INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR EL ORO
QUINCHE A.
Elaboración de sondas para medidas de señales en el osciloscopio alberto_quince!ot"ail.co"
Lui# Alberto Quince Alc$%ar
RESUMEN: El RESUMEN: El &re#ente in'or"e trata (e "e(ir #e)ale# (e *enera(or (e 'recuencia# en el o#cilo#co&io con el u#o (e #on(a# elabora(a# en el laboratorio. En e#ta oca#i+n #e tratara (e a&ren(er a con#truir #on(a# o &unta# (e &rueba , a&reciar la# 'or"a# (e on(a# que e-i#ten.
).1.%. +,- es -n osciloscopio/ El o#ci o#cilo lo#c #co& o&io io e# b#i b#ica ca"e "ent nte e un (i#& (i#&o# o#ititi% i%o o (e %i#ual %i#uali/a i/aci+ ci+n n *r'ic *r'ica a que "ue#tr "ue#tra a #e)ale #e)ale## el0ctr el0ctrica ica## %ariable# en el tie"&o. El e1e %ertic %ertical3 al3 a &artir &artir (e aora aora (eno"i (eno"ina( na(o o 23 re&re# re&re#ent enta a el %olta1 %olta1e6 e6 "ientr "ientra# a# que el e1e ori/o ori/onta ntal3l3 (eno"ina(o 43 re&re#enta el tie"&o.
PALABRAS CLAVES:
1. N!R"#UCC$N El o#cilo#co&io e# b#ica"ente un (i#&o#iti%o (e %i#ual %i#uali/a i/aci+ ci+n n *r'ic *r'ica a que "ue#tr "ue#tra a #e)ale #e)ale## el0ctr el0ctrica ica## %ariable# en el tie"&o. El e1e %ertical 2 re&re#enta el %olta1e3 "ientra# que el e1e ori/ontal 4 re&re#enta el tie"&o.
%. "B&E!V"S %.1. 'ENERAL
Con#truir #on(a# o &unta# (e &rueba# &ara el o#cilo#co&io.
%.%. ESPEC(C"S
5e(ir #e)ale# (e *enera(or (e 'recuencia en el o#cilo#co&io con el u#o (e #on(a# elabora(a# en el laboratorio.
). MARC" !E$RC" C"NCEP!UAL ).1. EL "SCL"SC"P" ).1.1. #E(NC"NES * 'ENERAL#A#ES
Figura 1. 1. Osciloscopios
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).1.). +,- podemos 0acer con -n osciloscopio/ 7eter"inar (irecta"ente el &erio(o , el %olta1e (e una #e)al. 7eter"inar in(irecta"ente la 'recuencia (e una #e)al. 7eter"inar que &arte (e la #e)al e# 7C , cual AC. Locali/ar a%er$a# en un circuito. 5e(ir la 'a#e entre (o# #e)ale#. 7eter"inar que &arte (e la #e)al e# rui(o , co"o %aria e#te en el tie"&o.
