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Cómo utilizar osciloscopios con instrumentos de prueba integrados

Muchos fabricantes de osciloscopios han introducido al mercado en los últimos años equipos con instrumentos de prueba integrados. Esto significa que la caja del osciloscopio, más pequeña y ligera, alberga en realidad unos cinco instrumentos de prueba adicionales. Un ejemplo es la serie Tektronix MDO3000, que incluye un voltímetro digital, un generador de funciones arbitrarias, un analizador de espectro, un analizador lógico y un analizador de protocolo.

Ventajas de los instrumentos de medición integrados en el osciloscopio

Toda esta instrumentación de prueba integrada en un solo equipo representa un ahorro significativo de dinero y espacio en el banco de trabajo, así como una mayor portabilidad. Todos estos instrumentos comparten sondas, controles, pantalla plana, fuente de alimentación, entradas analógicas y digitales, procesador, memoria y electrónica interna.

Voltímetro digital incorporado al osciloscopio

Para acceder a la DVM del osciloscopio Tektronix MDO3000, introduzca una señal como una onda senoidal a través de un cable BNC en una entrada de canal analógico. Con la onda sinusoidal visualizada, presione el botón Measure, que se encuentra en la sección Wave Inspector del panel frontal. En el menú Medida horizontal, pulse DVM. Esto hace que el menú vertical del voltímetro digital aparezca a la derecha.

El modo se puede seleccionar girando la perilla multipropósito a. RMS de CA y CC activa el DVM, y el voltaje RMS aparece en una lectura grande y clara en la parte superior. Observe que los ajustes de AFG se dan en la barra de AFG en la parte inferior. La tensión es de 500,00 mV pico a pico, lo que corresponde a 163,4 mV RMS como se muestra en la lectura.

La función DVM es simple, pero su precisión y legibilidad son excelentes. Además, se puede utilizar en una sola sonda junto con las lecturas de los osciloscopios, por lo que es muy conveniente.

Generador de Funciones arbitrarias (AFG)

afg

El generador de funciones arbitrarias (AFG) incorporado es esencial si no dispone de un generador de señales independiente. Y si lo hace, es conveniente tener el AFG integrado como parte del osciloscopio. El AFG es un tipo de generador de señal y el otro es un generador de forma de onda arbitraria (AWG).

Son similares, pero el AWG es más caro y tiene mayor capacidad para sintetizar formas de onda creadas por el usuario, además de la capacidad de exportar multitonos. El AFG es estable y rápido, y fuera de un laboratorio exigente es adecuado para la mayoría de las aplicaciones.

La palabra «arbitraria» de AFG denota la capacidad de crear y almacenar formas de onda diseñadas por el usuario. Para ver cómo funciona, pulse el botón AFG y, a continuación, la tecla de función asociada a la forma de onda. Utilice el mando multiusos a para seleccionar Arbitrary. En el menú horizontal Arbitrary, pulse la tecla de función asociada a Waveform Edit.

Además, el AFG incorporado tiene una biblioteca de 13 formas de onda estándar como seno, cuadrado, pulso, rampa, etc. El ruido es particularmente valioso para diversas demostraciones. Pulsando Ajustes de salida, se puede añadir cualquier porcentaje de ruido de 0 a 100 a la señal visualizada. Esto es útil porque las técnicas de mitigación del ruido, como la limitación de la anchura de banda y el promedio de la forma de onda, pueden aplicarse para observar su eficacia.

Presionar Waveform Settings permite ajustar los parámetros relevantes (que varían con la forma de onda) tales como frecuencia/período, amplitud, offset, nivel alto y nivel bajo. Para la mayoría de las aplicaciones, asegúrese de que en los ajustes de salida la impedancia de carga sea de alta Z en lugar de 50 Ω La salida AFG puede alimentarse a través de un cable BNC a una entrada de canal analógico, a la entrada de RF (utilizando un adaptador de RF) o a otro instrumento.

Analizador de espectros incorporado en el osciloscopio

Un analizador de espectro tipo banco es mucho más caro que un osciloscopio de especificaciones similares. Afortunadamente, la capacidad de un analizador de espectro integrado de un osciloscopio integrado es suficientemente sofisticada y extensa para muchas aplicaciones, como veremos.

Actualmente, el osciloscopio Tektronix MDO3000 cuenta con dos instrumentos separados en el dominio de la frecuencia. Se accede a la rápida y sencilla aplicando primero una señal como la onda cuadrada AFG a un canal de entrada analógica. Activando el canal y el AFG con la onda cuadrada elegida, vemos la forma de onda familiar mostrada en el dominio del tiempo. Para verlo en el dominio de la frecuencia, el osciloscopio debe realizar una Transformada Rápida de Fourier (FFT) en la señal. Para hacer esto, simplemente presionamos Math>FFT.

Borrando los menús, vemos el dominio de frecuencia y el dominio de tiempo en la misma pantalla. Es por eso que el osciloscopio se denomina MDO – Mixed Domain Oscilloscope (osciloscopio de dominio mixto). La misma señal se muestra en ambos dominios. (Un MSO – Mixed Signal Osciloscope – muestra dos señales separadas en la misma base de tiempo, un dominio de tiempo y el otro dominio de frecuencia.) La capacidad de MDO es enormemente útil para examinar la integridad de la forma de onda y descubrir la fuente de armónicos no deseados.

Ahora vamos a cambiar al otro analizador de espectro incorporado. Para ello, mantenga los ajustes AFG actuales y gire el cable BNC de la entrada analógica del Canal Uno a la entrada de RF. Apague los botones de Matemáticas y Canal Uno y encienda el botón de RF. Lo que se ve inmediatamente es una traza horizontal fluctuante que atraviesa la parte inferior de la pantalla.

Este es el umbral de ruido del osciloscopio, causado por la actividad eléctrica aleatoria en semiconductores y otros componentes del instrumento. Es similar al voltaje fantasma que se ve en un voltímetro digital de alta impedancia cuando no está conectado a una fuente de voltaje.

La onda cuadrada fundamental es difícil de ver porque está casi a ras del lado izquierdo de la pantalla y los armónicos no se ven porque la base de tiempo no está escalada correctamente para mostrarlos. Así que lo que tenemos que hacer es optimizar la configuración del dominio de frecuencia para obtener una buena visualización. Para ello, directamente debajo del botón RF, pulse Freq/Span.

Un analizador de espectro tipo banco tiene los mismos ajustes, y el primer paso para utilizar todos estos instrumentos es insertar valores para optimizar la visualización. Entonces, la representación del dominio de frecuencia puede ser usada para medir, analizar y guardar la forma de onda.

Analizador lógico y analizador de protocolo

El analizador lógico y el analizador de protocolo son instrumentos de prueba integrados estrechamente relacionados que proporcionan información sobre las señales digitales, que el usuario aplica a las entradas digitales situadas en la parte inferior del panel frontal.

El analizador lógico captura y muestra varias señales y convierte los datos en diagramas de temporización, trazas de estado y similares. El analizador de protocolo hace esencialmente lo mismo, pero su alcance es más limitado. Está optimizado para capturar señales de un bus digital, enlace satelital, red de telecomunicaciones o algún otro sistema de comunicaciones.