1. Hacer un resumen de la función y principales usos del osciloscopio en electricidad y electrónica.

2. Dibujar las señales observadas en cada circuito y  explicar la relación con las mediciones hechas con el multímetro. Explicar la definición  de valor medio y eficaz.

3. Cuál es la influencia de la frecuencia para las mediciones de los valores eficaces y promedio en el multímetro.

4. Investigar sobre las limitaciones en frecuencia del osciloscopio, así como sus demás características de operación (Zin B.W.,  VPP max,etc).

5. Viendo la forma de la onda del osciloscopio en el caso del ROC, para diferentes frecuencias. ¿Cómo disminuiría al mínimo este error? ¿Este error será más pronunciado a altas o bajas frecuencias?

6. La amplitud de entrada es diferente a la amplitud de salida ¿A qué se debe? ¿En que caso esta diferencia es mayor? ¿Por qué?

7. Investigar sobre formas de medir frecuencia con el ORC. Como las figuras Lissajouse, base de tiempo calibrado, la rueda dentada, etc.

8. Observaciones, conclusiones y recomendaciones de la experiencia realizada.9. Mencionar 3 aplicaciones prácticas de la experiencia realizada completamente

sustentadas.

efectuar mediciones de tensión y tiempo: el osciloscopio

El Osciloscopio de Rayos Catódicos (ORC) es el instrumento capaz de registrar los cambios de tensión producidos en circuitos eléctricos/electrónicos y mostrarlos en forma gráfica en la pantalla de un tubo de rayos catódicos.

Este instrumento genera en su interior un haz de electrones que se aceleran e impactan sobre la pantalla del mismo produciendo un punto luminoso que puede ser desplazado en forma vertical y horizontal proporcionalmente a la diferencia de potencial aplicada sobre unos electrodos.

2014 - I

EL OSCILOSCOPIO COMO

VOLTÍMETRO Y FRECUENCÍMETRO

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA – FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA

- PROFESORA:

Ing. Luz Judith Betetta Gómez

- ALUMNO:

Anthony Fluker Cueva – 20124087E

- SECCIÓN:

O

LABORATORIO DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS I

Experiencia N° 4:

2

OBJETIVOS

Familiarizar al alumno con el uso del ORC (Osciloscopio de Rayos Catódicos) y

comparar las mediciones con el multímetro, teniendo cuidado de las formas de

onda.

Medir la frecuencia de las señales.

Conocer el uso y manejo del osciloscopio.

Conocer lo referido al sistema de despliegue.

Saber que es un Subsistema de deflexión vertical y horizontal.

Conocer los Controles y aprender a calibrar el osciloscopio.

Conocer las propiedades y el comportamiento del diodo.

Verificar el comportamiento del Rectificador de media onda y onda completa.

Simulaciones.

3

FUNDAMENTO TEÓRICO

VALOR MEDIO Y EFICAZ:

Cuando se trabaja con señales periódicas como es el caso de Voltajes alternos

senoidales, estas estarán caracterizadas por:

Valor medio por definición, para una función periódica de periodo T, es la

media algebraica de los valores instantáneos durante un periodo:

Valor eficaz es la media cuadrática de los valores instantáneos durante un

periodo completo:

EL DIODO:

Es el interruptor electrónico más simple. No se puede controlar, en el sentido de

que son las tensiones y corrientes del circuito las que determinan el estado de

conducción y de corte del diodo. El diodo está polarizado en directa cuando la

corriente que lo atraviesa es positiva, es decir cuando esta circula desde el

ánodo hacia el cátodo y está polarizado en inversa cuando la tensión entre el

ánodo y cátodo es negativa. Una característica dinámica importante de un diodo

real es la corriente de recuperación inversa, esta es la corriente negativa que

circula por el diodo al pasar de conducción a corte antes de que alcance el valor

cero. El tiempo de recuperación es normalmente inferior a 1 µs.

4

Figura 1. Símbolo del diodo.

