laboratorio ii osciloscopio

Instituto Profesional DuocUCEscuela de Informática y Telecomunicaciones Sede Antonio Varas

Informe: Laboratorio II(Osciloscopio)

Carrera: Ingeniería en Conectividad y

Redes

Asignatura: Fundamentos de Electricidad

Sección: FDE1501 / 028-V

Profesor: Sr. Álvaro Valencia

Alumnos: Alejandro Vásquez Valencia

Hans bustos contreras

Armando Pizarro Ahilla

Santiago Junio – 2011

Fundamentos de ElectricidadIng. Conectividad y RedesDuocUC Laboratorio II:

Introducción

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.

Informe de Laboratorio II Osciloscopio. 2

Fundamentos de ElectricidadIng. Conectividad y RedesDuocUC El osciloscopio proporciona una representación visual de cualquier forma de onda variable en el tiempo aplicada a los terminales de entrada. En el eje vertical (Y) se gráfica el Voltaje y en el eje horizontal (X) se representa el tiempo.El osciloscopio permite realizar las siguientes acciones:

Utilización:

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.

El panel frontal está compuesto por seis secciones: La pantalla, Controles de deflexión vertical, Controles de deflexión horizontal, Control de las medidas y de las lecturas en pantalla, Control de Disparo, Conectores de los canales de entrada, de los cuales los más importantes para el correcto manejo del osciloscopio son le controles verticales, horizontales, el control de disparo y las sección de señales de entrada.


Fundamentos de ElectricidadIng. Conectividad y RedesDuocUC Control Vertical del Osciloscopio

Permite controlar las señales que se van a visualizar en la pantalla y además se controlan sus amplitudes.

1 El control Volts/Div se utiliza para ajustar la sensibilidad del eje vertical desde 1mV/Div hasta 5 V/Div con 12 rangos posibles.

2 El botón de control Variable se utiliza para obtener un ajuste más fino a partir del valor determinado con el control Volts/Div.

3 Los botones de acoplamiento permiten seleccionar el modo de acoplamiento entre los canales de entrada y sus respectivos amplificadores verticales, comúnmente para los experimentos de éste laboratorio se usa el modo DC (se visualizan las dos componentes, alterna y continua de la señal de entrada). El modo GND sólo se utiliza para determinar el nivel de referencia de tierra (0 Volt) en la pantalla.

4 El control de posición permite el ajuste de la posición vertical de la figura en la pantalla.

5 El control de presentación MODE permite seleccionar el o los canales que se quieren visualizar en la pantalla. Cada señal ingresada por un canal puede visualizarse independientemente eligiendo CH1 o CH2, o bien ambos al mismo tiempo eligiendo DUAL, o bien la suma de las señales de entrada eligiendo ADD.

6 El botón INVERT permite invertir la fase del canal de entrada en 180º, o sea invierte la señal con lo cual se puede hacer la diferencias de dos señales usando el modo ADD.


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Control Horizontal del Osciloscopio

Permite controlar la visualización en pantalla de los períodos de la señal..

1 El control Time/Div determina el intervalo de tiempo que representa una única división horizontal en la pantalla del osciloscopio o dicho de otra forma selecciona el período del barrido de la señal.

2 El botón X-Y permite visualizar una señal en que tanto la señal que varía en el eje X como la que varía en el eje Y son voltajes de entradas en el CH1 y CH2.

3 El control Position ajusta la posición horizontal de la señal que muestra el osciloscopio.

4 El botón de X 10 Mag se utiliza para amplificar la velocidad del barrido en un factor de diez, en la mayor parte de los casos no se usa.


Fundamentos de ElectricidadIng. Conectividad y RedesDuocUC Control de disparo del Osciloscopio

La sección de disparo (Trigger en ingles) se utiliza para controlar el momento de comienzo del barrido de la señal, o dicho de otra manera controla el momento en que el osciloscopio “lee o ve” la señal de entrada, para posteriormente mostrarla en pantalla, tanto cuando se trabaja con una sola señal de entrada o se trabaja utilizando ambos canales de entrada.

1 El Botón Slope determina que el disparo, o sea el comienzo del muestreo de la señal es a partir de un punto de ella en que la señal sube (flanco positivo) o la señal ve en bajada (flanco negativo). Por efecto se utiliza el flanco de subida por lo que este botón no debe estar presionado.

