Objetivos generales del módulo Que el alumno: - Distinga los diferentes tipos de ondas, así como sus parámetros. - Se familiarice con la interfaz del generador de funciones 33210A de Agilent y el osciloscopio serie 1000 de Agilent. - Aprenda el correcto uso del generador de ondas y del osciloscopio. - Aprenda a distinguir algunos errores de medición o configuración por parte de los equipos de laboratorio y, si es posible, corregirlos.
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Introducción al módulo El trabajar con circuitos eléctricos requiere el manejo apropiado de los aparatos de medición que se encuentran en el laboratorio, al ser nuestro primer contacto con la gran mayoría de ellos es vital aprender cómo usarlo. En este módulo se analizaron dos equipos importantes: El osciloscopio serie 1000 de Agilent, el cual es registra las oscilaciones de una onda y las muestra en pantalla, y Generador de funciones 33210A de Agilent que, como su nombre lo indica, genera señales u ondas con distintas características. Ambos equipos de medición van de la mano, aunque no son dependientes entre sí, trabajan en conjunto para la visualización y manipulación de ondas o señales. A la hora de manipular uno de estos aparatos se requiere tener un conocimiento previo sobre lo que vas a estudiar: el tipo de onda, su frecuencia, su amplitud, entre otras cosas, son importantes a la hora de empezar a trabajar. En las páginas posteriores se presentará el avance que tuvimos a través de la practica en el laboratorio.
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Práctica 1. “Introducción al uso del osciloscopio digital de marca Agilent”. Objetivos: - Atenuar de manera correcta una sonda. - Utilizar la función Mostrar todo para desplegar todos los parámetros que cuantifica el osciloscopio. Introducción: Un osciloscopio es un dispositivo que muestra, de manera visual, señales eléctricas que varían en el tiempo. Este nos permite reconocer de manera más sencilla los parámetros de una señal producida por un circuito que sea de interés, como el periodo, la amplitud y la longitud de onda, por mencionar algunos. Existen dos tipos de osciloscopios: el analógico y el digital. En el osciloscopio analógico, la señal es convertida a un voltaje; el cual es transportado y por lo general amplificado, hasta llegar a las terminales del equipo. En otra parte del sistema, se crea un haz de electrones que choca con la pantalla fluorescente, y al ser movido por un mecanismo de deflexión vertical y horizontal, reproduce la imagen de la onda que entra al dispositivo. Por otro lado, el osciloscopio digital cuenta con un conversor A/D que recibe la señal y la convierte en una serie de valores digitales a los que se les denomina “muestras”. Estos valores se almacenan en memoria como puntos de señal, a cuyo conjunto se le llama registro; el cual después de haberse guardado, es mostrado en la pantalla. Procedimiento: 1.- Revisar que el equipo con el cual se va a trabajar (osciloscopio, generador de funciones, fuente de voltaje) esté completo y sin muestras de un mal uso. En caso contrario, reportarlo al inicio de la sesión dando como referencia el número de mesa en la cual se encuentran los dispositivos. 2.- Prender el osciloscopio. 3.- Conectar la sonda atenuada. Asegurarse de que el canal al cual se conectó la sonda esté prendido, en caso contrario, prenderlo. 3
4.- Presionar Autoscale y observar la onda mostrada en pantalla. Esta debería de ser una onda cuadrada con un voltaje de 3.2V pico a pico y una frecuencia de 1kHz. En caso de que la onda no sea totalmente cuadrada, ajustar la sonda hasta lograr dicho efecto. 5.- Presionar el botón del canal que se esté utilizando para acceder al menú Canal y cambiar la escala a 1x si fuese necesario. 6.- Desconectar la sonda atenuada y conectar la sonda no atenuada. 7.- Presionar el botón Measure y seleccionar la opción Mostrar todo para mostrar todas las medidas de la onda al mismo tiempo. Resultados:
Figura 1.1 Onda subcompensada producida después de haber prendido el osciloscopio.
