PRACTICA 2B EL OSCILOSCOPIO DE PROPÓSITO GENERAL. 1. Procurar mantener el osciloscopio en un lugar fijo, en caso de tener que trasladarlo:

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1 PRECAUCIONES ANTES DEL ENCENDIDO PRACTICA 2B EL OSCILOSCOPIO DE PROPÓSITO GENERAL 1. Procurar mantener el osciloscopio en un lugar fijo, en caso de tener que trasladarlo: a) Hacerlo sujetando la manija firmemente, la cual debe de estar en posición de traslado. b) No realizar movimientos bruscos, cuidando de no golpearlo. c) Depositarlo suavemente en el lugar de trabajo y colocarlo con la manija en la posición de operación que usted elija y no moverlo más. NOTA: La manija se puede mover accionando hacía arriba y abajo los bujes de fijación. Existen varias posiciones, de las cuales usted debe elegir aquella en la cual pueda observar perfectamente el frente del osciloscopio. Se recomienda que quede formando un ángulo respecto a al horizontal. Un mal transporte o golpe puede dañar los filamentos del TRC o algunos de sus componentes. 2. Verificara que las ventanillas de enfriamiento (superiores y traseras) estén descubiertas para que haya circulación de aire. 3. Verificar que las perillas de calibración estén giradas totalmente a la derecha y que la lámpara de descalibración esté apagada. 4. Girar la perilla de intensidad aproximadamente a la mitad de su rango, con el objeto de evitar que aparezca una traza demasiado brillante que queme el fósforo de la pantalla. 5. No anular la conexión a tierra del enchufe del osciloscopio, ya que se pierde el aterrizaje del chasis y una sobre carga puede afectar a uno o a varios de sus elementos. 6. Nunca tratar de medir: a) Directamente la señal de tensión de la línea para ello se requiere un transformador de aislamiento especial. b) Voltajes pico a pico mayores a 300 volts MATERIAL Y EQUIPO 1 Osciloscopio 1 Multímetro digital 1 Generador de señales 2 Puntas de prueba 1 Pila seca de 1.5 volts 2 Cables caimán banana 1 Pila seca de 9 volts 1 Fuente regulada 1 Pila seca de 6 volts Ing. Carlos Ambriz Aguilar Electrónica 1 1 de 16

2 DESARROLLO EXPERIMENTAL EXPERIMENTO # 1. Procedimiento de encendido y ubicación de la traza. No QUE HACER COMO Y CONQUE HACERLO 10 Verificar que se hallan cumplido los Verificando que las perillas de puntos 3 y 4 de las precauciones. calibración estén giradas totalmente ala derecha y que la lámpara de descalibración este apagada. 20 Coloque los controles de posición horizontal y vertical aproximadamente a la mitad de su rango, para prever que la traza aparezca dentro de la pantalla. 30 Seleccione el acoplamiento de entrada del amplificador vertical de ambos canales en la posición GND. 40 Verificar que la base de tiempo sea lo suficientemente rápida para que se observe la traza. 50 Seleccionar el canal y tipo de despliegue Girando la perilla de intensidad aproximadamente a la mitad d e su rango, con el objeto de evitar que aparezca una traza demasiado brillante que queme el fósforo de la pantalla. Girando las perillas X POSITION (29) Y POSITION CH1 (19) Y POSITION CH2 (20) a la mitad de su rango de giro. Deslizando los selectores de acoplamiento de entrada (11) Y (12) a la posición GND. Seleccionando el control TIME BASE (26) entre los rangos de 2 a 0.2 ms. Coloque el selector VERT MODE (21) en la posición CH1. vertical de la(s) traza(s). 60 Seleccionar el modo de disparo. Colocando el selector TRIG MODE (35) en la posición AUTO. 70 Seleccionar la fuente de disparo. Colocando el selector SOURCE (31) en la posición INT. 80 Seleccionar la señal interna de disparo. Colocando el selector INT TRIG (32) en la posición VERT MODE. 90 Encender el osciloscopio. Presionando el botón POWER (1) y observe que el LED (2) se encienda. 100 Hacer aparecer la traza en la pantalla (una línea tenue y fina). 110 Centrar la traza o ubicarla donde uno desee. Girando lentamente en forma alternada las perillas INTENSITY (6) y FOCUS (3). Girando nuevamente los controles X POSITION (29) Y POSITION CH1 (19) Y POSITION CH2 (20) hasta lograr que la traza quede en el lugar deseado. PRECAUCIÓN: Si por alguna razón aparece la traza demasiado brillante inmediatamente baje su intensidad girando la perilla (6) en sentido anti horario. Ing. Carlos Ambriz Aguilar Electrónica 1 2 de 16

