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Grupo N°5 Práctica N°4
Grupo N°5 Práctica N°4
Grupo N°5 Práctica N°4
EL OSCILOSCOPIO
Profesores: Integrantes:
-María Isabel de Guzmán Diego Landaeta 18-10114
-Ángel Rodríguez Carlos Quintero 19-10035
i
RESUMEN
ii
INDICE
Tabla de contenido
RESUMEN ____________________________________________________________________ ii
INDICE _______________________________________________________________________iii
MARCO TEÓRICO ____________________________________________________________ 1
METODOLOGÍA ______________________________________________________________ 4
RESULTADOS ________________________________________________________________ 13
ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS ______________________________________________ 50
CONCLUSIONES _____________________________________________________________ 53
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS _____________________________________________ 54
iii
MARCO TEÓRICO
Ante todo, es necesario esclarecer y manejar un lenguaje técnico que permita al estudiante
tener la sapiencia o el conocimiento de los equipos, componentes y herramientas que se
utilicen en esta práctica. En este sentido, se introducirán algunos conceptos y características
de esto último.
1
7. No admiten Decodificación de Protocolos: Los osciloscopios analógicos no
pueden decodificar protocolos de comunicación digital como SPI, I2C o UART.
2
Un generador de funciones: es un dispositivo electrónico utilizado para generar señales
eléctricas de forma controlada y predefinida. Estas señales pueden tener diversas formas de
onda, frecuencias, amplitudes y fases, y se utilizan en una variedad de aplicaciones en
electrónica, comunicaciones y pruebas.
3
METODOLOGÍA
Pasos a seguir para medir amplitudes de las señales tanto continuas como alternas:
Power.
puede ser en CH1 o CH2. Una vez conectada se calibra la punta de prueba
- CASO ANALÓGICO:
general se usa 0V), a través de las perillas Positions. De manera opcional, también
4
Figura 2. Osciloscopio Analógico HITACHI V-212, con perillas positions, sensibility y
focus.
que se requiera.
- CASO DIGITAL:
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Figura 4. Osciloscopio Digital TDS1001B, Configuración predeterminada
6
➢ Luego, se mide la señal utilizando la punta de prueba en el lugar de interés y
Volts/Div.
7
Figura 8. Osciloscopio digital, en la pantalla LCD se observa a un inferior, la
➢ Por tratarse de señales que son invariantes en el tiempo, para la visual de su gráfica
misma.
Pasos a seguir para medir frecuencias de las señales tanto continuas como
alternas:
Una vez medida su amplitud haciendo uso de los potenciómetros (eje vertical) descritos en
la anterior sección (Volt/Div), ahora se procede a manejar el eje horizontal (tiempo), para
analizar el período de la señal (Solo aplicable para señales alternas, claro está).
CASO ANALÓGICO:
➢ Con el uso de las perillas de Trigger (disparo), se puede establecer en qué momento
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Figura 9. Osciloscopio analógico con el potenciómetro “Trigger”.
➢ Luego, se mueve la perilla del Time/Div que ajustará el eje horizontal (eje del
CASO DIGITAL:
9
➢ Para la identificación de que tipo de escala registra el osciloscopio, se observa
➢ Para ambos casos, al seleccionar la escala del time división, se obtiene que para
el punto de referencia.
recíproco, es decir:
1
𝑓 =: ; donde T es el período de la señal.
𝑇
CASO DIGITAL:
VC):
clara.
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Cuando una de las señales no está referida a la tierra del circuito (caso de VR
y VC):
clara.
CASO ANALÓGICO:
Aquí se muestra una lista simplificada de pasos para la medición del desfasaje en
un osciloscopio analógico:
1. Se conecta una señal a cada uno de los canales del osciloscopio, asegurándose de
verticalmente en la pantalla.
pantalla si es necesario.
11
4. Se gira la perilla de "Retardo" o "Retraso" para superponer las dos señales en la
pantalla tanto como sea posible. Esto puede ser un proceso de prueba y error para la
utilizando la fórmula:
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RESULTADOS
En lo que respecta a esta práctica que concibe el uso y manejo del osciloscopio a cabalidad,
13
Figura 15. Osciloscopio TDS1002B, Ancho de Banda 60MHz, Velocidad de muestreo
1GS/s.