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Figura 1.2 Onda producida después de haber compensado correctamente la onda.
Figura 1.3 Mediciones mostradas después de haber seleccionado la opción Mostrar todo en el menú Measure. Conclusiones: El osciloscopio es un dispositivo que nos permite visualizar señales eléctricas, así como cuantizar sus parámetros. Siempre que se vaya a trabajar con uno, hay que fijarse si está en las condiciones óptimas para su uso; eso incluye que no le falte ninguna perilla, que no esté rallado, que la pantalla encienda, entre otras cosas. 5
Además de esto, es necesario saber si se está trabajando con una sonda atenuada y adaptar la escala del equipo pertinentemente. A esto hay que sumarle la necesidad de compensar las puntas cada vez que se conecte un juego nuevo en caso de que sea necesario. Recordar realizar este procedimiento al inicio de cada sesión resultará en mediciones más precisas y un ritmo de trabajo más eficiente a la hora de hacer prácticas.
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Práctica 2. “Introducción al uso del generador de funciones”. Objetivos: - Observar ondas senoidales de diferentes parámetros producidas por el generador de funciones en el osciloscopio. - Aplicar offset positivo y negativo a una señal alterna y reconocer sus efectos. - Realizar un acoplamiento GND y CA a una señal alterna con offset y reconocer sus efectos. Introducción: Un generador de funciones es un dispositivo electrónico que produce señales eléctricas cuyas características pueden ser manipuladas por el usuario, por lo general, para ser suministradas a un circuito en particular y analizar su respuesta. Este equipo funciona gracias a un circuito oscilador el cual proporciona una forma de onda determinada, cuya frecuencia puede ser regulada en el panel de control del dispositivo. Además de esto, los generadores cuentan con un dispositivo de medición de frecuencia, por lo que permite saber la frecuencia de la señal de onda de salida. Los tipos de onda que puede producir un generador de funciones cambian dependiendo del modelo con el cual se esté trabajando, sin embargo, los más básicos son: senoidal, triangular, cuadrada y pulsos. Se puede modificar los parámetros de estas ondas (dentro de los límites del generador). Esto permite al usuario manipular la onda hasta obtener la indicada para el trabajo a realizar. Algunos de estos parámetros son: amplitud, frecuencia, fase, ciclo de trabajo, ancho de pulso, entre otros. Al trabajar con un generador de funciones resulta necesario conocer algunas de las características especiales o especificaciones técnicas del modelo. Es de particular interés el ancho de banda (frecuencia máxima de la función seno de un generador) y número de canales de cada equipo. Esto nos permite saber si el equipo es apto para el proyecto a realizar.
Procedimiento: 1.- Prender el osciloscopio y conectar la sonda. Revisar que la escala se encuentre en 1x.
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2.- Prender el generador de funciones. Aumentar el voltaje pico a pico máximo a 20 volts seleccionando la opción High Z que se encuentra en el menú Output Setup, al cual se puede acceder presionando el botón Utility. 3.- Conectar el generador de funciones al osciloscopio y cuantificar la frecuencia y amplitud pico a pico de cinco ondas senoidales diferentes (Tabla 2.1). 4.- Generar una onda cuadrada de 5 Vp-p con offset de 2.5 VDC. 5.- En el menú Canal seleccionar la opción Acoplamiento GND y observar qué pasa con la señal. 6.- Seleccionar la opción Acoplamiento CA y observar qué pasa con la señal. Resultados: El generador de funciones de la mesa 18 mostraba el mensaje “Reference pase-lock loop is UNLOCKED” en cada pantalla. Al no poder observar los parámetros de la onda generada de manera clara, apagamos los dispositivos y retomamos la práctica en la mesa 17.
Figura 2.1 Mensaje mostrado por el generador de funciones de la mesa 18.
A su vez, el generador de funciones de la mesa 17, a pesar de haber seleccionado la opción High Z, entregaba un voltaje máximo pico a pico de 12.4 V.
