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Osciloscopio - partes del osciloscopio, fuentes del poder



Resumen
Un osciloscopio es un instrumento de medición eléctrica para la representación grafica de señales eléctricas que pueden variar en el tiempo, es muy usado en electrónica de señal, frecuentemente junto a un analizador de espectro; el Generador de Funciones es un apa-rato electrónico que produce ondas sinusoidales, cuadradas y triangulares, ademas de crear señales TTL. Sus aplicaciones incluyen pruebas y calibración de sistemas de audio, ul-trasónicos y servo. El objetivo de esta practica era conocer el fundamento, y manejar es-tos instrumentos, para esto se llevó a cabo un procedimiento en el que se requirió un os-ciloscopio y un generador de funciones de tal manera que se pudiera conocer detallada-mente cada una de sus múltiples funciones creando diferentes imagenes.

Objetivos
1.
Conocimiento y manejo del osciloscopio y del generador de funciones





1. INTRODUCCIÓN

Como se observa en la figura 1 Y la figura 2.
Una fuente permite una corriente que calien-ta el filamento que a su vez calienta la placa llamada catodo. Este catodo al calentarse libe-ra electrones los cuales son atraídos por la placa A (llamado anodo), en la que mediante una fuente se ha colocado un voltaje positivo respecto al catodo, para que atraiga los elec-trones liberados en él.


Figura 1. Esquema de tubo de rayos catódicos

Laplaca A (anodo) tiene un orificio por el cual pasan los electrones que han sido acelerados y se dirigen hacia la pantalla.

La parte interior de la pantalla se ha cubierto de una capa fosforescente y cuando el haz electrónico choca con ella produce luminis-cencia.

En la trayectoria de los electrones se han co-locado las llamadas placas de deflexión verti-cal y de deflexión horizontal.

Si las capas de deflexión vertical les aplicamos un voltaje continuo, el haz electrónico se de-flectora hacia arriba o hacia abajo dependien-do de la polaridad de las placas. Si el voltaje es alterno en la pantalla se vera una línea verti-cal.


Figura 2. Partes reales de un osciloscopio

Si a las placas de deflexión horizontal se les aplica un voltaje continuo el haz sera desviado hacia los lados. Si se aplica un voltaje alterno en la pantalla se vera una línea horizontal.



Si se aplican simultaneamente voltajes a las placas de deflexión vertical y de deflexión horizontal, en la pantalla se veran figuras que dependen del tipo de voltajes aplicados.
PARTES DEL OSCILOSCOPIO

La figura 3, muestra un diagrama de bloques esquematicos de los módulos que constitu-yen un osciloscopio.


Figura 3. Esquema de los módulos internos de un osciloscopio

FUENTES DEL PODER

La figura 4. Muestra el diagrama de bloques de los módulosconstructivos del sistema de alimentación de energía de un osciloscopio.


Figura 4. Fuentes del poder

AMPLIFICADOR VERTICAL

La figura 5.
Esquematiza los módulos de ga-nancia para amplificar o atenuar la señal que queremos medir.


Figura 5. Amplificador vertical

BARRIDO HORIZONTAL

La figura 6.
Esquematiza el diagrama de blo-ques de los módulos relacionados con la ma-nera como se alimenta la señal al osciloscopio.


Figura 6. Barrido horizontal

Es un oscilador que produce un voltaje de dientes de sierra, de frecuencia variable, que al aplicarlo a las placas de deflexión horizontal permite desplegar en la pantalla la señal que se le aplico a las placas de deflexión vertical, en función del tiempo.

TUBOS DE RAYOS CATÓDICOS

Un tubo de rayos catódicos consiste esen-cialmente en un cañón de electrones capaz de generar un delgado haz electrónico, un sistema deflector y una pantalla recubierta por una fina capa de una sustancia luminis-cente.

El tubo de rayos catódicos o TRC es una de las principales piezas en el funcionamiento de un televisor. Gracias a esta valvula electrónica las señales eléctricas que se procesan desde su recepción en la antena y hasta su llegada a la placa base del TRC, pueden ser convertidas en información lumínica.


Figura 7. Esquema del tubo de rayos catódicosGENERADOR DE FUNCIONES

El generador de funciones es un equipo capaz de generar señales variables en el dominio del tiempo para ser aplicadas posteriormente sobre el circuito bajo prueba.


Figura 8. Generador de Funciones
Las formas de onda típicas son las triangula-res, cuadradas y senoidales.
También son muy utilizadas las señales TTL que pueden ser utilizadas como señal de prueba o referencia en circuitos digitales.

Otras aplicaciones del generador de funciones pueden ser las de calibración de equipos, rampas de alimentación de osciloscopios, etc.

2. PROCEDIMIENTO

Para esta practica se contó con un oscilosco-pio de doble canal y dos generadores de fun-ciones que permiten diferentes formas de onda: seno, triangular, cuadrada, etc.

Para dar inicio a esta practica, se nos reco-mendó observar el osciloscopio e identificar los diferentes botones y perillas, que contro-lan las funciones.

Posteriormente se encendió el osciloscopio y se observó el punto que aparecía en la panta-lla, se movieron los botones de Intens y Focus para obtener una mayor nitidez del punto.

