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Uso del osciloscopio y generador de funciones C.I. García * J.A. Esparza * D. Muñoz * M.G.L. Piña * P.A. Villaseñor MTR01D Metrología - Universidad Politécnica de Aguascalientes Aguascalientes, Ags. AbstractDuring the development of this practice were acquired knowledge for the use of the oscilloscope, is a small device and a little difficult to handle, because it requires calibration and also has too many measurement functions, for example: frequency, period, voltage, time, etc. ResumenDurante el desarrollo de esta práctica se adquirieron los conocimientos para el uso del osciloscopio, es un aparato pequeño y un poco difícil de manipular, ya que requiere de calibración y además cuenta con demasiadas funciones de medición, por ejemplo: la frecuencia, periodo, voltaje, tiempo, etc. I. INTRODUCCIÓN Los osciloscopios son instrumentos versátiles y son de mucha importancia para los ingenieros aunque más comúnmente es utilizado por los electrónicos ya que este dispositivo puede medir y darte una imagen de señales eléctricas que nos puede ayudar a ver si existe algún problema en un circuito. II. OBJETIVO Al completar la práctica el alumno será capaz de identificar las funciones principales del osciloscopio, además será capaz de manipular el generador de funciones para obtener una señal deseada. III. DESARROLLO a) Uso del osciloscopio para medir tiempos y voltajes en curva de carga del capacitor. 1. Arme el circuito según lo indique el docente. 2. Calcule tiempo de carga del capacitor con cada una de las resistencias. 3. Conecte la fuente de alimentación al circuito, sin encender aún la fuente. 4. Energizar y encender el osciloscopio. 5. Conectar la sonda de voltaje al canal 1 del osciloscopio. 6. Calibrar el osciloscopio. 7. Conectar la sonda de voltaje en paralelo con el capacitor. 8. Ajustar los volts por división en 5 V. 9. Ajustar los segundos por división en 50ms. 10. Energizar el circuito. 11. Presionar el botón de Stop del osciloscopio al observar que el capacito se llenó por completo, para mantener la curva. 12. Utilice los cursores para medir tiempo de carga y voltaje de carga. 13. Guarde los datos en la memoria USB con el botón Save. 14. Realice el mismo procedimiento para los circuitos formados por las otras dos resistencias y el capacitor. 15. Conectar la otra sonda de voltaje al canal 2 del osciloscopio. 16. Comparar las curvas obtenidas con la resistencia de 470 Ω y 1.2 kΩ. 17. Grabar curvas de comparación. b) Uso del osciloscopio y generador de funciones. 1. Energizar y encender el osciloscopio. 2. Conectar la sonda de voltaje al canal 1 del osciloscopio. 3. Calibrar el osciloscopio. 4. Energizar el generador de funciones y encenderlo. 5. Conectar la sonda del generador a la salida del mismo (output level) 6. Conectar la sonda del generador a la sonda del osciloscopio (caimán negro del generador con el caimán de la sonda del osciloscopio, y caimán rojo del generador a la punta del osciloscopio) 7. Seleccionar la función de onda senoidal. 8. Seleccionar el rango de frecuencia de 1Hz. 9. Ajustar la frecuencia de la señal a 0.5Hz. 10. Ajustar la amplitud de la señal a 6 Vpp (volts pico a pico) 11. Ajustar los volts por división y los segundos por división del osciloscopio para observar claramente la señal del generador. 12. Medir voltaje máximo, mínimo, promedio de la señal. 13. Utilizar el cursor para identificar el punto máximo de la señal. 14. Grabar dicha señal en memoria USB (datos e imagen). 15. Seleccionar la función de onda cuadrada. 16. Seleccionar el rango de frecuencia de 100 Hz. 17. Ajustar la frecuencia a 85 Hz. 18. Ajustar la amplitud de la señal a 8 Vpp. 19. Ajustar el Duty cycle al 75%. 20. Ajustar los volts por división y los segundos por división del osciloscopio para observar claramente la señal del generador. 21. Medir voltaje máximo, mínimo, promedio de la señal. 22. Grabar dicha señal en memoria USB (datos e imagen). 23. Seleccionar la función de onda triangular. 24. Seleccionar el rango de frecuencia de 100 KHz. 25. Ajustar la frecuencia a 77KHz. 26. Ajustar la amplitud de la señal a 4 Vpp. 27. Ajustar el DC offset a 2 V. 28. Ajustar los volts por división y los segundos por división del osciloscopio para observar claramente la señal del generador. 29. Medir voltaje máximo, mínimo, promedio de la señal. 30. Grabar dicha señal en memoria USB (datos e imagen). c) Uso del osciloscopio y generador de funciones para rectificador de ½ onda y onda completa. 1. Arme el circuito según lo indique el docente, rectificador de ½ onda. 2. Energizar y encender el osciloscopio. 3. Energizar el generador de funciones y encenderlo. 4. Conectar la sonda de voltaje al canal 1 del osciloscopio. 5. Conectar la otra sonda de voltaje al canal 2 del osciloscopio. 6. Calibrar el osciloscopio. 7. Conectar la sonda de voltaje del canal 1 a la salida del generador. 8. Conectar la sonda de voltaje del canal 2 a la salida del diodo rectificador.