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Figura 2.2 Voltaje máximo suministrado por el generador de funciones de la mesa 17. Para evitar que este problema interfiriera con nuestro ritmo de trabajo decidimos seleccionar valores de voltaje menores al máximo que entregaba la fuente. Sin embargo, al realizar las mediciones nos dimos cuenta de que el osciloscopio no mostraba ninguna señal que tuviera una amplitud menor a 3V; lo cual se ve reflejado en la falta de información en la tabla 2.1. Parámetros suministrados
Parámetros cuantificados
Frecuencia (kHz)
Amplitud p-p (V)
Frecuencia (kHz)
Amplitud p-p (V)
4.9
12.4
4.9
10.2
3.5
5.31
3.5
4.8
3
5
3.01
4.4
2
2.5
-
-
2
3
1.98
2.6
Tabla 2.1 Comparación de los parámetros suministrados por el generador de frecuencias y los cuantificados por el osciloscopio.
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Figura 2.3 Onda cuadrada de 5 Vp-p y offset de 2.5 VDC.
Figura 2.4 Onda cuadrada de 5 Vp-p y offset de 2.5 VDC con acoplamiento a tierra.
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Figura 2.5 Onda cuadrada de 5 Vp-p y offset de 2.5 VDC con acoplamiento CA. Conclusiones: El generador de funciones es un dispositivo que produce señales eléctricas con los parámetros que le indiquemos a través de su sistema de botones y perillas de selección. Este nos muestra una vista anticipada de la onda que estamos generando para así, de manera más fácil, poder cambiar los parámetros, según se requiera, sin la necesidad de conectarlo al osciloscopio. Algunos elementos del osciloscopio que resultan necesario conocer son la escala y el acoplamiento. La escala mide qué tanto amplifica el osciloscopio una señal que recibe. Esta puede tener valores de 10n, donde n puede tomar valores positivos y negativos. En cambio, el acoplamiento filtra alguna componente de la señal que estamos analizando, ya sea la componente de DC (acoplamiento AC) o DC+AC (acoplamiento a tierra).
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Práctica 3. “Elaboración de juego de puntas de prueba”. Objetivos: - Que el alumno elabore sus propias puntas de prueba para osciloscopio y puntas de prueba caimán-caimán. Introducción: La punta de prueba es un dispositivo que permite hacer una conexión entre la fuente de señal a visualizar y la entrada del osciloscopio. Debido a las altas frecuencias que entran en juego, los osciloscopios comúnmente no usan simples cables para conectar al punto de prueba, sino que se usan puntas de prueba de osciloscopio. Dichas puntas de prueba usan un cable coaxial para transmitir la señal desde el extremo de la punta hasta la entrada del osciloscopio, conservando aquellas altas frecuencias importantes para la operación correcta de este instrumento. Todas las puntas de prueba tienen un límite máximo de tensión. Las puntas pasivas tienen límites que van de los cientos a los miles de volts mientras las puntas activas como mucho llegan a la decena de volts. Materiales y herramientas: 4m de cable coaxial RG58 3.5m de cable AWG calibre 18 color rojo 3.5m de cable AWG calibre 18 color negro 3 conectores BNC 7 caimanes rojos 8 caimanes negros 1m de thermofit de 1/4 Cautín Estaño Un trozo de lija Pinzas de corte Cutter Procedimiento: 12
Puntas para osciloscopio 1.- Corte el cable coaxial en tres partes iguales. 2.- Tome un trozo del cable coaxial y quite el aislante superior de ambos extremos dejando la malla metálica intacta. 3.- Introducir un extremo del cable en un conector BNC, debe de quedar bien sujeto y la malla metálica tocando la parte externa del conector BNC. 4.- Corte un trozo de cable AWG de aproximadamente 20cm tanto de color rojo como negro y quite el aislante de ambos extremos de cada cable. 5.- Tome un caimán rojo y otro negro, lije un poco donde vaya a soldar con el cautín y estáñelo. 6.- Suelde el caimán rojo en un extremo del cable AWG del mismo color. Haga lo mismo con un caimán negro y el cable negro. 7.- Tome un trozo de thermofit e introdúzcalo en el cable coaxial. 8.- Suelde el cable con el caimán rojo y suéldelo al filamento de cobre del cable coaxial. 9.- Suelde el cable con el caimán negro a la malla metálica del cable coaxial. 10.- Ponga el thermofit en las soldaduras. 11.- Repita los pasos 2 a 10 para las otras dos puntas de prueba. Puntas caimán-caimán 1.- Del sobrante del cable AWG rojo y negro, corte tres pedazos iguales de cada uno cuidando que sean mayores a 90 cm. 2.- Tome una pareja de caimanes negros, lije donde vaya a soldar con el cautín y estañe. 3.- Ponga un caimán en un extremo del cable, suelde y repita el mismo paso, pero con el otro caimán y extremo. Tenga cuidado de introducir las capuchas, que cubren los caimanes, al cable antes de soldar. 4.- Repita los pasos 2 y 3 con los otros dos cables rojos y el cable negro restante.