3 PRUEBAS. Observar lo que sucede con la señal sí: a) Se varía la velocidad de la base de tiempo a valores diferentes a los dados en la instrucción 4, girando lentamente y paso a paso el control TIME BASE (26) (recuerde la precaución indicada sí la traza sube de intensidad). b) Se desliza el selector TRIG MODE (35) en la posición NORM y se gira la perilla LEVEL (34). c) Se desliza el selector SOURCE (31) en la posición LINE. ANOTAR SUS CONCLUSIONES. Ing. Carlos Ambriz Aguilar Electrónica 1 3 de 16

4 EXPERIMENTO # 2 Verificación de la calibración del osciloscopio en amplitud (voltaje). No QUE HACER COMO Y CONQUE 10 Ubicar la traza en la pantalla del Siguiendo el procedimiento anterior de osciloscopio. encendido (experimento #1). 20 Seleccione el rango de amplitud del CH1 Girando los selectores de atenuación y CH2 para que se pueda realizar vertical VOLTS/DIV Attenuator fácilmente la lectura de la señal. (13 & 14) a la posición 0.1 V/div. 30 Colocar los controles de calibración de los atenuadores en modo de calibración. 40 Preparar la punta de prueba en un factor de atenuación (FA) de tal que se pueda observar perfectamente la amplitud de la señal de calibración de acuerdo al rango de amplitud elegido. 50 Conectar la punta de prueba al conector del CH1 (para verificar primeramente la calibración de dicho canal). 60 Conectar el gancho de la punta de prueba a la entrada de la señal de calibración. 70 Dar acceso a la señal de calibración al CH1 (debe aparecer en la pantalla una señal cuadrada, figura 5a). 80 Colocar la base de tiempo en donde se obtenga una imagen fija de la señal 90 Ubicar la señal obtenida en un lugar de referencia tal que se pueda medir adecuadamente el numero de cuadros verticales que abarca la amplitud de la señal (ver figura 5b). 100 Medir el número de cuadros verticales (NCV). NCV = Girando los controles centrales VAR control (15 &16) cuidadosamente en sentido de la flecha hasta su tope. Deslizando su interruptor a la posición de atenuación más adecuada que en este caso es X1. FA = X1 Insertando el cable de la punta de prueba al conector BNC del canal 1 CH1 INPUT connector (9). Insertando con mucho cuidado en el orificio del pin de calibración 0.5 CAL tip (37). Deslizando el selector (11) hacia la posición DC o AC. Seleccionando el control TIME BASE (26) entre los rangos de 2 a 0.2 ms. Moviendo los controles Y POSITION CH1 (19) & X POSITION (29). Observando la señal cuadrada que se despliega y utilizando la graticula de la pantalla como patrón de medición. No QUE HACER COMO Y CONQUE HACERLO 110 Anotar el rango de atenuación vertical Observando la posición del selector de del CH1 atenuación vertical. CH1 Attenuator = V/div 120 Calcular el voltaje de la señal obtenida. Vpp = Volts VOLTS/DIV Attenuator CH1 (13) Utilizando la formula Vpp = NCV * CH1 Att * FA 130 Comparar el voltaje obtenido con el especificado por el fabricante. Vpp = Volts Vpp FAB = 0.5 Volts Ing. Carlos Ambriz Aguilar Electrónica 1 4 de 16

5 140 Si los voltajes son iguales el canal del osciloscopio ha quedado calibrado en amplitud. 150 Si son diferentes, verificar el control de calibración. 160 Calibrar a la amplitud pero ahora con un factor de atenuación de la punta de prueba igual a 10. OK Girando el control central VAR control (15) cuidadosamente en sentido antihorario, de tal forma que la amplitud de la señal sea la esperada (en este caso de 5 cuadros verticales). A) Deslizando el interruptor de la punta de prueba a la posición X10. A) Girando la base de tiempo hasta una posición tal que se pueda medir la amplitud de la señal fácilmente. NOTA: Si la señal aparece distorsionada solicite al profesor que calibre la punta. 170 Calibrar la amplitud del CH2. Primero coloque el selector de deflexión vertical VERT MODE (21) en la posición CH2. Ahora repita los pasos anteriores pero insertando el cable de la punta de prueba al conector BNC del canal 2 CH2 INPUT connector (9). Sensibilidad Vertical CH1 V/div Sensibilidad Horizontal seg/div Figura 5a Señal de calibración. Ing. Carlos Ambriz Aguilar Electrónica 1 5 de 16

