Exploración de los diferentes tipos de sondas utilizadas con los osciloscopios digitales

Introducción
Digital osciloscopios son equipos imprescindibles para toda situación en la que sea necesario analizar y medir señales eléctricas. Si elige la sonda adecuada para sus propósitos, puede estar seguro de que los resultados de sus mediciones serán precisos y confiables. Sin sondas, no es factible capturar señales del dispositivo bajo prueba (DUT) y transferirlas al osciloscopio.

En esta sección, vamos a echar un vistazo a las diversas sondas que son compatibles con los osciloscopios digitales. Es esencial tener una sólida comprensión de los atributos, ventajas y desventajas de cada forma de sonda disponible antes de seleccionar una sonda que satisfaga sus necesidades de medición. Esto se debe a que hay muchos tipos de sondas.

Sondas pasivas
Debido a que las sondas pasivas son muy asequibles y fáciles de usar, son la forma de sonda que se usa con más frecuencia. El cable coaxial y un divisor de voltaje resistivo son los dos componentes que componen cada sonda.

Debido a que las sondas pasivas no dependen del tipo de señal que se envía, se pueden usar para realizar cualquier tipo de medición con facilidad. El ancho de banda de este tipo de dispositivos suele oscilar entre varios cientos y varios gigahercios.

Las sondas pasivas brindan una serie de ventajas, las más notables son su bajo costo y simplicidad. Tienen un funcionamiento sencillo y no requieren ninguna fuente de alimentación adicional. Sin embargo, las sondas pasivas no están exentas de inconvenientes y restricciones.

Al cargar el circuito que se está probando, su mayor capacitancia de entrada tiene el potencial de inducir distorsión en el valor medido, lo que es más probable que ocurra a frecuencias más altas. Además, dado que sus cables de tierra son más largos, existe la posibilidad de que puedan contribuir con ruido adicional a la medición.

Sondas activas
El rendimiento mejorado y la impedancia de entrada reducida son dos beneficios que las sondas activas brindan a las aplicaciones de alta frecuencia que son muy útiles. Debido a que el cabezal de la sonda tiene componentes electrónicos activos, el efecto de carga capacitiva puede reducirse y, como resultado, hay mucho menos ruido.

Las sondas activas suelen tener un ancho de banda mayor que el de las sondas pasivas. El ancho de banda de la sonda activa puede oscilar entre varios cientos de megahercios y varios gigahercios.

Una de las ventajas clave de las sondas activas es su alta impedancia de entrada, que disminuye la influencia de carga en el circuito que se está monitoreando.

Esta ventaja se puede encontrar en las sondas activas. Además de esto, tienen un menor nivel de ruido de fondo y una mejor calidad de señal. Las sondas activas, por otro lado, a menudo necesitan una fuente de energía adicional y se venden a un precio mayor que las sondas pasivas.

Sondas de corriente
Las sondas de corriente están diseñadas específicamente para medir corriente alterna, como sugiere el nombre de la herramienta. Se utilizan en situaciones en las que no es factible establecer una conexión directa con el circuito, o cuando es necesario medir la corriente sin causar ninguna interrupción en el circuito. La configuración de una sonda de corriente es lo que define si su funcionamiento es activo o pasivo.

La generación de un campo magnético permite medir la corriente mediante sondas pasivas. No dañarán nada y no pondrán sus manos en el circuito en sí. Como resultado de su respuesta de frecuencia limitada, las sondas de corriente pasivas a menudo solo brindan resultados precisos para pruebas a bajas frecuencias.

Un sensor de corriente y componentes de amplificación eléctrica están incluidos dentro de los cabezales de las sondas de corriente activa.

Debido a su mayor ancho de banda y mayor sensibilidad, las sondas activas son más adecuadas para monitorear corrientes de alta frecuencia que las sondas pasivas. Esto se debe a que las sondas activas son más precisas. Las sondas de corriente activa a menudo incluyen funciones como ganancia variable y filtrado como tarifa estándar.

Sondas diferenciales
Se puede usar una sonda diferencial para medir el voltaje en dos puntos cualesquiera de un circuito, independientemente de su ubicación. Con su ayuda, se pueden investigar temas como el ruido, el rechazo de modo común y la señalización diferencial en sistemas balanceados.

