Pgina 1Universidad Tecnolgica de Pereira

Departamento de Fsica

Laboratorio de Fsica II

NOTA

INFORME N8

CICLO DE PRCTICAS EXPERIMENTALES

EL OSCILOSCOPIO

Resumen

Esta prctica es para reconocer y utilizar las partes de un osciloscopio Un osciloscopio es un instrumento de visualizacin electrnico para la representacin grfica de seales elctricas que pueden variar en el tiempo. Es muy usado en electrnica de seal, frecuentemente junto a un analizador de espectro.

Integrantes del Equipo de Trabajo N 4

IntegrantesCdula

Alexandra Ubaque Bedoya 1088328582

Diego Fernando Sanchez1118236878

Andres Mauricio Quintero Torres1088332127

Semestre: 2 - 2014Profesor: Hugo Humberto Bermdez MontillaFecha: 9 de noviembre.

Fecha entregadoFecha corregidoFecha revisado

Entrega puntual:

OBJETIVOSAdquirir los conceptos fsicos bsicos involucrados en el funcionamiento de un osciloscopio. Ganar habilidad y manejo apropiado de los controles de un osciloscopio. Manejar con propiedad el generador de seales.Interpretar seales peridicas en el tiempo partiendo del oscilograma que presenta el osciloscopio.

MATERIALES

Osciloscopio de doble canal. Generador de ondas (seales peridicas). Puntas de prueba y sonda.

CONTENIDO Multmetro digital.

Figura 10.2

Esquema de un tubo de rayos catdicos

El principio bsico de funcionamiento de un osciloscopio se puede esquematizar como en la figura 10.2 y es el siguiente: la mayor parte de los elementos que nos interesan aqu, se encuentran alojados dentro de una botella de vidrio o tubo al vaco, llamado tubo de rayos catdicos (TRC). En l se muestra en su parte izquierda como por medio de una fuente de corriente alterna se hace pasar una corriente por el filamento para calentarlo y liberar electrones; esto convierte el filamento en un ctodo, es decir, en un electrodo negativo. Los electrones son acelerados por una diferencia de potencial alta que se establece entre el ctodo y el nodo, es decir, un electrodo positivo, el cual se encuentra perforado en su centro para que aquellos electrones que tienen suficiente velocidad puedan continuar su viaje a lo largo del TRC. El haz de electrones se enfoca usando campos elctricos por medio de placas paralelas o campos magnticos (estos ltimos no se muestran en la figura) y se hacen incidir contra el fondo de la botella, el cual es una pantalla recubierta con un material fosforescente. Un observador al frente de la pantalla ver la luz emitida por sta cuando los electrones chocan sobre ella y excitan los tomos del recubrimiento interno. En su camino hacia la pantalla, los electrones pueden pasar entre un par de placas a las cuales se les aplique una diferencia de potencial, y en consecuencia se vern desviados. Si las placas son horizontales y paralelas entre s, la desviacin de los electrones ser vertical (placas de deflexin vertical). Si la diferencia de potencial aplicada vara con el tiempo con un perodo menor que 0,5 s, veremos en la pantalla una lnea vertical. La lnea se ve debido a que los tomos excitados toman alrededor de 0,5 s

en dejar de emitir radiacin visible y seestima para los seres humanos, que la informacin proveniente del medio externoentorno), a travs del ojo requiere 125 s

para que el cerebro perciba tal informacin.Al colocar otro par de placas verticales y paralelas, stas desviarn el haz de electrones en la direccin horizontal (placas de deflexin horizontal).Por ltimo: si llevamos una seal que vara con el tiempo, V (t ) , a las placas verticales, y aplicamos una diferencia de potencial sobre las placas horizontales, podremos teneruna imagen de la seal

V (t ) . Una seal tpica interna que se aplica a las placashorizontales es de tipo diente de sierra o triangular. Para este tipo de potencial, el vertical es directamente proporcional al voltaje y en el eje horizontal es directamente proporcional al tiempo durante un intervalo que se llama el tiempo de barrido. A continuacin el voltaje regresa en un tiempo prcticamente nulo a un voltaje negativo y realiza el mismo barrido anterior, y as sucesivamente. Los osciloscopios disponen de un generador de seales diente de sierra para realizar el barrido horizontal, aunque tambin se puede hacer barrido con una seal externa.

