Generador de Funciones y Osciloscopio PDF

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Apunte Generador de Funciones y Osciloscopio...

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INSTITUT INSTITUTO O POLITÉ POLITÉCNICO CNICO NACIO NACIONAL NAL ESIME UN UNIDAD IDAD “CULHUA “CULHUACAN” CAN” CIRCUIT CIRCUITOS OS DE C.A. Y C.D. Profesor: Carmona Blando Andrés Grupo: 3EM15 Alumna: Guerra Elguera Anahi Generador de Fun Funciones ciones y Osciloscopio. SEMESTRE 2021-1

Es un aparato electrónico que produce ondas sinusoidales, cuadradas y triangulares, además de crear señales TTL. Sus aplicaciones incluyen pruebas y calibración de sistemas de audio, ultrasónicos y servo. El generador de funciones, específicamente trabaja en un rango de frecuencias de entre 0.2 Hz a 2 MHz. También cuenta con una función de barrido la cual puede ser controlada tanto internamente como externamente con un nivel de DC. El ciclo de máquina, nivel de offset en DC, rango de barrido y la amplitud y ancho del barrido pueden ser controlados por el usuario. Los generadores de funciones, como su nombre lo indica son equipos capaces de generar funciones o señales. Es por esta característica que es un equipo imprescindible para cualquier banco de trabajo en electrónica. Las aplicaciones de un generador de funciones podemos dividirla, de manera general, en tres:  

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Crear señales: Señales creadas desde cero para simular, estimular y probar distintos circuitos y dispositivos. Replicar señales: Ya sea una anomalía, un error o una señal adquirida por un osciloscopio, podemos recrearla utilizando un generador de funciones en nuestro laboratorio para variar sus parámetros y analizarla Generar señales: Señales ideales o funciones ya conocidas para utilizarlas como referencia o como señal de entrada para pruebas.

GENERAD GENERADORES ORES DE FUNCION FUNCIONES. ES. Actualmente son los generadores básicos que cuestan entre 100 y 1000 dólares. Las funciones comunes son la generación de onda sinodal, cuadrada y triangular. Estas formas de onda pueden ser modificadas en frecuencia, amplitud, offset y ciclo de trabajo (duty cycle). Variando estos parámetros podemos obtener formas de onda cuadradas, o triangulares modificadas que se conocen como señales pulsadas o de diente de sierra. La mayoría de los generadores de funciones actuales cuentan con un contador de frecuencia interno que monitorea y despliega en una pantalla la frecuencia de salida con gran exactitud. A veces se cuenta con una entrada para el frecuencímetro interno de tal manera que este puede ser alimentado con una señal externa. Así se tiene un generador de funciones con un frecuencímetro integrado. Las especificaciones principales incluyen la frecuencia máxima de la onda sinodal y el voltaje máximo de salida pico a pico con una en un ambiente controlado. Determinada impedancia de entrada. Las funciones adicionales pueden incluir contador de frecuencia, capacidad de modulación interna y barrido de frecuencia.

GENERADO GENERADORES RES ARBITRARIA ARBITRARIASS ARBTRARI ARBTRARIOS. OS. Estos

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FUNCIONES GENERADORES

aparatos generan, además de las formas de onda estándar, formas de onda arbitrarias. Estas formas de onda pueden tener infinidad de formas. Y se usan en una gran cantidad de aplicaciones para reproducir señales eléctricas del mundo "real". El rango de precio de estos generadores esta entre los 800 y 100,000 dólares dependiendo de la velocidad del reloj interno, la longitud de la tabla de registro interno y de la resolución vertical. Las formas de onda se pueden crear usando un editor interno en la pantalla del generador, o usando un software de edición para computadora generalmente incluido con el equipo. A veces estos generadores tienen más de una salida o canal que les permite generar señales con la misma referencia de tiempo en fase o desfasadas. En algunos modelos es posible acceder a una salida digital paralela de los datos con una palabra digital de alrededor de 12 bits.

GENERAD GENERADORES ORES DE RAD RADIO IO FRECUEN RECUENCIA CIA (RF).

Los generadores de radio-frecuencia son instrumentos que producen señales semejantes a las del radio, para verificar el equipo de transmisión y recepción de la comunicación por este mismo medio. El término radio-frecuencia, también denominado espectro de radiofrecuencia o RF, se aplica a la porción menos energética del espectro electromagnético, situada entre unos 3KHz y unos 300GHz. Las ondas electromagnéticas de esta región del espectro se pueden transmitir aplicando la corriente alterna originada en un generador a una antena. En la actualidad hay generadores de RF "analógicos" y generadores "digitales". En realidad todos tienen componentes y circuitos análogos y digitales internos, la diferencia esta principalmente en las capacidades de modulación. Un generador de RF analógico puede o no generar salida con modulación en AM, FM, PM y a veces modulación por pulsos. Un generador de RF "digital" tiene un generador IQ interno o externo que genera señales de radiofrecuencia moduladas en diversos esquemas de modulación digital, como pueden ser 64QAM, QPSK, 8VSB u otros de salto de frecuencia como señales de BlueTooth, WLAN o CDMA. El rango de precio de los generadores de RF puede varias entre los 5,000 dólares hasta más de 100,000 dólares dependiendo de la frecuencia de salida, la complejidad y longitud de la modulación.

