PRÁCTICA 3. OSCILOSCOPIOS HM 604 Y HM 1004 (III): TEST DE COMPONENTES Y MODULACIÓN EN FRECUENCIA. 3.1.- Objetivos: •

Realización de test de componentes activos y pasivos para obtener, a partir de la curva de test, su curva característica y parámetros del modelo equivalente serie.

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Empleo de la entrada de modulación FM y del generador de funciones.

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Visualización de señales moduladas en frecuencia para distintos tipos de portadora.

3.2.- Fundamento teórico de funcionamiento del instrumento. Metodología.

3.2.1.- Test de componentes.

El osciloscopio que usamos usa un tester de componentes, que se usa para comprobar el buen estado de los dispositivos, mediante la obtención de una curva representativa del mismo. La prueba será válida siempre que el componente no esté sometido a tensión.

El componente que debemos comprobar se conecta entre el borne aislado en el campo Component-Tester y uno de los bornes de masa del campo Y. A continuación, pulsamos la tecla Component Tester, y quedará desconectado el amplificador Y y el generador de barrido.

El funcionamiento, es el siguiente. El instrumento usa desde su transformador de la red una señal senoidal, de forma que el componente que se debe comprobar, está en serie con el circuito del tester, el osciloscopio trabajará en el modo X-Y, de forma que la señal senoidal se usará para la deflexión vertical y la tensión entre bornas será la deflexión horizontal, además, se compara las fases de ambas tensiones.

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De esta manera se obtienen diferentes figuras en el osciloscopio, por ejemplo, para una resistencia (solo valor real), se obtendrá una línea con una inclinación dependiente del valor del mismo, cuando hay un cortocircuito (o resistencia de valor nulo), será una línea vertical, y cuando en circuito abierto (resistencia de valor infinito) será una línea horizontal.

Cuando existe algún componente con valor imaginario (bobinas, condensadores), aparecerá una elipse (mayor impedancia si el eje principal es el eje horizontal), si la elipse estuviera inclinada, su significado es la componente en resistencia.

En los semiconductores, los codos representan las conmutaciones de conducción y corte. Así, por ejemplo, en un diodo, la recta vertical indica la conducción directa del diodo, y siendo la parte horizontal la polarización inversa (alta resistencia), la inclinación de dichas rectas indicará el tipo de diodo (silicio o germanio), su estado y características. En algunos diodos zener no aparece la tensión de ruptura en la figura, el motivo es porque la tensión de ruptura se sale del rango del osciloscopio, no apareciendo en el mismo. Respecto a los transistores, la zona B-C es como un diodo, el B-E como zener, y la zona E-C se observa una resistencia muy elevada (corte) hasta que se alcanza a un límite que se pasa a una recta vertical.

En esta práctica realizamos diferente experiencias comprobando los componentes que nos fueron suministrados, y verificamos la validez de los mismos teniendo como referencia el guión de prácticas, observando la similitud con el mismo. Observamos por ejemplo, en los semiconductores, que cuando se invertía la polaridad, la representación era similar pero en inversa.

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3.2.2. Modulación en frecuencia.

En esta parte de la práctica, todo el grupo de prácticas observamos conjuntamente la experiencia, debido a la existencia de un solo instrumento modulador.

Lo que se pretende es cambiar las características de la señal portadora, una variación en frecuencia, según los valores de la señal moduladora, que ésta, normalmente tiene algún tipo de información. El funcionamiento del mismo consiste que cuando se aumenta el valor de la señal de la moduladora, la frecuencia de la portadora es aumentada.

Se usó dos generadores de funciones HM8030-3 y un osciloscopio HM 604 o HM 1004, de forma que el generador de moduladora suministrará una señal cuadrada de f = 200 Hz aproximadamente, que regularemos la amplitud de salida y offset. El generador de la portadora se ajusta a f = 2000 Hz.

Cuando la señal moduladora es cuadrada, se observa, en el paso del tiempo los cambios de estado en la señal modulada de una forma brusca, pasando de una alta frecuencia en la modulada (señal cuadrada a nivel alto) a baja frecuencia (señal cuadrada a bajo nivel), y así sucesivamente.

Cuando la señal moduladora en triangular, la frecuencia de la modulada va aumentando (o disminuyendo) de una forma proporcional, tal y como lo hace la triangular.

Cuando la señal moduladora en senoidal, la frecuencia modulada variará según la señal senoidal.

En la realización de esta práctica verificamos ilustraciones del guión de prácticas, y realizamos diferentes ajustes y situaciones, por ejemplo, en onda cuadrada, de dientes de sierra, cambiando la frecuencia, etc.

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También realizamos la conexión del osciloscopio con un ordenador PC para comprobar las ondas y conseguir un análisis del mismo, entre ellos diferentes análisis por Fourier, como por ejemplo, de una onda triangular, con los siguientes valores. f1 = 1,26 kHz f2 = 1,46 kHz f3 = 1,85 kHz (central) f4 = 2,24 kHz f5 = 2,44 kHz Se debe destacar un aspecto de este análisis puesto que se recalcó en el momento de hacer la experiencia, y resultaba de la existencia de una frecuencia en 198 Hz (al final del barrido de análisis), esa frecuencia aparentemente carecía de sentido, su explicación era que esta frecuencia lo introducía el osciloscopio digital, debido a la frecuencia de muestreo.

Además, tomamos una onda cuadrada como moduladora y una onda senoidal como moduladora, y obtuvimos las frecuencias en cada situación, tal y como se ilustra a continuación:

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Es decir, se tiene una frecuencia de 3 kHz en la señal modulada cuando la moduladora está en el nivel alto, y una frecuencia de 683 Hz cuando la moduladora está en el nivel bajo.

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Angel Francis co Villoria Marcos

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