informe practica 3 - osciloscopio analogico

8/12/2019 Informe Practica 3 - Osciloscopio Analogico

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Pre-laboratorio

1. Acerca del osciloscopio investigue:a. Qu es y cules son sus funciones y aplicaciones?

Es un instrumento de medicin electrnico para la representacin grfica de

seales elctricas que pueden variar en el tiempo. En otras palabras, se

pueden ver formas de onda en l.

b. Qu tipo de seales son posibles de aplicar al osciloscopio?Se pueden clasificar las ondas en los cuatro tipos siguientes:

Ondas senoidales Ondas cuadradas y rectangulares Ondas triangulares y en diente de sierra. Pulsos y flancos escalones.

c. Cules son las principales limitaciones en el uso del osciloscopio?El osciloscopio analgico tiene una serie de limitaciones propias de su

funcionamiento:

Las seales deben ser peridicas. Para ver una traza estable, la seal debeser 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 delperodo de la seal, el brillo se reduce debido a la baja persistencia fosfrica

de la pantalla.

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

Slo se pueden ver transitorios si stos son repetitivos; pero puede utilizarse unosciloscopio con base de tiempo disparada. Este tipo de osciloscopio tiene

un modo de funcionamiento denominado "disparo nico". Cuando viene un

transitorio el osciloscopio mostrar este y slo este, dejando de barrer una

vez que la seal ya fue impresa en la pantalla.d. Dibuje el diagrama de bloques de un osciloscopio analgico


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e. Qu significado tienen los siguientes trminos cuando nos referimos a un

osciloscopio:

Tubo de rayos catdicos: es lo que comnmente denominamos pantalla,aunque no solo est compuesto de sta sino que en el interior tiene ms

partes. El fundamento de estos tubos es igual al hablar de la televisin. Su

principal funcin es que permite visualizar la seal que se est estudiando,

utilizando para ello sustancias fluorescentes que proporcionan una luz

normalmente verde. En otras palabras, es una tecnologa que permite

visualizar imgenes mediante un haz de rayos catdicos constante dirigido

contra una pantalla de vidrio recubierta de fsforo y plomo. El fsforo

permite reproducir la imagen proveniente del haz de rayos catdicos,

mientras que el plomo bloquea los rayos X para proteger al usuario de sus

radiaciones.

Canal horizontal: tiene como cometido amplificar las seales que entren porla entrada horizontal (X). Normalmente se emplea para amplificar las seales

que son enviadas desde el circuito de base de tiempos. A dichas seales se

les proporciona una amplitud suficiente para que se pueda producir el

desvo del haz de electrones a lo ancho de toda la pantalla. Algunas veces

no es necesario conectar las seales de la base de tiempos ya que estas

tienen la amplitud necesaria. Por lo tanto, como ya hemos dicho, no solo se

va a amplificar la seal de la base de tiempos sino que podemos amplificarcualquier seal y luego componerla con la seal procedente del sistema

vertical para obtener la grfica final que va a aparecer en la pantalla.

canal vertical: es, como su nombre indica, el encargado de amplificar laseal que entre por la entrada vertical (Y). Para que el osciloscopio sea

bueno debe ser capaz de analizar seales cuyos valores estn

comprendidos en un rango lo ms grande posible. Normalmente, los

amplificadores verticales constan de tres partes: Amplificador, atenuador y

seguidor catdico. El amplificador es el encargado de aumentar el valor de

la seal. Est formado por un preamplificador que suele ser un transistor y es

el encargado de amplificar la tensin. Despus, tenemos unos filtros que sonlos encargados de que el ancho de banda de paso sea lo mayor posible, y

pueden aumentar tanto la banda de bajas como de altas frecuencias. Por

ltimo, se pasa por el amplificador final que puede estar formado por uno o

dos transistores.

generador de barrido: es una extensin lgica de un Generador de SealesEstndar ya que entrega una seal senoidal con la particularidad que la

frecuencia es variada en forma automtica sobre una banda de frecuencia

acotada a dos frecuencias, una frecuencia mnima o inferior y una

frecuencia mxima o superior.


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Sincronizacin: es el encargado de que la imagen que vemos en el tubo de

rayos catdicos sea estable. Para poder conseguir esto se utiliza una seal

de barrido que tiene que ser igual o mltiplo de la frecuencia de la seal de

entrada (vertical). Para sincronizar la seal vertical con la base de tiempos (oseal horizontal) se puede utilizar la denominada sincronizacin interna.