6 Sensibilidad Vertical CH1 V/div Sensibilidad Horizontal seg/div Figura 5b Señal de calibración ubicada. PRUEBAS Realizar las mismas pruebas que el experimento 1 y al terminar regresar todos los botones y controles a sus posiciones normales antes de encendido. ANOTE SUS OBSERVACIONES CONCLUSIONES Exprese las conclusiones a las que haya llegado Ing. Carlos Ambriz Aguilar Electrónica 1 6 de 16

7 EXPERIMENTO # 3 Verificación de la calibración externa en frecuencia No QUE HACER COMO Y CONQUE 10 Conectar la punta de prueba en el Insertando el cable de la punta de prueba al canal 1 (Para calibrar la frecuencia de dicho conector BNC del canal 1 canal). CH1 INPUT connector (9). Insertando con mucho cuidado en el orificio del pin de calibración 0.5 CAL tip (37). 20 Hacer aparecer la señal cuadrada. Siguiendo el procedimiento anterior de calibración. (experimento # 2 - Pasos 10 al 90 -) 30 Anotar la posición de la base de tiempo. PBT = seg Observando donde quedó ubicado el control TIME BASE (26) 50 Medir el número de cuadros horizontales de un ciclo. NCH = Ubicando el inicio de un ciclo en un punto de referencia y contar el número de cuadros hasta donde inicia el siguiente ciclo (figura 6). 60 Calcular el periodo de la señal. T = seg Con la formula T = PBT * NCH 70 Calcular la frecuencia. f CALC = Hz Con la ecuación f CALC = 1/ T 80 Comparar el resultado obtenido con la frecuencia de calibración indicada por el fabricante. Si coinciden ( f =0), entonces el osciloscopio ha quedado calibrado en frecuencia. f CALC = f fab = 1000 Hz f = f CALC - f fab 90 Si no coinciden ( F 0). a) Gire el control SWP VARiable control (27) en dirección de la flecha hasta su tope. b) Si está hasta su tope y no queda calibrado exactamente, deberá calibrarse internamente enviándolo a mantenimiento especializado. c) Si esto sucede, podrá seguir haciendo medidas de frecuencia pero deberá impactarles el % de desviación o precisión. Utilizando la siguiente expresión: f = f MED +(P) f MED donde P = f/ f FAB Ing. Carlos Ambriz Aguilar Electrónica 1 7 de 16

8 Inicio del ciclo Fin del ciclo (principio del siguiente). Figura 6 Ubicación horizontal de la señal para, para medir el número de cuadros (en este ejemplo NCH=5) CONCLUSIONES Anote las conclusiones a que haya llegado. Ing. Carlos Ambriz Aguilar Electrónica 1 8 de 16

9 EXPERIMENTO # 4 Medición de voltajes de fuentes de CD. No QUE HACER COMO Y CONQUE 10 Ubicar la traza horizontal en la pantalla. Siguiendo el procedimiento descrito en el experimento 1. NOTA: Si en el osciloscopio se encuentra conectado el gancho de la punta de prueba en la salida de calibración (37) desconéctelo cuidadosamente (no lo jale). 20 Llevar la traza a una línea de referencia de la gratícula (ver figura 7a) (entre más abajo esté, es mejor) tomar nota de dicha referencia. 30 Seleccionar el rango de amplitud más adecuado de acuerdo al voltaje de la fuente que se va a medir: Para 1.5 V 0.5 V/div 6.0 V 2 V/div 9.0 V 2 V/div Moviendo los controles Y POSITION CH1 (19) & X POSITION (29). Girando el selectores de atenuación vertical VOLTS/DIV Attenuator (13) a la posición 0.1 V/div y 2 V/div respectivamente. 35 Dar acceso a la señal. Deslizando el selector (11) hacia la posición DC. 40 Conectar la punta de prueba al canal 1 del Como se muestra en la figura 8. osciloscopio y la fuente (en este caso a la pila de 1.5 V) la cual debe de tener un factor de FA = 1 atenuación X Medir el número de cuadros verticales (NCV) que salto la traza desde su posición de referencia. NCV = Observando cuantos cuadros salto la traza desde la posición de referencia hasta la posición actual (ver figura 7b). 60 Anotar el rango del selector de atenuación vertical. CH1 Attenuator = V/div 70 Calcular el voltaje de la señal obtenida. Vpp = Volts Observando la posición del selector de atenuación vertical del canal 1. VOLTS/DIV Attenuator CH1 (13) Utilizando la formula Vpp = NCV * CH1 Att * FA 80 Registrar sus resultados. En la tabla Efectuar las lecturas de los voltajes de las Efectuando las instrucciones desde el pilas de 6 y 9 volts. número 30 hasta el 80 de este procedimiento. Anotando los resultados en la tabla Medir ahora los voltajes de las 3 pilas con el Conectando directamente el multímetro a las multímetro terminales de c/u de las pilas. Complementando la tabla 1. Ing. Carlos Ambriz Aguilar Electrónica 1 9 de 16

