Actividad "Enseñando el manejo del osciloscopio". MUVIPA

1. Práctica:
Osciloscopio &
Generador de Señal
GENERADOR DE SEÑAL Y EXPERIENCIAS.
INTRODUCCIÓN AL OSCILOSCOPIO.
FRANCISCO JAVIER GONZÁLEZ RODRÍGUEZ
1

2. De la electrostática a…
2

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.
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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?
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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?
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Analógica
Digital

8. V frente a t – (pila, cargador…)
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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
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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
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12. Sinusoidal
12

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).
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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).
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15. ¿Y en los laboratorios?
Fuentes de alimentación:
Reguladas, 0-50 V, DC
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 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)
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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? ;)
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19. Capacidad de refresco del ojo
¿Qué rango de frecuencias podemos ver?
Material: Generador de señal, cables, LED, alumnos 2º BACH.
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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.
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21. El Osciloscopio
INTRODUCCIÓN
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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…
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23. Posibilidades
ME INTERESA EL VALOR
Polímetros: voltímetros.
ME INTERESA LA EVOLUCIÓN
Osciloscopios
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200 gramos
8 € (gama baja), 40-50€
(gama media), 500 €
(gama alta)
Mín. 5 kg
2 000 € hasta…
The sky is the limit

24. Pantalla y funciones
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25. TRIGGER (GATILLO)
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Empiezo desde un
punto
determinado
Punto inicial

26. Coupling (acoplamiento)
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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
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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?
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Gráficas que nos dicen cuántas ondas senoidales, de qué amplitud y de qué
frecuencia tenemos que coger.

30. Midiendo con el osciloscopio
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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.
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32. ¡¡¡Ya han
tocado!!!
MUCHAS GRACIAS POR VUESTRA ATENCIÓN