PRÁCTICA #1.- OSCILOSCOPIOS OBJETIVOS
Contents
1. El prop sito del calibrador de amplitud es proporcionar voltajes de amplitud conocidas para calibraci n La salida del calibrador com nmente es una onda cuadrada pero puede ser tambi n una onda senosoidal 13 Aplique la se al conocida a la entrada vertical Ajuste la amplitud de la se al al valor nominal de la se al del calibrador Remueva la se al conocida y aplique la correspondiente se al del calibrador Mida y anote la deflexi n vertical en el ORC RESULTADOS REQUERIDOS Primera parte a C lculos 1 Usando los datos obtenidos en el paso 1 de los procedimientos generales calcule la sensibilidad del amplificador vertical La sensibilidad es definida como la relaci n del voltaje de entrada del amplificador entre la deflexi n del ORC para una m xima sensibilidad del amplificador vertical 2 Utilizando los resultados del paso 7 de los procedimientos generales determine las frecuencias de corte el ancho de banda y el factor de calidad Q 3 Utilizando los resultados de los pasos 3 y 4 del procedimiento de calibraci n calcule el ancho de banda del amplificador vertical El ancho de banda est LA UNIVERSIDAD T CNICA DEL ESTADO VENEZOLANO REP BLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA AN UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITECNICA D ANTONIO JOSE DE SUCRE D VICE RECTORADO LUIS CABALLERO MEJIAS LABORATORIO DE SISTEMAS ELECTR NICOS I PROF PEDRO J MARQUEZ ARIAS definido como el ancho en Hz entre el l2. PEDRO J MARQUEZ ARIAS limitadas por el equipo de prueba Por ejemplo una fuente de 20 mV 2 DC no puede ser revisada por un volt metro que tenga una resoluci n de s lo un 1mv Las especificaciones de un ORC pueden ser divididas en dos categor as 1 aquellas que afectan la exactitud del instrumento tales como factores de deflexi n y tiempos de barrido y 2 aquellas que afectan el funcionamiento pero no la exactitud tales como disparo y velocidad de escritura En sta pr ctica se dar n m todos generales para evaluar las especificaciones de un ORC de prop sitos generales y en particular se revisar n las siguientes especificaciones Sensibilidad del amplificador vertical Respuesta de frecuencia del amplificador vertical Exactitud de frecuencia de la base de tiempo Cuando los manuales de instrucciones especifiquen diferentes caracter sticas o diferentes m todos de medici n los m todos dados por el manual del fabricante deben ser seguidos EQUIPO Osciloscopio de prop sitos generales Generador de se ales Mult metro digital BIBLIOGRAF A 1 INSTRUMENTACI N ELECTR NICA Y MEDICIONES WILLIAM DAVID COOPER PRENTICE HALL 2 ELECTR NICA TEOR A DE CIRCUITOS ROBERT BOYLESTAD LOUIS NASHELSKY PRENTICE HALL PROCEDIMIENTOS GENERALES La primera parte de la pr ctica estar relacionada con la familiarizaci n con el ORC disponible en el laboratorio 1 Estudie todos los controles del osciloscopio revise
3. del tiempo de barrido y la resoluci n Por lo tanto se prefiere medir ekl ancho de banda y calcularse el tiempo de subida 10 Aplique una se al senosoidal con una frecuencia de 1 20 de la frecuencia superior a la entrada vertical del ORC Ajuste los controles del ORC para obtener una imagen centrada y de aproximadamente un 80 de la altura de la grat cula Aumente la frecuencia del generador manteniendo su amplitud constante hasta que la se al en la pantalla sea de un 70 de su amplitud en la frecuencia de referencia Anote esta frecuencia como el punto superior de la banda pasante 11 Coloque el selector DC AC del amplificador vertical del ORC en al posici n AC Aplique una frecuencia de 20 veces la frecuencia inferior a la entrada vertical del ORC Ajuste los controles del ORC para obtener una imagen centrada y de aproximadamente un 80 de la altura de la grat cula Disminuya la frecuencia del generador hasta que la se al en la pantalla sea de un 70 de su amplitud original Anote esta frecuencia como el punto inferior de la banda pasante 12 Aplique una onda cuadrada con un tiempo de subida de 4 a 10 veces m s r pido que el tiempo de subida del ORC Ajuste la base de tiempo del ORC y el control de ganancia vertical para obtener una imagen de 80 de altura y 80 del ancho de la grat cula Mida y anote el tiempo requerido para que la forma de onda vaya de 10 a 90 de su amplitud g Exactitud del calibrador de amplitud
