manejo de osciloscopio

5/12/2018 manejo de osciloscopio - slidepdf.com

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UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DENEZAHUALCÓYOTL

TSU MECATRÓNICA ÁREA SISTEMAS DEMANOFACTURA FLEXIBLE

ASIGNATURA: ELECTRONICAANALÓGICA

PARACTICA: FUNCIONAMIENTO

DEL OSCILOSCOPIO

GRUPO: MEM 22

FECHA: 23/ MAYO/2011

ELABORADO POR:

Juan Francisco RochaParedes

Juan Carlos Martínez Hernández

Hugo Daniel Carreto Pérez

Cristian Adán García Mora

Ricardo Martin OlveraCastro

PROFESOR: Juan Jesús Cornejo

Jiménez



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INDICE

PAG 3---------------INTRODUCCION

PAG 4---------------CONSIDERACIONES TEORICA

OSCIOSCOPIO ANALOGICO

OSCILOSCOPIO DIGITAL

TIPOS DE ONDAS

GENERADOR DE FUNCIONES

PAG12-----------REALIZACION DE LA PRÁCTICA

FUNCIONAMIENTO DEL OSCILOSCOPIO

OBSERVACIONES

PAG 18-------------CONCLUCIONES

PAG 19--------- BIBLIOGRAFIA



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Introducción

El osciloscopio es uno de los instrumentos de medida más útiles en unlaboratorio de electricidad/electrónica. Su utilidad no viene dada por

la precisión de las medidas que se realiza con él (en los analógicos lamayor parte de las medidas se hace directamente sobre lasrepresentaciones gráficas que aparecen en su pantalla) sino por lafacilidad que presta al análisis de señales variables con el tiempo, y laposibilidad de poder comparar la señal correspondiente a dosmagnitudes diferentes.

El osciloscopio mide diferencias de potencial, y por lo tanto si sequiere medir intensidades de corriente u otras magnitudes deberá serde forma indirecta. Por ejemplo, se medirá la intensidad a través de ladiferencia de potencial en una resistencia.

En el enlace “osciloscopio ” se explica las nociones básicas sobre elfuncionamiento interno del osciloscopio, y se da instrucciones sobrela utilización del osciloscopio analógico Hameg. Para la realización deesta práctica es necesario también conocer el funcionamiento delgenerador de funciones.

http://jogomez.webs.upv.es/material/osciloscopio.htm

http://jogomez.webs.upv.es/material/genfun.htm

http://jogomez.webs.upv.es/material/genfun.htm

http://jogomez.webs.upv.es/material/osciloscopio.htm



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CONSIDERACIONES TEORICAS

Un osciloscopio es un instrumento de medición electrónico para larepresentación gráfica de señales eléctricas que pueden variar en eltiempo. Es muy usado en electrónica de señal, frecuentemente juntoa un analizador de espectro.

Presenta los valores de las señales eléctricas en forma decoordenadas en una pantalla, en la que normalmente el eje X(horizontal) representa tiempos y el eje Y (vertical) representatensiones. La imagen así obtenida se denomina oscilograma. Suelenincluir otra entrada, llamada "eje Z" o "Cilindro de Wehnelt" quecontrola la luminosidad del haz, permitiendo resaltar o apagaralgunos 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.

Osciloscopio analógico

La tensión a medir se aplica a las placas de desviación verticaloscilante de un tubo de rayos catódicos (utilizando un amplificador con alta impedancia de entrada y ganancia ajustable) mientras que alas placas de desviación horizontal se aplica una tensión en diente desierra (denominada así porque, de forma repetida, crece suavementey luego cae de forma brusca). Esta tensión es producida mediante uncircuito oscilador apropiado y su frecuencia puede ajustarse dentro de

un amplio rango de valores, lo que permite adaptarse a la frecuenciade la señal a medir. Esto es lo que se denomina base de tiempos.

http://es.wikipedia.org/wiki/Analizador_de_espectro

http://es.wikipedia.org/wiki/Circuito_anal%C3%B3gico

http://es.wikipedia.org/wiki/Circuito_digital

http://es.wikipedia.org/wiki/Diferencia_de_potencial

http://es.wikipedia.org/wiki/Tubo_de_rayos_cat%C3%B3dicos

http://es.wikipedia.org/wiki/Amplificador

http://es.wikipedia.org/wiki/Oscilador

http://es.wikipedia.org/wiki/Frecuencia_(f%C3%ADsica)

http://es.wikipedia.org/wiki/Analizador_de_espectro

http://es.wikipedia.org/wiki/Circuito_anal%C3%B3gico

http://es.wikipedia.org/wiki/Circuito_digital


http://es.wikipedia.org/wiki/Tubo_de_rayos_cat%C3%B3dicos

http://es.wikipedia.org/wiki/Amplificador

http://es.wikipedia.org/wiki/Oscilador




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• .

