Osciloscopio Practica En Laboratorio 2e5t6n

DEPARTAMENTO DE ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA CARRERA DE INGENIERIA ELECTRONICA. ASIGNATURA DISPOSITIVOS Y MEDICIONES NRC: 2767 INFORME DE LABORATORIO N° 4 PROFESOR: Ing. Franklin Pacheco INTEGRANTES: 1. Aguilera Israel 2. Gavilema Stefanny 3. Paredes Diana 4. Pérez Evelyn

2013 – SANGOLQUI

Contenido 1.

TEMA ......................................................................................................................................... 3

2.

OBJETIVOS .............................................................................................................................. 3

3.

MATERIALES Y EQUIPOS ................................................................................................... 3

4.

MARCO TEÓRICO ................................................................................................................. 3

5.

PROCEDIMIENTO O METODOLOGÍA ............................................................................. 5

6.

RESULTADOS ......................................................................................................................... 13

7.

ANALISIS DE RESUSLTADOS ........................................................................................... 17

8.

CONCLUSIONES DE LA PRACTICA ................................................................................ 17

9.

CONCLUSIONES ................................................................................................................... 18

10.

RECOMENDACIONES ..................................................................................................... 19

11.

ANEXOS .............................................................................................................................. 20

12.

BIBLIOGRAFIA ................................................................................................................. 28

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1. TEMA OSCILOSCOPIO 2. OBJETIVOS 

Comprender el principio de funcionamiento del osciloscopio analógico y estar en capacidad de identificar los diferentes bloques de controles en los instrumentos que se encuentren a la disposición.



Usar adecuadamente el osciloscopio para observar las formas de onda, y medir amplitudes y frecuencias con este instrumento.

3. MATERIALES Y EQUIPOS 

Instrumentos o Caja de resistencias o Fuente DC. o Generador o Osciloscopio  Materiales o Protoboard. o 2 Multímetro. o Cables conductores. o Cables de conexión banana-banana o Cables de conexión lagarto-lagarto 4. MARCO TEÓRICO OSCILOSCOPIO Funcionamiento Los osciloscopios analógicos tienen un tubo de rayos catódicos que consta de tres partes fundamentales encerradas en un tubo de vidrio y con un vacío elevado: Cañón de electrones. - Básicamente consta de tres dispositivos:  Un filamento F que calienta el cátodo C para que emita electrones  Un ánodo A, conectado a potencial positivo con respecto a C, que acelera los electrones, actuando al mismo tiempo de diafragma, dando lugar al estrecho haz de electrones O O’.  El llamado cilindro Whenelt o cilindro rejilla W que está a potencial negativo con respecto a C y cuya misión es regular la intensidad del haz. Dispositivo de desviación de electrones.-está formado por dos pares de placas PH y PV. El primer par PH crea un campo eléctrico E horizontal y el segundo PV otro vertical, lo que permite desviar el haz de electrones en ambos sentidos. (En algunos osciloscopios se usa un 3

procedimiento de desviación magnética). La desviación puede ser prácticamente proporcional a la tensión aplicada a las placas deflectoras. Con los dos pares de placas el punto puede desviarse a cualquier punto de la pantalla. Pantalla.-El interior de la parte frontal del tubo P está recubierto por una sustancia fluorescente que se ilumina cuando inciden sobre ella los electrones, lo que constituye la pantalla del osciloscopio. La respuesta de los electrones a las tensiones aplicadas es muy rápida de modo que el ojo humano no podría seguir el movimiento de los mismos. Para evitar este problema se utiliza simultáneamente los dos pares de placas deflectoras de la forma siguiente: el voltaje que se quiere observar se aplica a las placas deflectoras verticales y simultáneamente a las placas deflectoras horizontales se aplica un voltaje que aumenta uniformemente con el tiempo, así el punto dibuja un gráfico de V en función de t, siendo la desviación vertical del haz proporcional a V(t) y la horizontal al tiempo.

