8/9/2019 PRACTICAS CON EL OSCILOSCOPIO

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Operacin y aplicacin del osciloscopio1

PRCTICA No. 3

OPERACIN Y APLICACIN DEL OSCILOSCOPIO

OBJETIVOS:

- Obtener el desfasamiento entre seales de la frecuenciapor los mtodos de muestreo y Lissajous.

- Utilizar un osciloscopio con dos canales y una basede tiempo.

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2 Operacin y aplicacin del osciloscopio

ANTECEDENTES TERICOS:

El osciloscopio es un instrumento cuya principal ventajaes la visualizacin de eventos o fenmenos elctricos, a talgrado que es indispensable en muchas reas de la Ingeniera,tanto en el trabajo cotidiano (mantenimiento preventivo ycorrectivo), como en la investigacin y desarrollo; es talsu versatilidad como instrumento de medicin, que es muydifcil precisar lmites a sus aplicaciones.

Existen diversas formas para definir lo que es unosciloscopio; sin embargo, una de las ms aceptadas es lasiguiente:

" Osciloscopio es un instrumento capaz de presentar enuna grfica luminosa (tipo X,Y) dos diferencias depotencial, esto es, una en el eje X y otra en el eje Y".

Es importante tener en cuenta que el osciloscopio solopresenta grficas de voltaje y que las variables comnmentemedidas son: Voltaje, Tiempo y Corriente, de manera que paramedir variables tales como: Velocidad, Presin, Temperatura,Fuerza, etc., es necesario emplear transductores adecuadosque conviertan cualquier variable fsica en potencialelctrico. Los elementos principales de un osciloscopio sonlos siguientes:

- TUBO DE RAYOS CATDICOS ( TRC ).

Es el elemento de salida del instrumento, dado que en supantalla se presentan los trazos luminosos.

-AMPLIFICADOR VERTICAL.

La seal que se desea analizar se introduce por el canalvertical procesndola hasta llegar a las placas verticales.Esto produce el desplazamiento vertical del haz electrnicoemitido por el can del TRC.

Para obtener el tamao vertical adecuado en la pantallaesta seccin cuenta con amplificadores y atenuadores que soncontrolados en forma externa para el usuario.

-AMPLIFICADOR HORIZONTAL.

Esta seccin es la que provoca el desplazamientohorizontal del haz de electrones, es decir, barre a lapantalla de izquierda a derecha a una frecuenciaseleccionada por medio de la perilla externa del generadorbase de tiempo. La seal de barrido se procesa hasta llegara las placas horizontales como un DIENTE DE SIERRA aplicando

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con esto, incrementos iguales de voltaje a intervalos detiempos iguales, condicin necesaria para obtenerdesplazamiento iguales en tiempos iguales en la pantalla.MATERIAL Y EQUIPO EMPLEADO

CANTIDAD DESCRIPCIN

1 Osciloscopio de doble trazo (conmodo X,Y).

1 Generador de funciones.

1 Tableta experimental.1 Resistor de 4.7 KO1 Capacitor de 0.1 F

ATENCIN:

PARA LA REALIZACIN DE ESTA PRACTICA ES

NECESARIO UTILIZAR EL MANUAL DE OPERACIN DEL

OSCILOSCOPIO.

DESARROLLO EXPERIMENTAL.2.1 MEDICIN DE DEFASAMIENTO POR LOS MTODOS DE MUESTREO Y

LISSAJOUS.

2.1.1 Implemente el circuito de la figura 2.1.Seleccione una seal senoidal en el generadorde funciones con una amplitud de 8 volts depico a pico y una frecuencia de l00 Hz.

Figura 2.1.- Circuito experimental para medirel desfasamiento entre dos seales.

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2.1.2 Aplique las dos seales al osciloscopio

tal como se muestra. Seleccione el modomuestreado (CHOPPER) y coloque el control dela fuente de disparo (TRIGGER SOURCE) en elcanal (CH1). Con sto la seal de referenciaser la introducida por el canal 1.

2.1.3 Ajuste el factor de sensitividad vertical(VOLT/DIV) de ambos canales para obtener lamisma amplitud.

2.1.4 Por medio del control de la base detiempo (MAIN TIME/DIV) y su control decalibracin referencia de tal forma que

aparezca un ciclo completo en ocho divisioneshorizontales. De esta manera la resolucin decada cuadro es de 45 grados.Si es necesario use los controles respectivos(POSITION) para centrar las seales en lapantalla (figura 2.2)

2.1.5 Mida la distancia entre los puntos de crucecon el eje central horizontal de las dosseales. Usando la relacin siguiente calculela diferencia de fase:

DEFASAMIENTO = ( DISTANCIA HORIZONTAL )(

45)

Note que si es necesario, se puede mejorar laresolucin disminuyendo la cantidad de gradospor cuadro, slo que se tiene la limitante deno poder cuantificar defasamientos muygrandes.

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Figura 2.2.- Ejemplo de adelanto en fase F de unaseal (CH2) con respecto a una seal de referencia(CH1).

Fig. 2.4.- Modo XY conF=100 Hz.

Fig. 2.3.- Modo mues-treado con F=100 Hz.

Fig. 2.6.- Modo XY conF=1000 Hz.

Fig. 2.5.- Modo mues-treado con F=1000 Hz.

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6 Operacin y aplicacin del osciloscopio

Obviamente la relacin anterior debe ser

modificada de acuerdo a la nueva resolucin.

2.1.6 Repita el procedimiento anterior para lasfrecuencias especificadas en la tabla 2.1.Anote los resultados calculados y dibuje lasseales observadas en la gratcula respectivasde las figuras 2.3 a la 2.8. Recuerde reportarsi la seal en el canal 2 est adelantada odefasada con respecto a la referencia.Lo anterior se obtiene trazando una lneavertical que una puntos particulares a ambasseales (figura 2.2) observando cual sealtoma primero el valor ms positivo dentro de

sus pendientes positivas. Si la seal aanalizar (CH2) es ms positiva, significa queest adelantada con respecto a la seal dereferencia. En caso contrario, la seal estatrasada.

Tabla 2.1.- Valores de defasamiento obtenidos en formaexperimental para diversas frecuencias.

Frecuencia Defasamiento

Muestreado (V-T) Lissajous (X-Y)

100 Hz

1000 Hz

10000 Hz

2.1.7 Cambie el osciloscopio al modo X-Y con elmismo circuito experimental de la figura 2.1.Obtenga las curvas de Lissajous. Dibuje lasformas de onda resultantes de la grficarespectiva de las figuras 2.3 a la 2.8 ycalcule el defasamiento para las frecuenciasespecificadas en la tabla 2.1.

Fig. 2.8.- Modo XY conF=10000 Hz.

Fig. 2.7.- Modo mues-treado con F=10000 Hz.

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El mtodo de Lissajous establece la expresinsiguiente para determinar el ngulo dedefasamiento entre dos seales:

F = Arc Sen ( A / B )

Donde A y B son los parmetros especificadosen la forma de onda resultante. Si lapendiente es positiva el ngulo est entre 0 y90 grados y si la pendiente es negativa elngulo est entre 90 y 180 grados.

Figura 2.9.- Figuras de Lissajous para

medir el defasamiento entre dos seales.