I. OBJETIVOS:

El objetivo de esta experiencia de laboratorio es familiarizarse con el osciloscopio el cual utilizaremos como un instrumento de medida, como objetivos especficos tendremos: Identificar los controles principales de un osciloscopio y sus respectivas funciones Calibrar adecuadamente un osciloscopio para prepararlo a medir Aprender a realizar mediciones de voltaje constante y voltaje alterno Utilizarlo como instrumento para medir la amplitud, periodo y frecuencia de diferentes funciones de voltaje peridicas en el tiempo Utilizarlo como graficador XY de diferentes medidas de voltaje

II. EQUIPO:

Osciloscopio de 25Mhz, Elenco modelo S-1325

Dos pilas de 1.5 voltios cada una

Una fuente de voltaje constante con varias salidas

Un transformador de voltaje alterno 220/6V, 60 Hz

Un generador de funcin Elenco GF-8026

Cables de conexin

Un multmetro digital

III. MARCO TEORICO:

El OsciloscopioEl osciloscopio es bsicamente un dispositivo de visualizacin grfica que muestra seales elctricas variables en el tiempo.El eje vertical, a partir de ahora denominado Y, representa el voltaje; mientras que el eje horizontal, denominado X, representa el tiempo.

Qu podemos hacer con un osciloscopio? Determinar directamente el periodo y el voltaje de una seal. Determinar indirectamente la frecuencia de una seal. Determinar que parte de la seal es DC y cual AC. Localizar averas en un circuito. Medir la fase entre dos seales.

Tipos de OsciloscopioOSCILOSCOPIO ANALOGICO

Cuando se conecta la sonda a un circuito, la seal atraviesa esta ltima y se dirige a la seccin vertical. Dependiendo de dnde situemos el mando del amplificador vertical atenuaremos la seal o la amplificaremos.En la salida de este bloque ya se dispone de la suficiente seal para atacar las placas de deflexin verticales (que naturalmente estn en posicin horizontal) y que son las encargadas de desviar el haz de electrones, que surge del ctodo e impacta en la capa fluorescente del interior de la pantalla, en sentido vertical. Hacia arriba si la tensin es positiva con respecto al punto de referencia (GND) o hacia abajo si es negativa.La seal tambin atraviesa la seccin de disparo para de esta forma iniciar el barrido horizontal (este es el encargado de mover el haz de electrones desde la parte izquierda de la pantalla a la parte derecha en un determinado tiempo).

El trazado (recorrido de izquierda a derecha) se consigue aplicando la parte ascendente de un diente de sierra a las placas de deflexin horizontal (las que estn en posicin vertical), y puede ser regulable en tiempo actuando sobre el mando TIME-BASE. El retrasado (Recorrido de derecha a izquierda) se realiza de forma mucho ms rpida con la parte descendente del mismo diente de sierra.De esta forma la accin combinada del trazado horizontal y de la deflexin vertical traza la grfica de la seal en la pantalla. La seccin de disparo es necesaria para estabilizar las seales repetitivas (se asegura que el trazado comience en el mismo punto de la seal repetitiva).

OSCILOSCOPIO DIGITAL

Cuando se conecta la sonda de un osciloscopio digital a un circuito, la seccin vertical ajusta la amplitud de la seal de la misma forma que lo hacia el osciloscopio analgico.El conversor analgico-digital del sistema de adquisicin de datos muestrea la seal a intervalos de tiempo determinados y convierte la seal de voltaje continua en una serie de valores digitales llamados muestras. En la seccin horizontal una seal de reloj determina

cuando el conversor A/D toma una muestra. La velocidad de este reloj se denomina velocidad de muestreo y se mide en muestras por segundo.

Los valores digitales muestreados se almacenan en una memoria como puntos de seal. El nmero de los puntos de seal utilizados para reconstruir la seal en pantalla se denomina registro. La seccin de disparo determina el comienzo y el final de los puntos de seal en el registro. La seccin de visualizacin recibe estos puntos del registro, una vez almacenados en la memoria, para presentar en pantalla la seal.Dependiendo de las capacidades del osciloscopio se pueden tener procesos adicionales sobre los puntos muestreados, incluso se puede disponer de un pre disparo, para observar procesos que tengan lugar antes del disparo. Tipos de ondas:

Ondas sinodales: Amplitud:A0 Longitud de onda() es la distancia entre dos mximos o compresiones consecutivos. Perodo:tiempo en completar un ciclo, medido en segundos. T Frecuencia:es el nmero de veces que se repite un ciclo en un segundo, se mide en (Hz) y es la inversa del periodo (f=1/T) Fase:el ngulo de fase inicial en radianes. (Rd). Es el punto donde nace el sonido. Fase 0 indica que el sonido parte de cero y fase de 90, que empieza en su valor mximo. Como la funcin matemtica del seno, es decir, sin(0) = 0 y sin(90) = 1

