Analisis-comparativo-entre-osciloscopios-de-tres-generaciones-diferentes

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UNIVERSIDAD   NACIONAL  AUTÓNOMA 
DE  MÉXICO 
 
 
 
FACULTAD DE QUÍMICA 
 
 
 
 
 
“ANÁLISIS  COMPARATIVO  ENTRE  OSCILOSCOPIOS  
DE 
TRES  GENERACIONES  DIFERENTES” 
 
 
 
 
   
 
T E S I S 
 
QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE 
 
QUÍMICO  FARMACÉUTICO  BIÓLOGO 
 
P R E S E N T A : 
 
JOSÉ LUIS AMARAL MACIEL 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
        MÉXICO,  D.  F.                                                      2012 
 
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Jurado asignado: 
 
 Presidente Prof. Manuel Jesús Aguilar Gómez 
 Vocal Prof. Felipe Pastrana Ramírez 
 Secretario Prof. Marcelo Francisco Lugo Licona 
 1er . Suplente Profra. Noelia Méndez Alarcón 
 2do. Suplente Prof. Filiberto Rivera Torres 
 
Sitio donde se desarrolló el tema: 
Universidad Nacional Autónoma de México 
Laboratorio de Física 
Facultad de Química 
 
                                      
INDICE GENERAL 
 
INTRODUCCIÓN .................................................................................................................... 1 
1 ANTECEDENTES DEL OSCILOSCOPIO ....................................................................... 3 
1.1 Antecedentes históricos del osciloscopio .................................................................... 3 
1.1.1 Descubrimientos, inventos y personajes relevantes en la historia de la 
electrónica ...................................................................................................... 3 
1.1.2 Análisis comparativo de osciloscopios ........................................................... 9 
1.1.3 Principio de funcionamiento del osciloscopio .............................................. 10 
1.1.4 Controles y terminales del osciloscopio antiguo (primera generación)........ 17 
1.1.5 Manejo del osciloscopio de primera generación ......................................... 20 
1.1.6 Medición de diferencias de potencial de C.A. con el osciloscopio .............. 22 
1.1.7 Diferencia de potencial entre picos............................................................... 23 
1.1.8 Observación de formas de onda de corriente alterna .................................... 25 
1.1.9 Calidad del osciloscopio de primera generación .......................................... 26 
1.1.10 El osciloscopio moderno (segunda generación) ......................................... 27 
1.1.11 Los circuitos de los osciloscopios modernos ............................................. 29 
1.1.11.1 La fuente de alimentación ............................................................. 29 
1.1.11.2 La base de tiempo ........................................................................... 30 
1.1.11.3 Amplificador horizontal ................................................................ 33 
1.1.11.4 El amplificador vertical ................................................................. 35 
1.1.11.5 Luminosidad ................................................................................... 38 
1.1.11.6 El foco ........................................................................................... 38 
1.1.11.7 Iluminación ................................................................................... 39 
1.1.11.8 Eje Z .............................................................................................. 39 
1.1.11.9 Centralización ............................................................................... 40 
1.1.11.10 Position-Pull X10Mag ................................................................. 41 
1.1.12 Controles del osciloscopio moderno (segunda generación) ....................... 42 
1.1.13 El Osciloscopio digital (tercera generación) .............................................. 47 
1.1.13.1 Análisis de la señal ......................................................................... 51 
1.1.13.2 Sistemas de muestreo: reseña general ............................................ 52 
1.1.13.3 Un mundo real quiere tiempo real .................................................. 53 
1.1.13.4 Tecnología digital de tiempo real ................................................... 54 
1.1.13.5 Circuitos que componen un osciloscopio digital ........................... 56 
1.1.13.6 Conversor analógico-digital ........................................................... 56 
1.1.13.7 Parámetros en el osciloscopio digital ............................................ 57 
1.1.13.8 Tratamiento de la señal por el osciloscopio digital ....................... 59 
1.1.13.9 Métodos de muestreo .................................................................... 59 
1.1.13.10 Muestreo en tiempo real con interpolación ................................ 60 
1.1.13.11 Muestreo en tiempo equivalente ................................................. 60 
1.1.14 Controles del osciloscopio digital (tercera generación) ............................ 62 
2.0 USO DEL OSCILOSCOPIO COMO INSTRUMENTO DE MEDICIÓN ................. 68 
2.1 Puntas de prueba ..................................................................................................... 68 
2.1.1 Sondas pasivas de voltaje ............................................................................ 69 
2.1.2 Sondas activas de voltaje ............................................................................. 72 
2.1.3 Sondas para medir corriente ........................................................................ 73 
2.2 Mediciones con el osciloscopio de primera generación .......................................... 74 
2.2.1 Obtención de figuras de Lissajous ............................................................... 74 
2.2.2 Medición de frecuencia con figuras de Lissajous ....................................... 76 
2.2.3 Mediciones de fase con figuras de Lissajous ................................................ 78 
2.2.4 Ajustes preliminares en el osciloscopio de primera generación ................... 80 
2.2.5 Medición de frecuencia con el osciloscopio de primera generación ............ 82 
2.2.6 Obtención del ángulo de fase con el osciloscopio de primera generación ... 85 
2.3 Mediciones con el osciloscopio de segunda generación ......................................... 87 
2.3.1 Ajustes previos a las mediciones .................................................................. 87 
2.3.1.1 Colocar a tierra el osciloscopio ........................................................ 87 
2.3.2 Ajuste del osciloscopio ................................................................................. 89 
2.3.3 Calibración de la sonda de prueba ................................................................ 89 
2.3.4 Mediciones en el osciloscopio de segunda generación ................................ 91 
2.3.4.1 Medición de tensión de corriente contínua (C.D. o C.C.) . .............. 91 
2.3.5 Medición de tensión de corriente alterna (A.C.).......................................... 94 
2.3.6 Mediciones de frecuencia ............................................................................. 96 
2.3.7 Medicionesde frecuencia usando el modo X-Y (por figuras de Lissajous) . 98 
2.3.8 Medición del ancho de un pulso ................................................................. 100 
2.3.9 Medición de la diferencia de fase ............................................................... 102 
2.3.10 Medición de diferencia de fase sin uso de figuras de Lissajous ............... 105 
2.3.11 Tercer método para obtener el ángulo de fase de dos señales senoidales 106 
2.3.12 Medición del tiempo de subida y del tiempo de bajada ........................... 107 
2.3.13 Otras mediciones de interés ...................................................................... 109 
2.3.13.1 Mediciones de corriente con una resistencia de prueba ............... 109 
2.3.13.2 Mediciones de resistencia eléctrica .............................................. 109 
2.3.13.3 Mediciones de capacitancia .......................................................... 111 
2.3.13.4 Observación de la curva característica de un diodo rectificador . 112 
2.3.13.5 Observación de la curva característica de un diodo Zener ........... 113 
2.3.13.6 Comprobación del estado de otros componentes con el 
Osciloscopio ..................................................................................... 114 
2.4 Mediciones con el osciloscopio de tercera generación ........................................... 115 
2.4.1 Ajustes previos a las mediciones con el osc. de tercera generación .......... 116 
2.4.2 Compensación de las sondas del osciloscopio ........................................... 118 
2.4.3 Mediciones con el osciloscopio de tercera generación ............................... 119 
2.4.3.1 Medición de ondas senoidales ....................................................... 119 
2.4.3.2 Medición del periodo (T) y frecuencia (F) ..................................... 122 
2.4.3.3 Medición de voltaje pico a pico ..................................................... 122 
2.4.3.4 Medición de un pulso ..................................................................... 124 
2.4.3.4.1 Medición del tiempo de subida de un pulso ...................... 127 
2.4.3.5 Medición del ángulo de fase entre dos ondas senoidales ............... 129 
2.4.3.5.1 Medición del ángulo de fase por figuras de Lissajous ...... 131 
 
