Traducción libre y adaptada a las necesidades más comunes del documento en inglés publicado en el sitio por la firma Keysight, si bien está orientado a sus productos, es una interesante guía para los que desean adquirir un osciloscopio y los puntos a tener en cuenta antes de comprarlo.
Un osciloscopio es para un ingeniero lo que un martillo es para un constructor: una herramienta imprescindible. Los osciloscopios son fundamentales para detectar y reparar problemas con señales y tienen muchas características distintivas que varían de un modelo a otro.
A la hora de elegir la «herramienta» adecuada, es fundamental tener en cuenta las diferentes características de los osciloscopios. Pregúntese: ¿es necesaria la portabilidad? ¿Qué frecuencia de muestreo debo buscar? ¿Qué opciones de conectividad necesito? ¿Qué sondas de prueba son las más adecuadas para mis aplicaciones?
Hemos recopilado una lista de características que debe tener en cuenta antes de comprar un osciloscopio.
- Portabilidad
- Ancho de banda
- Frecuencia de muestreo
- Capacidades de disparo
- Velocidad de captura de formas de onda
- Profundidad de memoria
- Tiempo de subida
- Precisión
- Conectividad
- Longitud de registro
- Sondas compatibles
- Capacidad de ampliación
- Densidad de canales
1. Portabilidad
Una de las primeras cosas que debe tener en cuenta al comprar un osciloscopio es la portabilidad. ¿Necesita un osciloscopio portátil que pueda llevar consigo a las visitas de servicio técnico? ¿Un osciloscopio de sobremesa será suficiente para sus necesidades? ¿O es un osciloscopio basado en PC la mejor opción?
Los osciloscopios varían considerablemente en tamaño, desde osciloscopios digitales portátiles de bolsillo hasta grandes modelos de sobremesa que pesan hasta 32,2 kilogramos.
Antes de comprar un osciloscopio, considere dónde lo utilizará y con qué frecuencia necesitará trasladarlo.
Un osciloscopio fijo es un dispositivo que se utiliza para medir y mostrar señales eléctricas. La portabilidad es un factor importante a tener en cuenta al comprar un osciloscopio.
Dado que los osciloscopios miden y muestran señales eléctricas en una pantalla, el tamaño y la resolución de la pantalla determinan la cantidad de detalles de la señal que se ven. Las pantallas más grandes y con mayor resolución muestran más detalles que las pantallas más pequeñas.
Un osciloscopio portátil/de mano tiene una pantalla más pequeña y una resolución inferior a la de un osciloscopio de sobremesa. Estas características lo hacen menos adecuado para aplicaciones de medición que requieren altos niveles de detalle. Sin embargo, el tamaño más pequeño y la resolución inferior son ventajosos en los casos en que la portabilidad es más importante que la precisión de la medición.
También hay que tener en cuenta las ventajas de rendimiento de un osciloscopio más grande en comparación con uno más pequeño. Los osciloscopios más grandes ofrecen más características y un mejor rendimiento. El objetivo de los osciloscopios más pequeños es la portabilidad y la facilidad de uso.
Los osciloscopios basados en PC ofrecen la mejor combinación de portabilidad y rendimiento. Ofrecen una amplia variedad de características y funcionalidades, lo que los hace adecuados para muchas aplicaciones. Por ejemplo, algunos tienen pantallas grandes con alta resolución, lo que los hace ideales cuando se requieren mediciones detalladas.
