0.6 Comprobación del correcto funcionamiento del osciloscopio digital con las puntas atenuadas compensadas en frecuencia.

Con ayuda del procedimiento que se llevó acabo en el laboratorio se comprobó que el osciloscopio y las puntas atenuadas funcionaban correctamente, el procedimiento que se llevó acabo fue el siguiente:

Primero se colocó el conmutador de atenuación de ambas puntas compensadas en frecuencia de 1X posterior mente se conectó la punta atenuada al osciloscopio.

0.6.1 Comprobación de continuidad de la sonda del canal 1:1X

En este procedimiento se conectó la punta atenuada al osciloscopio, conectando el conector BNC al canal 1 y la punta se conectó a la horquilla +5Vpp a continuación se conectó el caimán de la punta a tierra, con la ayuda del botón Probe check se verifico que la punta pasara la prueba respectiva, esta consistían en verificar la frecuencia en la que estaba trabajando la punta atenuada, a continuación con ayuda del botón Auto Set se reinició el osciloscopio y en la pantalla se vio una señal cuadrada pero en este caso no nos mostró los valores esperados que era una amplitud de 5Vpp.

0.6.2 Comprobación de atenuación y compensación en frecuencia de la sonda del canal 1: 10x

A continuación se cambió la frecuencia de la punta de prueba de 1X a 10X, se hizo el mismo procedimiento que ya se había hecho con la sonda en la frecuencia de 1: 1X en este caso si coincidió la amplitud de la onda cuadrada que se mostró en la pantalla del osciloscopio con la amplitud deseada que era de 5Vpp.

Después de hacer este desarrollo podemos concluir que con el factor de atenuación de 10X se llegó al valor esperado de la amplitud, también podemos mencionar que el procedimiento que se realizo es relevante para verificar la continuidad de las puntas atenuadas.

0.6.3 Toma de medidas automáticas del osciloscopio.

Se conectaron las puntas atenuadas a los canales 1 y 2 del osciloscopio posteriormente se conectaron las puntas a la horquilla cuadrada del osciloscopio: + 5Vpp, y los caimanes de las puntas se conectaron a tierra, con ayuda del manual del osciloscopioTDS1000 en la sección de toma de medidas automáticas, se configuro el osciloscopio para que la pantalla de este mostrara las medidas que nos indicaba el desarrollo:

A continuación ejecutando el procedimiento del manual del osciloscopio TDS1000: toma de medidas con el cursor. Se comprobaron los valores que se reportaron en el desarrollo anterior con los que el osciloscopio nos reportó usando cursores, con este desarrollo se concluye que es muy importante corroborar los dos tipos de medidas: las que se obtuvieron con ayuda de la opción measure la cual fue configurar el osciloscopio y la otra opción fue utilizando cursores esto es para corroborar que las medidas que se obtuvieron son correctas si en las dos opciones obtenemos los mismos valores.

0.7 Comprobación del correcto funcionamiento del generador de señales con ayuda del osciloscopio.

En esta sección se comprobó el buen funcionamiento del generador de funciones: proteck G305, lo que se hizo primero fue poner en cero el nivel de CD, al igual que los dBs de atenuación posteriormente se seleccionó el modo de onda continua y se seleccionó la función senoidal, el resto de los botones que no se mencionaron en el desarrollo se liberaron.

0.7.1 Impedancia de salida de la señal sinusoidal @ 0, 20, 40, 60 dB.

Posteriormente se prosiguió conectando la punta BNC – Caimán al conector BNC output de 50 Ω y los caimanes se conectaron a la punta atenuada del canal 1, continuando con el desarrollo se aplicó una señal de 20 Vpp y una frecuencia de 1 KHz.

a) Se siguió el procedimiento del manual del osciloscopio: toma de medidas automáticas configurando para que el canal 1 midiera el Voltaje pico a pico y la frecuencia para la medida 2, posterior mente se utilizaron los cursores para corroborar los datos que nos mostraba el osciloscopio con las medidas automáticas, para obtener la amplitud se utilizaron los cursores de manera horizontal y para obtener la frecuencia se midió un periodo con los cursores de manera vertical, llegando a la conclusión de que las medidas que se obtuvieron automáticas en el osciloscopio coincidieron con las que se obtuvieron con ayuda de los cursores.

b) Continuando con el desarrollo se conectó una carga de 50 Ω esta se consiguió conectando dos resistencias de 100 Ω en paralelo y se obtuvieron los siguientes valore:

1. Para o dBs

Con carga: 11.6 volts

Sin carga: 20.6 volts

2. Para 20 dBs.

Con carga: 1.18 volts

Sin Carga: 2.38 volts

3. Para 40 dBs. 4. Para 60 dBs

Con carga: 128 mV Con carga: 23.2 mV

Sin carga: 250 mV Sin carga: 35.2 mV.

