Trabajo Práctico N° 2
Demostración Prática:
1) Conectar las 2 fuentes en serie
Las fuentes que se encuentran en el laboratorio , poseen una opción que nos permiten conectar las fuentes en Serie presionando tan solo un botón.
Al conectarlas de esta manera , lo que obtenemos como resultado es una fuente simétrica ( es decir que si medimos de la masa , a cualqiera de los extremos de la fuente vamos a tener la misma tensión , pero invertida )
Cabe recordar que al estar en serie ambas fuentes , lo que sucederá es que al variar la tensión en una cambiará también la tensión en la otra al mismo tiempo .
A continuación se verá el video demostrativo :
2) Conectar las fuentes en serie simétrica
En esta medición conectaremos ambas fuentes de la siguiente manera :
El negativo (-) de la fuente derecha al positivo (+) de la fuente izquierda , logrando así tener +Vcc en el positivo de la fuente 1 ( derecha ) , masa en el negativo de la fuente 1 o en el positivo de la fuente 2 y -Vee en el negativo de la fuente 2 ( izquierda )
Al conectar las fuentes de esta manera lo que logramos es que al variar la tensión de una fuente , esa variación no afecte a la otra cambiandonos el valor de tensión .
Debajo , se encontrará el video explicativo de dicha conexion :
3) Corte de corriente automático
Las fuentes de alimentación en general , poseen un sistema de seguridad , que se denomina " Corte de seguridad de corriente " .
El mismo sirve para proteger de sobrecargas , tanto la fuente misma , como el circuito / proyecto que estemos probando con dicho instrumental.
Las fuentes del laboratorio , tienen un corte de seguridad de corriente de aproximadamente 3A . Para probar el sistema de seguridad que posee el artefacto , conectaremos un resistor de 4.7 Ω x 2W entre los terminales positivo (+) y negativo (-) de la fuente del lado derecho ( recordando que la tensión que le aplicamos a la fuente fué de 3,05 V )
Al conectar dicho componente al artefacto , vemos entonces , como la luz de encendido de la fuente se apaga y se prende automaticamente la luz de corte de corriente , desconectando así la fuente del circuito / proyecto de prueba.
Calculo de la tensión aplicada al resistor :
P = I² . R => 2W = I² . 4,7 Ω => 2W / 4,7 Ω = I² => 0,425 A = I²
√0,425 A = I
| 0,65 A = I |
0,65 A = V / 4,7 Ω => 0,65 A . 4,7 Ω = V
| 3,05 V = V |
A continuación se vera el clip relacionado al corte de seguridad de corriente :
4) Encender el osciloscopio y Calibrarlo
En las prácticas de laboratorio , usaremos el osciloscopio digital DS1000E
Una ves encendido el osciloscopio lo primero que observaremos es una señal ( Generalmente es solo ruido )
Si deseasemos que las configuraciones del osciloscopio sean identicas como las que vienen de fàbrica lo que tendremos que hacer es dirigirnos hacia el menú "Storage" , y luego precionar en la opciòn de "Almacenamiento" para desplegar el menú .
Con la herramienta de selección elegimos "Fabrica", y por ultimo le damos al boton que dice "Cargar". El osciloscopio tardara unos segundos y quedarà configurado igual que cuando sale de la fabrica
Por ultimo conectaremos la punta de medición , y presionaremos el botón "Auto" , para ver como este automáticamente se configura mostrandonos la señal que queremos observar
A continuación veremos el video mostrativo de la medición:
5) Programar el generador de funciones
Lo que haremos en esta medición , es programar el generador de funciones debidamente para inyectarle una señal al osciloscopio digital y luego verla en su pantalla.
El generador de funciones posee un panel delantero , que en la primera fila muestra las distintas frecuencias que posee el mismo ( dichas frecuencia van desde 10^0 hasta 10^6 )
Debajo , en la siguiente fila elegiremos la forma de onda que queremos para la señal
( cuadrada, triangular o senoidal ) en nuestro caso optamos por una señal triangular .
A continuación se observará el video correspondiente a dicha medición:
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| Imágen Señal Senoidal |
6) Verificación de la señal
En esta demostración lo que explicaremos es como verificar una señal en el osciloscopio ( recordando que previamente se lo conectá al generador para inyectarle la señal )
Para saber si nuestra señal es la deseada conectamos el generador de funciones al osciloscopio y apretamos el botón "Auto" del mismo. Los osciloscopios del laboratorio , tienen la gran ventaja de medirnos en pocos pasos valores de las señales , como por ejemplo el pico a pico (Vpp) y el de la frecuencia entre otros.
Para medir la tensión pico a pico de la señal , lo que tendremos que hacer , es ir al boton " Measure" y luego entrar en el menú de " Tensión " , en el cual con la perilla seleccionaremos la opción que dice "Vpp"
Por otro lado , para medir la frecuencia de nuestra señal debemos entrar en el menú de "Tiempo" y con la perilla elegimos la opción que indica "Frecuencia".
Cabe recordar que para ambos casos , los valores apareceran demostrados debajo de la señal .