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Resultados:
Figura 3.1 Material y herramientas empleadas.
Figura 3.2 Puntas de prueba para osciloscopio terminadas.
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Figura 3.3 Puntas de prueba caimán-caimán terminadas.
Conclusiones Las puntas de prueba son bastante útiles para poder ver gráficamente una señal con la ayuda del osciloscopio. Si comparamos nuestras puntas con unas comerciales o de fábrica, que incluye el osciloscopio, tal vez no tengan una alta tecnología, pero son algo accesibles ya que por el precio de una comercial pudimos hacer tres de ellas y un par de puntas caimán- caimán. Nuestras puntas serás de gran ayuda a lo largo de nuestra carrera ya que algunas puntas que nos proporciona la escuela no están bien hechas y con el mínimo movimiento, al tenerlas conectadas, se altera la señal y no da mediciones precisas.
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Práctica 4. “Obtención y medición de un tren de pulsos y de una onda de ruido del Generador de Funciones 33210A de Agilent”. Objetivos: - Poner en práctica lo aprendido para generar un tren de pulsos y una onda de ruido, de ciertas características, con ayuda del generador y observar sus datos en el osciloscopio. - Guardar la captura de pantalla del tren de pulsos y la onda de ruido con sus características en una USB. Introducción: Un pulso es una onda que transporta una perturbación que dura un corto intervalo de tiempo, a un conjunto de pulsos que viajan juntos se le conoce como tren de pulsos. Una onda de ruido es producida por la mezcla de ondas sonoras de distintas frecuencias y distintas amplitudes que puede interferir la recepción de un sonido. Procedimiento: 1.- Acoplar el canal 1 del osciloscopio en Corriente Continua. 2.- Generar un tren de pulsos con una amplitud de +5 Vp-p y una frecuencia de 10KHz en el generador de funciones. 3.- Mostrar todas sus características en el osciloscopio y observar. 4.- Guardar en una USB la gráfica y las mediciones obtenidas. 5.- Generar una onda de ruido pulsando la tecla “Noise” del generador. 6.- Repetir los pasos 3 y 4. Resultados:
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Figura 4.1 Grafica del tren de pulsos con amplitud de +5 Vp-p y frecuencia de 10kHz.
Figura 4.2 Grafica de una onda de ruido Conclusiones: Un tren de pulsos tiene una diferencia abismal si la comparamos con una onda de ruido ya que esta última no tiene un patrón continuo o bien definido, cambia de manera aleatoria a través del tiempo mientras que un tren de pulsos tiene un patrón repetitivo. Podemos “controlar” las características del tren de pulsos gracias al generador de funciones y estas se pueden observar en el osciloscopio y gracias a esto podemos encontrar más características teniendo de base las que nosotros propusimos para generar ese tren.
