Qué está midiendo
Lo mismo que haría cualquiera frente al equipo: contar divisiones y multiplicar por lo que dice la llave.
La cuenta en pantalla
Sin señal en pantalla.
Valores de la señal
Práctica guiada
- Conectá la SALIDA del generador 1 a la entrada CH 1.
- Elegí la función senoidal en el generador 1.
- Llevá su frecuencia a 2 kHz, con el dial y el multiplicador.
- Poné su amplitud en 4 Vpp.
- Elegí el VOLTS/DIV para que la onda ocupe entre 4 y 7 divisiones de alto.
- Elegí el TIEMPO/DIV para ver entre 2 y 3 ciclos completos.
- Pasá el disparo a NORM y dejá la imagen quieta.
- Armá la DBL-PS: moduladora al X, portadora al Y, y la salida W al CH 1.
- Convertila en AM: sumá la W con la portadora y llevá la S al CH 1.
Cómo se usa
Los generadores arman las señales
La frecuencia sale de dos controles que trabajan juntos: el dial grande da un número entre 0,2 y 2, y la fila de botones lo multiplica por 1, 10, 100, 1000 y así hasta un millón. Poner 1 kHz es dejar el dial en 1 y apretar el multiplicador ×1k. Los generadores analógicos siempre se manejaron de esa manera, y por eso tienen ese dial enorme con la escala impresa alrededor.
La perilla de amplitud fija cuántos volts de pico a pico entrega, el atenuador de −20 dB divide esa salida por diez cuando hacen falta señales chicas, y el corrimiento continuo sube o baja toda la onda sumándole una componente de continua. La salida SINC es aparte: entrega siempre una cuadrada de 0 a 4 V a la misma frecuencia, pensada para disparar otro equipo.
Los dos generadores son el mismo modelo. En los ejemplos de modulación al 1 lo usamos de moduladora, que es la señal que lleva la información, y al 2 de portadora, que es la señal rápida que la transporta.
El osciloscopio la dibuja
La pantalla está dividida en 10 divisiones a lo ancho y 8 a lo alto. Ese enrejado es toda la regla que hay: el instrumento no dice cuánto mide nada, lo dice la llave. Si la llave de VOLTS/DIV está en 2 V y la onda ocupa 3 divisiones de alto, la señal tiene 6 volts de pico a pico. Si la llave de TIEMPO/DIV está en 0,2 ms y un ciclo entra en 5 divisiones, el período es 1 ms y la frecuencia es su inversa, 1 kHz.
El acoplamiento decide qué llega al canal. En CC pasa todo, la señal alterna y la continua sobre la que está montada. En CA un capacitor bloquea la continua y deja la onda centrada, que es lo que conviene para mirar un rizado chico sobre una tensión grande. En ⏚ la entrada se pone a masa: el trazo se va a una línea recta que sirve para marcar dónde está el cero antes de medir.
El disparo es lo que la deja quieta
Un osciloscopio analógico dibuja la onda de izquierda a derecha una y otra vez. Si cada barrido empieza en un punto distinto de la señal, los dibujos no se superponen y la imagen corre. El circuito de disparo espera a que la señal pase por un nivel de tensión determinado y recién ahí larga el barrido, así que todos los barridos arrancan en el mismo punto de la onda.
En AUTO, si el nivel quedó fuera del alcance de la señal el equipo larga el barrido igual, y por eso se ve la onda corriendo. En NORM no larga nada y la pantalla queda en negro. Es el error más común del laboratorio, y acá se puede reproducir sin romper nada.
Cuando en la pantalla conviven dos frecuencias muy distintas, como en una modulación, conviene disparar con la más lenta. Por eso en los dos ejemplos armados la moduladora va al canal 2 y el disparo toma de ahí: así la envolvente queda quieta y no tiembla.
El multiplicador y la doble banda lateral
El multiplicador entrega en su salida el producto de sus dos entradas, dividido por diez. Esa división no es un capricho: los integrados multiplicadores reales traen esa constante para que dos señales de diez volts no den cien, que no entrarían en la fuente de alimentación.
Si a la entrada X le ponemos la moduladora y a la Y la portadora, las dos senoidales, el producto de dos cosenos da la identidad de siempre: dos cosenos de frecuencias nuevas, la suma y la resta de las originales.
Eso es una doble banda lateral con portadora suprimida: hay banda lateral inferior y superior, y no hay portadora. En la pantalla se reconoce por dos cosas. La envolvente toca el cero entre lomo y lomo, y en cada uno de esos cruces la fase de la portadora se da vuelta, así que el dibujo parece rebotar contra el eje en vez de apoyarse. Con la moduladora al lado, en el canal 2, se ve que hay un lomo por cada semiciclo de la moduladora: dos lomos por cada ciclo de ella.
Es la señal que fabrica el modulador balanceado MC1496, que es un multiplicador de cuatro cuadrantes hecho integrado.
El sumador y la AM
Una AM común es una doble banda lateral a la que se le devuelve la portadora. Eso es exactamente lo que hace el sumador: toma la salida del multiplicador por una entrada, la portadora por la otra, y entrega la suma.
Sacando factor común la portadora queda a la vista de dónde sale la forma de la AM:
O sea que acá el índice de modulación es la amplitud de pico de la moduladora dividida por los 10 V de la constante del multiplicador. Con la moduladora en 10 Vpp su pico es 5 V y el índice da 0,5, un 50 %. Subiéndola al máximo de 20 Vpp el pico llega a 10 V y el índice da 1: la envolvente toca el cero y la modulación es del 100 %. Más que eso no se puede, y por eso el generador no entrega más.
La diferencia con la doble banda se ve de un vistazo. En la AM la envolvente nunca cruza el cero mientras el índice sea menor que uno, y la portadora no cambia de fase en ningún momento. Se puede ir y venir entre las dos con los botones de acá arriba y mirar la pantalla.
Los modos de la pantalla
- CH 1 y CH 2 muestran un solo canal.
- DUAL muestra los dos, cada uno con su propia sensibilidad y su propia posición. Es el modo de los dos ejemplos: arriba la señal modulada, abajo la moduladora.
- SUMA dibuja la suma de los dos canales, que es lo que hace el amplificador vertical cuando se lo deja sumar. No hay que confundirlo con el módulo sumador: acá la suma es del dibujo, no de la señal, y no se puede sacar por ningún conector.
- X-Y apaga la base de tiempo y usa el canal 1 para el eje horizontal y el 2 para el vertical. Con dos senoidales aparecen las figuras de Lissajous, que sirven para comparar frecuencias y fases. Con una AM y su moduladora aparece el trapecio de modulación, que es la manera clásica de medir el índice sin contar divisiones.
Un detalle del banco
Para armar la AM, la portadora tiene que ir a dos lugares a la vez: a la entrada Y del multiplicador y a una entrada del sumador. Acá las salidas se reparten solas y aceptan varios cables; las entradas, en cambio, admiten uno solo. En el laboratorio de verdad eso se resuelve con una T de BNC, y hay que tener presente que al repartir una salida entre dos entradas la carga cambia y la amplitud puede caer.
Los frentes están inspirados en los equipos analógicos de banco que se usaron durante décadas en las escuelas técnicas. No reproducen ningún modelo en particular: son frentes genéricos armados con la disposición de controles que casi todos comparten.