Un diodo rectificador es uno de los dispositivos de la familia de los diodos

más sencillos. El nombre diodo rectificador” procede de su aplicación, la cual

consiste en separar los ciclos positivos de una señal de corriente alterna.

Si se aplica al diodo una tensión de corriente alterna durante los medios ciclos

positivos, se polariza en forma directa; de esta manera, permite el paso de la

corriente eléctrica.

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 fabricación de los diodos rectificadores, se consideran tres factores: la

frecuencia máxima en que realizan correctamente su función, la corriente

máxima en que pueden conducir en sentido directo y las tensiones directa e

inversa máximas que soportarán.

Una de las aplicaciones clásicas de los diodos rectificadores, es en las fuentes de

alimentación; aquí, convierten una señal de corriente alterna en otra de

corriente

EL OSCIOSCOPIO

Un osciloscopio es un instrumento utilizado en electrónica y se utiliza para la

medición y visualización de señales electrónicas. Por ejemplo, en un circuito,

nosotros podemos observar las distintas señales que se van generando en las

distintas etapas del mismo para así poder verlas y medir magnitudes tales como

amplitud de la señal, forma de onda, frecuencia, figura de Lissajous entre la

entrada y la salida, y este tipo de mediciones típicas.

5

Los osciloscopios se dividen principalmente en dos grandes grupos: los digitales y

los analógicos. Los primeros, convierten la señal de entrada a valores digitales y

luego estos los visualiza en una pantalla LCD. Tienen un conversor analógico-digital

que va tomando muestras y cuanto más precisión tiene, mejor se va a ver la señal.

En cambio, los osciloscopios analógicos, utilizan un cañón de electrones para poder

formar la señal.

Los osciloscopios tienen precios elevados que obviamente rondan según la calidad

del producto. Pero a la hora de analizar uno para efectuar la compra, es necesario

saber por ejemplo el ancho de banda del mismo. Este factor determina qué rango

de frecuencias desde 0Hz hasta la frecuencia que nos especifica el instrumento de

medición vamos a poder medir. Entonces, cuánto más grande sea el ancho de

banda del instrumento, tendremos un mejor desempeño a la hora de medir

señales con frecuencias elevadas.

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CUESTIONARIO

1. Hacer un resumen de la función y principales usos del osciloscopio en

electricidad y electrónica.

Un osciloscopio es un instrumento de medición electrónico para la

representación gráfica de señales eléctricas que pueden variar en el tiempo. Es

muy usado en electrónica de señal, frecuentemente junto a un analizador de

espectro.

Presenta los valores de las señales eléctricas 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 así obtenida se denomina

oscilograma. Suelen incluir otra entrada, llamada "eje Z" o "Cilindro de

Wehnelt" que controla la luminosidad del haz, permitiendo resaltar o apagar

algunos segmentos de la traza.

Los osciloscopios, clasificados según su funcionamiento interno, pueden ser

tanto analógicos como digitales, siendo el resultado mostrado idéntico en

cualquiera de los dos casos, en teoría.

7

Utilización

En un osciloscopio existen, básicamente, dos tipos de controles que son

utilizados como reguladores que ajustan la señal de entrada y permiten,

consecuentemente, medir en la pantalla y de esta manera se puede ver la forma

de la señal medida por el osciloscopio, esto denominado en forma técnica se

puede decir que el osciloscopio sirve para observar la señal que quiera medir.

Para medir se lo puede comparar con el plano cartesiano. El primer control

regula el eje X (horizontal) y aprecia fracciones de tiempo (segundos,

milisegundos, microsegundos, etc., según la resolución del aparato). El segundo

regula el eje Y (vertical) controlando la tensión de entrada (en Voltios,

milivoltios, microvoltios, etc., dependiendo de la resolución del aparato).

Estas regulaciones determinan el valor de la escala cuadricular que divide la

pantalla, permitiendo saber cuánto representa cada cuadrado de ésta para, en

consecuencia, conocer el valor de la señal a medir, tanto en tensión como en

frecuencia. (En realidad se mide el periodo de una onda de una señal, y luego se

calcula la frecuencia).