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Práctica 5. “Mediciones de Tensión y de tiempo con el osciloscopio serie 1000 de Agilent de formas de onda senoidales diferentes del Generador de Funciones 33210A de Agilent”. Objetivos: - Calcular el voltaje eficaz de una señal y corroborar los resultados obtenidos de manera experimental. - Identificar la diferencia entre el voltaje pico y el voltaje pico a pico de una señal. Introducción: Al hacer la medición de la amplitud de una señal, y al existir la posibilidad de que esta no sea cien por ciento regular, existen muchas medidas para poder cuantificarla. Por el momento, es de particular interés el voltaje pico, pico a pico y rms. El voltaje pico a pico se mide del punto más alto de la cresta al punto más bajo del valle. Este representa la amplitud total de la onda. De aquí, podemos definir el voltaje pico como la mitad del voltaje pico a pico, y puede medirse del punto medio de la onda hacia arriba o hacia abajo. Un valor RMS (Root Mean Square en inglés) es aquél que produce la misma disipación de energía térmica que un valor de la misma magnitud, pero de corriente continua; gracias a esto, también se le llama como valor eficaz. Para encontrar este valor, empleamos la fórmula: 𝑉𝑟𝑚𝑠 =
𝑉𝑝𝑖𝑐𝑜 √2
≈ 𝑉𝑝𝑖𝑐𝑜 𝑥0.707
Procedimiento: 1.- Aplica al canal 1 del osciloscopio, una a la vez, formas de onda senoidales del generador de funciones con las características indicadas para cada caso en la tabla 5.1. 18
2. Procede a realizar y registrar las mediciones con el osciloscopio y los cálculos necesarios que se indican en dicha tabla, y guardar en la memoria USB la gráfica y mediciones obtenidas para cada caso. Resultados: Cálculos Vrms1 =
Vp1 √2
Vrms2 = Vrms3 = Vrms4 = Vrms5 = Vrms6 =
Vrms8 =
Vp2 √2 Vp3 √2 Vp4 √2
Vp5 √2 Vp6
Vrms7 =
=
√2 Vp7 √2 Vp8 √2
0.5 𝑉 2𝑉
=
√2 4𝑉
=
√2 5𝑉
=
=
=
= =
= 0.354 V
√2
√2
= 1.414 V = 2.828 V
= 3.536 V
5.5 𝑉
= 3.889 V
√2 7.5 𝑉
= 5.303 V
√2 8.5 𝑉 √2 10 𝑉
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√2
= 6.01 V
= 7.071 V
Figura 5.1 Onda senoidal con amplitud de 1 Vp-p y periodo de 10-3 s.
Figura 5.2 Onda senoidal con amplitud de 4 Vp-p y frecuencia de 6 kHz.
Figura 5.3 Onda senoidal con amplitud de 8 Vp-p y frecuencia de 1 kHz.
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Figura 5.4 Onda senoidal con amplitud de 10 Vp-p y periodo de 0.2x10-3 s.
Figura 5.5 Onda senoidal con amplitud de 11 Vp-p y frecuencia de 3 kHz.
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Figura 5.6 Onda senoidal con amplitud de 15 Vp-p y periodo de 0.5x10-3 s.
Figura 5.7 Onda senoidal con amplitud de 17 Vp-p y frecuencia de 10 kHz.
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Figura 5.8 Onda senoidal con amplitud de 20 Vp-p y frecuencia de 2 kHz.
Amplitud p-p del generado (volts)
Vp medido
Vrms medido
Vrms calculado
Frecuencia medida (kHz)
Periodo medido (seg)
1
0.352
0.351
0.354
1
10-3
4
1.68
1.37
1.414
6
167x10-3
8
3.44
2.58
2.828
1
1x10-3
10
4.4
3.29
3.536
5
0.2x10-3
11
4.88
3.68
3.889
3
336x10-6
15
6.8
5.06
5.303
1.98
0.2x10-3
17
7.8
5.68
6.01
10
100x10-6
20
9.4
6.8
7.071
2
496x10-6
Tabla 5.1 Parámetros medidos de las ondas senoidales generadas.