3.0 ANÁLISIS COMPARATIVO ENTRE LOS TRES OSCILOSCOPIOS .................. 132 
3.1 Parámetros que influyen en la calidad de cada uno de los tres tipos de 
Osciloscopios ....................................................................................................... 132 
3.1.1 osciloscopios de primera generación ......................................................... 132 
3.1.2 Osciloscopios de segunda generación ........................................................ 133 
3.1.2.1 Parámetros que influyen en la calidad del osciloscopio de segunda 
generación ......................................................................................... 133 
3.1.2.2 Ancho de banda .............................................................................. 133 
3.1.2.3 Tiempo de subida ........................................................................... 133 
3.1.2.4 Sensibilidad vertical ...................................................................... 133 
3.1.2.5 Velocidad ....................................................................................... 134 
3.1.2.6 Exactitud en la ganancia ................................................................. 134 
3.1.2.7 Exactitud en la base de tiempos ..................................................... 134 
3.1.3 Osciloscopios de tercera generación ........................................................... 134 
3.1.3.1 Parámetros que influyen en la calidad del osciloscopio de tercera 
generación ......................................................................................... 134 
3.1.3.2 Velocidad de muestreo ................................................................... 135 
3.1.3.3 Resolución vertical ......................................................................... 135 
3.1.3.4 Longitud del registro ...................................................................... 135 
3.1.3.5 Otras ventajas ................................................................................. 135 
3.2 Errores que pueden presentar los osciloscopios ...................................................... 135 
3.2.1 Errores en los osciloscopios de segunda generación .................................. 135 
3.2.1.1 Error de lectura ............................................................................... 136 
3.2.1.2 Error de paralaje ............................................................................. 136 
3.2.1.3 Error de calibración del osciloscopio ............................................. 136 
3.2.1.4 Error de carga ................................................................................. 136 
3.2.1.5 Captación de zumbido y ruido ...................................................... 136 
3.2.1.6 Errores de ancho de banda y tiempo de subida .............................. 137 
3.2.1.7 Otro tipo de limitaciones propias de su funcionamiento ................ 137 
3.2.2 Errores en los osciloscopios de tercera generación .................................... 138 
3.2.2.1 Resolución ...................................................................................... 138 
3.2.2.2 Resolución de memoria, presentación y frecuencia de muestreo... 138 
3.3 Análisis comparativo entre el osciloscopio de segunda y tercera generación ........ 138 
3.3.1 Ruido propio de los osciloscopios digitales ............................................... 139 
3.3.2 Alta resolución ............................................................................................ 139 
3.3.3 Capacidad de captura de señal y presentación inalcanzable ....................... 140 
3.3.4 Elección del osciloscopio entre segunda y tercera generación ................... 140 
4.0 CIRCUITO RC CON SEÑAL DE CORRIENTE CONTINUA .............................. 142 
4.1 Carga de un Capacitor ............................................................................................. 142 
4.2 Descarga de un Capacitor ....................................................................................... 147 
5.0 PARTE EXPERIMENTAL ......................................................................................... 154 
5.1 Determinación de la constante de tiempo de un circuito RC con el osciloscopio de 
segunda generación .............................................................................................. 154 
5.1.1 Desarrollo ................................................................................................... 154 
5.1.2 Resultados ................................................................................................... 156 
5.2 Determinación de la constante de tiempo de un circuito RC con el osciloscopio de 
tercera generación ................................................................................................ 158 
5.2.1 Desarrollo ................................................................................................... 158 
5.2.2 Resultados ................................................................................................... 159 
 
CONCLUSIONES ................................................................................................................ 161 
REFERENCIAS ................................................................................................................... 163 
 
 
1 
 
INTRODUCCIÓN
 
 
 
En la historia de las mediciones eléctricas y electrónicas, ningún instrumento ha sido tan 
importante como el osciloscopio. Su capacidad para “ver” la ocurrencia de fenómenos que 
conllevan la posibilidad de medir los parámetros implicados en ellos, permiten al observador 
capturar y exhibir información en una forma extremadamente versátil.Los galvanómetros 
y otros instrumentos mecánicos de medición como las graficadoras (oscilógrafos), han 
existido mucho antes que el osciloscopio pero han estado severamente limitados por la inercia 
mecánica de sus componentes cuando se trata de medir señales de frecuencia 
relativamente elevada. La principal ventaja del osciloscopio radica en su habilidad para 
exhibir fenómenos de alta velocidad en una forma fácil de observar, al contrario de 
lo que sucede en los galvanómetros y graficadoras en donde la masa de sus elementos 
impide los cambios rápidos de dirección en respuesta a los cambios de la señal aplicada. 
En 1897 el físico alemán Ferdinand Braun diseñó un tubo de rayos catódicos (CRT) mientras 
investigaba el comportamiento de los electrones. Este dispositivo fue el precursor de nuestros 
modernos cinescopios empleados en los receptores de TV y de los CRT actualmente empleados en 
los osciloscopios. Este tubo genera en su interior un delgado haz de electrones (el rayo 
catódico) que es dirigido hacia una pantalla recubierta con un material fluorescente colocada en 
uno de sus extremos. En el punto donde choca el rayo aparece un punto luminoso debido a la 
fluorescencia del recubrimiento. Cuando el haz se mueve a través de la pantalla, “pinta” un trazo 
de su trayectoria. Como el rayo está constituido por electrones, que son partículas cargadas 
eléctricamente, se pueden desviar en forma rápida y exacta mediante campos eléctricos o 
magnéticos adecuados colocados en su trayectoria. Además, como los electrones son muy ligeros, el 
haz casi casi no sufre la influencia de la inercia. Puede responder casi instantáneamente a las 
variaciones rápidas de señales de alta frecuencia. Esta capacidad también permite que el tubo de 
rayos catódicos (CRT) muestre virtualmente cualquier tipo de forma de onda en la pantalla del 
osciloscopio. Los campos que provocan las deflexiones del haz de electrones se crean a lo largo de 
su trayecto mediante placas deflectoras. Las intensidades de los campos se determinan mediante los 
voltajes aplicados a las placas, haciendo que la cantidad de deflexión sea directamente proporcional 
al voltaje aplicado. El osciloscopio es un aparato constituido en su parte esencial por un tubo de 
rayos catódicos con elementos incorporados para deflectar el haz y por lo tanto, para 
“dibujar” en su pantalla una gráfica X-Y de dos variables eléctricas relacionadas. Una de 
estas variables se aplica al sistema de deflexión horizontal del haz y la otra al sistema de 
2 
 
deflexión vertical. Así se produce una gráfica en un sistema de coordenadas X-Y. Por lo 
general la variable X se hace corresponder con la variable tiempo, por lo que el 
osciloscopio viene a ser un instrumento de medición en el dominio del tiempo. 
En el presente trabajo, se hará un análisis comparativo con tres generaciones de osciloscopios, uno 
de los años sesentas con tecnología de válvulas electrónicas, mejor conocidas como “bulbos”, otro 
de los años ochentas ya con tecnología de estado sólido (semiconductores), la cual sustituye a los 
“bulbos” por transistores y además permite la observación de dos señales de origen distinto al 
mismo tiempo, por lo cual es denominado osciloscopio de doble trazo. A estos dos tipos de 
osciloscopios se les denominan osciloscopios analógicos. El tercer tipo de osciloscopio y más 
moderno es un osciloscopio denominado osciloscopio digital, es de última generación y además de 
observar la forma o formas de onda de la señal a estudiar, nos permite ajustar los parámetros de 
observación en el osciloscopio de forma automática y observar sus valores directamente en la 
pantalla en forma digital sin tener que contar divisiones. Por otra parte este aparato sustituye el tubo 
de rayos catódicos, por una pantalla de cristal líquido en la cual entre otras mejoras nos da las 
formas de onda en diferentes colores para su mejor observación y diferenciación. 
Con estos tres aparatos se medirán varios parámetros como lo son diferencias de potencial pico a 
pico, con sus correspondientes valores rms (del inglés root mean square). Así como sus periodos y 
frecuencia de estas señales. 
De esta manera podremos observar práctica y objetivamente cuales son las diferencias y virtudes de 
cada uno de ellos y como han evolucionado y mejorado con el avance de la ciencia y la tecnología 
actuales. 
En los siguientes capítulos se discutirá en detalle los bloques principales que componen a cada 
uno de estos tres tipos de osciloscopio, su interrelación, sus controles, lo que podemos medir con 
ellos y las diferentes maneras de operarlo. 
 
 
 
 
 
 
3 
 
 
Capítulo 1 
ANTECEDENTES DEL OSCILOSCOPIO 
 
1.1 ANTECEDENTES HISTÓRICOS DEL OSCILOSCOPIO. 
La historia de la Electrónica, como la de muchas otras ciencias, está marcada por pequeños y 
grandes descubrimientos. Algunos de ellos fortuitos y otros, fruto de mentes visionarias de 
investigadores y científicos. 
Este es un pequeño resumen cronológico de algunos de los eventos y personajes que contribuyeron 
en el desarrollo de la ciencia y la tecnología eléctrica y electrónica. Conocerlos, nos ayudará a 
comprender y valorar mejor este trabajo. 
 1.1.1 Descubrimientos, inventos y personajes relevantes en la historia de la electrónica. 
1800 - Alessandro Volta, físico italiano, anuncia en la Royal Society de Londres el resultado de sus 
experimentos (desde 1786) generando electricidad mediante metales diferentes separados por un 
conductor húmedo. Volta apila 30 discos metálicos separados cada uno por un paño humedecido en 
agua salada, obteniendo electricidad. A tal dispositivo se le llamó "pila voltaica", de allí se origina 
el nombre de las "Pilas". En honor de Alessandro Volta, la unidad de medida del potencial eléctrico 
se denomina Volt (V). 
1820 - El físico y químico danés, Hans C. Oersted descubre que alrededor de un conductor por el 
que circulaba una corriente eléctrica se forma un campo magnético. 
1820 - Poco después del descubrimiento de Oersted, el científico francés André Marie Ampere 
logró formular y demostrar experimentalmente, la ley que explica en términos matemáticos la 
interacción entre magnetismo y electricidad. En su memoria fue nombrada la unidad de intensidad 
de corriente eléctrica: el Ampere (A). 
1821 - Michael Faraday, físico y químico británico, basado en los descubrimientos de Oersted, 
construye los primeros aparatos para producir lo que él llamó "Rotación Electromagnética", nacía 
así el motor eléctrico. 
1825 - El inventor británico William Sturgeon crea un dispositivo que iba a contribuir 
significativamente a la fundación de las comunicaciones electrónicas: el electroimán. 
1827 - El profesor alemán Georg Simon Ohm publica el resultado de sus experimentos que 
demuestran la relación entre Voltaje, Corriente y Resistencia. Conocida hoy como Ley de Ohm. Su 
trascendencia fue menospreciada por sus colegas de la época y solo reconocida dos décadas 
después. 
4 
 