FUNCIONAMIENTO

A primera vista un osciloscopio se parece a una pequeña televisiónportátil, salvo una rejilla que ocupa la pantalla y el mayor número decontroles que posee.En la siguiente figura se representan estos controles distribuidos encinco secciones:



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** Vertical. ** Horizontal. ** Disparo. ** Control de la visualización **Conectores.

Osciloscopio digital

En la actualidad los osciloscopios analógicos están siendodesplazados en gran medida por los osciloscopios digitales, entreotras razones por la facilidad de poder transferir las medidas a unacomputadora personal o pantalla LCD.

En el osciloscopio digital la señal es previamente digitalizada por unconversor analógico digital. Al depender la fiabilidad de lavisualización de la calidad de este componente, esta debe sercuidada al máximo.

Las características y procedimientos señalados para los osciloscopiosanalógicos son aplicables a los digitales. Sin embargo, en estos setienen 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. Estopermite comparar medidas realizadas en el mismo punto de un

http://es.wikipedia.org/wiki/Computadora

http://es.wikipedia.org/wiki/Computadora



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circuito o elemento. Existen asimismo equipos que combinan etapasanalógicas y digitales.

La principal característica de un osciloscopio digital es la frecuenciade 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 estánbasados en control por FPGA (del inglés Field Programable GateArray), el cual es el elemento controlador del conversor analógico adigital de alta velocidad del aparato y demás circuitería interna, comomemoria, buffers, entre otros.

Estos osciloscopios añaden prestaciones y facilidades al usuarioimposibles de obtener con circuitería analógica, como los siguientes:

• Medida automática de valores de pico, máximos y mínimos deseñal. 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

Términos utilizados al medir

Existe un término general para describir un patrón que se repite en el

tiempo: onda. Existen ondas de sonido, ondas oceánicas, ondas

cerebrales y por supuesto, ondas de tensión. Un osciloscopio mide

estas últimas. Un ciclo es la mínima parte de la onda que se repite en

el tiempo. Una forma de onda es la representación gráfica de una

onda. Una forma de onda de tensión siempre se presentará con el

tiempo en el eje horizontal (X) y la amplitud en el eje vertical (Y).

http://es.wikipedia.org/wiki/Valor_de_pico

http://es.wikipedia.org/wiki/Valor_eficaz

http://es.wikipedia.org/wiki/R%C3%A9gimen_transitorio_(En_circuitos_el%C3%A9ctricos)

http://es.wikipedia.org/wiki/FFT

http://es.wikipedia.org/wiki/Espectro_de_frecuencias

http://es.wikipedia.org/wiki/Valor_de_pico

http://es.wikipedia.org/wiki/Valor_eficaz

http://es.wikipedia.org/wiki/R%C3%A9gimen_transitorio_(En_circuitos_el%C3%A9ctricos)

http://es.wikipedia.org/wiki/FFT

http://es.wikipedia.org/wiki/Espectro_de_frecuencias



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La forma de onda nos proporciona una valiosa información sobre laseñal. En cualquier momento podemos visualizar la altura quealcanza y, por lo tanto, saber si el voltaje ha cambiado en el tiempo(si observamos, por ejemplo, una línea horizontal podremos concluirque en ese intervalo de tiempo la señal es constante). Con la

pendiente de las líneas diagonales, tanto en flanco de subida como enflanco de bajada, podremos conocer la velocidad en el paso de unnivel a otro, pueden observarse también cambios repentinos de laseñal (ángulos muy agudos) generalmente debidos a procesostransitorios.

Tipos de ondas

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 ó escalones.

Pulsos y flancos ó escalones

Señales, como los flancos y los pulsos, que solo se presentan una solavez, se denominan señales transitorias. Un flanco ó escalón indica uncambio repentino en el voltaje, por ejemplo cuando se conecta uninterruptor de alimentación. El pulso indicaría, en este mismoejemplo, que se ha conectado el interruptor y en un determinadotiempo se ha desconectado. Generalmente el pulso representa un bitde información atravesando un circuito de un ordenador digital ótambién un pequeño defecto en un circuito (por ejemplo un falsocontacto momentáneo). Es común encontrar señales de este tipo enordenadores, equipos de rayos X y de comunicaciones.