Conclusiones: Existen varias razones por las que algunas mediciones realizadas con el equipo de laboratorio pueden ser erróneas. La que más afecta el resultado es la posibilidad de que el equipo esté descalibrado y lamentablemente uno como alumno no puede arreglar directamente este problema. Sin embargo, para ciertas aplicaciones es aceptable tomar mediciones con un cierto grado de precisión o un rango de error. Las opciones de cuantización del osciloscopio nos permiten conocer algunos parámetros de la señal sin la necesidad de hacer cálculos, lo cual acelera el ritmo de trabajo al momento de realizar prácticas. Sin embargo, si se planease hacer esto se ha de tomar en consideración lo antes mencionado y tomar varias medidas para asegurarnos que estamos cercanos al valor verdadero.
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Práctica 6. “Practicando con diferentes características de formas de onda distorsionadas del Generador de Funciones 33210A de Agilent y cuantificándolas en el Osciloscopio serie 1000 de Agilent”. Objetivos: - Que el alumno reafirme sus conocimientos sobre el uso del generador de funciones y el osciloscopio. - Que identifique cuando el ciclo de trabajo en una función aumenta o disminuye. - Ver como se “deforma” una onda. Introducción: El Ciclo de trabajo (en inglés Duty Cycle) es la relación existente entre el tiempo en que una señal se encuentra en estado activo con el periodo de dicha señal, normalmente este término es aplicado para señales cuadradas, donde se intenta emular una señal analógica mediante la variabilidad del estado alto y bajo de una señal digital. Para calcular el ciclo de trabajo de una señal se requiere saber el tiempo de en estado activo y el periodo. Matemáticamente se expresa como: 𝐷𝑢𝑡𝑦 𝐶𝑦𝑐𝑙𝑒 =
𝑇𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑑𝑒 𝑒𝑠𝑡𝑎𝑑𝑜 𝑎𝑐𝑡𝑖𝑣𝑜 𝑃𝑒𝑟𝑖𝑜𝑑𝑜
*Podemos multiplicar ese resultado por 100 para expresarlo en porcentaje. Ciertos porcentajes de ciclo de trabajo nos dan información relevante sobre alguna señal estudiando:
0% Duty: Cuando el Duty Cycle es igual cero significa que en ningún momento la señal se encuentra en estado alto, significa que la señal no entrega potencia. 24
50% Duty: Al colocar el Duty Cycle en 50%, significa que la mitad del periodo la señal se encuentra en estado alto, lo que significa que, si utilizamos esta señal para alimentar un motor o prender un led, lo estaríamos haciendo con la mitad de la potencia que tenemos disponible. 75% Duty: Este caso significa que estamos entregando una potencia de salida del 75% de la máxima posible. 100% Duty: Estamos entregando la totalidad de la potencia posible, lo que significa que la señal nunca se encuentra en estado bajo. Procedimiento: 1.- Aplica del generador de funciones marca Agilent una forma de onda cuadrada de 14 V p-p de amplitud y 1 KHz de frecuencia, al canal 1 del osciloscopio.
2.- Del menú del generador de funciones, presiona Duty cycle eligiendo con la perilla a un 75% y observa en el osciloscopio lo que sucede con la forma de onda original. 3.- Cuantifica la forma de onda obtenida y guarda en una memoria USB la gráfica y valores. 4.- Del generador de funciones, gira la perilla hacia la derecha hasta obtener el mayor porcentaje de Duty cycle. Registra ese porcentaje. 5.- Ahora, gira la perilla hacia la izquierda hasta obtener el 25%. Observa lo que sucede con la señal. 6.- Posiciona la perilla hasta obtener Duty cycle a un 50%. 7.- Presiona en el osciloscopio la tecla “Display” y selecciona del menú Pantalla “normal” observa y después selecciona la opción “invertidos”. 8.- Selecciona, con la amplitud y frecuencia del punto 1, una forma de onda triangular. 9.- Del menú, presiona “symmetry” y gira la perilla hasta obtener el 100%. Cuantifica la forma de onda obtenida y guarda en una memoria USB la gráfica y valores. 10.- Ahora gira la perilla en sentido opuesto, hasta obtener un 0% de simetría. Observa lo que sucede y, dibuja y cuantifica la señal obtenida. 11.- Del generador de funciones selecciona la señal pulso y Duty cycle. Gira la perilla lentamente hacia la derecha y luego hacia la izquierda, observando y anotando lo que sucede con la señal. Resultados: 25
Cuando generamos una señal cuadrada en el generado, por defecto, el ciclo de trabajo es del 50%.
