Ventajas y limitaciones de los osciloscopios digitales

Introducción
Con sus funciones sofisticadas e interfaces intuitivas, los osciloscopios digitales han transformado por completo el mundo de la medición electrónica. El uso de estos instrumentos tiene muchas ventajas en comparación con sus predecesores analógicos, pero también hay algunos inconvenientes a tener en cuenta.

Los beneficios e inconvenientes de osciloscopios digitales será discutido en este artículo. Para elegir el osciloscopio apropiado para una aplicación dada y para garantizar un análisis preciso de la señal, es esencial comprender estos criterios.

Ventajas de los osciloscopios digitales:
Exactitud y precisión de medición
En una comparación cara a cara entre osciloscopios digitales y analógicos, es muy evidente que los osciloscopios digitales ofrecen mediciones que son más exactas y precisas. Antes de que se entreguen los datos de forma de onda, el procedimiento de digitalización los limpia de cualquier ruido y distorsión indeseables que puedan haber estado allí.

La alta resolución del ADC hace que sea posible realizar mediciones precisas tanto de voltaje como de tiempo, lo que, a su vez, hace posible realizar un análisis y una caracterización correctos de la forma de onda.

Procesamiento y análisis de señales
En comparación con los osciloscopios analógicos, osciloscopios digitales son capaces de procesamiento y análisis de señales más avanzados. Todas estas operaciones matemáticas, como la Transformada Rápida de Fourier (FFT), que se utiliza para el análisis del dominio de la frecuencia; funciones matemáticas de forma de onda, que se utilizan para realizar operaciones matemáticas en formas de onda; mayores opciones de activación, que se utilizan para capturar ciertas ocurrencias; todos estos son ejemplos de funciones matemáticas que estos instrumentos pueden realizar.

Las capacidades integradas de medición y análisis de los osciloscopios digitales a menudo incluyen mediciones como voltaje pico a pico, frecuencia, tiempo de subida y ancho de pulso. Estas medidas simplifican el manejo incluso de las tareas de análisis de señales más difíciles.

Almacenamiento y recuperación de datos de forma de onda
Una de las características más útiles de los osciloscopios digitales es su capacidad para registrar y reproducir formas de onda. Los osciloscopios digitales suelen tener una memoria interna o una opción de almacenamiento externo. Esto permite a los usuarios guardar formas de onda para su posterior análisis o referencia. Cuando se trabaja con señales que son complejas o intermitentes, tener la capacidad de capturar y analizar formas de onda que se perderían solo con la observación en tiempo real es una habilidad muy útil.

Pantalla e interfaz de usuario flexibles
Hay una amplia variedad de opciones de visualización disponibles en los osciloscopios digitales, y también son bastante fáciles de operar. La forma de onda se puede mover, panoramizar y hacer zoom fácilmente para concentrarse en ciertos aspectos de los datos.

La gran mayoría de los de hoy osciloscopios digitales están equipados con pantallas táctiles fáciles de usar e interfaces de usuario basadas en menús, que facilitan la realización de ajustes en la configuración del instrumento. La versatilidad y facilidad de uso del sistema contribuyen a una mejora en la productividad así como a una simplificación del proceso de medición.

Conectividad y uso compartido de datos
USB, Ethernet y Wi-Fi son solo algunos ejemplos de los conectores populares que se pueden encontrar en los osciloscopios digitales actuales. Estas conexiones simplifican el envío y la recepción de datos y permiten el control remoto.

La información contenida en una forma de onda se puede exportar a una computadora, donde se puede estudiar o compartir con otros empleados o clientes. Debido a las capacidades de integración de software de esta conectividad, los procesos de medición pueden automatizarse y personalizarse para satisfacer una variedad de necesidades.

Limitaciones de los osciloscopios digitales:
Limitación de ancho de banda
El ancho de banda de los osciloscopios digitales impone una restricción en el nivel de precisión con el que pueden medir señales que operan a altas frecuencias. El ancho de banda de los osciloscopios digitales está restringido por la interfaz analógica y la frecuencia de muestreo de los instrumentos.

El ancho de banda de un osciloscopio es lo que afecta qué tan bien puede capturar y mostrar varias señales de interés. Además, existe la posibilidad de que el ancho de banda efectivo disminuya si se utilizan canales adicionales o métodos de procesamiento de señales más complejos.