1827 - El físico alemán Gustav Kirchhoff expone dos reglas, con respecto a la distribución de 
corriente en un circuito eléctrico con derivaciones, llamadas Leyes de Kirchhoff. 
1831 - Michael Faraday, diez años después de su "motor eléctrico", descubre un efecto inverso al 
descubierto por Oersted. Un campo magnético en movimiento sobre un conductor induce en este 
una corriente eléctrica. Crea la Ley de Inducción Magnética y base de los generadores eléctricos. 
También descubre que en electricidad estática, la carga eléctrica se acumula en la superficie exterior 
del conductor eléctrico cargado. Este efecto se emplea en el dispositivo denominado jaula de 
Faraday y en los capacitores. En reconocimiento a sus importantes descubrimientos, la unidad de 
capacidad eléctrica se denomina Faraday (F). 
1837 - Después de varios años desarrollandola idea, Samuel M. Morse patenta un dispositivo que 
permite trasmitir mensajes a grandes distancias a través de dos cables, usando un código de puntos 
y rayas (el famoso alfabeto Morse). Nacía el Telégrafo. 
1846 - El Ing. Alemán Ernst Werner M. von Siemens, desarrolla el telégrafo de aguja y presión y un 
sistema de aislamiento de cables eléctricos a base de látex, lo que permitió, la fabricación y tendido 
de cables submarinos, fundando la compañía Siemens AG. Por estas y otras contribuciones 
tecnológicas en 1888 fue ascendido a la nobleza. 
1861 - El físico ingles James Clerk Maxwell desarrolla el concepto de onda electromagnética, que 
permite una descripción matemática adecuada de la interacción entre electricidad y magnetismo. 
Predijo que era posible propagar ondas por el espacio libre utilizando descargas eléctricas. 
1875 - William Crookes, físico y químico británico, investigando el comportamiento de las cargas 
eléctricas, usando un tubo de vidrio con electrodos y alto voltaje descubre la existencia de los rayos 
catódicos. Su dispositivo que se llamó "Tubo de Crookes" y sería el precursor de los tubos de rayos 
catódicos o cinescopios de hoy en día. 
1876 - Graham Bell y su asistente Thomas A. Watson, realizaron la primera transmisión de la voz 
humana a través de cables. Nacía así, el teléfono. 
1877 - Thomas Alva Edison inventa el primer aparato que permitía grabar en un cilindro de cera, 
voz y sonidos para luego reproducirlos, lo llamó: Fonógrafo. 
1878 - Thomas Alva Edison construyó la primera lámpara incandescente con filamentos de bambú 
carbonizado. 
1882 - El inventor francés, Lucien H. Gaulard patenta un dispositivo que llamó generador 
secundario y que sería una versión primitiva de lo que hoy llamamos transformador. 
1882 - Nikola Tesla investigador estadounidense de origen croata, experimentando con alto voltaje 
y corriente alterna polifásica, inventa el alternador y el primer motor eléctrico de inducción. 
1883 - Thomas Alva Edison, tratando de mejorar su lámpara incandescente descubre que al calentar 
un metal este emite cargas eléctricas. Lo llamó "efecto Edison", posteriormente conocido como 
emisión termoiónica. Creó un dispositivo en el cual, dentro de un tubo de vidrio al vacío, la carga 
5 
 
eléctrica emitida por una superficie metálica caliente (llamada cátodo) es recogida por otra 
superficie fría (llamada ánodo). 
1884 - Paul Nipkow patenta un artefacto explorador de imágenes, que llamó "Disco de Nipkow" y 
que permitiría luego convertir imágenes en señales eléctricas. 
1887 - El estadounidense de origen alemán Emile Berliner, inventa un sistema de grabación que 
podía sacar muchas copias de la grabación original. Berliner sustituyó el cilíndrico del fonógrafo de 
Edison, por un disco plano y patentó entonces su "gramófono", fundando su propia compañía para 
fabricarlo masivamente. 
1887 - Heinrich Hertz, físico alemán, corrobora la predicción de James Clerk Maxwell creando el 
primer transmisor de radio, generando radiofrecuencias. Desarrolló también un sistema para medir 
la velocidad (frecuencia) de las ondas de radio. En su honor la unidad de medida de frecuencia de 
denomino Hertz (o Hertzio). 
1888 - El ingeniero inglés Oberlin Smith ideó y publicó, los principios básicos para grabar sonido 
en un soporte magnético. 
1897 - El físico inglés J. J. Thomson descubre la existencia de una partícula eléctricamente cargada, 
el electrón. En el año de 1906 Thomson recibió el Premio Nóbel de Física por su descubrimiento. 
1897 - Ferdinand Braun, científico Alemán, perfecciona el TRC o Tubo de Rayos Catódicos 
agregando al Tubo de Crookes una superficie de fósforo que se iluminaba al recibir los rayos 
catódicos. Desarrolla el primer osciloscopio. 
1897 - Guillermo Marconi ingeniero eléctrico italiano, introduce en el Reino Unido la primer 
patente de la Radio. 
1898 - El danés Valdemar Poulsen desarrolló y patentó el telegráfono, una grabadora de sonido que 
emplea alambre de acero como soporte magnético. 
1899 - J.J. Thomson establece que las cargas que se liberaban al calentar una superficie metálica 
son electrones. 
1901 - Guillermo Marconi, logra la primer transmisión telegráfica inalámbrica a través del Atlántico 
1903 - El físico británico John Ambrose Fleming encuentra una aplicación práctica de la válvula 
termoiónica de efecto Edison, que posteriormente de denominaría: "Diodo", al usarlo como detector 
de ondas electromagnéticas. John Ambrose Fleming es considerado "el padre de la electrónica". 
1906 - El físico estadounidense Lee de Forest agrega un nuevo electrodo en forma de rejilla entre el 
cátodo y el ánodo del tubo al vacío. Este electrodo permite regular el paso de electrones. Nace así el 
Triodo, primer dispositivo amplificador electrónico. 
1913 - El físico estadounidense Edwin Howard Armstrong desarrolla el primer circuito oscilador 
basado en un Triodo. 
1920, 23 de Febrero - se trasmite el primer programa público de radio en Inglaterra. 
6 
 
1924 - El escocés John Logie Baird, usando el disco explorador de imagen de Nipkow, logra 
trasmitir imágenes por ondas de radio. Nacía la Televisión electromecánica. 
1928 - El ingeniero alemán Fritz Pfleumer patentó la primera cinta magnética, constituida por una 
delgada capa de hierro magnetizable sobre una cinta de papel. Años después, la patente fue 
revocada, pues el principio básico ya había sido patentado por el danés Valdemar Poulsen en 1898. 
1929 - Se realizan las primeras emisiones públicas de televisión, por la BBC en Inglaterra. 
1930 - Se perfeccionan los tubos electrónicos de vacío, nacen el Tetrodo y Pentodo con más 
elementos entre el cátodo y el ánodo. 
1932 - La empresa alemana A.E.G. realiza los primeros ensayos para la construcción de grabadoras 
de cinta. La firma IG Fabenindustrie propone como soporte una cinta plástica: el acetato de 
celulosa. 
1933 - Edwin Howard Armstrong inventa un nuevo tipo modulación de señal: la FM (frecuencia 
modulada). 
1935 - El Magnetófono hizo su aparición pública en la Exposición Radiotécnica de Berlín. Y cinco 
años después H.J. von Braunmuhl y W. Weber introdujeron la premagnetización de alta frecuencia, 
que permitió una gran mejora en la grabación del sonido. 
1936 - El ingeniero austriaco Paul Eisler mientras trabajaba en Inglaterra, creo el primer circuito 
impreso como parte de un receptor de radio. 
1946 - Percy Spencer, ingeniero de la Raytheon Corporation, descubre los efectos de las 
microondas sobre los alimentos. Inventa el Horno de Microondas. 
1947 - Un equipo de ingenieros y científicos encabezados por los doctores John W. Mauchly y J. 
Prester Eckert en la Universidad de Pennsylvania, Estados Unidos, crean: ENIAC (Electronic 
Numerical Integrator and Computer), primera computadora digital electrónica. Fue una máquina 
experimental. No era programable como las computadoras actuales. Era un enorme aparato que 
ocupa todo el sótano en la Universidad de Pennsylvania. Tenía 18,000 tubos electrónicos, consumía 
varios KW y pesaba algunas toneladas. Realizaba hasta cinco mil sumas por segundo. 
1947, 16 de diciembre - Fue creado el primer transistor, por William Shockley, John Bardeen, y 
William Brattain en los laboratorios Bell. 
1950 - Salen al mercado los primeros magnetófonos comerciales, eran de cinta en carrete abierto. 
1951 - Los doctores Mauchly y Eckert fundan la compañía Universal Computer (Univac), que 
produce la primera computadora comercial: UNIVAC I. 
1955 - SONY lanza al mercado el primer receptor de radio totalmente transistorizado el TR-55. 
1958 - El ingeniero Jack Kilby de la compañía norteamericana Texas Instruments, creó el primer 
circuito completo integrado en una pastilla de silicio, lo llamó "circuito integrado". Casi 
simultáneamente el ing. Robert Noyce de Fairchil Semiconductor desarrolla un dispositivo similar 
7 
 
