Rev. Mex. Fis. 45(4) (1999) 418.
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1. El generador de audiobarrido junto con el oscilosco pio permite la realizaci n de un an lisis r pido y comple to del comportamiento a frecuencia de casi cualquier circul to el ctrico electr nico o sistema que trabaje en el intervalo de audio Como un ejemplo de la utilidad del instrumento se presenta el an lisis de un filtro resonante RLC en parale lo 3 4 En el cual se realizaron las medidas manuales tra dicionales de punto a punto y que se comparan con las rea lizadas mediante el generador de audiobarrido Los valores de los elementos empleados son R 1 KQ C 0 1 uf y L 4 57 mH En general se recomienda que inicialmente se utilice co mo se al de entrada del sistema a analizar el barrido en el intervalo de audio completo esto es con la finalidad de ver el comportamiento del circuito en todo el intervalo y poder observar si existen cambios considerables en la se al de sa lida del mismo y localizar la zona en donde se dan dichos cambios En el caso de tener un osciloscopio con dos canales el an lisis se simplifica pues se puede comparar directamen te la se al que entra al sistema o circuito con la que sale del mismo En la Fig 3 se comparan la se al de entrada trazo superior al filtro resonante con la se al de salida del mismo trazo inferior empleando un barrido logar tmico Fig 3a y la salida del mismo obtenida al emplear un barrido lineal Fig 3b E A OA AN 1 Ch 1 5 Voh 500 fs 2 Ch24 1 Volt 52. La rampa se env a a la base de tiempo en donde se selecciona la forma de barrido lineal o logar tmico esta se al se env a al selector de barrido el cual se encarga de hacer llegar la se al al circuito adecuado para que el generado de funciones genere la se al senoidal en la forma deseada sta se env a mediante un par de amplificadores operacionales que permi ten variar la amplitud y proporcionar una baja impedancia a la salida de la se al Un circuito similar se utiliza en la base de tiempo para tener una salida de la rampa con la que se est efectuando el barrido esto ltimo es con el objeto de poder usar un graficador eje X o cuando se necesita una se al de sincronizaci n para el osciloscopio Una explicaci n detallada del dise o y funcionamiento del sistema se presento y publico en extenso en las memo rias del congreso realizado por la Sociedad Mexicana de Ins trumentaci n en 1997 2 3 Aplicaci n El generado de audiobarrido el osciloscopio y el sistema a analizar se conecta como se muestra en la Fig 2 GENERADOR DE AUDIOBARRIDO PARA EL AN LISIS DE SISTEMAS DEPENDIENTES DE LA FRECUENCIA 419 Ch 1 Y Osciloscopio Graficador Ch 2 X Generador De Sistema Audiobarrido A Analizar FIGURA 2 Conexi n b sica para an lisis de sistemas 1 ChI1z 5Voh Is 2 Ch2 1 Voh Is a J Chi SVdh Is 2 Ch2 1 Vok is b FIGURA 3 a Barrido logar tmico b Barrido lineal
3. resonancia y que es debida a que en la teor a se considera elementos ideales por ejemplo una inductancia es puramente inductiva y no tiene efectos resistivos ni capaciti 1 J Guzm n y M Alvarado Rev Mex F s 44 1998 312 2 J Guzm n y M Alvarado Memorias SOMI XII Sociedad Me xicana de Instrumentaci n 1997 536 3 Skilling Hugh Hildreth Electrical Enginnering Circuits Sixth Printing John Wiley amp Sons Inc New York 1961 4 L W Anderson and W W Beeman Electric Circuits and Me dern Electronics Holt Rinehart amp Winston Inc 1973 GRAFICA DE VOLTAJE CONTRA FRECUENCIA VOLTAJE en VOLTIOS 0 5000 10000 15000 20000 FRECUENCIA en Hz FIGURA 8 Gr fica de los datos obtenidos manualmente vos cosa que en realidad no sucede etc lo que produce una p rdida por inserci n Sin embargo en la parte experimen tal se puede observar que el ajuste de los datos es bastante satisfactorio Por otro lado la incertidumbre del oscilosco pio mismo 7 respecto a la base de tiempo se calcul de 80 Hz por lo que comparado por la diferencia de 57 4 Hz medidos garantiza que la medida de la frecuencia hecha ma nualmente sea bastante precisa aunque no exacta Respecto al voltaje la diferencia entre las lecturas es tan peque a que puede ser considerada como un error de apreciaci n 5 Conclusiones Las nuevas modificaciones realizadas al instrumento ante rior 1 han hecho del ge
4. us FIGURA 7 Desfasamiento de la se al para una frecuencia menor a la de resonancia En la parte superior central de la Fig 5 se muestra el pe riodo el cual se mide en funci n de las dos l neas verticales continuas obteni ndose un periodo de 135 us lo que equiva le a una frecuencia de f 7407 40 Hz que es la frecuencia de resonancia La Fig 6 muestra la amplitud m xima del voltaje pico a pico de la se al de salida en el momento de la resonancia dando una lectura de 3 80 Volts Para frecuencias mayores o mencres a la de resonancia se tiene que la se al de salida del circuito comienza a tener un desfasamiento Fig 7 4 An lisis de resultados A continuaci n se hace una comparaci n de los resultados obtenidos mediante el an lisis hecho directamente con el ge nerador de audiobarrido y los obtenidos manualmente punto a punto estos ltimos est n graficados en la Fig 8 De los datos representados en la Fig 8 se obtuvo una fre cuencia de resonancia de 7350 Hz con una amplitud de volta je pico a pico a la salida de 3 84 volts que al compararlos con los obtenidos directamente con el generador de audiobarrido se obtiene primeramente una diferencia de 57 4 Hz para la frecuencia de resonancia y una diferencia de 0 04 Volts en el valor del voltaje pico a pico en resonancia En el art culo anterior 1 se hab a mencionado que la di ferencia entre los valores te ricos y los experimentales es m s notaria en la
