fundamentos de osciloscopios manual básico

Fundamentos de OsciloscopiosManual básico

Fundamentos de osciloscopiosVersión 1.1Publicado por Rohde & Schwarz USA, Inc.8661 A Robert Fulton Dr., Columbia, MD 21046R&S® es una marca registrada de Rohde Schwarz GmbH & Co. KG. Las denominaciones comerciales son marcas registradas de sus propietarios.

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Oscilloscope Fundamentals

Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 04

Dónde empezó todo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 04

El despertar de la era digital . . . . . . . . . . . 04

Tipos de osciloscopios digitales . . . . . . . . . . . . . 05

Osciloscopio digital de muestreo. . . . . . . . . 05

Osciloscopios de muestreo en tiempo real. . . . 05

Osciloscopios de señal mixta. . . . . . . . . . . 06

Elementos básicos de los osciloscopios digitales . . . . 06

El sistema vertical . . . . . . . . . . . . . . . . 06

El sistema horizontal . . . . . . . . . . . . . . . 07

El sistema de disparo. . . . . . . . . . . . . . . 07

El disparo analógico . . . . . . . . . . 08

El disparo digital . . . . . . . . . . . . 09

El proceso de disparo . . . . . . . . . . 10

Modos de disparo. . . . . . . . . . . . 11

Acoplamiento e inhibición de disparo . 11

El sistema de visualización y la interfaz de usuario . . . 12

Sondas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

Sondas pasivas . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

Sondas activas . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

Sondas diferenciales . . . . . . . . . . . . . . . 15

Sondas de corriente . . . . . . . . . . . . . . . 15

Sondas de alto voltaje . . . . . . . . . . . . . . 15

Aspectos que tener en cuenta sobre las sondas . . . . 15

Carga de circuito . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

Puesta a tierra . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

Proceso de selección de sondas . . . . . . . . . 17

Especificaciones de rendimiento para osciloscopios . . . 18

Ancho de banda . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

Número efectivo de bits (ENOB). . . . . . . . . . . . . 18

Canales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

Velocidad de muestreo . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

Profundidad de memoria . . . . . . . . . . . . . . . . 19

Tipos de disparo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

Tiempo de subida . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

Respuesta en frecuencia . . . . . . . . . . . . . . . . 20

Precisión de ganancia (vertical) y base de tiempos (horizontal). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

Resolución vertical ADC . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

Sensibilidad vertical . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

Pantalla e interfaz de usuario . . . . . . . . . . . . . . 21

Capacidades de comunicación . . . . . . . . . . . . . 21

Mediciones típicas con osciloscopios . . . . . . . . . . . 22

Mediciones de voltaje . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

Mediciones de desplazamiento de fase . . . . . . . . . 22

Mediciones de tiempo. . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

Mediciones de anchura de pulso y tiempo de subida. . 22

Decodificación de buses seriales . . . . . . . . . . . . 22

Análisis de frecuencia, estadística y funciones matemáti-cas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

Glosario . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

Índice

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Figura 1: El físico K. F. Braun, ganador del premio Nobel

Figura 2: El primer osciloscopio

Dónde empezó todo El físico alemán K. F. Braun, ganador del premio Nobel (fig. 1), inventó el osciloscopio CRT como una curiosidad física en 1897. Para ello aplicó una señal oscilante a una placas deflectoras y una señal de prueba a un deflector vertical en un CRT con revestimiento de fósforo. Las placas genera-ban tramas transitorias de formas de señal eléctricas en la pequeña pantalla de fósforo. Este invento evolucionó hasta convertirse (fig. 2) en un instrumento de medición que fue perfeccionándose gradualmente a lo largo de los 50 años siguientes. En 1947, el ingeniero Howard Vollum convirtió el osciloscopio en un instrumento de gran utilidad al incluir un disparo que permitía controlar por primera vez la fun-ción de barrido.

Al carecer de disparo, los osciloscopios primitivos trazaban la forma de señal del voltaje de entrada e iniciaban una traza horizontal cuando el voltaje de entrada rebasaba un umbral ajustable. La función de disparo permitía que la forma de señal permaneciera estable en el CRT cuando una forma de señal se repetía varias veces sobre la misma traza. En ausencia de disparo, el osciloscopio trazaría varias copias de la forma de señal en diferentes lugares, dando lugar a una imagen caótica e incoherente o a una imagen en movimiento en la pantalla. A lo largo de los años, los osciloscopios continuaron mejorando tanto en capacidad como en funciones, en relación directa con el rápido desarrollo de los dispositivos analógicos y digitales de semiconductores y el software.

IntroducciónNo cabe duda de que el osciloscopio es una de las herramientas más útiles con las que nunca han contado los

ingenieros electrónicos. En las más de cinco décadas transcurridas desde la creación del osciloscopio analógico

moderno, se han escrito cientos de libros y miles de artículos útiles que explican en qué consiste, cómo funciona

y cómo se utiliza, y muestran al osciloscopio en acción a través de ejemplos específicos de aplicación. En cambio,

el propósito del presente manual básico es describir los osciloscopios digitales, que, por motivos prácticos, han

sustituido a sus predecesores analógicos en la gran mayoría de las aplicaciones. Este documento incluye una

breve descripción de los orígenes del osciloscopio, su transición del modelo analógico al digital, los tipos de osci-

loscopios digitales y sus principales subsistemas, sus especificaciones clave de rendimiento y sus mediciones.



El despertar de la era digital

La marcha triunfal de los osciloscopios digitales se inició en los años 80 del siglo XX, aprovechando la mayor rapidez en la conversión de analógico a digital y en la memoria necesaria para grabar y visualizar formas de señal (fig. 3). Los primeros osciloscopios digitales ofrecían ya una flexibi-lidad a la hora de disparar, analizar y visualizar que ningún osciloscopio analógico podía proporcionar. Los avances en materia de semiconductores y software transformaron el diseño del instrumento, que pasó de ser fundamental-mente analógico a fundamentalmente digital. Las ventajas de procesar señales en el dominio digital son las mismas que para cualquier otro producto de consumo, comercial o industrial, pero en el caso de los osciloscopios el cambio resultó revolucionario. En general, ahora no solo podían manipular señales de modos imposibles hasta entonces, sino también analizarlas con extraordinario detalle, al tiempo que satisfacían las necesidades específicas de flujos de datos de alta velocidad y cada vez más comple-jos, entre otras muchas cosas. Ahora, el usuario podía capturar un evento en función de parámetros específicos y ver también lo que había ocurrido antes. Los nuevos osciloscopios también podían integrarse en un sistema de pruebas automatizado que, gracias a las redes de área lo-cal e internet, permitía operarlos y visualizar sus resultados a usuarios situados en otra sala, en otra ciudad e incluso en otro continente. Uno de los hitos clave en el desarrollo de la arquitectura de los osciloscopios digitales fue la intro-ducción en 2009 por Rohde & Schwarz del disparo digital, que eliminaba las limitaciones inherentes (como el jitter de disparo) de los modelos analógicos. Esto se describe más detalladamente en este mismo documento.

Tipos de osciloscopios digitalesEl osciloscopio digital ejecuta dos funciones básicas: la adquisición y el análisis. La adquisición consiste en el almacenamiento de las señales muestreadas en la me-moria. Durante el análisis, las formas de señal adquiridas se examinan y se emiten por la pantalla. Existen una gran variedad de osciloscopios digitales. Los aquí descritos son los más usuales hoy en día.

Osciloscopios digitales de muestreo

Los osciloscopios digitales de muestreo muestrean la señal antes de que se realice cualquier acondicionamiento de esta, por ejemplo mediante atenuación o amplificación. Gracias a su diseño, el instrumento dispone de un gran an-cho de banda, aunque con un rango dinámico algo limitado de aprox. 1 V de pico a pico. A diferencia de otros tipos de osciloscopios digitales, el osciloscopio digital de muestreo puede capturar señales con componentes de frecuencia mucho más altos que la velocidad de muestreo del instru-mento. Esto le permite medir señales repetitivas mucho más rápidamente que cualquier otro tipo de osciloscopio. Por ello, los osciloscopios digitales de muestreo se usan en aplicaciones de muy gran ancho de banda, como las de fibra óptica, que justifican su alto costo.

Osciloscopios de muestreo en tiempo real

Las ventajas del muestreo en tiempo real resultan eviden-tes cuando el rango de frecuencia de una señal es inferior a la mitad de la máxima velocidad de muestreo del osci-loscopio. Esta técnica permite al instrumento adquirir un gran número de puntos en un solo barrido, y generar así una visualización muy precisa. Actualmente es el único mé-todo capaz de capturar las señales transitorias de disparo

Figura 3: Retos de la medición con osciloscopio

Señales analógicasForma de onda

Flancos de señalDocumentación

Almacenamiento analógico

Señales digitalesDatos paralelos

Integración a gran escalaConectividadFacilidad de manejo

Mediciones automáticas

Señales mixtasDatos seriales/estándares

Integración de sistemasEfectos de alta frecuenciaMayores velocidades de reloj

Análisis sofisticadoComodidad de manejo

Osciloscopios analógicos

Reto

s de

la m

edic

ión

Osciloscopios de almacenamiento digital

Osciloscopios digitales

1950 1980 2010

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único más rápidas. Los osciloscopios de la serie R&S®RTO pertenecen a esta categoría.Los sistemas integrados a nivel de tarjeta suelen trabajar con señales de 1 bit, buses paralelos y seriales síncronos o asíncronos y formatos de transmisión estandarizados o propietarios. Todas estas rutas deben analizarse, lo que normalmente requiere complejas configuraciones de prueba y varios instrumentos. También suele ser necesario visualizar tanto señales analógicas como digitales. Para este fin, hoy en día muchos osciloscopios digitales poseen opciones específicas que los convierten en instrumentos híbridos con las capacidades de análisis de un analizador lógico. Esto resulta útil para depurar rápidamente circuitos digitales gracias a su capacidad de disparo digital, su alta resolución, su capacidad de adquisición y sus herramientas de análisis.