al que llamó: "circuito unitario". A ambos se los reconoce como los creadores de los circuitos 
integrados. 
1962, 10 de Julio - Fuelanzado el Telstar 1 primer satélite de comunicaciones de uso comercial. 
1962 - Nick Holonyak, ingeniero de General Electric desarrolla el primer LED (Light Emitting 
Diode o Diodo Emisor de Luz) que emitía en el espectro visible. 
1962 - Sony lanza al mercado mundial el primer televisor de 5 pulgadas, completamente 
transistorizado. 
1963 - Philips presentara el popular “Compact Cassette”. Otros fabricantes habían desarrollado 
diversos tipos de cartuchos de cinta magnética, pero ninguno de ellos alcanzo la difusión mundial 
de este, por su bajo costo, tamaño y practicidad. 
1965 - Gordon Moore, trabajando en Fairchild Semiconductor (tres años después fundaría Intel), 
predijo que la integración de circuitos crecería a un ritmo que duplicaría el número de transistores 
por chip cada dos años. Esta predicción se ha cumplido hasta la fecha y se le conoce como: "Ley de 
Moore". 
1968 - Fairchild Semiconductor produce el primer circuito integrado regulador de voltaje lineal el 
uA723. Poco tiempo después lanza al mercado la serie 7800 que incluye los populares 7805 (de 
5V), etc. 
1971 - Ted Hoff, Federico Faggin de Intel y Masatoshi Shima de Busicom (ZiLOG) diseñan el 
primer microprocesador, el Intel 4004. 
1975 - JVC lanza al mercado el sistema de grabación de audio y video analógico para uso 
doméstico: VHS (Video Home System). 
1976 - Sony lanza al mercado el sistema de grabación de audio y video analógico: Betamax. 
1979 - Philips y Grundig de Alemania desarrollan el Video 2000 (Video Cassette compacto, o 
VCC) para competir con VHS de JVC y Betamax de Sony. 
1982, 17 de agosto - La empresa Philips fabrica el primer Compact Disc en Hannover (Alemania), 
desarrollado en forma conjunta por Philips y Sony. 
1988 - Se integra el MPEG (Moving Picture Experts Group o Grupo de Expertos de Imágenes en 
Movimiento), para desarrollar estándares de codificación de audio y video (MPEG-1, MPEG-2, 
MP3, etc). 
1995 - Un consorcio de empresas entre las que destacan Philips, Sony, Toshiba, Time-Warner, 
Matsushita Electric, Hitachi, IBM, Mitsubishi Electric, Pioneer, Thomson y JVC, lanzan la primera 
versión del estándar DVD. 
Después de ver un panorama general del avance de la ciencia nos concretamos específicamente en 
el osciloscopio. La parte más importante del osciloscopio es el tubo de rayos catódicos. El cual tiene 
sus orígenes en los estudios de dos grandes científicos, William Crookes y Ferdinand Braun. 
8 
 
El tubo de Crookes es una ampolla de vidrio, como la de la Fig. 1. Consta de dos electrodos: cátodo 
y ánodo. El cátodo está a un potencial eléctrico negativo y el ánodo a un potencial positivo. Cuando 
se realiza el vacío en su interior y se aplica una gran diferencia de potencial entre los electrodos, se 
observa que una pieza en forma de cruz de malta da una sombra nítida. Esta sombra, nos indica que 
la misteriosa radiación proviene del cátodo y se propaga hacia el ánodo en línea recta. La luz en sí 
misma se comprobó que se debía a la excitación del gas residual por "algo" que pasaba a través de 
él. Sólo faltaba comprobar la naturaleza de esta radiación. Eran, ni más ni menos, que electrones 
que se desprenden del cátodo. 
 Fig. 1. Tubo de Crookes apagado Fig. 2. Tubo de Crookes funcionando 
El tubo de Crookes, fue mejorado por Ferdinand Braun, científico alemán que en 1897 aplicó al 
Tubo en su parte frontal una capa interna de fosforo y en el tubo de rayos catódicos colocó unas 
placas metálicas a las que se les denominó placas deflectoras en las cuales se aplica un potencial 
eléctrico (voltaje de C. D.) para poder desviar el haz de electrones, las placas verticales desvían el 
haz en forma vertical y las placas horizontales lo desvían horizontalmente. Esto fue un gran avance 
para el perfeccionamiento del Tubo de rayos catódicos (CRT) del inglés Cathode Ray Tube. 
 
Fig. 3. Tubo de Braun 
Aparato de corriente variable fue el nombre que le dio F. Braun al antecedente del osciloscopio 
moderno (1897), sin embargo su funcionamiento era muy deficiente, los osciloscopios eran aparatos 
caros, voluminosos y poco precisos. Fue hasta los años 30 cuando los osciloscopios ya se 
9 
 
consideran aparatos sumamente útiles y confiables, capaces de hacer mediciones que de otras 
formas serían casi imposibles de realizar. Después de la segunda guerra mundial, el osciloscopio 
tiene un avance muy importante y tienen presencia en casi todos los laboratorios de investigación. 
En los años 70, en plena revolución electrónica el osciloscopio toma un gran auge, se abaratan 
costos y está al alcance de casi todas las personas interesadas en estos aparatos. 
 1.1.2 Análisis comparativo de los osciloscopios. 
El primer osciloscopio que se estudiará es de la marca Heathkit, modelo O – 7, construido en el año 
1951 de fabricación Estadounidense. 
 
 
 
 Fig. 4. Osciloscopio Heathkit Mod. O – 7 
 
Este osciloscopio es de los primeros en utilizarse en forma comercial, está construido totalmente a 
mano y sus piezas más importantes son el Tubo de Rayos Catódicos, y sus válvulas electrónicas 
(bulbos) que controlan sus diferentes circuitos que se estudiarán a continuación. 
 
 
 
 Fig. 5. Tubo de rayos catódicos del osciloscopio. 
10 
 
1.1.3 Principio de funcionamiento del osciloscopio. 
 
 Según se sabe, la forma de onda de una señal es sencillamente la representación gráfica de la 
manera en que varía la amplitud y polaridad de esa señal en determinado tiempo. Este tiempo puede 
ser medido en segundos, milisegundos, microsegundos, etc. Cuando la señal es periódica, es decir, 
si se repite constantemente, se acostumbra en vez de indicar el tiempo, indicar la frecuencia es 
decir, el número de veces por segundo que se repite cada periodo o ciclo completo. El tiempo que 
dura un ciclo corresponde por lo tanto al recíproco de la frecuencia (t = 1 /ƛ). 
En la Fig. 2 se muestra un ciclo completo de una señal de 60 ciclos por segundo. La duración del 
ciclo es de 1/60 de segundo. Esto significa que durante el tiempo entre cero y 1/60 de segundo, la 
amplitud de la señal varia de cero a un máximo positivo, vuelve a cero, pasa al máximo negativo y 
regresa nuevamente a cero. Cada uno de los puntos que integran la onda sinusoidal representa la 
amplitud instantánea de la señal, o sea, su amplitud a cada instante. Por ejemplo, después de 
transcurrido l/480 de segundo, la amplitud de la señal es la indicada en "A" de la Fig. 2, y después 
de transcurrido 1/240 de segundo la amplitud es la indicada por "B" en esa misma figura. 
 
 Fig. 6. Amplitud de una onda senoidal de 60 Hz a diversos instantes. 
 
La forma de onda de una señal cualquiera se puede observar con sólo contar con un aparato que se 
desplace verticalmente en una magnitud y sentido que dependa de las variaciones de amplitud y 
sentido de la onda bajo observación y se desplace simultáneamente en sentido horizontal a una 
velocidad uniforme. 
Diversos medios mecánicos se han empleado y se emplean aún para registrar, la forma de onda o 
variaciones de amplitud de baja frecuencia. El barógrafo que se muestra en la Fig. 7 es una 
aplicación de este método mecánico de registro y se usa para registrar las variaciones de la presión 
atmosférica. La posición de la punta registradora varía de acuerdo con la magnitud de la presión. El 
tambor con la cinta de registro gira lentamente a una velocidad uniforme. La punta registradora 
marca entonces sobre la cinta una línea que varía de amplitud de acuerdo con la posición que vaya 
ocupando este punto a las diversas presiones atmosféricas. 
Sin embargo, para el registro de variaciones muy rápidas, es decir de alta frecuencia, los métodos 
mecánicos ofrecen la desventaja de que debido a su inercia la aguja registradora no puede seguir las 
rapidísimas variaciones de amplitud de la señal, dando como resultado el registro de una onda que 
no es copia fiel de la señal aplicada. Para el registro u observaciónde señales de alta frecuencia el 
bulbo de rayos catódicos es el indicado, pues el haz electrónico no ofrece ninguna inercia, pudiendo 
variar su rumbo a grandes velocidades. 
Para que comprenda la manera en que funciona un osciloscopio veamos lo que sucede al haz 
electrónico de un bulbo de rayos catódicos cuando se aplican diversas señales a sus placas 
deflectoras. 
 
11 
 
 
 
 
Fig. 7. Barógrafo. 
 
 
En la Fig. 8 se puede apreciar el efecto producido en el haz electrónico del bulbo de rayos catódicos 
cuando se aplican a las placas deflectoras verticales, tres señales de la misma amplitud máxima pero 
de diferente forma de onda y frecuencia y no se aplica ninguna señal a las placas deflectoras 
horizontales. Como las señales aplicadas a las placas deflectoras verticales afectan al haz 
electrónico en sentido vertical solamente, en la pantalla del bulbo de rayos catódicos aparece 
solamente una línea vertical cuya longitud depende de la amplitud máxima de las señales. Si bien el 
voltaje máximo (de cresta) de las señales podría determinarse por medio de la longitud de esta línea 
vertical (según se explicará más adelante) esta no sirve para indicar ni la frecuencia ni la forma de 
las señales aplicadas. Nótese en la Fig. 8 que como la amplitud de las tres señales es la misma, las 
rayas verticales obtenidas son iguales. 
 
