Multímetro digital frente al osciloscopio

¿Cuál es la diferencia entre un multímetro digital y un osciloscopio?

Si se comparan los diagramas de alto nivel, puede verse que ambos instrumentos incorporan un convertidor analógico-digital (convertidor A/D). Frente al convertidor A/D se encuentran circuitos de acondicionamiento analógico, principalmente una etapa de atenuación. Aunque existen varias diferencias fundamentales entre los dos instrumentos, cada uno de ellos tiene un bloque clave que diferencia y determina sus aplicaciones.

El diagrama de bloques del multímetro presenta bloques adicionales, que incluyen una fuente de corriente. En algunos modos de medida del multímetro digital se utiliza esta fuente de corriente. Por ejemplo, el modo de resistencia emplea esta fuente para generar una corriente conocida a través de una resistencia shunt y un resistor bajo prueba. Puesto que el multímetro digital conoce la cantidad de corriente y el valor de la resistencia shunt, puede utilizar la ley de Ohm para determinar el valor de resistencia del resistor bajo prueba.

El osciloscopio no dispone de este bloque, de modo que un osciloscopio no puede medir resistencia por sí mismo. Sin embargo, el osciloscopio dispone de un controlador de memoria y de una memoria para almacenar muestras del convertidor A/D. Esta memoria intermedia permite capturar con un osciloscopio suficiente información para visualizar formas de onda.

Asimismo, los osciloscopios cuentan con sofisticados sistemas de disparo que facilitan la captura de todo tipo de condiciones de la señal. Por ejemplo, un osciloscopio puede actualizar solamente cuando una duración de pulso infringe un determinado ancho (o tiempo). Los multímetros digitales para la instalación en un banco de pruebas, por otra parte, pueden incluir una entrada de disparo, pero se trata de una señal simple de arranque/parada.

Los multímetros digitales y osciloscopios tienen también diferentes mecanismos de sondeo, como puede apreciarse en sus paneles frontales.

Los multímetros digitales tienen por norma general conectores tipo banana de 4 mm, que admiten diversos cables o sondas de prueba de baja frecuencia. El cable de prueba más habitual tiene una cubierta de silicona, con el conector de 4 mm en un extremo y una punta metálica fina en el otro. Estos cables de prueba resultan útiles para medidas sobre la marcha y rápidas.

El panel frontal de un osciloscopio tiene generalmente un conector de tipo BNC. Estos conectores admiten muchos tipos de sondas diferentes, que en su mayoría miden tensión. Casi todos los osciloscopios se suministran con sondas de tensión pasivas apropiadas para una amplia gama de medidas de diversa finalidad. También existen sondas que utilizan sensores para medir otras magnitudes eléctricas. Por ejemplo, una sonda con un sensor de efecto Hall convierte el campo electromagnético de un cable a tensión, lo que permite medir corriente con el osciloscopio.

El cableado directo es una opción tanto para multímetros digitales como para osciloscopios. Por ejemplo, si se emplea un elemento de fijación, puede incorporar conectores de 4 mm o BNC (u otros conectores coaxiales). El elemento de fijación se puede conectar al multímetro digital o al osciloscopio utilizando un cable con conectores compatibles.

¿Cuándo utilizar un osciloscopio antes que un multímetro digital o viceversa?

Es posible que su presupuesto solo contemple la compra de uno de estos instrumentos, o tal vez disponga de ambos, pero no sepa exactamente cuál de ellos utilizar. La buena noticia es que, en muchos escenarios de medida, está claro cuál se debe usar. Y lo mejor de todo es que en muchos casos ambos instrumentos funcionan.

El multímetro digital es la mejor elección si necesita medir las características de dispositivos discretos. Un multímetro digital como el R&S®UDS permite medir aspectos específicos de una resistencia, un condensador, un diodo o incluso un transistor. El R&S®UDS puede medir, por ejemplo, la capacidad eléctrica de un condensador o la caída de tensión directa de un diodo. Estas medidas son de gran utilidad a la hora de diseñar un circuito o de determinar si un componente está dañado. Para una caracterización completa, en cambio, cabría plantearse el uso de un medidor LCR, que permite medir efectos parásitos en componentes pasivos.

Los multímetros digitales son también apropiados para medir tensión o corriente con señales cercanas a CC. Sin embargo, cuando se mide CA (si hay un contenido de frecuencia por encima de 100 kHz), el multímetro digital posiblemente no mida correctamente la señal, ya que su ancho de banda está limitado.

Los osciloscopios, por su parte, tienen anchos de banda muy amplios y son excelentes para medir señales con contenido de alta frecuencia. Pueden medir CC, pero presentan una carga muy inferior al DUT que un multímetro digital. Los osciloscopios tienen también varios canales correlacionados en el tiempo, lo que los hace ideales para comparar una señal de datos con un reloj o una señal de activación.

Asimismo, el osciloscopio resulta muchas veces mejor para medir el reloj de un microcontrolador. Los cables de prueba del multímetro digital tienen una alta capacidad eléctrica, y su medida de frecuencia puede estar limitada a unos pocos megahercios. El osciloscopio, en cambio, impone menor carga a la señal y suele tener un ancho de banda mucho mayor.

Osciloscopio y multímetro digital en un instrumento

Hoy en día, los osciloscopios incorporan a menudo funciones adicionales. Por ejemplo, con frecuencia el osciloscopio incluye generación de funciones, bien ya integrada o bien en forma de opción.

Del mismo modo, también hay osciloscopios con multímetro digital integrado. Un ejemplo es el modelo de dos canales de osciloscopio portátil R&S®Scope Rider, con un multímetro digital integrado que mide tensión CA/CC, corriente CA/CC (con shunt externo), resistencia y capacidad eléctrica.