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Periodo y Frecuencia

Si una señal se repite en el tiempo, posee una frecuencia (f). La

frecuencia se mide en Hertz (Hz) y es igual al número de veces que la

señal se repite en un segundo, es decir, 1Hz equivale a 1 ciclo porsegundo.

Una señal repetitiva también posee otro paramentro: el periodo,

definiéndose como el tiempo que tarda la señal en completar un ciclo.

Periodo y frecuencia son recíprocos el uno del otro:

Voltaje

Voltaje es la diferencia de potencial eléctrico entre dos puntos de uncircuito. Normalmente uno de esos puntos suele ser masa (GND, 0v),pero no siempre, por ejemplo se puede medir el voltaje pico a pico deuna señal (Vpp) como la diferencia entre el valor máximo y mínimo deesta. La palabra amplitud significa generalmente la diferencia entre elvalor máximo de una señal y masa.



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Fase

La fase se puede explicar mucho mejor si consideramos la forma de

onda senoidal. La onda senoidal se puede extraer de la circulación de

un punto sobre un círculo de 360º. Un ciclo de la señal senoidal

abarca los 360º.

Cuando se comparan dos señales senoidales de la misma frecuencia

puede ocurrir que ambas no esten en fase, o sea, que no coincidan en

el tiempo los pasos por puntos equivalentes de ambas señales. En

este caso se dice que ambas señales están desfasadas, pudiéndose

medir el desfase con una simple regla de tres:

Siendo t el tiempo de retraso entre una señal y otra.



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GENERADOR DE FUCIONES

Funcionamiento y usos generales

Un generador de funciones es un instrumento versátil que generadiferentes formas de onda cuyas frecuencias son ajustables en unamplio rango. Las salidas más frecuentes son ondas senoidales,triangulares, cuadradas y diente de sierra. Las frecuencias de estasondas pueden ser ajustadas desde una fracción de hertz hasta varioscientos de kilo hertz.Las diferentes salidas dl generador se pueden obtener al mismotiempo. Por ejemplo, proporcionando una sola cuadrada para medir lalinealidad de un sistema de audio, la salida en diente de sierrasimultánea se puede usar para alimentar el amplificador de deflexiónhorizontal de un osciloscopio, con lo que se obtiene la a exhibiciónvisual de los resultados de las mediciones. La capacidad de un

generador de funciones de fijar la fase de una fuente externa deseñas es otra de las características importantes y útiles.Un generador de funciones puede fijar la fase de un generador defunciones con una armónica de una onda senoidal del otro generador.Mediante el ajuste de fase y amplitud de las armónicas permitegeneral casi cualquier onda obteniendo la suma de la frecuenciafundamental generada por un generador de funciones de losinstrumentos y la armónica generada por el otro. El generador defunciones también se puede fijar en fase a una frecuencia estándar,con lo que todas las ondas de salida generadas tendrán la exactitud yestabilidad en frecuencia de la fuente estándar.El generador de funciones también puede proporcionar ondas a muybajas frecuencias. Ya que la frecuencia baja de un oscilador RC es



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limitada, la figura ilustrada otra técnica. Este generador entregaondas senoidales triangulares y cuadradas con un rango defrecuencias de 0.01 Hz hasta 100 kHz. La red de control de frecuenciaestá dirigida por el selector fino de frecuencia en el panel frontal delinstrumento o por un voltaje de control aplicado externamente. El

voltaje de control de frecuencia regula dos fuentes de corriente.

Controles, Conectores e Indicadores (Parte Frontal)

1. Botón de Encendido (Poder button). Presione este botón paraencender el generador de funciones. Si se presiona este botón denuevo, el generador se apaga.2. Luz de Encendido (Power on light). Si la luz está encendida significaque el generador esta encendido.

3. Botones de Función (Function buttons). Los botones de ondasenoidal, cuadrada o triangular determinan el tipo de señal provistopor el conector en la salida principal.4. Botones de Rango (Range buttons) (Hz). Esta variable de controldetermina la frecuencia de la señal del conector en la salida principal.

5. Control de Frecuencia (Frecuency Control). Esta variable de controldetermina la frecuencia de la señal del conector en la salida principaltomando en cuenta también el rango establecido en los botones derango.6. Control de Amplitud (Amplitude Control). Esta variable de control,dependiendo de la posición del botón de voltaje de salida (VOLTSOUT), determina el nivel de la señal del conector en la salidaprincipal.7. Botón de rango de Voltaje de salida (Volts Out range button).Presiona este botón para controlar el rango de amplitud de 0 a 2 Vp-pen circuito abierto o de 0 a 1 Vp-p con una carga de 50W . Vuelve apresionar el botón para controlar el rango de amplitud de 0 a 20 Vp-pen circuito abierto o de 0 a 10 Vp-p con una carga de 50W .8. Botón de inversión (Invert button). Si se presiona este botón, laseñal del conector en la salida principal se invierte. Cuando el control

de ciclo de máquina esta en uso, el botón de inversión determina qué



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mitad de la forma de onda a la salida va a ser afectada. La siguientetabla, muestra esta relación.

