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Crear un osciloscopio casero
A partir de la targeta de sonido del ordenador se puede crear
un osciloscopio con el programa gratuito BIP Osciloscope. Si sigue
estos pasos en un tiempo record puede tener un osciloscopio que
ademas le saldra muy barato:
PASO 1:
El programa que vamos a utilizar
permite visualizar en pantalla las formas de onda reproducidas
desde un CD-ROM de musica o un microfono. Sin embargo, cuando
se desea medir una señal de origen externo, es decir,
que no se obtiene a partir de ningun componente del PC, lo
que necesitamos es utilizar la entrada de linea. Las targetas
de sonido cuentan por lo general con dos entradas accesibles
desde la parte trasera del PC, mic y line-in. La diferencia
fundamental entre estas dos entradas es la sensibilidad que
presentan. Asi, mientras que un microfono envia señales
de muy bajo nivel de tension (del orden de milivoltios), por
una entrada de linea se pueden llegar atransmitir niveles
que superen el voltio de amplitud. Por
ese motivo, la entrada que vamos a utilizar para nuestro proposito
es la marcada como line in. Los cables disponibles en las
tiendas de electronica tiene como conector de entrada uno
de tipo BNC. Sin embargo, a nosotros esto no nos sirve, ya
que la entrada de la targeta de sonido requiere clavijas Jack
de 3,5 milimetros.
| Esta incopatibilidad
nos obliga a construir, con nuestras ropias manos los
cables de medicion. Lo unico que necesitamos es un metro
de cable apantallado, dos pinzas metalicas y un conector
jack macho de 3.5 mm estereo (aunque solo utilizaremos
uno de los dos canales). El esquema de conexion, como
se puede ver en la imagen, unicamente precisa cuatro
puntos de soldadura. |
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PASO 2:
La entrada de linea, como sucede
con la del microfono, no admite señales de cualquier
amplitud, sino que posee un margen de valores que no debemos
superar. Este parametro varia de una targeta de sonido a otra
por lo que si no lo conocemos con exactitud, es conveninte
que no superemos los seis voltios pico-pico. Ondas electricas
como la red o similares no deben ser analizadas con ete sistema
ya que, en el mejor de los casos, destruiremos todos los componentes
de nuestro ordenador.
| En caso de querer trabajar
con señales mayores que ronden los diez o veinte
voltios, podemos recurrir a las resistencias en formacion
de divisor de tension. Cualquier
aficionado a la electronica conocera este montaje, ya
que es muy utilizado en gran cantidad de circuitos.No
obstante, en la siguiente figura se muestra un posible
diseño con el que pasamos de una señal
de entrada X a una de X/2 en el esquema primero y de
X a X/3 en el segundo. Como se puede observar, el divisor
aumenta a medida que colocamos mas resistencias en serie,
por lo que para conseguir un factor de division de 8,
por ejemplo, tendremos que colocar ocho resistencias
en cadena. |
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PASO 3:
| La herramienta que vamos a utilizar en este
caso practico es de libre distribucion, por lo que cualquiera
puede bajarla de internet de forma gratuita. BIP Osciloscope
·.= no requiere un proceso de instalacion, por lo que
basta con hacer clic sobre el archivo scope.exe para ejecutarlo. |
PASO 4:
| Con este osciloscopio virtual podemos analizar
las ondas procedentes del CD-ROM, el microfono o la entrada
de linea. Para seleccionar el origen de la señal, debemos
acudir al control de volumen de nuestra targeta de sonido.
Desde aqui, si entramos en propiedades y escogemos grabacion,
llegaremos a una pantalla en la que aparecen los distintos
dispositivos de entrada de audio. Lo que debemos hacer es
seleccionar el que nos interese)line -in para el ejemplo=
y ajustar elnivel de volumen a la mitad. |
PASO 5:
| A continuacion, para dibujar la señalen
la pantalla, el osciloscopio necesita una referencia fiable.
El ajuste de volumen realizado en el paso anterio, se comporta
como un atenuador de la señal de entrada, por lo que
la onda que llega hasta el osciloscopio no tiene la misma
amplitud que la original. Para compensar esta diferencia de
tensiones, debemos ajustar el osciloscopio de modo que las
medidas que muestran por pantalla correspondam con la realidad.
Desde el menu OPtions pulsamos sobre Calibrate para acceder
al potenciometro de calibracion. A continuacion introduciremos
una señal de la que conozcamos su amplitud, por ejemplo,
la salida de un transformador con relacionde tensiones 220/5v.
Lo unico que tendremos que hacer es ajustar le control de
calibracion hasta que en la pantalla aparezca la señal
que con la amplitud que realmente tiene, es decir cinco voltios
pico-pico. |
PASO 6:
| A traves de la targeta de sonido, el funcionamiento
del osciloscopio se basa en el muestreo de la señal
de entrada. Cada cierto tiempo, el programa hace una captura
de la señal, mide su nivel de amplitud y dibuja en
la pantalla el punto donde corresponda.La imagen resultante
se construye uniendo todos estos puntos, por lo que sera masprecisa
cuando el numero de capturas sea mayos. Para ajustar la frecuencia
de muestre, es decir, el numero de observaciones por segundo,
disponemos del potenciometro Sampling Rate. Este valor, medido
en milesimas de degundo, indica el tiempo que transcurre entre
las capturas consecutivas, siendo los valores mas bajos los
que generan una señal mas precisa. No obstante, hay
que tener en cuenta que un gran numero de muestras requiere
una elevada potencia de calculo por parte del procesador,
por lo que no siempre nos lo podemos permitir. En la imagen
se puede observar que la señal muestreada ha quedado
escalonada. Eso se debe a que transcurre un tiempo excesivo
entre muestra s consecutivas. |
PASO 7:
| Como se podra observar, la pantalla del
osciloscopio esta dividida horizontalmente en ocho cuadros
y verticalmente en diez. Esta segmentacion nos sirve para
determinar el nivel de tension y la frecuencia de la señal
sobre la pantalla. Si conocemos el numero de divisiones verticales
que ocupa una onda, bastara con conocer el nivel de tension
asignado a cada cuadro para poder medir la amplitud de la
misma. Igualmente ocurre horizontalmente con respecto al periodo
o la frecuencia de la señal. Por tanto, necesitamos
conocer la correspondencia entre divisiones y tension o tiempo.
Para esto, contamos con los potenciometros Time/Div y Volt/Div
que , como su propio nombre indica, expresan la cantidad de
tiempo y la diferencia de tension que simboliza cada cuadro
respectricamente.Ajustando estos mandos, podemos hacer que
la señal se expanda o se contraiga tanto en el eje
vertical como en el horizontal. Esto es todo lo que necesitaremos
para conseguir nuestro osciloscopio casero por medio de la
targeta de sonido. |
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