimiento del convertidor A/D en el extremo frontal. No existen requisitos especiales para el tubo del osciloscopio ni para el circuito de escaneo. Además, los osciloscopios digitales pueden utilizar plenamente las capacidades de memoria, almacenamiento y procesamiento, así como diversas funciones de disparo y predisparo. En la década de 1980, los osciloscopios digitales dominaron el mercado y muchos fabricantes dejaron de producir osciloscopios analógicos. Los osciloscopios analógicos desaparecieron gradualmente de la escena histórica.

IV. Osciloscopio digital

Los osciloscopios digitales son osciloscopios de alto rendimiento que se fabrican mediante una serie de tecnologías como adquisición de datos, conversión A/D y programación de software. Los osciloscopios digitales suelen admitir menús de varios niveles, lo que proporciona a los usuarios varias opciones y múltiples funciones de análisis. Algunos osciloscopios también ofrecen capacidades de almacenamiento, lo que permite guardar y procesar formas de onda.

Para los osciloscopios con anchos de banda de varios cientos de megahercios, los osciloscopios de marcas nacionales ya han podido competir con marcas extranjeras en términos de rendimiento y tienen ventajas obvias en términos de costo-rendimiento.

Los osciloscopios digitales tienen la mayoría de las funciones básicas de los osciloscopios analógicos. Por ejemplo, la función de mostrar formas de onda, el modo de trabajo xY, los métodos de disparo básicos, etc. También incluyen características como el retardo del disparo, el modo de acoplamiento de la señal de entrada, el ajuste de la desviación y la calibración de la salida de la fuente de señal.

Los osciloscopios digitales han agregado varias funciones más útiles en comparación con los osciloscopios analógicos. Los más comunes incluyen selección automática de rango, medición automática de varios parámetros, almacenamiento de formas de onda y estado de configuración, bus de interfaz, visualización del ajuste de curva promedio (método de interpolación), filtrado de ancho de banda de paso alto y paso bajo, modo de operación de disparo y selección de condición de disparo, y medición del cursor, etc.

V. Osciloscopio táctil

En la era actual, la humanidad está atravesando una revolución digital. Las tecnologías emergentes como 5G, Internet de las cosas, big data, computación en la nube y la inteligencia artificial están en constante evolución y desarrollo. El osciloscopio también está viviendo una revolución. El modo de operación táctil de los teléfonos inteligentes, en comparación con las tradicionales pulsaciones de teclas, ha demostrado ser más eficiente. Los fabricantes de osciloscopios también están considerando aplicar tecnología táctil a los osciloscopios para reemplazar los métodos tradicionales de operación con teclas y perillas.

La obsolescencia del equipo técnico original y la lenta mejora de las tecnologías existentes han causado muchos dolores de cabeza a los ingenieros. El osciloscopio táctil ha brindado a los ingenieros una experiencia de uso completamente nueva, mejorando significativamente su eficiencia de trabajo original. Este nuevo método interactivo permite a los ingenieros identificar rápidamente problemas en todo el diseño del producto y pueden utilizar los resultados de las pruebas para realizar análisis para descubrir y resolver problemas, sin tener que preocuparse más por cómo operar el osciloscopio.