 Fig. 8. Aplicación de señales a las placas deflectoras verticales. 
 
Por lo mismo, si las tres señales anteriores fueran aplicadas a las placas deflectoras horizontales, sin 
que se aplicara ninguna señal a las placas deflectoras verticales, entonces solamente se obtendrían 
rayas horizontales cuya longitud dependería de la amplitud máxima de las señales. 
Ahora bien, si se aplican señales tanto a las placas deflectoras verticales como a las placas 
deflectoras horizontales, entonces la posición del haz electrónico no depende tan sólo de la 
deflexión producida por unas placas sino que también por lo que producen las otras, 
reproduciéndose en la pantalla del bulbo de rayos catódicos una figura cuya forma depende de la 
relación entre las señales aplicadas a las placas deflectoras. 
12 
 
Si a las placas deflectoras horizontales se les aplica una señal dentiforme que haga mover al haz 
electrónico en sentido horizontal a una velocidad uniforme y que tenga una frecuencia igual a la 
señal que se aplique a las placas verticales, o una frecuencia que sea un submúltiplo exacto de la 
señal aplicada a las placas verticales, entonces, mediante un adecuado sincronismo de ambas 
señales, se puede obtener una imagen estable en la pantalla del TRC. Si la frecuencia de la onda 
diente de sierra fuera múltiplo de la señal a observar, se apreciarán varios ciclos de la señal 
sinusoidal en la pantalla. En la práctica para obtener una imagen estable en la pantalla es necesario 
que la onda de barrido inicie su ciclo al mismo tiempo que lo hace la señal que queremos ver. De lo 
contrario se observará en la pantalla un movimiento continuo de la forma de onda, dando la 
impresión de que se desplaza hacia la derecha o hacia la izquierda. Por lo tanto para poder apreciar 
en forma correcta una onda en la pantalla es necesario que esta permanezca estacionaria. 
 
Como el objetivo principal de un osciloscopio es el de exhibir la gráfica de una señal eléctrica en 
función del tiempo, resulta imprescindible disponer de un mecanismo que desplace en forma 
progresiva al haz en la pantalla del osciloscopio. Este desplazamiento podría ser efectuado por 
cualquiera de los pares de placas deflectoras disponibles en el CRT. Para obtener una imagen 
convencional en donde el eje X represente al tiempo y el eje Y muestre el valor de la señal, es 
práctica común que en el osciloscopio se utilicen las placas de deflexión horizontal para desplazar 
el haz del CRT en forma proporcional al tiempo que transcurre. Esto se logra aplicando lo que se 
llama una señal de barrido tipo "diente de sierra" en las placas de deflexión horizontal del CRT. 
Esta señal no es otra cosa más que un voltaje bipolar que crece linealmente con el tiempo en forma 
repetitiva entre dos limites que corresponden a los extremos de la posición del punto luminoso en la 
pantalla en el eje horizontal. Ver la figura 9. 
 
 Fig. 9. Barrido horizontal “diente de sierra” 
 
Estos límites que corresponden al extremo izquierdo y al extremo derecho de la pantalla están 
indicados en la figura como VI y VD respectivamente. Los cruces por cero en el valor de VH 
corresponden a la posición central del haz sobre la pantalla del CRT. El intervalo de tiempo ∆t 
indicado en la figura corresponde al tiempo de regreso del haz cuando ya se ha completado un 
barrido completo de izquierda a derecha en la pantalla. Es lo que se conoce con el nombre de 
13 
 
"tiempo de regreso del haz". En este intervalo de tiempo es cuando un circuito interno del 
osciloscopio llamado "circuito de barrido" actúa sobre la rejilla de control del CRT para apagar o 
atenuar completamente la intensidad del haz con el fin de impedir la visualización de trazos 
superpuestos de cualquier señal aplicada en esos momentos en las placas de deflexión vertical. 
 
 
 Fig. 10. Aplicación de la señal de “diente de sierra” a las placas de deflexión horizontal. 
 
 
En ausencia de señal en las placas de deflexión vertical y a una frecuencia superior a los 30 Hz. en 
la onda "diente de sierra", el barrido constante del haz se traducirá en una línea horizontal sólida y 
estable a la vista, colocada en la parte media de la pantalla. Como VH aumenta 
linealmente con el tiempo desde un valor mínimo negativo (extremo izquierdo de la pantalla) hasta 
un valor máximo positivo (extremo derecho de la pantalla), la posición del punto durante estos 
intervalos será proporcional al tiempo transcurrido desde que se inicia cada ciclo de la onda "diente 
de sierra". En caso de que estuviera presente simultáneamente una señal en las placas de deflexión 
vertical v(t), el barrido producido horizontalmente haría que el CRT exhibiera la gráfica de v(t) 
contra el tiempo. 
 
 
14 
 
 
 
Fig. 11. Imágenes reproducidas con señales senoidales de deflexión de igual frecuencia pero con 
diversas diferencias de fase. 
 
A veces la deflexión horizontal del haz electrónico no se efectúa con una onda dentiforme sino con 
una señal senoidal, en cuyo caso el haz electrónico no es desviado a una velocidad uniforme de 
izquierda a derecha solamente sino que es movido de acuerdo con las ondulaciones de la señal 
senoidal. 
 
Si la señal que se aplica a las placas verticales es senoidal y de la misma frecuencia que la señal 
senoidal de barrido horizontal, entonces la figura que se obtiene en la pantalla del bulbo de rayos 
catódicos toma una forma que depende de la relación de fase entre ambas frecuencias En la Fig. 11 
se pueden apreciar las diferentes figuras que aparecen en pantalla cuando se aplican a las placas 
deflectoras señales senoidales de la misma frecuencia, en fase o fuera de fase. 
 
En "A" de la Fig. 11 la señal senoidal aplicada a las placas verticales es de la misma frecuencia, 
amplitud y fase que la señal aplicada a las placas deflectoras horizontales. Obsérvese en esa figura 
que cuando el voltaje de ambas ondas es de cero, el haz electrónico será dirigido hacia el centro de 
la pantalla. Como ambas señales están en fase, los voltajes instantáneos de las ondas moverán 
oblicuamente a1 haz electrónico, por 1o que se verá en la pantalla una línea oblicua inclinada hacia 
la derecha. 
 
En "B" de la Fig. 11 las señales aplicadas a ambos grupos de placas deflectoras son de la misma 
frecuencia y amplitud pero una de ellas esta 90 grados fuera de fase con respecto a la otra, es decir, 
15 
 
el voltaje de una seña1 es máximo cuando el de la otra esta en cero voltaje, y viceversa. En este 
caso la imagen formada en 1a pantalla por el haz electrónico toma la forma de un círculo. 
 
En "C" de la Fig. 11 las señales aplicadas a ambosgrupos de placas tienen una diferencia de fase de 
180 grados. Esto significa que ambas señales inician cada semiciclo al mismo instante, pero 
mientras que una aumenta en sentido positivo, la otra lo hace en sentido negativo. En este caso, la 
línea oblicua obtenida en la pantalla es parecida a cuando ambas señales están en fase, pero su 
inclinación es en sentido contrario, o sea, hacia la izquierda. 
 
En "D" de 1a Fig. 11 las señales aplicadas a ambos grupos de placas tienen una diferencia de fase 
de 270 grados. En este caso el resultado logrado es idéntico al obtenido con una diferencia de fase 
de 90 grados, pues un adelanto de fase de 270 grados es igual a un retardo de fase de 90 grados. 
 
Cuando las señales aplicadas a las placas deflectoras son senoidales y de frecuencias diferentes, en 
la pantalla del bulbo de rayos catódicos aparecen "figuras de Lissajous", nombradas así en honor al 
científico francés Lissajous quien fue el primero en obtener estas figuras geométricamente. Por 
medio de las figuras Lissajous es posible determinar la frecuencia de una señal senoidal 
desconocida, comparándola con una señal senoidal de frecuencia conocida. Una de las señales se 
aplica a las placas deflectoras verticales y la otra a las horizontales. Este tema se tomará con más 
profundidad en otro capítulo del trabajo. 
 
