Todo lo que necesitas saber antes de comprar un Osciloscopio

Los osciloscopios se utilizan como ventanas en las señales para solucionar fallas en los circuitos o verificar la calidad de la señal. Por lo general, vienen con anchos de banda de alrededor de cincuenta megahercios a doscientos megahercios y se pueden encontrar en casi todos los laboratorios de diseño, laboratorios de educación, centros de servicio y entornos de fabricación.

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El osciloscopio de almacenamiento digital

Los osciloscopios son una herramienta indispensable para cualquiera que diseñe, fabrique o repare equipos electrónicos.

Un osciloscopio de almacenamiento digital (DSO, en el que se centra este artículo) adquiere y almacena formas de onda. Las formas de onda muestran el voltaje y la frecuencia de una señal, si la señal está distorsionada, el tiempo entre señales, cuánto ruido tiene una señal y mucho, mucho más.

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Banda ancha

El ancho de banda del sistema determina la capacidad de un osciloscopio para medir una señal analógica. Más específicamente, determina la frecuencia máxima que el instrumento puede medir con precisión. El ancho de banda también es un determinante importante del precio.

Determine lo que necesita: use la ‘regla de cinco’

Por ejemplo, normalmente se garantiza que un osciloscopio de 100 MHz tiene menos del 30 % de atenuación a 100 MHz. Para garantizar una precisión de amplitud superior al 2 %, las entradas deben estar por debajo de 20 MHz.

Para las señales digitales, medir el tiempo de subida y bajada es clave. El ancho de banda, junto con la frecuencia de muestreo, determina el tiempo de subida más pequeño que puede medir un osciloscopio.

La sonda y el osciloscopio forman un sistema de medida que tiene un ancho de banda total. El uso de una sonda de bajo ancho de banda reducirá el ancho de banda general, así que asegúrese de usar sondas que coincidan con el osciloscopio.

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Tasa de muestreo

La frecuencia de muestreo de un osciloscopio es comparable a la frecuencia de cuadro de una cámara de cine. Determina cuánto detalle de forma de onda capta el osciloscopio.

Determine lo que necesita: use la ‘regla de cinco’

La frecuencia de muestreo (muestras por segundo, S/s) es la frecuencia con la que un osciloscopio muestrea la señal. Aquí también, generalmente defendemos una ‘regla de cinco veces’: use una tasa de muestreo de al menos 5 veces el componente de frecuencia más alta de su circuito.

La mayoría de los osciloscopios básicos tienen una frecuencia de muestreo (máxima) de 1 a 2 GS/s. Recuerde que los osciloscopios básicos tienen un ancho de banda de hasta 200 MHz, por lo que los diseñadores de osciloscopios generalmente incorporan un sobremuestreo de 5 a 10 veces al ancho de banda máximo.

Cuanto más rápido muestree, menos información perderá y mejor reflejará el osciloscopio la señal bajo prueba. Pero cuanto más rápido muestree, más llena estará su memoria, lo que limitará el tiempo que puede grabar.

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Densidad de canales

Los osciloscopios digitales muestrean canales analógicos para almacenamiento y visualización. En general, cuantos más canales, mejor, aunque agregar canales aumenta el precio.

Determina lo que necesitas

Si elige 2 o 4 canales analógicos depende de su aplicación. Por ejemplo, con dos canales puede comparar la entrada de un componente con su salida. Cuatro canales analógicos le permiten comparar más señales y brindan más flexibilidad para combinar canales matemáticamente (multiplicar para obtener potencia o restar para señales diferenciales, por ejemplo).

Un osciloscopio de señal mixta agrega canales de temporización digital que indican estados altos o bajos y se pueden mostrar juntos como una forma de onda de bus. Independientemente de lo que elija, todos los canales deben tener un buen rango, linealidad, precisión de ganancia, planitud y resistencia a la descarga estática.

Algunos instrumentos comparten el sistema de muestreo entre canales para ahorrar dinero. Pero cuidado: la cantidad de canales que habilita reduce la frecuencia de muestreo.

