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UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS

LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRONICOS 1 INFORME PREVIO 1 PROFESOR: Torres Leon Alfredo

ALUMNO:

Silvera Ñaupari Joel Jhordano

2018

16190236

Informe Previo:

1. Analizar información técnica acerca de los instrumentos de medición

OSCILOSCOPIO Un osciloscopio es un instrumento de medición electrónico para la representación gráfica de señales eléctricas que pueden variar en el tiempo. Es muy usado en electrónica de señal, frecuentemente junto a un analizador de espectro. Presenta los valores de las señales eléctricas en forma de coordenadas en una pantalla, en la que normalmente el eje X (horizontal) representa tiempos y el eje Y (vertical) representa tensiones. La imagen así obtenida se denomina oscilograma. Suelen incluir otra entrada, llamada "eje Z" o "Cilindro de Wehnelt" que controla la luminosidad del haz, permitiendo resaltar o apagar algunos segmentos de la traza. Los osciloscopios, clasificados según su funcionamiento interno, pueden ser tanto analógicos como digitales, siendo el resultado mostrado idéntico en cualquiera de los dos casos, en teoría.

MULTIMETRO El multímetro digital es un instrumento electrónico de medición que generalmente calcula voltaje, resistencia y corriente, aunque dependiendo del modelo de multímetro puede medir otras magnitudes como capacitancia y temperatura. Gracias al multímetro podemos comprobar el correcto funcionamiento de los componentes y circuitos electrónicos.

GENERADOR DE SEÑALES Un generador de señales es un instrumento que proporciona señales eléctricas. En concreto, se utiliza para obtener señales periódicas (la tensión varía periódicamente en el tiempo) controlando su periodo (tiempo en que se realiza una oscilación completa) y su amplitud (máximo valor que toma la tensión de la señal)

FUENTES DE PODER DC Fuentes de corriente directa. También son llamadas fuentes de alimentación, son un dispositivo que convierte la tensión alterna de la red de suministro, en una o varias tensiones, prácticamente continuas, que alimentan los distintos circuitos del aparato electrónico al que se conecta (ordenador, televisor, impresora, router, etc.) Las fuentes de alimentación, para dispositivos electrónicos, pueden clasificarse básicamente como fuentes de alimentaciones lineales y conmutadas. Las lineales tienen un diseño relativamente simple, que puede llegar a ser más complejo cuanto mayor es la corriente que deben suministrar, sin embargo su regulación de tensión es poco eficiente. Una fuente conmutada, de la misma potencia que una lineal, será más pequeña y normalmente más eficiente pero será más compleja y por tanto más susceptible a averías

RESISTORES El símbolo de la resistencia es:

Una resistencia también llamado resistor es un elemento que causa oposición al paso de la corriente, causando que en sus terminales aparezca una diferencia de tensión (un voltaje).

2. Definir y presentar los esquemas eléctricos de los siguientes instrumentos: voltímetro, amperímetro y ohmímetro.

VOLTIMETRO DIGITAL Esquema eléctrico.

AMPERIMETRO DIGITAL Este circuito se compone de dos integrados. Un conversor analógico digital (CA3162) y un decodificador de siete segmentos (CA3161). El circuito se alimenta con 5 voltios y sólo lleva dos ajustes, R2 de 47k sirve para poner a 0 los display. Para ello debemos cortocircuitar la entrada del amperímetro y girar lentamente R2 hasta leer 0-0-0 en los displays. La resistencia variable R1 sirve para calibrar el nivel de corriente. Más adelante veremos su ajuste. El circuito está pensado para integrarlo en nuestra fuente de alimentación. El esquema sería este:

3. Explicar los conceptos de sensibilidad, exactitud, precisión y respuesta de frecuencia de los multímetros. SENSIBILIDAD Es la habilidad de un instrumento para indicar pequeños cambios de la magnitud medida. Así por ejemplo un multímetro digital de 5 dígitos con un rango de 100 mV de fondo de escala, tiene una sensibilidad de 1 μV. O sea que la menor lectura de voltaje que puede hacer es de 1μV. Este concepto se aplica más en instrumentos analógicos. EXACTITUD El concepto de exactitud, cuando se aplica a instrumentos que muestran una lectura mediante el empleo de una escala y una aguja se refiere por lo general al valor de su escala completa (a menos que se especifique otra cosa). Cuando se dice que la exactitud de un medidor es de 1 por ciento, esto significa que una lectura que se tome en cualquier lugar de una de sus escalas no tendrá error mayor que el 1 por ciento del valor de la escala completa.

