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Osciloscopio de fósforo digital para aplicaciones electrónicas de todo tipo

Presentación de la familia TDS3000 de osciloscopios de fósforo digital

Los osciloscopios de fósforo digital, presentados a primeros de año en los equipos insignia de Tektronix como las familias TDS500D y TDS700D, están mostrando una excelente aceptación en el mercado, y es fácil saber por qué. La habilidad de los osciloscopios de fósforo digital para visualizar, almacenar y analizar señales complejas en tiempo real, combinada con una amplia variedad de funciones y características, alta velocidad de adquisición, avanzados modos de disparo y capacidades de análisis, hacen de este instrumento la elección clara en el cada vez más exigente campo de la aplicaciones de alta tecnología.

Ahora, Tektronix ha decidido poner al alcance de todo tipo de aplicaciones electrónicas los osciloscopios de fósforo digital con el lanzamiento de la familia TDS3000--el osciloscopio de fósforo digital para todos. Con esta notable arquitectura, se configura un instrumento equipado para satisfacer los amplios requisitos exigidos por los actuales ingenieros de diseño y fabricación, así como por los técnicos profesionales de mantenimiento que trabajan en comunicaciones, ordenadores/periféricos y electrónica industrial. Los TDS3000 son la primera familia de osciloscopios de fósforo digital destinada a las aplicaciones generales de electrónica que marcan un nuevo nivel prestaciones, flexibilidad y facilidad de uso, con una relación precio/prestaciones sin rival.

Las nuevas demandas crean nuevas necesidades en electrónica

Al igual que sus equivalentes en los equipos de alta tecnología, los profesionales del diseño y mantenimiento en equipos de aplicaciones generales se ven profundamente afectados por el uso generalizado de procesadores cada vez más rápidos y aplicaciones relacionadas con redes de comunicaciones como Internet. No obstante, estos ingenieros, enfrentados al competitivo mercado de la electrónica actual, deben sopesar las prestaciones frente al costo del equipo y deben valorar la portabilidad y facilidad de uso a la hora de escoger un buen osciloscopio.

Las prestaciones se están convirtiendo en el factor dominante. Nuevas arquitecturas de bus y redes, además de modernos esquemas de compresión de señales, nos llevan a sistemas con flujos de datos cada vez más rápidos. Desafortunadamente, los osciloscopios existentes--analógicos en tiempo real (ATR) y los osciloscopios digitales (OD)--no pueden mantener el ritmo de innovación que imponen las cada vez más rápidas y complejas señales de la actualidad.

Por ejemplo, los diseñadores y técnicos que crean o reparan equipos de vídeo precisan capturar y ver con claridad toda la información contenida en una señal de vídeo compuesto. Dado que la distorsión de aliasing (señales falsas) es el principal problema cuando se adquieren señales de vídeo con un osciloscopio digital (OD), los técnicos aún siguen confiando más en los viejos pero seguros osciloscopios analógicos en tiempo real (ATR) para ver todas estas características de la señal en tiempo real. Por supuesto, el uso de un osciloscopio analógico en tiempo real (ATR) supone sacrificar la posibilidad de almacenar y analizar las señales, problema que aún no se ha resuelto en los osciloscopios analógicos. Además, incluso los mejores osciloscopios analógicos están limitados por la velocidad de escritura en pantalla y su elemental sistema de disparo. A medida que se extienden las aplicaciones de vídeo a las mesas de trabajo y al mercado de telecomunicaciones de consumo, las necesidades de capturar y analizar señales de vídeo se han convertido en una prioridad principal.