Uso del Osciloscopio y el Generador de Funciones

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Práctica realizada con el osciloscopio y generador de funciones

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  • Uso del osciloscopio y generador de

    funciones C.I. Garca * J.A. Esparza * D. Muoz * M.G.L. Pia * P.A. Villaseor

    MTR01D

    Metrologa - Universidad Politcnica de Aguascalientes

    Aguascalientes, Ags.

    Abstract During the development of this practice were acquired knowledge for the use of the oscilloscope, is a small

    device and a little difficult to handle, because it requires

    calibration and also has too many measurement functions, for example: frequency, period, voltage, time, etc.

    Resumen Durante el desarrollo de esta prctica se adquirieron los conocimientos para el uso del osciloscopio, es

    un aparato pequeo y un poco difcil de manipular, ya que

    requiere de calibracin y adems cuenta con demasiadas funciones de medicin, por ejemplo: la frecuencia, periodo,

    voltaje, tiempo, etc.

    I. INTRODUCCIN

    Los osciloscopios son instrumentos verstiles y son de mucha importancia para los ingenieros aunque ms comnmente es

    utilizado por los electrnicos ya que este dispositivo puede

    medir y darte una imagen de seales elctricas que nos puede ayudar a ver si existe algn problema en un circuito.

    II. OBJETIVO Al completar la prctica el alumno ser capaz de identificar las

    funciones principales del osciloscopio, adems ser capaz de manipular el generador de funciones para obtener una seal

    deseada.

    III. DESARROLLO

    a) Uso del osciloscopio para medir tiempos y voltajes en

    curva de carga del capacitor.

    1. Arme el circuito segn lo indique el docente.

    2. Calcule tiempo de carga del capacitor con cada una de las resistencias.

    3. Conecte la fuente de alimentacin al circuito, sin encender

    an la fuente. 4. Energizar y encender el osciloscopio.

    5. Conectar la sonda de voltaje al canal 1 del osciloscopio.

    6. Calibrar el osciloscopio. 7. Conectar la sonda de voltaje en paralelo con el capacitor.

    8. Ajustar los volts por divisin en 5 V.

    9. Ajustar los segundos por divisin en 50ms. 10. Energizar el circuito.

    11. Presionar el botn de Stop del osciloscopio al observar que

    el capacito se llen por completo, para mantener la curva. 12. Utilice los cursores para medir tiempo de carga y voltaje de

    carga.

    13. Guarde los datos en la memoria USB con el botn Save. 14. Realice el mismo procedimiento para los circuitos

    formados por las otras dos resistencias y el capacitor. 15. Conectar la otra sonda de voltaje al canal 2 del

    osciloscopio.

    16. Comparar las curvas obtenidas con la resistencia de 470 y 1.2 k. 17. Grabar curvas de comparacin.

    b) Uso del osciloscopio y generador de funciones.

    1. Energizar y encender el osciloscopio.

    2. Conectar la sonda de voltaje al canal 1 del osciloscopio. 3. Calibrar el osciloscopio.

    4. Energizar el generador de funciones y encenderlo.

    5. Conectar la sonda del generador a la salida del mismo (output level)

    6. Conectar la sonda del generador a la sonda del osciloscopio

    (caimn negro del generador con el caimn de la sonda del osciloscopio, y caimn rojo del generador a la punta del

    osciloscopio)

    7. Seleccionar la funcin de onda senoidal. 8. Seleccionar el rango de frecuencia de 1Hz.

    9. Ajustar la frecuencia de la seal a 0.5Hz.

    10. Ajustar la amplitud de la seal a 6 Vpp (volts pico a pico) 11. Ajustar los volts por divisin y los segundos por divisin

    del osciloscopio para observar claramente la seal del

    generador. 12. Medir voltaje mximo, mnimo, promedio de la seal.

    13. Utilizar el cursor para identificar el punto mximo de la

    seal.

    14. Grabar dicha seal en memoria USB (datos e imagen).

    15. Seleccionar la funcin de onda cuadrada.

    16. Seleccionar el rango de frecuencia de 100 Hz. 17. Ajustar la frecuencia a 85 Hz.

    18. Ajustar la amplitud de la seal a 8 Vpp. 19. Ajustar el Duty cycle al 75%.

    20. Ajustar los volts por divisin y los segundos por divisin

    del osciloscopio para observar claramente la seal del generador.

