Laboratorio Virtual · Generador de Funciones y OsciloscopioSimulador pedagógico de banco de pruebas

GF-2 · GENERADOR DE FUNCIONES
FUNCTION GENERATOR · 1 Hz – 1 MHz
CH1SENOIDALSALIDA ON
FREC
AMPL (pico a pico)
OFFSET (nivel DC)
FASE
MOD (modulación)
🔒 Señal desconocida. El generador está oculto: mida la señal solo con el osciloscopio.

CANAL Y FORMA DE ONDA (channel · waveform)

canal que se edita
senoidal · triangular · cuadrada · sierra

AJUSTES (settings)

MODULATION (modulación · solo portadora senoidal)

AM (amplitud) · FM (frecuencia) · LoRa (chirp)
BW(ancho de banda)
SF(factor de dispersión)

RANGE (rango de frecuencia)

En modo libre el analizador llega a 6 GHz; el osciloscopio sigue en 20 MHz.

SALIDAS (outputs)

OUT 1 (salida 1) → CH1
OUT 2 (salida 2) → CH2
OS-2020 · OSCILOSCOPIO ANALÓGICO
2 CHANNEL OSCILLOSCOPE · 20 MHz
8 × 10 DIV (divisiones)CRT · fósforo P31

DISPLAY (pantalla)

TRACE(grosor del trazo)
PHOSPHOR(color del fósforo)

VERTICAL (amplitud · eje Y)

CH1
AC (alterna) · DC (continua) · GND (tierra)
CH2
AC (alterna) · DC (continua) · GND (tierra)
MODE(modo vertical)
DUAL (ambos canales) · ADD (suma) · X-Y (Lissajous)

HORIZONTAL (tiempo · eje X)

TRIGGER (disparo · sincronismo)

SOURCE(fuente)
SLOPE(pendiente)
MODE(modo de disparo)
AUTO (automático) · NORM (normal)
TRIG'D (disparado)

INPUTS (entradas · 1 MΩ // 20 pF)

CH1 (X) INPUT (entrada)
CH2 (Y) INPUT (entrada)
CB-1 · CAJA DE PRUEBAS
DEVICE UNDER TEST (circuito bajo prueba) · se conecta entre OUT 1 y el CH1 / analizador
Generador OUT 1→Directo (sin circuito)→CH1 + analizador
📦 Caja misteriosa. No se sabe qué circuito hay adentro: descúbralo comparando la entrada (CH2) con la salida (CH1) a distintas frecuencias.

CIRCUIT (circuito)

PROBE (conexión de prueba)

Con el conector T: CH2 (celeste) = entrada del circuito · CH1 (amarillo) = salida.

NOISE & INTERFERENCE (ruido e interferencia en el camino al CH1)

CIRCUITO
SEÑAL (salida)
RUIDO
INTERF.
SNR
SA-3000 · ANALIZADOR DE ESPECTRO
SPECTRUM ANALYZER · 0 – 6 MHz · 50 Ω
CENTER (frecuencia central)
SPAN (ancho)
REF LEVEL (nivel ref.)

INPUT (entrada · máx. +30 dBm)

RF IN (entrada)
SOURCE(qué salida del generador se conecta)
TRACE(modo de traza)
WRITE (normal) · MAX HOLD (máximo) · AVG (promedio)

FREQUENCY (frecuencia · eje X)

AMPLITUDE (amplitud · eje Y)

SCALE(dB por división)

MARKER (marcador)

📘 Cómo usar el laboratorio

Guía paso a paso. Al pasar el mouse sobre cualquier control del banco aparece una ayuda breve. Los nombres en inglés son los que verá impresos en los equipos reales; entre paréntesis va su significado en español.

1. ¿Qué hace cada equipo?

El generador de funciones fabrica una señal eléctrica: usted decide su forma, su frecuencia (cuántas veces se repite por segundo), su amplitud (qué tan grande es) y su offset (cuánto está desplazada hacia arriba o abajo). Los cables llevan la salida OUT 1 a la entrada CH1 y la OUT 2 a la CH2 del osciloscopio.

