INSTRUMENTACIÓN ELECTRÓNICA.

PRÁCTICA Nº 1.

EQUIPOS DE LABORATORIO.

Instrumentación Electrónica. Práctica nº 1

Juan Enrique García Sánchez, Noviembre de 2007. 2

El objetivo de la presente práctica es familiarizar al alumno con los equipos de laboratorio más habituales, especialmente con el generador de funciones y el osciloscopio digital. El profesor comentará brevemente la fuente de alimentación y el multímetro. El alumno conoce estos equipos, pues los ha utilizado en otras asignaturas, por ejemplo en física.

DESARROLLO DE LA PRÁCTICA.

1.- Conecte el generador de funciones a la red y pulse el interruptor de encendido.

2.- Tome una sonda para cada canal del osciloscopio (se trata de sondas compensadas con atenuación x10) y otra no compensada para la salida del generador de funciones.

3.- Conecte el osciloscopio a la red y pulse el interruptor de encendido. Aplique los procedimientos de control de funcionamiento, compensación de la sonda, autocalibrado y parámetros de atenuación de sondas, que se describen en el manual de usuario del osciloscopio. Lea detenidamente y ejecute las indicaciones de las páginas 5, 6, 7 y 8 del mismo.

Compruebe que en cada canal está seleccionada la opción x10, de esta forma la atenuación x10 de la sonda queda compensada.

Compruebe también que en los dos canales está seleccionado el acoplo DC.

4.- En las páginas 24, 25 y 26 del manual de usuario puede encontrar información detallada sobre las leyendas que aparecen en los márgenes de la pantalla del osciloscopio. Léalo con atención.

Son muchas las capacidades y opciones disponibles en este equipo. Como usuarios no expertos (más bien principiantes) es recomendable tener siempre cerca el manual de usuario, para consultar rápidamente cualquier duda que surja y aprovechar al máximo las posibilidades del osciloscopio digital.

5.- Conecte la salida del generador de funciones al canal uno del osciloscopio.

6.- Visualice el canal uno y, actuando sobre los controles del generador de funciones, genere una señal senoidal de 5Khz, 2V de amplitud y valor medio cero.

7.- Compruebe el efecto que tiene sobre la gráfica de la pantalla la modificación de la escala vertical (VOLTS/DIV) y la base de tiempos (SEC/DIV).

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8.- Añada un nivel de continua a la señal (actuando sobre el control de offset del generador de funciones) y observe la diferencia entre el acoplo CC y AC. Restablezca el acoplo CC y elimine en la señal el nivel de continua.

9.- Lea la frecuencia de la señal en el osciloscopio (medidas) y compárela con la que fijó en el generador de funciones.

10.- Visualice algunas señales para familiarizarse con los controles de escala vertical y base de tiempos. Visualice los dos canales individualmente y de forma conjunta, con acoplo CC y CA. Para añadir o eliminar un canal de la pantalla, basta con pulsar el botón correspondiente al canal.

11.- Accediendo al menú horizontal, defina una ventana con los controles posición horizontal y SEC/DIV y amplíela. Restablezca la base de tiempos principal.

12.- Conecte la sonda uno al punto de comprobación de sonda del osciloscopio. Visualice sólo el canal uno. Utilizando el menú medidas, obtenga el valor de pico a pico, valor medio, valor eficaz, frecuencia y duración del pulso positivo de la señal visualizada

13.- Compare el muestreo normal con el promediado a 128 muestras (menú adquisición). Utilice una señal cuadrada de 1 Khz. y 400 mV (aproximadamente) de pico a pico. Observe cómo en el modo promediado desaparece el ruido en la visualización. Esto se debe a que en cada barrido, se representa el resultado de promediar las muestras obtenidas en los últimos N barridos (4, 16, 64 o 128).

Esta técnica se hace más evidente si alterna en el canal una señal triangular y una cuadrada, manteniendo fijos la frecuencia, amplitud y valor medio. Se observa en la pantalla un cambio de forma de onda gradual, más lento cuanto más grande sea el número de muestras promediadas.

14.- Establezca el modo XY (menú pantalla). Alimente el circuito de la figura con una señal senoidal de 1 khz., amplitud 2 v. y valor medio cero. Si conecta las sondas en los puntos indicados en la figura, aparecerá en pantalla una elipse inclinada como la que se muestra. Son las denominadas curvas de Lissajoux. El desfase φ entre las señales correspondientes a los dos canales se puede variar modificando la posición del cursor en el potenciómetro y calcular con la siguiente expresión:

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛=

baArcSenφ

10K

15nFF=1 Khz A=2 v.

Sonda 1 Sonda 2

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Calcule el desfase aplicando el procedimiento anterior y también midiendo el

periodo y el desfase temporal entre las dos señales (en modo Y(t)). Para realizar las medidas sobre la pantalla, utilice los cursores accesibles a través del menú cursores.

Compare los resultados obtenidos por los dos procedimientos.

15.- Visualizando una señal cuadrada, observe la diferencia entre la interpolación por vectores y por puntos (menú pantalla). En la interpolación por puntos, la representación se obtiene dibujando los puntos de la muestra. En la interpolación por vectores, se dibujan líneas entre puntos consecutivos. La diferencia entre estas dos formas de representación se hace más evidente cuando la señal cambia bruscamente, como ocurre en los flancos de una onda cuadrada.

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Apellidos: Nombre:

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7.- ¿Qué efecto tiene, sobre la gráfica de la pantalla, la modificación de la escala vertical (VOLTS/DIV) y la base de tiempos (SEC/DIV)? El uso de estos controles ¿ altera las características (amplitud y frecuencia) de la señal que se está visualizando?

8.- Explique la diferencia entre el acoplo CC y el acoplo AC.

10.- ¿Es posible visualizar los dos canales con escalas verticales diferentes y escalas de

tiempos también diferentes? ¿Qué ocurre si el nivel de disparo lo colocamos fuera de la amplitud de la señal que se está utilizando como fuente de disparo?

¿Es posible disparar la adquisición del canal uno cuando alcanza determinado nivel el flanco negativo de la señal del canal dos? ¿Cómo?

11.- ¿Qué base de tiempos tiene la ventana ampliada?

Apellidos: Nombre:

HOJA DE RESPUESTAS DE LA PRÁCTICA UNO

12.- Rellene la siguiente tabla.

Vpico-pico Vmedio Veficaz Frecuencia Ancho de pulso (μS)

13.- ¿Porqué en el muestreo promediado, al cambiar la forma de onda, la visualización de la nueva señal no es inmediata?

14.- Complete la siguiente tabla cuando el potenciómetro toma el valor máximo.

Desfase (en grados) entre las tensiones del punto 1 y 2 Cálculo teórico Cálculo con osc. en modo temporal Cálculo con osc. en modo XY

¿Cuánto vale el desfase cuando el potenciómetro toma el valor cero?