Dirección Académica MANUAL DE PRÁCTICAS PRACTICA 1. ANALISIS DE SEÑALES UTILIZANDO EL OSCILOSCOPIO

Transcripción

1 6 de 65 PRACTICA 1. ANALISIS DE SEÑALES UTILIZANDO EL OSCILOSCOPIO -INTRODUCCIÓN Para medir una cantidad eléctrica puede utilizarse un multímetro ya sea analógico o digital, en donde el multímetro analógico utiliza una aguja que se mueve a través de una escala para indicar la cantidad medida, y el medidor digital muestra la lectura a través de una pantalla numérica, otra forma es utilizando un osciloscopio el cual muestra la señal medida en una pantalla similar a la de una televisión. El osciloscopio utiliza un tubo de rayos catódicos, el cual genera un haz delgado de electrones (el rayo catódico) dentro del. Este haz se dirige de tal forma que golpea una pantalla fluorescente que cubre uno de los extremos del tubo. Mientras el haz golpea la pantalla, se emite un punto visible de luz. A medida que el haz se mueve a través de la pantalla, pinta un trazo de su camino. Puesto que el haz está conformado por electrones que son partículas cargadas eléctricamente, se puede deflectar rápida y seguramente por medio de campos eléctricos y magnéticos colocados en su camino. Dependiendo del modo de operación utilizado, la imagen mostrada en la pantalla también puede ser una gráfica de la variación de un voltaje con el tiempo o la gráfica de la variación de una señal con respecto a otra. Además, voltaje no es la única cantidad que se puede medir. Interpretando apropiadamente las características de la imagen, podemos emplear el osciloscopio para indicar corriente, tiempo, frecuencia y diferencia de fase. Utilizando el osciloscopio para registrar la salida de varios traductores, podemos medir también una gran variedad de cantidades no eléctricas.

2 7 de 65 MARCO TEÓRICO El Generador de señales: Un Generador de Señales es un instrumento de laboratorio que permite crear electrónicamente diferentes tipos de señales a diferentes frecuencias y diferentes amplitudes. Señal Sinusoidal

3 8 de 65 Señal Triangular Señal Cuadrada. En donde: T = Periodo de la señal. Vs+ = Voltaje positivo Máximo

4 9 de 65 Vs- = Voltaje negativo Máximo A0 = Amplitud de la señal. Es importante recordar que la frecuencia de la señal (en Hz) está dada por: F= 1/T Y que el Voltaje Pico a Pico o Vpp está dado por: Vpp= (Vs+) (Vs-) Los generadores de señales tienen un rango de frecuencia y amplitudes de funcionamiento y permiten entre otras funciones, calibración de equipos, pruebas a sistemas de audio, pruebas a servo motores. El Osciloscopio es un aparato de medición que es capaz de mostrar señales eléctricas variantes en el tiempo. Además de la observación de estas señales con el osciloscopio es posible realizar análisis de frecuencia de la señal, determinar transitorios o cambios dinámicos en una señal. Un osciloscopio esta constituido básicamente en los siguientes subsistemas. 1.- Tubo de rayos catódicos (CRT) 2.- Amplificadores verticales y horizontales 3.- Circuito Base de tiempo 4.-Fuentes de potencia El osciloscopio es un equipo que sirve para visualizar formas de onda de TENSIÓN de un circuito. Las formas de onda las representan en dos ejes: el eje de abscisas representa tiempo y el eje de ordenadas representa tensión.