2 El selector de fuente Source selecciona la señal de entrada a partir de la cual se elige la señal de disparo. Las fuentes de disparo CH1 y CH2 utilizan la propia señal para realizar el disparo, en general para los experimentos del laboratorio el selector debe estar en CH1 o CH2.

3 En la sección Mode se elige el modo de disparo, usualmente se utiliza el modo Auto por defecto.

4 El control Trigger Level se utiliza para establecer el umbral de disparo, cuando el circuito de disparo comienza a visualizar un nuevo barrido. Cuando la señal supera el umbral de disparo, “se dispara el barrido” y aparece la señal en la pantalla, o sea éste control sirve para visualizar mejor la señal mostrada en pantalla.

Esta es la sección de control del osciloscopio que más cuesta entender, pero por lo general Ud. no deberá modificar el estado de los controles de disparo, ya que para tomar medidas y sacar conclusiones se deben ajustar en la mayor parte de los casos, sólo los controles verticales y horizontales usando los controles de disparo para visualizar el la pantalla la señal en una forma adecuada.


Fundamentos de ElectricidadIng. Conectividad y RedesDuocUC Control de entrada del Osciloscopio

La sección de entrada es el lugar donde las señales de entrada se conectan al osciloscopio ya sea a través de una punta de prueba (también conocida como sonda) o a través de una cable BNC

1 Entrada al CH1. En el modo de funcionamiento X-Y, es la conexión de entrada para el eje X.

2 Entrada al CH2. En el modo de funcionamiento X-Y, es la conexión de entrada para el eje Y.

3 Con esta entrada se puede poner a tierra el chasis del osciloscopio, aunque por defecto el chasis internamente está conectado a tierra.

4 Esta entrada se utiliza para introducir señales de disparo y señales de entrada al eje horizontal en forma externa, para utilizar ésta entrada el selector Source de la sección de disparo debe estar en el modo Ext.

3.3.1 Toma de Medidas con el Osciloscopio

El osciloscopio nos permite hacer una serie de medidas, entre ellas:

Medida de Voltaje Medidas de tiempo y frecuencia

Para las mediciones se utilizan una serie de marcas que dividen la pantalla de manera vertical como horizontal. Las separación entre dos líneas consecutivas constituye lo que se denomina una división. En las líneas centrales, tanto en horizontal como en vertical, cada división posee unas marcas que la dividen en 5 partes iguales que generalmente se utiliza como referencia para afinar las medidas.


Fundamentos de ElectricidadIng. Conectividad y RedesDuocUC Medición de Voltaje con el osciloscopio

Para realizar medida de voltajes con un osciloscopio simplemente se cuentan el número de divisiones verticales que ocupa la señal en la pantalla. Ajustando la señal con el control Sec/Div podemos utilizar las subdivisiones de la rejilla para realizar una medida más precisa. (una subdivisión equivale generalmente a 1/5 de lo que represente una división completa). Es importante que la señal ocupe el máximo espacio de la pantalla para realizar medidas confiables, para ello es necesario ajustar el conmutador de Volts/Div

Medición de periodo y frecuencia con el osciloscopio

Para realizar medidas de tiempo se utiliza la escala horizontal del osciloscopio. Esto incluye la medida de periodos, anchura de impulsos y tiempo de subida y bajada de impulsos. La frecuencia es una medida indirecta y se realiza calculando la inversa del periodo. Al igual que ocurría con los voltajes, la medida de tiempos será más precisa si el tiempo a objeto de medida ocupa la mayor parte de la pantalla, para ello ocuparemos el control Sec/Div. Si centramos la señal utilizando el control de posición vertical podemos utilizar las subdivisiones para realizar una medida más precisa.

Informe de Laboratorio II Osciloscopio.

Tf

1

8

Fundamentos de ElectricidadIng. Conectividad y RedesDuocUC Generador de Funciones

El generador de funciones es una fuente de tensión variable en el tiempo que proporciona señales senoidales, triangulares o cuadradas, simétricas o asimétricas en el margen de frecuencias de 0.1 Hz a 13 MHz y con tensiones máximas de peak to peak de 20 V en circuito abierto. Además permite sumar a la señal variable una tensión continua o tensión “offset” positiva o negativa.