4. el valor del voltaje del ORC c Exactitud de la base de tiempo La frecuencia del generador de la base de tiempo es controlada por el conmutador TIME DIV y el control VERNIER asociado 5 Ajuste el selector de la base de tiempo a 1ms div y el VERNIER a su posici n calibrada Conecte el generador al amplificador vertical del ORC y ajuste su LA UNIVERSIDAD T CNICA DEL ESTADO VENEZOLANO REP BLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA Ze UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITECNICA Y ANTONIO JOSE DE SUCRE 1 VICE RECTORADO LUIS CABALLERO MEJ AS LABORATORIO DE SISTEMAS ELECTR NICOS I PROF PEDRO J MARQUEZ ARIAS frecuencia para observar un ciclo completo en la pantalla del ORC Anote la indicaci n del generador de se ales Repita este paso para otras posiciones del selector de la base de tiempo La segunda parte de la pr ctica estar relacionada con algunos m todos generales para evaluar las especificaciones de un ORC d Factor de deflexi n vertical El factor de deflexi n vertical est definido como la relaci n de la amplitud de la se al de entrada y la deflexi n en la pantalla del ORC Est expresado en voltios por unidad de deflexi n vertical V cm La medici n de la exactitud del factor de deflexi n debe ser hecha a una frecuencia entre las dos frecuencias de referencia de la banda pasante del sistema de deflexi n vertical ancho de banda 6 Para cada posici n del control de amplitud del ORC bajo pru
5. REP BLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA AN UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITECNICA D ANTONIO JOSE DE SUCRE D VICE RECTORADO LUIS CABALLERO MEJIAS LABORATORIO DE SISTEMAS ELECTR NICOS I PROF PEDRO J MARQUEZ ARIAS PR CTICA 1 OSCILOSCOPIOS OBJETIVOS Revisar el funcionamiento b sico de los osciloscopios y a partir de esta base te rica ser capaz de manejar y realizar mediciones con el osciloscopio existente en el laboratorio y con cualquier otro tipo de osciloscopio de caracter sticas similares Examinar el funcionamiento de Osciloscopio de Rayos Cat dicos ORC y compararlo con las especificaciones del fabricante Verificar las especificaciones de un ORC est ndar de laboratorio para asegurar mediciones exactas y determinar si requiere calibraci n TEOR A Un ORC como cualquier equipo electr nico no mantendr sus caracter sticas de operaci n indefinidamente La edad de los componentes condiciones ambientales y otros factores necesitan inspecciones regulares para determinar si son necesarios ajustes Los manuales de los ORC generalmente consisten de cinco reas importantes Estas son Especificaciones Instrucciones de operaci n Descripciones de los circuitos Procedimientos de mantenimiento Procedimientos de calibraci n y chequeos de funcionamiento El usuario casual de un ORC est b sicamente interesado en realizar mediciones r pidas y precisas por lo tanto solo se refiere a la s
6. da R1 1k VEN 20n 0 8 Utilizando la modulaci n del eje Z y el circuito anterior Con R1 1kQ y C1 200uf mida una frecuencia desconocida a partir de una conocida Nota la se al en el eje Z no debe tener m s de 50 voltios pico pico ya que en caso contrario puede da ar el osciloscopio PROCEDIMIENTOS DE CALIBRACI N a Sensibilidad del amplificador vertical 1 Conecte el generador de se ales a los terminales de entrada del amplificador vertical Coloque el selector de funciones para ondas senosoidales Ajuste el control de ganancia del ORC a m xima ganancia Lentamente aumente la salida del generador para una deflexi n vertical de seis cent metros Ajuste la base de tiempo los controles de foco e intensidad para un trazo ptimo en la pantalla Reajuste la salida del generador si es necesario 2 Mida la salida del generador en la entrada del ORC con el mult metro digital Anote ambos voltajes b Respuesta de frecuencia del amplificador vertical 3 Conecte el generador de se ales al amplificador vertical del ORC Ajuste la salida del generador a 10 voltios y una frecuencia de 1kHz Ajuste el control de ganancia vertical para una deflexi n aceptable en la pantalla del ORC 6 cms 4 Var e la frecuencia del generador de se ales en la secuencia 1 2 5 100 Hz 200 Hz 500 Hz 1k Hz etc en el rango de frecuencia de 1 Hz s 1 MHz No ajuste el control de ganancia vertical Para cada valor del generador de se ales anote