Ya se vio anteriormente en forma detallada, como gracias a las señales aplicadas a las placas de 
deflexión tanto verticales como horizontales se va formando la imagen de la señal que queremos 
observar. A continuación se estudiarán las partes que forman un osciloscopio de los primeros que se 
fabricaron en forma comercial y que es de la década de los años 1950 a 1960 está compuesto en sus 
circuitos principales con válvulas electrónicas (bulbos) y que se considerará como el osciloscopio 
de primera generación. 
Como se vio anteriormente el haz electrónico del tubo de rayos catódicos se desvía verticalmente 
por el voltaje cuya forma de onda se desea observar. Simultáneamente, el haz se desvía 
horizontalmente por un voltaje de deflexión independiente, que puede producirse en el interior del 
instrumento o provenir de una fuente exterior. 
Se requiere una fracción de segundo para que el haz electrónico se desplace horizontalmente en la 
pantalla. Durante este tiempo el haz se desplaza hacia arriba y hacia abajo por los aumentos y 
disminuciones de la amplitud del voltaje observado. Cuando el tiempo requerido para la desviación 
horizontal o tiempo de barrido sea igual o menor que el de un ciclo del voltaje observado, el haz 
electrónico seguirá una curva cuyos puntos representarán la amplitud del voltaje durante el período 
de un trazo horizontal. Si la velocidad del barrido horizontal guarda la relación adecuada con la 
frecuencia del voltaje observado, las curvas trazadas durante los barridos sucesivos serán 
semejantes, seguirán la misma trayectoria en la pantalla del tubo de rayos catódicos y aparecerán 
como un solo trazo continuo. 
En la figura 12 se muestran los principales elementos de que consta un osciloscopio empleado para 
reparación y ajuste. Las flechas indican los puntos a los que se aplican los voltajes de control. El 
voltaje para la deflexión vertical pasa de las terminales de entrada vertical por un control de 
16 
 
ganancia y un amplificador a las placas de deflexión vertical. El voltaje de deflexión horizontal se 
aplica por un oscilador de barrido horizontal o a la terminal de entrada horizontal y pasa por un 
conmutador selector de barrido, por un control de ganancia y un amplificador a las placas de 
deflexión horizontal. 
A las placas y a otros electrodos del tubo de rayos catódicos se conectan los controles de centrado 
vertical y horizontal, un control de enfoque y otro de intensidad, con el cual se hace variar el brillo 
del trazo luminoso en la pantalla del tubo. Estos tres controles se encuentran en el circuito del 
sistema de alimentación de alta tensión. Un sistema de alimentación de baja tensión o voltaje 
suministra voltajes y corrientes para las placas, pantallas, polarización de rejilla, y filamentos de los 
tubos amplificadores y osciladores. Los controles sombreados en el diagrama y las funciones que 
desempeñan se describirán con mayor detalle en las páginas que siguen. 
Los tubos de rayos catódicos del tipo de deflexión electrostática se emplean prácticamente en todos 
los osciloscopios, porque con este sistema de deflexión se puede lograr un funcionamiento 
satisfactorio en toda una amplia banda de frecuencias, mientras que con los circuitos de deflexión 
magnética las variaciones de la reactancia inductiva con la frecuencia limitan la banda utilizable de 
frecuencias. 
Las pantallas son, por lo general, de fósforo número 1, que da una marca verde brillante. El fósforo 
número 4, que da un trazo blanco, como el que se observa en los tubos de imagen de televisión, se 
emplea también a veces en algunos osciloscopios. Cuando el objetivo principal sea el de fotografiar 
los trazos, puede emplearse el fósforo número 5 o el número ll, cuyo color afecta muy intensamente 
a las emulsiones fotográficas. 
Cuando se trabaje en los circuitos de alta tensión del tubo de rayos catódicos y en la fuente de 
alimentación de alta tensión, hay que observar las mismas precauciones que cuando se trabaja en los 
circuitos de alta tensión de los tubos de imagen de televisión. 
Los defectos que suelen tener algunos de los osciloscopios de bajo costo son: falta de uniformidad 
en la respuesta de frecuencia del amplificador vertical ganancia insuficiente de este amplificador y 
un barrido horizontal no lineal, que puede ser debido a defectos del oscilador de barrido interno 
aunque más a menudo lo es a la mala respuesta de frecuencia del amplificador horizontal. Las 
señales de sincronización horizontal observadas, se pueden deformar mucho si el amplificador 
vertical del osciloscopio no proporciona una respuesta prácticamente uniforme hasta frecuencias de 
200 a 250 kilociclos como mínimo. Las curvas de respuesta de frecuencia tomadas en circuitos 
amplificadores, no representarán las ganancias relativas reales si se emplea un osciloscopio cuyo 
barrido interno no sea lineal. Este inconveniente se evita empleando un barrido sincronizado 
tomado de un generador de señal o de un generador de barrido. 
17 
 
 
 Fig. 12. Controles y terminales en el tablero de un osciloscopio antiguo. 
1.1.4 Controles y terminales del osciloscopio antiguo (primera generación). 
La disposición de los controles y de las conexiones terminales en los tableros de los osciloscopios 
se representa en la figura 12. Los nombres empleados en esta figura son similares a los utilizados en 
la figura 4. La posición exacta de los controles y los nombres que se les den pueden variar de una 
marca a otra e incluso en los distintos modelos de la misma marca. 
A la izquierda del tubo de rayos catódicos hay un control de Intensidad (Intensity) con el cual se 
modifica la polarización de la rejilla de control de este tubo para variar el brillo del trazo formado 
en la pantalla. Este control corresponde al de brillo de un receptor de televisión. Para no dañar al 
material de la pantalla del tubo de rayos catódicos, el brillo o la intensidad debe mantenerse siempre 
al nivel mínimo necesario para lograr una visibilidad satisfactoria del trazo. Teniendo cuidado para 
que no llegue a la pantalla la luz externa intensa, se puede emplear una intensidad baja. Muchos 
osciloscopios tienen una capota que sobresale de la pantalla del tubo, o bien la pantalla queda 
hundida en la caja para protegerla de la luz exterior. 
Si el haz del tubo de rayos catódicos no se desviara momentáneamente en sentido vertical ni 
horizontal, la intensidad deberá regularse a un nivel tal, que el punto de luz en la pantalla sea apenas 
visible o se extinga por completo. Un punto brillante estacionario puede quemar el material de la 
pantalla. El interruptor para encender y apagar el osciloscopio puedecombinarse con el control de 
intensidad del mismo modo que se combina con el control de volumen de sonido en los receptores. 
18 
 
A la derecha del tubo de rayos catódicos está el control de Enfoque (Focus), el cual desempeña 
exactamente la misma función que el control de enfoque de un receptor de televisión; es decir: hace 
que la línea del trazo sea de anchura mínima y brillo máximo. Si se da vuelta a este control hacia 
cualquier lado de la posición correcta se hará más ancho el trazo. El control de enfoque requiere 
reajuste cuando se varíe el control de intensidad. 
En la sección izquierda del tablero de la figura 12 hay un control de Centrado ( Centering) vertical, 
llamado a veces control de posición, con el cual se mueve todo el trazo hacia arriba o hacia abajo 
para centrarlo con relación a los bordes superior e inferior de la pantalla del tubo, o para desplazarlo 
a cualquier posición que se desee. A la derecha hay un control de Centrado (Centering) o de 
posición horizontal, con el cual se mueve todo el trazo hacia uno u otro lado para centrarlo con 
relación a los bordes derecho e izquierdo de la pantalla o para desplazarlo al lugar .que se desee. 
Inmediatamente debajo de los controles de centrado se encuentran los de Ganancia (Gain) vertical 
y horizontal. Con estos controles se hace variar la ganancia de los amplificadores vertical y 
horizontal, que forman parte del osciloscopio. El voltaje de entrada al amplificador vertical se aplica 
al osciloscopio en la terminal marcada como Entrada vertical (Vert. Input), y en una terminal a 
tierra situada en la sección inferior izquierda del tablero. A estas terminales se puede aplicar 
cualquier voltaje que haya de producir la deflexión vertical del haz o cuya forma de onda se desee 
observar. Modificando la ganancia de este amplificador se extenderá o contraerá el trazo en sentido 
vertical sin que se altere su anchura. 
La entrada al amplificador horizontal del osciloscopio puede ser la proporcionada por el oscilador 
de barrido horizontal incluido en el instrumento, o por cualquier voltaje externo aplicado entre la 
terminal del tablero marcado como Entrada horizontal (Hor. Input) y una terminal a tierra situada 
en el ángulo inferior derecho del tablero. La variación de la ganancia del amplificador horizontal 
hace que el trazo ocupe mayor o menor espacio en anchura, pero sin que se altere su altura. 
Cuando haya que aplicar un voltaje a la frecuencia de la línea de alimentación de C.A. a cualquiera 
de los amplificadores, ya sea el vertical o el horizontal, este voltaje se puede obtener en la terminal 
marcada con 6V C.A. Esta terminal está normalmente conectada en el interior del instrumento a uno 
de los circuitos de filamentos de baja tensión. Haciendo una conexión externa, entre la terminal 6V 
CA y la de Entrada vertical se aplica la frecuencia de la línea de fuerza al amplificador vertical, y 
con una conexión entre la terminal 6V CA y la de Entrada horizontal se aplica la frecuencia de línea 
al amplificador horizontal. 
Los controles de ganancia se utilizan normalmente para conseguir trazos del tamaño deseado, con 
voltajes de entrada de amplitudes distintas. Estos controles tienen la misma finalidad que los 
controles de tamaño o de altura y de anchura de los receptores de televisión. Los controles de 
ganancia se pueden emplear también para ampliar el trazo, y hacer así un examen más detallado de 
cualquier segmento. Este segmento particular del trazo se puede centrar luego en la pantalla 
manipulando los controles de centrado vertical y horizontal. Los otros segmentos del trazo ampliado 
quedarán entonces fuera del área de la pantalla y no serán visibles. 
Debajo del control de ganancia horizontal de la figura 12 hay un conmutador Selector de barrido 
(Sweep Selector) con el cual se selecciona la fuente del voltaje de entrada al amplificador de barrido 
19 
 
