Diseño de un circuito programable para convertir un osciloscopio de uno a dieciseis canales

Abstract

El dispositivo más práctico en la industria y estudios de electrónica es sin duda alguna el osciloscopio de rayos catódicos, pues nos permite observar la forma de onda de una variable a través de un adecuado transductor para poder medirla, compararla etc. Así, por ejemplo, es posible determinar formas de ondas de voltajes, corrientes, potencia, flujos, presión, etc. que muy difícilmente podríamos detectar con instrumentos convencionales de medida como los indicadores de aguja. Los instrumentos registradores hicieron esta tarea inicialmente, graficando las variaciones de las ondas, pero su gran limitación fue es y será siempre la frecuencia de trabajo. Su performance es excelente cuando se trata de variaciones lentas, como niveles de potencia en horas de punta, variaciones de frecuencia en generadores, de factor de potencia, etc. Pero en la rama de la electrónica, donde la tendencia siempre a ocupar las más altas frecuencias es inoperante, ya que el elemento graficador es mecánico y su rapidez es muy limitada. La razón de ocupar las frecuencias en los rangos o bandas más elevadas cada vez es la de tener mayor ancho de banda por canal de transmisión y que la posibilidad de interferencia sea mínima. Esto tiene una gran importancia en sistema de telecontrol y en fines militares y de comunicación. El osciloscopio es entonces un dispositivo graficador electrónico, de múltiples usos, como son: mediciones de amplitud, frecuencias, fases, determinar deformaciones de ondas, etc. más un sinnúmero de funciones que son controladas por circuitos externos, cómo son los osciloscopios de muestreo, analizadores lógicos generadores de caracteres, trazadores de curvas. El funcionamiento es de principios sencillos y generalmente constan de un tubo de rayos catódicos, etapas de alta tensión, circuitos de deflexión y atenuadores o calibradores más otros dispositivos de sincronismo, enfoque, brillo, etc. El sistema de deflexión generalmente de tipo electrostático, dejando la deflexión magnética para la rama televisión, displays y terminales, por razones de respuesta en frecuencia. Para graficar una onda, Está previsto de una señal diente de Sierra que permite el barrido (despliegue de la onda) controlado por una base de tiempos, es decir, el eje “x” o de tiempo. Esta base de tiempos responde a un sincronismo interno o externo con la señal a determinar o de entrada vertical. En la figura 1 presentamos en forma simplificada la composición del punk copió y el desarrollo de una onda senoidal. En los procesos electrónicos no solamente basta con conocer las características de una señal determinada, sino la relación en secuencia con otras. El ejemplo más claro es en los procesos digitales lógicos donde es preciso conocer el estado de ondas anteriores para poder controlar el estado de subsiguientes. La primera solución fueron los osciloscopios duales, es decir con dos haces electrónicos, que monitoreaban sus señales a la perfección con controles completamente independientes. Naturalmente el costo de estas unidades es alto.