Como no coincidieron los valores con los esperados se calculó la resistencia interna del generador

Para 0 dBs:

50Ω10.3V

x11.6 V

=56.31Ω

Por lo tanto la resistencia interna es de 56.31 Ω

Para 20 dBs:

50 Ω1.19V

x1.18 V

=49.57 Ω

Por lo tanto la resistencia interna es de 56.31 Ω

Para 40 dBs

50 Ω125 mV

x128 mV

=51.2 Ω

Por lo tanto la resistencia interna es de 51.2 Ω

Para 60 dBs:

50 Ω17.6 mV

x23.2 mV

=65.90 Ω

Por lo tanto la resistencia interna es de 65.90 Ω

Así que la resistencia varia en todos los casos por lo tanto el generador de señal sinusoidal no funciona de manera adecuada ya que no se obtuvieron los valores esperados.

0.7.2 Ciclo útil mínimo y máximo de la señal rectangular.

En esta parte se conectó la salida del generador de señales a la punta del canal 2 del osciloscopio, verificando que la punta del osciloscopio este en X10.

Posteriormente se aplicó una señal cuadrada de 19.8 Vpp con una frecuencia de 1KHz.

a) Con la ayuda del manual del osciloscopio TDS1000, se ejecutó el procedimiento de Toma de medidas automáticas de la página 43 del mismo, para esto se configuró el osciloscopio de forma que la medida automática 3 sea la de voltaje pico-pico del canal 2, la medida automática 4 mida el ancho de pulso positivo del canal 2 y por último la medida automática 5 mida el ancho de pulso negativo del pulso del canal 2.Valores obtenidos:Medida automática 3 ---------------19.8 Vpp.Medida automática 4----------------485 µSeg.Medida automática 5----------------483 µSeg.

Posteriormente habilitamos los cursores siguiendo el procedimiento de la página 48 del manual del osciloscopio: Toma de medidas con el cursor.Valores obtenidos:Ancho positivo del pulso -------------------------480 µSeg.Ancho negativo del pulso-------------------------490 µSeg.

Se observó que hay ligeras variaciones entre las medidas tomadas automáticamente y las que se obtuvieron por medio de los cursores, mostrándonos que no son 100% exactas.

b) En esta parte se jalo la perilla symmetry y se trató de mostrar una señal con el 1% de ciclo útil lo cual fue imposible y el ciclo mínimo obtenido fue del 20.9% , el cual se obtuvo con la siguiente formula:

C . U= APAP+AS

c) Después se volvió a jalar la perilla symmetry pero esta vez para tratar de obtener el ciclo máximo de 99%, lo que no pudo ser posible, ya que el máximo ciclo útil obtenido fue de 77.7%.

0.7.2 Impedancia de salida de la señal cuadrada a 0, 20, 40, 60 dB.

Primero presionamos la perilla symmetry y observamos una señal cuadrada; posteriormente colocamos la carga de 50 Ω y vemos que la señal disminuye su amplitud a casi la mitad. Habilitamos los cursores y comparamos el voltaje obtenido de manera automática con el de los cursores y estos varían un poco.

0dB

Sin carga Con carga

Vpp automático--------19.2 Vpp Vpp automático---------- 9.8 Vpp

Vpp cursores-----------19.1 Vpp Vpp cursores---------------------9.85 Vpp

a) Se cambia la perilla de atenuación a 20dB y la amplificamos para observar como disminuye cuando le colocamos la carga de 50Ω, así mismo comprobamos los valores obtenidos con la medición automática con respecto a los valores obtenidos con la ayuda de los cursores. Posteriormente realizamos el mismo procedimiento pero ahora para 40 y 60 dB. Con y sin carga.

