Osciloscopio De A Una Lamina

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OSCILOSCOPIO INSTRUMENTACION DE LAS COMUNICACIONES UNEFA PROF. GRECIA ROMERO

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OSCILOSCOPIO Instrumento grafico que permite visualizar cualquier fenómeno eléctrico por medio de un desplazamiento horizontal y vertical de un punto luminoso sobre la pantalla cubierta con un material fosforescente . Normalmente el desplazamiento horizontal describe un recorrido en función del tiempo siendo controlado por un dispositivo interno, por lo tanto el eje horizontal se asocia al eje del tiempo. Mientras el desplazamiento vertical es controlado por el valor instantáneo de la señal a visualizar PROF. GRECIA ROMERO

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OSCILOSCOPIO QUE HACE? Amplitude

Time

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TIPOS DE OSCILOSCOPIO

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TIPOS DE OSCILOSCOPIO

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COMO TRABAJA

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IMPEDANCIA DE ENTRADA

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OSCILOSCOPIO

Arquitectura del Osciloscopio Analógico

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PARTES DE UN OSCILOSCOPIO z z z z z z z z z z z

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 PROF. GRECIA ROMERO

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Tubo de Rayos Catódicos(TRC)

Formado por : Cañón de electrones. Dispositivo de desviación Pantalla luminiscente.

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Tubo de Rayos Catódicos(TRC)

Trayectoria del electrón en la zona entre las placas.

donde e, m y v son respectivamente la carga, masa y velocidad del electrón, d la distancia entre placas y uy el vector unitario en la dirección Y.

Trayectoria del electrón al salir de la zona entre las placas. Sensibilidad Vertical mm/V PROF. GRECIA ROMERO

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OSCILOSCOPIO

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BASE DE TIEMPO

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CIRCUITOS DEL CANAL HORIZONTAL

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BASE DE TIEMPO

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BASE DE TIEMPO

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DIAGRAMA DE BLOQUE DE LA BASE DE TIEMPO

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BASE DE TIEMPO: SEG/DIV

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SINCRONISMO

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SINCRONISMO O TRIGGER

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MODOS DE BARRIDOS

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MODOS DE BARRIDOS

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MODOS DE BARRIDOS

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MODOS DE BARRIDOS

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TIPOS DE BARRIDOS

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DIAGRAMA DE BLOQUE DEL CANAL VERTICAL

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OSCILOSCOPIO DE 2 CANALES

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MODO ALT Y CHOP

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MODO ALT

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MODO CHOP

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CANAL VERTICAL

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TI

MODO DE OPERACION

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MODO XY

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MEDIDAS DE DESFASE

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DIAGRAMA GENERAL DEL OSCILOSCOPIO

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CONTROLES EXTERNOS TRC BRILLO (Brightness) o INTENSIDAD (INTENSITY): Modifica la tensión de rejilla Vw actuando, por tanto,sobre el brillo o intensidad del “spot” o traza. Típicamente este mando lleva incorporado el interruptor de encendido (Power on-off). FOCO (FOCUS): Actúa sobre la tensión de uno de los ánodos (A2) permitiendo “focalizar” el haz electrónico y conseguir así que el “spot” sea un punto de dimensiones lo más pequeñas posibles. Para complementar este efecto, algunos osciloscopios disponen de otro mando: -

ASTIGMATISMO, que actúa sobre la tensión de otro ánodo (A3); con este se mejora la focalización en toda la pantalla.

-

ILUMINACIÓN RETÍCULA: Permite una mayor o menor iluminación de la retícula.

-

- ENTRADA Z (Z IN): Permite introducir una tensión externa a la rejilla W y, por tanto variar la intensidad del spot de acuerdo con dicha tensión. PROF. GRECIA ROMERO

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CONTROLES EXTERNOS BASE DE TIEMPO Y SINCRONISMO - MANDO DE BASE DE TIEMPOS (TIME BASE ó TIME/DIV): Permite la

variación de la frecuencia del generador base de tiempos. Consta de un selector de variación discreta cuyas posiciones están calibradas (en s/cm, ms/cm ó µs/cm) y de un mando de variación continua que permite variar la frecuencia entre dos calibres del anterior. DESPLAZAMIENTO EN X (X SHIFT): Superpone un nivel de continua variable al diente de sierra y permite, por tanto, desplazar todo el barrido a derecha e izquierda.