Lo# o#cilo#co&io# #on (e lo# in#tru"ento# "# %er#tile# que e-i#ten , lo utili/an (e#(e t0cnico# (e re&araci+n (e tele%i#ore# a "0(ico#. Un o#cilo#co&io &ue(e "e(ir un *ran *ran n8"ero n8"ero (e 'en+"e 'en+"eno# no#33 &ro%i# &ro%i#to to (el tran#( tran#(uct uctor or a(ecua a(ecua(o (o 9un ele"en ele"ento to que con%ie con%ierte rte una "a*nit "a*nitu( u( '$#ica en #e)al el0ctrica: #er ca&a/ (e (arno# el %alor (e una &re#i+n3 rit"o car(iaco3 &otencia (e #oni(o3 ni%el (e %ibracione# en un coce3 etc. ).1.. +,- 2ipos de osciloscopios e3is2en/ Lo# Lo# equi equi&o &o## elect electr+ r+ni nico co## #e (i%i (i%i(e (en n en (o# (o# ti&o ti&o#; #; Anal+*ico# , 7i*itale#. Lo# &ri"ero# traba1an con %ariable# %ariable# continua# continua# "ientra# que lo# #e*un(o# lo acen con %ariable# (i#creta#. Por e1e"&lo un toca(i#co# e# un equi&o anal+*ico , un Co"&act 7i#c e# un equi&o (i*ital. Lo# O#cilo#co&io# ta"bi0n &ue(en #er anal+*ico# + (i*itale#. Lo# &ri"ero# traba1an (irecta"ente con la #e)al a&lica(a3 e#t una %e/ a"&li'ica(a (e#%$a un a/ (e electrone# electrone# en #enti(o #enti(o %ertical %ertical &ro&orcional"ent &ro&orcional"ente e a #u %alor. %alor. En contra#te contra#te lo# o#cilo#co&i o#cilo#co&io# o# (i*itale# (i*itale# utili/an utili/an &re%ia"ente &re%ia"ente un con%er#or con%er#or anal+*ico<(i anal+*ico<(i*ital *ital 9A=7: &ara al"a al"ace cena narr (i*i (i*ittal"e al"ent nte e la #e) #e)al (e ent entra(a ra(a33 recon#tru,e recon#tru,en(o n(o &o#terior"e &o#terior"ente nte e#ta in'or"aci+ in'or"aci+n n en la &antalla. A"bo# ti&o# tienen #u# %enta1a# e incon%eniente#. Lo# anal+* anal+*ico ico## #on &re'er &re'eribl ible# e# cuan(o cuan(o e# &riori &rioritar tario io %i#uali/ar %ariacione# r&i(a# (e la #e)al (e entra(a en tie"&o real. Lo# o#cilo#co&io# (i*itale# #e utili/an cuan(o #e (e#ea (e#ea %i#uali %i#uali/ar /ar , e#tu(i e#tu(iar ar e%ento e%ento## no re&eti re&etiti% ti%o# o# 9&ico# (e ten#i+n que #e &ro(ucen aleatoria"ente:. T0r"ino# utili/a(o# al "e(ir
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E-i#te un t0r"ino *eneral &ara (e#cribir un &atr+n que #e re&ite en el tie"&o; on(a . E-i#ten on(a# (e #oni(o3 on(a# ocenica#3 on(a# cerebrale# , &or #u&ue#to3 on(a# (e ten#i+n. Un o#cilo#co&io "i(e e#ta# 8lti"a#. Un ciclo e# la "$ni"a &arte (e la on(a que #e re&ite en el tie"&o. Una 'or"a (e on(a e# la re&re#entaci+n *r'ica (e una on(a. Una 'or"a (e on(a (e ten#i+n #ie"&re #e &re#entar con el tie"&o en el e1e ori/ontal 94: , la a"&litu( en el e1e %ertical 92:. La 'or"a (e on(a no# &ro&orciona una %alio#a in'or"aci+n #obre la #e)al. En cualquier "o"ento &o(e"o# %i#uali/ar la altura que alcan/a ,3 &or lo tanto3 #aber #i el %olta1e a ca"bia(o en el tie"&o 9#i ob#er%a"o#3 &or e1e"&lo3 una l$nea ori/ontal &o(re"o# concluir que en e#e inter%alo (e tie"&o la #e)al e# con#tante:. Con la &en(iente (e la# l$nea# (ia*onale#3 tanto en 'lanco (e #ubi(a co"o en 'lanco (e ba1a(a3 &o(re"o# conocer la %eloci(a( en el &a#o (e un ni%el a otro3 &ue(en ob#er%ar#e ta"bi0n ca"bio# re&entino# (e la #e)al 9n*ulo# "u, a*u(o#: *eneral"ente (ebi(o# a &roce#o# tran#itorio#. ).1.4. !ipos de ondas. Se &ue(en cla#i'icar la# on(a# en lo# cuatro ti&o# #i*uiente#; On(a# #enoi(ale#. On(a# cua(ra(a# , rectan*ulare#. On(a# trian*ulare# , en (iente (e #ierra. Pul#o# , 'lanco# o e#calone#. ).1.5. "ndas senoidales Son la# on(a# 'un(a"entale# , e#o &or %aria# ra/one#; Po#een una# &ro&ie(a(e# "ate"tica# "u, intere#ante# 9&or e1e"&lo con co"binacione# (e #e)ale# #enoi(ale# (e (i'erente a"&litu( , 'recuencia #e &ue(e recon#truir cualquier 'or"a (e on(a:3 la #e)al que #e obtiene (e la# to"a# (e corriente (e cualquier ca#a tienen e#ta 'or"a3 la# #e)ale# (e te#t &ro(uci(a# &or lo# circuito# o#cila(ore# (e un *enera(or (e #e)al #on ta"bi0n #enoi(ale#3 la "a,or$a (e la# 'uente# (e &otencia en AC 9corriente alterna: &ro(ucen #e)ale# #enoi(ale#. La #e)al #enoi(al a"orti*ua(a e# un ca#o e#&ecial (e e#te ti&o (e on(a# , #e &ro(ucen en 'en+"eno# (e o#cilaci+n3 &ero que no #e "antienen en el tie"&o.