Osciloscopio analógico

La tensión a medir se aplica a las placas de desviación vertical oscilante de un

tubo de rayos catódicos (utilizando un amplificador con alta impedancia de

entrada y ganancia ajustable) mientras que a las placas de desviación horizontal

se aplica una tensión en diente de sierra (denominada así porque, de forma

repetida, crece suavemente y luego cae de forma brusca). Esta tensión 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 señal a medir. Esto es lo que se denomina base de tiempos.

8

Limitaciones del osciloscopio analógico

El osciloscopio analógico tiene una serie de limitaciones propias de su

funcionamiento:

Las señales deben ser periódicas. Para ver una traza estable, la señal

debe ser periódica ya que es la periodicidad de dicha señal la que

refresca la traza en la pantalla. Para solucionar este problema se utilizan

señales de sincronismo con la señal de entrada para disparar el barrido

horizontal (trigger level) o se utilizan osciloscopios con base de tiempo

disparada.

Las señales muy rápidas reducen el brillo. Cuando se observa parte del

período de la señal, el brillo se reduce debido a la baja persistencia

fosfórica de la pantalla. Esto se soluciona colocando un potencial post-

acelerador en el tubo de rayos catódicos.

Las señales lentas no forman una traza. Las señales 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. También existían

cámaras Polaroid especialmente adaptadas para fotografiar las pantallas

de osciloscopios. Manteniendo la exposición durante un periodo se

obtiene una foto de la traza. Otra forma de solucionar el problema es

dando distintas pendientes al diente de sierra del barrido horizontal.

Esto permite que tarde más tiempo en barrer toda la pantalla, y por

ende pueden visualizarse señales de baja frecuencia pero se verá un

punto desplazándose a través de la pantalla debido a que la persistencia

fosfórica no es elevada.

Sólo se pueden ver transitorios si éstos son repetitivos; pero puede

utilizarse un osciloscopio con base de tiempo disparada. Este tipo de

osciloscopio tiene un modo de funcionamiento denominado "disparo

único". Cuando viene un transitorio el osciloscopio mostrará este y sólo

este, dejando de barrer una vez que la señal ya fue impresa en la

pantalla.

Osciloscopio digital

En la actualidad los osciloscopios analógicos están 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 señal es previamente digitalizada por un conversor analógico digital. Al

depender la fiabilidad de la visualización de la calidad de este componente, esta

9

debe ser cuidada al máximo. Las características y procedimientos señalados para los

osciloscopios analógicos son aplicables a los digitales. Sin embargo, en estos se

tienen posibilidades adicionales, tales como el disparo anticipado (pre-triggering)

para la visualización de eventos de corta duración, o la memorización 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 analógicas y digitales.

La principal característica de un osciloscopio digital es la frecuencia de muestreo, la

misma determinara el ancho de banda máximo que puede medir el instrumento,

viene expresada generalmente en MS/s (millones de muestra por segundo). La

mayoría de los osciloscopios digitales en la actualidad están basados en control por

FPGA (del inglés Field Programmable Gate Array), el cual es el elemento controlador

del conversor analógico a digital de alta velocidad del aparato y demás circuiteria

interna, como memoria, buffers, entre otros. Estos osciloscopios añaden

prestaciones y facilidades al usuario imposibles de obtener con circuitería analógica,

como los siguientes:

Medida automática de valores de pico, máximos y mínimos de señal.

Verdadero valor eficaz.

Medida de flancos de la señal y otros intervalos.

Captura de transitorios.

Cálculos avanzados, como la FFT para calcular el espectro de la señal.

También sirve para medir señales de tensión

10

2. Dibujar las señales observadas en cada circuito y explicar la relación con las

mediciones hechas con el multímetro. Explicar la definición de valor medio y

eficaz.

Señal de Rectificador de onda media:

Señal de Rectificador de onda completa:

11

En sí no existe una relación directa entre las mediciones del osciloscopio y el

multímetro, ya que recordemos que el multímetro da valores eficaces siempre, en

cambio el osciloscopio da valores pico, pico a pico, medios y eficaces por tano se

debe tener en cuenta qué valor se tomará del osciloscopio para recién comparar

con el valor del multímetro.

