UNIVERSIDAD DE IBAGUÉ INGENIERÍA ELECTRÓNICA
MANUAL PRACTICO OSCILOSCOPIO DIGITAL HP 54600B
HAROLD A. ESQUIVEL C.
TABLA DE CONTENIDO
INTRODUCCION 1. ESPECIFICACIONES TECNICAS 1.1 SISTEMA VERTICAL 1.2 SISTEMA HORIZONTAL 1.3 SISTEMA DE SINCRONISMO 1.4 REQUISITOS DE POTENCIA 1.5 GENERALIDADES 2. PANEL FRONTAL 2.1 PANEL DE CONTROL 2.2 VISTA DEL OSCILOSCOPIO PARTE FRONTAL 3. PROCEDIMIENTOS PARA OBSERVAR Y MANEJAR LAS SEÑALES 4. MEDICION DE LISSAJOUS 5. BIBLIOGRAFIA
INTRODUCCION
Este equipo es generalmente utilizado como elemento de salida, el cual nos muestra la señal de salida de un circuito cualquiera alimentado por un generador AC o por una fuente DC. Su función especifica es la de un elemento de salida para señales de circuitos eléctricos y electrónicos, el cual mide voltaje y corriente de señales AC.
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1. ESPECIFICACIONES TÉCNICAS 1.1 SISTEMA VERTICAL Ancho de Banda: cc a 100 MHz – 3 dB (1,2 y 5 mV/div) cc a 150 MHz - 3 dB (canales 1 y 2) cc a 250 MHz - 3 dB (canales 3 y 4) Acoplamiento en ca, 10Hz a 150 MHz – 3dB (canales 1 y 2) TIEMPO DE SUBIDA: < 2.33nS (calculado, canales 1 y 2) MARGEN DINAMICO: ± 32 V ó ± 8 divisiones, cualquiera que sea menor. FUNCIONES MATEMATICAS: Canal 1 + ó – Canal 2. CAPACIDAD DE ENTRADA: ≈ 13 Pf.
TENSION MAXIMA DE ENTRADA: 400V (cc + ca de pico) LIMITE DE ANCHO DE BANDA: ≈ 20 MHz ACOPLAMIENTO: Tierra, CA y CC CMRR (relación de rechazo del modo común): ≈ 20 dB a 50 MHZ . 1.2 SISTEMA HORIZONTAL VELOCIDAD DE BARRIDO: 5s/div a 2nS/div principal y retardo. RESOLUCIÓN HORIZONTAL: 100 pS. PRECISIÓN: ± 0.01 % ± 0.2% de la escala completa ±200pS. VARIACIÓN CÍCLICA DE RETARDO: 10 ppm 1.3 SISTEMA DE SINCRONISMO SINCRONISMO INTERNO – SENSIBILIDAD: cc a 25 MHz - 0.35 div ó 3.5 mV (>5mV/div) 1.0 div ó 2mV (1,2 ó 5 mV/div) 25 MHz a 100 MHz - 1.5 div ó 3 mV (1,2 ó 5 mV/div) cc a 150 MHz - 1 div ó 10 mV (canal 1 y 2) (>5mV/div) cc a 250 MHz - 1 div ó 100 mV (canal 3y4) MODOS: Auto, Autolevel, Normal, Single y TV. HOLDOFF: Ajustable desde 200 nS hasta ≈ 13 s.
SINCRONISMO EXTERNO: 4
MARGEN: ± 18v ACOPLAMIENTO: cc, supresión de AF, y supresión de ruido RESISTENCIA DE ENTRADA: 1MΩ CAPACITANCIA DE ENTRADA: ≈ 13Pf
TENSION DE ENTRADA MÁXIMA: 400V (cc+ ca pico). 1.4 REQUISITOS DE POTENCIA MARGEN DE TENSION DE RED: 100Vca a 240 Vca SELECCIÓN DE TENSIÓN DE RED: Automática FRECUENCIA DE RED: 45 Hz a 440 Hz CONSUMO MÁXIMO DE POTENCIA: 220VA – W 1.5 GENERALIDADES TEMPERATURA: FUNCIONAMIENTO: - 10°C a + 55°C (+14 °F a +131°F) NO FUNCIONAMIENTO: - 51°C a + 71°C (-60 °F a + 160° F) HUMEDAD: FUNCIONAMIENTO:
95% de humedad relativa a +40°C (+104°F) durante 24 horas. NO FUNCIONAMIENTO: 90% de humedad relativa a +65°C (+194°F) durante 24 horas.