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un tie"&o "u, re(uci(o. Son utili/a(a# u#ual"ente &ara &robar a"&li'ica(ore# 9e#to e# (ebi(o a que e#te ti&o (e #e)ale# contienen en #i "i#"a# to(a# la# 'recuencia#:. La tele%i#i+n3 la ra(io , lo# or(ena(ore# utili/an "uco e#te ti&o (e #e)ale#3 'un(a"ental"ente co"o relo1e# , te"&ori/a(ore#. La# on(a# rectan*ulare# #e (i'erencian (e la# cua(ra(a# en no tener i*uale# lo# inter%alo# en lo# que la ten#i+n &er"anece a ni%el alto , ba1o. Son &articular"ente i"&ortante# &ara anali/ar circuito# (i*itale#.
).1.9. "ndas 2rian8-lares 7 en dien2e de sierra Se &ro(ucen en circuito# (i#e)a(o# &ara controlar %olta1e# lineal"ente3 co"o &ue(en #er3 &or e1e"&lo3 el barri(o ori/ontal (e un o#cilo#co&io anal+*ico + el barri(o tanto ori/ontal co"o %ertical (e una tele%i#i+n. La# tran#icione# entre el ni%el "$ni"o , "-i"o (e la #e)al ca"bian a un rit"o con#tante. E#ta# tran#icione# #e (eno"inan ra"&a#. La on(a en (iente (e #ierra e# un ca#o e#&ecial (e #e)al trian*ular con una ra"&a (e#cen(ente (e "uca "# &en(iente que la ra"&a a#cen(ente.
).1.. Medidas en las ;ormas de onda En e#ta #ecci+n (e#cribi"o# la# "e(i(a# "# corriente# &ara (e#cribir una 'or"a (e on(a. ).1.1<. Periodo 7 (rec-encia Si una #e)al #e re&ite en el tie"&o3 &o#ee una 'recuencia 9':. La 'recuencia #e "i(e en Hert/ 9H/: , e# i*ual al n8"ero (e %ece# que la #e)al #e re&ite en un #e*un(o3 e# (ecir3 >H/ equi%ale a > ciclo &or #e*un(o. Una #e)al re&etiti%a ta"bi0n &o#ee otro &ara"ento; el &erio(o3 (e'ini0n(o#e co"o el tie"&o que tar(a la #e)al en co"&letar un ciclo. Perio(o , 'recuencia #on rec$&roco# el uno (el otro;
).1.6. "ndas c-adradas 7 rec2an8-lares La# on(a# cua(ra(a# #on b#ica"ente on(a# que &a#an (e un e#ta(o a otro (e ten#i+n3 a inter%alo# re*ulare#3 en
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).%. PUN!AS #E PRUEBAS La# &unta# (e &rueba# o ta"bi0n lla"a(a# #on(a# #e con#tru,en &ara que ten*an un e'ecto "$ni"o #obre el circuito (e "e(i(a3 e#to e# e%itar car*ar al circuito en (on(e #e reali/a la "e(ici+n. E#ta 'aculta( (e la #on(a# recibe el no"bre (e e'ecto (e car*a3 &ara "ini"i/arla #e utili/a un atenua(or &a#i%o3 *eneral"ente (e ->. E#te ti&o (e #on(a #e &ro&orciona *eneral"ente con el o#cilo#co&io , e# una e-celente #on(a (e utili/aci+n *eneral. Para otro# ti&o# (e "e(i(a# #e utili/an #on(a# e#&eciale#3 co"o &ue(en #er la# #on(a# (e corriente + la# acti%a#. ).1.11. Vol2a=e @olta1e e# la (i'erencia (e &otencial el0ctrico entre (o# &unto# (e un circuito. Nor"al"ente uno (e e#o# &unto# #uele #er "a#a 9GN73 %:3 &ero no #ie"&re3 &or e1e"&lo #e &ue(e "e(ir el %olta1e &ico a &ico (e una #e)al 9@ && : co"o la (i'erencia entre el %alor "-i"o , "$ni"o (e e#ta. La &alabra a"&litu( #i*ni'ica *eneral"ente la (i'erencia entre el %alor "-i"o (e una #e)al , "a#a. ).1.1%. (ase La 'a#e #e &ue(e e-&licar "uco "e1or #i con#i(era"o# la 'or"a (e on(a #enoi(al. La on(a #enoi(al #e &ue(e e-traer (e la circulaci+n (e un &unto #obre un circulo (e BD. Un ciclo (e la #e)al #enoi(al abarca lo# BD.