Osciloscopios de señal mixta

Los osciloscopios de señal mixta expanden la funcionali-dad del osciloscopio digital para incluir análisis lógico y de protocolo, lo que simplifica el banco de pruebas y permite la visualización síncrona de formas de señal analógicas, señales digitales y detalles de protocolo en un solo instru-mento. Los desarrolladores de hardware utilizan osci-loscopios de señal mixta para analizar la integridad de las señales, mientras que los desarrolladores de software los usan para analizar el contenido de las señales. Un osci-loscopio de señal mixta típico posee dos o cuatro canales analógicos y un número mucho mayor de canales digitales. Los canales analógicos y digitales se adquieren de manera síncrona, por lo que pueden correlacionarse en el tiempo y analizarse en un solo instrumento.

Elementos básicos de los osciloscopios digi-talesTodo osciloscopio digital tiene cuatro bloques funciona-les básicos: el sistema vertical, el sistema horizontal, el sistema de disparo y el sistema de visualización. Para en-tender la funcionalidad global de un osciloscopio digital, es importante conocer las funciones y la importancia de cada uno de estos bloques.Una gran parte del panel frontal de un osciloscopio digi-tal está dedicada a las funciones vertical, horizontal y de disparo, que abarcan la mayoría de los ajustes necesarios. La sección vertical se encarga de la atenuación o amplifi-cación de la señal por medio de un mando que regula los voltios por división y cambia así la atenuación o la ampli-ficación para encajar la señal en la pantalla. Los mandos horizontales están relacionados con la base de tiempos del instrumento, y su mando de segundos por división determi-na la cantidad de tiempo por división que se mostrará hori-zontalmente en la pantalla. El sistema de disparo tiene la misión básica de estabilizar la señal, iniciar el osciloscopio para realizar una adquisición y permitir al usuario seleccio-nar y modificar las acciones de tipos concretos de disparo. Finalmente, el sistema de visualización incluye la pantalla y sus controladores, así como el software necesario para implementar las numerosas funciones de visualización.

El sistema vertical

Este subsistema del osciloscopio (fig. 4) permite al usuario posicionar y escalar la forma de señal en sentido verti-cal, seleccionar un valor para el acoplamiento de entrada y modificar las características de la señal para hacerla

Figura 4: El sistema vertical



aparecer de una determinada manera en la pantalla. El usuario puede colocar la forma de señal en sentido vertical en una posición exacta de la pantalla y aumentar o reducir su tamaño. Todas las pantallas de osciloscopio poseen una rejilla que divide el área visible en 8 o 10 divisiones vertica-les, cada una de las cuales representa una parte del voltaje total. Por lo tanto, un osciloscopio cuya rejilla de pantalla tenga 10 divisiones tendrá un voltaje de señal visualizable total de 50 V en divisiones de 5 V.La elección de 8, 10 u otro número de divisiones es arbi-traria, y la preferencia por el 10 se debe en la mayoría de los casos a razones de simplicidad: es más fácil dividir por 10 que por 8. Por su parte, las sondas también afectan al escalado de la pantalla, ya que, o bien no atenúan las se-ñales (sondas 1X) o las atenúan 10 veces (sondas 10X) o incluso 1000 veces. Las sondas se describen más adelante en este documento. El acoplamiento de entrada antes mencionado define básicamente el modo en que la señal traza la ruta desde su captura por la sonda hasta su llegada al instrumento, pasando por el cable. El acoplamiento CC ofrece 1 Mohm o 50 ohm de acoplamiento de entrada. Con una selección de 50 ohm se envía la señal de entrada directamente al amplificador de ganancia vertical del osciloscopio, a fin de obtener el mayor ancho de banda posible. La elección de modo de acoplamiento CA o CC (con el correspondiente valor de terminación de 1 Mohm) coloca el amplificador frente al amplificador de ganancia vertical, lo que habitu-almente limita el ancho de banda a 500 MHz en todas las circunstancias. La ventaja de esa impedancia tan elevada es la protección inherente frente a altos voltajes. Al selecci-onar "ground" en el panel frontal, se desconecta el sistema vertical, de modo que en la pantalla aparece el punto de 0 V. Otros circuitos relacionados con el sistema vertical incluyen un limitador de ancho de banda, que, además de reducir el ruido en las formas de señal visualizadas, también atenúa el contenido de las señales de alta frecuencia. Muchos os-ciloscopios usan también un filtro de ecualización arbitraria DSP que amplía el ancho de banda del instrumento más allá de la respuesta en bruto de su interfaz moldeando la respuesta de fase y magnitud del canal del osciloscopio. Sin embargo, estos circuitos exigen que la velocidad de muestreo cumpla los criterios de Nyquist, según los cuales la velocidad de muestreo debe ser superior al doble de la máxima frecuencia fundamental de la señal. Para lograr esto, se suele bloquear el instrumento en su máxima velo-cidad de muestreo, impidiendo que se baje para visualizar una duración temporal más larga sin desactivar el filtro.

El sistema horizontalEl sistema horizontal está más estrechamente relacionado con la adquisición de señal que el sistema vertical, y pone énfasis en parámetros de rendimiento como la velocidad de muestreo y la profundidad de memoria, así como otros vinculados directamente con la adquisición y la conversión de la señal. El tiempo entre puntos de muestra se deno-mina intervalo de muestra y representa los valores digitales almacenados en la memoria para generar la forma de señal resultante. El tiempo entre puntos de forma de señal se denomina intervalo de forma de señal, y, dado que un punto de forma de señal puede generarse a partir de varios puntos de muestra, ambos están relacionados y pueden tener a veces el mismo valor.El menú de modo de adquisición de un osciloscopio típico es muy limitado, ya que, con solo una forma de señal por canal, los usuarios pueden escoger un solo tipo de decimación o un tipo de aritmética de forma de señal. Sin embargo, algunos osciloscopios pueden mostrar en para-lelo tres formas de señal por canal, de modo que pueden combinarse los tipos de decimación y la aritmética de forma de señal para cada forma de señal. Los modos más usuales son:

• Modo de muestra: Se crea un punto de forma de señal con una muestra para cada intervalo de forma de señal.

• Modo de alta resolución: Para cada intervalo se muestra un promedio de las muestras del intervalo de forma de señal.

• Modo de valor de pico: Para cada intervalo se muestran los puntos de muestra mínimo y máximo dentro de una forma de señal.

• Modo de valor eficaz: Se muestra el valor eficaz de las muestras dentro del intervalo de forma de señal. Esto es proporcional a la potencia instantánea.

Los modos aritméticos de forma de señal más usuales son:• Modo de envolvente: Usando las formas de señal

capturadas a partir de un mínimo de dos eventos de disparo, el osciloscopio crea un contorno (envolvente) que representa los valores máximo y mínimo de una forma de señal.

• Modo de promedio: Se forma el promedio de cada muestra de intervalo de forma de señal a partir de un número de adquisiciones

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El sistema de disparo

El disparo es uno de los elementos fundamentales de todo osciloscopio digital, ya que captura eventos de señal para su análisis detallado y proporciona una vista estable de las formas de señal. La precisión de un sistema de disparo y su flexibilidad determinan el grado de calidad de la visu-alización y el análisis de la señal de medición. Como ya se ha apuntado anteriormente, el disparo digital aporta ventajas significativas para el usuario del osciloscopio en términos de exactitud de medición,densidad de adquisición y funcionalidad.

El disparo analógico

El disparo de un osciloscopio (fig. 5) proporciona una visu-alización estable de las formas de señal para el monitoreo continuo de las señales repetitivas. Al reaccionar a eventos específicos, resulta útil para aislar y visualizar característi-cas específicas de las señales, como los niveles lógicos "runt" que no alcanzan la amplitud necesaria y las pertur-baciones de señal causadas por la diafonía, los flancos lentos o una temporización incorrecta entre canales. El número de eventos de disparo y la flexibilidad del disparo han ido mejorando continuamente con los años.Mientras que en los osciloscopios digitales la señal se muestrea y almacena como una serie continua de valores digitales, el disparo ha sido hasta hace poco un circuito ex-

clusivamente analógico que procesa la señal de medición original. El amplificador de entrada acondiciona la señal examinada para adaptar su amplitud al rango de operación del ADC y la pantalla, y la señal acondicionada emitida por el amplificador se distribuye en paralelo al convertidor analógico-digital (ADC) y al sistema de disparo.En una de las rutas, el ADC muestrea la señal de medición y los valores de muestreo digitalizados se graban en la me-moria de adquisición, mientras que en la otra el sistema de disparo compara la señal con eventos de disparo válidos como el rebase de un umbral de disparo con el disparo por flanco. Cuando se cumple una condición de disparo válida, las muestras del ADC se finalizan y la forma de señal adquirida se procesa y se visualiza. El rebase del nivel de disparo por la señal de medición da lugar a un evento de disparo válido. Sin embargo, para visualizar de manera correcta la señal en la pantalla, la temporización del punto de disparo debe ser precisa. De lo contrario, la forma de señal no corta el punto de disparo (el punto de intersección entre el nivel de disparo y la posición de disparo). Esto puede deberse a varios factores. En primer lugar, en el sistema de disparo la señal se compara con un umbral de disparo por medio de un comparador, y la temporización del flanco a la salida del comparador debe medirse con precisión usando un convertidor de tiempo a digital (TDC). Si la TDC es imprecisa, se produce una desviación de la

Figura 5: El disparo analógico



forma de señal visualizada respecto al punto de disparo, y esta desviación varía con cada evento de disparo, lo que da lugar al denominado "jitter" de disparo.Otro factor es la presencia de fuentes de error en las dos rutas de la señal de medición. La señal se procesa en dos rutas diferentes (la ruta de adquisición del ADC y la ruta del disparo), y ambas contienen diferentes distorsiones, tanto lineales como no lineales. Esto provoca una disparidad sistemática entre la señal visualizada y el punto de disparo determinado. En el peor de los casos, el disparo podría no reaccionar frente a evento de disparo válidos, aun siendo estos visibles en la pantalla, o podría reaccionar frente a eventos de disparo que no pueden capturarse y visuali-zarse en la ruta de adquisición.El último factor es la presencia de fuentes de ruido en las dos rutas, ya que ambas incluyen amplificadores con diferentes niveles de ruido. Esto provoca retardos y va-riaciones de amplitud que aparecen en la pantalla como desviaciones de la posición de disparo (jitter). Estos er-rores no se producen cuando se implementa el disparo por vía digital.

