Practica 1 Grupo 1D C2 - Apuntes 1 PDF

Preview

Summary

Download Practica 1 Grupo 1D C2 - Apuntes 1 PDF

Description

Práctica No.1 Osciloscopio y Generador de funciones* Jabeduar Obed Ajsivinac Xico, 201903907,1 Brandon, Estrada, 201403779,1, ** Eduardo José, Ortega de León, 201904021,1, *** Jeicob Alexander Garcia Ramirez, 201900366,1, **** and Byron Osman Saldaña Lopez, 2019010981, ***** 1

Universidad de San Carlos, Facultad de Ingeniería, Escuela de Mecánica Eléctrica, Edificio T1, Ciudad Universitaria, Zona 12, Guatemala.

Con un generador de funciones se produjeron distintos tipos de ondas, las cuales fueron utilizadas para realizar lecturas con el osciloscopio. Con el fin de familiarizarse con el uso de ambos instrumentos. Se realizaron dos circuitos simples para conectar ambos dispositivos y generar distintas señales para ser interpretadas con el osciloscopio. Ambos instrumentos son de vital importancia para la prueba de componentes electrónicos, ya que permiten someterlos a distintas condiciones controladas verificando así su funcionamiento. I.

OBJETIVOS A.

3. Se seleccionó un generador de frecuencias del simulador

General

* Comprender el funcionamiento del generador de funciones y el osciloscopio.

4. Se colocó la resistencia de 2K Ω en serie con el generador de funciones. 5. Se colocó el osciloscopio sobre la resistencia de 2K Ω

B.

Específicos

1. Conocer los diferentes tipos de osciloscopios.

6. Se generaron las señales que se indican en el siguiente cuadro.

2. Explicar los distintos tipos de onda y su análisis. 3. Comparar los diferentes tipos de osciloscopios.

7. Se conectó el osciloscopio directamente al generador de funciones y se generaron las señales de nuevo

4. Analizar los resultados de frecuencia y amplitud analíticamente. II.

DISEÑO EXPERIMENTAL A.

Materiales

Figura 1: Señales a generar en la practica

Osilocopio Generador de ondas Resistencia de 2K Ω B.

Procedimiento

1. Se seleccionó el simulador Proteus 2. Se seleccionó un osiloscopio del simulador

*

Laboratorio de Circuitos eléctricos 2 Sección D e-mail: [email protected] *** e-mail: [email protected] **** e-mail: [email protected] ***** e-mail: [email protected] **

III.

INVESTIGACIÓN A.

Oscilocopio

El osciloscopio es un dispositivo de medición para la visualización de gráficas, las cuales se generan a partir de una señal eléctrica. En la aplicación eléctrica el eje “y” de la pantalla puede representar cualquier función ya se de voltaje, corriente o potencia y el eje “x” representa el tiempo. La gráfica presentada en el osciloscopio puede decir muchas cosas, como: el valor en el tiempo de un voltaje, la frecuencia de la señal, la distorsión de la señal, que parte de la señal es corriente continua o corriente alterna, el periodo de la señal, si existe ruido en la señal entre otros.

2

Figura 2: Osciloscopio Digital

1.

Tipos de Osciloscopios

• Osciloscopio Analogo: Este tipo de osciloscopio utiliza amplificadores de alta ganancia para aumentar la señal y poder mostrarla en una pantalla de rayos catódicos

• Osciloscopio Digital: Los osciloscopios digitales utilizan un sistema que puede mostrar la señal sin la necesidad de un tubo de rayos catódicos a través de la conversión de la señal en un flujo digital gracias a un convertidor de señal análoga a digital, actualmente este tipo de osciloscopio sus diseños ya no están complejo como el del análogo y ofrece anchos de banda grandes, también poder realizar operaciones que antes no se podían como la manipulación de una señal

Figura 3: Generador de Funciones

C.

Tipos de ondas

• Onda Senoidal: Son modelos de ondas que matemáticamente pueden ser descritas mediante las funciones seno y coseno. Describen señales variables en el tiempo. Estas señales pueden venir de diferentes parámetros como voltajes, corrientes o frecuencias.

• Onda Cuadrada: Se conoce por onda cuadrada a la onda de corriente alterna (c.a.) que alterna su valor entre dos valores extremos sin pasar por los valores intermedios, se usa principalmente para la generación de pulsos eléctricos que son usados como señales (1 y 0) que permiten ser manipuladas fácilmente.

• Onda Triangular: Tipo de señal periódica que presenta unas velocidades de subida y bajada constantes. Lo más habitual es que sea simétrica, es decir que, los tiempos de subida y bajada son iguales. B.

Generador de funciones

Un generador de señales es un instrumento que proporciona señales eléctricas. Se utiliza para obtener señales que cambian con el tiempo. Las funciones comunes son la generación de onda senoidal, cuadrada y triangular. Estas formas de onda pueden ser modificadas en frecuencia, amplitud, offset y ciclo de trabajo. 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.

Figura 4: Tipo de ondas

3 IV.

A.

RESULTADOS

Circuitos utilizados

1.

Con Resistencia

Figura 8: Osciloscopio conectado al circuito

Figura 5: Circuito utilizado con resistencia

2.

2.

Sin Resistencia

Sin Resistencia

Figura 9: Configuración del generador de funciones Figura 6: Circuito utilizado sin resistencia

B.

Señal Senoidal

1.

Con Resistencia

Figura 7: Configuración del generador de funciones

Figura 10: Osciloscopio conectado al circuito

4 C.

Señal Rectangular

1.

Con Resistencia

Figura 14: Osciloscopio conectado al circuito Figura 11: Configuración del generador de funciones

D.

1.

