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Práctica:
Osciloscopio &
Generador de Señal
GENERADOR DE SEÑAL Y EXPERIENCIAS.
INTRODUCCIÓN AL OSCILOSCOPIO.
FRANCISCO JAVIER GONZÁLEZ RODRÍGUEZ
1
De la electrostática a…
2
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Viva la Reina de Inglaterra
¿Y para qué me sirve?
Permite transportar energía fácilmente (a través del
cable, inalámbricamente…)
Se puede transformar muy fácilmente (luz, calor,
movimiento…)  Actuadores
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corriente eléctrica (micrófono, interruptor, fotocélula)…
 Sensores, transductores
Creación de la Electrónica Analógica y la Electrónica
Digital: Empleo de la electricidad en infinidad de
componentes para comandar salidas en función de
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4
Trabajando con la electricidad
1. ¿Qué componente proporciona
energía en forma de diferencia de
potencial entre sus extremos?
5
Trabajando con la electricidad
1. ¿Qué componente proporciona
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2. ¿Qué componentes actúan ante una
corriente eléctrica?
6
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1. ¿Qué componente proporciona
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Difícil de transportar
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Pérdidas f( I2 )
Cobre, 300V, 300A, 10 km, AWG 4 (~5mm)700kW perdida,
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Solución -
Fácil de producir – GENERADORES ELÉCTRICOS
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Pérdidas f( I2 )
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pérdida, me quedan al final de línea casi 100 000V 69 kW útiles
El peso es función inversa de la frecuencia
• Terrestre: 50 / 60 Hz
• Aire: 500 Hz en sistemas embarcados
Gráficas V frente a t
A) Cuadrada, B) Triangular, C) Dientes de Sierra, D) Sinusoidal
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Sinusoidal
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¿Dónde encontrarla?
AC
En los dispositivos informáticos
digitales: Cuadrada de Vpp 5 V
En los enchufes: Sinusoidal, Vrms
230 V (50 Hz: ESP y gran parte de
Europa); (60 Hz: América,
Canadá…)
En las redes de distribución:
20.000 a 100.000 V (Muy alta
tensión)
En los trenes de alta velocidad
25 kV (AVE S-102)
DC
Pilas, baterías: Desde 1,5 V
hasta 18 V.
Vehículos: 12 – 18 V (muy alta
Imax).
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Vehículos: 12 – 18 V (muy alta
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¿Y en los laboratorios?
Fuentes de alimentación:
Reguladas, 0-50 V, DC
15
 Generadores de Señal: AC,
cualquier forma.
Nuestra alternativa
Velleman PSGU250
Two-channels USB oscilloscope,
sampling 250 Hz to 25 MHz
Wave generator, 0,005 HZ to 1
MHZ (sine), to 500 kHz (others)
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17
Frecuencia deseada
Duty cycle
Tipo de señal
Amplitud
Offset
𝐷𝑢𝑡𝑦 𝑐𝑦𝑐𝑙𝑒 =
𝑡𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑒𝑛 𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑝𝑖𝑐𝑜
𝑝𝑒𝑟𝑖𝑜𝑑𝑜
· 100(%)
𝑉𝑠𝑎𝑙𝑖𝑑𝑎 𝑡 = 𝑉 𝑡 + 𝑉𝑜𝑓𝑠𝑒𝑡
Generando ondas
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¿ALGÚN VOLUNTARIO? ;)
18
Capacidad de refresco del ojo
¿Qué rango de frecuencias podemos ver?
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humano
¿Hasta que frecuencia podemos percibir?
¿Es la misma para todos?
NOTA: Onda sinusoidal(probar con cuadrada).
Material: Generador de señal, cables, altavoz, alumnos.
20
El Osciloscopio
INTRODUCCIÓN
21
En la práctica es necesario medir magnitudes que implica
tensiones
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Sensores de posición
Evolución de sistemas digitales
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Medida indirecta de intensidad, resistencia…
22
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determinado
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Experiencias con el osciloscopio
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Actividades: Práctica osciloscopio.