A continuación se procedió a observar la utili-dad de cada una de las partes del oscilosco-pio, así

→CONTROLES DE UN OSCILOSCOPIO



Se inyecto al osciloscopio una señal Seno por medio de un generador de funciones aplicado al canal 1. Secolocó la perilla vertical del canal 1 en el valor de 1 Volt/Div, y con el botón am-plitud del generador la función seno ocupo una división vertical, luego se colocó la perilla en diferentes posiciones. Identificados los botones AC- GND- DC, se aplicó una señal seno y se observaron los diferentes cambios dados por los botones. Se identificó la perilla de posición vertical, se movió y se observó su efecto. Reconocidos los botones CH1- ALT- CHOP- ADD-CH2, para ver su efecto se aplicó con el generador una función cuadrada al canal 2.

→BARRIDO HORIZONTAL

Se desactivo el barrido horizontal, obteniendo un punto luminoso en la pantalla, posterior-mente se reactivó el barrido horizontal obser-vando su efecto. Se inyecto por el canal 1 una función seno de 200 Hz, luego se movió la perilla de barrido hasta lograr en la pantalla una sola sinusoide. Posteriormente se cambió la función seno de 200 Hz a 400Hz y se realizó la misma operación.

Se identificó el botón CAL de la selección de barrido horizontal, fue movida y observado su efecto. Identificado el botón X10MAG. Este era un magnificador de tiempo de barrido horizontal.

→CONTROLES DEL TUBO DE RAYOS CATODI-COS

Intensidad- foco- astigmatismo. Trace rota-tion. Se colocó en la pantalla una recta hori-zontal y se acciono este último botón hasta dejar el punto inicialen la pantalla.

3. RESULTADOS
Al comenzar la practica con el fin cumplir con el objetivo de conocer el manejo de un osci-loscopio. Primero que todo se debía encen-der el osciloscopio y el generador de funcio-nes y revisar si los botones de calibración se encontraban en “cal” y revisar si el trazo en la pantalla era continuo y nítido, si no se encon-traba así era necesario accionar los botones “intensity” y “focus” para lograr la nitidez ne-cesaria.


Figura 9. Botones “intensity” y “focus” de un osciloscopio

Luego de esto se acciona el generador de funciones, introduciendo una función seno al osciloscopio.


Figura 10. Generador de funciones

Y por medio de la perilla de barrido horizontal se busca obtener una señal estable tal como se muestra en las figuras 11 y 12.

Figura 11. Perilla de barrido horizontal


Figura 12.
Osciloscopio que muestra una fun-ción seno estable

Luego al manejar la perilla vertical del canal 1 (CH 1) dejandola en 1 volts/div, y el botón de amplitud del generador de funciones logran-do que la función seno ocupe tan solo una división vertical, se pudo evidenciar que al variar la posición de la perilla del CH 1, cambia la amplitud vertical de la señal de la función, pues a 0,5 volts/div la función ocupó dos divi-siones verticales, y al llevarla de pico a pico de la pantallala perilla mostraba 0,2 volts/div, tal y como se muestra en la figura 13.


Figura 13. Función seno pico a pico en el osci-loscopio


Figura 14.
Perilla vertical canal 1 (CH 1), volts/div

Luego se identificó el botón que selecciona los tipos de acoplamiento AC – GND – DC, donde al aplicarle la función seno se evidenció que en AC se mostró la componente seno ya que bloquea mediante un condensador la componente continua que posea la señal exterior, mientras que en DC mostró la fun-ción seno con su componente de corriente continua ya que deja pasar la señal tal como viene del circuito exterior (es la señal real), y en GND se mostró una línea horizontal de referencia.


Figura 15. Función seno en AC


Figura 16.
Línea de referencia mostrada en GND


Figura 17.
Botón de selección AC – GND – DC
Luego se identificó la perilla de posición verti-cal, de lo cual se observó que ésta se encarga de desplazar la señal en posición vertical (arri-ba – abajo), ya que añade un voltaje continuo que se le suma a la señal aplicada, lo que pro-voca el cambio de posición.


Figura 18. Efecto producido por la perilla posi-ción vertical


Figura 19.
Perilla de posición vertical

Después se identificó el barrido horizontal dado por la perilla de time/div, donde al des-activarla se obtiene un punto luminoso en elcentro de la pantalla. Luego al activarse, el punto comienza a expandirse, formando la función aplicada, para este caso seno. Apli-cando por el canal 1 una función seno de 200 Hz, buscando con la perilla que se forme una sola sinusoide, lo cual demuestra que la fun-ción de la perilla es el de expandir la función, reduciendo la velocidad, pues al formar una sola sinusoide de la función la perilla mostraba que disminuyó la velocidad hasta -1m/s, pero así como disminuye la velocidad, se aumenta la frecuencia de la señal, pues al observar el generador de funciones se mostró una fre-cuencia de 554 Hz. De esto se puede dar cuenta en la figura 20.


Figura 20. Sinusoide de la función seno, ex-pandida la perilla de barrido horizontal


Figura 21.
Perilla de barrido horizontal ti-me/div

Con el botón CAL de la selección de barrido se logra observar, que se aumenta o se compri-me la grafica de la función de forma horizon-tal.



Figura 22. Botón Cal de selección de barrido horizontal

El botón X10MAG, tiene la capacidad de cam-biar la posición horizontal de la función tal y como se muestra en la figura.


Figura 23. Cambio de posición horizontal de la función seno con el botón X10MAG

4.
CONCLUSIONES

• Se logró conocer y manejar un oscilos-copio y un generador de funciones, con cada uno de sus elementos.





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