Figura 6.1 Onda cuadrada de 14 Vp-p y 1kHz de frecuencia (señal original).
Podemos notar que, al aumentar el ciclo de trabajo en el tiempo, el estado activo de la señal es mayor.
Figura 6.2 Onda cuadrada de 14 Vp-p y 1Hz de frecuencia con un ciclo de trabajo del 75%.
Si seguimos aumentando el ciclo del trabajo, el estado activo será toda vía mayor que el estado inactivo de la señal
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Figura 6.3 Onda cuadrada de 14 Vp-p y 1Hz de frecuencia con un ciclo de trabajo del 80%, máximo porcentaje permitido en el generador.
Si ahora reducimos el ciclo de trabajo podemos notar que el estado inactivo de la señal es mayor al estado activo
Figura 6.4 Onda cuadrada de 14 Vp-p y 1Hz de frecuencia con un ciclo de trabajo del 25%.
Existe un botón en el osciloscopio llamado “Display” que nos permite invertir los colores de la pantalla.
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Figura 6.5 Pantalla en su modo “Normal” del Display.
Figura 6.6 Pantalla en su modo “Inverso” del Display.
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El osciloscopio nos permite “cuadricular” la pantalla, ya sea con cuadros chicos o grandes, o simplemente podemos dejarla con un fondo negro sin divisiones de fondo.
Figura 6.7 Pantalla sin cuadricula ni coordenadas de los ejes.
Figura 6.8 Pantalla con las coordenadas de los ejes.
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Figura 6.9 Pantalla con cuadrícula y coordenadas de los ejes.
Figura 6.10 Onda triangular de 14 Vp-p y 1 kHz de frecuencia (onda triangular original).
Si escogemos la opción “Symmetry” del generador de funciones y giramos la perrilla hasta el 100%, la onda anterior se “inclina” hacia la derecha como una rampa simulando una onda tipo diente de sierra.
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Figura 6.11 Onda tipo diente de sierra.
Si a la misma opción “Symmetry” giramos la perilla al 0%, la inclinación es a la izquierda.
Figura 6.12 Onda tipo diente de sierra inversa.
Aplicando la función “Duty cycle” al pulso observamos que cuando está al máximo porcentaje se forma una onda cuadrada pero solo muestra el estado activo de la señal. Caso contrario, si está al mínimo porcentaje, se forma una onda cuadrada pero sola muestra el estado inactivo de la señal. Cuando está al 50% se forma una onda cuadrada como la primera onda que realizamos en esta práctica.
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Figura 6.13 Pulso de 14 Vp-p y 1kHz de frecuencia al 100% de ciclo de trabajo.
Figura 6.14 Pulso de 14 Vp-p y 1kHz de frecuencia al 0% de ciclo de trabajo.
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Figura 6.15 Pulso de 14 Vp-p y 1kHz de frecuencia al 50% del ciclo de trabajo.
Conclusiones: A lo largo de la práctica observamos las distintas distorsiones que una onda puede llegar a sufrir por el ciclo de trabajo, desde tener una onda puramente activa o una onda puramente inactiva hasta formar un tipo de onda partiendo de otra totalmente diferente como paso con la onda triangular cuando estuvo al 50% del ciclo de trabajo. El osciloscopio tiene diversas opciones para la pantalla cuadriculada o con los colores invertidos, esto nos puede ayudar a tener una mejor “imagen” de alguna onda ya que podemos utilizar los cuadros como una escala y los colores invertidos resaltan más que los colores por defecto.
