¿Qué es un Osciloscopio de Doble Traza? Definición Principio de Funcionamiento y Modos Explicados

¿Qué es un osciloscopio de doble traza?

Definición

Un osciloscopio de doble traza utiliza un solo haz de electrones para generar dos trazas separadas, cada una desviada por una fuente de entrada independiente. Para producir estas dos trazas, principalmente emplea dos modos de operación—modo alternativo y modo interrumpido—controlados por un interruptor.

Propósito de un osciloscopio de doble traza

Al analizar o estudiar múltiples circuitos electrónicos, a menudo es crítico comparar sus características de voltaje. Aunque se podrían usar varios osciloscopios para dichas comparaciones, sincronizar la activación del barrido de cada dispositivo es altamente desafiante. Un osciloscopio de doble traza aborda esto generando dos trazas usando un solo haz de electrones, permitiendo un análisis simultáneo conveniente y preciso.

Diagrama en bloques y principio de funcionamiento de un osciloscopio de doble traza

El diagrama en bloques de un osciloscopio de doble traza se muestra a continuación:

Como se muestra en la figura anterior, el osciloscopio cuenta con dos canales verticales de entrada independientes, etiquetados como A y B. Cada entrada se alimenta por separado a un preamplificador y etapa atenuadora. Las salidas de estas dos etapas luego se dirigen a un interruptor electrónico, que permite que solo la entrada de un canal pase al amplificador vertical en cualquier momento dado. El circuito también incluye un interruptor selector de disparo, permitiendo el disparo a través del canal A, el canal B o una señal externa aplicada.

Un amplificador horizontal suministra señales al interruptor electrónico, con la fuente determinada por los interruptores S0 y S2—ya sea el generador de barrido o el canal B. Esta configuración permite que las señales verticales del canal A y las señales horizontales del canal B se envíen al CRT, permitiendo la operación en modo X-Y para mediciones X-Y precisas.

Los modos de operación del osciloscopio se seleccionan a través de controles en el panel frontal, permitiendo a los usuarios mostrar trazas solo del canal A, solo del canal B, o ambos canales simultáneamente. Como se mencionó anteriormente, los osciloscopios de doble traza operan en dos modos clave:

Modo alternativo

Cuando se activa el modo alternativo, el interruptor electrónico alterna entre los dos canales, cambiando al inicio de cada nuevo barrido. La tasa de conmutación está sincronizada con la tasa de barrido, asegurando que la traza de cada canal se muestre en barridos separados: la traza del canal A aparece en el primer barrido, seguida de la traza del canal B en el siguiente.

La conmutación entre canales ocurre durante el período de retroceso del barrido, cuando el haz de electrones es invisible—evitando cualquier interrupción visible en las trazas. Esto resulta en una señal completa de barrido de un canal vertical mostrándose, seguida de un barrido completo del otro canal en el ciclo subsiguiente.

La salida de onda del osciloscopio operando en modo alternativo se muestra en la figura a continuación:

Este modo preserva la relación de fase correcta entre las señales de los canales A y B. Sin embargo, tiene una desventaja: la pantalla muestra las dos señales como ocurriendo en diferentes momentos, aunque en realidad son simultáneas. Además, el modo alternativo no es adecuado para mostrar señales de baja frecuencia.

Modo interrumpido

En el modo interrumpido, el interruptor electrónico alterna rápidamente entre los dos canales varias veces durante un solo barrido. La conmutación es tan rápida que incluso segmentos pequeños de cada señal se muestran, creando la ilusión de trazas continuas para ambos canales. La visualización de ondas en modo interrumpido se muestra en la figura a continuación:

En el modo interrumpido, el interruptor electrónico opera en un estado de funcionamiento libre a alta frecuencia (típicamente de 100 kHz a 500 kHz), independientemente de la frecuencia del generador de barrido. Esta conmutación rápida asegura que segmentos pequeños de las señales de ambos canales se alimenten continuamente al amplificador.

Cuando la tasa de corte supera la tasa de barrido horizontal, los segmentos cortados se fusionan sin problemas en la pantalla del CRT, reconstruyendo las formas de onda originales de los canales A y B. Por el contrario, si la tasa de corte es menor que la tasa de barrido, la pantalla mostrará discontinuidades—haciendo que el modo alternativo sea más adecuado en tales casos. Los osciloscopios de doble traza permiten a los usuarios seleccionar el modo de operación deseado a través de un control en el panel frontal.