Ondas cuadradas y rectangulares:

Las ondas cuadradas son bsicamente ondas que pasan de un estado a otra detencin, a intervalos regulares, en un tiempo muy reducido. Son utilizadas usualmente para probar amplificadores (esto es debido a que este tipo de seales contienen en s mismas todas las frecuencias). Latelevisin, laradio y losordenadores utilizan mucho este tipo de seales, fundamentalmente como relojes y temporizadores. Las ondas rectangulares se diferencian de las cuadradas en no tener iguales los intervalos en los que la tensin permanece a nivel alto y bajo. Son particularmente importantes para analizar circuitos digitales.

Ondas triangulares y en diente de sierra:

Se producen en circuitos diseados para controlar voltajes linealmente, como pueden ser, por ejemplo, el barrido horizontal de un osciloscopio analgico o el barrido tanto horizontal como vertical de una televisin. Las transiciones entre el nivel mnimo y mximo de la seal cambian a un ritmo constante. Estas transiciones se denominan Rampas.

.La onda en diente de sierra es un caso especial de seal triangular con una rampa descendente de mucha ms pendiente que la rampa ascendente.

IV. PROCEDIMIENTO:

Identificacin de controles e interruptores del osciloscopio

1. Observar el osciloscopio e identificar controles e interruptores en el osciloscopio real con los enumerados en la figura (1). En las instrucciones siguientes nos referiremos a los controles del osciloscopio slo por su nmero correspondiente enla figura (1).2. Poner en operacin el osciloscopio usando el interruptor 4 Se encender una luz roja en el botn 5; usando los controles 6 y 8 logre que el punto o la lnea en la pantalla del osciloscopio tenga una intensidad y un ancho adecuado a su vista.3. Observe que laseal enel osciloscopio puede serlnea opunto dependiendo de la posicin del interruptor 30. Lnea en la posicin "afuera" y punto en la posicin "adentro". Discuta con su profesor qu es lo que se conecta internamente en el osciloscopio a las placas H para cambiar de uno a otro modo.4. Sin conectar ningn potencial externo ni en12 ni en17, coloque 15 Y20ambos en posicin GND Mantenga el interruptor 30 en posicin "adentro" Con el control 21 en posicin CHA (canal 1) use los controles 1 l Y 27 para colocarel punto luminoso en el centro de la pantalla del osciloscopio. Con el control 21en CHB (canal 2) use los controles 16 y27 para colocar el punto luminoso en el centro de la pantalla o enun punto que usted elija como ceropara sus medidas de voltaje.

Medidas de voltajes dc:

5. Coloque los controles 15Y 20en laposicin DC. Mantenga elinterruptor 30en posicin "adentro". Conecte una fuente de voltaje constante (una pila porejemplo) a la conexin 12 Manteniendo el control 24 en posicin CHA y el control 24 en CHB observe la desviacin vertical del punto luminoso. Use las diferentes escalas dadas por el selector 13 y decida cul es la ms conveniente para medir el voltaje de la fuente.6. Repita lo hechoen elpaso 5con elvoltaje constante conectado a laconexin17, el control 21 en la posicin CHB y el 24 en CHA Use ahora las escalas dadas por el selector 18.NOTA: Para que las escalas de los selectores 13 y 18 sean dadas directamente en voltios por divisin es necesario que los controles 14 y 19 se encuentren en sus posiciones rotados totalmente en sentido horario y empujados hacia adentro.7. Investigue las funciones de los controles 14 y 19 jalando cada uno de ellos hacia afuera y rotndolos en sentido anti horario.8. Regrese los controles 14 y 19 a sus posiciones tales que 13 y 18 den lecturas en voltios por divisin.9. Use la fuente de voltaje constante con varias salidas y mida el voltaje de cada salida con el osciloscopio. Compare con los resultados obtenidos usando el multmetro digital.

Medidas de voltaje ac: amplitud, voltaje pico-pico, periodo y frecuencia

10. Coloque el interruptor 30 en la posicin "afuera".11. Conecte el transformador de 6 V a la conexin 12 y el interruptor 21 en CHA. Encuentre la mejor escala de voltios por divisin (selector 13) Y la de tiempo por divisin (selector 28) para ver completamente un perodo del voltaje senoidal. Use el control 25 para estabilizar el grfico en la pantalla del osciloscopio.El nmero de divisiones verticales multiplicado por el valor indicado en el selector13 nos da la medida en voltios tanto de la amplitud como del voltaje pico-pico. El nmero de divisiones horizontales multiplicado por el valor indicado por el selector 28 nos da el perodo del voltaje alterno del transformador. Esto es cierto slo si el control 29 est en posicin totalmente rotado en sentido horario.La frecuencia en Hertz (Hz) es el inverso del perodo .12. Repita las medidas hechas en el paso 11 conectando el transformador al canal2.13. Compare los valoresde amplitudy voltajepico-pico conel voltajeeficaz medido por el multmetro. La relacin es siendo la amplitud. Estos conceptos sern mejor comprendidos al final del curso en el captulo de corriente alterna.14. Conecte el generador de funcin a la conexin 17 y genere un voltaje senoidal de 7 voltios de amplitud y 100 Hz. Compare el valor digital de frecuencia dado por el generador de funcin de onda con el perodo 15. medido en el osciloscopio.