VALOR PICO, RMS Y MEDIO

La diferencia de la corriente alterna con la corriente continua, es que la continua

circula en un solo sentido. La corriente alterna (como su nombre lo indica) circula

durante un tiempo en un sentido y después en sentido opuesto, volviéndose a

repetir el mismo proceso. El siguiente gráfico aclara el concepto:

V(θ)=Vpsen(θ)

El voltaje se puede especificar con diferentes valores, estos son: valor pico, valor

RMS y Valor medio. Cada uno identifica una característica diferente.

VALOR PICO-PICO (Vpp): del gráfico se observa que hay un voltaje máximo y

un voltaje mínimo. La diferencia entre estos dos voltajes es el llamado voltaje

pico-pico (Vpp) y es igual al doble del Voltaje Pico (Vp). El valor pico no produce la

misma potencia que el mismo valor cd, debido a que el voltaje de ca varía

constantemente de amplitud, mientras que el voltaje de cd mantiene un nivel

constante.

VALOR RMS.(Vrms): valor de voltaje que produce la misma potencia que

el nivel equivalente de cd. Si el valor RMS de un voltaje de ca es de 100V,

significa que produce la misma potencia que 100V de cd. El valor RMS es la raíz

cuadrada del promedio de la suma de los cuadrados de los valores instantáneos

del voltaje en una alternancia de ca.

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Para una señal senoidal VRMS=0,707Vp

El valor RMS es también llamado valor eficaz y se utiliza con más frecuencia que

los valores pico para indicar la amplitud de un voltaje ca.

Valor medio. VDC valor medio o DC, es el promedio de la señal en el tiempo, se

calcula por:

Es el valor indicado por un multímetro en escala DC. Sustituyendo la corriente por

el voltaje en las ecuaciones anteriores se obtienen los valores de corriente alterna

IRMS, Ip, IM

Cuál es la influencia de la frecuencia para las mediciones de los valores eficaces y

promedio en el multímetro.

3. Cuál es la influencia de la frecuencia para las mediciones de los valores eficaces

y promedio en el multímetro.

La influencia de la frecuencia se ubica directamente en el período, ya que para el

cálculo los valores eficaces y promedios se requiere del período de la señal,

siendo esta la inversa de la frecuencia.

Valor medio por definición, para una función periódica de periodo T, es la

media algebraica de los valores instantáneos durante un periodo:

Valor eficaz es la media cuadrática de los valores instantáneos durante un

periodo completo:

13

4. Investigar sobre las limitaciones en frecuencia del osciloscopio, así como sus

demás características de operación (Zin B.W., VPP max,etc).

El osciloscopio tiene una serie de limitaciones propias de su funcionamiento:

Errores de ancho de banda y tiempo de subida (influencia de la

frecuencia). Si la frecuencia de las señales que se aplican al osciloscopio es

mayor que las capacidades de respuesta a la frecuencia de los

amplificadores del instrumento, las imágenes mostradas no serán réplicas

fieles de ésas señales de entrada.

Los límites de frecuencia en un osciloscopio están determinados por el

tiempo de crecimiento (Tp) y ancho de banda (BW); la relación entre estas

dos cantidades está dada por:

Modulación en Z. La entrada Z sirve para conectar una tensión externa a la

rejilla del RC y así poder comandar la luminosidad dela traza desde el

exterior. Si a esta entrada se le conecta una tensión de frecuencia fz la

luminosidad variará también con la misma frecuencia; se dice que la

luminosidad de la traza (o la intensidad del haz) está modulada con una

frecuencia fz. Actuando adecuadamente con el mando de brillo, puede

conseguirse que esta modulación provoque zonas oscuras en la traza y que

esta aparezca punteada. Esto puede aprovecharse para la medida de

frecuencia del modo siguiente:

Conectando a la entrada Y una tensión de frecuencia fy y a la entrada Z

una tensión de frecuencia superior fz y actuando con la base de tiempos y

sincronismo hasta estabilizarla, la traza mostrará variaciones de

luminosidad, de tal manera que si fy y fz están en relación sencilla

aparecerá en trazos estacionarios.

