metrología - el osciloscopio y generador de funciones

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Unidad 4 Mediciones Elctricas y de Tiempo4.5. El Osciloscopio

Osciloscopio de almacenamiento digital serie TDS1000B y TDS2000B

Figura 4-20. Osciloscopio de dos canales serie TDS1000B.

Figura 4-21. Caractersticas de los modelos de la serie TDS.

Sistema de ayuda sensible al contexto Pantalla LCD en color o monocromtica Lmite seleccionable de ancho de banda de 20 MHz Longitud de registro de 2.500 puntos por canal Autoconfigurar Rango automtico Sonda, asistente de comprobacin 4-10

M.C. Irene Guerrero Mora

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Configuracin y almacenamiento de formas de onda Puerto de la unidad USB Flash para el almacenamiento de archivos Impresin directa a cualquier impresora PictBridge compatible Comunicaciones del ordenador por puerto del dispositivo USB con el software de comunicaciones OpenChoice para ordenador Conexin a un controlador GPIB mediante un adaptador TEK-USB-488 opcional Cursores con lecturas Lectura de frecuencia de disparo Once medidas automticas Promediado de forma de onda y deteccin de picos Doble, base de tiempos Funciones matemticas: operaciones +, - y x Transformada rpida de Fourier (FFT) matemtica Capacidad de disparo por ancho de pulso Capacidad de disparo por vdeo con disparo seleccionable por lnea Disparo externo Presentacin de persistencia variable Interfaz del usuario y temas de Ayuda en diez idiomas

InstalacinCable de alimentacinUtilice slo el cable de alimentacin que se suministra con el osciloscopio. El Apndice B: Accesorios enumera los accesorios opcionales y estndar.

Fuente de alimentacinUtilice una fuente de alimentacin que entregue de 90 a 264 VACRMS, de 45 a 66 Hz. Si dispone de una fuente de alimentacin de 400 Hz, debe entregar de 90 a 132 VACRMS, de 360 a 440 Hz.

Enganche de seguridadUtilice el bloqueo de seguridad estndar del ordenador porttil o pase un cable de seguridad en el canal para cable integrado para fijar el osciloscopio en su sitio.

Figura 4-22. Instalacin del osciloscopio.


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Comprobacin de la sondaEstablecer el conmutador de la sonda P2220 en 10X y conectar la sonda al canal 1 del osciloscopio. Para ello, alinear la ranura del conector de la sonda con la llave del BNC de CH 1, presionar hasta conectar y gire a la derecha para fijar la sonda en su sitio. Conectar la punta de la sonda y el cable de referencia a los terminales de COMP. SOND. Pulsar el botn AUTOCONFIGURAR (AUTOSET). En unos segundos, se deber ver en la pantalla una onda cuadrada de aproximadamente 5 V pico a pico a 1kHz.

Figura 4-23. Comprobacin de sondas.

I1.

Fundamentos de usorea de presentacin

Adems de mostrar formas de onda, en la pantalla abundan detalles sobre los valores de control de la forma de onda y el osciloscopio.

Figura 4-24. rea de presentacin de la pantalla del osciloscopio.


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1.

Icono que muestra el modo de adquisicinMuestra modo Modo de deteccin de picos Modo promediado

2.

Estado de disparoEl osciloscopio adquiere datos de predisparo. En este estado se hace caso omiso de todos los disparos. Se han adquirido todos los datos de predisparo y el osciloscopio est preparado para aceptar un disparo. El osciloscopio ha enviado un disparo y est adquiriendo los datos postdisparo. El osciloscopio ha interrumpido la adquisicin de datos de forma de onda. El osciloscopio ha completado una adquisicin de secuencia nica. El osciloscopio se encuentra en modo de disparo automtico y adquiere formas de onda en ausencia de disparos. El osciloscopio adquiere y presenta datos de forma de onda continuamente en modo de exploracin.

3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13.