| Ventajas de los portátiles/manuales | Desventajas de los portátiles/manuales |
| Fácilmente transportables. Estos dispositivos se pueden transportar de un lugar a otro, lo que los hace ideales para el trabajo de campo o para los técnicos que dan servicio a múltiples máquinas. | Capacidad de almacenamiento limitada. Con una capacidad de almacenamiento de 2 megabytes (MB) o menos, estos osciloscopios no son adecuados para la monitorización a largo plazo o el registro de datos. |
| Resistentes y duraderos. Estos osciloscopios pueden soportar el uso en entornos difíciles. Si se caen, es muy probable que su osciloscopio no sufra ningún daño. | Ancho de banda limitado. Los osciloscopios portátiles suelen tener un ancho de banda de 50 MHz o menos. Este ancho de banda no es adecuado para aplicaciones que requieren señales de alta frecuencia, como las comunicaciones por radiofrecuencia (RF) o microondas. |
| Fáciles de usar. Los osciloscopios portátiles ocupan menos espacio y son más ligeros, lo que los hace menos engorrosos. Muchos osciloscopios portátiles incluyen tutoriales integrados u otra documentación que puede ayudarle a ponerse en marcha rápidamente. | Menor resolución. La falta de resolución significa que estos osciloscopios no son adecuados para aplicaciones que requieren una alta precisión, como la medición de señales muy pequeñas. |
| Más asequibles que sus homólogos de sobremesa basados en PC. | Tamaño de pantalla más pequeño. Esta característica es importante porque determina la cantidad de señal que se puede ver a la vez. Los osciloscopios portátiles suelen tener pantallas de 3,5 pulgadas o menos. No son adecuados para aplicaciones que requieren señales grandes, como fuentes de alimentación o circuitos de control de motores. |
| Ventajas de los osciloscopios basados en PC | Inconvenientes de los osciloscopios basados en PC |
| Mayor ancho de banda. Los osciloscopios basados en PC pueden medir señales con frecuencias más altas. | Precio más elevado. Aunque estos osciloscopios son cada vez más asequibles, suelen ser más caros que los osciloscopios de sobremesa tradicionales. Los osciloscopios basados en PC también requieren hardware adicional, como un ordenador con una tarjeta gráfica de gama alta. Esto aumenta aún más su coste. |
| Más almacenamiento. Estos osciloscopios son una excelente opción para almacenar grandes cantidades de datos. Permiten almacenar más datos, lo que resulta útil para su posterior análisis. | Más complejos. Requieren una configuración considerable y suelen ser mucho más difíciles de usar. Es recomendable tener un conocimiento profundo tanto de los componentes de hardware como de los de software. |
| Mejor conectividad. Pueden conectarse a diversos dispositivos, como ordenadores e impresoras, lo que facilita el intercambio de datos y resultados. | Capacidades limitadas. Debido a su dependencia del software, los osciloscopios basados en PC suelen tener menos capacidades. Por ejemplo, carecen de funciones como opciones de disparo avanzadas y búferes de memoria profundos. |
| Mayor flexibilidad. Puede personalizar su osciloscopio basado en PC para satisfacer sus necesidades específicas. | Frágiles. A diferencia de los osciloscopios de sobremesa, que pueden soportar un uso intensivo en entornos industriales, los osciloscopios basados en PC son mucho más delicados. Los golpes o las vibraciones pueden causarles daños fácilmente. Las descargas electrostáticas (ESD) pueden dañar fácilmente sus sensibles componentes electrónicos. |
2. Ancho de banda
El ancho de banda se considera generalmente como el factor más importante a tener en cuenta al comprar un osciloscopio.
El ancho de banda determina el rango de frecuencias que el osciloscopio puede reproducir y medir con precisión. Si trabaja con señales de alta frecuencia, necesitará un osciloscopio con un ancho de banda mayor. No necesitará tanto ancho de banda si solo trabaja con señales de baja frecuencia.
Al elegir un ancho de banda al menos cinco veces superior a la frecuencia de reloj más alta de su sistema, se asegura de poder medir con precisión todas las señales que necesita.
Los rangos de ancho de banda varían entre 20 MHz y más de 1,5 GHz. Tenga en cuenta que el ancho de banda no es constante, sino que disminuirá a medida que aumente la frecuencia de la señal.
La frecuencia de muestreo del osciloscopio afecta al ancho de banda. Una frecuencia de muestreo más alta dará como resultado un ancho de banda más alto, pero también requerirá más potencia de procesamiento. Es importante encontrar el equilibrio adecuado entre el ancho de banda y la frecuencia de muestreo que necesita.
3. Frecuencia de muestreo
La frecuencia de muestreo es el número de mediciones por segundo. Las frecuencias más altas permiten lecturas más precisas. La frecuencia de muestreo máxima de un osciloscopio debe ser al menos 2,5 veces el ancho de banda especificado del osciloscopio. Esta frecuencia permite al osciloscopio reproducir con precisión señales con altas frecuencias.
- El muestreo en tiempo real es el tipo de muestreo más común, ya que permite ver una señal mientras se produce. El osciloscopio toma una lectura a intervalos regulares y luego muestra la señal en la pantalla. El muestreo en tiempo real es útil para capturar eventos transitorios, como fallos o picos, y es más adecuado para señales que no son periódicas o que tienen una frecuencia baja.
