Instrumentacion Laboratorio Fundamentos de Electronica

DEPARTAMENTO DE TECNOLOGÍA ELECTRÓNICA ___________________________________________________________________________________

Polímetro digital 1

LABORATORIO DE FUNDAMENTOS DE ELECTRÓNICA POLIMETRO DIGITAL En la figura 1 se representa un polímetro digital y se indican las diferentes partes de que consta. Cabe resaltar en este polímetro su elevada sensibilidad, display tipo LCD en el que además de la indicación numérica de la medida con signo, se dan otras informaciones como la escala utilizada o la indicación de batería baja. También dispone de la función de autodesconexión.

Figura 1 MEDIDA DE RESISTENCIAS (ohmios).

Recuérdese que no deben efectuarse medidas de resistencia en puntos de un circuito bajo tensión.

Las puntas de prueba se conectarán en las hembrillas con signo COM y V-Ω-Hz [5]. Seguidamente, mediante el conmutador rotativo [3], se seleccionará el alcance o escala más adecuado, desde 200Ω a 200MΩ, se efectuará la conexión a los puntos de medida y se leerá directamente el valor en el display.

En el caso de que apareciera en el display el signo (|. ) indicará que estamos fuera de escala, por lo que habrá que pasar a otra superior.

Para evitar en lo posible esto, si se desconoce totalmente el valor de la medida, se comenzará por la escala mayor y si es necesario, se irá pasando a otras inferiores para obtener una medida más precisa.

Escalas disponibles: 200Ω, 2kΩ, 20kΩ, 300kΩ, 2MΩ, 20MΩ, 200MΩ

El polímetro dispone de una posición para realizar una prueba acústica de continuidad eléctrica. Para ello, se situará el conmutador [3] en la posición , las clavijas de las puntas de prueba en las hembrillas COM y V-Ω-Hz y las puntas en el circuito a probar. Para indicar que hay conexión eléctrica, el polímetro emitirá una señal acústica para valores de resistencia inferiores a 100Ω.

MEDIDA DE TENSION CONTINUA (DC) O ALTERNA (AC) (Voltios).

1.- Visualizador de la medida (display). 2.- Pulsador de encendido 3.- Conmutador selector de funciones y alcances. 4.- Conector para la medida de capacidades. 5.- Conectores de entrada. 6.- Conector para medida de hFE en transistores.


Polímetro digital 2

Recuérdese que para la medida de tensión el polímetro deberá conectarse en paralelo con la carga.

En primer lugar, se conectarán las clavijas de las puntas de prueba situando la negra en la hembrilla COM y la roja en V-Ω-Hz. Posteriormente, mediante el conmutador rotativo [3], se seleccionará el alcance o escala más adecuado teniendo en cuenta si la tensión a medir es alterna o continua. Si se desconoce la magnitud de la tensión a medir se empezará colocando el conmutador en la posición de mayor valor. Seguidamente se situarán las puntas de prueba en los puntos de medida, apareciendo su valor directamente en el display. Si la medida va precedida del signo menos, será debido a que las puntas de prueba se han situado invertidas en el circuito.

Escalas disponibles en tensión DC: 200mV, 2V, 20V, 200V, 100V Escalas disponibles en tensión AC: 2V, 20V, 200V, 750V

MEDIDA DE CORRIENTE CONTINUA (DC) O ALTERNA (AC) (Amperios).

Recuérdese que para la medida de corriente el polímetro deberá conectarse en serie en el circuito.

Primeramente se conectará la clavija negra en la hembrilla COM y la roja en la hembrilla con el signo “mA” para medir hasta 200mA, o en la hembrilla “10A” para valores superiores. A continuación se colocará el conmutador de escalas en el alcance más adecuado, empezando por el mayor, apareciendo el valor de la medida directamente en el display.

Escalas disponibles en corriente DC: 2mA, 20mA, 200mA, 10A

Escalas disponibles en corriente AC: 20mA, 200mA, 10mA Este polímetro permite también la medida de capacidades, frecuencia, el parámetro hFE de transistores así como la prueba de diodos.


Fuente de alimentación 1

LABORATORIO DE FUNDAMENTOS DE ELECTRÓNICA FUENTE DE ALIMENTACIÓN El equipo está constituido por dos fuentes idénticas con salidas independientes de tensión. Por medio de los controles externos se pueden conectar entre ellas para que funcionen en paralelo, en serie, simétricas o totalmente independientes. Dispone además, de una salida fija de 5V para uso auxiliar. INSTRUCCIONES DE MANEJO En la figura 1 se muestra el panel frontal de la fuente.