Consiste en inyectar en el circuito base de tiempos la tensin que se obtiene

del nodo o del ctodo del amplificador vertical (dependiendo de cul sea

la ms adecuada). As se consigue que el principio de la oscilacin de la

base de tiempos coincida con el inicio del ciclo de la seal de entrada. Este

tipo de sincronizacin no siempre es el ms adecuado. Existen otros tipos de

sincronizacin como la sincronizacin externa y la sincronizacin de red.

sensibilidad vertical: Indica la facilidad del osciloscopio para amplificarseales dbiles. Se suele proporcionar en mV por divisin vertical,

normalmente es del orden de 5 mV/div (llegando hasta 2 mV/div).

tiempo de barrido: Los osciloscopios pueden disponer de una nica base detiempo (llamada tambin barrido horizontal), o ms de una. A su vez esta

base de tiempo puede ser simple o demorada. En el caso de los

osciloscopios con base de tiempo demorada, es posible seleccionar una

parte de la onda para su ampliacin en la pantalla, para permitirlo el barrido

horizontal modifica su velocidad en la parte seleccionada de la onda. En el

caso del barrido independiente cada canal tiene su propia base de tiempo.

En otras palabras, es el tiempo de la duracin del evento horizontal

visualizado.

2. Consulte en el laboratorio o en internet el manual del osciloscopio Marca EZModelo OS5040A 40Mhz. Identifique las partes que lo constituyen y las

especificaciones tcnicas. Responda, y entregue al profesor, las siguientes

preguntas:

a. Cul es el mximo voltaje que se puede aplicar entre el CH1/CH2 y tierrasin daarlo?

b. Qu provee la punta de prueba y para que se usa?Las puntas de pruebas o tambin llamadas sondas se construyen para que tengan

un efecto mnimo sobre el circuito de medida, esto es evitar cargar al circuito en

donde se realiza la medicin.

c. Cunto vale la impedancia de entrada?Modulacin de intensidad: 20K-30K.

Desviacin vertical: aprox. x 1 men paralelo 25pF.


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d. Cul es el rango de frecuencias dentro del cual puede operar

correctamente el equipo?

e. Qu funciones realiza el selector de modos de acoplamiento (SMA)?

f. Cul es la funcin del selector VOLTS/DIV?

g. Qu sucede cuando el control de calibracin del VOLT/DIV est fuera de laposicin rotacin completa en sentido de las agujas del reloj?

h. Cul es la funcin del selector VARIABLE?Su funcin es ajustar la variable del factor de deflexin entre cada una de las

escalas del VOLT/DIV.

i. Cul es la funcin del selector POSICION X?

Referencias:Pginas web:

2014, http://www.ulpgc.es/hege/almacen/download/40/40813/osciloscopio_1.pdf

2014, http://www.uca.es/grup_invest/ppjjgdr/Electronics_Instrum/temas/T2_oscilos_por.pdf

2014, http://www.slideshare.net/guest07963/osciloscopio-presentation

Bibliogrficas:

Manual de Operaciones EZ OS-5040A

Materiales

1 Osciloscopio

1 Generador de Funciones

2 Puntas de prueba del osciloscopio y del generador de funciones

Laboratorio

1. Observe e identifique cada uno de los controles en el panel frontal delosciloscopio.


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2. Ajuste los controles de posicin horizontal y vertical a media escala.

Encienda el osciloscopio y espere que se estabilice. Ajuste los dems

controles como se indica a continuacin:

HOLD NORMTRIGGER LEVEL 0

TRIGGER SOURCE CH1

TRIGGER MODE AUTO

TIME/DIV 0,2 SEG/DIV

VOLT/DIV 1 VOLT/DIV

VERTICAL MODE DUAL

SMA DC

3. Ajuste los controles de posicin VERTICAL, INTENSIDAD y FOCO hasta obtenerdos puntos ntidos y de baja intensidad en la pantalla. Explique a que se

debe el movimiento de los puntos.

Se debe a la aplicacin de diferencias de voltajes en las placas de deflexin

horizontal, adems el voltaje aplicado a las placas de deflexin horizontal vara

linealmente con el tiempo y como en las placas de deflexin vertical no hay voltaje

aplicado, en la pantalla del osciloscopio observamos el desplazamiento de los

haces luminosos, como la seal es peridica los puntos luminosos se mueve con

velocidad constante desde el extremo izquierdo de la pantalla hasta el extremo

derecho.

4. Aumente la velocidad de barrido Qu le sucede a la seal DIENTE DESIERRA al hacer esto?

Cambia su pendiente, es decir, la variacin de voltaje por unidad de tiempo

llevndola as fuera de su sincronizacin, pues el tiempo que le toma a la

diente de sierra en recorrer toda la pantalla no ser igual mltiplo del

perodo de la seal. La forma de solucionar este problema es utilizar un

circuito de disparo, que sincronice la diente de sierra con la seal aplicada

en el canal vertical.