Aliasing y tasa de muestreo
Aparecerá un alias en la pantalla de la señal producida por un osciloscopio digital si la tasa de muestreo es demasiado baja. El aliasing se produce a frecuencias más altas. De acuerdo con el teorema de muestreo de Nyquist-Shannon, la tasa de muestreo debe ser el doble que el componente de frecuencia más alta que se está analizando.

En el caso de que no se cumpla este criterio, la forma de onda reconstruida puede ser incorrecta, lo que daría como resultado que las mediciones no se realicen correctamente. Los efectos de aliasing son algo que se puede prevenir prestando mucha atención a la frecuencia de muestreo.

Fidelidad de señal y artefactos analógicos
Cuándo osciloscopios digitales digitalizar señales analógicas, existe la posibilidad de que se pierda parte de la integridad de la señal. Durante el proceso de digitalización, se establecen ruidos de cuantificación y limitaciones en la capacidad de mostrar formas de onda analógicas continuas. Estas limitaciones pueden ser problemáticas.

Debido a esto, los osciloscopios digitales tienen el potencial de exhibir artefactos como fluctuaciones, distorsión de borde y resolución vertical limitada. Cuando se analizan señales de bajo nivel o señales digitales de alta velocidad con transiciones de borde rápidas, estas distorsiones pueden causar que la precisión y la fidelidad de las formas de onda medidas sufran, lo que hace que la evaluación sea menos confiable.

Rango dinámico limitado
En comparación con sus contrapartes analógicas, los osciloscopios digitales tienen un rango dinámico más estrecho. La medida en que la amplitud de una señal puede capturarse y mostrarse correctamente se denomina rango dinámico del sistema.

Los osciloscopios digitales tienen la ventaja de tener una gran resolución vertical, pero es posible que no puedan manejar señales muy potentes. LISUN cuenta con los mejores osciloscopios digitales del mercado.

Si se excede el rango de voltaje de entrada del osciloscopio, existe la posibilidad de que la señal se recorte o se distorsione. Si elige un osciloscopio que tenga un rango de entrada adecuado, puede evitar cometer errores de medición causados ​​por ir más allá del rango dinámico.

Cost
Osciloscopios digitales, en comparación con sus predecesores analógicos, a menudo tienen un precio de compra inicial más alto. Las elaboradas interfaces de usuario, el procesamiento avanzado de señales digitales y la rápida digitalización son factores que contribuyen al alto precio.

Además, el precio de los osciloscopios digitales puede variar sustancialmente según las especificaciones requeridas y los niveles de rendimiento, especialmente a medida que avanza la tecnología y se ponen a disposición nuevas funciones. Al elegir entre osciloscopios digitales y analógicos, es esencial tener en cuenta los requisitos de medición específicos además de las limitaciones presupuestarias.

Curva de aprendizaje
Los osciloscopios digitales, en comparación con sus predecesores analógicos, pueden tener una curva de aprendizaje más difícil de navegar. Los osciloscopios digitales vienen con una abrumadora cantidad de capacidades, configuraciones y opciones de medición, lo que puede dificultar su comprensión para los usuarios primerizos.

Aprender a utilizar las amplias capacidades de análisis de señales, navegar por los menús y configurar las complejas opciones de activación puede requerir más tiempo y esfuerzo de lo previsto. Los osciloscopios digitales están equipados con capacidades complejas; sin embargo, solo aquellos con conocimientos previos pueden utilizarlos correctamente.

Conclusión
La precisión de la medición, el procesamiento de la señal, la capacidad de almacenamiento y la facilidad de uso son solo algunos de los muchos puntos fuertes de osciloscopios digitales. Estas herramientas brindan análisis exactos de formas de onda, procesamiento de señales sofisticado y posibilidades de compartir datos. Sin embargo, no deben pasarse por alto los inconvenientes de los osciloscopios digitales.

Estos incluyen el ancho de banda limitado de los dispositivos, los efectos de aliasing, la calidad de la señal, el rango dinámico, el precio y la curva de aprendizaje para sus capacidades más complejas. Al considerar estos pros y contras, los usuarios pueden hacer selecciones informadas sobre qué osciloscopio proporcionará las mediciones más útiles y el análisis de señales más confiable.

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