Las señales deben ser periódicas. Para ver una traza estable, la señal debe

ser periódica ya que es la periodicidad de dicha señal la que refresca la

traza en la pantalla. Para solucionar este problema se utilizan señales de

sincronismo con la señal de entrada para disparar el barrido horizontal

(trigger level) o se utilizan osciloscopios con base de tiempo disparada.

Las señales muy rápidas reducen el brillo. Cuando se observa parte del

período de la señal, el brillo se reduce debido a la baja persistencia

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fosfórica de la pantalla. Esto se soluciona colocando un potencial post-

acelerador en el tubo de rayos catódicos.

Las señales lentas no forman una traza. Las señales 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. También existían cámaras

Polaroid especialmente adaptadas para fotografiar las pantallas de

osciloscopios. Manteniendo la exposición durante un periodo se obtiene

una foto de la traza. Otra forma de solucionar el problema es dando

distintas pendientes al diente de sierra del barrido horizontal. Esto

permite que tarde más tiempo en barrer toda la pantalla, y por ende

pueden visualizarse señales de baja frecuencia pero se verá un punto

desplazándose a través de la pantalla debido a que la persistencia fosfórica

no es elevada.

Sólo se pueden ver transitorios si éstos son repetitivos; pero puede

utilizarse un osciloscopio con base de tiempo disparada. Este tipo de

osciloscopio tiene un modo de funcionamiento denominado "disparo

único". Cuando viene un transitorio el osciloscopio mostrará este y sólo

este, dejando de barrer una vez que la señal ya fue impresa en la pantalla.

5. Viendo la forma de la onda del osciloscopio en el caso del ROC, para diferentes

frecuencias. ¿Cómo disminuiría al mínimo este error? ¿Este error será más

pronunciado a altas o bajas frecuencias?

Como disminuir el error en la forma de onda ROC

La forma de onda en el rectificador de onda completa (ORC) es afectada por las

características del diodo que utilizamos para la experiencia. El error producido se

debe a las capacitancias internas del diodo: capacidad de transición y capacidad

de difusión.

La capacidad de transición es muy pequeña (orden de los picofaradios), razón por

la cual su impedancia es alta por lo que la corriente que circula en una

polarización inversa es pequeña.

Recordemos que:

La capacidad de difusión es alta, por lo que se considera como circuito cerrado la

polarización directa.

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De la ecuación mostrada anteriormente, notamos que la impedancia de la

capacitancia interna del diodo no solo depende de las características de este, sino

también de w, y por ende de la frecuencia (recordando que: w=2πf).

Remplazando en la formula mostrada anteriormente tendríamos:

De esto notamos que, para frecuencias bajas la impedancia va aumentar. Por lo

que para alimentaciones de tensiones pequeñas la diferencia seria notoria

(valores instantáneos cercanos a 0v de la onda senoidal).

6. La amplitud de entrada es diferente a la amplitud de salida ¿A qué se debe? ¿En

qué caso esta diferencia es mayor? ¿Por qué?

Se debe a que la onda de salida en ambos casos ya está rectificada por efectos

físicos de los diodos generando una variación en entre los valores picos de la

señal, por tanto no tendrán la misma amplitud de entrada.

Según la experiencia realizada hay mayor diferencia en el caso de la Rectificación

de onda completa, ya que existe una mayor cantidad de diodos, generando así

distorsiones a lo largo del circuito, lo cual queda expresado en la siguiente

fórmula:

Mientras que en el caso de Rectificación de media onda al haber solo un diodo la

distorsión en la amplitud será mínima, lo que queda reflejado en la fórmula:

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7. Investigar sobre formas de medir frecuencia con el ORC. Como las figuras

Lissajouse, base de tiempo calibrado, la rueda dentada, etc.