Figura 1

Descripción de mandos: 1.- Voltímetro. 2.- Selector de funciones. 3.- Selector voltímetro (visualiza la tensión de S1 o S2). 4.- Control grueso de la tensión de salida (S1). 5.- Control fino de tensión de salida (S1). 6.- Borne de salida negativo (S1). 7.- Borne de salida positivo (S1). 8.- Control de intensidad límite (S1). 9.- Borne de tierra (conectado a la carcasa del aparato). 10.- Borne de salida positivo fuente auxiliar de 5V. 11.- Amperímetro. 12.- Selector amperímetro (indica la corriente de S1 o S2). 13.- Interruptor de puesta en marcha. 14.- Control grueso de la tensión de salida (S2). 15.- Control fino de tensión de salida (S2). 16.- Borne de salida positivo (S2). 17.- Borne de salida negativo (S2). 18.- Control de intensidad límite (S2). 19.- Borne de tierra (conectado a la carcasa del aparato). 20.- Borne de salida negativo fuente auxiliar de 5V. Después de conectarla a la red, estará preparada para funcionar al situar el interruptor general


Fuente de alimentación 2

en ON. Mediante el selector de funciones [2], se elegirá el modo de funcionamiento de la fuente; este puede ser: INDEPENDIENTE, se tienen dos fuentes de 1A variables entre 0V y 30V cada una. Cada fuente actúa por separado regulándose la tensión y la corriente máxima para cada una de ellas. SIMETRICO, se conecta internamente el borne (-) de S1 con el (+) de S2, actuando esta unión como cero central o común, obteniéndose la salida positiva por el terminal (+) de S1 y la negativa por el (-) de S2. El control de tensión y corriente se efectúa con S1, quedando los controles de S2 internamente anulados. Por tanto, la tensión entre común y (+) de S1 y entre común y (-) de S2 será idéntica en todo momento pero de signo contrario; S1 variará entre 0 y 30V mientras que S2 lo hará entre 0V y - 30V, ambas con 1A como máximo (figura 2).

Figura 2

SERIE, sólo se conecta internamente el borne (-) de S1 con el (+) de S2, actuando los controles independientemente en cada fuente, lo cual permite: - Obtención de la tensión suma entre (+) de S1 y (-) de S2. La tensión podrá alcanzar los 60V con 1A. - Obtención de tensiones asimétricas variables de 0 a + 30V entre común y (+) de S1, y de 0 a 30V entre común y (-) de S2 (figura 3).

Figura 3

PARALELO, se realizan las conmutaciones internas necesarias para que S1 suministre el doble de corriente, quedando los controles de S2 anulados. La tensión será variable de 0 a 30V con una corriente máxima de 2A. En el panel frontal existen dos indicadores, uno de tensión [1] y otro de intensidad [11], permitiendo en todo momento realizar las lecturas de estos parámetros en cada fuente. El ajuste de tensión se efectúa mediante los controles grueso [4] en S1 y [14] en S2, pudiendo tener una mayor precisión con el ajuste fino [5] para S1 y [15] para S2. Podemos ajustar la corriente de salida de cada fuente mediante los controles [8] de S1 y [18] de S2. Cuando tengamos que efectuar una limitación de corriente, cortocircuitaremos la salida de la fuente a usar, ajustando la corriente por medio del control de limitación de intensidad al valor deseado.


Generador de señal 1

LABORATORIO DE FUNDAMENTOS DE ELECTRÓNICA GENERADOR DE SEÑAL Para generar señales alternas se dispone de un generador de baja frecuencia. De los existentes en el mercado, se describe a continuación uno de ellos. El modelo elegido es un generador para frecuencias comprendidas entre 20Hz y 200KHz, con salidas de señal senoidal y cuadrada. Con niveles de salida hasta 10Vpp para señal cuadrada (en circuito abierto) y hasta 10Vr.m.s. para la salida senoidal (también en circuito abierto). La distorsión armónica de la señal senoidal es realmente baja, y presenta la ventaja de que la salida de señal mantiene su impedancia constante para cualquier nivel. La resistencia interna del generador es de 600Ω. Un instrumento medidor de salida permite el control de la amplitud de la señal senoidal y la elección del nivel deseado. Lleva incorporado un medidor de frecuencia digital para la elección fácil y precisa de la frecuencia de trabajo. INSTRUCCIONES DE MANEJO En la figura 1 se muestra el panel frontal del generador elegido.

Figura 1 Después de conectar el equipo a la red, estará preparado para funcionar al accionar el interruptor [1] en ON.