10 No QUE HACER COMO Y CONQUE 110 Tome lecturas de voltajes pero ahora de la a) Midiendo con el multímetro al voltaje que fuente suministra la fuente y ajustándola a los valores indicados en la tabla 2. a) Primero con el multímetro. a) Siguiendo las instrucciones desde el número 30 hasta la 80, de este b) Comprobar con el osciloscopio. procedimiento. Registre sus lecturas en la tabla 2. Figura 7a. Ubicación de la traza para medir voltajes de CD. Figura 7b Ubicación de la traza después de haber conectado la fuente de CD (observe el brinco de la traza). Pila seca 1.5 V 6 V 9 V número de cuadros verticales NCV (div) rango de amplitud CH1 Att (V/div) factor de atenuación FA voltaje medido (V) osciloscopi o V O voltaje medido (V) multímetro V M TABLA 1 Pila 1.5 V 6.0 V 9.0 V VOLTAJE ENTREGADO POR LA FUENTE (V) MEDIDO CON EL MULTÍMETRO VOLTAJE ENTREGADO POR LA FUENTE (V) MEDIDO CON EL OSCILOSCOPIO TABLA 2 Ing. Carlos Ambriz Aguilar Electrónica 1 10 de 16

11 DISCUSIÓN Al comparar los voltajes medios tanto con el osciloscopio como con el multímetro: Hubo diferencias? En qué casos? Las gráficas de osciloscopio. De que forma son? Concuerdan con lo que se esperaba? Son confiables las pilas como fuentes de voltaje de C.D.? y la fuente utilizada? Explique. Qué ventaja(s) tiene el osciloscopio respecto al multímetro? Será importante en tu ejercicio profesional el conocimiento de este aspecto de las mediciones eléctricas? CONCLUSIONES Anote las conclusiones con respecto a esta actividad. Ing. Carlos Ambriz Aguilar Electrónica 1 11 de 16

12 EXPERIMENTO # 5 Medición de voltajes y frecuencias de señales alternas MEDICIÓN DEL VOLTAJE DE UNA SEÑAL SENOIDAL USANDO UN OSCILOSCOPIO Y UN MULTÍMETRO DIGITAL. No QUE HACER COMO Y CON QUE 10 Preparar el osciloscopio para medir una Colocando: señal alterna de: Ubicando la traza centrada en la 8 f = Hz pantalla (experimento # 1). Girando el selector de atenuación vertical VOLTS/DIV Attenuator CH1 (13) a la posición 2 V/div. Deslizando el selector de acoplamiento de entrada (11) hacia la posición AC. Seleccionando el control TIME BASE (26) entre en la posición 20 s/div. Seleccionar el factor de atenuación de la punta de prueba en x1. 20 Prepare el generador de señales para Colocando: (ver fig. 9). que proporcione una onda senoidal de: - Perilla de señal en. - Perilla de amplitud de voltaje en 8 Vpp. 8 f = Hz - Factor mult. de frec. (30) en 1.0 O.K. - Perilla selec. de frec. (31) en Enviar la señal del generador al Conectando la punta de prueba como osciloscopio. 40 Medir el número de cuadros verticales de la onda senoidal. NCV = muestra la figura 10. Ubicando la señal como muestra la figura Calcular el NCV esperado NCV ESP = 4 div Con la ecuación: NCV ESP = Vpp/ (CH1 Att * FA) NCV ESP = 8/2 * 1 = 4 Ing. Carlos Ambriz Aguilar Electrónica 1 12 de 16