Mediante el uso de los tiempos

El método es esencialmente similar a la medición de tiempos, con la excepción

que en este caso se debe calcular luego la recíproca del período, es decir la

frecuencia; para asegurar la mejor exactitud de la medición se debe tomar sea un

período completo o semiperíodo en caso de señales de baja frecuencia, y en

señales de alta frecuencia una cantidad entera de períodos, dividiendo luego o

multiplicando por la cantidad de períodos medidos.

En cualquier caso se debe trabajar con el control de VAR SWEEP en posición CAL.

En el caso simple de un período o semiperíodo, se mide el tiempo, tal como en el

método descrito anteriormente, y luego se calcula la inversa, obteniéndose la

frecuencia.

Por ejemplo, sea una señal de período 40 μs. El cálculo de frecuencia nos da

entonces:

F = 1 / 40 x 10-6 = 25 x 10 4 = 25 kHz.

En el caso de señales de alta frecuencia, donde a lo mejor la velocidad de la base

de tiempos no permite observar un único período se debe proceder como sigue:

1. Obtener, igual que para el caso anterior, una presentación estable en pantalla.

2. Ajustar con el control de posición horizontal para que el flanco ascendente de

la señal coincida con una marcación vertical en un período cualquiera.

3. Contar una cantidad N de períodos completos y determinar su duración,

utilizando la línea horizontal graduada de la retícula (usar en lo posible

cantidades enteras por ejemplo 10 períodos y tener en cuenta si se usa o no el

magnificador)

Efectuar luego el siguiente cálculo:

Donde:

f = frecuencia de la señal;

Tiempo total = cantidad de divisiones x TIME / DIV

Número de períodos = cantidad de períodos de la señal observada.

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Medida del desfase entre señales

La sección horizontal del osciloscopio posee un control etiquetado como X-Y , que

nos va a introducir en una de las técnicas de medida de desfase (la única que

podemos utilizar cuando solo disponemos de un canal vertical en nuestro

osciloscopio).

El periodo de una señal se corresponde con una fase de 360º. El desfase indica el

ángulo de atraso o adelanto que posee una señal con respecto a otra (tomada

como referencia) si poseen ambas el mismo periodo. Ya que el osciloscopio solo

puede medir directamente los tiempos, la medida del desfase será indirecta.

Uno de los métodos para medir el desfase es utilizar el modo X-Y. Esto implica

introducir una señal por el canal vertical (generalmente el I) y la otra por el canal

horizontal (el II). (Este método solo funciona de forma correcta si ambas señales

son senoidales). La forma de onda resultante en pantalla se denomina figura de

Lissajous (debido al físico francés denominado Jules Antoine Lissajous). Se puede

deducir la fase entre las dos señales, así como su relación de frecuencias

observando la siguiente figura:

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HOJA DE DATOS

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OBSERVACIONES

Al momento de realizar la Rectificación de onda completa con el osciloscopio, se

observó dos ondas rectificadas distorsionadas como se ve en la imagen:

El osciloscopio digital en la parte derecha nos brinda de manera directa los valores

característicos de cualquier señal en comparación con un analógico o un

multímetro que solo nos brinda valores eficaces.

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CONCLUSIONES

El osciloscopio nos facilita la visualización de la forma de cualquier señal de algún

circuito, siendo esto muy favorable para el caso del cálculo de la frecuencia,

período, amplitud o valores picos, rms y medios de la señal.

El diodo es un dispositivo electrónico esencial para la rectificación de cualquier

tipo de onda, dependiendo de su posición en el circuito.

Siempre que se rectifique cualquier tipo de señal habrá una disminución en el

voltaje pico de entrada de dicha señal.

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RECOMENDACIONES

No olvidarse de calibrar correctamente el osciloscopio antes de su uso, para que

así las medidas sean precisas y exactas.

En caso que se trabaje con un osciloscopio analógico, al momento de calibrar

utilizar el multímetro como ayuda para agilizar el proceso.

Es recomendable trabajar con osciloscopios digitales, por la eficacia y rapidez en la

toma de datos.

Revisar la continuidad del cableado antes de cualquier proceso.