Incluso en diseños digitales generales, en los que el osciloscopio digital (OD) era la elección por excelencia, las cada vez más rápidas velocidades de reloj y los complejos sistemas de compresión para mejorar la transmisión de datos están reduciendo y limitando las aplicaciones de los osciloscopios digitales (OD). En las aplicaciones con microcontroladores de 8 bits, que van desde microondas hasta sistemas de riego y dispositivos de alta seguridad para el área de automoción, las señales están superando fácilmente los 100 MHz, con ruido, transitorios (glitches), y todo ello mezclado con flancos poco estables (jitter). Para poder seguir estas sutiles anomalías en las señales, que sin ninguna duda pueden comprometer las prestaciones finales de los equipos, los diseñadores y técnicos precisan de una pantalla como la de un osciloscopio analógico en tiempo real (ATR) para poder observar eventos poco frecuentes. Por otra parte, también necesitan poder disparar sobre eventos de tipo lógico y capturar y analizar las ondas--capacidades que un osciloscopio analógico simplemente no puede realizar.

Los modos de postproceso, tales como el de persistencia de los osciloscopios digitales, intentan recrear la información valiosa y rica de las pantallas de los osciloscopios analógicos que estos técnicos precisan. Sin embargo, estos sistemas requieren un largo período de tiempo en realizarse, eliminando--por tanto--cualquier posibilidad de retroalimentación en tiempo real con los datos ofrecidos por la pantalla del osciloscopio. Además, cuantos más canales se usen simultáneamente, más se ralentiza el proceso. Por otra parte, los modos de postproceso de los osciloscopios digitales eliminan importantes eventos no periódicos y comportamientos dinámicos de las señales, que frecuentemente se encuentran detrás del problema que el diseñador o técnico espera poder ver en pantalla para localizarlo y examinarlo.

Los osciloscopios de fósforo digital resuelven los problemas

Conscientes de que los nuevos retos tecnológicos están poniendo al límite las actuales herramientas de prueba y medida, Tektronix ha desarrollado el osciloscopio de fósforo digital, que permite visualizar, almacenar y analizar señales complejas en tiempo real. Tras introducir esta nueva tecnología en los modelos de osciloscopios de altas prestaciones, Tektronix ha presentado una segunda familia de osciloscopios de fósforo digitales (OFD), que proporcionan a los ingenieros de diseño y a los técnicos todas las prestaciones que necesitan en un compacto y accesible instrumento.

Mejor que un osciloscopio analógico y mejor que un osciloscopio digital, el osciloscopio de fósforo digital ha sido diseñado para resolver fácilmente los retos presentados por las más rápidas ondas y señales complejas. Visualiza todos los pequeños matices de las ondas complejas, incluyendo la información de "frecuencia de repetición" (Figura 1); incluso permite obtener la respuesta en tiempo real como sus hermanos menores, los osciloscopios analógicos. Todas estas cualidades se han añadido a los osciloscopios de fósforo digital, además del almacenamiento de ondas, análisis de señales en profundidad y una extensa gama de medidas automáticas. La pantalla al completo puede ser guardada, analizada y medida. Al igual que los osciloscopios digitales, los de fósforo digital no tienen limitado el ancho de banda por la tecnología del tubo de rayos catódicos, y soportan sofisticados modos de disparo.

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Conseguir mezclar las prestaciones cualitativas y cuantitativas de un osciloscopio analógico en tiempo real y las de un osciloscopio digital es un logro tecnológico por sí solo. Pero los osciloscopios de fósforo digital van aún más allá, mostrando información de la señal en tres dimensiones: amplitud, tiempo y distribución de la amplitud a lo largo del tiempo. La ventaja de esta tercera nueva dimensión es que permite la interpretación de la dinámica de la señal, incluyendo cambios instantáneos de la señal o frecuencia de repetición. Aunque los osciloscopios analógicos en tiempo real pueden visualizar estas tres dimensiones, no pueden almacenar o analizar las señales. Además de las tres dimensiones de datos de las ondas adquiridas, los osciloscopios de fósforo digital entregan una cantidad de información sin precedentes. Para asegurar que se muestran todos los detalles de la señal, los osciloscopios de fósforo digital proporcionan mucha más información y datos que los osciloscopios digitales. Además de estar protegidos frente a la distorsión de aliasing (señales falsas), los ingenieros de diseño y técnicos ya no deben preocuparse por perder señales transitorias poco frecuentes. Sea cual sea la complejidad de la señal, como por ejemplo las señales de vídeo o espurios de alta velocidad de ondas digitales, se mostrarán con toda precisión. Ahora es posible capturar y visualizar eventos que antes eran difíciles de observar con los osciloscopios analógicos en tiempo real o digitales (porque estos, simplemente, los ignoraban). Y lo más importante es que los osciloscopios de fósforo digital pueden lograr este gran salto en las prestaciones en tiempo real, mostrando una pantalla "viva" del comportamien-to real de la señal.