El disparo digital

A diferencia del disparo analógico, un sistema de disparo digital (fig. 6) opera directamente sobre las muestras del ADC, y la señal no se divide en dos rutas, sino que se pro-cesa la misma señal que se adquiere y visualiza. Gracias a

ello se suprimen de manera inherente los defectos propios de los sistemas de disparo analógicos. Para evaluar un punto de disparo, el disparo aplica algoritmos DSP de gran precisión que detectan los eventos de disparo válidos y miden con exactitud las etiquetas de tiempo. El reto con-siste en implementar el procesamiento de señal en tiempo real necesario para un perfecto monitoreo de la señal de medición. Por ejemplo, el disparo digital de los instrumen-tos de la serie R&S®RTO emplea un ADC de 8 bitsque muestrea a 10 GS/s y procesa datos a 80 Gb/s. Dado que el disparo digital usa los mismos datos digitalizados que la ruta de adquisición, puede obtenerse un disparo frente a eventos de señal dentro del rango del ADC. Para un evento de señal seleccionado, un comparador coteja la señal con el umbral de disparo definido. En un ejemplo sencillo (un disparo por flanco), se detecta un evento cuando la señal sobrepasa el umbral de disparo en la dirección especifica-da, tanto si la rampa es ascendente como descendente. En un sistema digital, la señal se representa mediante muestras, y la velocidad de muestreo debe ser al menos el doble que la frecuencia máxima de la señal. Solo en esas condiciones es posible reconstruir completamente la señal.Las decisiones de disparo basadas meramente en muestras de ADC no son suficientes, dado que se pueden perder cuando sobrepasan el umbral de disparo. Por ello se aumenta la resolución de tiempo incrementando la velo-

Figura 6: El disparo digital

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cidad de muestreo de la señal por medio de un interpolador hasta un valor de 20 GS/s. Después del interpolador, el comparador coteja los valores muestreados con el umbral de disparo definido, y el nivel de salida del comparador cambia si se detecta un evento de disparo.La figura 7 muestra dónde se reduce la zona "ciega" de una señal aumentando la resolución de muestreo medi-ante un incremento de la velocidad de muestreo en un factor dos. A la izquierda, las muestras de forma de señal no incluyen la sobremodulación de la forma de señal, y el umbral de disparo por encima de las muestras de ADC no puede detectar la sobremodulación. A la derecha, el inter-polador duplica la velocidad de muestreo de la forma de señal, lo cual hace posible el disparo por sobremodulación. La frecuencia máxima es de 3,5 GHz, por lo que el sistema de disparo digital puede detectar componentes de frecuen-cia a partir del ADC con una velocidad de hasta 10 GS/s. En el caso de los eventos de disparo, como el glitch y el ancho de pulso, que se basan en condiciones de tiempo, el disparo digital puede activarse de manera muy precisa, ya que determina los puntos de intersección en el umbral en tiempo real. La temporización de eventos de disparo puede ajustarse para una resolución de 1 ps, y el mínimo ancho de pulso detectable es de 100 ps.Las ventajas específicas de un disparo digital se muestran en la tabla 1.

El proceso de disparo

El barrido con disparo se inicia en un punto seleccionado y permite visualizar señales periódicas como ondas senoi-dales o cuadradas, así como señales aperiódicas como pulsos individuales o pulsos que no se repiten con una cadencia invariable. El tipo más habitual de disparo es el disparo por flanco, que se habilita cuando el voltaje rebasa un valor definido. El usuario puede escoger entre un flanco ascendente o un flanco descendente. El disparo por glitch permite al instrumento disparar con un pulso de un ancho superior o inferior a un determinado intervalo de tiempo. Esto se emplea habitualmente para localizar errores que, por su ocurrencia aleatoria o intermitente, resultan muy difíciles de detectar.

El disparo por ancho de pulso es muy similar al disparo por glitch en cuanto a su objetivo, que es localizar anchos de pulso específicos, y permite especificar pulsos de cual-quier ancho definido, ya sean negativos o positivos, junto con una posición horizontal de disparo. La ventaja radica en que el usuario puede ver lo que ha sucedido antes o después del disparo, algo muy útil, ya que conocer los antecedentes de un disparo puede facilitar la comprensión de las causas de un error. Si se ajusta el retardo horizon-tal a 0, el evento de disparo aparecerá en el centro de la pantalla, los eventos previos al disparo se mostrarán a la izquierda, y los posteriores, a la derecha.

Figura 7: Reducción de la zona "ciega"



Bajo nivel de jitter en tiempo real

Cuando se usan valores idénticos ara la adquisición y el procesamiento de disparo, puede obten-erse un nivel muy bajo de jitter de disparo (valor eficaz inferior a 1 ps). A diferencia de los sistemas de disparo mejorados por software implementados con métodos de posprocesamiento, el disparo digital no necesita periodos de tiempo ciego después de cada adquisición de forma de señal. De este modo, el R&S®RTO puede alcanzar una velocidad máxima de adquisición y análisis de 1 millón de formas de señal por segundo.

Sensibilidad óptima del disparo

La sensibilidad del disparo analógico está limitada a una división vertical mayor que uno, y el modo de rechazo de ruido del instrumento permite seleccionar una histéresis mayor para lograr un disp-aro estable con señales ruidosas. Sin embargo, el disparo digital permite ajustar individualmente la histéresis de disparo entre 0 y 5 divisiones a fin de optimizar la sensibilidad para la característica propia de cada señal. De este modo puede obtenerse un disparo preciso con un valor tan bajo como 1 mV/div. sin limitación de ancho de banda.

Sin enmascaramiento de eventos de disparo

Un disparo analógico requiere un cierto tiempo después de la decisión de disparo a fin de rearmar el circuito de disparo antes de poder volver a disparar. Durante ese tiempo, el osciloscopio no puede reaccionar ante nuevos eventos de disparo, por lo que estos quedan enmascarados. En cambio, un disparo digital puede evaluar eventos de disparo individuales en intervalos de 400 ps con una resolución de 250 fs.

Filtrado flexible de se-ñales de disparo

En los instrumentos R&S®RTO, un ASIC de adquisición y disparo permite la programación flexible de la frecuencia de corte de un filtro digital de paso bajo en la ruta de tiempo real, y puede usarse para la señal de disparo, la señal de medición o ambas. El filtrado de paso bajo de la señal de disparo suprime el ruido de alta frecuencia al tiempo que captura y visualiza la señal de medición no filtrada.

Reconocimiento de disp-aro con compensación de skew de canal

La relación de tiempo entre los canales de entrada del osciloscopio es importante para las condicio-nes de medición y disparo entre dos o más señales. Los disparos analógicos ofrecen una función de compensación de skew de señal para compensar los retardos en diferentes entradas, que se procesa en la ruta de adquisición después del ADC. Esta operación resulta invisible, por lo que el sistema de disparo visualiza y evalúa señales incoherentes. En cambio, el disparo digital utiliza da-tos digitalizados y procesados idénticos, por lo que las formas de señal que aparecen en la pantalla y las señales procesadas por la unidad de disparo son coherentes aunque se aplique la compen-sación de skew de canal.

Tabla 1: Ventajas del disparo digital

Además de estos disparos, existen otros muchos tipos reservados para situaciones específicas, que permiten detectar eventos de interés. Por ejemplo, dependiendo del instrumento, el usuario puede configurar el disparo para pulsos definidos por amplitud, tiempo (ancho de pulso, glitch, velocidad de crecimiento, disparo secuenciado y tiempo excedido), o bien por estado lógico o patrón. Otras funciones de disparo son el disparo por patrón serial, el disparo A+B y el disparo para bus paralelo o serial.Los osciloscopios digitales pueden disparar por evento individual o por evento de disparo retardado, pueden con-trolar el momento en que deben buscarse dichos eventos, y pueden reiniciar el proceso de disparo para volver a em-

pezar la secuencia de disparo en función de un tiempo, es-tado o transición especificados. De este modo, es posible capturar eventos incluso en las señales más complejas.Los osciloscopios digitales ofrecen control de posición de disparo, que ajusta la posición horizontal del disparo en el registro de la forma de señal. Modificándolo, el usuario pu-ede capturar el aspecto que presentaba la señal antes de que se produjera el evento. También determina la longitud de la señal visible antes y después del punto de disparo. El control de rampa de osciloscopio ajusta el punto de la se-ñal en el que se producirá el disparo (es decir, en el flanco ascendente o en el flanco descendente).

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Modos de disparo

El modo de disparo determina si el osciloscopio mostrará una forma de señal y, en caso afirmativo, en qué condicio-nes. Todos los osciloscopios poseen dos modos con los que se puede habilitar el disparo: un modo normal y otro automático (auto). Cuando está ajustado el modo normal, el osciloscopio dispara solo cuando se alcanza un punto determinado dentro de la señal. En modo auto, el instru-mento barre aunque el disparo no esté activado.