PRECISIÓN Es el mayor error permitido, expresado como un porcentaje o un valor absoluto. O sea, es la exactitud de la medición. En multímetros digitales, la precisión se expresa por dos términos. Uno de ellos es la cantidad de dígitos fijos de error y el otro termino puede expresarse de cuatro formas: a- % de la lectura especificada: Error % = (100)* (valor indicado) - (Valor Verdadero) Valor Verdadero En los instrumentos digitales, por ejemplo, se expresa como + (2,0 % de la lectura + 2 dígitos), indicando que el error del valor leído está dentro del 1,3 % y además 2 dígitos de error fijo. Por ejemplo en ese caso, si la lectura es 1200 mV, el error es de 24 mV (2,0 % de 1200) + 2 mV (2 dígitos), siendo la lectura verdadera, en el peor de los casos: (1200 - 24 - 2) (1200 + 24 + 2) 1174 mV ≤ Valor verdadero ≤ 1226 mV b- Error expresado en dígitos: = + x dígitos Por ejemplo, si el error es de + 2 dígitos en la escala de milivolts, y tenemos una lectura de

1.499 volts, esto significa que el error es de + 2 milivoltios y la lectura real puede ser 1501 a 1597 mvolts. Este tipo de indicación de error es fijo, o sea independientemente del valor leído. El error es siempre de igual cantidad de dígitos por arriba o por abajo del valor indicado.

4. Mostrar el diagrama de bloques y explicar las características más importantes de un osciloscopio.

El Osciloscopio es uno de los más importantes aparatos de medida que existen actualmente. Representan gráficamente las señales que le llegan, pudiendo así observarse en la pantalla muchas más características de la señal que las obtenidas con cualquier otro instrumento. Hay muchos aparatos de medidas capaces de cuantificar diferentes magnitudes. Por ejemplo, el voltímetro mide tensiones, el amperímetro intensidades, el vatímetro potencia, etc. Pero, sin duda alguna, el aparato de medidas más importante que se conoce es el Osciloscopio. Con él, no sólo podemos averiguar el valor de una magnitud, sino que, entre otras muchas cosas, se puede saber la forma que tiene dicha magnitud, es decir, podemos obtener la gráfica que la representa. Por otra parte los osciloscopios digitales tienen un aspecto totalmente distinto a los convencionales pero, si entendemos el funcionamiento de los Analógicos, será muy sencillo aprender a manejar los digitales. Los más modernos son, en realidad, un pequeño computador destinado a captar señales y a representarlas en la pantalla de la forma más adecuada. Éstos tratan de imitar los antiguos mandos de los osciloscopios normales, de modo que, en realidad, sólo es necesario aprender la forma en que el aparato se comunica con el usuario. Esto se hace normalmente en forma de menús que pueden aparecer en pantalla con opciones que el usuario puede elegir con una serie de pulsadores.

La forma de trabajo de un osciloscopio consiste en dibujar una gráfica “Una gráfica es una curva que tiene dos ejes de referencia, el denominado de abscisas u horizontal y el eje de ordenadas o vertical. Para representar cada punto de la gráfica tememos que dar dos coordenadas, una va a corresponder a su posición respecto al eje horizontal y la otra va a ser su posición respecto al en el vertical. Esta gráficas se va a representar en la pantalla que tienen todos los osciloscopios”debido al movimiento de un haz de electrones sobre una pantalla de fósforo que la parte interna del tubo de rayos catódicos. Para representar dicha señal sobre el tubo se realiza una división en dos partes: señal vertical y señal horizontal. Dichas señales son tratadas por diferentes amplificadores y, después, son compuestas en el interior del osciloscopio. Un osciloscopio puede ser utilizado para estudiar propiedades físicas que no generan señales eléctricas, por ejemplo las propiedades mecánicas. Para poder representar en pantalla del osciloscopio dichas propiedades, en necesario utilizar transductores que convierta la señal que le llega, en este caso la mecánica, en impulsos eléctricos. Un osciloscopio es un aparato que basa su funcionamiento en la alta sensibilidad que tiene a la tensión, por lo que se pondría entender como un voltímetro de alta impedancia. Es capaz de analizar con mucha presión cualquier fenómeno que podamos transformar mediante un transductor en tensión eléctrica. Con el osciloscopio se pueden hacer varias cosas, como:      