El osciloscopio dibuja esa señal: voltaje en el eje vertical y tiempo en el eje horizontal. No muestra números por sí solo: usted cuenta divisiones de la cuadrícula y las multiplica por la escala elegida en las perillas.

2. Cómo leer la pantalla

La pantalla tiene 10 divisiones horizontales y 8 verticales. Cada división (cuadro grande) tiene 5 subdivisiones en los ejes centrales, es decir, cada marca pequeña vale 0,2 división.

En el ejemplo, con VOLTS/DIV (voltios por división) = 1 V y TIME/DIV (tiempo por división) = 0,2 ms:

  • De pico a pico hay 6 divisiones → Vpp = 6 × 1 V = 6 V
  • Un período ocupa 5 divisiones → T = 5 × 0,2 ms = 1 ms
  • Frecuencia → f = 1 / T = 1 / 0,001 s = 1000 Hz
V = div × VOLTS/DIVVoltaje a partir de divisiones verticales.
t = div × TIME/DIVTiempo a partir de divisiones horizontales.
f = 1 / TFrecuencia (Hz) a partir del período (s).
Vp = Vpp / 2Voltaje de pico (desde el centro de la onda).
Vrms = Vp / √2Valor eficaz, solo para señal senoidal (≈ 0,707·Vp).
φ = 360° × Δt / TDesfase entre dos señales de igual frecuencia.
💡 Para medir con precisión, procure que la señal ocupe la mayor parte de la pantalla (unas 6 divisiones de alto) y que se vean 1 a 3 períodos. Con POSITION (posición) puede subir, bajar o correr la señal para alinearla con las líneas de la cuadrícula.

3. Generador de funciones

ControlEn españolPara qué sirve
POWERencendidoPrende o apaga el equipo.
CH1 CH2canal 1 / canal 2El generador tiene dos salidas. Este selector elige cuál se está editando con las perillas.
Forma de ondawaveformSenoidal, triangular, cuadrada o diente de sierra.
FRECUENCIAfrequencyDe 1 Hz a 1 MHz. La perilla es logarítmica: cada tramo multiplica la frecuencia.
FINOfineAjuste fino de ±5 % sobre la frecuencia.
AMPLITUDamplitudeTamaño de la señal, en voltios pico a pico (Vpp), de 10 mV a 15 V.
OFFSETdesplazamiento DCSuma un voltaje continuo: sube o baja toda la señal (−10 V a +10 V).
FASEphaseAdelanta la señal en grados (0° a 360°). Sirve para comparar dos canales.
OUTPUTsalidaHabilita o corta la salida de cada canal. LED rojo encendido = salida activa.

Truco: haga clic sobre cualquier número del display verde para escribirlo exacto. Se aceptan prefijos: k (kilo, ×1000), M (mega, ×1 000 000), m (mili, ÷1000), u o µ (micro).

4. Osciloscopio

Bloque VERTICAL (amplitud, eje Y)

ControlEn españolPara qué sirve
VOLTS/DIVvoltios por divisiónCuántos voltios vale cada cuadro vertical. Girar a la derecha = menos V/div = la señal se ve más grande.
POSITIONposiciónSube o baja la traza. No cambia la señal, solo dónde se dibuja.
ACcorriente alternaBloquea la parte continua (offset) con un condensador interno. Útil para ver una ondulación pequeña montada sobre un voltaje grande. Bajo ~10 Hz deforma la señal.
DCcorriente continuaMuestra la señal completa, incluido el offset. Es el modo recomendado por defecto.
GNDtierraDesconecta la señal y dibuja la línea de 0 V. Se usa para ubicar dónde está el cero antes de medir.
INVinvertirDa vuelta el canal 2 (lo multiplica por −1).
CH1 CH2canal 1 / 2Muestra solo ese canal.
DUALdobleMuestra los dos canales a la vez para compararlos.
ADDsumarDibuja CH1 + CH2 (con la escala de CH1). Con INV activo, dibuja CH1 − CH2.
X-Ymodo X-YCH1 mueve el punto horizontalmente y CH2 verticalmente. Produce las figuras de Lissajous.

Bloque HORIZONTAL (tiempo, eje X)

ControlEn españolPara qué sirve
TIME/DIVtiempo por divisiónCuánto tiempo vale cada cuadro horizontal (0,1 µs a 0,2 s). Girar a la derecha = más rápido = se ven menos ciclos. Con 10 ms/div o más se ve el punto recorriendo la pantalla, como en un equipo real.
POSITION Xposición horizontalCorre la imagen hacia los lados.

Bloque TRIGGER (disparo o sincronismo)

El disparo es lo que hace que la imagen se quede quieta. El osciloscopio espera a que la señal cruce cierto voltaje (el nivel) en cierta dirección (la pendiente) y recién ahí empieza a dibujar. Como eso ocurre siempre en el mismo punto de la onda, cada barrido cae encima del anterior.

ControlEn españolPara qué sirve
LEVELnivelVoltaje en que se dispara. Debe estar dentro del rango de la señal. Se ve como la flecha «T» en el borde derecho.
SOURCEfuenteCanal que se usa como referencia para disparar.
SLOPE ↑ / ↓pendienteDisparar cuando la señal sube (+) o cuando baja (−).
AUTOautomáticoSi no hay disparo, dibuja igual (la imagen corre, pero al menos se ve algo).
NORMnormalSolo dibuja cuando hay disparo. Sin disparo, la pantalla queda vacía.
TRIG'DdisparadoLED verde encendido = la imagen está sincronizada.

Bloque DISPLAY (pantalla)

ControlEn españolPara qué sirve
INTENSITYintensidadBrillo del haz.
FOCUSenfoqueNitidez de la línea. En el centro queda bien definida.
TRACEtrazoGrosor de la línea.
READOUTlectura en pantallaEscribe en pantalla las escalas en uso (ver tabla siguiente).
MEASUREmedidasMedición automática de Vpp, máximo, mínimo, frecuencia y período. Úsela para comprobar sus cálculos, no para reemplazarlos.

Qué significa el texto de la pantalla (readout)

TextoSignificado
CH1 1 V DCCanal 1 a 1 V por división, acoplamiento DC.
M 500 µsBase de tiempo principal (main): 500 µs por división.
T:CH1 ↑ 0 VDispara con el CH1, en pendiente de subida, a 0 V.
Flechas 1▸ 2▸Dónde está el 0 V de cada canal.
Flecha ◂TDónde está el nivel de disparo.

5. Receta: ver una señal estable en 6 pasos

  1. Encienda ambos equipos y verifique que la salida del generador (OUTPUT) esté activa.
  2. Ponga el canal en GND (tierra) y con POSITION ubique la línea de 0 V en la línea central. Luego vuelva a DC.
  3. Gire VOLTS/DIV hasta que la señal ocupe unas 4 a 6 divisiones de alto, sin salirse de la pantalla.
  4. Gire TIME/DIV hasta ver entre 1 y 3 ciclos completos.
  5. Si la imagen corre o tiembla, mueva LEVEL (nivel) hasta que quede dentro de la señal y se encienda TRIG'D.
  6. Cuente divisiones y aplique las fórmulas. Si quiere, verifique con MEASURE.

6. Problemas frecuentes

SíntomaCausa probableSolución
No se ve nadaEquipo o salida apagada, canal en GND, traza fuera de pantalla o modo NORM sin disparo.Revise POWER y OUTPUT, pase a DC, centre con POSITION, use AUTO.
La imagen corre o se ven varias ondas encimadasSin disparo: el nivel está fuera de la señal.Ajuste LEVEL hasta que TRIG'D encienda.
Se ve una franja o banda llenaTIME/DIV demasiado lento: caben miles de ciclos en pantalla.Gire TIME/DIV a la derecha.
Se ve una línea casi rectaVOLTS/DIV muy grande o TIME/DIV demasiado rápido.Disminuya VOLTS/DIV o aumente TIME/DIV.
La señal se sale por arriba o abajoVOLTS/DIV muy pequeño o mucho offset.Aumente VOLTS/DIV o use POSITION.
La cuadrada se ve "inclinada"Acoplamiento AC con baja frecuencia.Use DC.

7. Manejo de las perillas

8. Analizador de espectro

El osciloscopio muestra la señal en el tiempo. El analizador de espectro muestra la misma señal en frecuencia: dibuja un pico por cada frecuencia que la señal contiene, y la altura del pico es su potencia en dBm. Una senoidal pura da un solo pico; cualquier otra forma da varios (sus armónicos).

ControlEn españolPara qué sirve
CENTERfrecuencia centralQué frecuencia queda en el medio de la pantalla.
SPANanchoRango total mostrado. Con CENTER 10 kHz y SPAN 20 kHz se ve de 0 a 20 kHz.
FULL SPANrango completoMuestra todo (0 a 5 MHz). Sirve para buscar señales cuando no sabe dónde están.
REF LEVELnivel de referenciaPotencia del borde superior de la pantalla. Si una señal lo supera, se ve cortada arriba. Al subirlo, el equipo agrega atenuación (ATT) y el piso de ruido también sube.
SCALEescaladB por división vertical (normalmente 10).
RBWancho de banda de resoluciónQué tan "fino" mira el equipo. Menor RBW: separa señales cercanas y baja el piso de ruido, pero el barrido (SWT) es más lento.
MARKERmarcadorLee la frecuencia y la potencia exactas de un punto. PEAK lo pone en el pico más alto, NEXT PEAK salta al siguiente.
MKR → CFmarcador al centroCentra la pantalla en el marcador para luego hacer zoom con SPAN.
Δ MKRmarcador deltaMide la diferencia en frecuencia y en dB entre dos puntos. Una diferencia en dB respecto de la portadora se llama dBc.
TRACEtrazaWRITE (normal), MAX HOLD (guarda el máximo) y AVG (promedia y suaviza el ruido).
P(dBm) = 10·log₁₀(P / 1 mW)0 dBm = 1 mW · +10 dBm = 10 mW · −10 dBm = 0,1 mW.
P = Vrms² / 50 ΩPotencia de una senoidal sobre 50 Ω. Vrms = Vpp / (2√2).
0 dBm ≈ 0,632 VppSenoidal sobre 50 Ω. Cada vez que duplica el voltaje, sube 6 dB.
ΔdB = 20·log₁₀(V₁ / V₂)Diferencia en dB entre dos voltajes. Para potencias: 10·log₁₀(P₁/P₂).

Qué espectro produce cada forma de onda (con fundamental f):

Forma de ondaPicos que aparecenCómo bajan
SenoidalSolo f— (en un generador real hay armónicos muy pequeños, unos 55 dB más abajo: distorsión)
Cuadradaf, 3f, 5f, 7f… (solo impares)Amplitud 1/n: el 3er armónico está 9,5 dB abajo
Triangularf, 3f, 5f… (solo impares)Amplitud 1/n²: el 3er armónico está 19 dB abajo
Diente de sierraf, 2f, 3f, 4f… (todos)Amplitud 1/n: el 2º armónico está 6 dB abajo

Modo libre (RANGE 6 GHz)

Un generador de funciones real llega a unos pocos MHz. En modo libre la página permite cualquier frecuencia hasta 6 GHz (FM, LoRa 915 MHz, GPS, Wi-Fi) y el analizador muestra esas bandas en celeste. El osciloscopio sigue siendo de 20 MHz, como uno real: sobre esa frecuencia la señal se achica hasta desaparecer y aparece un aviso. Regla práctica: para ver bien la forma de una señal, el osciloscopio necesita un ancho de banda de 3 a 5 veces su frecuencia; en RF se mide con el analizador.

💡 El pico que aparece siempre en 0 Hz, aunque no haya señal, es la fuga del oscilador local del propio analizador (LO feedthrough). Es normal y se ignora. Un offset DC del generador también aparece en 0 Hz.

Receta: medir una señal con el analizador

  1. Elija la entrada (SOURCE) y presione FULL SPAN para ver dónde está la señal.
  2. Presione PEAK y luego MKR → CF: la señal queda al centro.
  3. Reduzca SPAN para hacer zoom alrededor de la señal.
  4. Ajuste REF LEVEL para que el pico quede cerca del borde superior sin cortarse.
  5. Lea frecuencia y potencia en el marcador. Para armónicos use Δ MKR y NEXT PEAK.

9. Caja de pruebas (circuito bajo prueba)

La caja CB-1 se conecta entre la salida OUT 1 del generador y el CH1 del osciloscopio (y el analizador). Sirve para lo que se hace en la vida real: inyectar una señal conocida en un circuito y ver qué sale. Comparando la entrada con la salida se sabe qué hace el circuito o si está fallando.

CircuitoQué haceEjemplo real
DirectoNo modifica la señal.Un cable corto ideal.
Pasa-bajosDeja pasar las frecuencias bajo fc. Sobre fc atenúa 40 dB por década (filtro de 2º orden).Filtro anti-ruido, canal de graves.
Pasa-altosLo contrario: deja pasar sobre fc y atenúa bajo fc.Acoplamiento AC, tweeter.
Canal telefónicoPasa-banda de 300 Hz a 3,4 kHz.Telefonía clásica: por eso la voz suena "a lata".
Cable coaxial RG-58Atenúa más mientras más largo y más alta la frecuencia (≈ 4,6 dB/100 m a 10 MHz, ≈ 46 dB/100 m a 1 GHz) y retrasa la señal.Cable de antena, enlace largo.
AmplificadorMultiplica la señal por la ganancia. Si la salida intenta pasar de ±5 V se corta (satura) y aparecen armónicos.Amplificador de audio "forzado".
Ganancia = Vsal / VentEn veces. Mayor que 1 amplifica, menor que 1 atenúa.
G(dB) = 20·log₁₀(Vsal/Vent)×10 = +20 dB · ×0,707 = −3 dB · ×0,1 = −20 dB.
fc: Vsal = 0,707 · VentLa frecuencia de corte es el punto de −3 dB.

Conector T (CH2 = entrada): lleva la señal que entra al circuito al CH2. Así se ven a la vez la entrada (celeste) y la salida (amarilla).

  1. Elija el circuito y active el CONECTOR T. Ponga el osciloscopio en DUAL y active MEASURE.
  2. Cambie la frecuencia del generador (clic en FREC) y anote el Vpp de entrada y de salida.
  3. Calcule la ganancia a cada frecuencia: así se obtiene la respuesta en frecuencia del circuito.

10. Modulación (AM, FM y LoRa)

Modular es "montar" una información (la moduladora, de baja frecuencia) sobre una señal de alta frecuencia (la portadora) para poder transmitirla por radio. En el generador, sección MODULATION (modulación); funciona con portadora senoidal.