Acoplamiento e inhibición de disparo

Algunos osciloscopios permiten seleccionar el tipo de acoplamiento (CA o CC) para la señal de disparo, y otros además el acoplamiento para el rechazo de alta frecuen-cia, el rechazo de baja frecuencia y el rechazo de ruido. Los ajustes más avanzados están diseñados para eliminar el ruido y otros componentes espectrales de la señal de disparo a fin de evitar los falsos disparos. En muchos ca-sos no es fácil conseguir que el osciloscopio dispare en la parte correcta de la señal, por lo que la mayoría de los in-strumentos ofrecen una función que lo facilita, la inhibición de disparo, que es un periodo de tiempo ajustable después de un disparo durante el cual el osciloscopio no puede disparar. Esto resulta útil cuando se dispara con formas complejas de forma de señal, ya que permite asegurarse de que el osciloscopio solo dispare en el punto deseado.

El sistema de visualización y la interfaz de usuarioComo su nombre indica, el sistema de visualización con-trola todos los aspectos relacionados con la presentación de la señal al usuario. El conjunto de las marcas de rejilla de la pantalla forma lo que se denomina una gratícula o retícula. Los osciloscopios digitales y las tareas que ejecu-tan son complejos, por lo que la interfaz de usuario debe ser exhaustiva sin llegar a ser incomprensible. Por ejemplo, la pantalla táctil de la serie R&S®RTO utiliza elementos de control codificados por color, estructuras de menú pla-nas y teclas para funciones de uso frecuente. En la serie R&S®RTM, basta con presionar un botón para iniciar una función de medición rápida que muestra valores para una señal activa. También ofrece cuadros de diálogo semi-transparentes, ventanas de medición móviles, una barra de herramientas configurable e íconos de previsualización con formas de señal en tiempo real.



Una sonda perfecta debería ser fácil de conectar, tener contactos confiables y seguros, no degradar ni distorsionar la señal transferida, tener un comportamiento de fase lineal y ninguna atenuación, un ancho de banda infinito, una alta inmunidad contra el ruido, y no cargar la fuente de la señal. Sin embargo en la práctica, conseguir todos esos atributos es imposible, y en algunos casos iría más allá de lo nece-sario para casi cualquier situación de medición. En la prác-tica, la señal que debe medirse no es fácil de obtener, su impedancia puede variar en gran medida, la configuración global es sensible al ruido y dependiente de frecuencia, el ancho de banda es limitado y las diferencias en la propa-gación de la señal generan leves desviaciones de tiempo (skew) entre los distintos canales de medición.Por suerte, los fabricantes de osciloscopios hacen todo lo posible para minimizar los problemas asociados a las sondas, y han logrado que sean más fáciles de conectar al circuito y más confiables una vez instaladas. Por ejem-plo, manejar un osciloscopio con una mano mientras se sostiene una sonda con la otra siempre ha sido una tarea dificultosa. Sin embargo, las sondas activas para oscilosco-pios de la serie R&S®RTO permiten al usuario conmutar

funciones de osciloscopio con un botón situado en la sonda, que puede asignarse a distintas funciones. Además, el instrumento tiene un voltímetro integrado denominado R&S®ProbeMeter, que permite realizar precisas mediciones de CC con más exactitud que un canal de osciloscopio tradicional.

Los dos tipos básicos de sondas son las sondas de voltaje y las sondas de CA o CA/CC. Sin embargo, existen otros muchos tipos (fig. 8) reservados para mediciones específi-cas, incluidas las sondas lógicas, diseñadas para la reso-lución de problemas de estado lógico en circuitos digitales. Las sondas ambientales están pensadas para funcionar en amplios rangos de temperatura, mientras que las sondas de temperatura miden la temperatura de los componentes y puntos de un circuito en el que pueden registrarse altos valores térmicos. También existen sondas diseñadas para su uso a nivel de oblea en estaciones de sondeo, y sondas ópticas que convierten señales ópticas en eléctricas, haci-endo posible visualizar señales ópticas en el osciloscopio, así como sondas específicas para la medición de muy altos voltajes.

Figura 8: Diversos tipos de sondas y accesorios de sonda

SondasLa misión de una sonda consiste en transportar la señal desde el circuito hasta el osciloscopio con la mayor

transparencia posible. Es más que un simple accesorio del osciloscopio, ya que actúa como punto de contacto

entre el instrumento y el dispositivo o circuito examinado. Sus características eléctricas, el modo en que está

conectada y su interacción con el osciloscopio y el circuito tienen un impacto decisivo sobre la medición.

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Sondas pasivas

El tipo de sonda más simple y más económico, la sonda pasiva, ofrece la mayor parte de las capacidades de medición necesarias. Está compuesta fundamentalmente por cables y conectores, y, si se requiere atenuación, tam-bién resistencias y condensadores. Las sondas pasivas no incluyen componentes activos, por lo que pueden funcionar sin alimentación procedente del instrumento y son robustas por naturaleza.Una sonda 1X (una vez) tiene el mismo rango dinámico que el osciloscopio, y una sonda atenuante amplía (mul-tiplica) el rango del instrumento atenuando el nivel de la señal 10 veces, 100 veces o más. El tipo de sonda más versátil es la 10X, ya que causa menos carga y presenta un mayor rango de voltaje. Es la típica sonda "estándar" que se suministra con numerosos instrumentos.Una sonda pasiva 1X de alta impedancia, conectada a la entrada de 1 Mohm del osciloscopio, tiene una alta sensi-bilidad (baja atenuación); una sonda pasiva 10:1 de alta impedancia, conectada también a la entrada de 1 Mohm del osciloscopio, ofrece un amplio rango dinámico, así como una mayor resistencia y una baja capacitancia en comparación con la sonda 1X. Una sonda pasiva 10:1 de baja impedancia, conectada a la entrada de 50 ohm del osciloscopio, posee una baja variación de impedancia en frecuencia, pero carga la fuente de manera significativa debido a su impedancia nominal de 500 ohm.Las sondas 1X son útiles cuando la amplitud de la señal es baja, pero cuando la señal es una mezcla de componentes de amplitud bajos y moderados, es más recomendable una sonda 1X/10X. El ancho de banda típico de las sondas pa-

sivas abarca desde menos de 100 MHz hasta 500 MHz. En los entornos de 50 ohm asociados a las señales de alta ve-locidad (alta frecuencia), se necesita una sonda de 50 ohm con un ancho de banda que pueda alcanzar varios gigaher-cios y un tiempo de subida de 100 ps o incluso más.Las sondas pasivas incluyen un control de ajuste de baja frecuencia que se utiliza cuando la sonda está conectada al osciloscopio. La compensación de baja frecuencia adap-ta la capacitancia de la sonda a la capacitancia de entrada del osciloscopio. El control de ajuste de alta frecuencia se usa solo para trabajar con frecuencias por encima de 50 MHz aprox. Las sondas pasivas específicas de fabri-cante para frecuencias mayores se ajustan de fábrica, de modo que basta con realizar el ajuste de baja frecuencia. Las sondas activas no requieren este tipo de ajustes, ya que sus propiedades y su compensación se determinan de fábrica.

Sondas activas

Las ventajas de las sondas activas (fig. 9) incluyen una baja carga de la fuente de señal, desviación de CC ajust-able de la punta de la sonda, que permite obtener una alta resolución en señales de CA pequeñas superpuestas sobre niveles de CC, y detección automática por el instrumento, que elimina la necesidad de ajuste manual. Las sondas activas están disponibles en versiones de un solo extremo o diferenciales. Las sondas activas utilizan componentes activos como transistores de efecto campo, que permiten obtener una muy baja capacitancia de entrada, lo que tiene la ventaja de proporcionar una alta impedancia de entrada que se mantiene a lo largo de un amplio rango de fre-cuencias. También permiten medir circuitos en los que se desconoce la impedancia, así como usar hilos de puesta a tierra más largos. Dado su nivel de carga extremadamente bajo, las sondas activas son esenciales para la conexión a circuitos de alta impedancia, que las sondas pasivas cargarían hasta un límite inaceptable. Sin embargo, el amplificador de búfer integrado en las son-das activas funciona en un rango de voltaje limitado, y la impedancia de la sonda activa depende de la frecuencia de la señal. Además, aunque pueden llegar a manejar miles de voltios, las sondas activas no dejan de ser dispositivos activos, y por lo tanto son menos robustas que las sondas pasivas.

Sondas diferenciales

Aunque para sondear y mediar una señal diferencial podría usarse una sonda independiente para cada señal, el mejor método es usar una sonda diferencial. Una sonda diferen-

Figura 9: Sondas activas



Las ventajas de un ADC no intercaladoDespués de las sondas, el ADC es el primer com-ponente importante del osciloscopio que la señal de medición atraviesa, y el modo en que actúa sobre la señal determina la eficacia del funcionamiento de los elementos de procesamiento posteriores. Los ADC para osciloscopios suelen construirse a partir de varios convertidores que se intercalan en para-lelo y forman conjuntamente el dispositivo global. Sin embargo, la alternativa, que consiste en usar un solo ADC, presenta claras ventajas y fue elegida por Rohde & Schwarz para la serie R&S®RTO. Aunque solo se intercalen unos pocos núcleos de convertidor, es esencial que sus características de ruido, fase y respuesta en frecuencia sean lo menos dispares posible. Además, la temporización del intercalado resulta crítica cuando los intervalos de medición son de decenas de picosegundos, y el reloj de muestreo distribuido a cada uno de los convertidores debe tener también unas características de fase extraordinaria-mente precisas en todo el rango de frecuencias del dispositivo, lo cual representa un reto nada fácil. La temporización de cada convertidor dentro del ADC varía hasta cierto punto respecto a los otros, así que, si hay cinco convertidores intercalados, habrá cinco relojes de muestreo ligeramente divergentes, lo cual se reflejará en el dominio de frecuencia en forma de componentes de la frecuencia fundamental. Estos componentes de frecuencia suelen encontrarse 40 o 50 dB por debajo de la escala completa (pese a lo cual son claramente visibles) y aparecen de manera periódica, por lo que, a diferencia del ruido, no pueden eliminarse mediante promediado. Se deben a la temporización, a la discordancia de amplitudes o a ambas cosas. Dado que existen tanto en el dominio de frecuencia como en el de tiempo, pueden ser interpretados como ruido a causa de los numerosos armónicos a diferentes frecuencias que, al aparecer juntos, tienen la apariencia de una señal aleatoria en el tiempo. Esta es la razón por la que algunos fabricantes de osciloscopios utilizan un gran número de convertidores,

cial utiliza un amplificador diferencial integrado para sus-traer las dos señales, de modo que solo ocupa un canal del osciloscopio, y además ofrece un rendimiento muy superior de CMRR (factor de rechazo al modo común) en un rango de frecuencias más amplio que las mediciones de un solo extremo. Las sondas diferenciales pueden usarse para aplicaciones de un solo extremo o diferenciales.

