Osciloscopios son una herramienta increíblemente útil del mundo de la electrónica después de un Multímetro. Sin un alcance, es bastante difícil saber qué está pasando en un circuito. Pero este tipo de equipo de prueba tiene su propia limitación. Para superar esta limitación, hay que entender completamente los eslabones más débiles del sistema y compensarlos de la mejor manera posible.
La característica importante del osciloscopio es el ancho de banda. La rapidez con la que el número de muestras analógicas por segundo que puede leer es el factor clave para un osciloscopio. Entendamos primero, ¿qué es el ancho de banda? La mayoría de nosotros creemos que la máxima frecuencia permitida por un osciloscopio es el ancho de banda. En realidad, el ancho de banda de un osciloscopio es la frecuencia a la que una señal de entrada sinusoidal es atenuada por 3dB, que es el 29,3% inferior de la amplitud verdadera de las señales.
Significa que en el punto de máxima frecuencia nominal, la amplitud mostrada por el instrumento es el 70,7% de la amplitud real de la señal. Supongamos que a la máxima frecuencia, la amplitud real es de 5V pero se mostrará en la pantalla como ~3.5V.
Un osciloscopio con la especificación de un ancho de banda de 1 GHz o inferior que muestra una respuesta gaussiana o una respuesta de frecuencia de paso bajo que es un tercio de la frecuencia de -3 dB al principio y que se desplaza lentamente a frecuencias más altas.
Los osciloscopios con especificación superior a 1 GHz muestran una respuesta máxima plana con una caída más aguda cerca de la frecuencia de -3dB. La frecuencia más baja del osciloscopio en la que la señal de entrada se atenúa en 3 dB se considera como el ancho de banda del osciloscopio. El osciloscopio con una respuesta máximamente plana puede atenuar las señales en la banda que son menos comparables a las del osciloscopio con la respuesta gaussiana y hacer mediciones más precisas de las señales en la banda.
Por otro lado, el telescopio con respuesta gaussiana atenuó las señales fuera de banda que son menos comparables al telescopio con la respuesta máxima plana. Significa que tal alcance tiene un tiempo de subida más rápido en comparación con otros alcances con la misma especificación de ancho de banda. La especificación del tiempo de subida de un telescopio está estrechamente relacionada con su ancho de banda.
Un osciloscopio de tipo de respuesta Gaussiana tendrá un tiempo de subida de 0,35/f BW aproximadamente basado en un criterio del 10% al 90%. Un osciloscopio del tipo de respuesta máxima plana tiene un tiempo de aumento de 0,4/f BW aproximadamente basado en la nitidez de la característica de la caída de la frecuencia.
Debe entender que el tiempo de subida es la velocidad de borde más rápida que podría producir el telescopio si la señal de entrada tiene un tiempo de subida teóricamente infinito. Pero medir el valor teórico es imposible, por lo que es necesario calcular el valor práctico.
Precaución necesaria para las mediciones precisas en el osciloscopio
- Lo más importante que los usuarios deben saber es la limitación del ancho de banda del alcance. El ancho de banda del osciloscopio debe ser lo suficientemente amplio como para acomodar las frecuencias dentro de la señal y mostrar la forma de onda adecuadamente.
- La sonda utilizada con el telescopio desempeñó un papel importante en el rendimiento del equipo. El ancho de banda del osciloscopio, así como la sonda, deben estar en la combinación adecuada. El uso de una sonda de osciloscopio inadecuada puede arruinar el rendimiento de todo el equipo de prueba.
- Para medir con precisión tanto la frecuencia como la amplitud, el ancho de banda tanto del telescopio como de la sonda conectada a él están muy por encima de la señal que se quiere capturar con precisión. Por ejemplo, si la precisión requerida de la amplitud es de ~1%, entonces el factor de berate del telescopio por 0.1x, eso significa que el telescopio de 100MHz puede capturar 10MHz con un error del 1% en la amplitud.
- Hay que tener en cuenta la correcta activación del osciloscopio para que la visión resultante de la forma de onda sea mucho más clara.
- Los usuarios deben estar atentos a los clips de tierra mientras toman mediciones de alta velocidad. El cable del clip produce inductancia y sonando en el circuito que afecta a las mediciones.
- El resumen de todo el artículo es que para el alcance analógico, el ancho de banda del alcance es por lo menos, tres veces mayor que la frecuencia analógica más alta del sistema. En el caso de la aplicación digital, el ancho de banda del osciloscopio es al menos cinco veces mayor que la velocidad de reloj más rápida del sistema.
