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• Jhonatan Matos

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1.

Introducción

El presente informe tiene como objetivo explicar el uso adecuado y correcto del osciloscopio para futuras aplicaciones en diversos tipos de circuitos. El osciloscopio es una herramienta indispensable en la actualidad su uso puede estar dirigido a varios tipos de profesiones pues será capaz de darnos el valor de una presión, ritmo cardiaco, potencia de sonido, nivel de vibraciones en un coche, etc.

1

Objetivos

1.1

Objetivo General 

1.2

Usar de manera correcta el osciloscopio de manera que los estudiantes puedan comprender su uso. Así como calibrarlo y utilizarlo para medir: voltaje, tiempos y frecuencias, reconocer las diferentes funciones de voltaje periódicas en el tiempo. Objetivos Específicos

-

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.

2 2.1

Fundamento teórico El osciloscopio

Empezaremos por definir el osciloscopio como un dispositivo de visualización grafica que nos permite medir voltajes, mostrándolos en señales eléctricas que varían con el tiempo. Este dispositivo es el instrumento más versátil que existen, que puede medir un gran número de fenómenos, provisto de un transductor adecuado (un elemento que convierte una magnitud física en eléctrica) que será capaz de darnos el valor del ritmo cardiaco, potencia de sonido, nivel de vibraciones, valor de una presión, etc.

2.2 2.2.1

Tipos Osciloscopio analógico.

Permiten observar en la pantalla una reproducción fiel de la evolución temporal de una señal. Así mismo la mayor o menor confiabilidad dependerá de la calidad de instrumento que se utilice. Permiten hacer mediciones de acuerdo al tipo de onda visualizada. 2.2.2

Osciloscopio digital.

Permiten realizar un muestreo de la señal a representar y almacenan los datos obtenidos, así como guardar formas de onda correspondientes a distintas mediciones (incluso de ondas no periódicas) para su posterior visualización. Asimismo dispone de cursores que pueden desplazarse para facilitar la medición sobre la imagen, así como facilitar el cálculo del valor medio, voltaje eficaz, etc.

3

Materiales Nombre Osciloscopio

Cable coaxial

Generador de funciones

Protoboard

Cables de conexión Resistencia Condensador cerámico

Ilustración

4

Desarrollo del laboratorio

Preguntas previas. -

Explique el funcionamiento del osciloscopio Para visualizar los diferentes tipos de ondas y señales que existen y conocer asi sus características como amplitud, periodo, etc.

-

¿Cuál es la función del generador de señal? Para generar ondas cuadradas, sinusoidal, triangular, etc. Y variar las características de las señales.

-

¿Para qué sirven las gráficas de Lissajous? Sirve para poder conocer la fase relativa y la frecuencia entre dos ondas.

-

¿Qué entiendes por factor de sensibilidad vertical? Muestra la capacidad del osciloscopio para potenciar señales débiles.

-

¿Qué entiendes por acoplamiento en D.C? Indica la parte positiva en el osciloscopio

-

Defina que es un decibel Es una magnitud utilizada para expresar el nivel del sonido.

1. Medicion de la señal de ajuste de las puntas de prueba del osciloscopio Energice el osciloscopio a uno de sus conectores de entrada, seleccione la fuente de disparo (CH1 o CH2 de acuerdo al canal que conecte) y el modo de barrido (SWEEP MODE) en AUTO. Dibuje en la cuadricula mostrada la señal resultante y reporte las características de la señal que se obtiene.

Realice sus mediciones a la máxima sensibilidad. FSH = Factor de sensibilidad horizontal. FSV = Factor de sensibilidad vertical. El periodo T se calcula de la siguiente manera. T = FSH x No. DIVISIONES. La amplitud = FSV x No. DIVISIONES. FSH = 200uS FSV = 500mV T = 1mS La amplitud = 1V. 2. Comprobación del funcionamiento del generador de señales. Energice el generador de señales, conecte su terminal de salida a la entrada del canal 1 del osciloscopio, (utilice dos conectores BNC – caimán). Coloque la perilla de frecuencia del generador 10 KHz. Varié la altitud de la forma de onda de la señal seleccionada y repórtela en la siguiente tabla, con los valores leídos para cada una de las posiciones del atenuador de la señal de salida del generador. POSICIONADOR DEL ATENUADOR Función Senoidal Función Triangular Función Cuadrada

0dB

-20dB

20 Vpp 1 Vpp 20 Vpp 1 Vpp 20 Vpp 1 Vpp

2,0Vpp 0.1Vpp 2,0Vpp 0.1Vpp 2.0Vpp 0.1Vpp

3. Cálculo de frecuencias máxima y mínima del generador de señales. -

Para una señal senoidal de 5Vpp a 10 KHz (Coloque en X10K y con el ajuste fino póngalo a 10), varie la perilla de la frecuencia para reportar los valores de frecuencia mínima y máxima obtenidas para este intervalo de frecuencia. Frecuencia mínima = 160 Hz Frecuencia máxima = 103 Hz