Otras funciones de voltaje V(t)

16. Produzca, con el generador de funcin, voltajes que dependen del tiempo en forma de onda cuadrada y en forma de diente de sierra. En cada caso relacione la frecuencia dada por el generador con el perodo medido con el osciloscopio.

Oscilador como graficador XY

Para que el osciloscopio funcione como graficador XY es necesario que el interruptor30 est en la posicin "adentro", el interruptor 24 en CHA, y el 21 en CHB.17. Conecte la salida del transformador de 6 voltios simultneamente a CHA y a CHB. Con el interruptor 30 en posicin "afuera" observe como se ve el voltaje senoidal en cada canal. Con ayuda de los controles 11 y 16 trate de ubicar las seales del canal 1 y canal 2 en diferentes alturas de la pantalla del osciloscopio. Colocando el control 21 en posicin DUAL observar ambos voltajes al mismo tiempo.18. Ponga el interruptor 30 en posicin "adentro", el control 21 en CHB y el 24 en CHA, observe el grfico XY.19. Observe el efecto de jalar hacia "afuera" el interruptor 16.20. Conecte el transformador al canal 1 y el generador de funcin al canal 2.Genere una funcin de voltaje senoidal de 60 Hertz y 8.5 voltios de amplitud. Observe el grfico XY.21. Repita 19 pero cambiando la frecuencia del generador de funcin a frecuencias de 120, 180 y 240 Hz.

V. RESULTADOS:

Haga unatabla de3 columnas indicandoel voltajemedido conel osciloscopio, el voltaje medido con el multmetro y el voltaje nominal de cada salida de La fuente.

OSCILOSCOPIO(V)MULTIMETRO(V)NOMINAL(V)

PILA1.471.491.5

FUENTE DE VOLTAJE1.781.832

3.143.293

4.44.24.5

Es realmente constanteel voltajedecada salidadado poresta fuente?

Con los resultados obtenidos en el experimento se puede afirmar que el voltaje de la fuente es de acuerdo a los valores obtenidos y luego de una comparacin de ellos que es aproximadamente constante. Debemos teneren consideracinque estos valores pueden contener algn error debido al grado de precisin de los equipos de medicin que se utilicen.

Cul esel perododel voltaje alternodado porel transformador de6 voltios? Diga el nmero de divisiones cuando el control 28 est en posicin 1ms/divisin, 2ms/divisin, 5ms/divisin. Cul es la frecuencia del voltaje alterno dado por el transformador? Cul es la amplitud del voltaje? Cul es el voltaje pico-pico?

T=8.6 ms

FUENTE DE PILA 6 VOLTIOSMULTIMETROOSCILOSCOPIOPERIODOFRECUENCIAHZ

1ms/divisin2ms/divisin5ms/divisin

65.425.511.2551.1028.6 ms116.279

T=2 ms

FUENTEMULTIMETROOSCILOSCOPIOPERIODOFRECUENCIAHZ

1ms/divisin2ms/divisin5ms/divisin

5.656.253.1251.252 ms500

T=1.65 ms ms

FUENTEMULTIMETROOSCILOSCOPIOPERIODOFRECUENCIAHZ

1ms/divisin2ms/divisin5ms/divisin

4.664.62.30.921.65ms606.060

T=1.9 ms

FUENTEMULTIMETROOSCILOSCOPIOOSCILOSCOPIOFRECUENCIAHZ

1ms/divisin2ms/divisin5ms/divisin

5.85.552.7751.111.9526.315

Dibuje lapantalla cuadriculada del osciloscopio eindique loobservado enlos pasos 17 y 18 del procedimiento

A.- El graficador XY, cuando el interruptor est en posicin adentro

B.-El graficador XY, cuando el interruptor est en posicin afuera

Si el osciloscopio est en modo XY y coloca un voltaje constante de 1.5voltios (una pila) en el canal 1 y de 3 voltios (fuente de voltaje constante con diferentes salidas) en el canal 2. Dibuje la pantalla cuadriculada del osciloscopio indicando la seal observada.

VI. OBSESRVACIONES:VII. CONCLUSIONES:VIII. BIBLIOGRAFIA: