Funcionamiento y Características Clave del Osciloscopio Digital

Prestaciones y Facilidades de los Osciloscopios Digitales

• Medida automática de valores de pico, máximos y mínimos de señal.
• Cálculo del Verdadero valor eficaz (RMS).
• Medida de flancos de la señal y otros intervalos de tiempo.
• Captura de transitorios.
• Cálculos avanzados como la FFT (Transformada Rápida de Fourier) para determinar el espectro de la señal.
• Incorporan un sistema adicional de proceso de datos que permite almacenar y visualizar la señal de forma digital.

Funcionamiento del Osciloscopio Digital

Cuando se conecta la sonda de un osciloscopio digital a un circuito, la sección vertical ajusta la amplitud de la señal de forma similar a un osciloscopio analógico. El conversor analógico-digital (ADC) del sistema de adquisición de datos muestrea la señal a intervalos de tiempo determinados y convierte la señal de voltaje continuo en una serie de valores digitales llamados muestras.

En la sección horizontal, una señal de reloj determina cuándo el conversor A/D toma una muestra. La frecuencia de este reloj se denomina velocidad de muestreo y se mide en muestras por segundo (Sa/s).

Métodos de Muestreo

A continuación, se explica cómo los osciloscopios digitales adquieren los puntos de muestreo. Para señales de lenta variación, los osciloscopios digitales pueden adquirir más puntos de los necesarios para reconstruir posteriormente la señal en la pantalla.

No obstante, para señales rápidas, el osciloscopio puede no ser capaz de adquirir muestras suficientes a la velocidad requerida, por lo que debe recurrir a una de las siguientes técnicas:

• Interpolación: Estimación de puntos intermedios de la señal basándose en los puntos adquiridos anterior y posterior.
• Muestreo en tiempo equivalente: Si la señal es repetitiva, es posible muestrear durante varios ciclos, adquiriendo puntos en diferentes partes de la señal en cada ciclo, para después reconstruir la forma de onda completa.

Muestreo en Tiempo Real con Interpolación

El método estándar de muestreo en los osciloscopios digitales es el muestreo en tiempo real: el osciloscopio adquiere suficientes puntos en una única adquisición como para reconstruir la señal. Para señales no repetitivas o la parte transitoria de una señal, este es el único método válido de muestreo.

Los osciloscopios utilizan la interpolación para poder visualizar señales que son más rápidas que su velocidad de muestreo máxima en tiempo real. Existen principalmente dos tipos de interpolación:

• Lineal: Simplemente conecta los puntos muestreados con líneas rectas.
• Senoidal (Sin(x)/x): Conecta los puntos muestreados con curvas según un proceso matemático. De esta forma, los puntos intermedios se calculan para rellenar los espacios entre los puntos reales de muestreo. Usando este proceso, es posible visualizar señales con gran precisión disponiendo de relativamente pocos puntos de muestreo.

Osciloscopio Digital

Osciloscopio Analógico