    21. Medir voltaje mximo, mnimo, promedio de la seal.

    22. Grabar dicha seal en memoria USB (datos e imagen). 23. Seleccionar la funcin de onda triangular.

    24. Seleccionar el rango de frecuencia de 100 KHz.

    25. Ajustar la frecuencia a 77KHz. 26. Ajustar la amplitud de la seal a 4 Vpp.

    27. Ajustar el DC offset a 2 V.

    28. Ajustar los volts por divisin y los segundos por divisin

    del osciloscopio para observar claramente la seal del

    generador.

    29. Medir voltaje mximo, mnimo, promedio de la seal. 30. Grabar dicha seal en memoria USB (datos e imagen).

    c) Uso del osciloscopio y generador de funciones para

    rectificador de onda y onda completa.

    1. Arme el circuito segn lo indique el docente, rectificador de onda.

    2. Energizar y encender el osciloscopio.

    3. Energizar el generador de funciones y encenderlo. 4. Conectar la sonda de voltaje al canal 1 del osciloscopio.

    5. Conectar la otra sonda de voltaje al canal 2 del osciloscopio.

    6. Calibrar el osciloscopio. 7. Conectar la sonda de voltaje del canal 1 a la salida del

    generador.

    8. Conectar la sonda de voltaje del canal 2 a la salida del diodo rectificador.

  • 9. Ajustar una frecuencia de 60Hz, en onda senoidal, con un

    voltaje Vpp 15 V.

    10. Conectar el generador de funciones a la entrada el rectificador de onda.

    11. Utilice los cursores para medir periodo y voltaje pico de la

    onda rectificada. 12. Guarde los datos en la memoria USB con el botn Save.

    13. Realice el mismo procedimiento para el rectificador de

    onda completa.

    IV. MATERIALES

    1 Osciloscopio

    2 Sonda de voltaje para osciloscopio.

    1 Generador fe funciones.

    Sonda del generador de funciones.

    1 Fuente de poder.

    1 USB no mayor a 2G.

    1 resistencia de 470 .

    1 resistencia de 100 .

    1 resistencia de 1.2 .

    2 capacitores electrolticos de 47 F a 25 V.

    4 diodos rectificadores 1N4004, 1N4007 o 1N4148.

    V. MARCO TERICO

    A. Capacitor.

    Carga y descarga de un capacitor.

    Proceso de carga:

    Fig. 1.- Proceso de carga del capacitor.

    Cuando el interruptor se mueve a A, la corriente I sube bruscamente (como un cortocircuito) y tiene el valor de I = E /

    R amperios (como si el condensador no existiera

    momentneamente en este circuito serie RC), y poco a poco esta corriente va disminuyendo hasta tener un valor de cero

    (ver el diagrama inferior).

    El voltaje en el condensador no vara instantneamente y sube

    desde 0 voltios hasta E voltios (E es el valor de la fuente de

    corriente directa conectado en serie con R y C.

    El tiempo que se tarda el voltaje en el condensador (Vc) en

    pasar de 0 voltios hasta el 63.2 % del voltaje de la fuente est dato por la frmula T = R x C donde R est en Ohmios y C en

    Milifaradios y el resultado estar en milisegundos.

    Despus de 5 x T (5 veces T) el voltaje ha subido hasta un 99.3

    % de su valor final.

    Al valor de T se le llama "Constante de tiempo".

    Analizan los dos grficos se puede ver que estn divididos en una parte transitoria y una parte estable. Los valores de Ic y Vc

    varan sus valores en la parte transitoria (aproximadamente 5

    veces la constante de tiempo T), pero no as en la parte estable.

    Los valores de Vc e Ic en cualquier momento se pueden

    obtener con las siguientes frmulas:

    Vc = E + ( Vo - E) x e-T/ t .

    Vo es el voltaje inicial del condensador (en muchos casos es 0

    Voltios)

    Ic = ( E - Vo ) x e-T/ t/ R.

    Vo es el voltaje inicial del condensador (en muchos casos es 0

    Voltios)

    VR = E x e-T/ t Donde: T = R x C.

    Fig. 2.- Voltaje e intensidad de carga de un capacitor.

    Proceso descarga:

    Fig. 3.- Proceso de descarga del capacitor.

    El interruptor est en B.

    Entonces el voltaje en el condensador Vc empezar a

    descender desde Vo (voltaje inicial en el condensador). La corriente tendr un valor inicial de Vo / R y disminuir hasta

    llegar a 0 (cero voltios).

  • Los valores de Vc e I en cualquier momento se pueden obtener

    con las siguientes frmulas:

    Vc = Vo x e-t / T I = -(Vo / R) e-t / T.