- El muestreo repetitivo es la opción alternativa, que captura señales que se producen a intervalos regulares. El osciloscopio tomará múltiples lecturas y luego las almacenará en la memoria. Este tipo de muestreo es más adecuado para señales que son periódicas o que tienen una frecuencia muy alta. La desventaja del muestreo repetitivo es que se pueden perder eventos transitorios porque el osciloscopio solo toma lecturas a intervalos regulares.
4. Capacidades de disparo
El disparo le permite sincronizar la medición del osciloscopio con la señal que está observando. Cuando se trata de identificar anomalías en las formas de onda, el disparo es una función muy útil. Muchos osciloscopios le permiten disparar diversas señales, incluidas señales digitales y analógicas o frecuencias de radio.
El disparo puede ser una herramienta valiosa para una amplia gama de aplicaciones. Ya sea para intentar solucionar un problema en un circuito o analizar una onda electromagnética, contar con un sistema de disparo fiable puede marcar la diferencia.
Algunas opciones básicas de activación disponibles incluyen:
- Fuente. La fuente es el disparador de la señal, ya sea externo o generado por el osciloscopio. La ventaja de utilizar un disparador externo es que se puede activar una señal que no sea medida por el osciloscopio. Esto resulta especialmente útil cuando se intenta solucionar un problema en un circuito.
- Nivel. El nivel es el umbral de tensión que activará el osciloscopio. Este valor puede ser estático o variable. Este tipo de disparo captura eventos transitorios, como fallos o picos. El ruido puede ser un problema con los disparadores de nivel, por lo que el nivel de disparo debe ser lo suficientemente alto como para evitar disparos falsos.
- Pendiente. La pendiente es la dirección positiva o negativa del cambio de voltaje que disparará el osciloscopio. Cuando el osciloscopio se dispara, mide en el punto en el que el voltaje cambia de dirección.
Las opciones de activación más avanzadas incluyen:
- Pulso. Se activa con un tipo de pulso específico, como una onda cuadrada o un flanco ascendente. Es recomendable utilizar esta opción cuando se capturan señales con anchuras de pulso muy cortas o muy largas. A diferencia de la activación por nivel, la activación por pulso no se ve afectada por el ruido.
- Ventana. Se activa cuando el voltaje está por encima o por debajo de un umbral determinado. La activación por ventana ayuda a capturar señales que tienen anchuras de pulso muy cortas o muy largas.
- Vídeo. Se activa para señales de vídeo específicas, como NTSC o PAL. La activación por vídeo es ideal cuando se capturan señales de vídeo incompatibles con las opciones de activación estándar.
5. Velocidad de captura de formas de onda
La velocidad de captura de formas de onda mide la rapidez con la que un osciloscopio puede adquirir y almacenar datos de señales. Por lo tanto, determina la precisión con la que el dispositivo puede capturar y mostrar señales de alta velocidad. Una mayor velocidad de captura de formas de onda permite al osciloscopio muestrear la señal con mayor frecuencia, lo que da como resultado una representación más precisa de la forma de onda.
Al depurar problemas poco frecuentes, la velocidad de captura de formas de onda es vital, ya que determina la frecuencia con la que el osciloscopio toma una muestra de la señal medida. Si la velocidad de captura es demasiado lenta, el osciloscopio puede perder información crítica sobre la señal.
Por el contrario, si la velocidad de captura es demasiado rápida, el osciloscopio puede producir resultados inexactos debido al aliasing. Teniendo en cuenta el tipo de señal que se va a medir y el nivel de precisión deseado, se puede garantizar la compra de un osciloscopio con una velocidad de captura de forma de onda adecuada.
6. Profundidad de memoria
La profundidad de memoria es la cantidad de datos que puede almacenar el osciloscopio digital. Cuanto mayor sea la profundidad de memoria, mayor será la resolución de los datos y más datos podrá capturar y registrar el osciloscopio de una señal. ¿Por qué es esto importante? Al capturar una señal, suele ser útil disponer de la mayor cantidad de datos posible. Más datos significan una comprensión más precisa de lo que está sucediendo dentro de la señal.