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1. AMPLITUDE: la amplitud de la forma de onda de salida es variable y se incrementa girando la perilla en sentido horario.

2. FUNCTION: este banco de conmutadores se emplea para seleccionar la forma de onda de salida. Sólo se puede seleccionar una forma de onda a la vez.

3. FREQUENCY FREQUENCY: esta perilla, conjuntamente con (4), se utiliza para ajustar la frecuencia de salida. 4. RANGE RANGE: este banco de conmutadores permite seleccionar el rango de frecuencia producida -la selección actúa como multiplicador de la perilla (3)-.

5. RAMP / PULSE: se utiliza para ajustar el ciclo de trabajo de las ondas rectangulares y de las rampas. Cuando la perilla está presionada, el ciclo de trabajo permanece fijo en 50%. Cuando la perilla se libera, el ciclo de trabajo se puede ajustar entre 20% y 80%.

6. ATTENUATION ATTENUATION: cuando este botón está presionado, la señal se atenúa en -30dB. 7. DC OFF OFFSET: SET: esta perilla permite agregar a la señal de salida un voltaje DC entre -10V y +10V, siempre y cuando la perilla esté liberada.

8. POWER ON ON: botón de encendido/apagado del equipo. 9. POWER INDICATOR LED LED: indicador que se enciende cuando el interruptor (8) está presionado. 10.OUTPUT: este conector provee la señal de salida.

Un osciloscopio es un tipo de instrumento de pruebas electrónico, y sirve para mostrar y analizar el tipo de onda de señales electrónicas. Además, este dispositivo dibuja una gráfica que representa señales eléctricas, las cuales varían con el tiempo. Un osciloscopio comúnmente puede mostrar formas de onda de corriente alterna (AC) o corriente directa (DC) con frecuencias desde 1hertz (Hz) hasta varios megahertz (MHz). También, osciloscopios de alto rendimiento pueden mostrar señales con frecuencias de varios cientos de gigahertz (GHz).

DISTRIBU DISTRIBUCIÓN CIÓN DE LA PA PANTALLA. NTALLA. La pantalla del osciloscopio está dividida en escalas horizontal y vertical. El tiempo se muestra de izquierda a derecha en la escala horizontal. Mientras que, el voltaje se muestra empezando en cero al

centro de la pantalla en la escala vertical, con valores positivos hacia arriba, y valores negativos hacia abajo. La escala horizontal se mide en segundos por división (s/div), milisegundos por división (ms/div), microsegundos por división (µs/div), o nanosegundos por división (ns/div). La escala vertical se mide en volts por división (V/div), milivolts por división (mV/div) o microvolts por división (µV/div). Todos los osciloscopios tienen opciones para ajustar las escalas vertical y horizontal.

ESPECIFICA ESPECIFICACIONES CIONES CLA CLAVE VE DE UN OSCILOSC OSCILOSCOPIO. OPIO. Algunos osciloscopios son mejores que otros, por lo que estas características te pueden decir que esperar de tu osciloscopio:  “INPUT IMPEDANCE” (IMPEDANCIA DE ENTRADA): Todo osciloscopio añadirá una cierta impedancia al circuito que esté leyendo, llamada impedancia de entrada.  “RESOLUTION” (RESOLUCIÓN): La resolución de un osciloscopio representa que tan precisamente puede medir el voltaje de entrada. Este valor puede cambiar conforme se ajuste la escala vertical.  “RISE TIME” (T (TIEMPO IEMPO DE SUBIDA): El tiempo de subida especificado en un osciloscopio define el pulso de subida más rápido que puede medir. El tiempo de subida de un osciloscopio es relacionado al ancho de banda y se puede calcular como “Tiempo de subida = 0.35 / Ancho de banda”.  “BANDWIDTH” (ANCHO DE BA BANDA): NDA): El ancho de banda de un osciloscopio especifica el rango de frecuencias en el que puede dar medidas confiables. Todos los osciloscopios tienen límites en cuanto a que tan rápido pueden detectar un cambio de señal.  “SAMPLE RATE” (TASA DE MUESTREO): Esta característica se encuentra sólo en los osciloscopios digitales, define cuantas veces por segundo se lee una señal. Múltiples canales en uso pueden disminuir este valor.  “CHANNEL AMOUNT” (CANTIDAD DE CANALES): Muchos osciloscopios pueden leer más de una señal a la vez, mostrándolas en pantalla simultáneamente. Cada señal leída por el osciloscopio es asignada a un canal diferente.  “MAX INPUT VOLTAGE” (VOLTAJE DE ENTRADA MÁXIMO): Todos los osciloscopios tienen un límite en cuanto al voltaje que soportan. Si tu señal excede ese voltaje, existe la posibilidad de que tu osciloscopio sea dañado.  “VERTICAL SENSITIVITY” (SENSIBILIDAD VERTICAL): Este dato representa los valores máximo y mínimo de la escala vertical, o de voltaje, en el osciloscopio. Este valor se muestra como V/div.

