INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA

INGENIERIA EN COMUNICACIONES Y ELECTRONICA

ELECTRONICA DIGITAL

Practica No 0

Práctica 0. Introducción al manejo del osciloscopio digitalcon el generador de señales

FECHA DE ENTREHA:

13/ Mayo /2015

OBJETIVO

Familiarizarse con los controles del osciloscopio digitalTEKTRONIX TDS1002 para realizar mediciones básicas de circuitosy adquirir destrezas en el uso de cursores, medición del ángulode fase de atraso y adelanto, medición del tiempo de elevación,del tiempo de descenso de flancos de pulsos cuadrados einterpretación del contenido armónico que entrega FFT.

MATERIAL

2 Puntas atenuadas compensadas en frecuencia 2 Puntas BNC-caimán Resistencias de diversos valores Capacitor de poliéster o capacitor cerámico NP0 de

diversos valores Proto-board Carga de prueba de 50 Ω (Dos resistencias en paralelo de

100 Ω) Alambres para interconexión

EQUIPO

Osciloscopio Digital Tektronix TDS1000 Generador de señales (cuadrada, senoidal y triangular) Multímetro

Comprobación del correcto funcionamiento del osciloscopio digital, las puntas atenuadas compensadas en frecuencia, el generador de señales y fuentes de la mesa de trabajo

Comprobamos el buen funcionamiento de nuestras puntas atenuadascompensadas en frecuencia, para esto primero colocamos nuestroosciloscopio TDS1000 en configuración de fábrica presionando elbotón Dafault Setup, esto para evitar cualquier tipo de errorcausado por una configuración no deseada con la cual se hayatrabajado antes , en otra clase.

Ahora comprobamos la comunidad de nuestra sonda en el canal1:1x, conectamos nuestra punta atenuada compensada en frecuenciay la conectamos a la horquilla de prueba del mismo osciloscopiocuidando la polaridad de estos, presionamos el botón Probecheck, aseguramos que pase la respectiva prueba y enseguidapresionamos el botón Auto Set, esto lo hicimos de igual formapara el canal 2, obteniendo los siguientes datos:

Canal Vpp fCH1 5.12 v 1kHz

CH2 5.12 v 1kHz

¿Los valores que presenta la pantalla del osciloscopiocorresponden a los valores que esperamos?

R= Si, esperábamos 5vpp y 1kHz, y obtuvimos 5.12vpp y 1KHz, hubouna variación de .12v que son aceptable, esto para ambos canales

En seguida hicimos la comprobación de la punta atenuadacompensada en frecuencia en 10x, presionamos el botón Probecheck , en este caso, el osciloscopio nos mostró la señalcucarda con variaciones y los cuales compensamos variando eltornillo de la punta atenuada en frecuencia con un desarmadorneutro llegando a la señal deseada, presionamos el botón AutoSet, esto también para el canal 2, obteniendo los siguientesdatos:

Canal Vpp fCH1 5.12 v 1kHzCH2 5.12 v 1kHz

¿Los valores que presenta la pantalla del osciloscopiocorresponden a los valores que esperamos?

R= Si, esperábamos 5vpp y 1kHz, y obtuvimos 5.12vpp y 1KHz, hubouna variación de .12v que son aceptable, esto para ambos canales

¿Con que factor de atenuación quedaron finalmente las puntas delcanal 1 y canal 2 del osciloscopio?

R- 10x

¿Por qué es relevante iniciar el procedimiento utilizando elfactor de atenuación de las puntas en 1X?

R- A partir de los valores obtenidos en factor a1x será nuestrareferencia para probar si los resultados en factor 10X son loscorrectos, ya que si iniciamos en factor 10X, y obtenemosvalores no deseados, estos pueden ser causados ya sea porque laseñal de prueba este mal o porque la punta atenuada compensadaen frecuencia este dañada.

Escriba su opinión acerca de las puntas del osciloscopio con elfactor de atenuación en 10X

Son accesorio útil , debido que el osciloscopio tiene unalimitante de tan solo medir 40 volts y limitarse en frecuencia ,ya con las puntas atenuadas compensadas en frecuencia, superamosese rango tanto en frecuencia como en voltaje, además depequeños detalles como tener una punta en forma de gancho y unapunta fina que son demasiados útiles en circuitos pequeños.

Toma de Medidas automáticas del osciloscopio.