Buscar foto o dibujar el Generador del laboratorio.

1 Botones de Función. Los botones de onda senoidal, cuadrada o triangular determinan el tipo de señal provisto por el conector en la salida principal.

2 Botones de Rango (Hz). Esta variable de control determina la frecuencia de la señal del conector en la salida principal.

3 Control de Frecuencia. Esta variable de control determina la frecuencia de la señal del conector en la salida principal tomando en cuenta también el rango establecido en los botones de rango.

4 Control de Amplitud. Esta variable de control, dependiendo de la posición del botón de voltaje de salida (VOLTS OUT), determina el nivel de la señal del conector en la salida principal.

5 Offset en DC. Al Jalar este control se activar esta opción. Este control establece el nivel de DC y su polaridad de la señal del conector en la salida principal. Cuando el control esta presionado, la señal se centra a 0 volts en DC.

6 Conector de la salida principal. Se utiliza un conector BNC para obtener señales de onda senoidal, cuadrada o triangular.

Conector de la salida TTL. Se utiliza un conector BNC para obtener señales de tipo TTL.



PARTE PRÁCTICA:

Representación visual real de un osciloscopio:

Calibrando el osciloscopio.



Representación de cómo se ven las señales:



En el siguiente ejercicio se procederá a colocar valores para ver como se comporta la frecuencia en función del tiempo:

Amplitud->Frecuencia

1 2 Resultado Resultado 2 Voltaje medio1

Vrms1

VoltajeMedio2

VRMS2

10 khz 0.6vp 1vp 10.08khz 11.140khz 0.848 0.424 1.414 0.707

15 khz 0.6vp 1vp 14.285khz 16.395khz 0.848 0.424 1.414 0.707

50 khz 0.6vp 1vp 50.000khz 51.400khz 0.848 0.424 1.414 0.707

100 khz 0.6vp 1vp 100.000khz 101.397khz 0.848 0.424 1.414 0.707

1 mhz 0.6vp 1vp 1.1mhz 1.14mhz 0.848 0.424 1.414 0.707

Conclusiones personales:

Hans bustos:

Con respecto a la experiencia realizada, investigación y equipos utilizados en esta experiencia puedo concluir que:

El osciloscopio es una herramienta muy útil en la representación visual de las señales eléctricas en función de tiempo, en el cual se pueden utilizar tanto corriente alterna como continua, que este instrumento (osciloscopio) puede ser digital y analógico, teniendo resultados “prácticamente” iguales, siendo más exacto el digital ya que se puede setear de manera más fácil los valores y que A MAYOR FRECUENCIA MENOR ES EL TIEMPO.



Armando Pizarro:

Junto con el uso del artefacto osciloscopio y el generador de señales, se logro analizar y estudiar la frecuencia eléctrica de corrientes alternas, medir y calcular con las formulas ya utilizadas, se puede usar como herramienta para medir parámetros diferentes al voltaje, y ver como se altera con la frecuencia enviada.

En cuanto a frecuencia, fase y amplitud se refiere. La importancia de este ejercicio radica en que se pudo observar la forma en la que un osciloscopio compara señales periódicas, la forma en la que las presenta en pantalla y la forma en la que se establecen dichas relaciones para analizar.

Al analizar, no olvidar alterar la señal que se muestra de forma de que se vea lo más delgado y claro posible para poder estudiarse de manera adecuada, sin olvidar revisar bien las ondas de la pantalla, y adaptándolas, para no cometer errores que llegan a ser graves en la toma de datos para las ecuaciones y cumpliendo el objetivo de lograr hacer una medición, lo más exacta posible.

Alejandro Vásquez:

Como conclusión el osciloscopio es un elemento que nos entrega gráficamente el comportamiento de los diferentes elementos del circuito cuando estos son excitados con pulsos de voltajes, señales sinusoidales, etc. A su vez este instrumento de verificación que utiliza un tubo de rayos catódicos hace visible sobre una pantalla fluorescente los valores instantáneos y formas de ondas de magnitudes eléctricas variables rápidamente en función del tiempo o de otra magnitud. Abreviadamente OCR. Denominado también Osciloscopio


laboratorio ii osciloscopio

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