PRÁCTICA 4. Osciloscopio digital HM 408: Tiempo de rebote de un

INSTRUMENTACIÓN ELECTRÓNICA
ÁREA DE ELECTRÓNICA
PRÁCTICA 4. Osciloscopio digital HM 408: Tiempo de rebote de
un relé . Modulación en frecuencia II.
Sumario: Elementos del osciloscopio digital. Correlación con la teoría. Metodología. Tiempo de
rebote de un relé. Captura de señales moduladas en frecuencia. Modo Pretrigger. Resultados.
Análisis de resultados.
4.1.- Objetivos.
•
Capturas de eventos en el dominio del tiempo, modo Y-t, y en el modo X-Y.
•
Visualización de los rebotes de los contactos de un relé.
•
Memorización de fenómenos de modulación en frecuencia de difícil captura.
•
Análisis de las figuras de Lissajous resultantes de una señal de frecuencia
modulada y su portadora.
•
Visualización en general de figuras de Lissajous para señales de frecuencias
múltiplos.
4.2.- Correlación con la teoría. Metodología.
Los osciloscopios digitales mejoran la resolución y la velocidad de los
analógicos. Además presentan la posibilidad de memorizar eventos de la señal
anteriores y posteriores al disparo. Como único inconveniente destaca el menor
ancho de banda, lo cual impide realizar medidas exactas a alta frecuencia (superiores
a la frecuencia superior de corte).
La siguiente figura muestra el aspecto frontal del osciloscopio HM 408.
Aparentemente, los osciloscopios digitales son muy parecidos a los analógicos, salvo
por la zona de controles exclusivos del instrumento digital, y que se suelen situar en
la parte inferior izquierda de la base de tiempos.
Profesores: Juan José González de la Rosa. Manuel Sanmartín de la Jara.
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En un pequeño rectángulo se identifican los controles e indicadores propios
del funcionamiento en modo almacenamiento. Los siguientes son los propios del HM
408:
(41) STOR..- Cuando no está pulsado, el osciloscopio trabaja en modo analógico (en
tiempo real). Cuando está pulsado, pasa al modo de almacenamiento o digital. Un
LED indica el modo elegido. Caso de estar fuera de los límites TIME/DIV, el LED
parpadea.
(42) DOT J (DOT JOIN).- Une en pantalla mediante líneas los puntos muestreados.
Sirve para mejorar el reconocimiento de la señal, especialmente en los casos de altas
frecuencias.
(46) HOLD I y II.- Se emplean para guardar en memoria las señales correspondientes
a los dos canales. En el modo X-Y ambas funciones producen el mismo efecto.
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(45) SINGLE.- Permite pasar al modo de barrido único. Si un barrido está en
progreso cuando se pulsa este botón, primero se completa el barrido en curso antes
de empezar el siguiente.
(45) RESET.- Borra los datos correspondientes a la captura anterior y realiza una
nueva captura, que se producirá según sea la condición de disparo establecida. Ésta
es seleccionable de la misma forma que en un osciloscopio analógico convencional:
nivel, tipo de flanco, etc.
(43) PRETRIG..- Se emplea para visualizar señales que ocurren antes de que se
produzca el disparo. Cada vez que se pulsa avanza un paso del 25% (se aprecia en la
parte superior izquierda del display). En el 0 % esta opción está desactivada. Por
ejemplo, en la posición de la base de tiempos 1 ms/div, se visualizará un tramo de
señal anterior al disparo que se calcula mediante: 50% * (10 divisiones) * (1 ms/div) =
5 ms.
4.2.1.- Tiempo de rebote de un relé.
El tiempo de cierre de los contactos de un relé no es cero. El tiempo que tarda
el contacto en cerrarse permanentemente después de la primera actuación (rebote) se
denomina tiempo de rebote.
El circuito para realizar el test posee un terminal para introducir la tensión de
trabajo del relé (12 V), y un interruptor para aplicarla o no. Además posee un
terminal para aplicar una señal cuadrada exterior que será tratada a conveniencia del
alumno mediante las pulsaciones del interruptor. Si no se pudiera conseguir
suficiente tensión con el generador de funciones, se aconseja el montaje de un
amplificador con un amplificador operacional.
En primer lugar calibramos la sonda HZ51. En la primera parte de esta sesión
de trabajo se trabaja con sólo la alimentación continua del relé. Se acciona el
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interruptor y se deja evolucionar la tensión en el relé hasta que alcanza en valor
estacionario. Este valor pasa por un transitorio de rebotes que se debe intentar medir
congelando la imagen con el osciloscopio digital. La medida resultante será el tiempo
que media desde la acción del interruptor hasta el valor estacionario de tensión de
salida (tiempo de rebote del relé). Se realizarán varias medidas de este tiempo y se
obtendrá su media aritmética.
El resultado gráfico de introducir la señal cuadrada deberá visualizarse e
identificar las zonas de la señal de salida correspondientes a los transitorios del relé.
4.2.2.- Captura de señales moduladas en frecuencia.
Por la experiencia anterior, es conocida la dificultad de capturar este tipo de
señales. Por ello se emplea este osciloscopio para visualizar situaciones de captura
crítica, que elegirá el alumno. Una clavija "T" (PM9067), nos permitirá visualizar en el
osciloscopio las señales moduladora y modulada.
Al pasar al modo X-Y observaremos las figuras de Lissajous. En este modo de
funcionamiento, podemos prescindir del nivel de continua de las señales por ello,
ambos canales se ajustan en AC. El resultado debe ser una figura móvil que posee
una zona estrecha. Se recomienda emplear la función SINGLE, con el fin de capturar
múltiples figuras y situaciones.
En la línea del anterior párrafo, se introducirán señales de frecuencias
múltiplos y se calcularán los puntos de corte de las figuras de Lissajous, que como
son móviles, habrá que capturar.
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4.2.3.- Modo PRETRIGGER.
Introducir una señal de 100 Hz por el canal I. Gobernar la zona previsualizada
con la opción descrita en el apartado anterior. Explicar detalladamente las razones de
la visualización.
4.3.- Resultados.
Se acompañarán las medidas realizadas de todas las gráficas que se visualicen
en la sesión de laboratorio. En éstas, deberán figurar las medidas de tensión y de
tiempo involucradas en el fenómeno a visualizar.
4.4.- Análisis de resultados.
•
¿Por qué se utiliza el osciloscopio digital para visualizar los fenómenos de esta
experiencia?
•
¿Qué sucedería si el relé estuviera alimentado con menos energía?
•
¿Podrías diferenciar entre un rebote y un falso cierre del relé?
•
Explica las formas de las figuras de Lissajous de una señal modulada en
frecuencia.
•
¿Qué relación existe entre el número de cortes y el cociente de las frecuencias?
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