Controles del instrumento  





Controles generales.-Actúan sobre la generación del trazo y sobre funciones rias del instrumento. Controles de la deflexión vertical.-Son todos aquellos que actúan sobre el eje vertical de la pantalla, mediante los cuales se puede definir la escala y la posición del cero del mismo, así como determinar qué señales se mostrarán en el caso de osciloscopios con más de un canal. Controles de la base de tiempo (barrido horizontal).-Son los relacionados con el barrido horizontal o base de tiempo del instrumento. Permiten ajustar la escala y el cero del eje horizontal. En el caso de los osciloscopios con barrido demorado, mediante estos controles es posible analizar pequeños segmentos de la onda. Controles del circuito de disparo (gatillado).-Son los que permiten sincronizar el barrido horizontal con la señal a mostrar, de forma tal de obtener una imagen estable en la pantalla. Existen distintas alternativas de sincronización predefinidas, apropiadas para los tipos de señales más frecuentes.

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GENERADOR DE FUNCIONES Funcionamiento Un generador de funciones es un instrumento versátil que genera diferentes formas de onda cuyas frecuencias son ajustables en un amplio rango. Las salidas más frecuentes son ondas sinodales, triangulares, cuadradas y diente de sierra. Las frecuencias de estas ondas pueden ser ajustadas desde una fracción de hertz hasta varios cientos de kilo hertz. Un generador de funciones puede fijar la fase de un generador de funciones con una armónica de una onda sinodal del otro generador. Mediante el ajuste de fase y amplitud de las armónicas permite general casi cualquier onda obteniendo la suma de la frecuencia fundamental generada por un generador de funciones de los instrumentos y la armónica generada por el otro. El generador de funciones también se puede fijar en fase a una frecuencia estándar, con lo que todas las ondas de salida generadas tendrán la exactitud y estabilidad en frecuencia de la fuente estándar. La fuente de corriente superior aplica una corriente constante al integrador, cuyo voltaje de salida se incrementa en forma lineal con el tiempo. La conocida relación da el voltaje de salida. Un incremento o decremento de la corriente aplicada por la fuente de corriente superior aumenta o disminuye la pendiente del voltaje de salida. El multivibrador comparador de voltaje cambia de estado a un nivel predeterminado sobre la pendiente positiva del voltaje de salida del integrador. Este cambio de estado desactiva la fuente de corriente superior y activa la fuente inferior. Dicha fuente aplica una corriente distinta inversa al integrador, de modo que la salida disminuya linealmente con el tiempo. Cuando el voltaje de salida alcanza un nivel predeterminado en la pendiente negativa de la onda de la salida, el comparador de voltaje cambia de nuevo, desactiva la fuente de corriente inferior y activa al mismo tiempo la fuente superior. El voltaje a la salida del integrador tiene una forma de onda triangular cuya frecuencia está determinada por la magnitud de la corriente aplicada por las fuentes de corriente constante. El comparador entrega un voltaje de salida de onda cuadrada de la misma frecuencia. La tercera onda de salida se deriva de la onda triangular, la cual es sintetizada en oda senoidal por una red de diodos y resistencias. En ese circuito la pendiente de la onda triangular se altera a medida que su amplitud cambia resultado una onda senoidal con menos del 1% de distorsión. Los circuitos de salida del generador de funciones consisten de dos amplificadores que proporcionen dos salidas simultáneas seleccionadas individualmente de cualquiera de las formas de onda.

5. PROCEDIMIENTO O METODOLOGÍA 5

5.1. Examine el osciloscopio, registre los datos básicos del mismo e identifique los controles listados a continuación. GW INSTEK GOS-6103C EI840396

Marca Modelo Serial 5.1.1. Sección

de Potencia

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1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

Interruptor de encendido/apagado. Perilla de control de ajuste fino para la intensidad Indicadores Luminosos. Perilla de control de ajuste fino para el foco. Perilla de control de ajuste fino para luminosidad de la gratícula. Punto de conexión para calibrar las puntas de prueba Pantalla

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5.1.2. Sección del Amplificador Vertical

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

9.