-

ENTRADA X (X IN): Permite utilizar una señal de barrido externa.

- SELECTOR SINCRONISMO (TRIG SELECTOR): Determina el tipo de sincronismo a utilizar. Generalmente está distribuido en varios interruptores entre los que fundamentalmente están: uno que determina el sincronismo interno o externo (INT-EXT) y eventualmente con la red (LINE) y otro que determina la pendiente (+,-).

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CONTROLES EXTERNOS BASE DE TIEMPO Y SINCRONISMO Selector de sincronismo NORMAL, TV (para señales típicas de televisión) o HF para señales de alta frecuencia dentro de la banda de operación del osciloscopio. -

NIVEL DE DISPARO (TRIG LEVEL): Determina el valor de la tensión a la que se produce el pulso que dispara la base de tiempos. Generalmente incluye el interruptor que conecta el disparo automático (AUTO).

- ENTRADA SINCRONISMO EXTERNO (EXT TRIG), por donde se introduce la señal de sincronismo cuando se opera con sincronismo externo. La utilidad del sincronismo externo se muestra cuando la señal a visualizar es complicada (por ejemplo, modulada) o cuando interesa sincronizar varios aparatos, etc.

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PARAMETROS DE UN OSCILOSCOPIO z

Exactitud en la ganancia: Indica la precisión con la cual el sistema vertical del osciloscopio amplifica ó atenúa la señal. Se proporciona normalmente en porcentaje máximo de error.

z

Exactitud de la base de tiempos: Indica la precisión en la base de tiempos del sistema horizontal del osciloscopio para visualizar el tiempo. También se suele dar en porcentaje de error máximo.

z

Velocidad de muestreo: En los osciloscopios digitales indica cuantas muestras por segundo es capaz de tomar el sistema de adquisición de datos (específicamente el conversor A/D). En los osciloscopios de calidad se llega a velocidades de muestreo de Megamuestras/sg. Una velocidad de muestreo grande es importante para poder visualizar pequeños periodos de tiempo. En el otro extremo de la escala, también se necesita velocidades de muestreo bajas para poder observar señales de variación lenta. Generalmente la velocidad de muestreo cambia al actuar sobre el mando TIMEBASE para mantener constante el número de puntos que se almacenaran para representar la forma de onda.

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PARAMETROS DE UN OSCILOSCOPIO z

z

z

Resolución vertical : Se mide en bits y es un parámetro que nos da la resolución del conversor A/D del osciloscopio digital. Nos indica con que precisión se convierten las señales de entrada en valores digitales almacenados en la memoria. Técnicas de cálculo pueden aumentar la resolución efectiva del osciloscopio. Longitud del registro: Indica cuantos puntos se memorizan en un registro para la reconstrucción de la forma de onda. Algunos osciloscopios permiten variar, dentro de ciertos límites, este parámetro. La máxima longitud del registro depende del tamaño de la memoria de que disponga el osciloscopio. Una longitud del registro grande permite realizar zooms sobre detalles en la forma de onda de forma muy rápida (los datos ya han sido almacenados), sin embargo esta ventaja es a costa de consumir más tiempo en muestrear la señal completa. Poner a tierra : Una buena conexión a tierra es muy importante para realizar medidas con un osciloscopio.

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PARAMETROS DE UN OSCILOSCOPIO z

z

z

z

Ancho de Banda : Especifica el rango de frecuencias en las que el osciloscopio puede medir con precisión. Por convenio el ancho de banda se calcula desde 0Hz (continua) hasta la frecuencia a la cual una señal de tipo senoidal se visualiza a un 70.7% del valor aplicado a la entrada (lo que corresponde a una atenuación de 3dB). Tiempo de subida: Es otro de los parámetros que nos dará, junto con el anterior, la máxima frecuencia de utilización del osciloscopio. Es un parámetro muy importante si se desea medir con fiabilidad pulsos y flancos (recordar que este tipo de señales poseen transiciones entre niveles de tensión muy rápidas). Un osciloscopio no puede visualizar pulsos con tiempos de subida más rápidos que el suyo propio. Sensibilidad vertical: Indica la facilidad del osciloscopio para amplificar señales débiles. Se suele proporcionar en mV por división vertical, normalmente es del orden de 5 mV/div (llegando hasta 2 mV/div). Velocidad: Para osciloscopios analógicos esta especificación indica la velocidad máxima del barrido horizontal, lo que nos permitirá observar sucesos más rápidos. Suele ser del orden de nanosegundos por división horizontal.