Descripción de mandos: [1] Interruptor de red para la puesta en marcha [2] Indicador digital de frecuencia [3] Medidor de salida. Indica la tensión del generador, para salida SENOIDAL y la potencia en dBm sobre una carga de 600Ω. [4] Control del nivel de la salida [5] Bornes de salida de las señales cuadrada o senoidal. [6] Atenuador de salida. Hasta 60dB, en saltos de 20dB [7] Selector de señal. Permite seleccionar una señal cuadrada o senoidal. [8] Conmutador para seleccionar la banda de frecuencias cubierta por el mando [9]. [9] Control contínuo de la frecuencia en cada década seleccionada por el mando [8].


Generador de señal 2

Para seleccionar la frecuencia deseada, se elegirá con el selector [8] la banda en la que está incluida: [20-200] para señales de 20Hz a 200Hz. [200-2K] para señales de 200Hz a 2KHz. [2K-20K] para señales de 2KHz a 20KHz. [20K-200K] para señales de 20KHz a 200KHz. A continuación, con el mando [9], fijaremos la frecuencia deseada dentro de cada banda. La lectura de la frecuencia se efectuará en el indicador [2] y la coma decimal quedará situada en la posición apropiada para las unidades correspondientes como se indica sobre el selector de bandas. La tolerancia en los alcances de cada banda permite superar el valor máximo 1999 en cuyo caso se activará el indicador de sobremargen “-“ en la parte izquierda del display siendo todavía válidas las tres cifras menos significativas. Para ajustar el generador al nivel deseado de señal de salida, deberá tenerse en cuenta lo siguiente:

• El instrumento medidor [3] indica la F.E.M. del generador o tensión interna. • Esta tensión coincidirá con la de salida, cuando ésta se halle en CIRCUITO ABIERTO.

• Cuando se carga el generador con 600Ω (transferencia máxima de potencia), la tensión en la

carga será la mitad de la indicada por el instrumento.

• Cada -20dB del atenuador supone disminuir 10 veces la tensión en la carga.

• Para lectura de dBm se ha tomado como referencia 0dBm = 1mW, sobre una carga exterior de 600Ω.

Conectar finalmente el cable en la salida teniendo en cuenta que el borne negativo (negro) corresponde a la carcasa del equipo.

PRECAUCION: Si las señales proporcionadas por el generador, deben aplicarse a puntos que están sometidos a tensión continua, debe proveerse de una capacidad serie a fin de bloquear dichas tensiones para proteger el sistema de atenuadores internos.


Osciloscopio 1

LABORATORIO DE FUNDAMENTOS DE ELECTRÓNICA OSCILOSCOPIO HAMEG HM 303-6

Figura 1a


Osciloscopio 2

Figura 1b

Figura 2 PUESTA EN CONDICIONES INICIALES DEL OSCILOSCOPIO Emplee las figuras 1a, 1b y 2 para localizar los controles que se mencionan, situándolos en la posición indicada. 1.- Presionar el interruptor de red [1], de forma que aplicamos tensión al equipo, un LED indicará que el

aparato está encendido. 2.- Condiciones iniciales del sistema de presentación. Ponga como se indica los siguientes controles:

- INTENS.[2] a mitad de su recorrido. - FOCUS [4] a mitad de su recorrido.


Osciloscopio 3

3.- Condiciones iniciales del canal vertical. Ponga como se indica los siguientes controles:

- DC-AC [29] en posición DC (pulsado). - CHI/II[15] en la posición sin pulsar (Sólo se utilizará, en principio, el canal 1) - DUAL [16] en su posición sin pulsar. - ADD [17] en su posición sin pulsar. - Y-POS.I [5] en la posición intermedia de su recorrido. - Mandos VOLTS/DIV [13 y 18] en 1 V/div. - Mandos [14] y [19] en posición de CAL. - Y-MAG x 5 [6 y 7] en su posición sin pulsar.

4.- Condiciones iniciales del canal horizontal. Ponga como se indica los siguientes controles: - TRIG. MODE [20] en la posición AC. - X-POS [11] en la posición intermedia de su recorrido. - X-Y [26] en su posición sin pulsar. - TRIG. EXT [27] en su posición sin pulsar. - SLOPE [9] en su posición sin pulsar. - HOLD-OFF [23] a tope antihorario. - TIME/DIV [24] a 1ms/div. - AT/NM. [21] en su posición sin pulsar. - ALT [22] en su posición sin pulsar. - Mando [25] en posición de CAL. - X-MAG (x 10) [12] en su posición sin pulsar.

5.- Otros sistemas.