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Conclusiones generales del módulo Un Ingeniero en Comunicaciones y Electrónica, además de trabajar con corrientes, voltajes y resistencias, necesita producir, manipular y analizar señales u ondas. Para esto, el osciloscopio y el generador de funciones son de gran utilidad e incluso vitales para el desarrollo de nuestras labores. El primero nos permite visualizar ondas (ya sean senoidales, cuadradas, triangulares, y más), cuantificar sus parámetros, así como observar gráficamente la forma de onda. El segundo nos es de utilidad al poder producir señales con los parámetros especificados, como lo son la frecuencia, la amplitud y el offset, entre otros; las cuales pueden ser suministradas a circuitos que en un futuro diseñaremos, armaremos y analizaremos su respuesta, todo con el objetivo de darle un uso práctico al conocimiento obtenido. El equipo de laboratorio no es difícil de manejar si llevas un correcto aprendizaje, además de una buena y constante práctica. Al inicio del módulo no se tenían los conocimientos necesarios para hacer un correcto uso del equipo. A medida que pasó el tiempo, fuimos capaces de poder realizar las prácticas de la mejor manera posible, desde revisar y crear unas puntas de prueba, hasta generar una onda con ciertas características y proyectarla en el osciloscopio. Gracias a la práctica se pudo conocer más acerca de las señales con las cuales podemos trabajar en un circuito eléctrico, cómo generarlas a nuestra necesidad, saber interpretar sus parámetros y manejarlas de una forma adecuada.
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Bibliografía y cibergrafía consultada Práctica 1: - Wolf, S. & Smith,R. (1992). Guía para mediciones electrónicas y prácticas de laboratorio. Estado de México: Prentice-Hall Hispanoamérica, pp 172-178. - El osciloscopio. (2004). Recuperado de https://www.electronicafacil.net/tutoriales/Usodel-osciloscopio.php - Manual de usuario de los Osciloscopios serie 1000 de Agilent Práctica 2: - San Miguel, P. (2009). Electrónica. 1st ed. Madrid: Paraninfo, pp.70,71. - Generadores de Funciones, Todo Lo Que Necesitas Saber Sobre Ellos. (2018). Recuperado de https://www.acmax.mx/generadores-de-funciones-todo-lo-que-necesitassaber-sobre-ellos - Información Básica Sobre Acoplamiento AC y DC. (2011). Recuperado de http://digital.ni.com/public.nsf/allkb/33400D1ACDEE19B68625760800789319 Práctica 3: - Wolf, S. & Smith,R. (1992). Guía para mediciones electrónicas y prácticas de laboratorio. Estado de México: Prentice-Hall Hispanoamérica, pp 172-178. - Puntas de prueba. (2018). Recuperado de https://es.wikipedia.org/wiki/Punta_de_prueba Práctica 4: - El sonido, ondas sonoras. Recuperado de http://elruido.com/divulgacion/curso/ondas.html - Electronica digital generalidades. (2011). Recuperado de https://es.slideshare.net/mycatedra/electronica-digital-generalidades - Ondas mecánicas. (2001). Recuperado de http://www.enciga.org/taylor/temas/ondas/index.htm?ondas6.html
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Práctica 5: - Valor RMS, Promedio, Pico. (2016). Recuperado de https://unicrom.com/valor-rmspromedio-pico/ - Nota de Aplicación: Multímetros de Valor Eficaz Promediado vs. Valor Eficaz Verdadero (True RMS). (2019). Recuperado de https://www.finaltest.com.mx/RMS-vs-True-RMSp/art-02.htm Práctica 6: - Que es el duty cycle o ciclo de trabajo. (2016). Recuperado de http://www.electrontools.com/Home/WP/2016/08/29/que-es-el-duty-cycle-o-ciclo-detrabajo/ - Wolf, S. & Smith,R. (1992). Guía para mediciones electrónicas y prácticas de laboratorio. Estado de México: Prentice-Hall Hispanoamérica, pp 387,388,393.
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