Revista del osciloscopio digital de señales mixtas RIGOL DS1102D (Parte 1)

12.03.2012

Saludos a todos los usuarios de la tienda virtual Toolboom. En la primera parte de este artículo queremos presentarle una descripción detallada del osciloscopio digital de señales mixtas con analizador digital RIGOL DS1102D.

Osciloscopio digital RIGOL DS1102D

Compañías-fabricantes de equipos de medición en primer lugar tratan de llamar nuestra atención con sus desarrollos de vanguardia con las características más avanzadas. Por lo general estos aparatos son muy costosos y están destinados para un reducido círculo de consumidores. Si bien es cierto que los esquemas electrónicos de alta velocidad que trabajan en gigahercios son bastante comunes hoy en día, la mayoría de los usuarios de osciloscopios digitales no necesitan equipos con el ancho de banda más de 100 MHz. En el futuro inmediato los aparatos de esta gama serán la base de todos los centros de servicio y su actualidad se mantendrá durante mucho tiempo.
En un corto lapso de tiempo la compañía china RIGOL se ha unido al grupo de líderes mundiales en fabricación de osciloscopios digitales. Éxito de sus desarrollos y calidad de equipos son impresionantes. Pero el mayor atractivo de los productos de esta marca son sus precios. Sin ceder lo más mínimo a los líderes mundiales en el mercado de osciloscopios tales como Agilent y Tektronix en calidad de sus equipos, la diferencia en los precios es impresionante.
En Abril de 2006 compañía RIGOL había anunciado el lanzamiento de una nueva seria de osciloscopios – DS1000. Meta, que pretendía alcanzar la compañía lanzando esta serie, era la creación de una gama de osciloscopios digitales de nivel básico que cubrieran al máximo la demanda  y tuvieran precios asequibles para la gran mayoría de los usuarios. Además se ofrecía la versión del osciloscopio digital con el analizador lógico de 16 canales integrado.
Ya se ha hablado bastante sobre los osciloscopios digitales y no hace falta repetirlo. Que es un osciloscopio, principios de su funcionamiento, datos técnicos generales, ámbitos de utilización – sobre todo esto usted puede leer en la página oficial de la compañía: rigol.com (en inglés).

Osciloscopios digitales de dos canales permiten revisar la fase de la señal de referencia en comparación con otra señal. Funcionamiento en el modo de deviación vertical y horizontal permite visualizar los procesos eléctricos. También hay que prestar atención a la posibilidad de sincronizar la señal investigada por las líneas o por el barrido.  

En esta reseña examinaremos detenidamente el Osciloscopio digital de señales mixtas RIGOL DS1102D. El osciloscopio está diseñado para efectuar algunas mediciones más específicas. Para obtener los resultados requeridos posee el ancho de banda de frecuencias hasta 100 MHz, permite detectar los efectos no periódicos o eventuales, efectúa las mediciones automáticas, funciones matemáticas y muchas otras. Además, para guardar los resultados de mediciones el osciloscopio digital RIGOL DS1102D puede ser conectado a la impresora o al ordenador.

Osciloscopio digital RIGOL DS1102D
Osciloscopio digital de señales mixtas con analizador digital RIGOL DS1102D

Datos técnicos del osciloscopio digital   RIGOL DS1102D

Ancho de banda

100 MHz

Frecuencia de muestreo en tiempo real

1 GS/s

Frecuencia de muestreo en tiempo equivalente

25 GSa/s

Tiempo de subida

3.5 ns

Impedancia de entrada

1 M Ω ±2%

Tiempo de barrido horizontal

1 ns/div – 50 s/div

Pantalla

5.6"TFT (64K, Color LCD), 320×234

Canales

Dos canales + Disparador externo

Memoria

1 Mpts/canal

Sensibilidad vertical

2 mV/div – 10 V/div

Resolución vertical

8 bit

Entrada(A1 y A2)

DC, AC, GND

Tipos de disparo

Frontal (Edge), Video, Longitud de impulso (Pulse Width), Retraso (Slope), Alternativo

Modos de disparo

Automático, Normal, Sencillo

Precisión de mediciones de intervalos de tiempo

±0.01%

Voltaje de entrada máximo

400 V (DC + AC pico, 1 M Ω impedancia de entrada 10X), 5 V (Vp-p, 50 W impedancia de entrada, BNC)

Funciones matemáticas

Suma, Resta, Multiplicación, División, FFT

Mediciones automáticas

Vpp, Vamp, Vmax, Vmin, Vtop, Vbase, Vavg, Vrms, Expulsión positiva (Vover), Expulsión negativa (Vpre), Frecuencia, Periodo, Subida, Bajada, Longitud positiva (+Width), Longitud negativa (-Width), Coeficiente de llenado positivo (+Duty), Coeficiente de llenado negativo (-Duty), Retraso

Modos de mediciones de cursor

Manual, Rastreo y Automático

Almacenamiento

10 oscilogramas y 10 ajustes

Alimentación

100–240 V, 40–440 Hz. CAT II. / 50 W Max.

