Como ya vimos en nuestro anterior artículo acerca de los osciloscopios, estos hacen referencia a uno de los instrumentos de medida más útiles y prácticos para determinar la frecuencia y amplitud de voltaje en la actividad eléctrica de diferentes sectores.
En esta ocasión nos vamos a centrar en los osciloscopios digitales; una herramienta de medición con un gran potencial de aplicaciones y usos gracias a la gran multitud de funcionalidades que lleva incorporadas.
De manera general, un osciloscopio digital mide y muestra señales de tensión en una gráfica, teniendo en cuenta las variables de tiempo/tensión, siendo el eje vertical (Y) la tensión, y el eje horizontal (X) el tiempo.
Entre las ventajas de contar con un osciloscopio digital como instrumento de medida está el poder obtener una gran información de calidad acerca de la señal eléctrica, como por ejemplo:
- Encontrar anomalías en la señal.
- Calcular la frecuencia de una señal oscilante.
- Identificar si existe algún componente que esté distorsionando la señal.
- Identificar qué cantidad de señal es ruido.
Existen dos tipos de osciloscopios; los osciloscopios analógicos y los osciloscopios digitales.
Actualmente, los osciloscopios analógicos están siendo desplazados por los segundos debido, entre otras cosas, a la facilidad de poder transferir las medidas obtenidas a cualquier otro dispositivo electrónico.
Además, entre las ventajas de los osciloscopios digitales también se diferencia su funcionamiento con batería y el empleo de entradas flotantes aisladas eléctricamente.
Funciones y características del osciloscopio digital
Los osciloscopios digitales comprueban y muestran las señales de tensión como formas de onda y representaciones visuales de la variación de tensión en función del tiempo.
En este sentido y de manera general, entre las funciones de un osciloscopio se encuentra el muestreo y el control de los disparos.
- Muestreo: Hace referencia al proceso de convertir una parte de la señal en un número de valores eléctricos con el fin de registrarlos, almacenar la información, procesarla y visualizarla.
En este proceso, el osciloscopio digital es capaz de hacer una representación, a través de líneas y puntos, en la pantalla, pudiendo conectarlos entre sí mediante la interpolación; un proceso que permite unir e interpretar los puntos como una forma de onda si estos se han registrado previamente muy espaciados entre sí.
- Control de disparos: Los controles de disparo permiten estabilizar y mostrar una forma de onda repetitiva. De esta manera, el nivel de disparo y los controles de pendiente proporcionan una definición básica del punto de disparo.
El control de pendiente determina si el punto de disparo se encuentra en el flanco ascendente o descendente de la señal. El control de nivel, en cambio, determina en qué lugar del flanco se produce el punto de disparo.
En definitiva, el funcionamiento del osciloscopio consiste en comprobar y mostrar las señales de tensión como formas de onda, obteniendo como resultado una representación visual de la variación de tensión en función del tiempo.
En el caso concreto de los osciloscopios digitales, la señal es previamente digitalizada por un conversor analógico digital.
En cuanto a sus características, estas son muy parecidas a las que presentan los osciloscopios analógicos.
Sin embargo, los primeros muestran posibilidades adicionales, como pueden ser el disparo anticipado para la visualización de eventos de corta duración, o la posibilidad de memorizar el oscilograma si se transfieren los datos a otro dispositivo electrónico.
Entre las características de los osciloscopios digitales podemos diferenciar:
- Amplia velocidad de muestreo: Esta medida determina, además, el máximo de ancho de banda que puede medir el instrumento.
- Capacidad de medida automática de valores de pico, máximos y mínimos de señal.
- Obtención de la medida de flancos de señal y otros intervalos.
- Posibilidad de captura de transitorios.
- Desarrollo de cálculos avanzados, como la FFT para medir el espectro de la señal y las señales de tensión.
Tipos de osciloscopios digitales
Dentro de los osciloscopios digitales, podemos encontrar diferentes tipos.
Entre sus diferencias destaca el funcionamiento del osciloscopio, variando en el registro de las señales según el ancho de banda, la frecuencia de muestreo y sus capacidades tanto en el número de canales, los tipos de señales y las medidas integradas.
Osciloscopios de fósforo digital
Los osciloscopios de fósforo digital permiten un registro y un análisis de las señales a una velocidad mayor que los osciloscopios de almacenamiento digital estándar.
Los DPO, osciloscopios de fósforo digital, ofrecen capacidades únicas de adquisición y visualización de registro para reconstruir con precisión una señal, al emplear una solución ADC de procesamiento paralelo que le permite ofrecer velocidades de muestreo más altas.
Los osciloscopios de fósforo digital combinan las características de los osciloscopios de almacenamiento digital y la tecnología de los osciloscopios analógicos, obteniendo como resultado un instrumento de medición excelente para el propósito general, la temporización digital, el análisis avanzado, las pruebas de comunicación y la resolución de problemas.
Osciloscopios de muestreo
Los osciloscopios de muestreo se caracterizan por presentar una técnica de entrada de registro que intercambia un ancho de banda más alto por un rango dinámico más bajo, permitiendo el registro de señales de voltaje reducido.
Los osciloscopios de muestreo digital solo funcionan con señales repetitivas y pueden capturar señales que son un orden de magnitud más rápido que otros tipos de osciloscopio con anchos de banda superiores a 80 GHz.
Osciloscopios de señal mixta
Los osciloscopios de señal mixta destacan por ser la combinación perfecta entre un osciloscopio digital y un analizador lógico de diferente número de canales, incluida decodificación y activación del protocolo de bus paralelo-serie.
Osciloscopios portátiles
Los osciloscopios portátiles están diseñados para aplicaciones de prueba y de campo en las que los osciloscopios digitales más voluminosos son difíciles de manejar o no cuentan con tomas de corriente disponible.
Generalmente, los osciloscopios portátiles presentan dos entradas y ofrecen frecuencias de muestreo y un ancho de banda un poco más limitados que el resto de modelos de osciloscopios.
Diferencias entre los osciloscopios y los multímetros
En algunas aplicaciones surgen dudas acerca de qué instrumento de medida es mejor utilizar.
Los multímetros son los instrumentos de medida adecuados para realizar comprobaciones de alta precisión de tensión, corriente, resistencia y otros parámetros eléctricos caracterizados por ser tareas de mantenimiento y pruebas de electrónica general.
Los osciloscopios, en cambio, son los instrumentos adecuados para tomar medidas cuantitativas y cualitativas en aplicaciones y procesos de control de máquinas u otros sistemas complejos, como por ejemplo:
- Aplicaciones electrónicas industriales como automatización y control de procesos.
- Aplicaciones en máquinas industriales para medidas electrónicas de potencia trifásica o sistemas de control de tres ejes para comparar y contrastar señales múltiples.
- Aplicaciones en redes industriales.
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