MEDICIONES CON OSCILOSCOPIOS SIMPLES · - Cuando se trata de una potencia de RF, deberá tenerse en...

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U.T.N. - F.R.M. MEDIDAS ELECTRÓNICAS I Medidas Electrónicas I – Ing. P. Perez pag. 1 de 15 TRABAJO PRÁCTICO No MEDICIONES CON OSCILOSCOPIOS SIMPLES Principio de funcionamiento El osciloscopio, como aparato muy empleado en la medición de señales eléctricas debido a su versatilidad posibilitando hacer mediciones precisas y a la vez visualizar la forma y comportamiento de la señal analizada. A pesar de las posibles diferencias existentes entre los distintos tipos de osciloscopios, todos los osciloscopios presentan principios de funcionamiento comunes. Hay osciloscopios con distintas opciones (Osciloscopios Recurrentes, Disparados, De Doble Canal o Múltiples, Demorados o Intensificados, Armados, y con Memoria Analógica o Digital) pero los elementos básicos son los mismos en todos ellos. Los de uso más generalizado son los que podríamos definir como "osciloscopios básicos". Este tipo es el que se utilizará para la mayoría de descripciones que se van a realizar. En el dibujo se ve el esquema de bloques de un osciloscopio básico. Según se observa en este dibujo, los circuitos fundamentales son los siguientes: Atenuador de entrada vertical Amplificador de vertical Etapa de deflexión vertical Amplificador de la muestra de disparo (trigger) Selector del modo de disparo (interior o exterior) Amplificador del impulso de disparo Base de tiempos Amplificador del impulso de borrado Etapa de deflexión horizontal Tubo de rayos catódicos Circuito de alimentación

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TRABAJO PRÁCTICO No

MEDICIONES CON OSCILOSCOPIOS SIMPLES Principio de funcionamiento El osciloscopio, como aparato muy empleado en la medición de señales eléctricas debido a su versatilidad posibilitando hacer mediciones precisas y a la vez visualizar la forma y comportamiento de la señal analizada. A pesar de las posibles diferencias existentes entre los distintos tipos de osciloscopios, todos los osciloscopios presentan principios de funcionamiento comunes. Hay osciloscopios con distintas opciones (Osciloscopios Recurrentes, Disparados, De Doble Canal o Múltiples, Demorados o Intensificados, Armados, y con Memoria Analógica o Digital) pero los elementos básicos son los mismos en todos ellos. Los de uso más generalizado son los que podríamos definir como "osciloscopios básicos". Este tipo es el que se utilizará para la mayoría de descripciones que se van a realizar. En el dibujo se ve el esquema de bloques de un osciloscopio básico. Según se observa en este dibujo, los circuitos fundamentales son los siguientes:

• Atenuador de entrada vertical • Amplificador de vertical • Etapa de deflexión vertical • Amplificador de la muestra de disparo (trigger)

• Selector del modo de disparo (interior o exterior) • Amplificador del impulso de disparo • Base de tiempos • Amplificador del impulso de borrado • Etapa de deflexión horizontal • Tubo de rayos catódicos • Circuito de alimentación

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1.1 MEDICIONES DE TENSIONES CONTINUAS - Se conecta a masa la entrada del canal vertical. Puede hacerse de varias formas:

a) Generalmente el osciloscopio posee una llave que permite efectuar la operación, debiéndosela colocar en la posición “GND”.

b) Muchas puntas de prueba poseen una llave que cortocircuitan la entrada al osciloscopio (salida de la punta) dejando abierto la entrada. La posición de cortocircuito suele ser denominada “REF”.

c) Puede ponerse a masa la entrada en forma manual, simplemente conectando el extremo de la punta de prueba con el gancho de la misma.