Resolución de los problemas de electrónica en general

A pesar de que una de las primeras metas de Tektronix fue incorporar la tecnología de osciloscopios de fósforo digital a los equipos de alta gama, la compañía ha presentado la familia TDS3000 para satisfacer todos los requisitos de los ingenieros y técnicos que trabajan en problemas generales de electrónica. Como resultado de ello, la familia TDS3000 también establece un nuevo récord en prestaciones para los osciloscopios digitales de aplicaciones generales.

Prestaciones excepcionales: Esta familia ofrece ancho de banda y capacidades de adquisición usualmente asociadas a los instrumentos de alta gama. Dependiendo del modelo, estos equipos pueden ofrecer un ancho de banda completo de disparo único de 100 MHz o 500 MHz simultáneamente a través de dos o cuatro canales. Esto hace de la familia TDS3000 los equipos de menor precio para este nivel de prestaciones, ayudando a los profesionales de la electrónica (allí donde se encuentren) a ver, almacenar y analizar complejas señales de alta velocidad.

Portátil: Con una alimentación por baterías y un peso inferior a los tres kilogramos, estos osciloscopios son pequeños y ligeros, siendo las perfectas herramientas de medida para el laboratorio o en el campo.

Sencilla configuración personal con ayuda de los módulos de aplicación: Es posible configurar el osciloscopio según las necesidades del usuario y extender fácilmente las capacidades de medida del equipo simplemente instalando los módulos de aplicaciones opcionales. Se pueden utilizar hasta cuatro módulos de aplicaciones simultáneamente con solo enchufarlos en una de las cuatro ranuras disponibles en la parte superior derecha del panel frontal del equipo. El osciloscopio reconocerá automáticamente el módulo y actualizará el TDS3000 con las nuevas características. Se dispone, por el momento, de tres módulos para ampliar las prestaciones del osciloscopio: trasformada rápida de Fourier (FFT), vídeo extendido, y disparo avanzado, a los que seguirán muchos otros.

El módulo de disparo avanzado permite el disparo lógico y de pulsos. El disparo lógico incluye patrones, estados y flanco retardado, mientras que el de pulsos permite disparo por anchura, pulsos de baja amplitud (runt) y por velocidad de subida. Utilizando estos módulos de disparo avanzado, de corriente sólo ofrecidos en osciloscopios de alta prestación, los ingenieros y técnicos podrán rápidamente situarse en el punto de interés de la señal cuando caracterizan o reparan un sistema.

El módulo de vídeo extendido resulta especialmente útil para profesionales que mantienen o reparan sistemas de vídeo. Sin el módulo de vídeo, el TDS3000 también puede disparar señales de vídeo estándar como 526/NTCS, 625/PAL y SECAM, pero con el módulo opcional, las capacidades de vídeo se amplían, incluyendo el disparo en líneas o campos específicos, y permiten trabajar a velocidades de barrido definidas por el usuario--capacidades muy necesarias para los ingenieros y técnicos de este sector. También incorpora la función de autoajuste para señales de vídeo (Autoset), lo que permite que el sistema busque y modifique automáticamente los ajustes hasta visualizar una señal de vídeo estable, tras lo cual el usuario puede modificar los ajustes de la retícula a unidades IRE o mV, con el fin de simplificar la medida y el análisis de ondas de vídeo.

