¿Por qué importa un ancho de banda de 500 MHz?

07-10-2013 | Osciloscopios

Es de sentido común que cuanto mayor sea el ancho de banda de un osciloscopio, mayor resolución tendrán los resultados. La pregunta es: ¿Qué importancia tiene esto en la labor diaria de resolución de problemas de la mayoría de los electricistas e ingenieros?

Depende de sus aplicaciones.

Cuanto más amplio sea el ancho de banda y mayor sea la velocidad de rastreo del osciloscopio, mayor será la precisión y la claridad de la forma y la amplitud del fenómeno de forma de onda como los transitorios, el ruido inducido y los timbres o reflejos. Esos fenómenos están apareciendo con mayor frecuencia debido a un mayor uso de componentes electrónicos de gran velocidad en los controles industriales y en equipos de termografía, aviónicos, de comunicación, militares, audiovisuales y de seguridad.

Al menos el quinto armónico de una señal

Por supuesto, un dispositivo no tiene por qué tener una velocidad de reloj máxima de muchos cientos de megahercios (MHz) para requerir un osciloscopio con un ancho de banda amplio. Una regla de oro habitual es que, para mostrar correctamente por lo menos el quinto componente armónico de una señal, es necesario un osciloscopio con un ancho de banda de por lo menos cinco veces la velocidad máxima del reloj del dispositivo bajo prueba. Esto significa que si su dispositivo funciona a un máximo de 100 MHz, necesita un osciloscopio de 500 MHz para detectar el problema de ese dispositivo. Dado que la mayor parte de ese equipamiento tiene que repararse in situ, un osciloscopio portátil con una capacidad de 500 MHz es la única manera de evitar el esfuerzo innecesario de arrastrar un osciloscopio de banco caro y delicado hasta el lugar.

Variaciones rápidas

Además, los circuitos digitales rápidos o los circuitos inversores que producen pulsos con variaciones rápidas contienen un espectro infinito de frecuencias. Para capturar y mostrar con precisión dichas variaciones rápidas, es necesario un osciloscopio con un tiempo de subida de menos de un quinto del tiempo de subida más rápido de la señal bajo prueba. El instrumento de comprobación Fluke ScopeMeter® 190-502 , con un tiempo de subida de 0,7 nanosegundos, satisface este requisito para un amplio abanico de aplicaciones.

Figura 1. La línea azul incluye componentes de la frecuencia hasta el quinto armónico de la frecuencia fundamental. Esto muestra la gran diferencia en forma y amplitud cuando se compara con la línea roja, que incluye únicamente los componentes hasta el cuarto armónico.
Figura 2. La línea azul incluye componentes de la frecuencia hasta el quinto armónico de la frecuencia fundamental, lo que muestra la gran diferencia en el tiempo de subida y la velocidad de precesión (dV/dt) si se compara con la línea roja, que incluye únicamente los componentes hasta el cuarto armónico.

Aplicación práctica

¿Y qué quiere decir esto en una aplicación práctica? La figura 1 muestra la diferencia entre un osciloscopio con una velocidad de muestreo rápida y un ancho de banda de cinco veces el fundamental y un osciloscopio con cuatro veces el fundamental. En esta captura de pantalla se comparan dos pulsos: uno que incluye el quinto componente armónico y uno con la frecuencia máxima únicamente del cuarto componente armónico. Como puede apreciarse, hay una gran diferencia en la forma que se muestra en la pantalla.

La figura 2 muestra una comparación adicional del tiempo de subida y la velocidad de precesión de la señal entre una medida que incluye los componentes del quinto armónico y otra que incluye los componentes del cuarto armónico.

Por lo tanto, con su ancho de banda de 500 MHz y una gran velocidad de muestreo, el osciloscopio Fluke ScopeMeter® 190-502 captura y muestra señales rápidas de reloj con precisión, incluyendo el ruido provocado por la distorsión y los transitorios falsos. Es por ello que este dispositivo marca la diferencia en cuanto a la velocidad y la precisión de los componentes para la resolución de problemas en sistemas electrónicos de gran velocidad.