- Con los controles de posición vertical y horizontal, suprimiendo el barrido horizontal y evitando un brillo excesivo, centralizar el punto en la pantalla. - Con los controles de foco y astigmatismo maniobrar hasta obtener un punto lo mas pequeño posible. - Restablecer el barrido horizontal y colocarlo en 50 o 100 Hz. - Tomar sincronismo de línea colocando la llave de sincronismo (SOURCE) en la posición línea (LINE). - Colocar el atenuador vertical en la escala de Volts/div. Adecuada a la medición, con el vernier a fondo en sentido horario (ó marca CAL). - Elegir el nivel de referencia (Tensión cero) de acuerdo a las necesidades, colocando el trazo en la división vertical que se desea de la cuadrícula, mediante el control de posición vertical. - Desconectar el cortocircuito de la entrada vertical y conectar la punta de prueba al lugar de medición, utilizando acoplamiento “DC”. - Si la imagen no es estable, mover ligeramente el vernier de barrido horizontal (para que enganche el sincronismo) hasta que se estabilice. - Contar el número de divisiones verticales que deflexionó el haz sobre la cuadrícula. - Calcular la tensión efectuando el producto del número de divisiones por la escala en Volts/div correspondientes al atenuador vertical:

Vx = divisiones x Volts/div.

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1.2. MEDICIONES DE TENSIONES ALTERNAS. Proceder al enfoque y centrado del trazo al igual que en 1.1 - Si se va a medir tensiones de zumbido o señales relacionadas a la frecuencia de línea utilizar barrido de 50Hz o sub-multiplos y sincronismo de línea. Caso contrario utilizar sincronismo interno y barrido de frecuencia igual o mayor que la de la señal a visualizar, enganchando la imagen con el control fino del barrido. Si la tensión alterna no tiene componente continua puede efectuarse la medición con acoplamiento DC a la entrada del canal vertical. - Si la tensión alterna tiene superpuesta un nivel de continua que desea eliminarse, se empleara acoplamiento AC, seleccionable con la llave de entrada del canal vertical. Esto intercala un capacitor de bloqueo antes del atenuador vertical, hecho que debe tenerse en cuenta por cuanto la suma del valor de cresta de la tensión alterna mas el nivel de la componente continua no deben exceder la tensión nominal de trabajo del condensador. - La tensión de cresta se calcula en forma análoga al caso de tensiones continuas, es decir, contando el número de divisiones de reflexión vertical y multiplicándolo por la sensibilidad en Volts/Div. que indica el atenuador vertical. 1.3 MEDICION DE CORRIENTE - El método de medición, ya sea CA o CC, es indirecto pues en realidad mediremos la caída de tensión en bornes de una resistencia R que se intercala en serie con el circuito de medición. La caída de tensión en bornes es V=I.R Haciendo que R tome valores convenientes podremos obtener lecturas bastantes cómodas y casi directas pues sólo tendremos que corregir el valor leído en potenciales de 10. Debe tenerse presente que conviene tomar el menor valor posible de R para reducir la variación de la corriente en el circuito debido al aumento de la R equivalente serie. El error introducido por la variación de la corriente circulante debida a la inclusión de distintos valores de R en el circuito es.

(1.2) Donde: I1 es la corriente normal en el circuito.

I2 es la corriente que circula cuando se incluye la R de medición en el circuito.

Del circuito equivalente de la figura se tiene: I1 = E/Rs (1.3) I2 = E / (Rs + R) (1.4) Reemplazando (1.3) y (1.4) en (1.2): (1.5)

[%]100%%1

12

IIIIe −

=∆=

[ ] %1001)/([%]100/

/)/(% −+=−+

= RsRRsRsE

RsERRsEe

%[%]100% IRsRRe ∆=+−

=

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De acuerdo con la expresión (1.5), y para un supuesto circuito con Rs 1000ohm, al incluir distintas R de medición, el error porcentual por variación de la corriente circulante será: R = 1 ohm error % = % R = 10 ohm error % = %

R = 100 ohm error % = % R = 1.000 ohm error % = % Por otra parte, la muestra en tensión (Er) que aparece en bornes de R, y que es la tensión medida por el osciloscopio será: Er = I*R (1.6) y si R<<Rs entonces: I aproximadamente = I1. Teniendo en cuenta la sensibilidad máxima del canal vertical del osciloscopio (que suele estar comprendida entre 2 a 10 mV/cm), resuelta en consecuencia un límite inferior en el valor de R, mientras que teniendo en cuenta la expresión (1.5) resulta un límite superior en dicho valor, en función de la exactitud que las necesidades particulares impongan en cada caso. 1.4 MEDICIONES DE POTENCIA. - Puede medirse potencia entregada por un generador a una carga por medición de la tensión desarrollada en bornes de dicha carga que suponemos conocida. - Cuando se trata de una potencia de RF, deberá tenerse en cuenta no sólo la respuesta a dicha frecuencia del canal vertical de los osciloscopios, sino también la de la punta de prueba, y el efecto de esta al conectarse en derivación con la carga. Con instrumental y puntas corrientes pueden efectuarse mediciones satisfactorias sobre cargas normalizadas (4, 8, 16 ohm en AF y 50 y 75 ohm en RF) y en frecuencias de hasta 10 a 15 MHz. Debemos distinguir si vamos a interesarnos en la potencia pico o en la potencia media eficaz (RMS)

