Medición de desfasaje y frecuencia con osciloscopio: métodos Lissajous y eje Z

Resumen

El documento explica cómo medir el desfasaje entre dos señales de igual frecuencia con un osciloscopio, mediante la figura de Lissajous en modo X-Y y mediante el barrido horizontal con dos canales verticales. También describe un método para determinar una frecuencia desconocida aplicando una señal al eje Z. Está orientado a la práctica de laboratorio de electrónica.

Puntos clave

El método de Lissajous usa el modo X-Y con dos señales de la misma frecuencia, una en el canal vertical y otra en el horizontal.
Con el acoplamiento en GND se centra el punto luminoso antes de conectar las señales.
Para medir la frecuencia con el eje Z se varía la frecuencia del generador hasta obtener un círculo estable o puntos en pantalla.
La relación entre frecuencias se expresa como frecuencia aplicada al eje Z dividida entre la frecuencia aplicada a los dos canales igual a n.
En el método de barrido horizontal, el desfasaje se calcula por regla de tres simple a partir de las divisiones que ocupa un ciclo.
Hay que indicar qué señal está adelantada respecto a la otra.

Ponte a prueba

Medición de Desfasaje por el Método de Lissajous

Este método se basa en la utilización de una figura de Lissajous muy específica: la que se forma cuando aplicamos dos señales de la misma frecuencia, una al canal vertical y otra al horizontal. Dependiendo del desfasaje entre ambas señales, aparecerán distintas formas de onda.

Procedimiento para medir el desfasaje entre dos señales:

Seleccionamos en la base de tiempo la presentación X-Y.
Con el selector de acoplamiento en GND, movemos los controles de los canales vertical y horizontal hasta ubicar el punto luminoso en el centro de la pantalla.
Colocamos el selector de acoplamiento del canal vertical en AC.
Introducimos en el canal vertical del osciloscopio una de las señales bajo medición, y en el canal horizontal la segunda señal.
Sobre la imagen obtenida medimos las distancias indicadas.

Medición de Frecuencia Usando el Eje Z

Aplicamos al canal vertical una señal sinusoidal de magnitud y frecuencia desconocidas.
Aplicamos una señal sinusoidal a la entrada del eje Z del osciloscopio, la cual actuará sobre el potencial de la grilla.
Variamos la frecuencia del generador de funciones hasta obtener en la pantalla un círculo estable o puntos.
Contamos el número de segmentos que aparecen en la imagen.

Frecuencia aplicada al eje Z / Frecuencia aplicada a los dos canales = n

Medición de Desfasaje con Barrido Horizontal del Osciloscopio

Método basado en la utilización de un osciloscopio que tiene dos canales verticales.

A cada canal vertical conectamos una de las señales entre las que queremos medir el desfasaje (misma frecuencia).
Ubicamos el selector de imagen en ALT o CHOP.
Ubicamos el control de calibración de la escala horizontal en una posición que se pueda ver bien uno o dos ciclos de las señales.
Determinamos cuántas divisiones corresponden a un ciclo en la sinusoide.
Ubicamos las líneas de 0V de ambos canales en el centro de la pantalla.
Pasamos los selectores de acoplamiento de los canales verticales a la posición AC.
Contamos el número de divisiones existentes.
Determinar el desfasaje entre señales aplicando regla de tres simple.
Especificar que la señal A está adelantada con respecto a la otra.

Preguntas frecuentes

¿Cómo se mide el desfasaje con el método de Lissajous?

Se selecciona la presentación X-Y en la base de tiempo, se centra el punto con el acoplamiento en GND y luego se introduce una señal en cada canal. Sobre la figura obtenida se miden las distancias indicadas para calcular el desfasaje.

¿Qué significa el eje Z en la medición de frecuencia?

Es la entrada que actúa sobre el potencial de la grilla del tubo. Al aplicarle una señal sinusoidal y variar la frecuencia del generador, aparecen círculos o puntos estables que permiten comparar frecuencias.

¿Cómo se calcula el desfasaje con el barrido horizontal?

Se cuentan las divisiones que corresponden a un ciclo y las divisiones que existen entre las dos señales. Con una regla de tres simple se obtiene el desfasaje entre ellas.