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2. PANEL FRONTAL El display de este osciloscopio es el panel de salida donde se muestran las diferentes señales de los circuitos AC implementados; este se muestra al lado izquierdo del equipo y al lado derecho se encuentra el panel de control. En la parte inferior de la pantalla se muestran las diferentes opciones escogidas por el panel de control. Figura 1. Panel Frontal Osciloscopio HP 54600B
Fuente: Fotografía tomada directamente al equipo
2.1 PANEL DE CONTROL El panel de control de este osciloscopio posee cinco divisiones esenciales así: 1. MANDOS GENERALES: Nos muestra los datos esenciales de la señal mostrada, guardamos y observamos una señal, y escogemos la Escala automática del osciloscopio para la señal mostrada. 2. MANDOS DE LOS CANALES / ENTRADAS Y SALIDAS: Desde esta división podemos manejar la señal de cada uno de los canales, cambiar su ubicación vertical, sumar las dos señales y además están los bornes de entrada. 6
3. TECLAS DE ALMACENAMIENTO: por medio de esta sección podemos poner a oscilar la señal o por el contrario detenerla y además la podemos borrar. 4. MANDOS HORIZONTALES: por medio de esta división podemos manejar la ubicación horizontal de la señal, realizar mediciones XY, lisagous, y cambiar el time/div. 5. NADOS DE SINCRONISMO/ENTRADA DE SINCRONISMO EXTERNO: por medio de este puerto podemos ingresar una señal externa, y activar las opciones de video/TV.
2.2 VISTA DEL OSCILOSCOPIO PARTE FRONTAL Figura 2. Panel Frontal Osciloscopio HP 54600B
Fuente: [1]
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3. PROCEDIMIENTOS PARA OBSERVAR Y MANEJAR LAS SEÑALES Antes de empezar con la utilización del Osciloscopio es importante resetear el equipo y probar las puntas de medición así: 1. RESETEAR EL EQUIPO: En cuanto se encienda el equipo se oprime la sexta tecla de función que se encuentra en la parte inferior de la pantalla; esta se debe mantener oprimida hasta que en la pantalla aparezca el siguiente mensaje: “paralell and Reset 232 default ts load Module default ts loaded”
Este mensaje aparecerá en la parte superior izquierda de la pantalla luego de esto podremos hacer uso del equipo.
2. PROBAR LAS PUNTAS DE MEDICIÓN: Para saber si nuestras puntas están adecuadas para usarse se conecta una punta en el borne del canal A1 ó A2 luego de esto ponemos su extremo positivo en la tierra que esta en la parte inferior de la pantalla y le damos “Autoscale” y nos debe salir una señal de la siguiente manera: Figura 3. Señal Cuadrada
Fuente: [1] Luego de esto estamos listos para ver las señales en el equipo. 8
3. GUARDAR SEÑALES: para guardar señales en el osciloscopio tecleamos así, teniendo en cuenta que estas órdenes que se le dan al equipo son con las teclas de función que se encuentran en la parte inferior de la pantalla: TRACE (mandos generales) + Trace (1 – 10) + Trace (1 - 10) “ON” + SAVE TO TRACE Luego de esto en la pantalla saldrá un mensaje así: “saved”.
4. CAMBIAR EL NOMBRE A LA SEÑAL GUARDADA: a las señales que hemos guardado anteriormente le podemos colocar un nombre arbitrario asi: Edit Label + (se ingresa el nombre deseado) + Enter 5. RECUPERAR UNA IMAGEN PERDIDA: cuando por equivocación movemos una tecla que no debemos y la imagen se pierde de la pantalla la recuperación de esta se realiza así: SETUP (mandos generales) + Recover Screen (teclas de función) 6. ELIMINAR EL RUIDO DE UNA SEÑAL: cuando se nos presenta una grafica con mucho ruido y no se mantiene estable podemos eliminar el ruido de la siguiente forma: DISPLAY + PANEL DE CONTROL + AVERAGE (8, 16,…, 256). A excepción de “DISPLAY” que se encuentra en las teclas de mandos generales las otras acciones se realizan con las teclas de función que se encuentran en la parte inferior de la pantalla y las opciones a escoger salen en la pantalla. 4. MEDICION DE LISSAJOUS Esta medición se realiza cuando vamos a medir el ángulo de desfase entre dos señales generadas para realizar esta medición la realizamos de la siguiente forma: Main/Delayed + XY + ubicamos la grafica en el centro + cursors Los cursores los ubicamos en los límites de la grafica y en donde se corta con los ejes. 9
y ∆Y2, que aparece en la pantalla cuando ubicamos los cursores. Para saber el ángulo de desfase realizamos la siguiente operación: Después de esto tomamos el ∆Y1
SEN θ = ∆Y1 / ∆Y2
Las graficas de esta medición se muestran a continuación: Figura 4. Medición de Lissajous
Fuente: [1]
Figura 5. Medición de Lissajous
Fuente: [1] 10
Pulsar CURSORS. Fijar el cursor Y2 en la parte superior de la señal y fijar Y1 en la parte inferior de la señal. Se anota el valor de ∆Y de la parte inferior de la pantalla. En este ejemplo se utilizan los cursores Y, pero se podrían haber utilizando los cursores X en su lugar. Si se utilizan los cursores X, hay que asegurarse de centrar la señal en el eje Y. Figura 6. Medición de Lissajous Cursores
Fuente: [1]
Mover los cursores Y1 e Y2 al centro de la señal. Una vez más se anota el valor de ∆Y. Figura 7. Medición de Lissajous Cursores
Fuente: [1] 11
Calcular la diferencia de fase utilizando la siguiente fórmula. Sin θ = segundo ∆Y / primer ∆Y =111, 9244,4 = 27,25 grados de desplazamiento
de fase.
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5. BIBLIOGRAFIA [1] Manual de Osciloscopio Digital HP 54600B. Disponible en el Laboratorio General de Ingeniería Electrónica de la Universidad de Ibagué.
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