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MEDICIONES TIPICAS

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MEDIDAS TIPICAS

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MEDIDAS TIPICAS

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RISE TIME

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OSCILOSCOPIO

Arquitectura del Osciloscopio Digital

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OSCILOSCOPIO DIGITAL ¿Como trabaja?

Amplitude

Time

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OSCILOSCOPIO DIGITAL z

La señal electrica de entrada es digitalizada por un convertidor de analogico a digital( usualmente de 8 bit o 256 niveles) y la data digital de salida en guardada en la memoria.

z

La velocidad de digitalizacion y el ancho de banda del amplificador determina que tan rapido una señal puede ser exactamente adquirida y mostrada. PROF. GRECIA ROMERO

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OSCILOSCOPIO DIGITAL Ancho de banda

Velocidad de muestreo

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Memoria

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LA VELOCIDAD DE MUESTREO El conversor analógico-digital del sistema de adquisición de datos muestrea la señal a intervalos de tiempo determinados y convierte la señal de voltaje continua en una serie de valores digitales llamados muestras. En la sección horizontal una señal de reloj determina cuando el conversor A/D toma una muestra. La velocidad de este reloj se denomina velocidad de muestreo y se mide en muestras por segundo.

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MUESTREO Los valores digitales muestreados se almacenan en una memoria como puntos de señal. El número de los puntos de señal utilizados para reconstruir la señal en pantalla se denomina registro. La sección de disparo determina el comienzo y el final de los puntos de señal en el registro. La sección de visualización recibe estos puntos del registro, una vez almacenados en la memoria, para presentar en pantalla la señal.

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ANCHO DE BANDA Y SU IMPORTANCIA Todos los osciloscopio tienen una especificacion de ancho de banda y esta es es especificada con la frecuencia a la cual la señal de entrada de la sinusoidal es mostrada 3dB por debajo de la amplitud pico de la señal.

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EFECTO DEL ANCHO DE BANDA

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COMO AFECTA EL ANCHO DE BANDA EL TR

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CUANTO ANCHO DE BANDA ES NECESARIO

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CUANTO BW ES NECESARIO EJEMPLO

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PANTALLA DE ALTA DEFINICION

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PARTES DEL OSCILOSCOPIO DIGITAL

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AJUSTES INICIALES

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AJUSTES INICIALES

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LEYENDA EN EL OSCILOSCOPIO DIGITAL

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FUNCION DE LOS CONTROLES PRINCIPAES

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FUNCION DE LOS OTROS CONTROLES PRINCIPALES

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MEDICIONES TIPICAS

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MEDICIONES TIPICAS

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MEDICIONES TIPICAS

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MEDICIONES TIPICAS

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FUNCIONES ADICIONALES DEL OSCILOSCOPIO DIGITAL

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FUNCIONES ADICIONALES DEL OSCILOSCOPIO DIGITAL

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SONDA DE PRUEBA

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SONDA DE PRUEBA

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COMPENSACION DE LA SONDA l

Conectar la punta de la sonda al punto de señal de compensación (La mayoría de los osciloscopios disponen de una toma para ajustar las sondas, en caso contrario será necesario utilizar un generador de onda cuadrada).l z Conectar la pinza de cocodrilo de la sonda a masa. l z Observar la señal cuadrada de referencia en la pantalla l z Con el destornillador de ajuste, actuar sobre el condensador de ajuste hasta observar una señal cuadrada perfecta. z

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SONDAS z

z

Sondas activas :Proporcionan una amplificación antes de aplicar la señal a la entrada del osciloscopio. Pueden ser necesarias en circuitos con una cargabilidad de salida muy baja. Este tipo de sondas necesitan para operar una fuente de alimentación. Sondas de corriente: Posibilitan la medida directa de las corrientes en un circuito. Las hay para medida de corriente alterna y continua. Poseen una pinza que abarca el cable a través del cual se desea medir la corriente. Al no situarse en serie con el circuito causan muy poca interferencia en él.

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