Figura 16. Osciloscopio Digital TDS1002B, pantalla LCD con 5 botones con sus
respectivas funciones.
Figura 17. Osciloscopio digital TDS1002V, Entrada para las puntas de Prueba CH1 y
CH2.
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Figura 18. Osciloscopio Digital TDS-1002B, Perillas para ajustar la escala (VOLT/DIV)
Figura 19. Osciloscopio Digital TDS-1002B. Perillas para ajustar la Posición (CH1 y CH2)
en la pantalla LCD.
Figura 20. Osciloscopio Digital TDS-1002B, Botón de selección MENU CH1 y CH2.
15
Figura 21. Osciloscopio Digital TDS-1002B, Botón de selección de las FUNCIONES
MATEMÁTICAS.
Figura 23. Osciloscopio Digital TDS-1002B, Perilla de selección por pasos SEC/DIV.
16
Figura 24. Osciloscopio Digital TDS-1002B, Perilla de ajuste para el control de posición
horizontal de las señales (POSITION), perilla que pone como referencia en cero (set to
17
Figura 26. Osciloscopio Digital TDS-1002B, Botón de selección del MENÚ DE
DISPARO (TRIG MENU), Botón de FORZAR DISPARO (FORCE TRIG), Botón de VER
18
Figura 28. Osciloscopio Digital TDS-1000(data sheet).
19
20
21
Figura 29. Pregunta 8; Punta de prueba canal 1. Con escala 2V.
22
Figura 30. Pregunta 8; Punta de prueba canal 2. Con escala 5V.
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25
Figura 31. Generador de voltaje DC.
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Figura 33. Pregunta 11; Prueba de voltaje con el osciloscopio; 5V.
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Figura 35. Pregunta 11; Prueba de voltaje con el osciloscopio; 10V.
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Figura 37. Pregunta 11; Prueba de voltaje con el osciloscopio; 15V.
29
Figura 39. Pregunta 11; Prueba de voltaje el osciloscopio; 20V.
Figura 40. Pregunta 13; Generador de voltaje con ondas (sinusoidal, cuadrada y
triangular).
30
Figura 41. Pregunta 13; Onda sinusoidal con 4Vp.
Figura 42. Pregunta 14; Uso de ambos canales para ondas sinusoidal.
31
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Figura 43. Pregunta 15; Cursores de amplitud.
33
Figura 45. Observación del osciloscopio analógico y su referencia a tierra.
Figura 46. Pregunta 16; Osciloscopio analógico en ALT. Con los dos canales; 4V, 10KHz.
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Figura 47. Pregunta 16; Osciloscopio en modo CHOP a altas frecuencias.
35
Figura 49. Pregunta 16; Osciloscopio en modo CHOP a bajas frecuencias.
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Figura 51. Pregunta 17; sinusoidal 4mVpp, 10KHz.
Figura 52. Pregunta 17; Triangular de 1.5Vpp (750mV Vp), f= 800Hz, Acople: AC
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Figura 53. Pregunta 17; DC de 2V en CH2 con acople DC.
38
39
Figura 55. Pregunta 18; Sinusoidal, 3 Vp, 50 Hz.
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Figura 57. Pregunta 18; Sinusoidal, 1 Vp + 3 VDc, 1 KHz
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Figura 59. Pregunta 18; Cuadrada, de 0 V a 5 V, 300Hz
Figura 60. Pregunta 19; Esquema de ubicación de las puntas de pruebas del osciloscopio.
42
Figura 61. Pregunta 19; Generador de Funciones con Amplitud de 5V y f = 1KHz.
Figura 62. Pregunta 20; Circuito RC en SPICE con R=1KΩ y C=100nF, Vg= 5V y f =
1KHz.
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Figura 63. Pregunta 20; Circuito RC Vg y Vc en SPICE con R=1KΩ y C=100nF, Vg= 5V
y f = 1KHz.
Figura 64. Pregunta 20; Circuito RC Vg y Vc con Osciloscopio Digital CH1 2Volt/Div y
CH2 2Volts/Div.
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Figura 65. Pregunta 20; Tiempo entre dos puntos en la misma Fase (Cruce por Cero) en
Ambos cursores.
Figura 66. Pregunta 20; Tiempo entre dos puntos en la misma Fase “SPICE” (En su
45
46
Figura 67. Pregunta 21; Circuito RC con inversión del CH2 y osciloscopio digital
Flotando.