Sabemos que: P = E.I = E2 /Rl (potencia pico) (1.7) P(rms) = E2

rms / Rl (Potencia media eficaz) (1.8) La tensión eficaz es por definición:

Tratándose de una señal senoidal de expresión: e = E cos wt Resulta el siguiente desarrollo:

∫=T

dteT

Erms0

21

∫=T

dttET

Erms0

22 .cos1 ω ∫−

=T

dttTEErms

0

2

.2

2cos1 ω

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2EErms =

Resultando: (1.17)

Expresión que reemplazada en (1.9) dá: (1.18) Comparando (1.18) con (1.8) potencia pico, vemos que la potencia pico es el doble de la media eficaz para una onda senoidal; en efecto:

Aplicando una señal de AF sobre una carga resistiva calcular el valor de la potencia pico y eficaz:

Ppico = Prms =

1.5 MEDICION DE LA Vef DE UN TREN DE PULSOS - 1.5.1 Los instrumentos comunes, medidores del valor eficaz responden al valor promedio de la señal rectificada y están calibrados para una señal sinusoidal. En el caso de una señal compleja que contiene diferentes armónicas, el valor indicado por esos instrumentos dependerá de la amplitud y fase de todas las componentes. Los instrumentos medidores de verdadero valor eficaz responden al valor de calentamiento efectivo producido por la forma de onda. En el caso de un tren de pulsos o de una onda cuadrada, los instrumentos medidores de verdadero valor eficaz, responden al efectivo valor de DC que produce el mismo calentamiento que la onda en cuestión, y este valor es independiente del número o magnitud de las armónicas que componen la señal pulsante. El verdadero valor eficaz esta definido como: Para el caso de una onda cuadrada o de un tren de pulsos se tiene:

∫ ∫−=T T

dttdtT

EErms0 0

2

.2cos2

ω

ll RE

R

Ems

2

)2

(Pr

22

==

2Pr picoPms =

∫=Tp

dtAT

Vef0

21

TTpAVef =

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Si el tren de pulsos esta desacoplado de continua, y el pedestal es tal que el área de los pulsos por encima del eje horizontal es igual al área que queda por debajo del resto del periodo, se tiene la expresión:

Si el área superior es Vp.Tp y el área inferior es (Vpp-Vp).(T-Tp) y ambas son iguales, se tiene:

Donde Reemplazando esta última expresión en la raíz cuadrada, se tiene: Operando se tiene, 1.5.2. Conectar un generador de AF a una carga resistiva igual a la impendancia de salida

del generador, y medir con un osciloscopio el voltaje pico y el verdadero RMS de esta señal. Verificar este valor con un voltímetro de medición de verdadero valor eficaz. Tomar los valores de T, Tp y del ciclo de trabajo.

1.6 MEDICION DE FRECUENCIA MEDIANTE FIGURAS DE LISSAJOUS El TRC del osciloscopio es un indicador muy útil para determinar cuando dos frecuencias son iguales o están en una relación armónica determinada. El método mas sencillo de utilizar un tubo de rayos catódicos para esta medición consiste en emplear una de las dos señales para producir el barrido horizontal, y la otra para producir la reflexión vertical. Este método llamado de Figura de Lissajous, es un métdo GRAFICO que permite por comparación con una señal de frecuencia conocida, determinar la frecuencia de una señal desconocidad. Este método requiere de dos condiciones necesarias:

1- La primera condición para este metodo es que las dos señales sean senoidales puras y, 2- La segunda condición requiere que la relación de frecuencia de ellas sea un número

entero a fin de poder observar una figura estática en la pantalla del osciloscopio. Si la relación no es un número entero, la figura estará en permanente movimiento haciendo que la medición sea difícil e inexacta. Igual ocurrirá si las dos frecuencias no son constantes haciendo que la figura se comience a mover.

t

V

Vp

Tp T - Tp

T

Vpp

( )

−+= ∫∫

T

Tp

ppp

Tp

p dtVVdtVT

Vef 2

0

21

TpTTpVpVef−

=

( ) ( )ppppp TTVVTVp −∗−=∗( ) ( )p

ppppp TTTVVV −

∗=−

−∗

+∗= pp

pppp T

TTTVTV

TVef

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3- Una tercera condición, no necesaria pero adecuada es que la relación conseguida al variar la señal patrón o de referencia, no sea mayor que 10. Puede ser mayor, pero será mas difícil hacer una identificación de la relación.

