8. Medir señales | Electrónica Analógica para Programadores

01 · Punto de partida

El tester resume, el scope dibuja

Ante una senoide de 50 Hz el tester dice “3,54 V” y el osciloscopio dibuja la onda completa con su período. Ninguno miente: uno resume en un número, el otro muestra la historia. Saber qué pedirle a cada uno (y qué no) es medir señales de verdad.

Este tema cierra el bloque de señales (1–8): al terminar elegís instrumento por frecuencia y forma sin dudar.

¿Qué da cada modo del tester?
¿Cómo se lee una pantalla (V/div, s/div, trigger)?
¿Qué cuidados tienen las sondas?
¿Cuándo alcanza el tester y cuándo no?

02 · Tester

Tres modos, tres verdades parciales

Qué dice cada modo (senoide ±5 V, 50 Hz).
Modo	Muestra	Límite
V DC	0 V (promedio)	No ve la alterna
V AC	3,54 V (eficaz)	Solo seno a 50/60 Hz en baratos
Hz / %	50 Hz (algunos)	Necesita amplitud mínima

Con offset 2,5 V: DC dice 2,5 (el nivel), AC dice 3,54 (la alterna). Juntos reconstruyen la ficha sin ver la forma (Tema 6).

03 · Osciloscopio

Leer la pantalla en 4 mandos

1
V/div (vertical).
Cada cuadro vale tantos voltios: 2 V/div muestra ±5 V en 5 cuadros. Elegir para que ocupe media pantalla o más.
2
s/div (horizontal).
Cada cuadro vale tanto tiempo: 5 ms/div muestra 20 ms (50 Hz) en 4 cuadros. Ideal: 2–4 períodos en pantalla.
3
Trigger (disparo).
Congela la imagen disparando siempre en el mismo punto (flanco + nivel). Sin trigger la onda “corre”.
4
Acoplo DC/AC + sonda.
DC muestra todo (con offset); AC quita la continua. Sonda ×10 para alta tensión/frecuencia (divide ×10, avisa al scope).

V/div→s/div→trigger→leer Vpp, T, forma

Ajustes de ejemplo.
Señal	V/div	s/div	Se ven
Senoide ±5 V, 50 Hz	2 V	5 ms	5 div pp, 4 div por T
Cuadrada 0–5 V, 1 kHz	2 V	0,2 ms	2,5 div pp, 5 div por T
Triangular ±3 V, 440 Hz	2 V	0,5 ms	3 div pp, ~4,5 div por T

04 · Sondas y masas

El clip negro manda (y a veces muerde)

Clip a GND del circuito: La referencia de la medida: todo se dibuja contra ese punto. Mal clip = dibujo mentiroso.
Masa del scope = tierra de red: En scopes de mesa, el clip está a tierra física: conectarlo a un punto “vivo” cortocircuita por la red. Regla: solo GND del circuito o fuente flotante (a pilas).
Sonda ×10: Divide ×10 y carga 10× menos: para señales rápidas o débiles. Avisar al scope (menú 10×) o leer todo ×10 mental.
Compensación: La sonda se calibra con la señal cuadrada del propio scope: esquinas redondas o con pico = destornillador al trimmer.

05 · Decisor en código

Qué instrumento pide cada señal

Reglas del tema codificadas: por frecuencia, forma y amplitud:

Python en tu navegador. Cargá tus señales y ejecutá la recomendación.

def instrumento(f_hz, forma="senoide", vpp=5.0):
    if f_hz < 1:
        rec = "multímetro + paciencia (lento)"
    elif f_hz <= 2000 and forma == "senoide":
        rec = "tester AC/DC + Hz (alcanza)"
    else:
        rec = "osciloscopio (forma/rapidez)"
    print(f"{forma} {vpp}Vpp @{f_hz}Hz -> {rec}")
    return rec


for s in [("senoide", 0.001), ("senoide", 50), ("cuadrada", 1000), ("voz", 440)]:
    pass
instrumento(50)
instrumento(1000, "cuadrada")
instrumento(440)

Agregá tu PWM 25 kHz y tu NTC: ¿qué recomienda cada uno? ¿Coincide con tu intuición?