    Dnde: T = RC es la constante de tiempo.

    NOTA: Si el condensador haba sido previamente cargado

    hasta un valor E, hay que reemplazar Vo en las frmulas con E.

    Fig. 4.- Voltaje e intensidad de descarga de un capacitor.

    B. Diodo Rectificador.

    Un diodo rectificador es uno de los dispositivos de la familia

    de los diodos ms sencillos. El nombre diodo rectificador procede de su aplicacin, la cual consiste en separar los ciclos

    positivos de una seal de corriente alterna.

    Si se aplica al diodo una tensin de corriente alterna durante

    los medios ciclos positivos, se polariza en forma directa; de

    esta manera, permite el paso de la corriente elctrica.

    Pero durante los medios ciclos negativos, el diodo se polariza

    de manera inversa; con ello, evita el paso de la corriente en tal sentido.

    Durante la fabricacin de los diodos rectificadores, se

    consideran tres factores: la frecuencia mxima en que realizan

    correctamente su funcin, la corriente mxima en que pueden conducir en sentido directo y las tensiones directa e inversa

    mximas que soportarn.

    Una de las aplicaciones clsicas de los diodos rectificadores, es

    en las fuentes de alimentacin; aqu, convierten una seal de

    corriente alterna en otra de corriente directa.

    Fig. 5.- Diodos rectificadores.

    Proceso de rectificacin del rectificador de media onda.

    La corriente y voltaje que las compaas distribuyen a nuestras

    casas, comercios u otros es corriente alterna.

    Para que los artefactos electrnicos que all tenemos puedan

    funcionar adecuadamente, la corriente alterna debe de convertirse en corriente continua.

    Para realizar esta operacin se utilizan diodos semiconductores que conforman circuitos rectificadores. Inicialmente se reduce

    el voltaje de la red (110 / 220 voltios AC u otro) a uno ms

    bajo como 12 o 15 Voltios AC con ayuda de un transformador. A la salida del transformador se pone el circuito rectificador.

    La tensin en el secundario del transformador es alterna, y tendr un semiciclo positivo y uno negativo.

    Polarizacin del diodo en sentido directo

    Fig. 6.- Polarizacin del diodo en sentido directo.

    Durante el semiciclo positivo el diodo queda polarizado en

    directo, permitiendo el paso de la corriente a travs de l. Ver

    grfico. Si el diodo es considerado como ideal, este se

    comporta como un cortocircuito, (ver grfico), entonces toda la tensin del secundario aparecer en la resistencia de carga.

    Polarizacin del diodo en sentido inverso

    Durante el semiciclo negativo, la corriente entregada por el

    transformador querr circular en sentido opuesto a la flecha del diodo. Si el diodo es considerado ideal entonces este acta

    como un circuito abierto y no habr flujo de corriente.

    La forma de onda de salida de un rectificador de 1/2 onda ser

    como se muestra en la siguiente figura.

  • Fig. 7.- Polarizacin del diodo en sentido inverso.

    Rectificador de onda completa

    Fuente de alimentacin no regulada.

    El circuito rectificador de onda completa de la primera figura

    ms abajo, es el que se utiliza si lo que se desea es utilizar todo

    el voltaje del secundario del transformador (en el caso de un transformador con derivacin central).

    Cuando se utiliza la derivacin puesta a tierra, en el circuito con transformador de derivacin central, la tensin de salida

    depende de la mitad de la tensin del secundario.

    Fig. 8.- Rectificador de onda completa con derivacin a tierra.

    En este circuito el transformador es alimentado por una tensin

    en corriente alterna. Los diodos D1 y D3 son polarizados en

    directo en el semiciclo positivo, los diodos D2 y D4 son polarizados en sentido inverso. Ver que la corriente atraviesa la

    resistencia de carga RL.

    Fig. 9.- Rectificador de onda completa alimentado por una tensin en

    corriente alterna.

    El semiciclo negativo, la polaridad del transformador es el inverso al caso anterior y los diodos D1 y D3 son polarizados

    en sentido inverso y D2 y D4 en sentido directo. La corriente

    como en el caso anterior tambin pasa por la carga RL. En el mismo sentido que en el semiciclo positivo.

    Fig. 10.- Rectificador de onda completa con puente de diodos

    La salida tiene la forma de una onda rectificada completa.

    Esta salida es pulsante y para "aplanarla" se pone un

    condensador (capacitor) en paralelo con la carga.

    Este capacitor se carga a la tensin mxima y se descargar por

    RL mientras que la tensin de salida del secundario del

    transformador disminuye a cero ("0") voltios, y el ciclo se repite.

    Fig. 11.- Capacitor cargado a la tensin mxima.

    Fig. 12.- Disminucin del transformador a cero (0) voltios.