La señal patrón que se usa para determinar la frecuencia de la segunda señal, puede colocarse indistintamente en ambos canales, sólo habrá que tener encuentra la posición de ella para el correcto cálculo de la frecuencia desconocida de acuerdo a la relación de secantes o tangentes según sea el caso.

Cuando la relación de las dos frecuencias esta expresada por un numero entero, o por una relación de enteros, el resultado es una imagen llamada “Figuras de Lissajous”. La configuración depende de la relación de frecuencias, y de la fase relativa de las dos ondas, y se da en la siguiente figura para algunos casos típicos.

Cuando la relación de frecuencias es una facción simple, la imagen es estacionaria, y la relación de la frecuencia vertical a la horizontal es igual al número de veces que la figura es tangente a una línea horizontal dividida por el número de veces que la figura es tangente a una línea vertical.

Cuando la figura de Lissajous es abierta, la relación anterior puede obtenerse dividiendo el número de intersecciones producidas entre la figura y una secante horizontal, sobre el número de intersecciones producidas entre la figura y una secante vertical.

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Las figuras de Lissajous resultan difíciles de interpretar cuando la relación de frecuencias es grande, porque las figuras resultan complicadas. En tales casos es necesario apelar a otros recursos. Para visualizar las figuras de Lissajous con un osciloscopio en el laboratorio, y realizar la medición de una frecuencia desconocida utilizamos el montaje de la figura:

Para aplicar la señal del generador 1 a las placas de reflexión horizontal (PDH) del tubo de rayos catódicos (TRC) del osciloscopio habrá de colocarse la base de tiempo (BT) en la posición X-Y (en algunos aparatos la llave DISPLAY debe colocarse en dicha posición). En los osciloscopios mas rudimentarios (de un solo canal) debe colocarse la llave “Barrido” (o “SWEEP”) en la posición “EXT” y entrar por el conector de “Barrido externo” (ó “X”) correspondiente. En general habrá que familiarizarse con la arquitectura particular del instrumento que se posea.

- Tomando la frecuencia del generador #Y, se determinara la frecuencia incógnita producida por el generador #X, o viceversa según el canal donde se haya conectado el generador de señal desconocida - Se ajusta simultáneamente los controles de atenuación del canal #1 y #2 (o del vertical y del horizontal) a fin de ajustar la imagen al tamaño adecuado (lo mayor posible dentro de la pantalla).

- Variar la frecuencia del generador patrón hasta lograr una señal de Lissajous simple. Usar la tangente o la secante según sea una figura cerrada o abierta respectivamente para establecer la relación entre los puntos de tangencia o intersección con la línea horizontal a los de tangencia o de intersección con la línea vertical.

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La ecuación que permite relacionar las secantes (o tangentes, según el caso) a la frecuencias es:

Fh x número de intersecciones de la Secantev = Fv x número de intersecciones de la Secanteh

Fh= Fv Nv / Nh Fh es la frecuencia de la señal horizontal Nh es el números de intersecciones de la secante horizontal Nv es el números de intersecciones de la secante vertical Fv es la frecuencia de la señal vertical 1.7 MEDICION DE FRECUENCIA POR EL METODO DE BARRIDO CIRCULAR 1.7.1 Las figuras de Lissajous resultan difíciles de interpretar cuando la relación de frecuencia es

grande, porque las imágenes resultan muy complicadas. En tales casos es necesario apelar a otros recursos. Una alternativa útil es utilizar el metodo del Barrido Circular, en el cual una señal se desfasa respecto de si misma, y ella es aplicada al canal horizontal, mientras que la otra señal es aplicada la canal vertical. El osciloscopio se configura como XY. La señal de mayor frecuencia es intercalada entre la salida del desfasador y la entrada del canal horizontal. Con esto, el barrido horizontal estará modulado por la señal de mayor frecuencia, dando origen a una figura elipsoidal con contornos modulados por la segunda señal.