Un osciloscopio digital con poca memoria solo puede almacenar unos pocos segundos de datos, lo que puede no ser suficiente para ver lo que está sucediendo. Sin embargo, un osciloscopio con mucha memoria puede almacenar horas o incluso días de datos, lo que le permite ampliar la imagen para obtener una vista de alta resolución de cualquier parte que le interese.
Disponer de
una memoria más profunda puede ser útil cuando se trata de localizar problemas intermitentes y poco frecuentes. Es posible que una memoria poco profunda no capture el evento, pero una memoria profunda le permitirá retroceder y observar detenidamente lo que ocurrió antes y después del evento.
La profundidad de la memoria y la frecuencia de muestreo están estrechamente relacionadas. Cuanto más profunda sea la memoria, mayor será la frecuencia de muestreo. Dado que el osciloscopio toma más muestras de señal, debe almacenar más datos cuando la frecuencia de muestreo es mayor.
7. Tiempo de subida
El tiempo de subida es el tiempo que tarda una señal en pasar de baja a alta. Un osciloscopio con un tiempo de subida más rápido podrá capturar más detalles en una señal, lo que lo convierte en una mejor opción para aplicaciones que requieren un alto grado de precisión.
Es habitual medir el tiempo de subida en nanosegundos. Por lo general, un osciloscopio con un tiempo de subida de 1 nanosegundo o menos será suficiente para la mayoría de los fines. Si necesita capturar señales de alta velocidad, como las asociadas a los dispositivos digitales, es posible que necesite un osciloscopio con un tiempo de subida de 0,5 nanosegundos o menos.
La frecuencia de una señal determina el tiempo de subida. Para calcular el tiempo de subida, divida la frecuencia de la señal por los nanosegundos que tarda la señal en pasar de baja a alta.
Por ejemplo, si la frecuencia de la señal es de 1 GHz y la señal tarda diez nanosegundos en pasar de baja a alta, el tiempo de subida sería 1 / 10 = 0,1 nanosegundos.
8. Precisión
Los osciloscopios miden formas de onda de tensión, y
la precisión de la medición es crucial para garantizar que la forma de onda mostrada sea correcta. Si el osciloscopio es impreciso, podría dar lugar a mediciones y análisis incorrectos de la forma de onda.
Hay varios factores que afectan a la precisión de un osciloscopio, entre ellos:
- Impedancia de entrada. El osciloscopio debe tener una impedancia de entrada alta para evitar cargar la señal y afectar a la forma de onda.
- Respuesta en frecuencia. El rango de frecuencias que el osciloscopio puede medir con precisión debe ser lo suficientemente amplio como para cubrir la frecuencia de la señal medida.
- Linealidad. El osciloscopio debe ser lineal para poder reproducir con precisión una forma de onda.
- Profundidad de bits. El número de bits que utiliza el ADC (convertidor analógico-digital) para convertir la señal analógica en una señal digital. Cuanto mayor sea la profundidad de bits, más precisa será la conversión. Las profundidades de bits típicas son 8, 12 y 16 bits.
9. Conectividad
La capacidad de conectividad ayuda a determinar el uso de un osciloscopio. Algunos osciloscopios solo tienen un canal, mientras que otros tienen varios canales que pueden medir múltiples señales al mismo tiempo.
Las opciones de conectividad típicas disponibles en los osciloscopios digitales son:
- USB. El bus serie universal (USB) es una conexión común en los osciloscopios. Es de uso estándar en casi todos los ordenadores, lo que facilita la conexión del osciloscopio a un PC. El USB también es de alta velocidad, por lo que puede transferir rápidamente grandes cantidades de datos.
- RS-232. Esta conexión serie suele conectar el osciloscopio a un PC. El RS-232 es fácil de usar y está ampliamente disponible. Aunque no es tan rápido como el USB, sigue siendo lo suficientemente rápido para la mayoría de los fines.
- Ethernet. Un cable Ethernet estándar conecta un ordenador a un router. En el caso de los osciloscopios, los cables Ethernet conectan el osciloscopio a una red, lo que permite la supervisión y el control remotos.
- LAN. La red de área local (LAN) es similar a Ethernet, pero ofrece una mayor velocidad de conexión. Los entornos industriales utilizan con frecuencia el proceso de transferencia de datos del osciloscopio al ordenador.