El módulo FFT incrementa las capacidades de medida de los osciloscopios TDS3000. Poder echar un vistazo al contenido en frecuencia de una señal o a la forma de su espectro supone disponer de una poderosa herramienta de análisis cuando se realizan pruebas de respuesta a impulso de filtros y sistemas, o cuando se está midiendo contenidos armónicos y distorsiones. Este módulo puede utilizarse para analizar el contenido armónico en líneas de alimentación con frecuencias de 50 Hz y 60 Hz, en el análisis de vibraciones o para identificar y localizar fuentes de ruido e interferencias. Se dispone de cuatro ventanas (rectangular, Hamming, Hanning y Blackman-Harris) para permitir al usuario el uso de la técnica de medida óptima en su señal particular.

Facilidad de uso sin precedentes: Todas estas avanzadas prestaciones de la familia TDS3000 vienen combinadas con una incomparable facilidad de uso. Para simplificar el funcionamiento del osciloscopio, el modo QuickMenu (Menú rápido) permite el acceso a las funciones más habituales en el menú de primer nivel, permitiendo realizar las tareas más comunes sin necesidad de usar el sistema normal de menús. De esta forma, se puede acceder a todos los controles principales con la pulsación de una sola tecla. Dado que las medidas de vídeo pueden llegar a ser especialmente engorrosas, se ha dispuesto de un menú QuickMenu específico junto con el módulo de medidas extendidas de vídeo. El TDS3000 viene equipado con una pantalla en color para simplificar la visualización de múltiples ondas. Las lecturas de las señales y los botones llevan el mismo color para ayudar a incrementar la productividad y evitar los errores de uso.

El programa WaveStarTM también está disponible para esta familia de osciloscopios y soporta la conexión en red del equipo. Esta aplicación, basada en el sistema operativo Windows, permite a los ingenieros y técnicos conectar, capturar e incorporar importantes datos de las ondas en los informes de trabajo o en los ficheros de datos, sin necesidad de programar nada. Esto simplifica enormemente la creciente necesidad de documentar los informes de diseño y reparación. Además, las ondas pueden ser analizadas por programas de otros fabricantes que funcionen en un ordenador personal (PC). El usuario también puede controlar el osciloscopio de forma remota mediante el programa WaveStar.

Finalmente, los TDS3000 soportan una amplia gama de sondas de medida, haciendo de esta familia de instrumentos una de las más versátiles herramientas de prueba y medida del mercado. Se pueden utilizar las sondas diferenciales con los TDS3000 cuando se trabaja con diseños digitales o con transductores. Los profesionales de la electrónica pueden utilizar las sondas de corrientes o las sondas de alto voltaje para examinar fuentes de alimentación, controladores de motores y sistemas electrónicos de potencia. Las sondas activas son ideales para adquirir señales de alta frecuencia o cuando se mide en circuitos de alta sensibilidad. Si las sondas incorporan la interfaz TekProbe II, el TDS3000 ajustará automáticamente la sensibilidad del canal, el acoplamiento y la impedancia apropiada para adaptarse a los requisitos de la sonda.

Rompiendo la barrera de precio/prestaciones: El precio de los TDS3000 es el último de los aspectos en los que estos osciloscopios fijan un nuevo nivel. Cabría esperar que los osciloscopios de fósforo digital con prestaciones avanzadas y gran flexibilidad lleguen a costar más que otros osciloscopios de la misma gama, pero es totalmente lo contrario, pues lo cierto es que los TDS3000 tienen un precio sensiblemente menor que otros osciloscopios con muchas menos prestaciones.

Una nueva era de osciloscopios para los nuevos retos de diseño: Extendiendo las ventajas de los osciloscopios de fósforo digital a la línea de osciloscopios de aplicaciones generales, Tektronix consigue solidificar esta nueva directriz en la arquitectura de los osciloscopios, proporcionando las prestaciones requeridas por los retos que surgen de los nuevos diseños en electrónica. Los TDS3000 con medidas en tiempo real y pantalla con trazas gradualmente intensificadas--además de las excepcionales prestaciones, facilidad de uso y accesibilidad--hacen inevitable que el osciloscopio pronto se convierta en la herramienta preferida por los ingenieros y técnicos en toda la industria de la electrónica.

(WebID: 2758), 30-ago-2004


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