    C. Osciloscopio Un osciloscopio es un instrumento de medicin para la

    electrnica. Representa una grfica de amplitud en el eje

    vertical y tiempo en el eje horizontal. Es muy usado por estudiantes, diseadores, ingenieros en el campo de la

    electrnica. Frecuentemente se complementa con un

    multmetro, una fuente de alimentacin y un generador de funciones o arbitrario. ltimamente, con la explosin de

    dispositivos con tecnologas de radio frecuencia como WiFi o

    Bluetooth, el banco de trabajo se complementa con un analizador de espectro.

    El osciloscopio presenta los valores de las seales elctricas 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 as obtenida se denomina oscilograma. En osciloscopios anlogos o de fsforo digital se

    suele incluir otra entrada o control, llamado "eje Z" que

    controla la luminosidad del haz, permitiendo resaltar o apagar algunos segmentos de la traza dependiendo de su frecuencia de

    repeticin o velocidad de transicin en tiempo.

  • Fig. 13.- Moderno osciloscopio digital.

    Utilizacin

    En un osciloscopio existen, bsicamente, tres tipos de controles

    que son utilizados como reguladores que ajustan la seal de entrada y permiten, consecuentemente, medir en la pantalla y

    de esta manera se pueden ver la forma de la seal medida por

    el osciloscopio, esto denominado en forma tcnica se puede decir que el osciloscopio sirve para observar la seal que

    quiera medir.

    El primer control regula el eje X (horizontal) y aprecia

    fracciones de tiempo (segundos, milisegundos, microsegundos,

    etc., segn la resolucin del aparato). El segundo regula el eje Y (vertical) controlando el voltaje de entrada (en Volts,

    milivolts, microvolts, etc., dependiendo de la resolucin del

    aparato).

    El tercer control es el ajuste del disparo (o trigger en ingls),

    este control permite sincronizar la seales que se repiten de manera peridica usando como referencia una caracterstica de

    la seal, se usan diversos tipos de disparo, siendo el ms

    comn el disparo por flanco de subida o bajada de la seal, para lo cual se define el voltaje de disparo y si el flanco es de

    subida o de bajada.

    Estas regulaciones determinan el valor de la escala cuadricular

    que divide la pantalla, permitiendo saber cunto representa cada cuadrado de esta para, en consecuencia, conocer el valor

    de la seal a medir, tanto en tensin como en frecuencia o

    periodo.

    Fig. 14.- Seal cuadricular en el osciloscopio.

    Pantalla de un osciloscopio digital con representacin de una

    seal digital inestable con el modo de Persistencia variable

    DPO (fosforo digital).

    Osciloscopio Analgico

    La tensin a medir se aplica a las placas de desviacin vertical de un tubo de rayos catdicos (utilizando un amplificador con

    alta impedancia de entrada y ganancia ajustable) mientras que

    a las placas de desviacin horizontal se aplica una tensin en diente de sierra (denominada as porque, de forma repetida,

    crece suavemente y luego cae de forma brusca). Esta tensin es

    producida mediante un circuito oscilador apropiado y su frecuencia puede ajustarse dentro de un amplio rango de

    valores, lo que permite adaptarse a la frecuencia de la seal a

    medir. Esto es lo que se denomina base de tiempos.

    Fig. 15.- Representacin esquemtica de un osciloscopio.

    En la figura 15 se puede ver una representacin esquemtica de

    un osciloscopio con indicacin de las etapas mnimas fundamentales. El funcionamiento es el siguiente:

    En el tubo de rayos catdicos el rayo de electrones generado

    por el ctodo y acelerado por el nodo llega a la pantalla,

    recubierta interiormente de una capa fluorescente que se

    ilumina por el impacto de los electrones.

    Si se aplica una diferencia de potencial a cualquiera de las dos

    parejas de placas de desviacin, tiene lugar una desviacin del haz de electrones debido al campo elctrico creado por la

    tensin aplicada. De este modo, la tensin en diente de sierra, que se aplica a las placas de desviacin horizontal, hace que el

    haz se mueva de izquierda a derecha y durante este tiempo, en

    ausencia de seal en las placas de desviacin vertical, dibuje una lnea recta horizontal en la pantalla y luego vuelva al punto

    de partida para iniciar un nuevo barrido. Este retorno no es

    percibido por el ojo humano debido a la velocidad a que se realiza y a que, de forma adicional, durante el mismo se

    produce un apagado (borrado) parcial o una desviacin del

    rayo.

    Si en estas condiciones se aplica a las placas de desviacin

    vertical la seal a medir (a travs del amplificador de ganancia ajustable) el haz, adems de moverse de izquierda a derecha, se

    mover hacia arriba o hacia abajo, dependiendo de la polaridad

    de la seal, y con mayor o menor amplitud dependiendo de la tensin aplicada.