9. Control de ciclo de máquina (Duty control). Jala este control paraactivar esta opción.10. Offset en DC (DC Offset). Jala este control para activar estaopción. Este control establece el nivel de DC y su polaridad de laseñal del conector en la salida principal. Cuando el control estápresionado, la señal se centra a 0 volts en DC.11. Botón de Barrido (SWEEP button). Presiona el botón para hacer unbarrido interno. Este botón activa los controles de rango de barrido yde ancho del barrido. Si se vuelve a presionar este botón, elgenerador de funciones puede aceptar señales desde el conector de

barrido externo (EXTERNAL SWEEP) localizado en la parte trasera delgenerador de funciones.12. Rango de Barrido (Sweep Rate). Este control ajusta el rango delgenerador del barrido interno y el rango de repetición de lacompuerta de paso.13. Ancho del Barrido (Sweep Width). Este control ajusta la amplituddel barrido.14. Conector de la salida principal (MAIN output connector). Se utilizaun conector BNC para obtener señales de onda senoidal, cuadrada otriangular.15. Conector de la salida TTL (SYNC (TTL) output connector). Se utiliza

un conector BNC para obtener señales de tipo TTL.

REALIZACION DE PRÁCTICA

FUNCIONAMIENTO DEL OSCILOSCOPIO



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OBJETIVOS

Aprender el funcionamiento básico del osciloscopio analógico.

MATERIAL

*osciloscopio analógico

*generador de funciones

*puntas del osciloscopio y del generador de funciones

*multímetro

PROCEDIMIENTO

Recuerda que debes de tener mucho cuidado de no dejar un punto

fijo en la pantalla del osciloscopio, ya que ésta podría dañarse.

Ajusta el valor 0 del canal I y el canal II del osciloscopio al centro de la

pantalla. Gira el mando de la base de tiempos del osciloscopio a la

posición de barrido más lento.



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Ajustar el osciloscopio con las puntas en un rango de una onda

Conecta directamente el generador de funciones al canal I delosciloscopio mediante un cable. Utilizando los mandos del generador

programa una señal sinusoidal de 1Hz de frecuencia.



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Estando ajustado el osciloscopio hacer cálculos de las ondas su

frecuencia y el voltaje utilizando el generador de señales observando

que:

T= NUMERO DE DIVICIONES BASE

DE TIEMPOS

HORIZONTALES

(TIME)

F= 1/ T

V= NUMERO DE DIVICIONE

BASE DE VOLTAJE

VERTICALES

T= ( 7.2 DIVICIONES) (O.2 ms) = 1.44x 10EXP-3

F=1 / 1.44 x 10EXP-3 = 694 hz

vpp= 4.4x 5 = 22

22/2= 11



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Vef= 11 / raíz 2 = 7.7

---------------------------------------------------------------------------------------

T= ( 5.7 DIVICIONES) (0.1 ms) = 5.7 x 10EXP-4

F=1 / 5.7 x 10EXP-4 = 1851 hz

vpp= 4.2 x 5 = 21

21/2= 10.2

Vef= 10 .2 / raíz 2 = 7. 42

CON EL MULTIMETRO = 7 V

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

T= ( 5.2 DIVICIONES) (0.1 ms) = 5.2 x 10EXP-4

F=1 / 5.2 x 10EXP-4 = 1923 hz

vpp= 3.5 x 5 = 17.5

17.5/2= 8.75

Vef= 8.75 / raíz 3 = 5.0

T= ( 6.6 DIVICIONES) (0.1 ms) = 6.6. x 10EXP-4

F=1 / 6.6 x 10EXP-4 = 1515 hz



1

vpp= 4.1 x 5 = 20.5

20.5/2= 10.25

Vef= 10 .5 / raíz 2 = 7. 24

CON EL MULTIMETRO = 7 .5V

--------------------------------------------------------------------------------------------------

------------------

T= ( 7.4DIVICIONES) (0.1 ms) = 7.4. x 10EXP-4

F=1 / 7.4 x 10EXP-3 = 1351 hz

vpp= 4 x 5 = 20

20.5/2= 10

Vef= 10 .5 / raíz 2 = 7. 07

CON EL MULTIMETRO = 6.9V

OBSERVACIONES

Esta expresión es válida para cualquier forma de onda, sea éstasinusoidal o no, siendo por tanto aplicable a señales deradiofrecuencia y de audio o vídeo.