Peso

2.4 kg

Particularidades del osciloscopio digital RIGOL DS1102D

Frecuencia de muestreo del osciloscopio digital RIGOL DS1102D

La gran ventaja del osciloscopio digital RIGOL DS1102D es el balance óptimo entre la frecuencia de muestreo y el ancho de banda. A la frecuencia de muestreo 400 MSa/s le corresponde el ancho de banda de 100MHz. Normalmente el primer valor debe ser dos veces mayor que el segundo, y por más grande que sea la diferencia, es mejor. No todos los fabricantes de equipos económicos garantizan el cumplimiento de esta proporción importante. En caso de omitir esta condición aparecerán los errores en representación de señal después de su interpolación, ya que en la entrada ADC aparecerán las señales de mayor frecuencia. 

Memoria del osciloscopio digital RIGOL DS1102D

Otro parámetro importante del osciloscopio digital es capacidad de su memoria. Osciloscopio de dos canales RIGOL DS1102D posee la memoria UltraZoom con capacidad de 1 millón de puntos por cada canal. En caso de funcionamiento de dos canales simultáneamente esta se divide uniformemente entre los dos y garantiza comodidad en el trabajo y posibilidad de analizar detalladamente las señales compuestas. Tan alta capacidad de memoria del osciloscopio RIGOL DS1102D no influye en la velocidad de su funcionamiento.

Detección de señales degeneradas

Osciloscopios digitales económicos a pesar de tener muchas ventajas ante los analógicos aun no pueden reemplazarlos del todo. Muchas veces ellos no son capaces de reflejar correctamente las señales de formas complejas, por ejemplo las señales de video. En la gran mayoría de los osciloscopios digitales económicos el brillo del punto del oscilograma representado no depende de la probabilidad de existencia de señales en este punto, por lo tanto ellos no sirven para detectar las señales degeneradas. Compañía RIGOL ha subsanado esta falla en los osciloscopios digitales de la serie DS1000. Para alcanzar la visualización óptima de señal el osciloscopio digital RIGOL DS1102D ofrece posibilidad adicional de ajustar el brillo del rayo.

Nivel de sincronización ajustable

Nivel de sincronización ajustable permite limitar la influencia de los ruidos sobre estabilidad de barrido. En el osciloscopio RIGOL DS1102D la sensibilidad umbral de sincronización se determina por el usuario dentro del diapasón de 0,1 a 1,0 de división de escala. Gracias al modo alterno de barrido el osciloscopio digital RIGOL DS1102D permite visualizar en la pantalla simultáneamente dos señales no sincronizadas.

Interface USB del osciloscopio digital RIGOL DS1102D

Osciloscopio digital de dos canales RIGOL DS1102D posee una interface USB avanzada que brinda al usuario todas las posibilidades USB, necesarias para el funcionamiento óptimo:

  • Puerto USB en el panel posterior permite conectarlo al ordenador para leer los datos a analizar y también manejar los modos de funcionamiento del osciloscopio.

  • Puerto USB en el panel frontal permite conectar las memorias flash para grabar los oscilogramas o transmitirlos a la impresora.

El Administrador de archivos del osciloscopio digital RIGOL DS1102D es compatible con el sistema de archivos estándar FAT o FAT32.

Digitalización de la señal entrante

Osciloscopio digital RIGOL DS1102D tiene dos modos de digitalización de las señales (a elección del usuario):

  • en modo del tiempo real
  • en modo del tiempo equivalente

Filtro Pass/Fail integrado en el osciloscopio digital RIGOL DS1102D junto con el editor de máscaras permiten registrar fácilmente las desviaciones de la señal del valor prescrito, mientras que el optoacoplador galvánico Pass/Fail de salida garantiza buen nivel de defensa contra las interferencias industriales y facilidad de conexión a los dispositivos de mando. Osciloscopio digital RIGOL DS1102D graba a la memoria hasta 1000 capturas de señal. Esta grabación puede ser activada por la señal Pass/Fail, asegurando de esta manera registración automática de todas las señales anormales sin intervención del usuario.

Modos del osciloscopio digital RIGOL DS1102D

MANEJO DEL OSCILOSCOPIO DIGITAL DE DOS CANALES RIGOL DS1102D

Los botones y teclas en el panel de controles del  osciloscopio digital RIGOL DS1102Destán divididos en zonas según su destinación. Para facilitar el manejo todos ellos están marcados. El botón activado permanece iluminado. Al oprimir alguna tecla por más de 3 segundos en la pantalla aparece una nota sobre la función ejecutada (en inglés o en chino).