horizontal. Cuando este conmutador se coloca en la posición lnt. la entrada del amplificador queda 
conectada a la salida del oscilador de barrido incluido en el osciloscopio. Esta posición del 
conmutador se marca a veces con la palabra Barrido. Cuando el conmutador se coloca en la 
posición Línea ( Line), el amplificador horizontal se alimenta con un voltaje a la frecuencia de la 
línea de fuerza, obtenido de uno de los circuitos de filamentos en el interior del instrumento. Y 
cuando se coloca en la posición Ext, la entrada al amplificador queda conectada a la terminal 
situada inmediatamente debajo del conmutador, marcada con Entrada horizontal. 
A esta terminal y a la de tierra situada debajo se puede conectar cualquier fuente de voltaje que se 
haya de utilizar para producir la deflexión horizontal del haz del osciloscopio. 
En el centro del tablero de la figura 12 hay tres controles con los cuales se altera la frecuencia de 
funcionamiento del oscilador de barrido horizontal incluido en el osciloscopio. El inferior es un 
conmutador de rango, por medio del cual se conectan al oscilador capacitores de diente de sierra de 
diferentes capacidades. Este conmutador puede estar marcado con Frecuencia aproximada (Coarse 
frequency) o con cualquier otro nombre equivalente. Como una capacidad mayor del capacitor de 
diente de sierra hace que aumente la constante de tiempo de la carga a través de una resistencia 
determinada, se sigue que la mayor capacidad hará que disminuya la frecuencia del oscilador. 
Inversamente, cuando se introduzca en el circuito del oscilador una capacidad de diente de sierra 
menor se tendrá un aumento de la frecuencia del oscilador. En las distintas posiciones del 
conmutador de rango se obtienen bandas de frecuencia de barrido que se extienden desde unos 15 
ciclos por segundo hasta unos 30 kilociclos, si los osciladores son de tubo gaseoso, y hasta 70, o 
más, kilociclos por segundo si los osciladores son de tubo de vacío. 
Inmediatamente encima del conmutador de rango hay un control de Vernier de frecuencia 
(Frecuency Vernier) para variar la resistencia a través de la cual se carga el capacitor. Este control 
puede estar marcado con Frecuencia, Frecuencia fina, o con cualquier otro nombre equivalente. 
Cuando la resistencia de carga sea mayor se aumenta la constante de tiempo de la carga y se reduce 
la frecuencia del oscilador, mientras que si la resistencia es menor se reduce la constante de tiempo 
y aumenta la frecuencia del oscilador. Con este control se puede variar la frecuencia de barrido 
horizontal en cualquiera de las bandas seleccionadas con el conmutador de rango. 
El conmutador de rango y el control vernier de frecuencia se pueden ajustar de tal modo que 
aparezcan uno o más ciclos completos del voltaje de entrada vertical en la pantalla del osciloscopio. 
Si estos controles se ajustan de tal forma que la frecuencia de barrido horizontal sea igual a la 
frecuencia del voltaje de entrada vertical, se observará un ciclo completo del voltaje vertical en la 
pantalla. Si la frecuencia de barrido se reduce exactamente a la mitad de la frecuencia vertical, se 
observarán dos ciclos; si se ajusta a la tercera parte de la frecuencia vertical, se tendrán tres ciclos, y 
así sucesivamente. 
Para que el trazo observado en la pantalla del osciloscopio permanezca estacionario es necesario 
que la frecuencia de barrido horizontal esté sincronizada con la frecuencia del voltaje cuya forma de 
onda o amplitud se desea observar, y que es el que produce la deflexión vertical. Si se utiliza el 
oscilador de barrido interno para producir la deflexión horizontal, este oscilador tendrá que estar 
sincronizado con el voltaje de deflexión vertical. Tal sincronización se puede lograr aplicando parte 
del voltaje de deflexión vertical al oscilador de barrido horizontal, exactamente igual como se 
20 
 
aplican los pulsos de sincronización a los osciladores de barrido en los receptores de televisión. Este 
voltaje de sincronización del oscilador de barrido se toma de un punto del amplificador vertical. 
Los controles defrecuencia se utilizan para conseguir que la frecuencia libre del oscilador de 
barrido interno sea apenas un poco inferior que la frecuencia de entrada vertical. Entonces, un 
voltaje de sincronización aplicado al oscilador de barrido hará que la frecuencia del oscilador quede 
sincronizada con la frecuencia de entrada vertical. El voltaje de sincronización produce el efecto de 
bloquear el trazo en una posición fija en la pantalla del tubo del osciloscopio. 
Si no se emplea el oscilador de barrido interno para producir la deflexión horizontal, será también 
necesario sincronizar la frecuencia de deflexión horizontal con la frecuencia de entrada vertical. El 
voltaje de sincronización necesario se tomará entonces de cualquier fuente externa, cuya frecuencia 
sea de una fracción simple (o un submúltiplo) de la frecuencia de entrada vertical. 
La fuente de voltaje de sincronización se selecciona con el Selector de sincronización (Sync 
Selector), situado a la izquierda del conmutador de rango de la figura 12. Cuando este conmutador 
esté en la posición Int, el voltaje de sincronización se toma, como ya se ha dicho, del amplificador 
vertical. Cuando el conmutador selector de sincronización se coloque en la posición de Línea 
(Line), el voltaje de sincronización se toma de uno de los circuitos de filamentos en el interior del 
osciloscopio y su frecuencia será la de la línea de alimentación de C. A. Si el conmutador se coloca 
en la posición Ext, se podrá utilizar para la sincronización cualquier voltaje aplicado entre la 
terminal Sincronización externa y una de las terminales de tierra, situadas en la parte inferior del 
tablero. 
En la parte superior de la sección central del tablero, un poco por debajo del tubo de rayos 
catódicos, hay un Control de sincronización (Sync Control) formado por un potenciómetro (resistor 
variable) con el que se regula la intensidad o amplitud de cualquier voltaje que se emplee para la 
sincronización. Este control se denomina a veces Amplitud de sincronización, Ajuste de 
sincronización, Sincronización de barrido (Sync Amplitude, Sync Adjust, Sweep Sync) o se le da 
otros nombres equivalentes. 
El voltaje de sincronización debe ser de la amplitud mínima posible compatible con la obtención de 
un trazo estacionario. De lo contrario, el trazo se deformará y no se podrá observar la verdadera 
forma de la onda o de la respuesta. El control de sincronización debe ajustarse primero en un punto 
en que casi no actúe, utilizando entonces el vernier de frecuencia para lograr que el trazo quede tan 
estacionario como sea posible. Luego se mueve el control de sincronización suficiente para 
mantener estacionario el trazo. 
1.1.5 Manejo del osciloscopio de primera generación. 
En esta sección, se describirá la manera en que se lleva a la práctica el uso del osciloscopio de 
primera generación para observar una señal cualquiera. 
Se debe mencionar antes de explicar el uso de este osciloscopio, que en muchos osciloscopios la 
colocación de las perillas varía de acuerdo con la marca y modelo del instrumento, por lo que no se 
hará mención alguna a la posición de esas perillas en el tablero, mencionando solo la manera en que 
se efectúan las conexiones en general. 
21 
 
Cualquier voltaje de fuente externa aplicado a la entrada vertical (borne vertical) del osciloscopio 
debe llevarse desde la fuente por un cable blindado, con el blindaje conectado a una terminal de 
tierra del osciloscopio. Aun cuando pudiera no ser necesario el cable blindado para llevar otros 
voltajes de entrada, es preferible hacerlo. 
 Como primer paso en la operación, se ponen los controles de ganancia de los amplificadores en 
"cero" (mínima ganancia). 
Luego se cierra el interruptor principal del osciloscopio y se ajusta el control de intensidad hasta 
que se observe un punto luminoso en la pantalla. 
La intensidad debe ajustarse hasta que pueda observarse claramente el punto luminoso en la 
pantalla, pero no más allá de lo necesario. 
Luego se ajusta el control de foco hasta que se obtenga un punto luminoso de reducido diámetro. 
El siguiente paso consiste en mover los controles de centrado vertical y horizontal para colocar el 
punto luminoso en el centro de la pantalla. 
Si se quiere sincronizar la señal internamente, entonces el selector de entrada horizontal se pone en 
la posición "barrido interno" ("Selector de barrido") y el selector de señales de sincronización en la 
posición "Int". (sincronización interna). Con los controles dispuestos así el canal amplificador 
horizontal queda conectado al oscilador de barrido y éste es sincronizado por la señal bajo 
observación. Si la sincronización es externa entonces el selector de sincronización, en vez de 
ponerse en "Int." se pone en "Ext." (sincronización externa). 
Luego se coloca el selector de frecuencia de barrido en la posición que cubra la frecuencia de la 
señal que se quiere observar, (o en la posición indicada en las instrucciones que se siguen en el 
trabajo que se desea efectuar) y se avanza el control de ganancia horizontal hasta que la línea 
horizontal que aparece en la pantalla se extienda casi hasta las orillas de la pantalla. 
Entonces se pone el atenuador de entrada vertical en la posición de máxima atenuación (100), se 
aplica la señal que se quiere observar a los bornes de entrada vertical y se avanza el control de 
ganancia vertical hasta que la imagen tenga una amplitud tal que quede como a uno o dos 
centímetros de la orilla de la pantalla. 
Si con el control de ganancia movido completamente a la derecha, la imagen resulta muy pequeña, 
entonces se pasa el atenuador a la posición “10” y se trata nuevamente de obtener una imagen de 
tamaño adecuado. Si todavía la atenuación es mucha, entonces se pasa el atenuador a la posición 
"1" y se ajusta el regulador de ganancia hasta que la imagen tenga el tamaño adecuado. Conviene 
siempre observar las señales con la atenuación máxima posible en el circuito de entrada para no 
sobrecargar la primera válvula y con ello evitar la deformación de la señal. 
Una vez reproducida la señal en la pantalla del bulbo de rayos catódicos se ajusta el regulador fino 
de frecuencia (Vernier) hasta lograr que se reproduzca un ciclo (o el número de ciclos deseado) de 
la imagen en la pantalla. Si no es posible mantener estacionaria la señal reproducida en la pantalla, 
entonces se avanza poco a poco el regulador de amplitud de la señal de sincronización y se mueve 
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simultáneamente el regulador fino de frecuencia (Vernier) hasta que la imagen quede inmóvil en la 
pantalla. 
 