TipoQué cambiaEn el osciloscopioEn el analizador
AMLa amplitudUna envolvente que sube y bajaPortadora + 2 bandas laterales en fc ± fm
FMLa frecuenciaAmplitud constante; las ondas se aprietan y se estiranMuchas líneas separadas fm (funciones de Bessel)
LoRaLa frecuencia barre en línea recta (chirp) de fc − BW/2 a fc + BW/2Ondas que se van apretando y vuelven a empezarUna banda plana de ancho BW
m = (Vmáx − Vmín) / (Vmáx + Vmín)Índice AM, con los Vpp máximo y mínimo de la envolvente.
Bandas AM = 20·log₁₀(m/2) dBcCon m = 50 %: −12 dB bajo la portadora. Ancho de banda AM = 2·fm.
β = Δf / fmÍndice FM. Con β = 2,405 la portadora desaparece.
BW ≈ 2·(Δf + fm)Regla de Carson: ancho de banda que ocupa una señal FM.
Ts = 2^SF / BWDuración de un símbolo LoRa. SF7 a 125 kHz → 1,024 ms.
💡 Para ver el chirp LoRa en el osciloscopio use una escala reducida: RANGE 1 MHz, FREC 5 kHz, LoRa BW 7,8k, SF 7 y TIME/DIV 2 ms. Verá ondas que se van apretando y vuelven a empezar en cada símbolo. En 915 MHz reales solo se puede medir con el analizador.

11. Ruido, interferencia y SNR

El ruido es aleatorio y está en todas las frecuencias: en el osciloscopio hace la línea "peluda" y en el analizador levanta el piso de ruido. La interferencia es otra señal que se cuela, por ejemplo los 50 Hz de la red eléctrica. Ambos se ajustan en la caja de pruebas y afectan el camino al CH1.

P(dBm) = 10·log₁₀((Vrms² / 50 Ω) / 1 mW)Potencia del ruido a partir de su valor eficaz.
SNR(dB) = P_señal − P_ruidoRelación señal/ruido. Mientras más alta, mejor se recibe.
RBW ÷ 10 → piso −10 dBEn el analizador, un RBW más angosto deja entrar menos ruido. AVG lo suaviza.

La pantalla de la caja muestra la potencia de la señal de salida, la del ruido (medida en 20 MHz) y la SNR.

12. Capturas para informes

El botón 📷 PNG de cada pantalla descarga una imagen con la fecha y la configuración usada. El botón 📷 Captura de la barra superior guarda el osciloscopio y el analizador juntos.

13. Modo evaluación (para el profesor)

  1. Defina un código de evaluación (por ejemplo REDES-2026-S1) y entrégueselo al curso.
  2. Cada estudiante entra a Ejercicios → Modo evaluación, escribe su nombre completo y el código. Recibe 6 problemas (osciloscopio, analizador y caja misteriosa) con valores propios: dos estudiantes no tienen los mismos números.
  3. Durante la evaluación no se muestran respuestas correctas, y MEASURE y "revelar generador" están deshabilitados.
  4. Al finalizar obtiene el puntaje y la nota (1,0 a 7,0 con 60 % de exigencia), y descarga un archivo .txt que entrega por Moodle o correo.
  5. Para revisar, abra "Para el profesor: verificar un resultado", escriba el código y pegue el texto del estudiante. La página vuelve a generar sus problemas y corrige otra vez las respuestas: si alguien editó el puntaje, aparece una advertencia.
La página no guarda resultados en un servidor: la entrega es el archivo que descarga cada estudiante.

📝 Ejercicios prácticos

Cada ejercicio prepara los equipos automáticamente. Se abre un panel en la esquina con el procedimiento, las preguntas (con corrección inmediata) y la resolución paso a paso. En los ejercicios con 🔒 el generador queda oculto: la señal se debe descubrir solo midiendo. Los ejercicios 10 al 16 usan el analizador de espectro; del 17 al 25 se usan la caja de pruebas (📦), la modulación (〰) y el ruido.

🎓 Modo evaluación

Cada estudiante recibe 6 problemas con valores distintos, calculados a partir de su nombre y del código que entrega el profesor. Durante la evaluación no se muestran respuestas y MEASURE está deshabilitado. Al final se obtiene la nota y un archivo para entregar.

Para el profesor: verificar un resultado

Escriba el código de evaluación y pegue el texto del archivo que entregó el estudiante. La página vuelve a generar sus problemas y corrige otra vez las respuestas.