Conector para la punta de prueba del canal (uno por canal: CH1, CH2). Selector de conexión AC/GND/DC (uno por canal: CH1, CH2). Perilla de selección por pasos VOLTS/DIV (una por canal: CH1, CH2). Sobre-perilla de ajuste fino VARIABLE (una por canal: CH1, CH2, ubicada generalmente sobre la perilla de selección por pasos VOLTS/DIV). Control de magnificación (en uno o en los dos canales). Perilla de ajuste fino para control de la posición vertical de la señal del canal en pantalla (una por canal: CH1, CH2). Control para la inversión de la señal en pantalla de uno de los canales (usualmente CH2). Control del modo de conexión: CH1, CH2, ALT, CHOP, ADD (estos controles pueden estar juntos o divididos entre diferentes selectores y botones). Indicadores luminosos.

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5.1.3. Selección de barrido (sweep) y Disparo(trigger) o Perilla de selección por pasos TIME/DIV, la cual puede incluir la selección del modo X-Y o ésto puede encontrarse en un control aparte.

o Control de magnificación. o Perilla de ajuste fino para ubicar la posición de las señales en pantalla.

o Perilla de ajuste fino del control del nivel de disparo.

o Selector del modo de disparo: AUTO, NORM, TV-V y TV-H

. o Selector del modo de acoplamiento para la señal de disparo, cuando ésta es externa (por ejemplo AC, HF REJ, LF REJ y DC).

o Selector de la señal que va a definir el disparo: CH1, CH2, LINE y EXT.

o Conector para la punta de prueba de entrada de disparo externo TRIGGER EXT.

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o Indicadores luminosos.

5.1.4. Misceláneos 1.- Puntas de prueba X1 y X10.

2.- Conector EXT BLANKING INPUT (parte trasera del osciloscopio). 3.- Conector de salida del canal 1 (CH1) (parte trasera del osciloscopio). .4.- Conector de entrada y cable de alimentación.

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5.2. Determine para qué velocidad del haz deja Ud. de percibir el traslado del punto luminoso y comienza a ver un trazo continuo. Haga los ajustes necesarios de intensidad y foco para observar una señal nítida en la pantalla. Velocidad: 1cm/ms 5.3. Tome una de las puntas de prueba, seleccione la amplificación X1, conéctela al canal 1 (CH1) y a la señal de calibración producida por el osciloscopio (usualmente una señal cuadrada de 1 KHz). Observe la señal para distintas escalas del canal vertical y compruebe la calibración de las mismas. Gire la Sobre-perilla de ajuste fino VARIABLE del selector de escalas del canal vertical hacia la izquierda para observar el efecto de este control sobre la calibración de dicho canal vertical. Anote sus observaciones. Vuelva a colocar esta perilla en su posición correcta (totalmente girada hacia la derecha), para tener el canal vertical calibrado de acuerdo a las escalas indicadas. El trigger mejora la apreciación de la señal, con la perilla Time/Dive aumentamos los periodos y la perilla de posición mueve eje vertical, el botón Source se debe encontrar en Ch1.

5.4. Repita el procedimiento indicado en el punto anterior con la otra punta de prueba conectada al canal 2 (CH2).  La amplitud no cambia  AC a DC se mueve verticalmente  El periodo sigue siendo 1  Una diferencia muy notable es que entre el cana1 y anal2 es mas difícil estabilizar la señal 5.5. Observe la forma de onda de calibración del osciloscopio en los dos canales simultáneamente, seleccionando los dos modos de presentación (CHOP y ALT) si su osciloscopio ofrece esta facilidad. Anote las diferencias observadas. El selector de muestreo alternado (chop-alt) indica la manera como se hace la conmutación. Si la conmutación es alternada (modo Alt), cada vez que se dispara el generador de barrido, cambia el conmutador electrónico al otro canal; de tal forma que si la señal correspondiente al canal A (canal 1) es dibujada sobre la pantalla, al terminar el barrido se dibuja la señal correspondiente al canal B (canal 2), y así sucesivamente. En el modo chop ambas señales

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se muestran al mismo tiempo conmutando el haz de electrones con un oscilador asíncrono (no sincronización entre la conmutación del haz y la señal de disparo de la base de tiempo).