Determinar directamente el periodo y el voltaje de una señal. Determinar indirectamente la frecuencia de una señal. Determinar que parte de la señal es DC y cual AC. Localizar averías en un circuito. Medir la fase entre dos señales. Determinar que parte de la señal es ruido y como varia este en el tiempo.

En todos los osciloscopios podemos distinguir tres partes:   

la pantalla; un canal de entrada por las que se introduce la diferencia de potencial a medir; una base tiempos.

a) La pantalla es dónde vamos a ver las señales introducidas por el canal de entrada. Está fabricada con un material fluorescente que se excita a la llegada de los electrones procedentes de un tubo de rayos catódicos situado en el interior del osciloscopio. La intensidad de éste cañón y su enfoque sobre la pantalla se puede controlar con los mandos 2 y 4 (ver figura 1). b) El canal de entrada para la señal de tensión (en nuestro osciloscopio hay dos) consta de un borne para la recepción de la señal ( 24 y 37 cuando se introduce utilizando una clavija coaxial, también conocida como BNC); así como un conmutador giratorio para cada canal, 26 y 3 4, que permiten variar el factor de amplificación de la señal según el eje Y. Esta amplificación posee un ajuste fino en 27 y 33, pero para realizar medidas éste deberá estar en su posición CAL (posición tope en sentido horario). Los conmutadores 26 y 34 nos señalan en su escala el número de voltios por división que tenemos. Esta será la base con la cual podremos conocer el valor de nuestra señal. Cada cuadrado de la pantalla del osciloscopio representa el valor elegido en la escala. El error de medida se corresponde con la menor indicación en la pantalla (o la mitad) del aparato. Hay que tener en cuenta que esta escala depende de la posición del mando 26(también con el 34). c) La base tiempos es vital en el osciloscopio para el registro de las señales que varían con el tiempo. El valor de la tensión de la señal de entrada aparece según el eje vertical (eje Y) y la señal es representada en función del tiempo según el eje horizontal (eje X). La escala de

tiempos puede modificarse girando el conmutador 12. Este mando posee también un ajuste fino en 13, y deberá estar girado a tope en sentido horario para que la escala de medida de tiempos que indica el mando sea correcta. Para ver correctamente en la pantalla señales que no permanecen estacionarias en la misma, el osciloscopio dispone de un control de disparo (trigger), que permite fijar en la pantalla todas las señales. Para que funcione correctamente es necesario tener el botón 15 en posición NORM y girar el botón 16 hasta que se establece la señal. Para ello el botón 14 no deberá estar presionado. El error de medida se corresponde con la menor indicación en la pantalla (o la mitad) del aparato. Hay que tener en cuenta que esta escala depende de la posición del mando 12.

5. Explicar las funciones de las llaves de control a manipularse

Utilización En un osciloscopio existen, básicamente, dos tipos de controles que son utilizados como reguladores que ajustan la señal de entrada y permiten, consecuentemente, medir en la pantalla y de esta manera se puede ver la forma de la señal medida por el osciloscopio, esto denominado en forma técnica se puede decir que el osciloscopio sirve para observar la señal que quiera medir. Para medir se lo puede comparar con el plano cartesiano. El primer control regula el eje X (horizontal) y aprecia fracciones de tiempo (segundos, milisegundos, microsegundos, etc., según la resolución del aparato). El segundo regula el eje Y (vertical) controlando la tensión de entrada (en Voltios, milivoltios, microvoltios, etc., dependiendo de la resolución del aparato). Estas regulaciones determinan el valor de la escala cuadricular que divide la pantalla, permitiendo saber cuánto representa cada cuadrado de ésta para, en consecuencia, conocer el valor de la señal a medir, tanto en tensión como en frecuencia. (en realidad se mide el periodo de una onda de una señal, y luego se calcula la frecuencia).