En el caso de una corriente alterna sinusoidal (como lo es, con

bastante aproximación, la de la red eléctrica) con una amplitudmáxima o de pico Imax, el valor eficaz Ief es:

http://es.wikipedia.org/wiki/Se%C3%B1al

http://es.wikipedia.org/wiki/Radiofrecuencia

http://es.wikipedia.org/wiki/Audio

http://es.wikipedia.org/wiki/V%C3%ADdeo

http://es.wikipedia.org/wiki/Trigonometr%C3%ADa

http://es.wikipedia.org/wiki/Se%C3%B1al

http://es.wikipedia.org/wiki/Radiofrecuencia

http://es.wikipedia.org/wiki/Audio

http://es.wikipedia.org/wiki/V%C3%ADdeo

http://es.wikipedia.org/wiki/Trigonometr%C3%ADa



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En el caso de una señal triangular con una amplitud máxima Amax, elvalor eficaz Aef es:

Para el cálculo de potencias eficaces Pef por ser proporcional con elcuadrado de la amplitud de la tensión eléctrica, para el caso de

señales sinusoidales se tiene:

Del mismo modo para señales triangulares:



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CONCLUCIONES

Ricardo Martin Olvera Castro

En un osciloscopio existen, básicamente, dos tipos de controles queson utilizados como reguladores que ajustan la señal de entrada ypermiten, consecuentemente, medir en la pantalla y de esta manerase puede ver la forma de la señal medida por el osciloscopio, estodenominado en forma técnica se puede decir que el osciloscopio sirvepara observar la señal que quiera medir.

Christian Adán García Mora

En el osciloscopio en la pantalla el eje X (horizontal) y apreciafracciones de tiempo y eje Y (vertical) controlando la tensión deentrada en voltaje

Juan Carlos Martínez Hernández

Al estar regulando determinamos el valor de la escala cuadricularque divide la pantalla, permitiendo saber cuánto representa cadacuadrado del osciloscopio vimos el valor de la señal a medir, tanto entensión como en frecuencia. (En realidad se mide el periodo de unaonda de una señal, y luego se calcula la frecuencia)

Hugo Daniel Carreto Pérez

Podemos utilizarlo para

Determinar directamente el periodo y el voltaje de una señal.

Determinar indirectamente la frecuencia de una señal.

Determinar que parte de la señal es DC y cual AC.

Localizar averías en un circuito.









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Determinar que parte de la señal es ruido y como varia este en eltiempo.

Juan Francisco Rocha Paredes

Tenemos que calibrar primero el osciloscopio. Se puede sacar

cálculos de frecuencia ( alta o baja frecuencia ) y voltaje de las

ondas senoidales,cuadradas,diente de sierra .El osciloscopio en una

onda senoidal el valor cuadrático medio nos da valores eficaces

VEF y se denomina corriente constante. EL Osciloscopios

analógicos trabaja directamente con la señal aplicada, está una vez

amplificada desvía un haz de electrones en sentido verticalproporcionalmente a su valor y los osciloscopios digitales utilizan

previamente un conversor analógico-digital (A/D) para almacenar

digitalmente la señal de entrada, reconstruyendo posteriormente esta

información en la pantalla.

BIBLIOGRAFIA

-http://usuarios.iponet.es/agusbo/osc/osc_1.htm

-LIBRO: MEDICIONES Y PRUEBAS ELECTRICAS Y ELECTRONICAS

http://books.google.com/books?

id=Gj9Wyr7keDsC&pg=PA181&dq=OSCILOSCOPIO

-http://electronica.ugr.es/~amroldan/asignaturas/curso03-

04/cce/practicas/manuales/osciloscopio/osciloscopio.htm

-http://html.rincondelvago.com/uso-del-osciloscopio.html

-http://www.pce-iberica.es/medidor-detalles-tecnicos/instrumento-de-electricidad/osciloscopio-w-700-s.htm

-http://wn.com/osciloscopio

-

http://recursostic.educacion.es/newton/web/materiales_didacticos/osci

loscopio/osciloscopio.html



1

-

http://www.ing.unp.edu.ar/electronica/asignaturas/ee016/tutoriales/os

ciloscopio/osciloscopio.htm

manejo de osciloscopio

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