5. 00 ms d ESN rr rr FIGURA 4 Barrido logar tmico en d cada de 2 KHz a 20 KHz dX 135 us Xx 50 1 m f har FIGURA 5 Localizaci n del punto de resonancia dY 3 79 Volt Y 1 88 Vol f 2 Ch 2 I Voh 25 us FIGURA 6 Amplitud m xima de la se al de salida Como se dijo anteriormente los trazos superiores en la Fig 3 corresponden a la se al de entrada al circuito es im portante notar que la amplitud de esta permanece constante en todo el tiempo Los valores mostrados en la parte superior central de la Fig 3 indican las condiciones de voltaje y tiem po en las que se encuentran los canales 1 y 2 que correspon den a la se al superior e inferior respectivamente Posterior mente se selecciona un barrido por d cadas con la finalidad de localizar en el intervalo donde se tienen cambios conside rables a la salida del circuito En este ejemplo se localizo en la d cada de 2 KHz a 20 KHz Fig 4 Una vez localizada la d cada en donde se presentan los mayores cambios se cambia el selector de audiobarrido a ba rrido manual con el fin de medir con precisi n la frecuencia de resonancia la cual ocurre cuando las dos se ales entrada y salida del circuito se encuentran en fase 5 6 La Fig 5 muestra las se ales de entrada y salida canal 1 y 2 respecti vamente en fase Rev Mex Fis 45 4 1999 418 420 420 J GUZM N Y M ALVARADO Chi 2V 2 Ch24 2V NS Je Sus s ot 2 olt 25
6. ENSE ANZA Generador de audiobarrido para el an lisis de sistemas dependientes de REVISTA MEXICANA DE F SICA 45 4 418 420 AGOSTO 1999 la frecuencia e o J Guzm n y M Alvarado iboratorio de Ac stica Facultad de C tencias Universidad Nacional Aut noma de M xico Apartado postal 70 542 Circuito Exterior Ciudad Universitaria 04510 M xico D F Mexico 1 e mail Justino graef fciencias unam mx Recibido el 24 de septiembre de 1998 aceptado el 10 de marzo de 1999 Se presenta un instrumento generador de ondas senoidales en el intervalo de audio de frecuenci a variable la cual puede ser barrida en forma lineal o logar tmica Con este generador de audiobarrido es posible hacer un an lisis tanto cualitativo como cuantitativo de sistemas o circuitos dependientes de la frecuencia Keywords Generador de ondas senoidales A lineal or logaritmic f y S inusoid ator i i i r logaritmic frecuency sweep sinusoidal generator is presented With this generator you can realice an overview or a precise analice of circuits or sistems whose perfomance are frecuency dependent Descriptores Sweep sinusoidal generator PACS 06 30 Ft 84 30 Ng 1 Introducci n El generador de audiobarrido es un instrumento que permite con la ayuda de un osciloscopio hacer un an lisis cualitati vo y cuantitativo de sistemas o circuitos dependientes de la frecuencia Este instrumento es una versi n m s completa y ac
7. nerador de audiobarrido una he rramienta til y vers til en el an lisis de sistemas y circuitos dependientes de la frecuencia ya que contar por s solo con un instrumento capaz de hacer un barrido en el intervalo de audio pr cticamente elimina el trabajo de realizar el an lisis punto a punto y posteriormente graficarlo ya que el instru mento permite visualizar mediante un osciloscopio o grafi cador el comportamiento completo de la se al de salida del sistema y limitarse a hacer unas cuantas medidas en la zona de inter s Hubert Charles 1 Circuitos El ctricos CA CC Enfoque Inte grado Mc Graw Hill Latinoamericana 1985 Qi 6 Tietze U and Schenk Ch Electronics Circuits Desing and Ap plcations Springer Verlang Berlin 1991 7 Manual del Usuario del Osciloscopio digital marca Tektronics mod TDS 210 Rev Mex F s 45 4 1999 418 420
8. tualizada de un primer dise o presentado en la Revista Me xicana de F sica 1 el cual solo permit a un an lisis cualita tivo del sistema empleando nicamente un barrido lineal de la frecuencia Las modificaciones hechas al nuevo instrumento permiten a Un barrido logar tmico con el cual la distribuci n es pectral de frecuencias es m s uniforme y acorde con lo mostrado en las diversas publicaciones sobre el tema b Una selecci n de barrido en frecuencia por d cadas las cuales van de 20 Hz a 200 Hz de 200 Hz a 2 KHz y de 2 KHz a 20 KHz c Finalmente una vez localizada la d cada de inter s es posible seleccionar un barrido manual de la misma lo que permite hacer el an lisis cuantitativo del sistema Con estas modificaciones es posible hacer un an lisis completo del sistema o circuito bajo estudio 2 Dise o del sistema En la Fig 1 se muestra el diagrama a bloques del genera dor de audiobarrido cuyo funcionamiento a grandes rasgos es el siguiente El generador de rampa es en realidad el que eobierna todo el funcionamiento del equipo dependiendo del barrido seleccionado aqu se genera una rampa lineal con una duraci n de 8 segundos para el barrido en todo el intervalo de audio o de 4 segundos para el barrido por d cadas Conformador Generador De Funciones Base de Tiempo De i E Barrido Lineal o Logaritmico Generador FIGURA 1 Diagrama a bloques del Generador
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