Las condiciones para usar el método del Barrido Circular, requiere al igual que la figura de Lissajous de tres condiciones, donde hay en la primera una variación.

1- La primera condición para este metodo es que por lo menos una de las dos señales sea senoidal pura, siendo esta señal la usada para generar una elipse en la pantalla del osciloscopio utilizando un desfasador de si misma. La segunda señal que debe ser de mayor frecuencia, ya sea la desconocida o el patrón o referencia usada, puede ser de cualquier forma, siendo mas conveniente que sea cuadrada o triangula, aunque si es señoidal también es fácil de identificar la relación.

2- La segunda condición requiere que la relación de frecuencia de ellas sea un número entero a fin de poder observar una figura estática en la pantalla del osciloscopio.

3- Una tercera condición, no necesaria pero adecuada es que la relación conseguida al variar la señal patrón o de referencia, sea mayor a 3 o 4. Mientras mayor sea mas fácil será determinar la relación. No tiene que ser igual o muy baja, porque de otro modo porque no se distinguirá muy claramente la diferencia.

4- La cuarta condición práctica es que la amplitud de la señal de mayor frecuencia, usada para sumarse a una de las señales ingresada a uno de los canales del osciloscopio, debe ser menor que la amplitud de la señal senoidal usada para generar la elipse.

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La señal senoidal de menor frecuencia, se utiliza para producir una traza elíptica o circular con ayuda de un desfasador RC. En una rama se intercala la tensión de frecuencia mas alta de modo que esta se suma a la anterior en una entrada al osciloscopio (X o Y). Se obtiene asi una imagen dentada resultante, siendo la relación de frecuencias igual al número de picos o dientes de la imagen, dividido por el número de veces que una línea recta radial corta a la imagen. Esto es, cuando la figura formada es estatica, entonces la señal de mayor frecuencia oscila tantas veces como picos positivos se vean respecto a la señal senoidal que oscila una sola vez. Si las frecuencias difieren ligeramente de una relación entera o expresable por una relación simple de enteros, la imagen parece girar tanto más velozmente cuanto mayor es la discrepancia de la relación de frecuencias respecto de la relación armónica SIMPLE.

1.7.2 Precausiones:

Este método tiene algunas dificultadas prácticas si no se hacen algunas consideraciónes.

1- Los elementos desfasadores R y C deben calcularse de forma de no cargar al generador, por lo cual se puede elegir una resistencia de 1Kohm (por ejemplo) y el capacitor debe calcularse para que su reactancia capacitiva a la frecuencia del generador, sea igual al valor óhmico de la resistencia. Esto permitirá obteher la máxima excursión del eje en el osciloscopio y será aproximadamente la mitad del valor de amplitud entregado por el generador. Con el selector de amplitud del osciloscopio se puede compensar esta disminución de la amplitud. Además, permitirá obtener la mayor deformación práctica de la elipse para separar bien los lados de la elipse. Lo lógico seria un circulo, pero eso no es factible de lograr en forma prácica.

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2- Para aplicar este método, es importante que el generador de mayor frecuencia no tenga referencia de masa. (averiguar que ocurre si el generador esta a masa y porqué ocurre eso).

3- Las conexiones usadas deben ser cortas para evitar que al proceso se sume la señal de línea y sus múltiplos, porque afectará a la medición.

4- La configuración mas práctica para evitar esto tipos de defectos es utilizar un transformador de aislación 1 a1 para separar al generador de alta frecuencia del generador de baja frecuencia.

1.7.3 MONTAJE PRACTICO: En el laboratorio puede ensayarse este metodo con dos generadores de audio de buena estabilidad. La señal de mas baja frecuencia será la utilizada para producir la traza elíptica mediante el desfasador RC, por lo cual es conveniente usar un generador de buena estabilidad y precisión de frecuencia, siendo muy conveniente que el mismo tenga un buen sistema de sintonía para facilitar la estabilización de la imagen. La frecuencia se obtinen como:

F2(alta) = R x F1 (senoidal baja) Donde R es la relación entre los máximos y la cantidad de veces que cruza la línea radial a la imagen. 1.8 MEDICION DE FRECUENCIA POR EL METODO DE MODULACION DEL EJE Z 1.8.1 Este metodo es una variante del anterior y como en aquel, se utiliza la frecuencia menor para producir el barrido circular. Al electrodo que controla la intensidad del haz se lo polariza ligeramente más allá del corte (disminuyendo la intensidad por medio del control INTESIDAD) y se superpone a esta tensión de polarización, la tensión de frecuencia mayor. Esto se logra inyectando la frecuencia mayor al terminal Z (parte posterior del osciloscopio) del osciloscopio.

