{"id":38044,"date":"2021-07-05T22:42:50","date_gmt":"2021-07-05T22:42:50","guid":{"rendered":"https:\/\/www.logicbus.com.mx\/blog\/?p=38044"},"modified":"2023-08-23T22:35:41","modified_gmt":"2023-08-23T22:35:41","slug":"como-ajustar-sondas-de-osciloscopio-x10","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.logicbus.com.mx\/blog\/como-ajustar-sondas-de-osciloscopio-x10\/","title":{"rendered":"C\u00f3mo ajustar sondas de osciloscopio x10"},"content":{"rendered":"

\"Para<\/a>Para minimizar la carga capacitiva en el dispositivo bajo prueba, la mayor\u00eda de las sondas usan un atenuador x10 (tambi\u00e9n llamado 10: 1). Esto a menudo se puede ajustar o compensar para mejorar la respuesta de frecuencia. En el siguiente blog explicamos dos de las t\u00e9cnicas para realizar ajustes a una sonda atenuadora planteando dos escenarios, uno de alta frecuencia y otro a baja frecuencia. Las instrucciones se pueden aplicar a cualquier sonda pasiva atenuadora.<\/p>\n

Figura 1 – Sonda TA131 que muestra el trimmer LF<\/em><\/p>\n

\"Algunas<\/a>Hay dos tipos de compensaci\u00f3n: baja frecuencia (LF) y alta frecuencia (HF). Algunas sondas solo tienen compensaci\u00f3n de LF, mientras que otras tienen ambos tipos. Las sondas de osciloscopio PicoScope se compensan en HF en la f\u00e1brica y no requieren ajuste, pero si desea utilizar una sonda diferente con su osciloscopio PicoScope, es posible que deba ajustar su compensaci\u00f3n de HF.<\/p>\n

Figura 2: Sonda que muestra trimmers LF y HF<\/em><\/p>\n

Compensaci\u00f3n de baja frecuencia.<\/span><\/h2>\n

La compensaci\u00f3n de baja frecuencia (LFC) implica ajustar la respuesta de frecuencia de la sonda x10 en el rango de kHz. La LFC debe realizarse antes de la compensaci\u00f3n de alta frecuencia (HFC).<\/p>\n

\"compensaci\u00f3n<\/a><\/p>\n

Figura 3: Modelo de sonda de osciloscopio<\/em><\/p>\n

Como se muestra en la imagen anterior, este es un modelo de una sonda t\u00edpica. Cp representa la capacidad par\u00e1sita de la propia punta de la sonda. R1<\/strong> es una resistencia de 9 M\u03a9 en serie que se utiliza para aislar la capacitancia del cable y la entrada del osciloscopio del dispositivo bajo prueba. Rscope representa la impedancia de entrada de 1 M\u03a9 de una sonda atenuadora.<\/p>\n

Ccomp1 es un condensador variable y forma parte de la sintonizaci\u00f3n LFC de la sonda. Cp sirve para ajustar y hacer coincidir la constante de tiempo de R1 y Ccomp1 con la constante de tiempo establecida por Cscope, Ccable y Rscope. En efecto, tenemos un divisor resistivo en CC y un divisor capacitivo en altas frecuencias (por encima de unos pocos 100 kHz). Ccomp1 representa el trimmer en la parte superior de la sonda, cerca del interruptor de atenuaci\u00f3n.<\/p>\n

Ccomp2 y Rcomp<\/strong> representan la parte de compensaci\u00f3n de alta frecuencia (HFC) de la sonda, que se analizar\u00e1 en la siguiente secci\u00f3n.<\/p>\n

La forma m\u00e1s sencilla de compensar la parte LFC de una sonda es introducir una onda cuadrada con un borde suave pero, lo que es m\u00e1s importante, sin sobreimpulso<\/i>.<\/p>\n

\"La<\/a><\/p>\n

Figura 4: Compensaci\u00f3n de baja frecuencia<\/em><\/p>\n

La Figura 4 muestra c\u00f3mo deber\u00eda verse la forma de onda cuando LFC es correcto. Con demasiado LFC, la ganancia de alta frecuencia (HF) de la sonda ser\u00e1 mayor que su ganancia de baja frecuencia (LF). Con muy poco LFC, la ganancia de HF ser\u00e1 menor que la ganancia de LF.<\/p>\n

Compensaci\u00f3n de alta frecuencia.<\/span><\/h2>\n

\"Dos<\/a>Dos variables afectan la respuesta de alta frecuencia de la sonda: la impedancia del cable y la impedancia de entrada del osciloscopio. La entrada del osciloscopio<\/a> no suele ser una capacitancia perfecta, y tambi\u00e9n tiene cierta inductancia en serie y no linealidad.<\/p>\n

 <\/p>\n

 <\/p>\n

Figura 5: Respuesta de los capacitores (condensadores) cer\u00e1micos<\/em><\/p>\n

La Figura 5 muestra las caracter\u00edsticas t\u00edpicas de un condensador de chip cer\u00e1mico utilizado en la entrada de un osciloscopio. Hay una ca\u00edda en la impedancia antes de que comience a aumentar nuevamente con la frecuencia. Esto se debe a la inductancia en serie del condensador. El punto de impedancia m\u00ednima se llama frecuencia resonante y representa la frecuencia a la que las impedancias inductivas y capacitivas son iguales.<\/p>\n