Sondas de corriente

La misión de las sondas de corriente consiste en sondear la intensidad de un campo de flujo electromagnético cuan-do fluye corriente a través de un conductor. A continuación, este campo se convierte al voltaje correspondiente para su medición y análisis mediante un osciloscopio. Cuando se usan en combinación con las funciones matemáticas y de medición de un osciloscopio, las sondas de corriente per-miten al usuario realizar una gran variedad de mediciones de potencia.

Sondas de alto voltaje

El máximo voltaje para sondas pasivas de uso genérico oscila normalmente en torno a 400 V. Cuando se trabaja con circuitos que presentan voltajes muy altos, de hasta 20 kV, pueden usarse sondas específicas que permiten medirlos con seguridad. Obviamente, cuando se realizan mediciones a voltajes tan altos, la primera prioridad es la seguridad, que en este tipo de sondas suele garantizarse usando cables de una longitud de mucho mayor.

Aspectos que tener en cuenta sobre las sondas

Carga de circuito

La característica más fundamental e importante que la sonda aporta al circuito es la carga, que puede ser re-sistiva, capacitiva o inductiva. La carga resistiva tiene el efecto de atenuar la amplitud, desplazar la desviación de CC y cambiar la polarización del circuito. La carga resistiva es relevante si la resistencia de entrada de la sonda es la misma que la de la señal sondeada, ya que una parte de la corriente que fluye por el circuito penetra en la sonda. Esto, a su vez, reduce el voltaje en el punto donde el circuito se encuentra con la sonda. Esto puede corregir el funciona-miento de un circuito que funciona incorrectamente, pero más a menudo provoca un funcionamiento incorrecto. Para reducir el efecto de la carga resistiva, es conveniente usar una sonda con una resistencia superior a 10 veces la resis-tencia del circuito examinado.

(Continúa en la página 16)

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ya que todos juntos producen resultados que tienen la apariencia de ruido y por lo tanto pueden identificarse y mitigarse hasta cierto punto. Sin embargo, la entrada de señal de datos de banda ancha al osciloscopio se mezcla con el contenido espúreo de estos converti-dores, produciendo así aún más contenido espúreo. En resumen, el nivel global de ruido del osciloscopio (ruido más distorsión) limita el número de bits efectivos que pueden derivarse de un ADC. Dado que, en muchos convertidores, el intercalado es una de las principales causas del nivel de ruido, la mejor manera de resolver este problema es utilizar un solo ADC en lugar de muchos.

Por eso Rohde & Schwarz optó por este enfoque en la serie R&S®RTO. El dispositivo es un convertidor de flash único con 8 bits de resolución que muestrea a 10 GS/s y alcanza un ENOB de 7 (sobre un máximo de 8). El resultado es una disminución de cerca de 6 dB en el suelo de ruido del sistema, lo que mejora la relación señal/ruido y el rango dinámico y permite discriminar fácilmente muy pequeños voltajes. Las mediciones de dominio de frecuencia como la potencia por canal, la distorsión armónica total y la potencia adyacente por canal se pueden determinar con más precisión, ya que el espectro no está contaminado por ruido generado por el propio osciloscopio. Un ASIC específico usa este rendimiento usa este rendimiento para aumentarr drásticamente la velocidad a la que el instrumento es capaz de pasar de las muestras enteras brutas del ADC a la forma de señal medida. Con más de 40 millones de forma de señal muestreadas, un osciloscopio típico pu-ede necesitar varios minutos para completar la adquis-ición, mientras que el R&S®RTO realiza esta operación en fracciones de segundo.

La carga capacitiva reduce la velocidad del tiempo de subida, reduce el ancho de banda e incrementa el retardo de propagación, y está causada por la capacitancia en la punta de la sonda. Provoca errores de medición dependi-entes de la frecuencia, y representa el principal problema a la hora de realizar mediciones de retardo y tiempo de subida. La carga capacitiva se debe a que la capacitancia de la sonda actúa como filtro de paso bajo a altas frecuen-cias, con lo que se deriva a tierra la información de alta frecuencia y se reduce notablemente la impedancia de entrada de la sonda a altas frecuencias. Por eso es muy recomendable usar sondas con punta de baja capacitancia.La carga inductiva distorsiona la señal de medición y se debe a la inductancia del bucle formado por la punta de la sonda y el hilo de tierra de la sonda. La sobreoscilación de la señal, causada por la carga inductiva en el hilo de tierra combinada con la capacitancia de la punta de la sonda, puede mitigarse con una puesta a tierra eficaz, que incre-menta la frecuencia de sobreoscilación hasta más allá de los límites de ancho de banda del instrumento. La longitud del hilo de tierra debe ser siempre lo menor posible, a fin de reducir el tamaño del bucle y minimizar la inductancia. Una inductancia más baja significa una menor sobreosci-lación superpuesta a la forma de señal medida.

Puesta a tierra

A la hora de realizar mediciones con osciloscopio, es imprescindible una correcta puesta a tierra, a fin de con-seguir la precisión necesaria y garantizar la seguridad del operador, en especial al trabajar con altos voltajes. El instrumento debe estar puesto a tierra a través de un cable de alimentación, y no debe manejarse nunca con la tierra de protección desconectada. Esto puede dar lugar a un zumbido de baja frecuencia indeseado si la tierra de señal del dispositivo bajo prueba se conecta a tierra a través de la red eléctrica en un lugar distinto y causa así un bucle de tierra. El remedio habitual consiste en aislar la tierra de señal respecto a la tierra de la red eléctrica y crear una conexión con la tierra de señal cerca de la clavija de la señal.

El ENOB permanentemente elevado de los converti-dores A/D de los osciloscopios R&S®RTO garantiza una representación fidedigna de los detalles de la señal y alto rango dinámico



Proceso de selección de sondas

Hay dos factores decisivos a la hora de elegir la sonda (de voltaje) adecuada: el ancho de banda necesario para cap-turar la forma de señal sin distorsión y la impedancia míni-ma deseada para reducir la carga del circuito. El ancho de banda de osciloscopio especificado es válido solo para una impedancia de entrada de 50 ohm y un rango de voltaje de entrada limitado. El ancho de banda del instrumento debe ser al menos cinco veces mayor que la máxima frecuencia del pulso que debe medirse, a fin de preservar los armóni-cos y, por lo tanto, la integridad de la forma de señal.

La impedancia de CC especificada es irrelevante para las mediciones de CA. Al aumentar la frecuencia, la imped-ancia decrece, y en el caso de las sondas pasivas, de manera muy drástica. Si se pretende mantener la imped-ancia de entrada a un nivel por lo menos 10 veces supe-rior al de la impedancia de la fuente con la frecuencia de señal más alta, la elección entre una sonda activa o una pasiva parece clara. Sin embargo, esto reduce el abanico de opciones a solo uno o dos modelos de sonda, los más capaces de satisfacer las exigencias de la configuración de medición. Las sondas activas son imprescindibles para aprovechar al máximo el ancho de banda de un oscilosco-pio en la región de microondas.Recuerde que la impedancia a baja frecuencia es más alta en una sonda pasiva 10X, y que las sondas pasivas, por lo general, no generan desviaciones de CC ni generan ruidos. Las sondas activas ofrecen una impedancia constante a frecuencias de cientos de kilohercios y máxima impedancia hasta varios cientos de megahercios. Las sondas de baja impedancia ofrecen impedancia constante hasta 1 GHz, y aunque la impedancia a una frecuencia puede ser opor-tuna, una impedancia más baja evita la distorsión de las señales con armónicos.

En resumen: las sondas activas son recomendables para señales con componentes de frecuencia por encima de 100 MHz, y una baja capacitancia de entrada da lugar a una mayor frecuencia de resonancia. Las conexiones a sondas activas deben ser lo más cortas posible para ob-tener un gran ancho de banda utilizable. Además, si el nivel base se muestra inestable, puede ser necesaria una sonda diferencial.Con las sondas pasivas, es importante utilizar el modelo recomendado para cada instrumento concreto, aunque la especificación de ancho de banda de la sonda pueda parecer mayor de lo necesario. Una baja capacitancia de entrada da lugar a una mayor frecuencia de resonancia. El hilo de tierra debe ser corto para minimizar la inductancia. Preste especial atención a la hora de medir tiempos de subida abruptos, ya que la frecuencia de resonancia puede ser mucho menor que el ancho de banda del sistema. La impedancia de la sonda debe ser unas diez veces superior a la del punto de ensayo del circuito, para evitar cargar el circuito excesivamente.