Son(a# &a#i%a# La "a,or$a (e la# #on(a# &a#i%a# e#tn "arca(a# con un 'actor (e atenuaci+n3 nor"al"ente -> + ->. Por con%enio lo# 'actore# (e atenuaci+n a&arecen con el #i*no 4 (elante (el 'actor (e (i%i#i+n. En contra#te lo# 'actore# (e a"&li'icaci+n a&arecen con el #i*no - (etr# 9>- + >-:. La #on(a "# utili/a(a &o#ible"ente #ea la ->3 re(ucien(o la a"&litu( (e la #e)al en un 'actor (e >. Su utili/aci+n #e e-tien(e a &artir (e 'recuencia# #u&eriore# a FH/ , con ni%ele# (e #e)al #u&eriore# a > "@. La #on(a -> e# #i"ilar a la anterior &ero intro(uce "# car*a en el circuito (e &rueba3 &ero &ue(e "e(ir #e)ale# con "enor ni%el. Por co"o(i(a( (e u#o #e an intro(uci(o #on(a# e#&eciale# con un con"uta(or que &er"ite una utili/aci+n -> + ->. Cuan(o #e utilicen e#te ti&o (e #on(a# a, que a#e*urar#e (e la &o#ici+n (e e#te con"uta(or ante# (e reali/ar una "e(i(a. Son(a# acti%a# Pro&orcionan una a"&li'icaci+n ante# (e a&licar la #e)al a la entra(a (el o#cilo#co&io. Pue(en #er nece#aria# en circuito# con una &otencia (e #ali(a "u, ba1a. E#te ti&o (e #on(a# nece#itan &ara o&erar una 'uente (e ali"entaci+n.
Cuan(o #e co"&aran (o# #e)ale# #enoi(ale# (e la "i#"a 'recuencia &ue(e ocurrir que a"ba# no e#t0n en 'a#e3 o #ea3 que no coinci(an en el tie"&o lo# &a#o# &or &unto# equi%alente# (e a"ba# #e)ale#. En e#te ca#o #e (ice que a"ba# #e)ale# e#tn (e#'a#a(a#3 &u(i0n(o#e "e(ir el (e#'a#e con una #i"&le re*la (e tre#; Sien(o t el tie"&o (e retra#o entre una # e)al , otra.
En e#ta nota #e co"&aran la# &unta# (e &rueba "# co"une# &ara o#cilo#co&io#3 la# cuale# #e cla#i'ican en (irecta# , atenua(ora# 9%er 'i*ura >:.
Figura 2 . Puntas comunes para osciloscopios.
La# &unta# (irecta# conectan (irecta"ente al circuito con el o#cilo#co&io3 , &er"iten utili/ar la "-i"a #en#ibili(a( (el in#tru"ento. La (e#%enta1a (e e#ta# &unta# e# que la ca&aci(a( (el cable &ue(e &ro(ucir un e'ecto (e car*a #i*ni'icati%o en la #e)al que #e (e#ea "e(ir
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. Par2e pr>c2ica 1 .1. Medición de (rec-encias .1.1. Medición en el "sciloscopio.