A continuación se vera el clip correspondiente a está medición :
7) Cambio de señal en el generador de funciones
Lo que haremos a continuación será , cambiar la forma de onda que entrega el generador de funciones y cambiarl la frecuencia a 545 Hz ( recordar que en la medición anterior , teniamos 1KHZ ) .
Para ello simplemente habrá que apretar el botón de onda triangular , y luego mediante la perilla de frecuencia , ajustar el generador a la frecuencia deseada , en este caso 545 Hz
Cabe aclarar que no hace falta modificar el botón en la barra de frecuencia , ya que el botón de 1KHz abarca frecuencias que van desde los 400 Hz hasta 3Khz .
8) Medición de tiempo de subida de una señal
En este tramo del trabajo práctico , observaremos y mediremos el tiempo de subida de una señal .
El tiempo de subida se define como el tiempo en el cual una señal va aumentando de valor , ademas el mismo describe el rango de frecuencia útil de un osciloscopio.
Para realizar esta medición nos dirigimos al menú "Measure" luego a "Tiempo" y finalmente con la perilla de selección elegimos el botón "T. subida".
El valor de tiempo de subida de la señal , nos aparece en la parte inferior de la pantalla del osciloscopio.
Debajo , se encuentra el video que demuestra dicha prueba :
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| Imágen de Tiempo de Subida |
9) Guardar imagenes con el osciloscopio
Los osciloscopios del laboratorio tienen la función de poder guardar una imágen de una señal que estamos midiendo en un dispositivo de almacenamiento USB ( ya sea un pendrive , memoria interna o celular )
Una vez conectado el dispositivo, nos aparecerá inmediatamente un cartel de confirmación para avisarnos que reconoció la unidad .
Para guardar una imágen primero tenemos que configurarlo para que guarde una imagen , para ello vamos a al menú "Storage" y elegimos la opción "Almacenamiento". A continuación con la perilla de selección elegimos "Mapa de bits".
Después de esto elegimos la opción de almacenamiento "Externo" y esto nos llevará rapidamente a una pantalla donde aparecerá el directorio de raíz de la unidad de almacenamiento.
El proximo paso es elegir en donde guardarlo y luego seleccionar la opción " Nuevo archivo".
Nos aparecerá una pantalla donde podemos cambiar el nombre a la imágen si así lo desearamos.
Finalmente apretamos el botón de "Guardar" y esperamos hasta que se dicho archivo sea guardado.
A continuación se vera el clip referido al guardado de imagen :
10) Flanco Descendente
En esta medición lo que haremos es cambiar el flanco que tenemos en la señal original ( Flanco Ascendente ) al Flanco Descendente .
Para cambiar el modo de disparo del osciloscopio a Flanco Descendente tenemos que oprimir el botón de "Trigger", entrar al menú de "Pendiente" y elegir la opción con la flecha en dirección descendente con la perilla de selección.
Vídeo demostrativo de dicha medición:
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| Imágen de la medición |
11) Desenganche de la señal y sensibilidad del disparo
En la última medición lo que haremos es probar el desenganche de una señal y su sencibilidad de disparo .
Para ello con la perilla de "Level" podemos cambiar la sensibilidad de disparo en el caso que la señal no se vea muy estable en el osciloscopio.
Al girarla va a aparecer una linea horizontal en el medio de la pantalla que la vamos a poder mover y desplazar verticalmente ( tanto para arriba como para abajo )
En el caso de que esta linea se salga del rádio de nuestra señal vamos a ver como inmediatamente la señal se vuelve irreconocible , es ahí cuando se dice que la señal se encuentra en desenganche .
Vídeo Correspondiente al desenganche de señal :
Demostración Teórica :
A continuación daremos un pantallaso general de los instrumentos que utilizaremos a lo largo del año en el laboratorio .
¿Cuales son los instrumentos que utilizaremos ?
Los instrumentos que usaremos a lo largo del año serán básicamente los 3 siguientes : Osciloscopio Digital , Generador de Funciones y Fuente de alimentación .
Debajo explicaremos las características de c/u de los artefactos .
Generador de Funciones :
Un Generador de funciones es un aparato electrónico que produce ondas senoidales, cuadradas y triangulares . Además el mismo puede crear señales TTL , con unas características determinadas de frecuencia, amplitud y forma.
Se emplea normalmente en el diseño, test y reparación de dispositivos electrónicos
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| Generador de Funciones GW INSTEK |
Osciloscopio Digital :
Un osciloscopio es un instrumento de medición electrónico que representa gráficamente señales eléctricas que pueden variar en el tiempo .
Presenta los valores de las señales eléctricas en forma de coordenadas en una pantalla, en la que normalmente el eje X (horizontal) representa tiempos y el eje Y (vertical) representa tensiones . La imagen así obtenida se denomina oscilograma
En el osciloscopio digital la señal es previamente digitalizada por un conversor analógico digital .
Por otra parte los osciloscopios digitales tienen posibilidades adicionales, tales como el disparo anticipado (pre-triggering) para la visualización de eventos de corta duración, o la memorización del oscilograma transfiriendo los datos a un PC. Esto permite comparar medidas realizadas en el mismo punto de un circuito o elemento.