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Ancho de bandaEl ancho de banda máximo es la especificación en la que hacen más hincapié todos los fabricantes de oscilosco-pios digitales, y es lógico que sea así, ya que determina el rango de frecuencias que el osciloscopio es capaz de medir con precisión. Si el ancho de banda del instrumento es inadecuado para una determinada aplicación, el instru-mento pierde inmediatamente su utilidad para la medición precisa, ya que no hay suficiente contenido disponible para que pueda visualizar la señal. El ancho de banda de un os-ciloscopio se define como la frecuencia más baja a la que la señal se atenúa en 3 dB, es decir, en la que una onda senoidal se atenuaría hasta el 70,7 % de su amplitud real.Seleccionar el ancho de banda adecuado para una deter-minada aplicación no siempre es tarea fácil. Obviamente, la manera más sencilla de satisfacer este requisito es seleccionar un instrumento con el mayor ancho de banda posible. Sin embargo, el precio de un osciloscopio con un ancho de banda muy grande puede ser prohibitivo. Además, al aumentar el ancho de banda, se incrementa el nivel de ruido y se reduce notablemente el rango dinámico. Esto puede incrementar la incertidumbre de medición tanto como un ancho de banda inadecuado. En consecuencia, lo mejor es elegirun osciloscopio con el mínimo ancho de banda necesario para las aplicaciones y señales con las que el usuario tenga previsto trabajar.Los osciloscopios se usan principalmente para medir pul-sos digitales, y un pulso ideal con ancho de banda infinito es una onda cuadrada. El espectro de frecuencia de esta señal consiste en una señal a la frecuencia fundamental y armónicos impares. La amplitud de los armónicos sigue una función sin(x)/x en frecuencia, de modo que el tercer armónico es 13,5 dB inferior a la fundamental y el quinto armónico, 27 dB inferior a ella. El siguiente armónico, el séptimo, es de 54 dB y está por debajo del suelo de ruido de la mayoría de los osciloscopios. Un truco común para elegir el ancho de banda de un osciloscopio es la de-nominada "regla del quinto armónico", que se basa en el

espectro de la onda cuadrada. Sin embargo, en muchos casos esta regla conduce a elegir un ancho de banda de-masiado alto. El espectro descrito anteriormente se aplica a una onda cuadrada perfecta, pero todas las señales digitales tienen un tiempo de subida finito que modifica el espectro de la onda cuadrada y reduce la amplitud de los armónicos de orden superior. En muchos casos, el nivel del quinto armónico está muy por debajo del suelo de ruido del osciloscopio, y resulta preferible un menor ancho de banda. Esto suele suceder en el caso de las señales con un ancho de banda de 3 Gb/s o superior, como las señales de datos seriales, cuyo tiempo de subida relativo al inter-valo de bits es cercano al 30 %. En ese caso, un ancho de banda inferior a 5 veces la fundamental ya permite obtener mediciones precisas.El ancho de banda alcanzable también depende directa-mente de la sonda, que no es un dispositivo ideal, y, por lo tanto, tiene su propio ancho de banda, que debe tenerse en cuenta. El ancho de banda de la sonda debe ser siem-pre mayor que el del osciloscopio; se aconseja un valor 1,5 veces superior. Así, para un osciloscopio de 1 GHz, se necesita una sonda con un ancho de banda de 1,5 GHz para poder obtener el rendimiento previsto. Es importante que el ancho de banda de la sonda sea mayor para que las señales de prueba estén dentro de la región de respu-esta en frecuencia plana de la sonda. Para un osciloscopio "típico" con un ancho de banda de 1 GHz, esta región sería normalmente un tercio de la especificación máxima de ancho de banda de la sonda, o 300 MHz.Más concretamente, la mayoría de las señales de prueba son más complejas que una simple onda senoidal, e incluyen diversos componentes espectrales, como los armónicos. Para visualizar señales digitales, por ejemplo, el osciloscopio debe proporcionar un ancho de banda aproxi-madamente cinco veces mayor que la frecuencia de reloj. Para señales analógicas, la máxima frecuencia del disposi-tivo al que se conecta el osciloscopio determina el ancho de banda de osciloscopio necesario.

Especificaciones de rendimiento para osciloscopiosComo sucede con todos los equipos electrónicos de pruebas, los osciloscopios digitales tienen una serie de

especificaciones clave. Algunas son sencillas, pero otras se especifican de diferentes maneras dependiendo del

fabricante, o pueden dar pie a confusión por otros motivos. En consecuencia, las definiciones que siguen están

formuladas de modo más bien genérico.



Número efectivo de bits (ENOB)El número efectivo de bits (ENOB) es una especificación ambigua, ya que puede referirse tanto a los bits de la reso-lución máxima del ADC como al número total efectivo de bits que el ADC puede alcanzar cuando forma parte de un instrumento completo. El primer valor es necesariamente mayor que el segundo, y ninguna de las dos especificacio-nes aparece nunca en la hoja de datos de un osciloscopio. Sin embargo, el ENOB es un acrónimo que vale la pena conocer. El ENOB depende de varios factores, ya que varía con la frecuencia, el ruido de terminal, la distorsión armónica y la distorsión por intercalado, entre otros facto-res. Los fabricantes de osciloscopios alardean de la prox-imidad del ENOB de sus instrumentos al valor "bruto" (que en el caso de la serie R&S®RTO es de 7 de un máximo de 8 bits), ya que no se trata de un hito fácil de conseguir. (Ver "Las ventajas de un ADC no intercalado", p. 15)

CanalesHace algún tiempo, la mayoría de los osciloscopios digi-tales tenían 2 o 4 canales, pero hoy en día pueden llegar a tener 20, debido a la necesidad de medir señales analógi-cas y señales digitales complejas. A la hora de adquirir un osciloscopio, es fundamental calcular correctamente el número de canales que se necesitarán, ya que la alterna-tiva es construir hardware externo de disparo. Cuando se usa en aplicaciones de depuración integradas, un osci-loscopio de señal mixta, por ejemplo, intercala 16 canales de temporización lógica con los 2 o 4 canales tradicionales del instrumento.

Velocidad de muestreoLa velocidad de muestreo de un osciloscopio es el número de muestras que puede adquirir durante 1 s, y debe ser al menos 2,5 veces mayor que el ancho de banda del osci-loscopio. Los osciloscopios digitales más modernos, que ofrecen velocidades de muestreo extremadamente altas y anchos de banda superiores a 6 GHz, resultan idóneos para capturar eventos transitorios de alta velocidad de disparo único. Lo logran gracias al sobremuestreo a veloci-dades que pueden multiplicar por cinco el ancho de banda nominal. Aunque los fabricantes de osciloscopios especifi-can la máxima velocidad de muestreo de sus instrumentos, con frecuencia esta solo puede alcanzarse cuando se limitan a usar uno o dos canales. Si se usan más cana-les al mismo tiempo, es muy posible que la velocidad de muestreo decrezca. Por lo tanto, el dato determinante es cuántos canales pueden usarse al mismo tiempo que se

alcanza la máxima velocidad de muestreo del instrumento. Como sucede en cualquier sistema en el que se convierten señales analógicas a digitales, cuanto mayor sea la velo-cidad de muestreo, mayor será la resolución, y en el caso de un osciloscopio digital, mejor será el resultado que se visualice.

Profundidad de memoriaEsta especificación es importante porque, a medida que la velocidad de muestreo se incrementa, crece también el vol-umen de memoria necesario para almacenar las señales capturadas. Cuanto mayor sea la memoria del instrumento, más formas de señal podrá capturar a su máxima veloci-dad de muestreo. En términos generales, los periodos de captura prolongados requieren una importante profundidad de memoria, pero los osciloscopios pueden sufrir una caída significativa de la velocidad de actualización cuando se selecciona el ajuste de memoria más profundo.Durante la adquisición de señal, los osciloscopios conven-cionales guardan, procesan y visualizan datos continu-amente. Mientras todo esto ocurre, el instrumento está básicamente "ciego" respecto a las características de la señal que está midiendo. A las velocidades de muestreo más altas, el tiempo ciego puede llegar a ser superior al 99,5 % del total del tiempo de adquisición, de modo que solo se están realizando mediciones durante menos del 0,5 % del tiempo, y por lo tanto se ocultan defectos de la señal. Quizá el ejemplo más obvio de la necesidad de con-tar con suficiente memoria de captura de señal es cuando un evento se produce de manera aleatoria o muy infre-cuente. Si no hay suficiente memoria, la probabilidad de que el evento pase desapercibido aumenta drásticamente. Además de una memoria de alta velocidad, los oscilosco-pios como los de la serie R&S®RTO utilizan un ASIC que ejecuta varios procesos en paralelo, lo que reduce radical-mente el tiempo ciego y permite alcanzar una velocidad de análisis cercana a 1 millón de formas de señal por segun-do, 20 veces mayor que la de otros instrumentos.

Tipos de disparoPor suerte para los interesados en adquirir un oscilosco-pio, la mayoría de los modelos ofrecen una gran variedad de posibilidades de disparo tradicionales, así como algu-nas otras reservadas para aplicacionescomunes. Esto es importante debido a la gran cantidad de tipos de disparo posibles, que no siempre son adecuados para algunas apli-caciones. Prácticamente todos los osciloscopios digitales incluyen disparo por flanco, glitch y patrón. Los oscilosco-pios de señal mixta permiten disparar tanto en canales

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lógicos como en canales de osciloscopio. Los ingenieros que trabajan con buses de interfaz serial comunes necesi-tan protocolos de disparo para SPI, UART/RS-232, CAN/LIN, USB, I2C, FlexRay y otros, por lo que los requisitos potenciales de disparo forman parte del proceso de espe-cificación de un osciloscopio.