 “HORIZONTAL SENSITIVI SENSITIVITY” TY” (SENSIBILIDAD HORIZONTAL): Este dato representa los valores máximo y mínimo de la escala horizontal, o de tiempo, en el osciloscopio. Este valor se muestra como s/div.

Osciloscopios analógicos. Cuando se conecta la sonda a un circuito, la señal atraviesa esta última y se dirige a la sección vertical. Dependiendo de dónde situemos el mando del amplificador vertical atenuaremos la señal ó la amplificaremos. En la salida de este bloque ya se dispone de la suficiente señal para atacar las placas de deflexión verticales (que naturalmente están en posición horizontal) y que son las encargadas de desviar el haz de electrones, que surge del cátodo e impacta en la capa fluorescente del interior de la pantalla, en sentido vertical. Hacia arriba si la tensión es positiva con respecto al punto de referencia (GND) ó hacia abajo si es negativa. La señal también atraviesa la sección de disparo para de esta forma iniciar el barrido horizontal (este es el encargado de mover el haz de electrones desde la parte izquierda de la pantalla a la parte derecha en un determinado tiempo).

El trazado (recorrido de izquierda a derecha) se consigue aplicando la parte ascendente de un diente de sierra a las placas de deflexión horizontal (las que están en posición vertical), y puede ser regulable en tiempo actuando sobre el mando TIME-BASE. El retrasado (recorrido de derecha a izquierda) se realiza de forma mucho más rápida con la parte descendente del mismo diente de sierra. De esta forma la acción combinada del trazado horizontal y de la deflexión vertical traza la gráfica de la señal en la pantalla. La sección de disparo es necesaria para estabilizar las señales repetitivas (se asegura que el trazado comience en el mismo punto de la señal repetitiva). En la siguiente figura puede observarse la misma señal en tres ajustes de disparo diferentes: en el primero disparada en flanco ascendente, en el segundo sin disparo y en el tercero disparada en flanco descendente.

Como conclusión para utilizar de forma correcta un osciloscopio analógico necesitamos realizar tres ajustes básicos:  La atenuación ó amplificación que necesita la señal. Utilizar el mando AMPL. para ajustar la amplitud de la señal antes de que sea aplicada a las placas de deflexión vertical. Conviene que la señal ocupe una parte importante de la pantalla sin llegar a sobrepasar los límites.  La base de tiempos. Utilizar el mando TIMEBASE para ajustar lo que representa en tiempo una división en horizontal de la pantalla. Para señales repetitivas es conveniente que en la pantalla se puedan observar aproximadamente un par de ciclos.  Disparo de la señal. Utilizar los mandos TRIGGER LEVEL (nivel de disparo) y TRIGGER SELECTOR (tipo de disparo) para estabilizar lo mejor posible señales repetitivas. Por supuesto, también deben ajustarse los controles que afectan a la visualización: FOCUS (enfoque), INTENS. (Intensidad) nunca excesiva, Y-POS (posición vertical del haz) y X-POS (posición horizontal del haz).

Osciloscopios digita digitales. les. Los osciloscopios digitales poseen además de las secciones explicadas anteriormente un sistema adicional de proceso de datos que permite almacenar y visualizar la señal. Cuando se conecta la sonda de un osciloscopio digital a un circuito, la sección vertical ajusta la amplitud de la señal de la misma forma que lo hacia el osciloscopio analógico.

El conversor analógico-digital del sistema de adquisición de datos muestrea la señal a intervalos de tiempo determinados y convierte la señal de voltaje continua en una serie de valores digitales llamados muestras. En la sección horizontal una señal de reloj determina cuando el conversor A/D toma una muestra. La velocidad de este reloj se denomina velocidad de muestreo y se mide en muestras por segundo.

Los valores digitales muestreados se almacenan en una memoria como puntos de señal. El número de los puntos de señal utilizados para reconstruir la señal en pantalla se denomina registro. La sección de disparo determina el comienzo y el final de los puntos de señal en el registro. La sección de visualización recibe estos puntos del registro, una vez almacenados en la memoria, para presentar en pantalla la señal. Dependiendo de las capacidades del osciloscopio se pueden tener procesos adicionales sobre los puntos muestreados, incluso se puede disponer de un predisparo, para observar procesos que tengan lugar antes del disparo. Fundamentalmente, un osciloscopio digital se maneja de una forma similar a uno analógico, para poder tomar las medidas se necesita ajustar el mando AMPL., el mando TIMEBASE así como los mandos que intervienen en el disparo.

Referencias.

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