- COMPONENT-TESTER [37] en su posición sin pulsar. - En la borna [39] se dispone de una señal de la salida rectangular del calibrador de 0,2Vpp, con una frecuencia de 1KHz cuando la tecla [40] está sin pulsar, o de frecuencia 1MHz si la tecla [40] está pulsada. Esta señal se puede emplear para comprobar el estado de las sondas que se utilizan para introducir las señales a medir en el osciloscopio.

Si las condiciones iniciales del osciloscopio han sido efectuadas correctamente, deberá aparecer una línea (traza del osciloscopio) en la posición central de la pantalla. Mediante el mando Y-POS [5], se ajustará la posición de la traza en el centro exacto de la pantalla. ESTE AJUSTE DEBERA REALIZARSE SIEMPRE ANTES DE EFECTUAR CUALQUIER MEDIDA. Puede ser conveniente para realizar este ajuste pulsar, durante el ajuste, la tecla [30] GD.


Osciloscopio 4

LA PANTALLA DEL TRC Un entramado de líneas grabadas en la superficie exterior de la cara del tubo, sirve de referencia para las mediciones; es el retículo que se muestra en la figura 3.

Figura 3 Los retículos tiene normalmente un formato de 8⋅10. Las líneas verticales y las horizontales cuadriculan la pantalla en divisiones. Los controles del osciloscopio presentan unidades referidas a las divisiones. Las marcas gruesas sobre las líneas centrales del retículo representan subdivisiones (0.2⋅división). El retículo sirve como referencia para realizar medidas. EL CANAL HORIZONTAL Dependiendo de las señales que apliquemos al canal horizontal del osciloscopio, podemos distinguir dos formas de trabajo: - Representación de señales en función del tiempo: En este caso la señal a representar es

aplicada al canal vertical y al canal horizontal; se le da una señal generada por el propio osciloscopio (señal de barrido en forma de diente de sierra y proporcional al tiempo).

- Composición de señales: En este caso tanto al canal horizontal, como al canal vertical se le

aplican señales externas. Esta forma de trabajo se denomina MODO X-Y. El primer modo de funcionamiento se logra con la tecla X-Y [26] sin pulsar, mientras que el segundo modo de funcionamiento se logra con la tecla pulsada. Para lograr la representación de las señales, necesitamos transformar el eje X del osciloscopio en un eje de tiempos, para lo cual aplicamos a las placas del canal horizontal una señal de barrido, de variación lineal con el tiempo, tal como indicamos en la figura 4.


Osciloscopio 5

Figura 4

Si se aplicará al sistema de desviación vertical una señal periódica y se dejará funcionar

libremente al circuito generador de la señal de barrido, sólo se tendría sobre la pantalla una imagen fija cuando la frecuencia de la señal a medir fuese múltiplo de la frecuencia de la señal de barrido. De otro modo, los sucesivos barridos se iniciarían sobre distintos valores de la señal a representar dando lugar a imágenes diferentes en cada barrido e impresionando la retina con varias de ellas (sensación de movimiento), como puede verse en la Figura 5.

Figura 5

Para conseguir una imagen estable, el osciloscopio SINCRONIZA la señal de barrido con una señal de referencia, que puede ser:

1. La propia señal a representar (del canal 1 o 2) 2. Una señal externa 3. La frecuencia de la red (50 Hz.)

Para seleccionar estos diferentes sincronismos, se emplean las teclas: CH I/II – TRIG. I/II [15] sin pulsar: Funcionamiento en canal I y señal de sincronismo la correspondiente al canal I. CH I/II – TRIG. I/II [15] pulsada: Funcionamiento en canal II y señal de sincronismo la correspondiente al canal II. (Selección de sincronismo en funcionamiento DUAL).


Osciloscopio 6

AT/NM [21] sin pulsar: Trazo visible sin señal con disparo automático. AT/NM [21] pulsada: Trazo visible sólo con señal. Disparo normal con ajuste de nivel LEVEL [10] (ajuste del nivel de disparo).

ALT [23] pulsada: El disparo se inicia en modo DUAL por canal I y II de forma alternada.

Pulsando simultáneamente AT/NM [21] y ALT[23] el disparo se realiza con la frecuencia de red, en modo de disparo normal (manual).

TRIG. EXT. [27] pulsada: Conmutación a disparo externo. La entrada de señal de disparo se efectúa por el borne TRIG. EXT [38]

En las figuras 6a y 6b se observan dos señales (osciloscopio en modo DUAL tecla [16]

pulsada), en la primera el sincronismo se realiza con el canal I para un nivel de disparo (LEVEL [10]) y en la segunda con el canal II y un nivel de disparo diferente (LEVEL [10]), ambas con pendiente ascendente (tecla SLOPE [9] sin pulsar).