Fig. 13. Tres ciclos de una onda senoidal tal como aparece en la pantalla del osciloscopio. 
1.1.6 Medición de diferencias de potencial de C. A. con el osciloscopio. 
El osciloscopio es el voltímetro de mayor precisión que puede tenerse en un laboratorio o en un 
taller; esto se debe a que el haz electrónico de un bulbo de rayos catódicos no ofrece inercia alguna 
y puede seguir fielmente las variaciones de amplitud de un voltaje. Además, el osciloscopio no tan 
sólo indica el voltaje de cresta de la señal sino que también su forma y es posible determinar con él 
el voltaje que corresponde a diversos puntos de la onda de la señal. 
Los voltímetros comunes no pueden seguir las variaciones rápidas de amplitud y por tanto, 
registran el valor promedio de la amplitud. Con señales de onda de forma senoidal, es fácil conocer 
el voltaje de cresta con sólo multiplicar el voltaje efectivo indicado por el voltímetro por 1,41 y el 
de cresta a cresta, multiplicándolo por 2,82. Sin embargo, cuando la onda no es senoidal el 
promedio de amplitud registrado por el voltímetro depende de la forma de onda de la señal y por 
consiguiente, no hay modo de decir cuál es el voltaje de cresta. Además, cuando la señal es 
asimétrica, la amplitud de la cresta positiva es distinta de la negativa. 
Estos osciloscopios comunes funcionaban solamente con voltajes de c.a., debido a que emplean 
pasos amplificadoresacoplados con capacitores y resistores. Sin embargo, había osciloscopios 
especiales que empleaban amplificadores de acoplamiento directo que si podían funcionar con 
señales de c.c. y c.a., pero se empleaban casi exclusivamente en los laboratorios de investigación 
pues su precio era muy elevado. 
Otra ventaja del osciloscopio como voltímetro es su alta impedancia de entrada que suele ser mucho 
mayor que la de cualquier voltímetro de corriente alterna, aun cuando éste sea electrónico. Por lo 
tanto, el osciloscopio no carga tanto al circuito cuyo voltaje se mide y el valor observado diferira 
menos del que realmente existe en el circuito cuando funciona normalmente. 
Para emplear el osciloscopio como voltímetro se puede calibrar el control de ganancia, pero es 
preferible seguir el método de comparación que el de calibrar el control de ganancia en voltajes, 
porque la ganancia del amplificador varía a medida que envejecen las válvulas, etc. 
23 
 
El método de determinar el voltaje de una señal por el método de comparación consiste en tomar 
nota del tamaño de la señal en la pantalla del osciloscopio y entonces, sin cambiar la posición de los 
controles de atenuación, alimentar al osciloscopio una señal procedente de una fuente de corriente 
regulada cuyo voltaje puede variarse con un potenciómetro calibrado en voltajes. Cuando esta 
última señal tiene el mismo tamaño de la señal desconocida o la sección de la onda que se desea 
medir, entonces sus voltajes son iguales y corresponde al indicado en el cuadrante calibrado del 
potenciómetro (resistor variable). Para facilitar la determinación de la amplitud de las señales en la 
pantalla y determinar el voltaje con los osciloscopios se coloca sobre la pantalla del bulbo de rayos 
catódicos una lámina cuadriculada, como la mostrada en la Fig. 14. 
 
 
 Fig. 14. Lámina cuadriculada que se coloca sobre la pantalla del bulbo. 
 
1.1.7 Diferencia de potencial entre picos. 
Los voltajes de las ondas de forma irregular, tales como las de la figura 15, pueden ser medidos de 
la siguiente manera: deben ser de la amplitud total, con una tolerancia de alrededor del diez por 
ciento de los valores esperados. 
 
Fig.15. Diferencia de potencial entre picos (ver líneas horizontales como referencia). 
 
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A estas amplitudes totales se les conoce como voltajes entre picos; es decir: diferencias de potencial 
entre el pico superior y el pico inferior de las formas de onda. Un ejemplo típico es el representado 
en la figura 15. 
Un voltaje entre picos se mide comparando la altura de su trazo en la pantalla del osciloscopio con 
la de un trazo producido por un voltaje conocido aplicado a la entrada vertical. Para comparar las 
alturas es necesario colocar delante de la pantalla del osciloscopio una retícula como la representada 
en la figura 14, o algún otro accesorio equivalente. 
El voltaje que sirva como base de comparación debe ser alterno, de forma de onda senoidal, 
medible con precisión con un voltímetro de corriente alterna, tal como el incluido en un voltímetro 
de tubo de vacío (de válvula) o en los instrumentos conocidos como multímetros, los cuales pueden 
medir volt, ohm y ampere. El método que se sigue es: Se procura obtener en la pantalla del 
osciloscopio un trazo del voltaje que se desea medir. Se ajusta la atenuación vertical y la ganancia 
de forma que la altura del trazo sea de un valor simple, como de 2.5 ó 5 centímetros entre picos. Sin 
modificar la ganancia vertical, se aplica a la entrada vertical del osciloscopio la fuente del voltaje 
base de comparación. La frecuencia de este voltaje no es preciso que sea igual a la del voltaje que se 
mide, ya que la comparación es de la altura de los trazos producidos por los dos voltajes. 
Si el voltaje base de comparación fuera ajustable, procúrese que su trazo tenga la misma altura que 
el voltaje medido. En un voltímetro de corriente alterna se mide el valor eficaz del voltaje base, de 
onda senoidal, y se multiplica este valor por 2.8 para determinar el voltaje entre picos de la forma 
de onda irregular que se está midiendo. 
Si el voltaje base de comparación no fuera ajustable, se podrá modificar la altura del trazo del 
voltaje que se mide por medio del atenuador y del control de ganancia del osciloscopio, hasta que 
sea igual a la del trazo del voltaje base de comparación. El valor de este voltaje, medido con un 
voltímetro, se multiplica por 2.8 para determinar el voltaje entre picos de la forma de onda que se 
está observando. 
La relación entre dos voltajes alternos aplicados a la entrada vertical del osciloscopio es igual a la 
relación existente entre las alturas de los trazos producidos por los dos voltajes, siempre que sus 
frecuencias estén dentro de la banda en la cual el atenuador y el amplificador vertical del 
osciloscopio tengan una ganancia uniforme o plana. Si un voltaje base de comparación, de forma de 
onda senoidal, se mide con un voltímetro de corriente alterna, y el valor medido o eficaz se 
multiplica por 2.8, el producto obtenido será el valor del voltaje entre picos de la onda senoidal. 
Multiplicando este voltaje entre picos por la relación entre las alturas de los trazos se obtendrá el 
valor del voltaje entre picos de la forma de onda irregular que se esté midiendo. 
Es preferible tomar los voltajes base de comparación de un calibrador de voltaje, que puede ser un 
instrumento independiente, o puede estar incluido en el osciloscopio. El calibrador proporciona, por 
lo común, un voltaje de onda cuadrada o de forma de onda senoidal recortada, las cuales tienen 
segmentos planos tanto en la parte superior como en la inferior. Los segmentos planos se 
reproducen en la pantalla como trazos horizontales, cuya separación mutua o altura se puede 
determinar fácilmente, ya se ajuste o no el barrido horizontal del osciloscopio para que el trazo del 
voltaje base de comparación se conserve estacionario. El voltaje proporcionado por el calibrador se 
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expresa directamente por su valor entre picos, ya sea en un voltímetro o bien en la escala graduada 
del botón que se hace girar para ajustar el voltaje del calibrador a la altura del de la forma de onda 
que se esté midiendo. 
1.1.8 Observación de formas de onda de corriente alterna. 
El osciloscopio sirve básicamente por formas de onda de voltaje, y no de corriente. Sin embargo, a 
menudo se desea observar una forma de onda de corriente, ya que únicamente en una resistencia 
pura la forma de onda de voltaje es exactamente igual a la de la corriente impulsada por ella. La 
forma de onda de la corriente en un circuito inductivo o en un circuito capacitivo es totalmente 
distinta de la forma de onda del voltaje aplicado. El trazo A de la figura 16 es la forma de onda del 
voltaje aplicado a las bobinas verticales de un yugo de deflexión y el B es la forma de onda de la 
corriente en las mismas bobinas. 
 
 
 
 Fig. 16 En A se observa la onda de voltaje y en B la onda de la corriente. 
 
Para observar una forma de onda de corriente se abre el circuito por donde ésta circula, como en la 
figura 17, y entre los dos conductores se conecta un resistor no inductivo. Este resistor debe ser de 
un valor pequeño para que no perturbe el funcionamiento normal del circuito; por lo general, se 
logran resultados satisfactorios cuando su valor es de uno a cinco ohm. 
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 Fig. 17. Conexión para observar la señal de corriente en un circuito. 
La entrada vertical del osciloscopio se conecta a los extremos de la resistencia intercalada. Como la 
corriente y el voltaje en una resistencia están en fase, la forma de onda del voltaje observada en el 
osciloscopio será también la forma de onda de la corriente que circula por el resistor y en el 
circuito. 
1.1.9 Calidad del osciloscopio de primera generación. 
La calidad de un osciloscopio de este tipo, estará dada por el número de circuitos amplificadores 
que tenga, el rango de frecuencias que maneje el circuito de base