Las señales analógicas pueden ser visualizadas en la pantalla una por una o ambas a la vez. Para cada una de estas señales se visualiza la información sobre la escala de amplitud y la escala general del periodo, además el tiempo de desfase del momento de disparo. El aparato permite grabar la señal en la memoria, detener y proyectarla en la pantalla y determinar sus parámetros. También hay posibilidad de ajustar la imagen en la pantalla para almacenar en la memoria la captura de pantalla en el formato *.bmp.

Ajuste del barrido por el eje de tiempo se ejecuta en paralelo para ambos canales. Es posible acotar el volumen de la señal por ambos canales separadamente.

Modo de analizador digital

Analizador lógico RIGOL DS1102D
Analizador lógico
Analizador lógico RIGOL DS1102DCable para analizador lógico

Unidad de señales lógicas representa un módulo que se conecta por un lado a través del cable flex a la entrada del analizador digital, y por otro lado a los puntos de control del esquema electrónico.

Sonda para los contactos del analizador digital tiene un agarre que sale al presionar. Todas las entradas están numeradas de 0 a 15.

Analizador digital de 16 canales permite proyectar en la pantalla de 1 a 16 señales simultáneamente.  

Esto permite controlar las señales de entrada y salida de esquemas electrónicos de manera simultanea,  chequear y ajustar los esquemas electrónicos provistos de microcontroladores de 8 o 16 bits, procesadores de señales digitales,  PLD, ADC, DAC. Es una opción muy practica cuando se trata de entender el modo de funcionamiento de un dispositivo digital desconocido o de revisar un circuito electrónico dañado.

En el modo de analizador digital (LA) se puede emplear cualquier cantidad de entradas. En todo momento es posible conectar o desconectar los canales necesarios mediante el software, así como desplazarlos en la pantalla uno respecto al otro.

Osciloscopio digital RIGOL DS1102D está provisto del software Ultrascope. Con ayuda de este programa es posible proyectar la imagen de la pantalla del osciloscopio y parámetros de las señales en la pantalla del ordenador. Prácticamente son las mismas opciones que tiene el osciloscopio,  sino que el programa mencionado facilita notablemente el proceso de almacenamiento en el ordenador.   

Como podemos ver, la barra de herramientas en la pantalla del ordenador es la misma que en el osciloscopio. Después de conectar el osciloscopio con el ordenador el manejo se efectuará únicamente mediante este último.

Modo de mediciones analógicas

Sondas del osciloscopio digital RIGOL DS1102D

Sondas del osciloscopio digital RIGOL DS1102D
Sondas del osciloscopio digital

Todos los cables para medición deben estar completamente aislados y sus bornes deben estar en el perfecto estado.  Osciloscopio digital de dos canales RIGOL DS1102D esta equipado con dos sondas con el cabezal divisor 10:1. Para reproducción exacta de procesos analizados en el osciloscopio digital  RIGOL DS1102D se utilizan las sondas con el ancho de banda no inferior a 100 MHz.

Las sondas para medición deben estar regladas con la entrada del osciloscopio. Osciloscopio digital de dos canales RIGOL DS1102D está provisto del generador de señales rectangulares calibradas con frecuencia 1 KHz y amplitud 300 mV. Al conectar la sonda a la salida del generador ajuste de sensibilidad del osciloscopio se efectúa de tal modo, para que haya posibilidad de medir correctamente la amplitud de la señal del generador.  Supervisión de los frentes y niveles de señal rectangular proyectada en la pantalla permitirá verificar las características de frecuencia de la sonda. En caso de surgir las dudas respecto al funcionamiento correcto de la sonda esta simple operación permite además comprobar su buen estado: en este caso la señal rectangular del generador integrado ya no aparecerá en la pantalla.

En caso cuando es necesario lograr la proyección más exacta del meandro sobre la pantalla del osciloscopio digital,  con ayuda de un destornillador plástico u otra herramienta no metálica se ajusta el condensador de ajuste de la tienta.

Comprobación de forma de la señal en el oscilograma

Compensación excesiva Compensación correcta Compensación insuficiente
Compensación excesiva Compensación correcta Compensación insuficiente

Destornillador para ajustar la sonda
Destornillador para ajustar la sonda

Sondas del osciloscopio digital RIGOL DS1102D vienen con prolongadores:

Punta con lanza
Punta con lanza
Punta con lanza
Prolongador con bordes
Prolongador con bordes
Prolongador-resorte para los esquemas de precisión
Prolongador-resorte para los esquemas de precisión
Aguja de repuesto para sonda
Aguja de repuesto para sonda
Anillos de colores para sondas
Anillos de colores para sondas

Sergiy Safoniuk,
Especialista técnico de la tienda virtual Toolboom

Segunda parte de la revista del osciloscopio digital de señales mixtas RIGOL DS1102D

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