Marcador que muestra la posicin de disparo horizontal. Gire el mando HORIZ POSICIN hasta ajustar la posicin del marcador. La lectura muestra el tiempo en la retcula central. El tiempo de disparo es cero. Marcador que muestra el nivel de disparo por flanco o por ancho de pulso. Marcadores de pantalla que muestran los puntos de referencia a tierra de las formas de onda mostradas. Si no hay ningn marcador, no se muestra el canal. Un icono de flecha indica que la forma de onda est invertida. Lecturas que muestran los factores de escala vertical de los canales. Un icono BW indica que el canal tiene un ancho de banda limitado. Lectura que muestra el ajuste de la base de tiempos principal. Lectura que muestra el ajuste de la base de tiempos de ventana si se utiliza. Lectura que muestra la fuente utilizada para el disparo. Icono que muestra el tipo de disparo seleccionado de la manera siguiente:Disparo por flanco para el flanco ascendente. Disparo por flanco para el flanco de bajada. Disparo por vdeo para sincronismo de lnea. Disparo por vdeo para sincronismo de campo. Disparo por ancho de pulso, polaridad positiva. Disparo por ancho de pulso, polaridad negativa.

14. 15.

16. 17.

Lectura que muestra el nivel de disparo por flanco o por ancho de pulso. El rea de presentacin muestra mensajes tiles; algunos se muestran en pantalla durante slo tres segundos. Si recupera una forma de onda guardada, la lectura muestra informacin sobre la forma de onda de referencia, como RefA 1,00 V 500 s. Lectura que muestra la fecha y la hora. Lectura que muestra la frecuencia de disparo.


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2.

Controles Verticales

Figura 4-25. Controles verticales de los canales del osciloscopio.

POSICIN (CH 1, CH 2, CH 3 y CH 4). Sita verticalmente una forma de onda. CH 1, CH 2, CH 3 y CH 4 MENU. Muestra las selecciones de men vertical y activa y desactiva la presentacin de la forma de onda del canal. VOLTS/DIV (CH 1, CH 2, CH 3 y CH 4). Selecciona factores de escala verticales (rea de presentacin, punto 8). MEN MATEM. Muestra el men de operaciones matemticas de forma de onda y activa y desactiva la presentacin de la forma de onda matemtica.

Controles Horizontales

(a)

(b)

Figura 4-26. Controles horizontales: (a) modelo de dos canales y (b) modelo de 4 canales.

POSICIN. Ajusta la posicin horizontal de todas las formas de onda matemticas y de canal. La resolucin de este control vara segn el ajuste de la base de tiempos HORIZ MENU. Muestra el men Horizontal. ESTABL. EN CERO. Establece la posicin horizontal en cero. SEC/DIV. Selecciona el ajuste tiempo/divisin horizontal (factor de escala) de la base de tiempos principal o de ventana. Si se activa Zona de ventana, se cambia el ancho de la zona de ventana al cambiar la base de tiempos de la ventana (rea de presentacin, punto 11).


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3.

Controles de Disparo

(a)

(b)

Figura 4-27. Controles de disparo: (a) modelo de dos canales y (b) modelo de 4 canales.

NIVEL. Si se utiliza un disparo por flanco o de pulso, el mando NIVEL establece el nivel de amplitud que se debe cruzar con la seal para adquirir una forma de onda. VER SEAL DISPARO. Muestra el men Disparo. PONER AL 50%. El nivel de disparo se establece en el punto medio vertical entre los picos de la seal de disparo. FORZAR DISPARO. Completa una adquisicin con independencia de una seal de disparo adecuada. Este botn no tiene efectos si la adquisicin se ha detenido ya. VER SEAL DISPARO. Muestra la forma de onda de disparo en lugar de la forma de onda de canal mientras se mantiene pulsado el botn. VER SEAL DISPARO. Se utiliza este botn para ver la forma en que los valores de disparo afectan a la seal de disparo, como un acoplamiento de disparo.

4.

Botones de Control y de Men

Figura 4-28. Controles de entrada para el modelo de cuatro canales.

Mando multiuso. La funcin la determina el men presentado o la opcin de men seleccionada. Cuando est activa, e ilumina el LED adyacente. La siguiente tabla muestra las funciones.M.C. Irene Guerrero Mora

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Metrologa Tabla 4-6. Funciones que se pueden realizar con el mando multiuso.