20 dB

Sin carga Con carga

Vpp automático-------1.72 Vpp Vpp automático -----860 mVpp

Vpp cursores---------- 1.7 Vpp Vpp cursores--------- 860 mVpp

40 dB

Sin carga Con carga

Vpp automático-------168 mVpp Vpp automático -----100 mVpp

Vpp cursores---------- 160mVpp Vpp cursores---------100 mVpp

60 dB

Sin carga Con carga

Vpp automático-------38.4 mVpp Vpp automático -----22 mVpp

Vpp cursores---------- 38 mVpp Vpp cursores---------23 mVpp

Como no coincidieron los valores con los esperados se calculó la resistencia interna del generador

Para 0 dBs:

50 Ω9.6 V

x9.8 V

=51.041Ω

Por lo tanto la resistencia interna es de 51.041 Ω

Para 20 dBs:

50 Ω860 mV

x860 m V

=50Ω

Por lo tanto la resistencia interna es de 50 Ω

Para 40 dBs

50Ω84 mV

x100 mV

=59.52 Ω

Por lo tanto la resistencia interna es de 51.2 Ω

Para 60 dBs:

50 Ω19.2mV

x22 mV

=57.29 Ω

Como la resistencia interna varia en todos los casos, por lo tanto el generador de señal cuadrada no funciona de manera adecuada ya que no se obtuvieron los valores esperados.

0.7.2 Impedancia de salida de la señal triangular a 0, 20, 40, 60 dB.

Primero presionamos la perilla symmetry y observamos una señal triangular; posteriormente colocamos la carga de 50 Ω y vemos que la señal disminuye su amplitud a casi la mitad.

0dB

Sin carga---------------19.2 Vpp

Con carga--------------- 9.8 Vpp

a) Se cambia la perilla de atenuación a 20dB y la amplificamos para observar como disminuye cuando le colocamos la carga de 50Ω, así mismo comprobamos los valores obtenidos con la medición automática. Posteriormente realizamos el mismo procedimiento pero ahora para 40 y 60 dB. Con y sin carga.

20 dB 40 dB

Sin carga------------2.0 Vpp Sin carga------------------- 148 mVpp

Con carga----------1.04 Vpp Con carga------------------ 76.8 mVpp

60 dB

Sin carga--------------- 28.8 mVpp

Con carga--------------- 16 mVpp

Como no coincidieron los valores con los esperados se calculó la resistencia interna del generador

Para 0 dB:

50 Ω9.6 V

x9.8 V

=51.04 Ω

Por lo tanto la resistencia interna es de 56.31 Ω

Para 20 dB:

50Ω1V

x1.04 V

=52Ω

Por lo tanto la resistencia interna es de 56.31 Ω

Para 40 dB:

50 Ω74 mV

x76.8 mV

=51.89 Ω

Por lo tanto la resistencia interna es de 51.2 Ω

Para 60 dB:

50Ω14.4 mV

x16 mV

=55.55 Ω

Como la resistencia interna varia en todos los casos, por lo tanto el generador de señal triangular no funciona a la perfección, debido a que no se obtuvo el valor deseado en la resistencia interna.

0.8 Comprobación del correcto funcionamiento del equipo restante de la mesa de laboratorio.

En esta parte ocupamos el osciloscopio, el multímetro analógico y el multímetro digital pertenecientes a la mesa de laboratorio y verificamos la fuente de voltaje variable de ±12V, así como la fuente de 5V.

Fuente variable de ±12V

Multímetro digital Multímetro analógico

Voltaje máximo----------- 28.36V Voltaje máximo ---------------------------23V

Voltaje mínimo------------1.33 V Voltaje mínimo ---------------------------- --0V

Osciloscopio

Voltaje máximo----------28.8 V

Voltaje mínimo----------1.61 V

Fuente variable de 5V

Multímetro digital------------------5.08V

Multímetro analógico--------------8.5V

Osciloscopio------------------------5.5V

0.10 Evaluación de la mesa de trabajo del Laboratorio de Electrónica Digital.

Considerando todos los aspectos evaluados de la mesa de trabajo del laboratorio de Electrónica Digital, si una calificación de 00 representa pésimas condiciones de equipo, hasta 100 que representa que todo el equipo está funcionando de manera inmejorable, ¿Qué calificación le pone a su mesa de laboratorio?

R.- 50 porque todo el equipo a la hora de trabajar no proporciona los valores esperados, dándonos valores inexactos por lo cual nuestras mediciones no son correctas, solo son aproximadas.

0.10 Transformada rápida de Fourier

Este desarrollo se hizo con el fin de comprobar con la ayuda de la transformada rápida de Fourier que la onda sinusoidal que nos mostró en la pantalla el osciloscopio no era perfecta por los armónicos que se mostraron al aplicarle la transformada rápita de Fourier:

Onda senoidal antes de aplicarle la transformada rápita de Fourier.

Cuando se aplicó la transformada rápida de Fourier en el osciloscopio se observó la cantidad de armónicos que tenía la onda sinusoidal y se llegó a la conclusión de que la onda no era perfecta.

También se observó que entre más se deformaba la onda más armónicos tenía la onda al aplicarle la transformada rápida de Fourier.