Tiempo de subidaActualmente, la gran mayoría de las aplicaciones exigen una medición del tiempo de subida, especialmente cuando se trata de medir señales digitales que requieren medi-ciones de tiempo de subida muy rápidas, por lo que este parámetro resulta más importante que nunca. De hecho, el tiempo de subida de un osciloscopio determina el rango de frecuencias útiles real que puede alcanzar. Un osciloscopio con un tiempo de subida más rápido puede representar de manera más precisa los detalles de las transiciones de alta velocidad. Al aplicarlo a una sonda, su respuesta a una fun-ción escalonada indica el periodo más rápido que la sonda es capaz de transmitir a la entrada del osciloscopio. La regla general aplicable a esta especificación es que, para obtener mediciones precisas de subida y bajada de pulso, la velocidad del tiempo de subida del sistema completo, es decir, el osciloscopio y la sonda, debe ser entre tres y cinco veces mayor que la de la transición más rápida que se

prevea encontrar.

Respuesta en frecuenciaLa respuesta en frecuencia es una más de las numero-sas características que determinan el rendimiento de un osciloscopio digital, pero contribuye a dicho rendimiento de modo sustantivo, a pesar de que nunca se mencione en las hojas de datos de los fabricantes de estos instrumen-tos. Se la suele pasar por alto sobre todo porque cuando los osciloscopios y las señales eran analógicos, se asumía que la respuesta en frecuencia sería siempre gaussiana. Sin embargo, un osciloscopio digital puede tener curvas de respuesta máximamente plana, de Chebyshev, de But-terworth, gaussiana u otras, y cada tipo afecta de diferente manera a la sobreelongación y a la sobreoscilación que generan errores en la amplitud y el tiempo de subida, por lo que es importante entender esta "misteriosa" especifi-cación. Por ejemplo, todas las señales son una suma de ondas senoidales a diferentes frecuencias y fases que aparecen en el dominio de frecuencia en forma de líneas espectrales, cada una de ellas ponderada independiente-mente por la respuesta en frecuencia del osciloscopio. Por supuesto, sería útil conocer el modo en que la respuesta en frecuencia pondera cada uno de estos componentes de la señal, pero el usuario solo puede hacer conjeturas al re-specto, ya que las hojas de datos solo hablan de un ancho de banda de 3 dB y un determinado tiempo de subida.Cada fabricante tiene su propia teoría acerca de lo que sería una respuesta en frecuencia "ideal". Algunos creen que una respuesta en frecuencia máximamente plana ofrece los mejores resultados, ya que este tipo de respu-esta no se desvía hasta llegar a la frecuencia de corte del instrumento, tras lo cual cae de manera repentina. También permite ampliar el rango de frecuencias del instrumento, lo que produce una característica de atenuación muy precisa. Sin embargo, para conseguir esto, la respuesta en frecuen-cia máximamente plana requiere algunos sacrificios. Por ejemplo, existen inconvenientes en cuanto a la frecuencia de transición, ya que es imposible que la frecuencia sea perfectamente plana y que se produzca una transición sin complicaciones en la respuesta a altas frecuencias. Las re-spuestas de Butterworth, Chebyshev, así como otros tipos de respuestas, generan alguna irregularidad en el paso de banda, incluso con los actuales filtros digitales de última generación.Rohde & Schwarz cree que la respuesta gaussiana tradicional representa el mejor equilibrio entre especificaciones opues-tas y ofrece la mejor precisión global y el menor grado de sobreoscilación y sobreelongación. Tiene la cualidad única de poder implementarse tanto en el dominio de frecuencia como en el de tiempo, sin sobreoscilaciones en ninguno de

Figura 10: La curva de respuesta en frecuencia gaussiana del R&S®RTO1024 (azul) y la de un osciloscopio con respuesta máximamente plana (verde), superpuestas sobre una respuesta gaussiana ideal (violeta), muestran hasta qué punto la primera se aproxima a un comportamiento ideal.



los dos. Al comparar la respuesta en frecuencia del R&S®RTO de 2 GHz con la respuesta máximamente plana de un osci-loscopio de 4 GHz (fig. 10), se aprecia que la respuesta del R&S®RTO presenta una forma gaussiana casi "de manual". En la figura 11, al comparar la respuesta escalonada de ambos osciloscopios, se aprecia que la sobreelongación del R&S®RTO es del 1 %, mientras que el osciloscopio de respuesta máximamente plana presenta una sobreelongación del 8 %. La adopción de la respuesta gaussiana implica el in-conveniente de un ancho de banda de 3 dB más estrecho, ya que la respuesta se atenúa de manera gradual. Sin embargo, obtiene la máxima precisión (especialmente en los flancos de señal), elimina la sobreoscilación y presenta una sobreelon-gación de solo un 1 %, muy inferior a la media del sector, que alcanza entre el 5 y el 10 % o incluso más. La reducción de la sobreoscilación (la máxima excursión de amplitud, expresada en porcentaje de la amplitud final) es sumamente importante, ya que de otro modo se oscurecerían las características del dispositivo examinado y sería imposible realizar mediciones precisas de amplitud.

Precisión de ganancia (vertical) y base de tiempos (horizontal)La precisión de ganancia del osciloscopio determina la exactitud con la que su sistema vertical puede variar la amplitud de la señal de entrada, y la precisión horizontal define la capacidad de su sistema horizontal para visualizar la temporización de la señal.

Resolución vertical del ADCLa resolución vertical mide la precisión con la que el ADC convierte voltajes analógicos a bits digitales. Un ADC de 8 bits convierte una señal a 256 niveles de voltaje discretos, que se distribuyen dentro de la configuración seleccionada de voltios por división. Con 1 mV/división, el bit menos significativo es 39 uV. Esto no es lo mismo que el número efectivo de bits, ya que no tiene en cuenta las características no ideales presen-tes en el ADC y en el terminal del osciloscopio.

Sensibilidad verticalLa capacidad del amplificador vertical para amplificar la fuerza de la señal se denomina sensibilidad vertical, y suele estar próxima a 1 mV por división vertical de la pan-talla. No todos los osciloscopios alcanzan una sensibilidad de 1 mV por división, y muchos compensan este déficit mediante software, lo cual reduce el número efectivo de bits del osciloscopio. Para solventar este problema también se limita a veces el ancho de banda, especialmente en las configuraciones de bajo voltaje por división.

Pantalla e interfaz de usuarioMientras que las especificaciones individuales definen el ren-dimiento del osciloscopio, la pantalla y la interfaz de usuario definen la facilidad de uso y la calidad en la presentación de sus resultados. La mayoría de los fabricantes utilizan pantal-las muy similares, que hoy en día suelen ser de tipo TFT LCD, a veces con retroiluminación LED. Sin embargo, en el caso de la interfaz existe una gran disparidad entre fabrican-tes, y se redefinen con cada nueva generación de oscilosco-pios. La facilidad con la que se puede realizar mediciones, así como la velocidad y precisión con la que se interpretan, son valores subjetivos, por lo que es recomendable evaluar todos los candidatos de la manera más exhaustiva posible.

Capacidades de comunicaciónHoy en día, los osciloscopios digitales ofrecen una amplia variedad de interfaces de comunicación, desde los tradi-cionales GPIB y RS-232 hasta Ethernet y USB. Si antes se utilizaba una unidad CD-RW para mover los datos de un lugar a otro, actualmente una simple unidad flash USB simplifica esta tarea, y para las transferencias más remotas se utiliza la conexión a internet. También permite descargar actualizaciones de firmware, opciones y otros elementos. Ethernet permite controlar el instrumento y transferir datos con una conexión a internet, al tiempo que facilita la inte-gración del osciloscopio en un sistema ATE más extenso.

Figura 11: Las respuestas escalonadas de ambos osciloscopios muestran que el R&S®RTO1024 presenta una sobreelongación de aprox. el 1 %, mientras que su equivalente de respuesta máximamente plana muestra una sobreelongación del 8 %.

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Mediciones de voltajeEn realidad, la medición básica de voltaje solo es el paso fundamental que abre la puerta a otros muchos cálculos. Por ejemplo, la medición de voltaje de pico a pico se usa para calcular la diferencia de voltaje entre los puntos bajo y alto de la forma de señal, y también pueden realizarse mediciones de valor eficaz de voltaje, que luego se utilizan para determinar el nivel de potencia.

Mediciones de desplazamiento de faseUn osciloscopio proporciona una manera fácil de medir el desplazamiento de fase con una función denominada "modo XY". Se realiza utilizando una señal de entrada en el sistema vertical y otra en el sistema horizontal. El resul-tado es una curva de Lissajous que muestra las frecuen-cias relativas de voltajes alternos, y cuya forma permite determinar la diferencia de fase y la relación de frecuencia entre dos señales.

Mediciones de tiempoEl osciloscopio puede usarse para mediciones de tiempo por medio de la escala horizontal, lo cual resulta útil para evaluar las características de los pulsos. La frecuencia es el inverso multiplicativo del periodo, de modo que, si se conoce el periodo, basta dividir 1 por él para obtener la fre-cuencia. Para mejorar la claridad con que puede mostrarse la información, puede aumentarse la porción deseada de la señal.

Mediciones de anchura de pulso y tiempo de subidaLa evaluación de la anchura y el tiempo de subida de los pulsos es importante para muchas aplicaciones, ya que sus características cruciales pueden corromperse, lo cual, a su vez, puede provocar la degradación o la falla total de un circuito digital. El ancho de pulso se define como el tiempo necesario para que la forma de señal suba desde el 50 % de su voltaje de pico a pico hasta su voltaje máximo y baje de nuevo hasta el nivel inicial. La medición del ancho de pulso negativo determina el tiempo necesario para que la forma de señal decline desde el 50 % de su valor de pico a pico a un punto mínimo. Otro parámetro relacionado con las señales pulsadas es su tiempo de subida, que se define como el tiempo necesario para que el pulso pase del 10 % al 90 % de su voltaje total. Este estándar del sector permite eliminar las variaciones en los bordes de transición de los pulsos.