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APLICACIONES

Mencionar 3 aplicaciones prácticas de la experiencia realizada completamente

sustentadas.

Entre las aplicaciones más usuales del osciloscopio podemos destacar las siguientes:

Visualización de señales

Conectando una señal a la entrada Y y aplicando en las placas X un diente de

sierra adecuado por medio de la base de tiempos y de los circuitos de

sincronismo, se tiene en pantalla una reproducción de la variación respecto de la

señal problema. El estudio de estos registros proporciona una valiosa

información: permite el estudio de comportamiento de dispositivos, detectar

fallos en circuitos cuando la forma de la onda difiere de la esperada (distorsión),

etc.

Medición de tensión

Como ha quedado establecido la deflexión del “spot” es proporcional a la

tensión que se aplica a las placas; por tanto, midiendo la deflexión, podremos

conocer la tensión aplicada si se conoce la sensibilidad del aparato. Esta viene

determinada por el selector de sensibilidad y los posibles multiplicadores de

ganancia. Por ejemplo, si al aplicar una tensión de continua el “spot” (o la traza

si está conectada a la base de tiempo) se desvía 3 cm y la sensibilidad es de 0,5

V/cm, la tensión en la entrada es de 1,5 V/cm. Si la tensión aplicada es periódica

con el tiempo, de forma análoga podrá medirse la amplitud o tensión de pico

(Vp) y la tensión entre máximo y mínimo o tensión pico a pico (Vpp).

Medición de frecuencias

Un osciloscopio permite medir la frecuencia de cualquier tensión periódica en

diversas formas:

Con la base de tiempos

La figura (o más exactamente el número de periodos) que aparece en

pantalla es función de la relación en frecuencia entre el diente de sierra

aplicado en X y la señal aplicada en Y. Por lo tanto, conociendo la frecuencia

del diente de sierra y de la observación de la figura en pantalla, puede

deducirse la frecuencia de la señal en Y. En la práctica lo que se mide

realmente es el periodo T(=1/f). El selector de frecuencia de la base de

tiempos está calibrado en tiempo (s, ms, o µs)/cm. Entonces si en la pantalla

23

un periodo de la señal a estudiar ocupa, por ejemplo 2.5 cm y el selector

está en la posición de 0.2 ms/cm, el periodo de la señal será 0.5 ms, y por

tanto, la frecuencia, f=(1/0.5)ms-1 = 2 x 103 Hz (Los mandos de variación

continua de la frecuencia de la base de tiempos y de ganancia en X deben

estar en posición de calibrado).

Con las curvas de Lissajous

Se estableció que las curvas de Lissajous aparecían en pantalla cuando las

frecuencias de las tensiones en X e Y cumplían cierta relación. Por tanto si

conocemos la frecuencia de una de ellas, podremos calcular la otra. Para

que esta técnica sea útil la frecuencia patrón debe ser ajustable, al menos

dentro de ciertos márgenes; en caso contrario solo podrán medirse las

frecuencias que estén en relación entera sencilla con la de comparación.

Con modulación en z

La entrada Z sirve para conectar una tensión externa a la rejilla del TRC y así

poder comandar la luminosidad de la traza desde el exterior. Si a esta

entrada se le conecta una tensión de frecuencia fz la luminosidad variará

también con la misma frecuencia; se dice que la luminosidad de la traza (o la

intensidad del haz) está modulada con una frecuencia fz. Actuando

adecuadamente con el mando de brillo, puede conseguirse que esta

modulación provoque zonas oscuras en la traza y que esta aparezca

punteada. Esto puede aprovecharse para la medida de frecuencia del modo

siguiente: Conectando a la entrada Y una tensión de frecuencia fy y a la

entrada Z una tensión de frecuencia superior fz y actuando con la base de

tiempos y sincronismo hasta estabilizarla, la traza mostrará variaciones de

luminosidad, de tal manera que si fy y fz están en relación sencilla

aparecerá en trazos estacionarios. Entonces

Donde nz es el número de trazos brillantes y ny ciclos de señal en Y

visualizada en pantalla.