5. Ajuste el tiempo de barrido a 0,1 ms/div y el control TRIGGER LEVEL,INTENSIDAD y FOCO para obtener dos lneas horizontales bien definidas.

6. Ajuste el cero 0 del instrumento7. Aplique a cada canal, independientemente, una seal senoidal de

frecuencia 5000 Hz proveniente del Generador de Funciones. Ajuste la

amplitud hasta obtener 4 divisiones entre picos positivos y negativos.


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8. Haciendo uso de los controles de posicin vertical, obtenga dos imgenes

perfectamente diferenciables. Seguidamente, vare los controles que se

indican a continuacin y luego restityalos a su posicin original:

a. POSICION HORIZONTALb. TIME/DIV desde 0,2 s/div hasta 0,2 s/div.Note que las funciones ejecutadas por cada uno de estos controles son

comunes a los dos canales.

9. A continuacin vare los controles que se indican para cada canal y observesu funcin, luego restityalos a su posicin original:

a. VOLTS/DIV desde 5 mV/div hasta 5V/div.b. POSICION VERTICAL de imagen de cada uno de los canales.10.Desconecte el canal 2. Elimine la lnea del canal 2 con el control de posicin

vertical del mismo. Ajuste el 0 del canal 1. Restituya el SMA a la posicin

normal.

11.Adicione una componente de tensin continua a la seal de entrada.

12.Cambie la posicin del SMA y observe la imagen contenida para cada caso.Dibuje las formas de ondas observadas. Determine el valor de cada

componente. La determinacin del valor de las componentes no depende

de la posicin horizontal de la figura en la pantalla, ni del tiempo de barrido,

pero s del nivel de cero escogido.

Anexo 1:Onda en AC

Anexo 2:Onda DC


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( ) ( )

13.Elimine la componente CC de la seal aplicada. Vare la frecuencia de laseal alterna y observe los efectos sobre la imagen.

14.Con el generador de funciones ajustado a 2 Khz., determine la frecuencia dela seal observada y comprela con la indicada en el dial del oscilador.

Repita para varias frecuencias y tiempos de barrido.

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()

()

15.Repase con detalle y aclare las situaciones que le parezcan confusas. Encaso de duda consulte al profesor.

Post- laboratorio

Conteste a todos los planteamientos hechos en las instrucciones, resaltando

aquellos aspectos que encontr de mayor inters.

Coloque una foto del osciloscopio utilizado y describa el uso de cada uno de los

controles.


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A primera vista un osciloscopio se parece a una pequea televisin porttil, salvo

una rejilla que ocupa la pantalla y el mayor nmero de controles que posee. Acontinuacin se representan estos controles distribuidos en cinco secciones:

Vertical: constituido por los controles de posicin vertical (Y) este controlconsta de un potencimetro que permite mover verticalmente la forma de

onda hasta el punto exacto que se desee.

Horizontal: constituido por los controles de posicin horizontal (X), se encargadel movimiento de la onda en el canal horizontal.

Trigger: constituido por el Trigger mode (Selecciona la fuente de disparo) y eltrigger source (Selecciona el punto de la onda utilizado para disparar).

Controles de Visualizacin: constituidos por los controles de VOLT/DIV, el SMAy los mandos variables. El control VOLT/DIV se trata de un conmutador con

un gran nmero de posiciones, cada una de las cuales, representa el factor

de escala empleado por el sistema vertical. Por otro lado, el mando variable

Se trata de un potencimetro situado de forma concntrica al conmutador

del TIME/DIV y podemos considerarlo como una especie de lupa del sistema

horizontal. Para realizar medidas es necesario colocarlo en su posicin

calibrada.

El SMA se trata de un conmutador de tres posiciones que conecta

elctricamente a la entrada del osciloscopio la seal exterior. Elacoplamiento DC deja pasar la seal tal como viene del circuito exterior (es

la seal real). El acoplamiento AC bloquea mediante un condensador la

componente continua que posea la seal exterior. El acoplamiento GND

desconecta la seal de entrada del sistema vertical y lo conecta a masa,

permitindonos situar el punto de referencia en cualquier parte de la

pantalla.

Conectores: constituido por CH1, CH2, GND, EXT TRIGGER IN.Explique qu sucede internamente en el osciloscopio cuando usas los controles

externos.


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Cuando se conecta la sonda a un circuito, la seal atraviesa esta ltima y se

dirige a la seccin vertical. Dependiendo de donde situemos el mando del

amplificador vertical atenuaremos la seal la amplificaremos.

En la salida de este bloque ya se dispone de la suficiente seal para atacarlas 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)

hacia abajo si es negativa).

La seal tambin atraviesa la seccin de disparo, de esta forma inicia 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-DIV. 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).

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