Aspectos básicos sobre los osciloscopios portátiles - Parte 5, captura de eventos intermitentes y aleatorios con un osciloscopio portátil

07-10-2013 | Osciloscopios

La última sección de esta serie de cinco artículos sobre el uso de osciloscopios portátiles abarca la "captura" de formas de onda que no se repiten y no son predecibles.

Puede ver la parte 4 de este conjunto de artículos, Captura y análisis de formas de onda con un osciloscopio portátil. También puede ver el seminario web completo con audio y animaciones en el Centro de formación de Fluke.

Ahora que ya hemos estudiado los aspectos básicos sobre la captura y el análisis de las formas de onda,surge la siguiente pregunta: ¿Cómo capturo eventos aleatorios "únicos e irrepetibles"?

Un buen comienzo es simplemente conocer el osciloscopio de almacenamiento digital. Los osciloscopios modernos incluyen muchas características y funciones que pueden facilitar esta tarea. En esta parte, estudiaremos las funciones principales de los osciloscopios de la serie 190 de Fluke.

Modo de repetición

Los osciloscopios 196C, 199C, 215C y 225C de Fluke cuentan con un exclusivo modo de repetición de 100 pantallas. Estos osciloscopios registran de manera automática y continua las últimas 100 pantallas que haya visualizado, de modo que pueda detenerse y revisar lo que ha ocurrido, como lo haría con una grabadora de video digital.

El modo de repetición le permite reproducir de nuevo las últimas 100 pantallas, como si fuera una grabadora de video digital

Si se produce una anomalía "única e irrepetible", puede detener el osciloscopio para retroceder y revisar las pantallas capturadas. Entonces, el evento capturado se puede analizar para determinar si es la causa principal de un problema. Por ejemplo, si se ha producido un transitorio, se puede medir la tensión máxima. La cuantificación de un evento como este puede marcar la diferencia entre suponer y saber que existe un problema.

Captura de disparo único

La captura de disparo único es una herramienta excelente para capturar eventos únicos e irrepetibles.

Para usar el disparo único, arme su osciloscopio para que se mantenga a la espera y solo capture una pantalla cuando se cumplan las condiciones de disparo que usted defina. Cuando compruebe el osciloscopio más tarde, cualquier evento que haya activado el osciloscopio se habrá capturado y congelado en la pantalla.

Para configurar el disparo único en un osciloscopio:

  1. Ajuste la sensibilidad vertical (voltios por división), asegurándose de que la amplitud prevista de la forma de onda se sitúe en el rango vertical del osciloscopio
  2. Ajuste la base de tiempo horizontal (segundos por división) para capturar el periodo deseado de la forma de onda desconocida
  3. Establezca el modo de disparo en Captura de disparo único.
  4. Ajuste el nivel de activación justo por encima del umbral mínimo de ruido de la señal o en el 50 % de la amplitud de la forma de onda prevista.

Ahora el osciloscopio está "armado" y en espera de que se vuelva a producir el evento. Tras capturar el evento, la pantalla del osciloscopio se congelará hasta que la actualización del disparo/pantalla se vuelva a "armar" de forma manual.

Al igual que con el modo de repetición, la capacidad para capturar y cuantificar eventos como este puede marcar la diferencia entre hacer suposiciones y tener certeza.

TrendPlot

Una señal suele cambiar lentamente durante un periodo largo de tiempo. La causa de esta condición, comúnmente denominada "desviación" de la señal, suele encontrarse en un circuito afectado por cambios en las condiciones ambientales (como cambios de temperatura). El seguimiento de una condición de este tipo puede implicar horas o incluso días esperando a detectar algún cambio.

Para afrontar tal desafío, los osciloscopios portátiles de Fluke cuentan con la función TrendPlot™, que actúa básicamente como un registrador gráfico de banda antiguo: realiza unas cuatro o cinco mediciones por segundo de manera continua durante dieciséis días, a fin de evaluar las señales que se han producido durante un largo periodo.

Puede usar la función TrendPlot™ tanto en el modo osciloscopio como en el modo medidor y es fácil de configurar.

Para usar la función TrendPlot™:

  1. Ajuste el dispositivo ScopeMeter® de Fluke en modo osciloscopio o en modo medidor con las mediciones automáticas que desee.
  2. Conecte el osciloscopio a la fuente de señal para que pueda capturar las mediciones de interés.
  3. Seleccione el modo TrendPlot™.

El osciloscopio registrará los valores medidos durante dieciséis días.