Decodificación de buses serialesLa decodificación de protocolos seriales, como I2C, SPI, UART / RS-232, CAN, LIN, FlexRay, etc., es otro grupo de mediciones comunes que suelen realizarse con oscilosco-pios. Estas capacidades de medición suelen formar parte de una o varias opciones de software de osciloscopio que pueden agregarse a voluntad.

Mediciones típicas con osciloscopio Tanto en modalidad analógica como digital, el osciloscopio es un equipo de pruebas de gran versatilidad. Aunque

su misión básica consiste en medir y visualizar voltajes, tiene unas posibilidades mucho más amplias. Además

de las mediciones descritas a continuación, existen muchas otras para aplicaciones específicas, y es fácil encon-

trar en la web notas de aplicación y otros documentos que las describen. Abarcan desde la automatización de

las mediciones aquí descritas hasta la detección y análisis de señales de sistemas comerciales y de defensa, así

como una amplia variedad de otras aplicaciones.



Análisis de frecuencia, estadística y funcio-nes matemáticasAdemás de las funciones estadísticas como el histograma, la media y el promedio, el usuario puede aplicar funcio-nes matemáticas a las señales medidas. Esto simplifica el análisis de la forma de señal, ya que permite al usu-ario mostrar los resultados de una manera comprensible. Combinando y transformando formas de señal originales y otros datos en formas de señal matemáticas, los usuarios pueden obtener la visualización de datos necesaria para una aplicación.La mayoría de los osciloscopios tienen funciones matemáticas que permiten sumar, restar, multiplicar o dividir señales de diferentes canales. Otras funciones matemáticas básicas son la transformada de Fourier, que permite visualizar en la pantalla la composición de frecuen-cia de la señal, y el cálculo del valor absoluto muestra el valor de voltaje de la forma de señal. Las operaciones matemáticas, las pruebas de máscara, los histogramas, la visualización espectral y las mediciones automáticas consumen recursos de computación que, si se

implementan mediante software, aumentan el tiempo ciego y ralentizan la respuesta del instrumento. Rohde & Schwarz ha aprovechado su experiencia en hardware de análisis de espectro para implementar estas funciones mediante hardware, lo cual, combinado con terminales de bajo ruido y el elevado número de bits efectivos del convertidor A/D, ofrece un potente análisis de espectro basado en TRF. La función TRF es rápida, y la elevada velocidad de adquisición permite visualizar el espectro en tiempo real. Gracias a ello se pueden ver claramente los cambios rápidos de señal, las interferencias y las señales débiles superpuestas.En los instrumentos de la serie R&S®RTO se han imple-mentado también funciones de prueba de máscara a fin de preservar las altas velocidades de adquisición al tiempo que se captura un número de formas de señal suficiente para obtener datos estadísticamente relevantes. Dado que las formas de señal almacenadas están disponibles para el análisis, pueden detectarse los defectos de señal e iden-tificar sus causas de manera rápida y con un alto nivel de confiabilidad.

Un osciloscopio es un instrumento muy versátil que se usa en una amplia variedad de entornos de ingeniería. De modo general, puede afirmarse que, cuanto más eficaz-mente se implementen los sistemas horizontal y vertical, mayor será la fidelidad de la señal. Además, la flexibilidad de disparo permite al usuario configurar el osciloscopio para la captura de señales que aparecen de manera aleatoria e infrecuente. Una buena sonda o conjunto de sondas es esencial para transferir la señal examinada al sistema de medición. Como ya hemos comentado, existen

numerosas aplicaciones para osciloscopios digitales, y sus fabricantes publican sin falta notas de aplicación y otros documentos que las describen. También existe mucha más información que en algunos casos puede ser útil para los distintos temas que se abordan en este documento. Gracias a ello, una vez adquirido un osciloscopio, uno de los primeros pasos debe ser obtener toda la información posible acerca de las aplicaciones específicas que el usu-ario prevé encontrar.

Resumen

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AModo de adquisición: El modo en que se crean puntos de una forma de señal a partir de puntos de mues-tra. Los modos estándar son el de muestreo, el de adquisición de valor de pico, el de adquisición con alta resolución, el de adquisición de valor promedio y el de adquisición de envol-vente.Convertidor de señal analógica a digital (ADC): El dispositivo y el osci-loscopio que convierte señales de en-trada analógicas a bits digitales, cuya efectividad determina el rendimiento que el osciloscopio puede alcanzar.Señal analógica: Una señal eléctrica continua que cambia de amplitud o frecuencia en respuesta a los cambios de voltaje. Promediado: Una técnica basada en el procesamiento de señales digitales en un osciloscopio que puede reducir el ruido en la señal y en la pantalla.

BAncho de banda: El rango de fre-cuencias del osciloscopio restringido por el punto en el cual su respuesta se reduce en 3 dB (de ahí el ancho de banda de 3 dB).

CCarga de circuito: La consecuencia de la interacción de la sonda con el dispositivo o el circuito examinado, cuyo grado determina la transparencia de la sonda tanto para el instrumento como para el circuito.

DSeñal digital: Una señal cuya in-formación es una cadena de bits, a diferencia de una señal analógica, que es un rango continuo de voltajes.Osciloscopio digital : Un oscilosco-pio que convierte una señal de en-trada analógica en su representación digital usando un ADC.Osciloscopio digital de muestreo: Un osciloscopio capaz de analizar señales con frecuencias superiores a la velocidad de muestreo del instru-mento. División: Líneas verticales y horizon-tales que aparecen en la pantalla del osciloscopio.

ENúmero efectivo de bits (ENOB): El número real de bits en un ADC u osciloscopio digital, uno de los deter-minantes de la resolución tras con-vertir una señal analógica al dominio digital. En un ADC suele ser inferior al número de bits nominal del disposi-tivo.Envolvente: Los puntos máximo y mínimo de una señal después de que esta haya sido capturada a lo largo de un gran número de repeticiones de forma de señal.

FRespuesta en frecuencia: Una trama que muestra el grado de precisión con el que el osciloscopio representa la amplitud de la señal de entrada dentro de un determinado rango de frecuen-

cias. La respuesta ideal es absolu-tamente plana, pero en la práctica resulta casi imposible de obtener.

GPrecisión de ganancia: La capacidad del sistema vertical del osciloscopio para atenuar o amplificar la señal.Glitch: Un evento breve, normal-mente transitorio, que se corrige por sí mismo, lo que hace extremadamente difícil eliminar la causa que lo provoca.Gratícula: Las líneas verticales y hori-zontales que aparecen en la pantalla del osciloscopio.

HBarrido horizontal: El proceso ejecutado por el sistema horizontal del instrumento, que crea la forma de señal visualizable.

MOsciloscopio de señal mixta: Un os-ciloscopio digital provisto de dos o cu-atro canales analógicos y 16 canales digitales, que funciona habitualmente en combinación con un analizador lógico.

PAdquisición de valor de pico: Un modo de adquisición de osciloscopio digital que permite visualizar señales críticas y difíciles de detectar.Predisparo: La capacidad de un osci-loscopio digital para captar las carac-terísticas de la señal antes y después de la activación de un disparo.

Glosario



Sonda: Dispositivo de entrada al osciloscopio que se conecta con el aparato o circuito examinado.

RMuestreo en tiempo real: Un modo de muestreo de osciloscopio que permite capturar un gran número de muestras a partir de la acción de un solo disparo.Tiempo de subida: El tiempo, entre el 10 % y el 90 %, necesario para que el flanco ascendente de un pulso au-mente desde su valor mínimo hasta su valor máximo.

SMuestreo: El proceso de adquisición de muestras discretas de una señal de entrada que a continuación se con-vierten a formato digital y posterior-mente son almacenadas y procesadas por el osciloscopio. Punto de muestra: Los datos ad-quiridos por un ADC que se utilizan para calcular puntos de una forma de señal.Velocidad de muestreo: La fre-cuencia con la que un osciloscopio digital muestrea la señal, medida en muestras por segundo.Disparo único: Un evento transitorio captado por el osciloscopio que se produce una sola vez durante el flujo de la señal.

Pendiente: La proporción entre la distancia vertical y la horizontal en la pantalla, que es positiva cuando aumenta desde la parte izquierda hacia la parte derecha de la pantalla y negativa cuando decrece.

TBase de tiempos: Circuitos del instru-mento que controlan los tiempos de barrido.Transitorio: También denominado evento de disparo único, es una señal que se produce una sola vez durante la captura de señales.Disparo: El subsistema del osci-loscopio que determina cuándo se visualizará la primera instancia de una señal.Inhibición de disparo: El intervalo mínimo entre disparos, definido por el usuario, que se usa cuando se desea que el disparo se produzca al inicio de una señal y no en un punto arbitrario de la forma de señal.Nivel de disparo: El nivel de voltaje que la señal de entrada debe alcanzar antes de que se produzca un disparo.

VResolución vertical: La precisión con la que un ADC y un osciloscopio pueden convertir una señal de entrada analógica al dominio digital.Sensibilidad vertical: La proporción en la que el amplificador vertical pu-ede amplificar una señal.

WPunto de forma de señal: El voltaje de la señal en un punto del tiempo cal-culado mediante puntos de muestra.

Acerca de Rohde & Schwarz

Rohde & Schwarz es un grupo de empresas independiente especializado en electrónica. Es líder en el suministro de soluciones en las áreas de prueba y medición, broadcast-ing, radiomonitoreo y radiolocalización, así como comuni-caciones seguras. Fundada hace más de 75 años, Rohde & Schwarz está presente en todo el mundo con una red de servicio exclu-siva en más de 70 países. La sede central de la empresa se encuentra en Múnich (Alemania).

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