Este diagrama da una idea de c\u00f3mo, a frecuencias muy altas (VHF), la entrada de un osciloscopio no es tan simple como una resistencia en paralelo con un condensador, y esto se complica a\u00fan m\u00e1s por las caracter\u00edsticas no lineales de la PCB<\/strong>. La impedancia de entrada de los osciloscopios de alta frecuencia consta de una resistencia a tierra de 1 M\u03a9 y varias capacitancias e inductancias par\u00e1sitas. Cada uno de estos tiene sus propios componentes inductivos y capacitivos en serie y en paralelo, y estos a menudo tienen una caracter\u00edstica no lineal en VHF, lo que complica a\u00fan m\u00e1s las cosas.<\/p>\n

Para compensar la no linealidad, las sondas de HF<\/strong> tienden a derivar la entrada de un osciloscopio<\/a> con un condensador muy peque\u00f1o y una resistencia en serie justo en el BNC. Esto sirve para mover cualquier no linealidad a una regi\u00f3n de frecuencia m\u00e1s alta, fuera del rango previsto de la sonda, sin causar un sobreimpulso grave.<\/p>\n

Rcomp<\/strong> y Ccomp2<\/strong> representan los componentes de ajuste de HF de la sonda. Este circuito a menudo se encuentra en una placa de circuito impreso en una caja blindada justo en el conector BNC para minimizar los efectos del cable y la captaci\u00f3n de ruido. Una sonda t\u00edpica tiene dos redes RC, cada una con su propia resistencia ajustable. Uno controla las frecuencias de banda media y el otro las de banda alta. Ambos deben ajustarse hasta obtener la respuesta correcta.<\/p>\n

Para sintonizar el HFC de una sonda, se debe ingresar una onda cuadrada con un borde muy r\u00e1pido. La forma de onda debe tener un borde r\u00e1pido (tiempo de subida 3 veces m\u00e1s corto que la sonda) con muy poco o ning\u00fan sobreimpulso. En PicoScope utilizamos un generador de se\u00f1al con menos del 3% de sobreimpulso y un tiempo de subida muy r\u00e1pido. Tambi\u00e9n se debe considerar el VSWR de la impedancia de acoplamiento (impedancia de salida) del generador con valor de 50 \u03a9, ya que una impedancia de baja calidad puede causar un sobreimpulso adicional.<\/p>\n

Al sintonizar una sonda, primero se debe observar la respuesta de pulso del osciloscopio para hacer coincidir la respuesta de la sonda con la de la entrada del osciloscopio conectada directamente. La Figura 6 muestra la respuesta de pulso de un osciloscopio PicoScope 3206B de 200 MHz sin una sonda conectada. El pulso de entrada tiene un tiempo de subida de 250 ps.<\/p>\n

\"Al<\/a>Nota: El rango de 200 mV (rango de 2 V en PicoScope con una sonda x10) debe usarse para ajustar las sondas ya que brinda la mejor respuesta de pulso.<\/p>\n

El ligero sobreimpulso y el oscilamiento se producen aproximadamente a 1 GHz. Esto se debe principalmente a la inductancia par\u00e1sita de las pistas de la PCB que conducen al primer amplificador, as\u00ed como que el amplificador en s\u00ed mismo provoca una oscilaci\u00f3n.<\/p>\n

Figura 6: Respuesta de pulso de PicoScope 3206B sin sonda<\/em><\/p>\n

La Figura 7 muestra c\u00f3mo se ver\u00e1n las respuestas de pulso sobreamortiguada y subamortiguada. El objetivo es hacer que la respuesta sea lo m\u00e1s plana posible. Se debe tener en cuenta el tiempo de subida al sintonizar una sonda. Para el PicoScope 3206B con sonda TA131, el tiempo de subida es de aproximadamente 1,4 ns. En la Figura 7, el tiempo de subida de la sonda subamortiguada es del orden de 10 ns, lo que da un ancho de banda de 40 MHz. El tiempo de subida de la sonda sobreamortiguada es de aproximadamente 1,2 ns, pero la forma de onda est\u00e1 lejos de ser plana, lo que da una ganancia creciente en la regi\u00f3n de 100 MHz a 300 MHz.<\/p>\n

\"<\/a><\/p>\n

Figura 7: Respuestas de pulso sobreamortiguada y subamortiguada de la segunda sonda<\/em><\/p>\n

\"sonda<\/a>La figura 8 muestra una sonda perfectamente amortiguada. Una inspecci\u00f3n minuciosa muestra que el oscilamiento y el sobreimpulso se ven similares al generador de pulsos conectado directamente que vimos en la Figura 6. Es deseable una ligera joroba ya que le da a la combinaci\u00f3n de sonda y alcance m\u00e1s ancho de banda que el alcance solo, sin dar mucho sobreimpulso.<\/p>\n

 <\/p>\n

Figura 8: Amortiguaci\u00f3n perfecta<\/p>\n

Si quieres conocer m\u00e1s sobre osciloscopios y otros productos de radiofrecuencia o registradores de datos, consulta nuestro art\u00edculo “Pico Techonology en la educaci\u00f3n”<\/a>.<\/p>\n

Cont\u00e1ctanos<\/h2>\n
\n

\u00a0\"contacto\u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0\"contacto\u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0\"contacto<\/a>\u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \"contacto<\/a><\/h2>\n

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Para minimizar la carga capacitiva en el dispositivo bajo prueba, la mayor\u00eda de las sondas usan un atenuador x10 (tambi\u00e9n llamado 10: 1). Esto a menudo se puede ajustar o compensar para mejorar la respuesta de frecuencia. 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