5 10 de 65 Las escalas de ambos ejes son modificables por el usuario. La pantalla está dividida en cuadrículas y lo que el usuario elige es el valor de cada una de esas cuadrículas. Ejemplo de la pantalla del osciloscopio:

6 11 de 65 Cada línea horizontal representa un voltaje que puede ser variado con las perillas del osciloscopio ( Volts / Division) Cada línea Horizontal representa una escala de tiempo que puede ser variada con la perilla del osciloscopio ( Time/ Division) -OBJETIVO Analizar señales utilizando herramientas de medición (osciloscopio, generador de señales), desarrollar habilidades en el uso de las tecnologías de la información y de la comunicación. -LUGAR Laboratorio de Ciencias Básicas Edificio C -SEMANA DE EJECUCIÓN Segunda semana

7 12 de 65 - MATERIAL Y EQUIPO 1 Osciloscopio 1 Generador de señales Cable coaxial -DESARROLLO DE LA PRÁCTICA Para el desarrollo de la práctica se deben crear equipos de 4 personas. Paso 1. Conecte el generador de señales y osciloscopio utilizando el cable coaxial como se muestra en la figura. Generador de Señales Osciloscopio Paso 2. Encienda los dispositivos y Verifique los controles para identificar los tipos de onda, frecuencias, periodo y amplitudes, contenido espectral.

8 13 de 65 Paso 3. Genere una señal sinusoidal de: - 60 Hz de frecuencia y 5 Vpp de amplitd. - Periodo de 0.1 ms y 10Vpp de amplitud Paso 4. Muestre cada señal de la forma senoidales, cuadrada y triangular. Paso 5. Grafique las formas de onda obtenidas en el osciloscopio. Seg/div. = Volts/div.= Paso 6. Represente ahora una señal senoidal de 1 Khz con una amplitud de 4.6. Volts. Determine la base de tiempo y la escala del amplificador vertical para poder observar la señal.

9 14 de 65 Paso 7. Muestre cada señal de la forma senoidales, cuadrada y triangular. Paso 8. Grafique las formas obtenidas en el osciloscopio. Seg/div. = Volts/div.= Paso 9. Cambie la base de tiempo a 500 ms/div y grafique la forma de onda obtenida en el osciloscopio.

10 15 de 65 Seg/div. = Volts/div.= Paso 10. Ahora genere una señal senoidal de 2 Khz. Con una amplitud de 6.0 Volts. Y grafique la forma de onda. Seg/div. = Volts/div.=

11 16 de 65 Paso 11. Muestre en el osciloscopio 4 ciclos de una señal senoidal, con una amplitud de 6.8 Vpp y Frec= 40 Khz. Grafique la forma de onda obtenida en el osciloscopio. Seg/div. = Volts/div.= Paso 12. Muestre en el osciloscopio 2 ciclos de una señal senoidal, con una amplitud de 0.4 Vpp y Frec = 20 Khz. Grafique la forma de onda obtenida en el osciloscopio Seg/div. = Volts/div.=

12 17 de 65 Paso 13. Conteste las siguientes preguntas con sus propias palabras de acuerdo a lo realizado en la práctica. 1. Qué es un osciloscopio? 2. Qué es un generador de señales? 3. Cuál es la unidad de medida de la amplitud de una señal? 4. Para que se utilizan los controles de: Ac Dc Gnd Seg/div. Volts/div. - EVALUACIÓN Y RESULTADOS Criterio Puntaje Puntaje Obtenido Presentarse con la vestimenta adecuada para el uso del laboratorio, seguir las instrucciones del instructor. Elaborar un reporte con las gráficas obtenidas después de haber seguido las instrucciones. Las gráficas deberá ser una por cada tipo de señal (triangular, senoidal, cuadrática) El reporte no presenta errores ortográficos 1 Se presentan las respuestas a las preguntas del último paso 2

13 18 de 65 El reporte presenta conclusiones por cada integrante del equipo. 1 TOTAL 10 -REFERENCIAS Cabrera, J. L. (2006). Redes Locales. México: Alfa Omega. Felipe, R. J. (2011). Telecomunicaciones : historia y conceptos básicos. México: El colegio Nacional. Manuel, H. M. (2004). Manual de telecomunicaciones. México: Alfaomega. Stallings, W. (2004). Comunicaciones y redes de computadoras. Marid España: Pearson Prentice Hall. Tanenbaum, A. (2011). Redes de Computadoras. Pearson.