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 este conjunto de artículos sobre el uso de osciloscopios portátiles abarca la "captura" de formas de onda que no se repiten ni son predecibles.

Puede ver la cuarta parte 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,nos asalta la siguiente pregunta: ¿Cómo capturar eventos aleatorios "únicos e irrepetibles"?

Un buen primer paso 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 modo de repetición de 100 pantallas exclusivo. Estos osciloscopios registran de manera automática y continua las últimas 100 pantallas que haya visualizado para que pueda parar y revisar lo que ha ocurrido como podría hacer con una grabadora de vídeo digital.

El modo de repetición le permite reproducir de nuevo las últimas 100 pantallas, como si fuera una grabadora de vídeo 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 su tensión máxima. La cuantificación de un evento como este puede marcar la diferencia entre realizar suposiciones para saber si existe algún problema y conocerlo.

Captura de disparo único

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

Para utilizar 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 de tiempo deseado de la forma de onda desconocida.
  3. Establezca el modo de disparo en Captura de disparo único.
  4. Ajuste el nivel de disparo 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 esperando a 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 “rearme” 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 realizar suposiciones y tener la 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™. Esta actúa básicamente como un registrador gráfico de banda antiguo: realiza unas cuatro o cinco medidas por segundo de manera continua durante dieciséis días para que pueda evaluar las señales que se han producido en un largo periodo de tiempo.

Puede utilizar la función TrendPlot™ tanto en el modo de osciloscopio como en el modo de medidor. Además, es fácil de configurar.

Para utilizar la función TrendPlot™:

  1. Ajuste el dispositivo Fluke ScopeMeter® en modo de osciloscopio o en modo de medidor con las medidas automáticas que desee.
  2. Conecte el osciloscopio a la fuente de señal para que pueda capturar las medidas 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 dispositivo 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 medidas durante un periodo de tiempo.

ScopeRecord

El modo ScopeRecord™ es similar al TrendPlot™ en el sentido de que registra datos durante un periodo de tiempo. La diferencia es que el modo ScopeRecord™ registra los puntos de muestreo de las formas de onda durante un periodo de tiempo en lugar de las medidas 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, 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 de 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 realizar 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 de tipo "apto/no apto".
En el modo "apto/no apto", 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 de tipo apto/no apto

La comprobación de tipo apto/no apto utiliza una forma de onda buena conocida para crear un "límite" de referencia. Por lo tanto, el dispositivo ScopeMeter de las series 190C o 2X5C de Fluke 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 de tipo apto/no apto 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, luego, 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 tipo apto/no apto. Las opciones de la comprobación del tipo apto/no apto son “almacenar si apto” o “almacenar si no apto”.

Todas las formas de onda aptas o no aptas se almacenan en las memorias de repetición de 100 pantallas, lo cual 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 en un periodo de tiempo.

Los viejos osciloscopios con tubo de rayos catódicos (TRC) utilizaban 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 utilizar un algoritmo de sombreado de píxeles para emular la persistencia de los osciloscopios TRC. Cada vez que un punto de muestreo de forma de onda activa un píxel de la pantalla, el algoritmo de persistencia mantiene los píxeles 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

Las técnicas y los conceptos presentados aquí pueden encontrarse en toda la gama de osciloscopios portátiles de Fluke. Disponibles con anchos de banda que oscilan entre 20 MHz y 200 MHz, los dispositivos Fluke ScopeMeter ofrecen el rendimiento y las funciones necesarias para llevar a cabo una gran variedad de medidas, desde localizaciones rutinarias de averías a tareas difíciles como buscar eventos aleatorios. Los osciloscopios de Fluke han sido específicamente diseñados para funcionar en entornos adversos, lejos de las mesas de un laboratorio.