El algoritmo TrendPlot™ está diseñado para capturar y conservar siempre los extremos de los valores medidos. Durante el registro, el ScopeMeter comprimirá los datos que capture sin dejar de conservar los valores mínimos y máximos registrados. De este modo, siempre verá los extremos de los cambios en las mediciones durante un periodo.

ScopeRecord

El modo ScopeRecord™ es similar al TrendPlot™ en el sentido de que registra datos durante un periodo. La diferencia es que el modo ScopeRecord™ registra los puntos de muestreo de las formas de onda durante un periodo en lugar de las mediciones automáticas y captura datos a una velocidad de muestreo mucho mayor, de modo que aumenta la resolución de muestreo.

La función ScopeRecord™ es una excelente herramienta para capturar formas de onda durante los procesos de puesta en marcha o la conexión de corrientes de entrada. Emula el modo de rollo de los viejos osciloscopios analógicos y funciona con la base de tiempo ajustada entre 5 mS/div y 2 min/div, y dispone de memoria suficiente para 48 horas.

La velocidad de muestreo en el modo ScopeRecord es veinte megamuestras por segundo. A esta velocidad, es posible capturar eventos de una brevedad de hasta 50 nanosegundos, lo que proporciona un registro de las formas de onda de alta resolución.

De nuevo, puede evitar la necesidad de hacer suposiciones al capturar un evento y analizar la magnitud para determinar si se trata realmente de un problema o no.

Cambio de los niveles de una forma de onda "buena conocida" para crear un "límite" de referencia para comprobación "pasa/no pasa".
En el modo de pasa/no pasa, el dispositivo ScopeMeter puede capturar formas de onda cuando los puntos de datos se encuentren tanto fuera como dentro de un "límite" definido por usted.

Comprobación pasa/no pasa

La comprobación de pasa/no pasa usa una forma de onda buena conocida para crear un "límite" de referencia. Por lo tanto, el dispositivo ScopeMeter de las series Fluke 190C o 2X5C se puede configurar para que capture una forma de onda en caso de que algún punto de muestreo en dicha forma de onda se encuentre fuera o dentro del límite de referencia.

La configuración de la comprobación pasa/no pasa es un proceso sencillo:

  1. Capture la forma de onda deseada.
  2. Cree el límite de referencia cambiando la forma de onda por el número de píxeles deseado.
  3. Guarde la forma de onda en la memoria y después consulte la pantalla como forma de onda de referencia.
  4. Utilice el menú de referencia de las opciones de formas de onda para activar la comprobación de pasa/no pasa. Las opciones de pasa/no pasa son "almacenar si pasa" o "almacenar si no pasa".

Todas las formas de onda que pasan y que no pasan se almacenan en las memorias de repetición de 100 pantallas, lo que proporciona un búfer de 100 pantallas de eventos aptos o no aptos.

Persistencia de la pantalla

La captura de perturbaciones y el análisis del comportamiento de las formas de onda dinámicas es especialmente difícil si no tiene ningún modo de ver el cambio dinámico de la forma de onda durante un periodo.

Los viejos osciloscopios con tubo de rayos catódicos (TRC) usaban un revestimiento fosforescente para mostrar una línea gráfica de señal en la pantalla. Esto se debe a que el revestimiento fosforescente seguía iluminado durante un breve periodo de tiempo después de que se "dibujara" la línea en la pantalla, la señal persistía y el operador podía visualizar varias líneas sucesivas al mismo tiempo.

La persistencia de la pantalla permite visualizar varias líneas sucesivas

Los osciloscopios de almacenamiento digital actuales con pantallas de cristal líquido pueden usar un algoritmo de sombreado de pixeles para emular la persistencia de los osciloscopios TRC. Cada vez que un punto de muestreo de forma de onda activa un pixel de la pantalla, el algoritmo de persistencia mantiene los pixeles activos, pero cambia su sombra con el paso del tiempo y cambia de oscuro a claro hasta desaparecer finalmente.

El grado de persistencia puede configurarse corto, medio, largo o infinito (que es básicamente un modo de captura de límite envolvente).

Osciloscopios de Fluke

Los conceptos y las técnicas presentados aquí pueden encontrarse en toda la gama de osciloscopios portátiles de Fluke. Disponibles con anchos de banda que varían entre 20 y 200 MHz, los dispositivos ScopeMeter de Fluke tienen el rendimiento y las funciones necesarias para llevar a cabo una gran variedad de mediciones, desde la solución de problemas rutinarios hasta tareas difíciles, como encontrar eventos aleatorios. Los osciloscopios de Fluke están específicamente diseñados para funcionar en entornos adversos, lejos de las mesas de laboratorio.