13 No QUE HACER COMO Y CON QUE 60 Compare si ambos datos son iguales: Entonces hay que girarla perilla (33) del Si, entonces el generador está generador hasta que el NCV = 4 ( Con entregando una señal cuya amplitud Vpp = 8 V. ello aseguramos que la señal entregada tiene una amplitud de 8 Vpp). No 70 Calcular el valor eficaz de la señal. V E 80 Registre los resultados obtenidos de Vpp y V E. 90 Mida el voltaje eficaz de la señal con el multímetro. V EM Con la formula: V E = Vpp o V E = Vp En la tabla 3. Conectado el generador al multímetro ( en lugar del osciloscopio) el cual debe estar en un rango de 0 10 V A.C. 100 Registrar el valor de V EM. En la tabla Medir los Vpp, V E y V EM para los valores de frecuencia indicados en la tabla Completar la tabla 3. A) variando la frecuencia con las perillas (30) y (31) del generador. A) Ubicando la señal en el osciloscopio variando la perilla (10) TIME BASE. A) Manteniendo constante el rango del multímetro. Ing. Carlos Ambriz Aguilar Electrónica 1 13 de 16

14 MEDICIÓN DE LA AMPLITUD DE UNA SEÑAL SENOIDAL MEDIANTE UN OSCILOSCOPIO Y UN MULTÍMETRO. No f (Hz) Vpp (V) V E (V) V EM (V) V = V EM - V E (V) TABLA 3 DISCUSIÓN Cómo resulto V E con respecto a V EM : a) Para bajas frecuencias (5 y 20 Hz). b) Para alta frecuencia (10000 Hz). c) Para frecuencias intermedias ( Hz). Calcule las discrepancias (sí es posible hacerlo). Qué lecturas son las más precisas?. Por qué?. Qué ventajas tiene el osciloscopio en este tipo de medidas?. CONCLUSIONES Anote las conclusiones a las que haya llegado al efectuar las actividades indicadas. Ing. Carlos Ambriz Aguilar Electrónica 1 14 de 16

15 5.2 MEDICIÓN DE VOLTAJES Y FRECUENCIAS DE SEÑALES DE DIFERENTES FORMAS. No QUE HACER COMO Y CONQUE 10 Preparar el osciloscopio para medir una señal Colocando: alterna de 10 Vpp y F= 500 Hz. - TRIGGER SELECTOR (12) en AC. - Botón (16) en AC. - Punta de prueba en CH 1 y con un FA = X1. - TIME BASE (10) en 1 ms/cm. (PBT = 1 ms/cm). 20 Prepare el generador G120 para que proporcione primeramente una señal senoidal de Vpp =10 V y F = 500 Hz. Colocando: - Selector de onda (32) en. - Perilla de voltaje (33) en 10 Vpp. - Factor mult. de frec (30) en Perilla selec. De frec. (31) en Enviar la señal del generador al osciloscopio Como muestra la fig Determinar el Vpp = Vpp = NCV * RAMPL 1 * FA 50 Calcular el V EO = V EO = Vpp 60 Medir la frecuencia Ubicando la onda midiendo el número de cuadros horizontales y aplicando las F = siguientes ecuaciones. T = RBT * NCH F = 1/T 70 Mida el voltaje de la señal pero ahora con el Conectado el multímetro al generador. multímetro (V EM ). 80 Registrar resultados. En la tabla Repita el procedimiento pero ahora para las Cambiando el selector de la señal (32) a las señales cuadrada y triangular. formas. 100 Calcule el valor eficaz de estas señales y Utilizando las ecuaciones siguientes: completar tabla 4. Señal triangular Señal cuadrada Ing. Carlos Ambriz Aguilar Electrónica 1 15 de 16

16 SEÑAL SENOIDAL TRIANGULAR CUADRADA F (Hz) Vpp (V) V EO (V) V EM (V) TABLA 4 DISCUSIÓN Compare los valores de voltaje eficaz medidos tanto con el multímetro como con el osciloscopio. CONCLUSIÓN Anote las conclusiones a las que haya llegado. Ing. Carlos Ambriz Aguilar Electrónica 1 16 de 16

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