Teoria:
Osciloscopio digital
En la actualidad los osciloscopios analógicos están siendo desplazados en gran medida por los osciloscopios digitales, entre otras razones por la facilidad de poder transferir las medidas a una computadora personal o pantalla LCD.
En el osciloscopio digital la señal es previamente digitalizada por un conversor analógico digital. Al depender la fiabilidad de la visualización de la calidad de este componente, esta debe ser cuidada al máximo.
Las características y procedimientos señalados para los osciloscopios analógicos son aplicables a los digitales. Sin embargo, en estos se tienen posibilidades adicionales, tales como el disparo anticipado (pre-triggering) para la visualización de eventos de corta duración, o la memorización del oscilograma transfiriendo los datos a un PC. Esto permite comparar medidas realizadas en el mismo punto de un circuito o elemento. Existen asimismo equipos que combinan etapas analógicas y digitales.
La principal característica de un osciloscopio digital es la frecuencia de muestreo, la misma determinara el ancho de banda máximo que puede medir el instrumento, viene expresada generalmente en MS/s (millones de muestra por segundo).
La mayoría de los osciloscopios digitales en la actualidad están basados en control por FPGA (del inglés Field Programmable Gate Array), el cual es el elemento controlador del conversor analógico a digital de alta velocidad del aparato y demás circuiteria interna, como memoria, buffers, entre otros.
Generador de señales.
Un generador de señales es un instrumento que proporciona señales eléctricas. En
Concreto, se utiliza para obtener señales periódicas (la tensión varía periódicamente en el tiempo)
Controlando su periodo (tiempo en que se realiza una oscilación completa) y su amplitud (máximo valor que toma la tensión de la señal).
Típicamente, genera señales de forma cuadrada, triangular y la sinusoidal, que es la más usada. Sus mandos de control más importantes son:
-Selector de forma de onda (cuadrada, triangular o sinusoidal)
-Selector de rango de frecuencias (botones) y de ajuste continuo de éstas (mando rotatorio). La lectura de la frecuencia en el mando rotatorio es tan sólo indicativa. La medida de tal magnitud debe realizarse siempre en el osciloscopio.
-Mando selector de amplitud sin escala. La amplitud debe medirse en el osciloscopio.
-Atenuador de 20 dB, que reduce en un factor 10 la amplitud de la señal generada (no en todas las fuentes). Este mando suele encontrarse en la parte trasera del generador.
-Mando DC-offset, que permite ajustar el nivel de continua de la señal. Este mando suele encontrarse también en la parte trasera del generador.
El generador presenta dos salidas con conectores tipo BNC: la salida de la señal (OUTPUT) y otra salida que da una señal estándar llamada TTL (es una señal cuadrada de control).
Fuentes de alimentacion
Las fuentes de alimentación, para dispositivos electrónicos, pueden clasificarse básicamente como fuentes de alimentación lineal y conmutada. Las lineales tienen un diseño relativamente simple, que puede llegar a ser más complejo cuanto mayor es la corriente que deben suministrar, sin embargo su regulación de tensión es poco eficiente. Una fuente conmutada, de la misma potencia que una lineal, será más pequeña y normalmente más eficiente pero será más complejo y por tanto más susceptible a averías.
Fuentes de alimentación lineales
Las fuentes lineales siguen el esquema: transformador, rectificador, filtro, regulación y salida.
En primer lugar el transformador adapta los niveles de tensión y proporciona aislamiento galvánico. El circuito que convierte la corriente alterna en continua se llama rectificador, después suelen llevar un circuito que disminuye el rizado como un filtro de condensador. La regulación, o estabilización de la tensión a un valor establecido, se consigue con un componente denominado regulador de tensión. La salida puede ser simplemente un condensador. Esta corriente abarca toda la energía del circuito, esta fuente de alimentación deben tenerse en cuenta unos puntos concretos a la hora de decidir las características del transformador.
Fuentes de alimentación conmutadas
Una fuente conmutada es un dispositivo electrónico que transforma energía eléctrica mediante transistores en conmutación. Mientras que un regulador de tensión utiliza transistores polarizados en su región activa de amplificación, las fuentes conmutadas utilizan los mismos conmutándolos activamente a altas frecuencias (20-100 Kilociclos típicamente) entre corte (abiertos) y saturación (cerrados). La forma de onda cuadrada resultante es aplicada a transformadores con núcleo de ferrita (Los núcleos de hierro no son adecuados para estas altas frecuencias) para obtener uno o varios voltajes de salida de corriente alterna (CA) que luego son rectificados (Con diodos rápidos) y filtrados (Inductores y capacitores) para obtener los voltajes de salida de corriente continua (CC). Las ventajas de este método incluyen menor tamaño y peso del núcleo, mayor eficiencia y por lo tanto menor calentamiento. Las desventajas comparándolas con fuentes lineales es que son más complejas y generan ruido eléctrico de alta frecuencia que debe ser cuidadosamente minimizado para no causar interferencias a equipos próximos a estas fuentes.
Las fuentes conmutadas tienen por esquema: rectificador, conmutador, transformador, otro rectificador y salida.
La regulación se obtiene con el conmutador, normalmente un circuito PWM (Pulse Width Modulation) que cambia el ciclo de trabajo. Aquí las funciones del transformador son las mismas que para fuentes lineales pero su posición es diferente. El segundo rectificador convierte la señal alterna pulsante que llega del transformador en un valor continuo. La salida puede ser también un filtro de condensador o uno del tipo LC.
3) Se verificó el corte de corriente bajando la corriente en el resistor.
8) Tiempo de ciclo en alto: 1ms
9)
Conclusiones:
En esta práctica aprendimos a utilizar instrumentos de medición los cuales son nombrados más arriba en la teoría.
Uno de los instrumentos más novedosos y que todavía no lo utilizamos con mucha frecuencia es el osciloscopio digital.Este es de mucha practicidad y mucha ayuda ya que es más accesible a la hora de tener que medir una señal y también cuenta con particularidades como una entrada USB para poder guardar las mediciones o algun tipo de señal realizado en la practica, se puede conectar directamente a una computadora y cuenta con un modo de disparo que lo podés cambiar a modo ascendente y descendente.Vale la pena reiterar que es más práctico si lo comparamos con el osciloscopio analógico.
Su configuración es un poco más compleja que la analógica pero a pesar de contar con todo lo que la anterior cuenta tiene muchas cosas nuevas.
En esta práctica también utilizamos un generador de señales que lo trabajamos conjuntamente con el osciloscopio.Este nos permite variar la frecuencia, amplitud etc. También podemos destacar su selector de forma de onda la cual queremos utilizar, por ejemplo en esta práctica el G5 utilizó señales triangulares.
En resumen el generador de señales nos sirve para generar señales periódicas y poder trabajar con ellas.
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