Figura 10.3Voltaje diente de sierra

:: PROCEDIMIENTO [10.6]

Identificacin del equipo [10.6.1]:.

Para el osciloscopio que se le suministre, anote la marca y modelo Identifique los siguientes controles del panel frontal del osciloscopio y describa al frente cul es su funcin

1. On-off

2. Intensidad

3. Foco

4. Posicin X

5. Posicin Y

6. Entrada canal 1 X

7. Entrada canal 2 Y

8. Tierra

9. Escala de ganancia vertical (Volt/div)

10. Escala de barrido (tiempo/div)

11. Modo

12. Barrido externo

13. Calibracin (Cal)

14. Disparo (Trigger)

15. DC-AC

En su cuaderno de laboratorio anote la marca y modelo de su generador de ondas

Identifique los siguientes controles y describa al lado la funcin de cada uno.

1. Atenuacin

2. Tipo de seal

3. Multiplicador de frecuencia

4. Selector de frecuencia

Uso y manejo del osciloscopio [10.6.2]:.

Nota: Antes de encender el osciloscopio asegure que las perillas de control y foco se encuentren en sus posiciones mnimas, para proteger la pantalla del osciloscopio.

a. Acople las puntas de prueba del osciloscopio y la sonda del generador adecuadamente respetando la polaridad.

b. Encienda el osciloscopio y el generador de seales, tome una seal cuadrada de bajafrecuencia del generador y llvela al osciloscopio por uno de los canales y vare la frecuencia de barrido, explique por qu observa a veces dos puntos sobre la pantalla, por qu observa una raya vertical y por qu observa un solo punto.

c. Desde la perilla correspondiente, seleccione un tiempo de barrido de 0,2 s

en elosciloscopio y registre cunto tarda el chorro de electrones en recorrer 10 cmsobre la pantalla en direccin horizontal, cambie tres veces la frecuencia de la seal del generador sin variar el tiempo de barrido en el osciloscopio y observecunto tarda el chorro de electrones en recorrer 10 cm

a lo largo del eje horizontaly con estos datos calcule la velocidad en cm sel tiempo de barrido y la velocidad.

; en cada caso escriba la frecuencia,

d. Use otro tiempo de barrido mayor y mida el tiempo que tarda el haz de electrones enrecorrer 10 cm

a lo largo del eje horizontal. Anote la frecuencia de la seal externay el tiempo de barrido.

e. Tome una seal sinusoidal del generador de ondas y vare el tiempo de barrido en el osciloscopio hasta obtener una oscilacin completa en la pantalla. Vare la ganancia vertical hasta desplegar la seal cmodamente sobre la pantalla.

f. Para la seal sinusoidal anterior mida su frecuencia (el inverso del perodo);adems mida en la pantalla del osciloscopio el voltaje pico a pico Vpp

de la sealsinusoidal como se observa en la grfica 10.4. Para ello debe calibrar el osciloscopio, medir el nmero de divisiones verticales que cubre la seal y anotar la

escala de ganancia usada

volt . Adems, debe considerar la posible atenuacin de ladivseal por la punta de prueba del osciloscopio. Para obtener una lnea vertical puede eliminar el barrido horizontal.

g. Con el multmetro mida el voltaje

Vrms

de la seal y halle

Vrms V0

. Ver grfica 10.4donde se ilustra

V0 . El valor medio del voltaje de una seal sinusoidal

Vrms(root mean square) est relacionado con V0 as:

Vrms

= V0 2

10.1

i. Tome una seal cuadrada de su generador y mida con el osciloscopio V0 . Midatambin con el multmetro (en AC) el valor Vrmslos dos valores medidos.