7. eba V div o V cm aplique una se al con una amplitud conocida a la entrada del amplificador vertical del ORC Una fuente de sta se al puede ser un generador de pulsos o un generador de se ales con una salida de amplitud calibrada Ajuste la amplitud de la se al de prueba de manera de producir una deflexi n de 50 u 80 dela m xima deflexi n de la grat cula vertical Mida cuidadosamente la deflexi n en la grat cula para evitar errores de paralaje Anote la posici n del control de ganancia la amplitud del voltaje de prueba y la deflexi n de la grat cula En algunos casos el factor de deflexi n puede que no sea constante a lo largo de la grat cula vertical Ligeras nolinealidades son causadas por compresi n o expansi n del rayo del ORC en los extremos de la grat cula Las nolinealidades en el factor de deflexi n pueden ser medidas como sigue 7 Aplique una se al a la entrada vertical del ORC Centre la imagen y ajuste la amplitud de la se al para obtener una se al de 2 cm en el ORC Posicione el tope de la imagen en el tope de la grat cula Mida y anote cualquier cambio en la amplitud de la se al Luego posicione el final de la imagen al final de la grat cula Mida y anote cualquier cambio en la amplitud de la se al e Exactitud de la base de tiempo Los pasos de la base de tiempo en el ORC son usualmente expresados en t rminos de tiempo por divisi n de deflexi n horizontal TIME CM Los pasos de la base de tie
8. ecci n relacionada con las instrucciones de operaci n El usuario de laboratorio al contrario puede estar interesado en revisar el funcionamiento de una secci n en particular del ORC y ocasionalmente realizar una calibraci n completa del instrumento Es til establecer la diferencia entre los t rminos calibraci n y revisi n de las especificaciones Una revisi n de las especificaciones se realiza para determinar si las especificaciones del ORC est n dentro de los l mites establecidos usando una t cnica de medici n dada La calibraci n requiere ajuste interno de los controles del ORC o reemplazo de componentes cuando una revisi n de especificaciones demuestra que los l mites han sido excedidos Una apropiada selecci n de los equipos de prueba es muy importante inexactitudes en los instrumentos de prueba pueden acarrear inexactitudes en las especificaciones del ORC Ambas exactitud y resoluci n de los instrumentos de prueba deben ser consideradas Se sugiere que los equipos de prueba deben ser de cuatro a diez veces m s exactos que los equipos que ser n revisados La resoluci n del instrumento de prueba debe ser adecuada para asegurar que las mediciones no sean LA UNIVERSIDAD T CNICA DEL ESTADO VENEZOLANO REP BLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA AN UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITECNICA D ANTONIO JOSE DE SUCRE D VICE RECTORADO LUIS CABALLERO MEJIAS LABORATORIO DE SISTEMAS ELECTR NICOS I PROF
9. el manual de funcionamiento si tiene dudas 2 Determine para que velocidad del haz deja Ud De percibir el traslado del punto luminoso y comienza a ver el trazo continuo 3 Determine para que velocidad de repetici n de la base de tiempo deja Ud de observar el parpadeo del trazo luminoso 4 Mida una se al senosoidal de 60 Hz con el osciloscopio con el mult metro digital y con un volt metro anal gico Repita las mediciones para una se al de 20 Hz 10 Hz 2 Hz Anote cualquier observaci n de inter s 5 Introduzca en el osciloscopio una se al que tenga componentes continua y alterna y ac plela en los modos AC y DC Anote las observaciones de inter s LA UNIVERSIDAD T CNICA DEL ESTADO VENEZOLANO REP BLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA Ze UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITECNICA D ANTONIO JOSE DE SUCRE 1 VICE RECTORADO LUIS CABALLERO MEJ AS LABORATORIO DE SISTEMAS ELECTR NICOS I PROF PEDRO J MARQUEZ ARIAS 6 Introduzca en el osciloscopio se ales senosoidales de frecuencias diferentes y determine sus respectivas frecuencias utilizando las escalas calibradas del osciloscopio 7 Para el circuito mostrado filtro pasabajo aplique una se al senosoidal de amplitud conocida luego var e la frecuencia del generador de se ales en la secuencia 1 2 5 100 Hz 200 Hz 500 Hz 1k Hz etc en el rango de frecuencia de 1 Hz a 1 MHz Para cada valor del generador de se ales anote el valor del voltaje de sali