    Al estar los ejes de coordenadas divididos mediante marcas, es posible establecer una relacin entre estas divisiones y el

    perodo del diente de sierra en lo que se refiere al eje X y al

    voltaje en lo referido al Y. Con ello a cada divisin horizontal corresponder un tiempo concreto, del mismo modo que a cada

    divisin vertical corresponder una tensin concreta. De esta

    forma en caso de seales peridicas se puede determinar tanto su perodo como su amplitud.

  • El margen de escalas tpico, que vara de microvoltios a unos

    pocos voltios y de microsegundos a varios segundos, hace que

    este instrumento sea muy verstil para el estudio de una gran variedad de seales.

    Limitaciones del osciloscopio analgico

    El osciloscopio analgico tiene una serie de limitaciones

    propias de su funcionamiento:

    Las seales deben ser peridicas. Para ver una traza estable, la seal debe ser peridica ya que es la

    periodicidad de dicha seal la que refresca la traza

    en la pantalla.

    Las seales muy rpidas reducen el brillo. Cuando se observa parte del perodo de la seal, el brillo se

    reduce debido a que la tasa de refresco disminuye.

    Las seales lentas no forman una traza. Las seales de frecuencias bajas producen un barrido muy lento que no permite a la retina integrar la traza. Esto se

    solventa con tubos de alta persistencia. Tambin

    existan cmaras Polaroid especialmente adaptadas para fotografiar las pantallas de osciloscopios.

    Manteniendo la exposicin durante un periodo se

    obtiene una foto de la traza.

    Slo se pueden ver transitorios si stos son repetitivos.

    Osciloscopio Digital

    En la actualidad los osciloscopios analgicos estn siendo

    desplazados en gran medida por los osciloscopios digitales,

    entre otras razones por la facilidad de poder transferir las medidas a una computadora personal o pantalla LCD.

    En el osciloscopio digital la seal es previamente digitalizada por un conversor analgico digital. Al depender la fiabilidad de

    la visualizacin de la calidad de este componente, esta debe ser

    cuidada al mximo.

    Las caractersticas y procedimientos sealados para los

    osciloscopios analgicos son aplicables a los digitales. Sin embargo, en estos se tienen posibilidades adicionales, tales

    como el disparo anticipado (pre-triggering) para la

    visualizacin de eventos de corta duracin, o la memorizacin del oscilograma transfiriendo los datos a un PC. Esto permite

    comparar medidas realizadas en el mismo punto de un circuito

    o elemento. Existen asimismo equipos que combinan etapas analgicas y digitales.

    Estos osciloscopios aaden prestaciones y facilidades al

    usuario imposibles de obtener con circuitera analgica, como

    los siguientes:

    Medida automtica de valores pico, mximos y mnimos de seal. Verdadero valor eficaz.

    Medida de flancos de la seal y otros intervalos.

    Captura de transitorios.

    Clculos avanzados, como la FFT para calcular el espectro de la seal.

    Sondas de medida

    Una sonda no es un conector especficamente diseado para

    evitar ruidos que puedan perturbar la medida.

    Adems, las sondas se construyen para que tengan un efecto

    mnimo sobre el circuito de medida. Esta facultad de la sondas

    recibe el nombre de efecto de carga, para minimizarla se utiliza un atenuador pasivo, generalmente de x10.

    Fig. 16.- Circuito de la sonda de medida.

    Este tipo de sonda se proporciona generalmente con el osciloscopio y es una excelente sonda de utilizacin general.

    Para otros tipos de medidas se utilizan sondas especiales, como

    pueden ser las sondas de corriente las activas.

    Sondas pasivas

    La mayora de las sondas pasivas estn marcadas con un factor

    de atenuacin, normalmente 10X o 100X. Por convenio los

    factores de atenuacin aparecen con el signo X detrs del factor de divisin. En contraste los factores de amplificacin

    aparecen con el signo X delante (X10 o X100).

    La sonda ms utilizada posiblemente sea la 10X, reduciendo la

    amplitud de la seal en un factor de 10. Su utilizacin se

    extiende a partir de frecuencias superiores a 5 kHz y con niveles de seal superiores a 10 mV. La sonda 1X es similar a

    la anterior pero introduce ms carga en el circuito de prueba,

    pero puede medir seales con menor nivel. Por comodidad de uso se han introducido sondas especiales con un conmutador

    que permite una utilizacin 1X o 10X. Cuando se utilicen este

    tipo de sondas hay que asegurarse de la posicin de este conmutador antes de realizar una medida.

    Fig. 17.- Componentes de una sonda de medida.

    D. Generador de Funciones El generador de funciones es un equipo capaz de generar

    seales variables en el dominio del tiempo para ser aplicadas

    posteriormente sobre el circuito bajo prueba.

