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Osciloscopios de alta definición: análisis de señales con resolución vertical de 16 bitsEl modo de alta definición eleva la resolución vertical de los osciloscopios R&S®RTO y R&S®RTE hasta los

16 bits, lo que equivale a una resolución 256 veces mayor que con los 8 bits del modo estándar. Las formas

de onda se representan con mayor nitidez y muestran detalles que en otros casos quedan ocultos por el

ruido. Para el usuario, esto se traduce en resultados de análisis todavía más precisos.

Mayor resolución para medir con precisión amplitudes de señal pequeñasAlta definición (high definition, HD) es una característica de los osciloscopios R&S®RTO y R&S®RTE (fig. 1) que los hace idóneos para aplicaciones en las que se requiere alta reso-lución vertical. Este es el caso cuando deben analizarse en detalle pequeños componentes de voltaje y cuando la señal presenta al mismo tiempo partes con alto voltaje, por ejem-plo cuando se miden fuentes de alimentación conmutadas en las que deben determinarse los voltajes a través del tran-sistor de conmutación en estado conectado y desconectado durante una misma adquisición. Puesto que la diferencia de voltaje puede ser de varios cientos de voltios, para medir los voltajes pequeños de forma exacta se requiere una resolución

Fig. 1: Más detalles con resolución vertical de hasta 16 bits: las opciones de software de alta definición R&S®RTO-K17 y R&S®RTE-K17 aportan una reso-

lución vertical de los osciloscopios 256 veces mayor.

R&S®RTOFiltro ResoluciónDesactivado 8 bits

1 GHz 10 bits

500 MHz 12 bits

300 MHz 12 bits

200 MHz 13 bits

100 MHz 14 bits

50 MHz hasta 10 kHz 16 bits

R&S®RTEFiltro ResoluciónDesactivado 8 bits

500 MHz 10 bits

300 MHz 11 bits

200 MHz 12 bits

100 MHz 13 bits

50 MHz 14 bits

30 MHz hasta 10 kHz 16 bits

Fig. 2: Resolución vertical en función del ancho de banda del filtro.

superior a 8 bits. Otro ejemplo son las señales de amplitud modulada con un índice de modulación bajo, como suelen darse en las aplicaciones de radar.

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Ruido del osciloscopio ¸RTO1044

Redu

cció

n de

ruid

o100 mV

10 mV

1 mV

100 μV

10 μV

1 μV100 kHz

Ruid

o RM

S

Ancho de banda de filtro

1 MHz 10 MHz 100 MHz 1 GHz 10 GHz

10 mV/Div1 mV/Div

100 mV/Div

1 V/Div

Fig. 3: Ruido del osciloscopio R&S®RTO1044 (modelo de 4 GHz) en fun-

ción del ancho de banda de filtro establecido en la opción R&S®RTO-K17

HIGH DEFINITION. Gracias a la reducción del ruido aumenta la relación

señal/ruido, con lo que se consigue una resolución mayor.

Resolución vertical de 16 bits en el modo HDLas opciones de alta definición R&S®RTO-K17 y R&S®RTE-K17 elevan la resolución vertical de los osciloscopios Rohde & Schwarz hasta 16 bits a través de un filtrado de paso bajo digital de la señal después del convertidor A/D. El filtrado reduce la potencia de ruido, la relación señal/ruido aumenta e incrementa la resolución (fig. 3). El ancho de banda del fil-tro de paso bajo se puede adaptar de forma flexible de 10 kHz hasta 1 GHz a la característica de la señal en cuestión. Cuanto menor es el ancho de banda del filtro, mayor es la resolución o la supresión de ruido (fig. 2).

La mayor resolución permite representar con mayor detalle las formas de onda, revelando detalles de la señal que de lo contrario quedarían ocultos por el ruido (fig. 4). Para poder analizar estas señales a fondo, la sensibilidad de entrada de los osciloscopios se eleva a 500 μV/div. Gracias a las etapas de entrada de bajo ruido y al convertidor de alta precisión A/D de un solo núcleo, la exactitud y la dinámica de medición de los osciloscopios R&S®RTO y R&S®RTE son excelentes. Acti-vando el modo HD, el usuario obtiene resultados de medición todavía más precisos.

Fig. 4: Zoom de la punta de una onda sinusoidal (a la

izquierda), en donde el modo HD no está activado. En la ven-

tana de zoom se reconocen únicamente etapas de cuantifi-

cación.

Arriba: Tras activar el modo HD se aprecia en el zoom que la

onda sinusoidal está superpuesta por una señal sinusoidal

con una amplitud muy pequeña.

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Fig. 5: La alta sensibi-

lidad del disparo digi-

tal permite, como en

este ejemplo, realizar

un disparo en una

oscilación parásita de

la señal con menos

de 9 mV. En una

escala vertical de

140 mV/div, esto equi-

vale a apenas una

fracción de un ráster

de pantalla.

En comparación con el tipo de decimación de alta resolución, que también ofrecen los osciloscopios Rohde & Schwarz, el modo HD ofrece ventajas decisivas: gracias al filtrado de paso bajo explícito, el usuario sabe en todo momento con exacti-tud qué ancho de banda de la señal está disponible, y por lo tanto no se producen efectos de aliasing inesperados. Puesto que el modo HD no se basa en la decimación, el aumento de la resolución no conlleva una reducción de la velocidad de muestreo. Con el modo HD activado se dispone siempre de toda la velocidad de muestreo, lo que garantiza la mejor reso-lución temporal posible y alto grado de detalle. Además, en el modo HD es posible disparar en las señales con mayor reso-lución, mientras que en alta resolución la decimación se efec-túa después del disparo.

Disparo en tiempo real en detalles de señal mínimosLa posibilidad de realizar un disparo incluso en los más míni-mos detalles visibles en el modo HD para su análisis más minucioso depende en gran parte de la capacidad del sistema de disparo. El sistema de disparo digital de Rohde & Schwarz

ofrece la sensibilidad necesaria para procesar la señal en alta resolución. Cada una de las muestras adquiridas con una resolución de hasta 16 bits se verifica con respecto a la con-dición de disparo y puede provocar un disparo. De este modo, los osciloscopios son capaces de disparar incluso en las amplitudes más pequeñas y aislar los eventos de señal rele-vantes (fig. 5).

Alta velocidad de adquisición y funciones completas para obtener resultados rápidosLa activación del modo HD no afecta ni la velocidad ni las posibilidades de medición: el filtrado de paso bajo, que hace posible el aumento de la resolución y la supresión del ruido, se ejecuta en tiempo real en el ASIC de los osciloscopios. Así pues, se mantiene la alta velocidad de adquisición y de pro-cesamiento, el osciloscopio sigue operando con agilidad y los resultados de medición se obtienen con rapidez. Al mismo tiempo, el usuario dispone de la gama completa de herra-mientas de análisis, como mediciones automáticas, análisis FFT y modo de historial.

Sylvia Reitz

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