Señal Triangular

Con Resistencia

Figura 15: Configuración del generador de funciones

Figura 12: Osciloscopio conectado al circuito

2.

Sin Resistencia

Figura 13: Configuración del generador de funciones

Figura 16: Osciloscopio conectado al circuito

5 2.

Sin Resistencia

Figura 17: Configuración del generador de funciones Figura 20: Osciloscopio conectado al circuito 2.

Sin Resistencia

Figura 21: Configuración del generador de funciones

Figura 18: Osciloscopio conectado al circuito

E.

Señal Diente de Sierra

1.

Con Resistencia

Figura 22: Osciloscopio conectado al circuito V.

DISCUSIÓN DE RESULTADOS

A. Que sucede si conecta directamente el osciloscopio con el generador de funciones, ¿Se obtiene los mismos resultados o existe una diferencia o error de medición?

Figura 19: Configuración del generador de funciones

No se obtiene el mismo resultado que conectando la resistencia en serie con el generador de funciones. Se obtiene el valor de voltaje pico a pico el cual esta configurado

6 en el generador de funciones. Esto se debe a la impedancia de salida del generador de funciones que en este caso posee todo el voltaje. B. ¿Qué sucede si conecta la resistencia de 2K ohms en serie entre el osciloscopio y generador de funciones?

Al conectar una resistencia en serie con el generador de funciones, se obtiene un divisor de voltaje, puesto que la resistencia consumirá cierta corriente. Esto implica una disminución en la amplitud del osciloscopio. C.

Cuantas señales se puede ver en el osciloscopio virtual (del simulador)

En el simulador del osciloscopio virtual del software de Proteus se pueden visualizar 4 canales de manera simultanea. D. ¿Qué diferencias o similitudes puede usted encontrar entre un osciloscopio real con el que usted utilizo para realizar esta práctica?

En el osciloscopio virtual, a diferencia del osciloscopio real, no necesita un mantenimiento o una calibración para su debido uso. Por otro lado, el osciloscopio virtual de este software tiene los mismos parámetros para regular que un osciloscopio real, con el beneficio que en el osciloscopio virtual, es mas sencillo colocar los valores exactos que uno desea en la escala ajustada. E. ¿Por qué cree usted que los osciloscopios, para medir la frecuencia la calibración se debe realizar en tiempo y no en Hertz?

Esto se hace debido a que es mas fácil dimensionar el tiempo en segundos para poder realizar una calibración. Aunque vale agregar que el hertz es además el inverso del tiempo H = s1 por lo que al calibrar el osciloscopio en segundos indirectamente esta siendo calibrado en hertz. VI.

CONCLUSIONES

1. Los generadores de funciones son una herramienta necesaria para la prueba de componentes electrónicos, debido a las condiciones controladas a las que se puede someter y las diferentes variantes que permiten, pudiendo imitar condiciones de trabajo y tener una buena referencia.

2. Los diferentes tipos de osciloscopios que se conocen en la actualidad son osciloscopios análogos y osciloscopios digitales. 3. Los tipos de onda principales son de tipo Senoidal en la cual podemos analizar la corriente, potencia y el voltaje de un circuito de corriente alterna; tipo Cuadrada la cual representa un voltaje en corriente directa o un tren de pulsos que este generando un dispositivo; y la tipo Triangular la cual nos representa velocidades de subida y bajada constantes, los cuales pueden ser simétricos. Una variación de la onda tipo triangular es la Onda Diente de Sierra. 4. Los osciloscopios analógicos tienen mejor presición y velocidad de proceso que los osciloscopios digitales, sin embargo los osciloscopios digitales utilizan un sistema que puede mostrar la señal sin la necesidad de un tubo de rayos catódicos a través de la conversión de la señal en un flujo digital gracias a un convertidor de señal análoga a digital. 5. Una resistencia conectada en el circuito reduce el valor medido por el osciloscopio.

VII.

RECOMENDACIONES

1. Al momento de realizar pruebas con el generador de funciones tener presente la impedancia del mismo que puede cambiar las condiciones que se quieran probar. 2. Analizar e investigar los diferentes tipos de software antes de realizar las simulaciones y escoger el mas completo para la realización de la practica, ya que cada uno tiene diferentes tipos de funciones en un mismo componente y en algunos casos los componentes digitales son bastante parecidos a los componentes reales. 3. Tomar en cuenta que los valores eficaces varían dependiendo del tipo de onda que se esta utilizando. 4. Si no se tiene mucha experiencia, se debe comenzar haciendo un registro de las señales que se trabajan esto para construir una base de datos de diagnóstico. 5. Al trabajar con un osciloscopio físico nunca se debe anular la conexión a tierra del enchufe del osciloscopio, ya que se pierde el aterrizaje del chasis y una sobre carga puede afectar a uno o a varios de sus elementos.

7

[1] Van Valkenburg, M.(Segunda edición).(1999). Análisis de Redes. México: Editorial Limusa. [2] Boylestead,R.(Décimo segunda edición]).(2011). Introducción al análisis de circuitos. Mexico: Pearson Education. [3] Anónimo.¿Que es un osciloscopio? [En linea][20 de febrero de 2021]. Disponible en: https://www.finaltest.com.mx/product-p/art-9.htm

[4] Anónimo.Osciloscopio ¿Qué es? y ¡Cómo se usa? [En linea][20 de febrero de 2021]. Disponible en: https://hetpro-store.com/TUTORIALES/osciloscopio/ [5] Ing. Edgar Gastellou Generadores de Funciones, Todo lo que necesitas saber sobre ellos [En linea][20 de febrero de 2021]. Disponible en: https://acmax.mx/que-es-un-generador-de-funciones...