5.6. Con el canal 1 (CH1) del osciloscopio y un multímetro digital verifique algunos valores de voltajes de la fuente DC tanto positivos como negativos. Ajuste las perillas del osciloscopio para lograr este objetivo. Calcules los errores porcentuales entre las mediciones, tomando las lecturas del multímetro como los valores verdaderos. V Voltimetro 9 6 3 0 -3 -6 -9

Voltaje DC 9 6 3 0 -3 -6 -9

Multimetro

Error

8,97 5,98 2,96 0 -2,96 -5,98 -8,97

-0,33 -0,33 -1,33 0 0,33 0,33 1,33

Error:

Cálculos

5.7. Identifique los controles del generador de funciones que cumplen las siguientes funciones.

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1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

Control para encender y apagar el generador. Conector para la señal de salida del generador. Controles para seleccionar diferentes formas de onda. Selector de décadas y perilla para variar la frecuencia de la señal de salida. Perilla para variar la magnitud de la señal de salida. Selectores para aplicar atenuación adicional la señal de salida. Perilla para variar el nivel de la señal DC que se agrega a la salida del generador (OFFSET).

5.8. Encienda el generador de funciones, conecte la punta de prueba del osciloscopio a la salida del mismo, cuidando de colocar la tierra del osciloscopio en la tierra del generador, obtenga las formas de onda listadas a continuación en la pantalla del osciloscopio, y para cada una de ellas, haga un diagrama de la forma de onda observada, (preferiblemente en papel milimetrado), anotando cuidadosamente el tipo de acoplamiento utilizado (DC o AC), las escalas tanto del amplificador vertical como del horizontal y marcando el punto donde se encuentra la referencia de tierra. 5.9. Coloque las dos puntas de prueba a la salida del generador de funciones y observe las siguientes señales en ambos canales simultáneamente, seleccionando los dos modos de presentación (CHOP y ALT) si su osciloscopio ofrece esta facilidad. Anote las diferencias observadas.

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6. RESULTADOS Señal sinusoidal de 120 mV pico a pico y 10 KHz.

Señal sinusoidal de 3 V pico y 50 Hz.

Señal triangular de 1,5 V pico a pico y 800 Hz.

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Señal cuadrada de 3 V pico a pico y 2,5 KHz.

Señal DC de 4,2 V.

Señal DC de – 0,75 V.

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Señal Fa(t) = 3 V + 1V sen (2π1000t)

Señal triangular de –3 V a 1,5 V y 10 KHz.

Señal cuadrada de 0 a 5 V y 300Hz

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SEÑALES DEL CH1 Y CH2 EN MODO CHOP Y ALT Señal sinusoidal de 300 mV pico a pico y 5 KHz.

Señal sinusoidal de 2 V pico y 80 Hz.

Señal triangular de 1,5 V pico a pico y 800 Hz.

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Señal cuadrada de 3 V pico a pico y 2,5 KHz.

7. ANALISIS DE RESUSLTADOS Visualización de señales con un canal Señal 120mV pico-pico 3V pico 1.5V pico-pico 3V pico-pico 4.2V -0.75V 3V+1Vsen(2π100t) -3V a 1.5V 0 a 5V

Frecuencia 10KHz 50Hz 800Hz 2,5KHz 10KHz 300Hz

Tipo Sinusoidal Sinusoidal Triangular Cuadrada DC DC Sinusoidal Triangular Cuadrada

Escala de V 0.1V 1V 0.5V 0.5V 2V 0.5V 2V 1V 2V

Escala de t 20μs 2ms 2ms 50μs 1ms 1ms 20μs 20μs 1ms

Visualización de señales con dos canales en modo ALT y CHOP

Señal 300mV pico-pico 2V pico 1.5V pico-pico 3V pico-pico

Frecuencia 5KHz 80Hz 800Hz 2.5KHz

Tipo sinusoidal Sinusoidal Triangular Cuadrada

CH1 Escala V 0.1V 2V 1V 1V

CH2 Escala v 0.1V 2V 1V 1V

Estala de t 50μs 5ms 0.5ms 50μs

8. CONCLUSIONES DE LA PRACTICA A. Escriba sus conclusiones con respecto a la precisión y exactitud de las medidas de voltaje DC tomadas con el osciloscopio.