47
Figura 69. Pregunta 22; Gráfica de VR y VC con sus respectivos cursores.
Figura 70. Pregunta 22; Gráfica del Voltaje en el condensador “VC” y Resistencia “VR”,
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Figura 71. Pregunta 22; Tiempo entre dos puntos en la misma Fase (Cruce por Cero) en
Ambos cursores.
Figua 72. Pregunta 22; Tiempo entre dos puntos en la misma Fase “SPICE” (En su
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ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS
Ahora bien, se dispone de un análisis pertinente del circuito RC. Para ello, se desglosó un
análisis en dos partes, uno pues ,se concibe como referencia la entrada (Vg, voltaje del
circuito RC y se adecúa en similitud de la plataforma Spice, quien pues, posee las dichas
analogías de las amplitudes, tanto del Capacitor y entrada (Ver Figura 63 y 64) como del
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Para lo siguiente, que es el cálculo correspondiente al desfasaje de cada onda presentada del
circuito en cuestión. Como se sabe, existen dos maneras de calcularlo, uno de ellos se
implementó en la Figura 65, se coloca el cursor en ambas señales en cruce por cero, la
modalidad de cursores. Por otro lado, existe la manera de calcularlo por su máximo voltaje
(voltaje pico) en amplitud en ambas ondas, se mide la diferencia en tiempo, entre picos de
expresión:
∆𝑡
𝑑𝑒𝑠𝑓𝑎𝑠𝑎𝑗𝑒 ≜ ∗ 360°; 𝑑𝑜𝑛𝑑𝑒:
𝑇
𝑇 = 𝑝𝑒𝑟í𝑜𝑑𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑠𝑒ñ𝑎𝑙
∆𝑡 = 𝑡2 − 𝑡1; donde:
𝑡2 𝑦 𝑡1 𝑒𝑠𝑡𝑜𝑠 𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟𝑒𝑠 𝑑𝑒𝑝𝑒𝑛𝑑𝑒𝑛 𝑐𝑜𝑚𝑜 𝑠𝑒 𝑚𝑖𝑑𝑖ó 𝑒𝑙 𝑑𝑒𝑠𝑓𝑎𝑠𝑎𝑗𝑒 (𝑐𝑟𝑢𝑐𝑒 𝑝𝑜𝑟 𝑐𝑒𝑟𝑜 𝑜 𝑝𝑜𝑟 𝑒𝑙 𝑣𝑜𝑙𝑡𝑎𝑗𝑒 𝑝𝑖𝑐𝑜)
DESFASAJE entre VG y VC
34.56° 32.4018°
Hasta aquí, se observa que los resultados son muy similares y que la diferencia es irrisoria
51
De la misma manera que lo anterior se realizó para el desfasaje entre VC y VR. Como
DESFASAJE entre VC y VR
84.96° 89.846°
A manera general, en ambas tablas se examinó que los desfasajes entre señales son muy
pragmático el osciloscopio digital posee perillas para ajustar los cursores en modalidad
“tiempo”, y debido al uso de los equipos esta va perdiendo su precisión, entonces se debe
minimizar la escala de tiempo para ver mejor la precisió del cursor. A diferencia de Spice
que muestra directamente los máximos picos de cada señal con una función que lo indica, y
también muestra los cursores con una alta precisión que se refleja tanto el voltaje como el
tiempo.
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CONCLUSIONES
Se notó que al medir voltajes en corriente continua (DC) con un osciloscopio, los resultados
no alcanzaron la misma precisión que los obtenidos con un multímetro, mostrando
discrepancias de hasta un 3% en términos de errores porcentuales. A partir de esto, se puede
concluir que el uso del osciloscopio para medir voltajes en DC resulta limitado
Los cursores que hay en los osciloscopios digitales son de gran ayuda visual para realizar
medidas de forma eficiente y rápida. El marcador de amplitud el cual sitúa a una línea recta
en el eje horizontal y señala el nivel donde se encuentra, es muy útil para comprobar el voltaje
pico de las ondas. Por otra parte, el marcador de tiempo ayuda al momento de comprobar los
intervalos de tiempo y el periodo de los ciclos presentes en la onda, como también los
desfasajes de las ondas.
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REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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