4. Medida del voltaje DC Seleccione una señal triangular de 1 Vpp y una frecuencia de 20 KHz. Conéctela a la entrada del canal 1 del osciloscopio, seleccione la posición de acoplamiento a GND y verifique que la traza cruce en el centro de la pantalla. Seleccione ahora la posición de acoplamiento en DC, active la perilla de

POLARIZACION de DC, (offset) del generador (En algunos generadores se activa jalando suavemente la perilla, en otros existe un pulsador para activar esta función), gírela hacia el valor máximo y mínimo del reporte: Máximo voltaje de DC agregado a la señal de distorsión. V cd max = 12,5 V Minimo voltaje de DC agregado a la señal de distorsión. V cd min = 12,5 V Seleccione una señal triangular de 1 Vpp y una frecuencia de 10 KHz. Conéctela a la entrada del canal 1 del osciloscopio, seleccione la posición de acoplamiento a GND y verifique que la traza cruce en el centro de la pantalla. Seleccione ahora la posición de acoplamiento en DC, active la perilla de POLARIZACION de DC, (offset) del generador (En algunos generadores se activa jalando suavemente la perilla, en otros existe un pulsador para activar esta función), gírela hacia el valor máximo y mínimo del reporte: Máximo voltaje de DC agregado a la señal de distorsión. V cd max = 10V Minimo voltaje de DC agregado a la señal de distorsión. V cd min = 10 V 5. El osciloscopio como graficador X-Y Desplazamiento cartesiano del haz electrónico sujeto a distintas polaridades de tensión en las terminales de entrada del osciloscopio. Coloque los interruptores de acoplamiento de ambos canales e la posición GND (tierra). Emplee los controles de POSICION X y POSICION Y, para colocar el ORIGEN (La referencia 0Vx, OVy), del punto luminoso en el centro de la pantalla del osciloscopio. Y ponga el osciloscopio en modo X-Y. Coloque los selectores de acoplamiento (interruptores) de cada entrada a la posición DC y conecte el canal 1 del osciloscopio en la entrada del circuito de la figura 1 y el canal 2 en la salida del mismo. ¿Qué indica la figura obtenida?

6. Medición del ángulo de desfasamiento, en un circuito RC alimentando con una señal senoidal. Puesto que se trata de medir el ángulo de fase (que es función del tiempo), se puede hacer la medición de este aun cuando los controles variables del FSV (Canal 1 y/o Cana 2), sean movidos de su posición de CALIBRADO (CAL). Conecte el osciloscopio al circuito de la figura 1 y obtenga el ángulo de desfasamiento, en R. Metodo de muestreo Graficas en el tiempo. FSV = 2v FSH=0.5ms Metodo de muestreo Graficas de Lissajous FSV = 20mv FSH=0.5ms

Frecuencia (Hz) 1kHz 300Hz 60Hz

5

6

Vr(pp) 6Vp 6Vp 6Vp

Angulo 60 25 10

Vc(pp) 12Vc 13Vc 15Vc

Angulo 83 25 5

TEORICO LISSAJOUS TIEMPO

Conclusiones -

Por lo trabajado en el laboratorio se puede observar el uso del osciloscopio y los diferentes tipos de gráficas y usos que se puede obtener mostrándonos, de esta forma, una característica de estos.

-

Se puede obtener de manera alterna curvas sinusoidales, triangulares y cuadráticas.

-

En las gráficas obtenidas podemos observar que al variar la escala del voltaje en el osciloscopio la curva se expande o se contrae manteniéndose el voltaje inicial. Lo mismo ocurre si variamos la escala del tiempo, la gráfica se expande o contrae en el eje horizontal manteniéndose el valor de la frecuencia.

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El uso del osciloscopio es muy importante, debido a que nos permite medir la evolución de cualquier tipo de señal. Asimismo nos ayuda a poder medir voltajes mediante gráficas

Referencia http://prof.usb.ve/mirodriguez/osciloscopio.pdf

http://profesores.sanvalero.net/~arnadillo/Documentos/Apuntes/Analogica/UD2_Instrumentos %20de%20medida/Presentacion%20Osciloscopio.pdf http://www.departamento.us.es/deupfis1/FEE/transparencias_osci.pdf https://www.academia.edu/34933889/INFORME_OSCILOSCOPIO_pdf https://www.academia.edu/34933889/INFORME_OSCILOSCOPIO_pdf