Osciloscopio para PC

PIEZAS Y MATERIALES

• Computadora personal compatible con IBM con tarjeta de sonido, con Windows 3.1 o superior
• Software Winscope, descargado gratis de Internet
• "Teclado" electrónico (musical)
• Clavija de tipo de auriculares "mono" (no estéreo) para teclado
• Conector tipo auricular "mono" (no estéreo) para la entrada de micrófono de la tarjeta de sonido de la computadora
• Potenciómetro de 10 kΩ

El programa Winscope que he utilizado fue escrito por el Dr. Constantin Zeldovich, para uso académico y personal gratuito. Traza formas de onda en la pantalla de la computadora en respuesta a las señales de voltaje de CA interpretadas por la entrada del micrófono de la tarjeta de sonido. Un programa similar, llamado Oscope , está hecho para el sistema operativo Linux. Si no tiene acceso a ninguno de los programas, puede usar la utilidad "grabadora de sonido" que viene con la mayoría de las versiones de Microsoft Windows para mostrar formas de onda crudas.

REFERENCIAS CRUZADAS

Lecciones de circuitos eléctricos , Volumen 2, capítulo 7:"Señales de CA de frecuencia mixta"

Lecciones de circuitos eléctricos , Volumen 2, capítulo 12:"Circuitos de medición de CA"

OBJETIVOS DE APRENDIZAJE

• Usar un programa de computadora para trabajar como un osciloscopio
• Para mostrar la función básica de un osciloscopio

DIAGRAMA ESQUEMÁTICO

ILUSTRACIÓN

INSTRUCCIONES

El osciloscopio es un instrumento de prueba indispensable para el estudiante y profesional de electrónica. Ningún laboratorio de electrónica serio debería carecer de uno (¡o dos!). Desafortunadamente, los osciloscopios comerciales tienden a ser costosos y es casi imposible diseñar y construir uno propio sin otro osciloscopio para solucionarlo. Sin embargo, la tarjeta de sonido de una computadora personal es capaz de "digitalizar" señales de CA de bajo voltaje desde un rango de algunos cientos de hercios a varios miles de hercios con una resolución respetable, y hay software gratuito disponible para mostrar estas señales en forma de osciloscopio en el pantalla de computadora. Dado que la mayoría de las personas tienen una computadora personal o pueden obtener una por un costo menor que un osciloscopio, esto se convierte en una alternativa viable para el experimentador con un presupuesto limitado.

Una palabra de advertencia: puede causar daños importantes en el hardware de su computadora si se conectan señales de voltaje excesivo a la entrada de micrófono de la tarjeta de sonido. Los voltajes de CA producidos por un teclado musical son demasiado bajos para dañar su computadora a través de la tarjeta de sonido, pero otras fuentes de voltaje pueden ser peligrosas para la salud de su computadora. ¡Utilice este "osciloscopio" bajo su propio riesgo!

Usando el teclado y la disposición del enchufe descrita en el experimento anterior, conecte la salida del teclado a los terminales externos de un potenciómetro de 10 kΩ. Suelde dos cables a los puntos de conexión en el enchufe de entrada del micrófono de la tarjeta de sonido, de modo que tenga un juego de "cables de prueba" para el "osciloscopio". Conecte estos cables de prueba al potenciómetro:entre el terminal medio (el limpiador) y cualquiera de los terminales externos.

Inicie el programa Winscope y haga clic en el icono de la "flecha" en la esquina superior izquierda (se parece a la flecha "reproducir" que se ve en los botones de control del reproductor de cintas y del reproductor de CD). Si presiona una tecla en el teclado musical, debería ver algún tipo de forma de onda en la pantalla. Elija la "flauta de pan" o alguna otra voz parecida a una flauta en el teclado musical para obtener la mejor forma de onda sinusoidal. Si la computadora muestra una forma de onda que se parece a una onda cuadrada, debe ajustar el potenciómetro para una señal de menor amplitud. Casi cualquier forma de onda se "recortará" para que parezca una onda cuadrada si excede el límite de amplitud de la tarjeta de sonido.

Pruebe diferentes “voces” de instrumentos en el teclado musical y observe las diferentes formas de onda. Tenga en cuenta lo complejas que son algunas de las formas de onda, en comparación con la voz de flauta de pan. Experimente con los diferentes controles de la ventana de Winscope y observe cómo cambian la apariencia de la forma de onda.

Como instrumento de prueba, este "osciloscopio" es bastante pobre. Casi no tiene capacidad para realizar mediciones precisas de voltaje, aunque su precisión de frecuencia es sorprendentemente buena. Es muy limitado en el rango de voltaje y frecuencia que puede mostrar, relegándolo al análisis de tonos de audio de rango bajo y medio. He tenido muy poco éxito logrando que el "osciloscopio" muestre buenas ondas cuadradas, presumiblemente debido a su respuesta de frecuencia limitada.

Además, el condensador de acoplamiento que se encuentra en los circuitos de entrada del micrófono de la tarjeta de sonido evita que mida el voltaje de CC:es como si la función de "acoplamiento de CA" de un osciloscopio normal estuviera "encendida". A pesar de estas deficiencias, es útil como herramienta de demostración y para exploraciones iniciales en el análisis de formas de onda para el estudiante principiante de electrónica.

Para aquellos que estén interesados, existen varios dispositivos adaptadores de osciloscopio de calidad profesional fabricados para computadoras personales cuyo rendimiento es mucho mayor que el de una tarjeta de sonido, y generalmente se venden a un costo menor que un osciloscopio independiente completo (alrededor de $ 400, el año 2002).

Radio Shack vende uno fabricado por Velleman, catálogo # 910-3914. Tener una computadora como medio de visualización trae muchas ventajas, una de las cuales es la capacidad de almacenar fácilmente imágenes de formas de onda como archivos digitales.