- WiFi. Esta conexión utiliza señales inalámbricas para conectar el osciloscopio a una red. La conectividad WiFi es cada vez más común en los osciloscopios más nuevos, ya que es una forma cómoda de conectar el osciloscopio sin preocuparse por los cables. A la hora de decidir qué modelo comprar, recuerde que los modelos más antiguos pueden no tener conectividad WiFi.
10. Longitud de registro
La longitud de registro es el tiempo que el osciloscopio puede capturar y almacenar una señal. Cuanto mayor sea la longitud de registro, más información de la señal tendrá disponible para el análisis. Por ejemplo, si está tratando de diagnosticar un problema eléctrico intermitente, una longitud de registro mayor le permitirá ver más del problema y encontrar la causa raíz.
Aunque la longitud de registro es una característica ventajosa de un osciloscopio, recuerde que las longitudes de registro más largas requieren más profundidad de memoria. Asegúrese de que el osciloscopio que elija tenga suficiente memoria para almacenar la longitud de registro necesaria.
11. Sondas compatibles
Las sondas conectan el osciloscopio a la señal eléctrica medida. La aplicación deseada determinará el tipo de sonda adecuado.
Tenga en cuenta los siguientes tipos de sondas para su osciloscopio.
- Las sondas de alta impedancia suelen ser adecuadas para señales de baja frecuencia.
- Las sondas de tensión activas son más adecuadas para señales de alta frecuencia.
- Las sondas pasivas son las más comunes para señales de baja frecuencia. Son relativamente fáciles de usar.
- Las sondas lógicas miden señales digitales y la sincronización de las señales digitales cuando se utilizan con analizadores lógicos.
- Las sondas de corriente suelen medir corrientes en circuitos de CA.
- Las sondas diferenciales miden señales diferenciales. Son adecuadas para aplicaciones de alta frecuencia en las que las sondas normales no pueden medir la señal con precisión.
12. Capacidad de ampliación
A medida que sus necesidades cambien con el tiempo, un osciloscopio con capacidad de ampliación podrá adaptarse a ellas. Por ejemplo, es posible que al principio solo necesite dos canales, pero que con el tiempo necesite cuatro. Con un osciloscopio ampliable, no tendrá que comprar un nuevo modelo, sino que simplemente podrá añadir canales adicionales.
Además, la capacidad de ampliación ofrece la ventaja de que su inversión estará preparada para el futuro. En lugar de sentirse atrapado con un modelo «obsoleto» en unos pocos años, un osciloscopio ampliable y de alta calidad puede actualizarse fácilmente con las últimas funciones y tecnologías. Tenga en cuenta la capacidad de ampliación al comprar un osciloscopio para sacar el máximo partido a su inversión.
Entre las opciones de ampliación adicionales se incluyen
- Memoria adicional. Una mayor memoria le permitirá almacenar más datos para registrar señales largas o capturar eventos poco frecuentes.
- Software de análisis de terceros. Algunos osciloscopios se pueden ampliar con software de análisis de terceros. Este software tiene ventajas sobre las herramientas de análisis integradas en el osciloscopio, como algoritmos más sofisticados y la posibilidad de personalizarlo para aplicaciones específicas.
- Software compatible con Windows. Es posible que pueda ampliar su osciloscopio con software compatible con Windows, lo que le permitirá utilizarlo con su PC. De este modo, podrá aprovechar la potencia de procesamiento y el almacenamiento adicionales para el análisis de datos a largo plazo o cuando necesite generar informes.
13. Densidad de canales
La densidad de canales se refiere al número de canales analógicos que caben en una sola tarjeta de entrada. Una mayor densidad de canales significa que se pueden monitorizar más señales al mismo tiempo. Esta capacidad resulta muy útil si se trabaja con sistemas complejos, ya que ayuda a evitar errores y acelera el tiempo de depuración. Un osciloscopio con mayor densidad de canales suele ser más caro que uno con menor densidad. El número de canales analógicos varía entre dos, cuatro, seis y ocho.
Las diferentes aplicaciones requerirán diferentes densidades de canales. Por ejemplo, si se trabaja en un circuito sencillo con pocas señales, no se necesitarán tantos canales como si se trabajara en un sistema complejo con muchas señales.
que use pocas horas y cambiarlo por algo chico de prestaciónes parecidas e incluso menor, pero que pueda conservar a mi lado o transportarlo fácilmente cuando sea necesario.