Para la toma de medidas automáticas del osciloscopioprimero que nada se conectaron las puntas atenuadas de talmodo que se comprobara que haya continuidad de la puntaconectada. Por lo que fue necesario enganchar las puntas ala horquilla cuadrada del osciloscopio: +5Vpp, y loscaimanes de color negro de las puntas se conectan a lahorquilla redonda del osciloscopio: tierra. Cuidando que

no haya posibilidad que estas se juntes y cortocircuitenlas horquillas.

Recurrimos a la página 43 del manual del osciloscopioTDS1000, apartado Toma de medidas automáticas, para medir lafrecuencia, el periodo y la amplitud pico a pico, eltiempo de subida y el ancho de pul positivo de la señales necesario apretar el botón MEASURE, en el cual hay quepulsar en el botón de opción Tipo y se seleccionara lo quese deseaba medir. Este proceso se realizara para cada unode los recuadros de MEASURE.

Se ejecutaron los procedimientos de la página 48-53 delmanual del osciloscopio TDS1000, apartado Toma de medidas conel cursor, para comprobar los valores reportador por elosciloscopio en forma automática coinciden con los valoresde los cursores.

Volteje Pico-Pico.

Periodo.

Frecuencia: 1T= 11.01x10−3=990.099Hz≈1kHz

Ancho de pulso.

Datos obtenidos en el laboratorio.

Medidas Automáticas.

CH1 CH2Frecuencia 1

kHz1 kHz

Periodo 1 ms 1 msVoltajePico-Pico

5.12V

5.04V

T. Subida 749ps

751 ps

Ancho dePulso

500µs

500.1µs

Mediciones con el Cursor.

CH1 CH2Frecuencia 990.9

kHz1kHz

Periodo 1.01ms

1 ms

VoltajePico-Pico

5.04 V 5.08V

Ancho dePulso

516 µs 508µs

Responda la siguiente pregunta: ¿Por qué es necesario corroborar que el valor que

reporta el osciloscopio de manera automática,coincide con el valor que se reporta usando cursores?

Porque comprobamos que las mediciones sean correctas ya que asípodemos identificar si el osciloscopio está trabajandocorrectamente y los resultados que nos muestran no están siendoalterados por alguna carga externa.

Generador de señales a 50 Ω

1.- El procedimiento a seguir fue la verificación del adecuadofuncionamiento del generador con unan carga de 50 Ω, con laperilla de atenuación a 0 dB, pero inicialmente fue sin carga,se tomaron las medidas automáticas y manuales.

Sin carga:

Medidas Voltaje PP FrecuenciaAutomáticas 15 Vpp 6.8KhzManuales 7.4 Vpp 6.8Khz

Con carga de 50 Ω:

Medidas Voltaje PP FrecuenciaAutomáticas 15.4 Vpp 6.8Khz

Manuales 7.36 Vpp 6.8Khz

2.- Posteriormente se colocó la carga de 50 Ω en la puntaatenuada, se tomaron las medidas automáticas y manuales.

3.- Se cambió la perilla de atenuación del generador a 20 dB cony sin carga.

Con 20 dB sin carga:

Medidas Voltaje PP FrecuenciaAutomáticas 1.42 Vpp 6.8KhzManuales 7.36 Vpp 6.8Khz

Con 20 dB con carga de 50 Ω:

Medidas Voltaje PP FrecuenciaAutomáticas 721 mVpp 6.8KhzManuales 708 mVpp 6.8Khz

Con 40 dB sin carga:

Medidas Voltaje PP FrecuenciaAutomáticas 131 mVpp 6.8KhzManuales 128 mVpp 6.8Khz

Con 40 dB con carga de 50 Ω:

Medidas Voltaje PP FrecuenciaAutomáticas 68.8 mVpp 6.8KhzManuales 66 mVpp 6.8Khz

Con 60 dB sin carga:

Medidas Voltaje PP FrecuenciaAutomáticas 64 mVpp 6.8Khz

Manuales 61 mVpp 6.8Khz

Con 60 dB con carga de 50 Ω:

Medidas Voltaje PP FrecuenciaAutomáticas 32.5 mVpp 6.8KhzManuales 30 mVpp 6.8Khz

Ciclo útil mínimo-máximo

Conectamos la salida del generador de señales a al canal dos,con la punta atenuada en frecuencia en factor x10, con una señal15.6 vpp a una frecuencia de 6.67 KHz, ejecutamos elprocedimiento de medidas automáticas del manual TDS1000 de talformas que las medidas automáticas 3,4 ,5 fueran Voltaje pico-pico del canal 2, ancho de pulso positivo del canal 2, AnchoNegativo del Pulso del canal 2, respectivamente. Repetimos estasmimas medidas ahora con los cursores obteniendo los siguientesdatos

Medidas Vpp AP+ AP-Automáticas 15.6 v 75.3 µs 74.4 µsCursores 15.4 v 76 µs 74.4 µs

Jalamos la perilla Symmetry y redujimos el ancho de pulsopositivo al mínimo tratando de obtener una señal con el 1% deciclo útil.

No pudo lograrse obteniendo un ciclo útil del 14.94%

Ahora se aumentamos el ancho de pulso positivo tratando deobtener una señal 99% de ciclo útil

No pudo lograse obtenido un ciclo útil del 82%

14.94%≤Ciclo util del generador ≤82%

Señal Cuadrada @ 50Ω.

Se observa una señal cuadra cuando presionamos a perillaSymmetry, donde se coloco la carga de 50Ω para comprobarque la señal disminuye a la mitad de su amplitud. Losvalores se obtuvieron tanto automáticamente como concursores.

La perilla de atenuación del generador de señales debeempezar a 20 dB, la señal se debe visualizar en todo laretícula del osciloscopio la cual la amplificamos con laperilla Volts/div.

Este proceso se debe realizar para 40 dB y 60 dB. Los valores que se van a registrar son los voltaje pico-

pico con carga y sin carga.

0dB Automático

Cursores.

ConCarga

7.4 V 7.16V

SinCarga

15.6 V 14.89V

20dB Automático

Cursores.

ConCarga

800 mV 690 mV

SinCarga

1.60 V 1.36V

40dB Automático

Cursores.

Con 100 mV 96 mV

CargaSinCarga

180 mV 167 mV

60dB Automático

Cursores.

ConCarga

60 mV 57 mV

SinCarga

130 V 123 mV

Triangular @50 Ω

1.- El procedimiento a seguir fue la verificación del adecuadofuncionamiento del generador con una carga de 50 Ω y una señaltriangular, con la perilla de atenuación 20dB, 40dB y 60dB, peroinicialmente fue sin carga, se tomaron las medidas automáticas ymanuales.

Con 20 dB sin carga:

Medidas Voltaje PP FrecuenciaAutomáticas 1.56 Vpp 6.8Khz

Con 20 dB con carga de 50 Ω:

Medidas Voltaje PP FrecuenciaAutomáticas 800 mVpp 6.8Khz

Con 40 dB sin carga:

Medidas Voltaje PP FrecuenciaAutomáticas 160 mVpp 6.8Khz

Con 40 dB con carga de 50 Ω:

Medidas Voltaje PP FrecuenciaAutomáticas 80 mVpp 6.8Khz

Con 60 dB sin carga:

Medidas Voltaje PP FrecuenciaAutomáticas 40 mVpp 6.8Khz

Con 60 dB con carga de 50 Ω:

Medidas Voltaje PP FrecuenciaAutomáticas 21 mVpp 6.8Khz

Comprobación del correcto funcionamiento del equipo restante dela mesa de laboratorio

Con el osciloscopio y el multímetro digital medimos los voltajesque entrega la fuente simétrica regulada que se encuentra en lamesa obteniendo rangos aceptables, repetimos el procedimientopara la fuente de 5 v.

Fuente variable Voltaje negativo Voltaje positivoOsciloscopio -1.63v a -28.7v 1.30v a 29v

Multímetro digital -1.2v a -28.2v 1.31va 28.8v

Fuente fija +5v VolatjeOsciloscopio 5.12 v

Multímetro Digital 5.1 v

Nota, no hicimos la medición con el multímetro analógico, yaque desconocíamos el funcionamiento y consideramos que esamedición es imprescindible para fines de la materia

Evaluación de la mesa

Consideramos que la mesa tiene un 80 ya que el generador defunciones tiene unas ligeras fallas a la hora de seleccionaruna frecuencia, estas varían demasiado, esto le resta un 20porque su una de sus principales funciones es arrojar unafrecuencia deseada , en fuera todo lo demás funcionacorrectamente.