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El osciloscopio nos permite medir voltajes DC y lo representa como una línea continua sin embargo cuando se necesita medidas precisas y exactas es recomendable usar otros dispositivos que midan exclusivamente voltaje como el multímetro que es mucho más exacto que el osciloscopio B. Escriba sus conclusiones con respecto a la precisión y exactitud de las medidas de voltaje AC tomadas con el osciloscopio. Tratar de medir voltajes AC es muy complicado pues este tipo de voltajes tiene varios componentes que gracias al osciloscopio nos facilita esta medición pues nos muestra sus diferentes partes de la señal con una precisión y exactitud que depende de la habilidad del observador C. Escriba sus conclusiones sobre la utilidad de poder realizar mediciones con acoplamiento DC y AC. Una de las utilidades que tiene el osciloscopio es que puede identificar en que parte de las señales es DC y cuando es AC, este tipo de función que posee nos facilita pues es uno de los pocos instrumentos que nos permite diferenciar las señales de una forma automática facilitándonos la observación de las señales en los diferentes circuitos eléctricos D. Escriba sus conclusiones sobre las aplicaciones que puede tener la función ADD. La función ADD de por si nos permite la suma de dos señales que pasan por dos canales diferentes del osciloscopio, sin embargo además de sumar nos permite también hacer la resta de señales, esta forma automatizada de sumar señales de voltaje nos facilita el cálculo a mano de la suma de estas señales evitándonos errores E. Escriba sus conclusiones generales sobre la capacidad del osciloscopio para visualizar señales eléctricas y realizar mediciones sobre ellas. El osciloscopio es un instrumento para hacer visible determinar procesos variables trabaja según dos coordenadas es decir puede determinar dos funciones cualesquiera y = f(x) para tal fin el instrumento cuenta con un tuvo osciloscopio o tubo de rayos catódicos en cuya pantalla puede observarse el proceso que se desarrolla el funcionamiento de los tubo de rayos catódicos. Alrededor del tubo osciloscopio y han dispuestos los diversos elementos componentes indispensables para su funcionamiento que se representa en el esquema sinóptico o modular. 9. CONCLUSIONES 

El modo alternado (ALT) se emplea para velocidades de barrido altas, mientras que el modo muestreado (CHOP) se usa para señales de frecuencias menores

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



Los generadores de funciones producen corrientes variables en el tiempo. La forma de variación de dichas corrientes se suele ajustar a unos tipos determinados, como son función escalón, en dientes de sierra, o senoidal, que es la más comúnmente utilizada. Al hacer esta práctica pudimos comprender las características del osciloscopio y del generador de funciones y pusimos en práctica el manejo de los controles para que nos dieran distintos tipos de onda.

10. RECOMENDACIONES   

Tener cuidado con la intensidad del foco para pantalla para que no se queme, así que usar en un punto medio. Si la señal no se observa por la velocidad en que gráfica, se debe maniobrar con el trigger para que la función se aprecie de mejor manera. La polaridad es muy importante, al conectar al generador se debe tener en cuenta.

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11. ANEXOS

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12. BIBLIOGRAFIA 

https://www.google.com.ec/search?q=Puntas+de+prueba+X1+y+X10.&source=lnms& sa=X&ei=q2SmUrL1IMu0kQe1_YCYCA&ved=0CAgQ_AUoAA&biw=1092&bih=532&dpr =1.25



http://blog.educastur.es/tecnoaller/files/2011/05/osciloscopio-analogico-y-virtual.pdf •



http://www.forosdeelectronica.com/tutoriales/generador.htm

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