  • 1. Práctica: Osciloscopio & Generador de Señal GENERADOR DE SEÑAL Y EXPERIENCIAS. INTRODUCCIÓN AL OSCILOSCOPIO. FRANCISCO JAVIER GONZÁLEZ RODRÍGUEZ 1
  • 3. …al lado oscuro 3 𝑬 Intensidad I ≈ 𝒒𝒆 · 𝒏 · 𝒗 · 𝑨 𝑽 𝒂𝒃 = 𝑽𝒂 − 𝑽 𝒃 ≈ 𝑬 · 𝒍 𝑻𝒆𝒏𝒔𝒊ó𝒏 𝒆𝒏𝒕𝒓𝒆 𝒍𝒐𝒔 𝒕𝒆𝒓𝒎𝒊𝒏𝒂𝒍𝒆𝒔 Ley de Ohm Vab = R · I Viva la Reina de Inglaterra
  • 4. ¿Y para qué me sirve? Permite transportar energía fácilmente (a través del cable, inalámbricamente…) Se puede transformar muy fácilmente (luz, calor, movimiento…)  Actuadores Se puede obtener información del exterior en función de corriente eléctrica (micrófono, interruptor, fotocélula)…  Sensores, transductores Creación de la Electrónica Analógica y la Electrónica Digital: Empleo de la electricidad en infinidad de componentes para comandar salidas en función de entradas y de la historia del circuito. 4
  • 5. Trabajando con la electricidad 1. ¿Qué componente proporciona energía en forma de diferencia de potencial entre sus extremos? 5
  • 6. Trabajando con la electricidad 1. ¿Qué componente proporciona energía en forma de diferencia de potencial entre sus extremos? 2. ¿Qué componentes actúan ante una corriente eléctrica? 6
  • 7. Trabajando con la electricidad 1. ¿Qué componente proporciona energía en forma de diferencia de potencial entre sus extremos? 2. ¿Qué componentes actúan ante una corriente eléctrica? 7 Analógica Digital
  • 8. V frente a t – (pila, cargador…) 8 V (V) t (s)
  • 9. Inconvenientes - Difícil de transportar Difícil de transformar Difícil de producir Generalmente más cara… 9 Pérdidas f( I2 ) Cobre, 300V, 300A, 10 km, AWG 4 (~5mm)700kW perdida, consumo 90 kW, debo suministrar 2300 V…
  • 10. Solución - Fácil de producir – GENERADORES ELÉCTRICOS Fácil de transformar – TRANSFORMADORES Barata 10 Pérdidas f( I2 ) Cobre, 230V en generación, 300A, 10 km, AWG 4 (~5mm). Con un transformador de 230 subo a 100 000 V: 0,7 A!!!  34,3 W de pérdida, me quedan al final de línea casi 100 000V 69 kW útiles El peso es función inversa de la frecuencia • Terrestre: 50 / 60 Hz • Aire: 500 Hz en sistemas embarcados
  • 11. Gráficas V frente a t A) Cuadrada, B) Triangular, C) Dientes de Sierra, D) Sinusoidal 11
  • 13. ¿Dónde encontrarla? AC En los dispositivos informáticos digitales: Cuadrada de Vpp 5 V En los enchufes: Sinusoidal, Vrms 230 V (50 Hz: ESP y gran parte de Europa); (60 Hz: América, Canadá…) En las redes de distribución: 20.000 a 100.000 V (Muy alta tensión) En los trenes de alta velocidad 25 kV (AVE S-102) DC Pilas, baterías: Desde 1,5 V hasta 18 V. Vehículos: 12 – 18 V (muy alta Imax). 13
  • 14. ¿Dónde encontrarla? AC En los dispositivos informáticos digitales: Cuadrada de Vpp 5 V En los enchufes: Sinusoidal, Vrms 230 V (50 Hz: ESP y gran parte de Europa); (60 Hz: América, Canadá…) En las redes de distribución: 20.000 a 100.000 V (Muy alta tensión) En los trenes de alta velocidad 25 kV (AVE S-102) DC Pilas, baterías: Desde 1,5 V hasta 18 V. Vehículos: 12 – 18 V (muy alta Imax). 14
  • 15. ¿Y en los laboratorios? Fuentes de alimentación: Reguladas, 0-50 V, DC 15  Generadores de Señal: AC, cualquier forma.