Ajustes sugeridos de scope

Proponer V/div y s/div automáticamente:

def ajustes_scope(vpp, f_hz):
    vdiv = vpp / 5
    sdiv = (1 / f_hz) / 4
    print(f"V/div ~ {vdiv:.1f}V  s/div ~ {sdiv*1000:.2f}ms (2-4 períodos en pantalla)")
    return vdiv, sdiv


ajustes_scope(10, 50)
ajustes_scope(5, 1000)

06 · Analogía programador

Logs vs. profiler

1
Tester = log de una línea.
Un número resumen por modo: barato, rápido, sin contexto temporal.
2
Scope = profiler con timeline.
Historia completa contra el tiempo: forma, jitter, rebotes, todo visible.
3
Trigger = breakpoint.
Congela cuando pasa algo: flanco + nivel como condición de corte.

07 · Exploración

Laboratorio: ¿con qué la mido?

Elegí la señal: el laboratorio dice qué muestra el tester, qué ajustes pide el scope y con cuál alcanza.

GUÍA 08

Señal → instrumentos

f + forma → equipo

Señal:

Tester DC / AC0 / 3,54 V

Scope V/div · s/div2 V · 5 ms

Alcanza conTester (senoide lenta)

CuidadoClip a GND flotante

Senoide 50 Hz: tester alcanza, scope sobra.

Preguntas para explorar

¿Por qué la cuadrada 1 kHz exige scope aunque el tester tenga modo Hz?
¿Qué ves en el scope con la voz que el tester jamás muestra?
¿Por qué el NTC no necesita scope ni aunque tuvieras uno?

Ver respuestas sugeridas

Porque Hz dice la f pero no el duty ni la forma: 1 kHz al 10 % y al 90 % “suenan” igual al tester.
Envolvente, picos, recortes y ruido: la historia completa contra el tiempo.
Porque varía en minutos: el tester con paciencia la caracteriza entera. Scope para lo rápido.

08 · Comprensión

Confusiones frecuentes

«Scope muestra valores exactos siempre»

Muestra con su tolerancia (3–5 %), sonda sin compensar y masa ruidosa: exacto es relativo. Calibrar sonda y clip primero.

«Con Hz del tester no necesito scope»

Hz sin forma es medio diagnóstico: duty, offset, ruido y distorsión quedan afuera. Frecuencia ≠ señal.

«La masa del scope va a cualquier punto»

Va a GND del circuito flotante: a otro punto cortocircuitás por tierra de red (o falseás todo). Clip con criterio.

«Más ancho de banda siempre mejor»

De más muestra ruido que no te importa y cuesta. BW ≈ 5× tu f máxima: justo y necesario.

09 · Práctica guiada

Ejercicios de medición

Ejercicio 1: ajustes a mano

Triangular ±3 V, 440 Hz. Con ajustes_scope(): ¿V/div y s/div? ¿Cuántos períodos en pantalla?

Ver solución razonada

V/div ≈ 1,2 V (6/5), s/div ≈ 0,57 ms (T 2,27/4): ~4 períodos. Redondear a perillas estándar cercanas.

Ejercicio 2: decidir instrumento

Con instrumento(): rizado 100 Hz triangular, PWM 25 kHz, NTC diario. ¿Qué recomienda cada uno? ¿Coincide con el lab?

Ver solución

Rizado: tester + scope simple. PWM 25 kHz: scope. NTC: tester + paciencia. La función decide como el laboratorio.

Ejercicio 3: leer pantalla descrita

Cuadrada ocupa 2,5 div pp con 2 V/div y un período ocupa 5 div con 0,2 ms/div, entre 0 y arriba. ¿Vpp? ¿T y f? ¿Offset y duty?

Ver solución

Vpp = 5 V, T = 1 ms (f 1 kHz), offset 2,5 V. Duty no se sabe sin medir el alto: faltaría ese dato.

10 · Síntesis

Ideas para recordar

Tester: DC medio, AC eficaz (seno), Hz frecuencia. Scope: forma + Vpp + T + duty.
Ajustes: 2–4 períodos en pantalla, V que llene media pantalla, trigger que congele.
Clip a GND flotante; ×10 con aviso; 220 V prohibido.
BW ≈ 5× f máxima; cada rango con su instrumento.
Bloque señales cierra acá: describir, generar, medir.

Señales medidas de verdad. Ahora, a llevarlas al rango útil: en el próximo tema, acondicionamiento sensor→ADC.