Opcin o men activosCursores Pantalla Ayuda

Funcin del mandoCursor 1 o Cursor 2 Contraste Desplazamiento

DescripcinSita el cursor seleccionado Cambia el contraste de la pantalla Selecciona entradas en el ndice; selecciona vnculos en un tema; muestra la pgina siguiente o anterior para un tema Define el tiempo que transcurre antes de que se pueda aceptar otro evento de disparo Sita la forma de onda matemtica Cambia la escala de la forma de onda matemtica Selecciona el tipo de medicin automtica para cada fuente (canal) Define la transaccin como guardar o recuperar para los archivos de configuracin, los archivos de forma de onda y las imgenes de la pantalla Selecciona los archivos de configuracin, de onda o de imagen para guardar, o selecciona los archivos de configuracin o de forma de onda para recuperar Selecciona la fuente cuando la opcin Tipo de disparo se define en Flanco Establece el osciloscopio en un nmero de lnea especfico cuando la opcin de tipo de disparo se establece en vdeo y la opcin de sincronismo de disparo en nmero de lnea. Establece el ancho del pulso cuando la opcin Tipo de disparo est establecida en Pulso Selecciona archivos para cambiarles el nombre o eliminarlos Renombra el archivo o la carpeta Define la direccin GPIB para el adaptador TEKUSB-488

Horizontal Matemtica

Retencin Posicin Escala vertical

Medidas Guar./Rec

Tipo Accin

Seleccin de archivos

Disparo

Fuente Nmero de lnea de vdeo

Ancho de pulso Utilidades Utilidades del archivo Utilidades Opciones Configurar GPIB Direccin Utilidades Opciones Establ. fecha y hora Vertical Sonda Voltaje Atenuacin Vertical Seal Corriente Escala Seleccin de archivos

Entrada de nombre Entrada de valor

Entrada de valor

Define el valor de la fecha y hora

Entrada de valor

Para un men de canales (como CH 1 MENU), define el factor de atenuacin en el osciloscopio Para un men de canales (como CH 1 MENU), define la escala del osciloscopio

Entrada de valor


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RANGO AUTO. Muestra el men de Rango auto y activa o desactiva la funcin de rango automtico. Cuando el rango automtico est activo, se ilumina el LED adyacente. GUAR./REC. Muestra el men Guar./Rec para configuraciones y formas de onda. MEDIDAS. Muestra el men de medidas automticas. ADQUISICIN. Muestra el men Adquisicin. MEN REF. Muestra el men Referencia para mostrar y ocultar rpidamente las formas de onda de referencia que se guardan en la memoria no voltil del osciloscopio. UTILIDADES. Muestra el men Utilidades. CURSORES. Muestra el men Cursores. Los cursores permanecen en pantalla (a menos que se haya establecido la opcin Tipo en No) despus de salir del men Cursores, pero no se pueden ajustar. PANTALLA. Muestra el men Pantalla. AYUDA. Muestra el men Ayuda. CONFIG. PREDETER. Recupera la configuracin de fbrica. AUTOCONFIGURAR. Establece automticamente los controles del osciloscopio para generar una presentacin til de las seales de entrada. SEC. NICA. Adquiere una sola forma de onda y se detiene. ACTIVAR/PARAR. Adquiere formas de onda continuamente o detiene la adquisicin. PRINT. Arranca la operacin de impresin en una impresora PictBridge compatible o realiza la funcin GUARDAR en la unidad USB flash. GUARDAR. Un LED indica cundo est configurado el botn PRINT para guardar datos en la unidad USB flash.

5.

Conectores de entrada

Figura 4-29. Controles de entrada para el modelo de dos canales.

Figura 4-30. Controles de entrada para el modelo de cuatro canales.


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CH 1, CH 2, CH 3 y CH 4. Conectores de entrada para la presentacin de formas de onda. DISPARO EXTERNO. Conector de entrada para una fuente de disparo externo. Se utiliza el men Disparo para seleccionar la fuente de disparo Ext. o Ext./5. Se mantiene el botn VER SEAL DISPARO pulsado para ver la forma en que los valores de disparo afectan a la seal de disparo, como un acoplamiento de disparo.

6.

Otros elementos del panel frontal

Figura 4-31. Entrada de USB y comprobador de sonda.

Puerto de la tarjeta USB Flash. Se inserta una unidad USB Flash para almacenar o recuperar datos. El osciloscopio muestra un smbolo de reloj para indicar que una unidad flash est activa. Despus de guardar o recuperar un archivo, el reloj desaparece del osciloscopio y se muestra un consejo para notificar que la operacin de guardado o de recuperacin ha terminado. Para las unidades flash con un LED, ste parpadea cuando se guardan o se recuperan datos de la unidad. Esperar hasta que el LED se detenga para retirar la unidad. COMP. SOND. Salida de compensacin de sonda y referencia del chasis. Se utiliza este botn para hacer coincidir elctricamente la sonda de voltaje con el circuito de entrada del osciloscopio.

