¿Por qué un osciloscopio muestra una tensión diferente a la de un generador de señales?

Question

Tengo un osciloscopio Rigol DS1052E y un generador de funciones Rigol DG1022. Acabo de cambiar el ventilador del osciloscopio por uno silencioso, ya que, como se suele decir, el ruido del ventilador original era muy irritante. Esto parece ser un éxito y es la única modificación que he hecho al osciloscopio.

Probando el osciloscopio como comprobación, conecté el generador de señales a él con un cable BNC sencillo (ambos extremos BNC), y ajusté el generador de señales a una onda sinusoidal de 5 voltios pico a pico de 1 kHz, y el voltaje fue confirmado por un voltímetro digital que muestra 3,67 V RMS más o menos. Sin embargo, el osciloscopio muestra 10 V p/p, y esto también ocurre para una onda sinusoidal de 100 kHz. Probando otras amplitudes, no siempre es precisamente dos a uno, pero ronda esa proporción.

¿Por qué el osciloscopio muestra el doble de tensión que el generador de señales? Espero que sea algo trivial que se me haya pasado por alto, y que desesperadamente no sea una "modificación de hardware no documentada" como decíamos en el 'laboratorio cuando se nos caía algo y ya no funcionaba.

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Bueno, no tenía que entrar en pánico. @Sephro tiene la solución. Gracias a él especialmente, y a los demás por los útiles comentarios. También habría aceptado la versión de @alex forencich si se me hubiera permitido. Yo mismo estaba empezando a acercarme a esa respuesta, desde que descubrí que insertando una carga paralela de 50 ohmios en la salida del generador de sig. se curaba el problema, he hecho como sugirió @Seph y he puesto la salida del generador de sig. en "High Z" y eso, también hace que los voltajes mostrados coincidan.

Así, mi explicación ampliada, a partir de las respuestas dadas, es:

Ahora veo que, para generar 5 V a través de una carga de 50 ohmios, con su resistencia interna también de 50 ohmios, el generador de señales genera en realidad 10 V de los cuales, debido a que los dos 50 ohmios en serie actúan como un divisor de tensión, sólo aparecen 5 v en los terminales de salida, y ese es el valor que se muestra en el panel del generador de señales. Si se conecta una carga de alta impedancia, como un osciloscopio, el divisor de tensión se distorsiona, con una caída muy pequeña a través de los 50 ohmios internos del generador de señales, y casi toda a través de la entrada del osciloscopio. El generador de señales no "sabe" esto y sigue mostrando lo mismo que para la carga de 50 ohmios. Como dice @Seph, hay un ajuste de "Alta Z" para el generador de señales DG1022 que (¿en efecto?) reemplaza la impedancia interna con una alta impedancia para que coincida con la carga, por lo que el efecto de divisor de tensión se restaura.

Answer 1

El Generador de señales DG1022 tiene un ajuste de la impedancia de salida: alta Z y 50 \$\Omega\$ (o alguna otra resistencia).

Si lo pones a 50 \$\Omega\$ entonces hay que terminarlo con 50 \$\Omega\$ o tendrás el doble de tensión de salida.

Póngalo en Alta Z y probablemente todo irá bien.

Answer 2

Por lo general, el ajuste de la tensión en los generadores es la mitad de la tensión de salida en circuito abierto, aunque depende del generador. Normalmente, los generadores de señal están diseñados para conducir una carga de 50 ohmios, por lo que tienen una impedancia de fuente de 50 ohmios con fines de adaptación. Como resultado, el voltaje a través de la carga será proporcional a la impedancia de la carga. Si el generador emite 1 voltio en vacío, obtendrá 0,5V a través de una carga de 50 ohmios (las impedancias de fuente y carga de 50 ohmios actúan como un divisor de tensión). El ajuste de la tensión de salida compensa esto. Intente ajustar la entrada de su osciloscopio a 50 ohmios, si lo admite. Si no es así, conecte ambas a una resistencia de 50 ohmios. También es posible desactivar la compensación de impedancia de carga de 50 ohmios en el generador.

Por cierto, la tensión pico a pico será aproximadamente 2,8 veces la tensión RMS, por lo que 3,276 x 2,8 = 10,276. Así que el osciloscopio está mostrando la tensión correcta, sólo que no es la tensión que esperabas.

Answer 3

La forma correcta de calibrar la sonda y el osciloscopio es con una onda cuadrada como se indica en la esquina inferior derecha.

De este modo se comprueba la respuesta en frecuencia y la ganancia de CC.

Para calibrar las sondas, leer el manual de autocompensación. Para calibrar la ganancia, lea la sección de autocalibración del manual.

Desconecte cualquier sonda o cable de todas las entradas de los canales, de lo contrario pueden producirse fallos o daños en el osciloscopio. Pulse →Self-Cal para entrar en la interfaz de autocalibración de la siguiente manera. Pulse la tecla "RUN/STOP" para iniciar la operación y pulse la tecla "AUTO" para salir del sistema.

Si el generador da el mismo resultado con una carga de 50 ohmios, consulte a la fábrica.

Con una carga de alta impedancia, se espera que el resultado sea el doble de la salida seleccionada. La salida cae un 50% con una carga adaptada.