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Práctica: Osciloscopio & Generador de SeñalGENERADOR DE SEÑAL Y EXPERIENCIAS. INTRODUCCIÓN AL OSCILOSCOPIO.

FRANCISCO JAVIER GONZÁLEZ RODRÍGUEZ

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De la electrostática a…

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…al lado oscuro

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IntensidadI

Ley de Ohm

Vab = R · IViva la Reina de Inglaterra

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¿Y para qué me sirve?

Permite transportar energía fácilmente (a través del cable, inalámbricamente…)

Se puede transformar muy fácilmente (luz, calor, movimiento…) Actuadores

Se puede obtener información del exterior en función de corriente eléctrica (micrófono, interruptor, fotocélula)… Sensores, transductores

Creación de la Electrónica Analógica y la Electrónica Digital: Empleo de la electricidad en infinidad de componentes para comandar salidas en función de entradas y de la historia del circuito.

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Trabajando con la electricidad

1. ¿Qué componente proporciona energía en forma de diferencia de potencial entre sus extremos?

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Trabajando con la electricidad

1. ¿Qué componente proporciona energía en forma de diferencia de potencial entre sus extremos?

2. ¿Qué componentes actúan ante una corriente eléctrica?

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Trabajando con la electricidad

1. ¿Qué componente proporciona energía en forma de diferencia de potencial entre sus extremos?

2. ¿Qué componentes actúan ante una corriente eléctrica?

Analógica

Digital

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V frente a t – (pila, cargador…)

V (V)

t (s)

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Inconvenientes - Difícil de transportar

Difícil de transformar

Difícil de producir

Generalmente más cara…

Pérdidas f( I2 )Cobre, 300V, 300A, 10 km, AWG 4 (~5mm)700kW perdida, consumo 90 kW, debo suministrar 2300 V…

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Solución - Fácil de producir – GENERADORES ELÉCTRICOS

Fácil de transformar – TRANSFORMADORES

Barata

Pérdidas f( I2 )Cobre, 230V en generación, 300A, 10 km, AWG 4 (~5mm). Con un transformador de 230 subo a 100 000 V: 0,7 A!!! 34,3 W de pérdida, me quedan al final de línea casi 100 000V 69 kW útiles

El peso es función inversa de la frecuencia• Terrestre: 50 / 60 Hz• Aire: 500 Hz en sistemas embarcados

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Gráficas V frente a t A) Cuadrada, B) Triangular, C) Dientes de Sierra, D) Sinusoidal

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Sinusoidal

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¿Dónde encontrarla?AC

En los dispositivos informáticos digitales: Cuadrada de Vpp 5 V

En los enchufes: Sinusoidal, Vrms 230 V (50 Hz: ESP y gran parte de Europa); (60 Hz: América, Canadá…)

En las redes de distribución: 20.000 a 100.000 V (Muy alta tensión)

En los trenes de alta velocidad

25 kV (AVE S-102)

DC

Pilas, baterías: Desde 1,5 V hasta 18 V.

Vehículos: 12 – 18 V (muy alta Imax).

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¿Dónde encontrarla?AC

En los dispositivos informáticos digitales: Cuadrada de Vpp 5 V

En los enchufes: Sinusoidal, Vrms 230 V (50 Hz: ESP y gran parte de Europa); (60 Hz: América, Canadá…)

En las redes de distribución: 20.000 a 100.000 V (Muy alta tensión)

En los trenes de alta velocidad

25 kV (AVE S-102)

DC

Pilas, baterías: Desde 1,5 V hasta 18 V.

Vehículos: 12 – 18 V (muy alta Imax).

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¿Y en los laboratorios?

Fuentes de alimentación: Reguladas, 0-50 V, DC

Generadores de Señal: AC, cualquier forma.

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Nuestra alternativa Velleman PSGU250

Two-channels USB oscilloscope, sampling 250 Hz to 25 MHz

Wave generator, 0,005 HZ to 1 MHZ (sine), to 500 kHz (others)

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Frecuencia deseada

Duty cycle

Tipo de señal

AmplitudOffset

𝑉 𝑠𝑎𝑙𝑖𝑑𝑎 (𝑡 )=𝑉 (𝑡 )+𝑉 𝑜𝑓𝑠𝑒𝑡

Generando ondas

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Vamos a los calambrazos

¿ALGÚN VOLUNTARIO? ;)

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Capacidad de refresco del ojo

¿Qué rango de frecuencias podemos ver?

Material: Generador de señal, cables, LED, alumnos 2º BACH.

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Rango de frecuencias del oído humano

¿Hasta que frecuencia podemos percibir?

¿Es la misma para todos?

NOTA: Onda sinusoidal(probar con cuadrada).

Material: Generador de señal, cables, altavoz, alumnos.

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El OsciloscopioINTRODUCCIÓN

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En la práctica es necesario medir magnitudes que implica tensiones

Fotodetectores

Sensores de posición

Evolución de sistemas digitales

Un enchufe que no funciona…

Medida indirecta de intensidad, resistencia…

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PosibilidadesME INTERESA EL VALOR

Polímetros: voltímetros.

ME INTERESA LA EVOLUCIÓN

Osciloscopios

200 gramos8 € (gama baja), 40-50€ (gama media), 500 € (gama alta)

Mín. 5 kg2 000 € hasta…The sky is the limit

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Pantalla y funciones

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TRIGGER (GATILLO)

Empiezo desde un punto

determinado

Punto inicial

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Coupling (acoplamiento)

Vamos a separar cositas… +

Permite medir la parte alterna y la parte continua por separado

AC

DC

[cómo: se coloca un condensadorno deja pasar la DC]

[cómo: filtros pasa-bajos: circuitos muy lentosno le afecta la AC]

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Transformada de Fourier

REDUCIR SEÑALES A SUMA DE SENOS

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Transformada de Fourier

REDUCIR SEÑALES A SUMA DE SENOS

¡¡Qué lo haga la maquina!!

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FFT (Fast Fourier Transformation)

ELECTROCARDIOGRAMA

¿QUÉ ONDA CREÉIS QUE REPRESENTA?

Gráficas que nos dicen cuántas ondas senoidales, de qué amplitud y de qué frecuencia tenemos que coger.

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Midiendo con el osciloscopio

Base de tiempo

Base de tensiones

PosiciónTrigger:

On/Off/Auto

Canal

¿Subida o bajada?

Coupling AC+DC

Tipo de puntas

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Experiencias con el osciloscopioGrabando nuestra voz.

Observar las ondas producidas por nuestra voz en un micrófono.

MATERIAL: Osciloscopio, cables, micrófono, alumnos.

Circuito de amplificación: El micrófono produce una señal muy tenue, se ha de aumentar para poder verla bien.

¡¡¡Ya han tocado!!!MUCHAS GRACIAS POR VUESTRA ATENCIÓN