El término genérico para un patrón que se repite con el tiempo es una onda. Las ondas sonoras, las ondas cerebrales, las ondas del océano y las ondas de voltaje son patrones repetitivos. Lo que hace un osciloscopio es medir las ondas de voltaje.
Los fenómenos físicos como las vibraciones, la temperatura o los fenómenos eléctricos como la corriente o la potencia se pueden convertir en voltaje mediante un sensor. Un ciclo de una onda es la parte de la onda que se repite. Una forma de onda de voltaje puede mostrar el tiempo en el eje horizontal y un voltaje en el eje vertical.
Las formas de onda revelan mucho sobre una señal. Cada vez que vea un cambio en la altura de la forma de onda, sabrá que el voltaje ha cambiado. Siempre que haya una línea horizontal plana, sabrá que no hay cambios durante ese período de tiempo.
Figura 4 : Formas de onda comunes
Las líneas rectas y diagonales significan un cambio lineal; un aumento o caída de voltaje a un ritmo constante. Los ángulos agudos en forma de onda señalan un cambio repentino. En la Figura 4 se muestra la forma de onda más común.
Además se muestran fuentes de formas de onda comunes, como enchufes eléctricos, computadoras, automóviles y televisores (ver imagen 5).
Figura 5 : Fuentes de formas de onda comunes.
Tipos de ondas.
Puede clasificar la mayoría de las ondas en estos tipos:
- Ondas sinusoidales.
- Ondas cuadradas y rectangulares.
- Ondas de diente de sierra y triangulares.
- Formas de pasos y pulsos.
- Señales periódicas y no periódicas.
- Señales síncronas y asíncronas.
- Olas complejas.
A continuación, veremos cada uno de estos tipos de ondas.
Ondas sinusoidales.
La onda sinusoidal es la forma de onda más importante por varias razones, la primera es que tiene propiedades matemáticas armoniosas.
El voltaje en un tomacorriente de pared varía como una onda sinusoidal. Las señales de prueba producidas por el circuito oscilador de un generador de señales son a menudo ondas sinusoidales .
La mayoría de las fuentes de alimentación de CA (Corriente Alterna) producen ondas sinusoidales aunque el voltaje también se alterna; CC (Corriente continua), lo que significa una corriente y voltaje estables, como los que produce una batería. La onda sinusoidal amortiguada es un caso especial que se puede ver en un circuito que oscila, pero que se reduce con el tiempo.
Ondas cuadradas y rectangulares.
La onda cuadrada también es una onda común. prácticamente, una onda cuadrada es un voltaje que se enciende y apaga (o sube y baja) a intervalos regulares. Es una onda estándar para probar amplificadores. Los buenos amplificadores aumentan la extensión de una onda cuadrada con una distorsión insignificante.
Los circuitos de televisión, radio y computadora a menudo usan ondas cuadradas para sincronizar las señales. La onda rectangular es muy parecida a la onda cuadrada lo que las diferencia es que los intervalos de tiempo alto y bajo no tienen la misma longitud. Es particularmente importante al analizar circuitos digitales.
Ondas de diente de sierra y triangulares.
Las ondas de diente de sierra y las triangulares son el resultado de los circuitos diseñados para controlar voltajes de forma lineal, por ejemplo, el barrido horizontal de un osciloscopio analógico ó el barrido de trama de un televisor.
Las transiciones entre los niveles de voltaje de estas ondas cambian a una tasa constante. Estas transiciones se denominan rampas.
Formas de pasos y pulsos.
Las señales como pasos y pulsos que ocurren raramente, o no periódicamente, se denominan señales transitorias o de un solo disparo.
Un paso indica un cambio repentino de voltaje, similar al cambio de voltaje que se ve si se enciende un interruptor de encendido.
Un pulso puede representar un bit de información que viaja a través de un circuito de computadora o puede ser una falla o defecto en un circuito.
Una colección de pulsos que viajan juntos crea un tren de pulsos. Los componentes digitales de una computadora se comunican entre sí mediante pulsos. Estos pulsos pueden tener la forma de un flujo de datos en serie o pueden usarse múltiples líneas de señal para representar un valor en un bus de datos en paralelo. Los pulsos también son comunes en los equipos de rayos X, radares y comunicaciones.
Señales periódicas y no periódicas.
Las señales repetitivas se denominan señales periódicas, mientras que las señales que cambian constantemente se conocen como señales no periódicas. Una imagen fija es análoga a una señal periódica, mientras que una película es análoga a una señal no periódica.
Señales síncronas y asíncronas.
Cuando existe una relación de tiempo entre dos señales, esas señales se denominan síncronas. Las señales de reloj, datos y dirección dentro de una computadora son ejemplos de señales sincrónicas.
Las señales asíncronas son señales entre las que no existe una relación temporal. Debido a que no existe una correlación de tiempo entre el acto de tocar una tecla en un teclado de computadora y el reloj dentro de la computadora, estas señales se consideran asincrónicas.
Ondas complejas.
En ocasiones algunas formas de onda suelen combinar las características de senos, cuadrados, pasos y pulsos para así producir formas de onda complejas. La información de la señal puede incorporarse en forma de variaciones de amplitud, fase y / o frecuencia.
Lo que se muestra en la Figura 6 es una señal de video compuesta ordinaria, es una composición por muchos ciclos de formas de onda de frecuencia más alta incrustadas en una envolvente de frecuencia más baja.
En este ejemplo, es importante comprender los niveles relativos y las relaciones de tiempo de los pasos. Para ver esta señal, necesita un osciloscopio que capture la envolvente de baja frecuencia y mezcle las ondas de alta frecuencia en una forma gradual de intensidad para que pueda ver su combinación general como una imagen que se puede interpretar visualmente.
Los osciloscopios digitales de fósforo (DPO) son los más acertados para ver ondas complejas, como las señales de vídeo (ver figura 6). Sus pantallas brindan la información necesaria de frecuencia de ocurrencia, o gradación de intensidad, que es esencial para comprender cómo es realmente la forma de onda.
Algunos osciloscopios pueden mostrar ciertos tipos de formas de onda complejas de formas especiales. Por ejemplo, los datos de telecomunicaciones pueden mostrarse como un patrón de ojo o un diagrama de constelación:
Figura 6 : Una señal de video compuesta NTSC es un ejemplo de una onda compleja.
Los patrones oculares se producen cuando los datos digitales de un receptor se muestrean y se aplican a la entrada vertical, mientras que la velocidad de datos se utiliza para activar el barrido horizontal. El patrón de ojo muestra un intervalo de datos de un bit o unidad con todas las posibles transiciones de borde y estados superpuestos en una vista completa.
Te invitamos a leer nuestro artículo “Cómo ajustar (compensar) sondas (puntas) de osciloscopio x10“.
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