7.

Medidas

Pulsar el botn MEDIDAS para acceder a las medidas automticas. Existen once tipos de medida disponibles. Puede mostrar hasta cinco medidas al mismo tiempo. Pulse el botn de opcin superior para mostrar el men Medidas 1. Se puede elegir el canal en el que tomar una medida en la opcin Fuente. Puede elegir el tipo de medida en la opcin Tipo. Pulse el botn de opcin Atrs para volver al men MEDIDAS y mostrar las medidas seleccionadas. Realizar mediciones. Puede mostrar hasta cinco medidas automticas al mismo tiempo. El canal de forma de onda debe estar activado (mostrado) para tomar una medida. Las medidas automticas no se pueden tomar en formas de onda de referencia, ni mientras se utiliza el modo de exploracin o XY. Las medidas se actualizan aproximadamente dos veces por segundo.


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Metrologa Tabla 4-7. Mediciones que pueden realizarse con el men MEDIDAS.

Tipo de medidaFrecuencia Perodo Promedio Vpico-pico RMS de ciclo Mn Mx T. Subida Tiempo de bajada Ancho positivo Ancho negativo Ninguna

DefinicinCalcula la frecuencia de la forma de onda midiendo el primer ciclo Calcula el tiempo del primer ciclo Calcula la media aritmtica de la amplitud en todo el registro Calcula la diferencia absoluta entre los picos mximo y mnimo de toda la forma de onda Calcula una medida RMS real del primer ciclo completo de la forma de onda Examina la forma de onda de 2.500 puntos y muestra el valor mnimo Examina la forma de onda de 2.500 puntos y muestra el valor mximo Mide el tiempo que transcurre entre el 10% y el 90% del primer flanco ascendente de la forma de onda Mide el tiempo que transcurre entre el 10% y el 90% del primer flanco de bajada de la forma de onda Mide el tiempo que transcurre entre el primer flanco ascendente y el siguiente flanco de bajada al nivel de 50% de la forma de onda Mide el tiempo que transcurre entre el primer flanco de bajada y el siguiente flanco ascendente del nivel de 50% de la forma de onda No toma ninguna medida

Figura 4-32. Ejemplo de toma de mediciones 1.

1

M edicin tomada en la Prctica 4: Convertidor CD-CA (Inversor), realizado por Arturo Daz, Jhonatan Daz e Is abel Gmez de la carrera de Ingeniera Electrnica en la materia Electrnica de Potencia, Sep Dic 2010.


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4.6.

Generadores de funciones

Generador de funciones 4011A

Figura 4-33. Generador de seales 4011A.

Generador de funciones GFG-8216A

Figura 4-34. Generador de funciones GFG-8216A.


4-20

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

Botn de Encendido (Power). Presione este botn para encender el generador de funciones. Si se presiona este botn de nuevo, el generador se apaga Pantalla de desplegado (Display). Indica a cuanta frecuencia esta trabajando el generador Botones de rango de frecuencia (Hz). Esta variable de control determina la frecuencia de la seal del conector en la salida principal va de derecha a izquierda desde 1Hz a 1MHz Control de frecuencia (Frequency). Esta variable de control determina la frecuencia de la seal del conector en la salida principal tomando en cuenta tambin el rango establecido en los botones de rango Botones de funcin. Los botones de onda senoidal, cuadrada o triangular determinan el tipo de seal en la salida principal CMOS. Varia el voltaje de de 5 a 15 OFFSET. Compensacin de Corriente continua 5V (en 50 carga). Jala este control para activar esta opcin. Este control establece el nivel de DC y su polaridad de la seal del conector en la salida principal. Cuando el control esta presionado, la seal se centra a 0 volts en DC Amplificador (AMPL). Amplifica la seal a -20dB Control DUTY. Control de ciclo de trabajo Conector de la salida principal (OUTPUT). Se utiliza un conector BNC para obtener seales de onda senoidal, cuadrada o triangular Conector de la salida TTL/CMOS (TTL/CMOS OUTPUT). Se utiliza un conector BNC para obtener seales de tipo TTL o CMOS Atenuador (ATT -20 dB). Atena la seal a -20 decibelios Puerta (GATE)

8. 9. 10. 11. 12. 13.


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