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Sondas compatibles

Las buenas mediciones comienzan en la punta de la sonda. El osciloscopio y la sonda funcionan juntos como un sistema, así que tenga en cuenta las sondas al elegir un osciloscopio. Durante las mediciones, las sondas se vuelven parte del circuito, introduciendo cargas resistivas, capacitivas e inductivas que cambian la medición. Para minimizar este efecto, es mejor utilizar sondas diseñadas para usar con su endoscopio. Elija sondas pasivas que tengan suficiente ancho de banda. El ancho de banda de la sonda debe coincidir con el del osciloscopio.

Una amplia variedad de sondas compatibles le permite utilizar su endoscopio en más aplicaciones. Compruebe lo que está disponible para el alcance antes de comprar.

Use la sonda correcta para el trabajo

Sondas pasivas

Sondas pasivas Las sondas con atenuación 10X proporcionan impedancia y capacitancia controladas a su circuito y son adecuadas para la mayoría de las mediciones con conexión a tierra. Vienen con la mayoría de los osciloscopios; necesita uno para cada canal de entrada.

Sondas diferenciales de alta tensión

Las sondas diferenciales de alto voltaje permiten realizar mediciones flotantes y diferenciales seguras y precisas con un osciloscopio con referencia a tierra. ¡Cada laboratorio debería tener al menos uno!

Sondas diferenciales de alta tensión

Las sondas lógicas proporcionan señales digitales al extremo frontal de un osciloscopio de señal mixta. Incluyen «cables voladores» con accesorios destinados a conectar pequeños puntos de prueba a una placa de circuito impreso.

Sondas lógicas

Al agregar una sonda de corriente, el osciloscopio puede, por supuesto, medir la corriente, pero también puede calcular y mostrar la corriente instantánea.

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Desencadenar

Determina lo que necesitas

Todos los osciloscopios ofrecen disparo por borde y la mayoría también ofrece disparo por ancho de pulso.

Para adquirir anomalías y aprovechar al máximo la longitud de captura del osciloscopio, busque un osciloscopio que ofrezca activación avanzada en señales más desafiantes.

Cuanto más amplia sea la elección de disparadores, más versátil será el alcance (¡y más rápido llegará a la raíz de un problema!):

• Disparadores digitales/de pulso: ancho de pulso, pulso de ejecución, tiempo de subida y bajada, configuración y retención
• Disparador lógico
• Activadores de datos en serie: los diseños de sistemas integrados utilizan tanto buses en serie (I2C, SPI, CAN/LIN…) como paralelos.
• Activación de vídeo
• Disparador: determine lo que necesita

longitud de registro

La longitud de registro es el número total de puntos durante un registro de forma de onda completa. Un osciloscopio solo puede almacenar un número limitado de muestras, por lo que, en general, cuanto mayor sea la longitud del registro, mejor.

Determina lo que necesitas

Tiempo registrado = duración del registro/frecuencia de muestreo. Entonces, con una longitud de registro de 1 M puntos y una frecuencia de muestreo de 250 MS/s, el osciloscopio registrará durante 4 ms. Los alcances de hoy le permiten elegir la longitud del registro para optimizar el nivel de detalle que necesita para su aplicación.

Duración de la toma: decide lo que necesitas

Un buen osciloscopio básico puede almacenar más de 2000 puntos, lo que es más que suficiente para una señal sinusoidal estable (que podría necesitar 500 puntos). Pero para encontrar las causas de las anomalías de tiempo en un flujo de datos digital complejo, considere 1 millón de puntos o más.

Zoom & Pan le permite acercar un evento de interés y desplazar el área hacia adelante y hacia atrás en el tiempo. Buscar y marcar le permite buscar en toda la grabación y marcar automáticamente cada ocurrencia de un evento especificado por el usuario.

Los osciloscopios con longitudes de registro de millones de puntos pueden mostrar muchas pantallas de actividad de señal, lo que es esencial para investigar formas de onda complejas.