La principal característica de un osciloscopio digital es la frecuencia de muestreo, la misma determinara el ancho de banda máximo que puede medir el instrumento, viene expresada generalmente en MS/s (millones de muestra por segundo) .
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| Osciloscopio Digital Rigol |
Fuente de alimentación:
En electrónica, una fuente de alimentación es un artefacto que convierte la tensión alterna de la red de suministro (220 V ) en una o varias tensiones , prácticamente continuas , que alimentan los distintos circuitos del aparato electrónico al que se conecta ( en nuestro caso circuitos de aplicación / proyectos ) .
Funcionamiento:
El transformador de la fuente es alimentado por 220 V a 50 Hz de frecuencia , el mismo se encarga de reducir la señal de alterna ingresante del tomacorriente .
A continuaciòn esa corriente serà depositada en la etapa de rectificaciòn a cargo de los diodos , que convertiràn la corriente alterna en corriente continua .
Luego los capacitores de filtro se encargan de terminar de eliminar cualquier componente de alterna que haya quedado de la etapa anterior y dejar la onda lo más plana posible .
Por ultimo la tensiòn se distribuye a los Circuitos reguladores de tensiòn para que los mismos se encargen de regular las tensiones que entregarà a la salida la fuente , recordando que a la salida de la etapa de regulaciòn se encuentra otro juego de capacitores que ayudan a aplanar la tensión de salida .
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| Fuente de alimentación Modelo HY3005 D-3 |
¿Què diferencia existe entre un osciloscopio digital y uno analógico?
Los osciloscopios se pueden clasificar de una forma general , en analógicos y digitales . Para muchas aplicaciones , dará igual el uso de un osciloscopio analógico que uno digital
Sin embargo,cada uno de ellos tiene características únicas que le pueden hacer más o menos conveniente para aplicaciones específicas .
Osciloscopios Analògicos
Fundamentalmente un osciloscopio analógico trabaja aplicando el voltaje medido de la señal directamente al eje vertical de un haz electrónico , que se mueve de izquierda a derecha a través de la pantalla del osciloscopio usualmente un tubo de rayos catódicos (TRC) .
La parte posterior de la pantalla está tratada con fósforo luminoso que brilla siempre que el haz electrónico incide sobre ella . El voltaje de la señal desvía el haz hacia arriba y hacia abajo proporcionalmente y conforme se mueve horizontalmente a través de la pantalla , trazando así la forma de onda en la pantalla.
Cuanto más frecuentemente incida el haz sobre un punto específico de la pantalla , más brillante aparecerá dicha posición . El TRC limita el rango de frecuencias que puede mostrar un osciloscopio analógico.
En frecuencias muy bajas , la señal aparece como un punto brillante , de movimiento lento , que resulta difícil distinguir como una forma de onda En frecuencias altas , la velocidad de escritura del TRC define el límite.
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| Osciloscopio Analógico GW INSTEK |
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| Estructura de un Osciloscopio Analógico |
Osciloscopios Digitales
A diferencia de un osciloscopio analógico , un osciloscopio digital utiliza un convertidor analógico digital (ADC) para convertir el voltaje medido en información digital.
Estos osciloscopios adquieren la forma de onda como una serie de muestras , y las almacenan hasta que acumulan muestras suficientes como para describir una forma de onda . El osciloscopio digital reconstruye entonces la forma de onda para su presentación en pantalla
Los osciloscopios digitales se pueden clasificar en osciloscopios de memoria digital , o simplemente , osciloscopios digitales (DSO) , osciloscopios de fósforo digital (DPO) y osciloscopios de muestreo.
La técnica digital permite que el osciloscopio pueda representar cualquier frecuencia dentro de su rango , con estabilidad , brillantez y claridad.
Para señales repetitivas , el ancho de banda del osciloscopio digital es una función del ancho de banda analógico de los componentes de entrada del osciloscopio , comúnmente conocido como el punto de atenuación a -3dB .
Para eventos transitorios y de disparo único , tales como pulsos y escalones , el ancho de banda puede verse limitado por la velocidad de muestreo del osciloscopio
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| Estructura de un Osciloscopio Digital |
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| Osciloscopio Digital RIGOL |
Bibliografia
Para la realización del presente trabajo práctico , utilizamos las páginas y textos que daremos a conocer a continuación :
- Documento PDF : http://es.scribd.com/doc/7630284/59/Tiempo-de-subida
- Pagina de Internet : http://es.wikipedia.org/wiki/Osciloscopio
- Pagina de Internet : www.unicrom.com
- Revista / Fascìculo Electrónica enciclopedia práctica
Conclusiones
En este trabajo práctico , recordamos las funciones y el correcto uso del instrumental del laboratorio , es decir ( Generador de Funciones y Fuente de Alimentaciòn )
Por otra parte conocimos y aprendimos a usar un osciloscopio digital , recordando que anteriormente usábamos tanto en laboratorio I , como en taller , un osciloscopio analógico .
En base a esos conocimientos adquiridos y conocimientos previos , realizamos mediciones en las cuales aplicamos el instrumental mencionado anteriormente.
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