de la misma seal y compare

Figura 10.4

:: PREGUNTAS [10.7]

a. Cul es el perodo mnimo que puede medir con su osciloscopio?.

b. Consulte Qu ocurrir si colocamos un imn cerca al can de electrones o a la pantalla?.

c. Dibuje el oscilograma de la instruccin 10.6.2 literal e, con sus valores respectivos de amplitud y perodo.

d. Consulte Qu figura obtendremos en la pantalla del osciloscopio si a las placas horizontales y verticales llevamos dos seales idnticas (asumiendo que la diferencia de fase es cero)?. Se asume que al osciloscopio se le ha alimentado con seales tanto por el canal 1 como por el canal 2.

e. Cmo medira con un osciloscopio la frecuencia del voltaje en cualquier toma del laboratorio? Qu precauciones debe tomar?. No lo intente sin la supervisin del profesor.

f. Cul es el error porcentual entre el voltaje eficaz Vrms , calculado con la ecuacin10.1 y el medido con el multmetro Fluke, considerando para este ejercicio ste ltimo valor como referencia patrn?.

g. Para una seal cuadrada, se cumple que el valor eficaz Vrms = V0 ? instruccin 10.6.2 literal i.

CONCLUSIONES

ANALISIS DE RESULTADOS

Marca y modelo: Hung Chang 20Mhz Osciloscope 6502

On - Off: Prender y apagarIntensidad: Controla el brillo del trazoFoco: Controla que tan agudo y definido se ve el trazoPos. X: Controla el sentido horizontalPos. Y: Controla el sentido verticalEntrada Canal 1 o X: Entrada de una seal a una frecuencia"" 2 o Y: ""Tierra: Para Aterrizar la sealEscala de Ganancia Vertical (Volt/Div) : Aumenta el voltaje por cada divisin.Escala de Barrido (Tiempo / Div): Tiempo que se demora la onda en desplazarse horizontalModo: Modo para las diferentes seales / Ondas Barrido Externo: Para cambiar el tipo de seal (Punto / Onda)Calibracin (Cal): Ajustar la ondaDisparo (Trigger): aumenta la velocidad de sealDc - Ac :(Corriente Directa / Alterna)

Generador De Ondas

Marca Y Modelo: Hung Chang 9205CAtenuacin: Disminuye amplitud de ondaTipo de seal: Define tipo de seal (Cuadrado, Senodial, Triangular)Multiplicador de frecuencia: Aumenta la frecuencia del selector de frecuencia

c. 0.22 s/DivV = 10cm / 0.22 s = 44.45 cm/sEn las tres frecuencias la velocidad no vara

d. Tiempo de Barrido es 5.50 sFrecuencia = 0.01 KHzTiempo = 0.53 sV = 18.86 cm/se. /f/.g Frecuencia = 1.681 KHz 0.2 Volt / Div Tiempo / Div = 0.1 T/ 6 Div = 0.6 x 10-3Hz = 1 / (0.6 x 10-3) = 1666.66Vp = 6.75 -> VoVpp = 13.5

i.Vpp = 10.5 Frecuencia = 1.70 KHzVp = 5.25 Fluke = 6.17Vrms = Onda Cuadrada

Preguntas:

a. El periodo mnimo del osciloscopio es 1 micro segundo.b. La imagen se distorsiona e interrumpe la seal c. d.

CONCLUSIONES

Los osciloscopios son de los instrumentos ms verstiles que existen y lo utilizan desde tcnicos de reparacin de televisores a mdicos. Un osciloscopio puede medir un gran nmero de fenmenos, provisto del transductor adecuado (un elemento que convierte una magnitud fsica en seal elctrica) ser capaz de darnos el valor de una presin, ritmo cardiaco, potencia de sonido, nivel de vibraciones en un coche, etc . Por lo cual son de suma importancia en nuestra actualidad.

BIBLIOGRAFIA

http://www.electronicafacil.net/tutoriales/Uso-del-osciloscopio.phphttp://personales.upv.es/jogomez/labvir/material/osciloscopio.htm