La imagen resultante en la pantalla consiste en un círculo o elipse de trazos luminosos.

NOTA: Deberá ensayarse distintos puntos de toma a maza o tierra en el interconexionado de los instrumentos debido a la aparición de zumbido de 50 Hz proveniente de la red de alimentación, el cual produce deformaciones u ondulación que producen inestabilidad de la imagen lo cual dificulta la medición

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La relación (R) de la frecuencia más alta a la más baja es igual al número de puntos luminosos. Este metodo presenta una incertidumbre en caso de que la relación entre las frecuencias sea n veces el número de trazos, en donde el número calculado de la relación va tener una indeterminación de n veces. 1.8.2 MONTAJE PRACTICO El ensayo se hace montando el siguiente circuito, en donde el generador de menor frecuencia se conecta al canal vertical y una muestra de él se desfasa a través de una red RC y esa señal se conecta al barrido horizontal. La imagen generada será una figura elíptica. El generador de alta frecuencia se conecta a la entrada del eje Z del osciloscopio.

La frecuencia desconocida se obtiene por medio de: Fz = Fx-y x N° de trazos intensos 1.9 MEDICIONES DE FASE

1.9.1 Al configurar el osciloscopio para visualización de las Figuras de Lissajous se que ve que cuando la relación armónica de las dos senoides es uno, la imagen obtenida es muy sencilla; se trata de una elipse y varia en función de la fase relativa de las dos señales entre sus limites, a saber: desde una recta inclinada a 45° o 135 ° cuando la fase entre ellas es 0° ó 180°, hasta un circulo cuando la fase es 90° ó 270° (para que así sea, la amplitud de la reflexión vertical debe ser igual a la amplitud de la reflexión horizontal). El TRC es por tanto, un dispositivo útil para observar y Medir la fase relativa de dos ondas senoidales, cuyo valor esta dado por la siguiente expresión:

Sen θ = + B / A

donde A y B se obtienen de acuerdo a las siguientes representaciones:

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El cuadrante correspondiente debe deducirse de acuerdo con la orientación del eje mayor de la elipse y la dirección en que se mueve el punto luminoso. Puede eliminarse la incertidumbre acerca del sentido de desplazamiento del punto luminoso desplazando, la fase de una de las tensiones deflectores en sentido conocido, y observando el efecto correspondiente sobre la figura. Una forma de implementar el procedimiento anterior consiste en insertar una red desfasadora ajustable (RDA) en serie con una de las placas deflectoras.

1.9.2 MONTAJE PRACTICO

Podemos verificar experimentalmente lo dicho realizando el siguiente montaje:

Antes de efectuar las lecturas de A y B, las ganancias de los canales horizontal y vertical deben ser ecualizados. Esto se hace conectando la misma señal en ambos canales; se desconecta a la punta del borne X y se lo conecta junto con la del borne Y, ajustando los controles de atenuación de los canales H y V del osciloscopio hasta visualizar una recta a 45. También debe centrarse la imagen respecto de ambos ejes coordenados. La lectura será más exacta mientras mayor sea el tamaño de la elipse, lo que puede controlarse mediante el ajuste del atenuador de salida del generador de AF.

Sen θ = + B / A El ángulo se calcula como θ = arc sen B / A

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A los efectos de identificar cual de las dos tensiones esta adelantada o atrasada en fase respecto de la otra, puede implementarse una red RC fija que desplace la fase de una de las tensiones en sentido conocido, por ejemplo una red de adelanto RC. La red se conecta en SERIE con una de las dos tensiones. La interpretación es directa: si la tensión estaba adelantada, ahora ESTARA MAS AUN, y viceversa. 2.0 MEDICION DE IMPEDANCIAS CON OSCILOSCOPIO El osciloscopio es un instrumento muy versátil para medir parámetros, siendo la medición de impedancia uno de los parámetros que pueden medirse. El esquema utilizado para realizar esta medición es:

Suponiendo que la sensibilidad vertical es Sv y la horizontal es Sh, y ambas están ecualizadas, la impedancia desconocida a cierta frecuencia f producirá sobre la pantalla una figura elíptica. La reflexión horizontal del haz responderá a la tensión desarrollada sobre la Rv, mientras que la reflexión vertical va a responder a la tensión en bornes de la impedancia Z. Variando el valor del Reóstato Rv, se puede hacer que la elipse se inscriba dentro de un cuadrado, lo cual corresponde al caso que Uz = Ur. Como la impedancia Z esta en serie con el Reóstato Rv y suponiendo que la corriente I solo circula por este circuito serie, en este caso se obtiene que Z = Rv. En consecuencia, midiendo el valor de Rv se obtiene el modulo de la impendancia Z. La impendancia Z tiene componentes real e imaginaria como indica la expresión 2.3, siendo el ángulo ϕ comprendido entre la componente real e imaginaria de esta impedancia. Si bien el ángulo determinado por la elipse mostrada en la pantalla es generado por la impendancia Z y el Reóstato Rv, como la corriente I es la misma que circula por el Reóstato y la componente Real de la impedancia, se puede inferir que el ángulo calculado es el ángulo entre la componente real y la imaginaria. Por lo cual con el osciloscopio se puede determinar con precisión el valor de la Impendancia en Modulo y fase. 2.1 Montaje Práctico: Utilizando una impedancia como puede ser un Parlante, armar el circuito de prueba con un reóstato y hacer las determinaciones según el procedimiento anterior del módulo y la fase.

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3.0 VERIFICACIÓN DEL EFECTO DEL MODO CHOPEADO Y ALTERNADO. 1- Conectar un generador de señales al canal A del osciloscopio. 2- Tomar la misma señal del generador y inyectarla a una red desfasadora RC. La salida de la Red

(capacitor) conectarla al canal B del osciloscopio. 3- Ajustar la frecuencia del generador a máximo valor de frecuencia (mayor a 1 Mhz, lo mayor

posible). 4- Configurar el osciloscopio para doble canal a fin de visualizar ambas señales en la pantalla.

Ajustar la ganancia y la base de tiempo para visualizar un ciclo. 5- Seleccionar modo Alternado en el osciloscopio. Visualizar el efecto que se presenta. 6- Seleccionar modo Chopeado y visualizar el efecto presentado. Hacer un representación gráfica

de ambos modos. 7- Determinar la frecuencia de chopeo del osciloscopio en

cuestión, tomando el tiempo entre dos trazos consecutivos sobre un mismo canal.

8- Bajar la frecuencia del generador al mínimo, en lo posible

por debajo de 1 Hz. Ajustar el barrido para mostrar un ciclo de la señal.

9- Ver la forma de presentación de ambos canales con el modo

chopeado. 10- Seleccionar el modo Alternado, y ver efecto que se produce.

11- Discutir las observaciones vistas en alta y baja frecuencia con los dos modos y sacar conclusiones de la ventajas de usar uno u otro modo en cada uno de los extremos de frecuencia.

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3.0 VISUALIZAR LAS VENTAJAS DE TRABAJAR CON LAS OPCIONES DE ADD E INV DE AMBOS CANALES. 1- Colocar una misma señal en ambos canales. 2- Seleccionar ambas presentaciones sobre la pantalla (DUAL). 3- Ajustar la ganancia y/o atenuación en igual forma en ambos canales y posicionar las señales de

modo se superponerlas para observar un solo trazo. 4- Invertir el canal B, por medio del botón INV. Observar el efecto. 5- Seleccionar el modo ADD y visualizar el efecto. 6- Si se cuenta con una señal montada sobre los 50 Hz de línea, esta se puede desabilitar en la

presentación, colocando el osciloscopio en DUAL, y dejando la punta del canal B libre (al aire). En este canal se observara la señal de línea ya que actúa como antena. Se selecciona el modo INV y ADD. Se ajusta el atenuador del canal B hasta hacer que el barrido no presente la información de la señal de línea. Esto permitiría ver solamente la señal incógnita.

7- Discutir para que serviría este procedimiento.

A- Verificación de linealidad de ambos canales. B- Verificación de linealidad de ambas señales o distorsión. C- Eliminación de ruido de línea sobre la señal observada.

Hacer el informe correspondiente indicando las conclusiones para cada uno de procedimientos.