Figura 6a

Figura 6b


Osciloscopio 7

ACOPLAMIENTO DE ENTRADA El selector de acoplamiento de entrada o modo de entrada de cada canal vertical, le permite controlar cómo se acopla la señal de entrada al canal vertical. En este caso, esta selección se realiza mediante los mandos [29-30] para el CHI y los mandos [33-34] para el CHII. En la figura 7 representamos el acoplamiento de entrada.

Figura 7

Cuando seleccionemos DC, la señal de entrada se transmite íntegramente hacia los circuitos del canal vertical, es decir, tanto su componente continua como su componente alterna. Cuando seleccionemos AC, intercalamos un condensador de gran capacidad, por lo que la componente continua es eliminada (recordar que un condensador se comporta como un circuito abierto para las señales continuas), es decir eliminamos la componente continua y representamos la componente alterna. Cuando seleccionemos GD tecla [30] y [34], se desconecta la señal de entrada del canal vertical, y la presentación, muestra la masa del chasis del osciloscopio. En este modo, la posición de la traza en la pantalla es la referencia de nivel cero, para nuestras medidas. Esta posición puede ser modificada actuando sobre los dos controles de POSICION; el mando ([5]-Y-POS.I) nos permite desplazamientos sobre el eje Y; idéntica función tiene el mando ([3]-Y-POS.II) pero para el canal II. Los desplazamientos sobre el eje X son comunes para ambos canales y se efectúan mediante el mando ([11]-X-POS.). FORMA DE MEDIR LA AMPLITUD Y EL TIEMPO DE UNA SEÑAL CON EL OSCILOSCOPIO (Canal I). Colocar el osciloscopio en condiciones iniciales y ajustar la posición vertical de la traza en el centro de la pantalla. Introducir, mediante una sonda, una señal a la entrada vertical [CHI] (canal 1) del osciloscopio a través de la entrada [28]. Mediante el mando [13] (VOLTS/DIV) seleccionaremos la posición más adecuada para poder visualizar la amplitud de la señal en la pantalla del osciloscopio. La posición seleccionada nos indica la tensión en voltios que representa cada división (cuadro) de la pantalla en sentido vertical. Con el mando [24] (TIME/DIV) buscaremos la posición mas adecuada para poder visualizar el tiempo de la señal de entrada. La posición seleccionada nos indica el tiempo en segundos, milisegundos o micro segundos (según la posición) que representa cada división (cuadro) de la pantalla en sentido horizontal. Una vez visualizada, adecuadamente, la amplitud real de la señal visualizada se obtiene


Osciloscopio 8

aplicando la siguiente relación:

Amplitud real = VOLT/DIV x Número de divisiones verticales que ocupa la señal visualizada. Nos fijaremos en la posición del mando [13] (VOLT/DIV), y el número de cuadros verticales que ocupa la señal En la figura 8 se indican dos ejemplos de la forma de medir tensiones.

Figura 8 De igual forma para medir el tiempo o el periodo de la señal visualizada y por tanto su frecuencia, nos fijaremos en la posición del mando [24] TIME/DIV, y el número de cuadros horizontales que ocupa la señal Tiempo real = TIME/DIV x Número de divisiones horizontales que ocupa la señal visualizada. En la figura 9 se muestran ejemplos de cómo medir tiempos con el osciloscopio. Podemos conocer el periodo y la frecuencia de la señal de entrada como se indica en la figura 10.

Figura 9


Osciloscopio 9

Figura 10 NOTA: ESTA ES LA FORMA DE MEDIR UNA TENSION EN EL OSCILOSCOPIO. RECORDAR QUE PARA LA MEDIDA DE TENSIONES ES NECESARIO QUE EL INSTRUMENTO DE MEDIDA SE CONECTE EN PARALELO CON EL DISPOSITIVO DEL CUAL DESEAMOS CONOCER SU POTENCIAL. NOTA: El osciloscopio es de doble traza, lo que permite visualizar dos señales simultáneamente.

Naturalmente todo lo indicado para el canal I (CHI), es totalmente válido para el canal II (CHII).

COMPROBACION DE COMPONENTES

El osciloscopio lleva incorporado un comprobador de componentes. Este se acciona pulsando la tecla [37] (COMP. TESTER). El componente a comprobar se conecta en los bornes [38]. Aparte de los mandos de INTENS, FOCUS y X-POS, el resto de los mandos quedan inactivos. En la figura 11 se representan las imágenes de testeo de diferentes elementos.

Figura 11

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