10. le el tiempo de subida del sistema de deflexi n vertical del ORC 5 Calcule el porcentaje de error dela amplitud del calibrador de voltaje de los datos obtenidos en el paso 13 del procedimiento f Preguntas 1 Explique por qu es buena pr ctica en t rminos de exactitud ver la imagen de la se al de inter s en el centro de la grat cula 2 Compare el tiempo de subida medido con el tiempo de subida calculado Explique cualquier discrepancia en base a cu l medida producir a unos resultados m s exactos y por qu 3 Represente la respuesta de frecuencia de un ORC la cual es descrita como DC 10 MHz Indique los efectos en la respuesta de frecuencia del selector AC DC cuando este selector est en la posici n AC 4 Explique por qu la punta del ORC debe ser siempre compensada para el instrumento con el cual se va a utilizar LA UNIVERSIDAD T CNICA DEL ESTADO VENEZOLANO REP BLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA Ze UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITECNICA Vi ANTONIO JOSE DE SUCRE VICE RECTORADO LUIS CABALLERO MEJIAS LABORATORIO DE SISTEMAS ELECTR NICOS I PROF PEDRO J MARQUEZ ARIAS 5 Suponga que la base de tiempo del ORC es disminuido en 5 en la posici n de 10 useg cm Calcule la verdadera frecuencia de una se al cuyo per odo fue medido como 25 useg en la grat cula LA UNIVERSIDAD T CNICA DEL ESTADO VENEZOLANO
11. mite inferior y el superior de la curva de frecuencias b Tablas Prepare una tabla con las mediciones obtenidas en los pasos 7 de los procedimientos generales y 4 de los procedimientos de calibraci n c Gr ficas Dibuje la respuesta de frecuencia para el filtro pasabaja y el amplificador vertical Sugerencia Utilice papel semi logar tmico Indique el ancho de banda del filtro y del amplificador basados en los resultados graficados Muestre las frecuencias de corte en el gr fico d Preguntas 1 Compare el ancho de banda del amplificador vertical con las especificaciones del ORC Si no coinciden sugiera posibles causas de la diferencia 2 La sensibilidad del amplificador horizontal es usualmente menor que la del amplificador vertical Explique el por qu de esto Segunda parte e C lculos 1 Usando los resultados del paso 6 del procedimiento calcule los factores de deflexi n para cada uno de los pasos del control de amplificaci n vertical 2 Calcule el porcentaje de nolinealidad del factor de deflexi n usando los datos del paso 7 del procedimiento La nolinealidad puede ser expresada en t rminos de la diferencia entre la altura de la imagen en el centro de la grat cula y la altura de la imagen en los bordes de la grat cula 3 Calcule la exactitud de la base de tiempo en t rminos de los comienzos de la se al de pulsos y las divisiones de la grat cula 4 Utilizando los datos obtenidos en los puntos 10 a 12 calcu
12. mpo son por lo tanto los factores de deflexi n para el eje horizontal 8 Conecte el generador de se ales a la entrada vertical del ORC Ajuste la base de tiempo a un barrido adecuado de manera de obtener un ciclo completo de una se al de pulsos en una divisi n de la grat cula Por ejemplo para un barrido de 1 ms cm ajuste la frecuencia del generador a 1kHz 9 Con el control de posici n horizontal del ORC coloque el comienzo de un ciclo en la l nea de la grat cula donde comienza la zona a ser medida Luego determine la diferencia entre la l nea de la grat cula que determina el final de la zona de inter s y el comienzo del pulso asociado Para evitar nolinealidades de los bordes LA UNIVERSIDAD T CNICA DEL ESTADO VENEZOLANO REP BLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA AN UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITECNICA D ANTONIO JOSE DE SUCRE D VICE RECTORADO LUIS CABALLERO MEJIAS LABORATORIO DE SISTEMAS ELECTR NICOS I PROF PEDRO J MARQUEZ ARIAS de la grat cula los tiempos de barrido son medidos t picamente desde la l nea 1 hasta la l nea 9 f Medici n del ancho de banda y tiempo de subida Debido a que el ancho de banda y el tiempo de subida est n relacionados por una constante ancho de banda tiempo de subida en nseg 0 35 solamente uno de stos dos par metros necesita ser medido El ancho de banda puede ser medido m s exactamente que el tiempo de subida donde la medici n del ltimo depende
Download Pdf Manuals
Related Search