    Fig. 18.- Generador de funciones.

  • Las formas de onda tpicas son las triangulares, cuadradas y

    senoidales. Tambin son muy utilizadas las seales TTL que

    pueden ser utilizadas como seal de prueba o referencia en circuitos digitales.

    Otras aplicaciones del generador de funciones pueden ser las de calibracin de equipos, rampas de alimentacin de

    osciloscopios, etc.

    Descripcin

    Aunque existen multitud de generadores de funciones de mayor o menor complejidad todos incorporan ciertas funciones

    y controles bsicos que pasamos a describir a continuacin.

    1. Selector de funciones. Controla la forma de onda de

    la seal de salida. Como comentbamos puede ser

    triangular, cuadrada o senoidal.

    2. Selector de rango. Selecciona el rango o margen de frecuencias de trabajo de la seal de salida. Su valor

    va determinado en dcadas, es decir, de 1 a 10 Hz, de 10 a 100, etc.

    3. Control de frecuencia. Regula la frecuencia de salida dentro del margen seleccionado mediante el selector de rango.

    4. Control de amplitud. Mando que regula la amplitud de la seal de salida.

    5. DC offset. Regula la tensin continua de salida que se superpone a la seal variable en el tiempo de

    salida. 6. Atenuador de 20dB. Ofrece la posibilidad de

    atenuar la seal de salida 20 dB (100 veces) sobre

    la amplitud seleccionada con el control nmero 4. 7. Salida 600ohm. Conector de salida que entrega la

    seal elegida con una impedancia de 600 ohmios.

    8. Salida TTL. Entrega una consecucin de pulsos TTL (0 - 5V) con la misma frecuencia que la seal

    de salida.

    Fig. 19.- Partes de un generador de funciones.

    Utilizacin

    Lo primero que deberemos realizar ser seleccionar el tipo de seal de salida que necesitamos (triangular, cuadrada o

    senoidal).

    Fig. 20.- Tipos de seales del generador de funciones (a) Triangular, b)

    Cuadricular, c) Senoidal).

    A continuacin se debe fijar la frecuencia de trabajo utilizando

    los selectores de rango y mando de ajuste. Muchos generadores

    de funciones modernos incorporan contadores de frecuencia que permiten un ajuste preciso, no obstante y en caso de ser

    necesario se pueden utilizar contadores de frecuencia externos,

    osciloscopios o incluso analizadores de espectros para determinar la frecuencia con mayor precisin.

    El siguiente paso ser cargar la salida y fijar la amplitud de la seal as como la tensin de de continua de offset siempre que

    sea necesaria, como en el caso del ajuste de frecuencia podemos utilizar distintos equipos de medida para ajustar el

    valor de amplitud. Para niveles de potencia bajos ser

    necesario activar el atenuador interno del generador.

    Para evitar deformaciones en las seales de alta frecuencia es

    indispensable cuidar la carga de salida, evitar capacidades parsitas elevadas y cuidar las caractersticas de los cables.

    VI. RESULTADOS

    Inciso a).

    Fig. 21.- Medicin tiempos y voltajes en curva de carga del capacitor,

    en el canal 1.

  • Fig. 22.- Grfica de la medicin tiempos y voltajes en curva de carga

    del capacitor, en el canal 1.

    Fig. 23.- Medicin tiempos y voltajes en curva de carga del capacitor,

    en el canal 2.

    Fig. 24.- Grfica de la medicin tiempos y voltajes en curva de carga

    del capacitor, en el canal 2.

    Inciso b).

    Seal Senoidal

    Fig. 25.- Seal senoidal mediante uso del osciloscopio y generador de

    funciones.

    Fig. 26.- Grfica de la seal senoidal mediante uso del osciloscopio y

    generador de funciones

    Seal Cuadrada

    Fig. 27.- Seal cuadrada mediante uso del osciloscopio y generador de

    funciones.

    -30

    -25

    -20

    -15

    -10

    -5

    0

    5

    10

    15

    12

    79

    55

    78

    35

    11

    13

    13

    91

    16

    69

    19

    47

    22

    25

    Series1

    -20

    -15

    -10

    -5

    0

    5

    10

    15

    12

    79

    55

    78

    35

    11

    13

    13

    91

    16

    69

    19

    47

    22

    25 Series1

    -30

    -20

    -10

    0

    10

    1

    21

    0

    41

    9

    62

    8

    83

    7

    10

    46

    12

    55

    14

    64

    16

    73

    18

    82

    20

    91

    23

    00

    Series1

  • Fig. 28.- Grfica de la seal cuadrada mediante uso del osciloscopio y

    generador de funciones

    Seal Triangular

    Fig. 29.- Seal triangular mediante uso del osciloscopio y generador de

    funciones.