Las sondas diferenciales están equipadas con dos entradas que se pueden utilizar para vincular las ubicaciones de los puntos de interés objetivo.

Debido a la fuerte relación de rechazo de modo común (CMRR) de las sondas diferenciales, es factible realizar mediciones con un bajo nivel de ruido e interferencia. LISUN ofrece los mejores osciloscopios del mercado.

Algunos ejemplos de aplicaciones populares incluyen análisis de accionamiento de motores, pruebas de automóviles y pruebas de electrónica de potencia. Hay dos tipos de sondas diferenciales: pasivas y activas, y cada una tiene sus características únicas de sensibilidad de voltaje y ancho de banda.

Sondas de alto voltaje
Para medir señales de alto voltaje de manera segura, se requiere un aparato especializado, como una sonda de alto voltaje. Estas sondas son una necesidad absoluta para cualquier aplicación que involucre voltajes que estén fuera del rango de entrada de las sondas de osciloscopio estándar.

Algunos ejemplos de tales aplicaciones son la electrónica de potencia de alto voltaje y los sistemas de distribución eléctrica. Las sondas de alto voltaje pueden ser pasivas o activas, según las preferencias del usuario.

Las sondas pasivas de alto voltaje utilizan divisores de voltaje resistivos para reducir el voltaje muy alto a un nivel compatible con un osciloscopio. En la mayoría de los casos, pueden funcionar correctamente con voltajes que van desde unos pocos cientos hasta varios miles de voltios. Las mediciones de alto voltaje que se toman con una sonda pasiva son fáciles de hacer y se pueden usar en cualquier contexto.

Un cabezal de sonda de un probador de alto voltaje activo generalmente tendrá un divisor de voltaje activo incorporado. Como consecuencia directa de esto, la respuesta de frecuencia y la precisión podrían mejorarse en comparación con las sondas pasivas. Las sondas activas de alto voltaje a menudo vienen equipadas con una variedad de funciones, como relaciones de atenuación configurables y configuraciones de ancho de banda personalizables.

Sondas especializadas
Las sondas de uso general mencionadas anteriormente son solo la punta del iceberg cuando se trata de la variedad de sondas disponibles para su uso en diversos contextos de medición. Algunas ilustraciones son:

Sondas activas diferenciales: estos sensores están optimizados para mediciones de señales diferenciales a altas frecuencias. Las aplicaciones como las transferencias de datos de alta velocidad y el procesamiento de señales diferenciales pueden aprovechar su bajo nivel de ruido y su excelente rechazo de modo común.

Sondas de analizador lógico: para examinar señales digitales, osciloscopios emparejar con sondas de analizador lógico. Las formas de onda digitales pueden capturarse y analizarse con su ayuda, y también brindan opciones sofisticadas de activación y decodificación. Si necesita solucionar problemas de circuitos digitales, protocolos o sistemas integrados, necesita una sonda de analizador lógico.

Sondas de fibra óptica: Para medir señales ópticas se utilizan sondas de fibra óptica. Para analizar señales de ondas de luz con precisión en campos tan diversos como las telecomunicaciones, las comunicaciones de fibra óptica y las redes ópticas, tienen una conexión de fibra óptica que se conecta al osciloscopio.

Sondas de temperatura: La sonda de temperatura es una sonda especializada para tomar lecturas de temperatura. Los termopares o detectores de temperatura de resistencia (RTD) son sensores de temperatura comunes que se encuentran en estas sondas. Permiten monitorear y medir temperaturas en circuitos eléctricos y electrónicos y sistemas de distribución de energía y software de gestión térmica.

Conclusión
La precisión y confiabilidad de sus mediciones dependerán de la sonda que elija para digital. osciloscopios. Mientras que las sondas pasivas son menos costosas y se pueden usar para una variedad de propósitos, las sondas activas brindan un rendimiento superior, especialmente cuando se mide a altas frecuencias.

Los requisitos de medición específicos se pueden cumplir mediante el uso de una sonda de corriente, una sonda diferencial o una sonda de alto voltaje. Además, las sondas especializadas, como las diseñadas para usarse con un analizador lógico, un cable de fibra óptica o un medidor de temperatura, brindan una funcionalidad aún más sofisticada. Puede elegir la sonda ideal para sus necesidades de medición conociendo sus características y cómo se puede utilizar.

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