FIGURA 3. Medición de la frecuencia de una señal. Frecuencia a 900Hz.
En e#ta &rctica el o#cilo#co&io #e encuentra a un %olta1e (e B"@ a una 'recuencia (e H /.
.%. Medición de Vol2a=e .%.1. Medición en el "sciloscopio.
FIGURA 6. Medición del voltae de una señal. !oltae a 100m!.
En e#ta &rctica el o#cilo#co&io #e encuentra a una #e)al (e 'recuencia (e H/ con un %olta1e (e >"@.
FIGURA 4. Medición de la frecuencia de una señal. Frecuencia a 1.0000 KHz
FIGURA 7. Medición del voltae de una señal. !oltae a 200m!.
En e#ta "e(ici+n el o#cilo#co&io #e encuentra a un %olta1e (e B"@ &ero con una 'recuencia (e >. FH/.
El o#cilo#co&io e#t coloca(o a una 'recuencia (e H/ con un %olta1e (e ?"@.
FIGURA 5. Medición de la frecuencia de una señal. Frecuencia a 1.2000 KHz
FIGURA 8. Medición del voltae de una señal. !oltae a "00m!.
En e#ta "e(ici+n el o#cilo#co&io #e encuentra a un %olta1e (e B"@ &ero con una 'recuencia a au"enta(o a >.? FH/.
El o#cilo#co&io #e encuentra re*ula(o a una 'recuencia (e H/ &ero con un %olta1e (e B"@.
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TEFTRONI43 O&eraci+n K#ica (el OSCILOSCOPIO. En Electr+nica 'cil ND >3 Munio (e >. 5e(ell$n; 7i%ul*aci+n T0cnica Electr+nica.
4. An>lisis de Res-l2ados Se coloc+ %aria# "e(ici+n (e la 'recuencia (e una #e)al. Jrecuencia 9H/3 >.FH/3 >.?FH/: Se coloc+ %aria# "e(icione# (e %olta1e (e una #e)al. @olta1e (e 9>3 ?3 B:"@.
5. Concl-siones Para "e(ir ten#ione# , 'recuencia# con el o#cilo#co&io #e tiene que a&ren(er a "ane1ar el *enera(or (e #e)ale#. Al "e(ir la ten#i+n , al %ar$ala #e &ue(e ob#er%ar que a "enor %olta1e #u a"&litu( o &erio(o e# corto , a "a,or #e a"&lia. Al "e(ir la 'recuencia , e#ta #e %aria a "a,or 'recuencia #u anco (e ban(a #e re(uce , a "enor 'recuencia #u anco (e ban(a #e a"&lia.
6. Recomendaciones
La altura (e la# #e)ale# ob#er%a(a# en la &antalla3 #e *obierna "ani&ulan(o la &erilla (el %olta1e.
El anco (e la# #e)ale# ob#er%a(a# en la &antalla3 #e controlan "ani&ulan(o la &erilla (e la 'recuencia.
La e#tabili(a( (e la i"a*en en la &antalla #e lo*ra "ani&ulan(o el boto AUTO SETUP (e color a/ul.
A &e#ar (e #u# "8lti&le# u#o#3 el o#cilo#co&io #ir%e &ara (ar (o# "e(icione# 'un(a"entale# ten#i+n , tie"&o.
9. Re;erencias biblio8r>;icas KRAGA3 Neton C+"o u#ar el O#cilo#co&io. En Saber Electr+nica3 @olu"en B3 ND >>3 >>. CASTEMÓN3 A*u#t$n 9>B: Tecnolo*$a El0ctrica. 5a(ri(;
QUINCHE A.
,
otro 5cGra
Enciclo&e(ia 5icro#o't Encarta >B<> 5icro#o't Cor&oration. Re#er%a(o# to(o# lo# (ereco#. HARPER Enrique/ 9>: Jun(a"ento# (e Electrici(a(. 7i#&o#iti%o# , circuito# en corriente continua. @olu"en ?. 50-ico; Li"u#a.