    Fig. 30.- Grfica de la seal triangular mediante uso del osciloscopio y

    generador de funciones

    Inciso c).

    Fig. 31.- Seal senoidal del osciloscopio y generador de funciones para

    rectificador de onda, canal 1 y 2.

    Fig. 32.- Grfica de la seal senoidal del osciloscopio y generador de

    funciones para rectificador de onda, canal 1.

    Fig. 33.- Grfica de la seal senoidal del osciloscopio y generador de

    funciones para rectificador de onda, canal 2.

    VII. EVIDENCIAS

    -6

    -4

    -2

    0

    2

    4

    6

    1

    27

    9

    55

    7

    83

    5

    11

    13

    13

    91

    16

    69

    19

    47

    22

    25

    Series1

    -1

    0

    1

    2

    3

    4

    5

    1

    27

    9

    55

    7

    83

    5

    11

    13

    13

    91

    16

    69

    19

    47

    22

    25

    Series1

    -10

    -5

    0

    5

    10

    1

    27

    9

    55

    7

    83

    5

    11

    13

    13

    91

    16

    69

    19

    47

    22

    25

    Series1

    0

    2

    4

    6

    8

    1

    25

    1

    50

    1

    75

    1

    10

    01

    12

    51

    15

    01

    17

    51

    20

    01

    22

    51

    Series1

  • Fig. 34.- Circuito para medir tiempos y voltajes en curva de carga de un

    capacitor, con una resistencia de 470 .

    Fig. 35.- Conexin entre sonda del osciloscopio y sonda del generador

    de funciones, para obtener las distintas seales.

    VIII. CONCLUSIONES PERSONALES

    Carmen Ivonne Garca Macas

    Esta prctica fue un poco complicada por el dispositivo que utilizamos ya que tiene demasiadas funciones, pero al final

    pudimos llevara cabo por completo el trabajo requerido.

    Jess Andrs Esparza Saldvar

    A la conclusin que llegu con la prctica del osciloscopio y el

    generador es el cmo funciona cada mquina; sacar el tipo de onda, voltaje mximo y voltaje mnimo, etc., y esto me servir

    en un futuro.

    Mara Guadalupe Leonor Pia Mrquez

    En esta prctica aprendimos como utilizar un osciloscopio,

    como calibrarlo, as como trabajar con el generador. Es la prctica ms complicada ya que el uso de ste es algo

    complejo y complicado. Nos enseamos a medir frecuencia,

    tiempo y los tipos de onda etc.

    Daniela Muoz Acosta

    La prctica requiri tres clases para su realizacin ya que se nos hizo un poco complejo el manejo del osciloscopio sin

    embargo el equipo supo atender las indicaciones, dando como

    resultado final la realizacin de toda la prctica donde medimos frecuencia, tiempo, entre otras cosas de la onda.

    Pedro Alejandro Villaseor Arredondo Esta prctica se me hizo una de las ms complicadas, debido a

    que al momento de calibrar el osciloscopio tuve ciertas

    complicaciones. Este tipo de instrumentos, tanto el generador de funciones y el osciloscopio, nos ayudar en algunos

    campos laborales. An tengo un poco de problema al calibrar y

    obtener las seales, pero s que con la prctica esas complicaciones irn desapareciendo.

    Fig. 36.- Conexin entre sondas, canal 1 y 2, del osciloscopio y sonda

    del generador de funciones, para obtener las seales el diodo

    rectificador de onda.

    IX. REFERENCIAS [1] F.J.M. (2004). ectronicafacil.net. Recuperado el 3 de abril

    de 2015, de: http://www.electronicafacil.net/tutoriales/Carga-descarga-condensador.php

    [2] 701 (2006). ladelec.com. Recuperado el 5 de abril de 2015, de: http://www.ladelec.com/teoria/informacion-tecnica/321-

    diodos-rectificadores

    [3] MaxWebPortal (2012). unicrom.com. Recuperado el 3 de

    abril de 2015, de:

    http://www.unicrom.com/Tut_rectificador_media_onda.asp

    [4] MaxWebPortal (2012). unicrom.com. Recuperado el 3 de

    abril de 2015, de: http://www.unicrom.com/Tut_rectificador_onda_completa_pu

    ente.asp

    [5] Final Test (2015). finaltest.com.mx. Recuperado el 4 de

    abril de 2014, de: http://www.finaltest.com.mx/Osciloscopio-s/23.htm

    [6] F.J.M. (2004). ectronicafacil.net. Recuperado el 5 de abril de 2015, de: http://www.electronicafacil.net/tutoriales/Uso-del-

    osciloscopio.php

    [7] Administrador (2012). electronicam.es. Recuperado el 5 de

    abril de 2015, de:

    http://www.electronicam.es/generador_funciones.htm