  • 16. Nuestra alternativa Velleman PSGU250 Two-channels USB oscilloscope, sampling 250 Hz to 25 MHz Wave generator, 0,005 HZ to 1 MHZ (sine), to 500 kHz (others) 16
  • 17. 17 Frecuencia deseada Duty cycle Tipo de señal Amplitud Offset 𝐷𝑢𝑡𝑦 𝑐𝑦𝑐𝑙𝑒 = 𝑡𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑒𝑛 𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑝𝑖𝑐𝑜 𝑝𝑒𝑟𝑖𝑜𝑑𝑜 · 100(%) 𝑉𝑠𝑎𝑙𝑖𝑑𝑎 𝑡 = 𝑉 𝑡 + 𝑉𝑜𝑓𝑠𝑒𝑡 Generando ondas
  • 18. Vamos a los calambrazos ¿ALGÚN VOLUNTARIO? ;) 18
  • 19. Capacidad de refresco del ojo ¿Qué rango de frecuencias podemos ver? Material: Generador de señal, cables, LED, alumnos 2º BACH. 19
  • 20. Rango de frecuencias del oído humano ¿Hasta que frecuencia podemos percibir? ¿Es la misma para todos? NOTA: Onda sinusoidal(probar con cuadrada). Material: Generador de señal, cables, altavoz, alumnos. 20
  • 22. En la práctica es necesario medir magnitudes que implica tensiones Fotodetectores Sensores de posición Evolución de sistemas digitales Un enchufe que no funciona… Medida indirecta de intensidad, resistencia… 22
  • 23. Posibilidades ME INTERESA EL VALOR Polímetros: voltímetros. ME INTERESA LA EVOLUCIÓN Osciloscopios 23 200 gramos 8 € (gama baja), 40-50€ (gama media), 500 € (gama alta) Mín. 5 kg 2 000 € hasta… The sky is the limit
  • 25. TRIGGER (GATILLO) 25 Empiezo desde un punto determinado Punto inicial
  • 26. Coupling (acoplamiento) 26 Vamos a separar cositas… + Permite medir la parte alterna y la parte continua por separado AC DC [cómo: se coloca un condensador no deja pasar la DC] [cómo: filtros pasa-bajos: circuitos muy lentosno le afecta la AC]
  • 27. Transformada de Fourier REDUCIR SEÑALES A SUMA DE SENOS 27
  • 28. Transformada de Fourier REDUCIR SEÑALES A SUMA DE SENOS 28 ¡¡Qué lo haga la maquina!!
  • 29. FFT (Fast Fourier Transformation) ELECTROCARDIOGRAMA ¿QUÉ ONDA CREÉIS QUE REPRESENTA? 29 Gráficas que nos dicen cuántas ondas senoidales, de qué amplitud y de qué frecuencia tenemos que coger.
  • 30. Midiendo con el osciloscopio 30 Base de tiempo Base de tensiones Posición Trigger: On/Off/Auto Canal ¿Subida o bajada? Coupling AC+DC Tipo de puntas
  • 31. Experiencias con el osciloscopio Grabando nuestra voz. Observar las ondas producidas por nuestra voz en un micrófono. MATERIAL: Osciloscopio, cables, micrófono, alumnos. Circuito de amplificación: El micrófono produce una señal muy tenue, se ha de aumentar para poder verla bien. 31
  • 32. ¡¡¡Ya han tocado!!! MUCHAS GRACIAS POR VUESTRA ATENCIÓN

Notas del editor

  1. .
  2. En general, 25 kV AC para Alta velocidad, aunque puede funcionar también en línea 3kV DC, típica en trenes de media distancia y cercanías. Es curioso que, en muchos de estos modelos, se emplean sistemas ‘’regenerativos’’, los cuales permiten recuperar la energía cinética no solo para alimentar al tren instantáneamente, como para alimentar a otros que circulen por el mismo ‘’cantón’’, o almacenarla, o emplearla para cargar vehículos privados…
  3. En general, 25 kV AC para Alta velocidad, aunque puede funcionar también en línea 3kV DC, típica en trenes de media distancia y cercanías. Es curioso que, en muchos de estos modelos, se emplean sistemas ‘’regenerativos’’, los cuales permiten recuperar la energía cinética no solo para alimentar al tren instantáneamente, como para alimentar a otros que circulen por el mismo ‘’cantón’’, o almacenarla, o emplearla para cargar vehículos privados…