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R&S®Essentials | Principios básicos de las fuentes de alimentación

Introducción a la teledetección

Autor: Paul Denisowski, experto en instrumentación

En este artículo explicamos cómo se utiliza la teledetección en fuentes de alimentación de CC de sobremesa.

¿Qué es la teledetección en las fuentes de alimentación?

Un usuario de una fuente de alimentación de sobremesa introduce a menudo la tensión que desea aplicar a la carga. Sin embargo, los cables conductores de la fuente de alimentación reducen la tensión que recibe la carga, ya que su resistencia no es nula. Esta resistencia aumenta cuanto más largos y/o más finos son los conductores. En muchos casos, la resistencia del conductor y la caída resultante de la tensión puede pasarse por alto sin que ello afecte a la seguridad, pero esta reducción de tensión puede tener mayores repercusiones si se trabaja con corrientes altas o resistencias de carga pequeñas.

Las fuentes de alimentación con teledetección, que también se conoce como detección de cuatro hilos, pueden compensar estas caídas de tensión.Para ello, se mide la tensión realmente presente en el dispositivo bajo prueba utilizando un par de cables de detección además de los cables de potencia. El valor medido se utiliza para regular la tensión de salida de la fuente de alimentación, de forma que en la entrada del dispositivo esté presente la tensión deseada. Dependiendo del modelo, las fuentes de alimentación de Rohde & Schwarz proporcionan teledetección para cada canal de salida.

Panel trasero de una R&S®HMP4040 con conexiones de potencia y de detección.

La solución más habitual para solucionar este problema es hacer que la fuente mida la tensión de salida en la carga en lugar de hacerlo en los terminales de salida. Este método se denomina «teledetección».

¿Cómo funciona la teledetección?

Para la detección se utiliza un conjunto adicional de conductores de detección para medir la tensión en un punto lo más cercano posible a la carga. Estos conductores están conectados a una impedancia muy alta de la fuente, de modo que (casi) no fluye corriente y por tanto (casi) no hay caída de tensión en estos conductores de detección. A partir de la tensión detectada, la fuente de alimentación puede ajustar su salida para aplicar la tensión deseada en la carga.

En el ejemplo de abajo, la fuente de alimentación ha corregido la caída de 0,3 V incrementando la tensión de salida a 5,3 V.

Medidas integradas

Las fuentes de alimentación de corriente continua de Rohde & Schwarz incorporan una serie de medidas integradas que en muchas aplicaciones pueden hacer las veces de otros instrumentos como un osciloscopio externo o un multímetro para medir, p. ej., la potencia instantánea. Puesto que no se conecta ninguna otra carga a la fuente de alimentación, no es necesario tener en cuenta ninguna tensión de carga adicional, lo que supone una gran ventaja con las medidas integradas. Además, son sumamente cómodas y facilitan la configuración de medida.

Los generadores de señales vectorialesaportan otras funciones de análisis como p. ej. estadísticas, que incluyen valores mín./máx. y promedios de potencia, tensión y corriente, así como un contador de energía.

Las fuentes de alimentación de alta precisión como las R&S®NGL200, R&S®NGM200y R&S®NGU ofrecen medidas con una resolución de 6½ dígitos. Si la fuente de alimentación incluye además un convertidor A/D de alta velocidad, como la R&S®NGM200 y la R&S®NGU, también pueden detectarse y medirse transitorios rápidos.

Los valores medidos se pueden grabar en relación al tiempo con las funciones de registro. Algunas fuentes de alimentación con pantalla grande ofrecen también funciones de análisis gráficas.

Funciones de voltímetro digital

Algunas fuentes de alimentación se pueden equipar con un voltímetro digital opcional integrado que permite ampliar aún más las funciones de medida integradas del instrumento. El voltímetro digital permite medir la tensión en cualquier punto de la circuitería del dispositivo. De este modo, se puede prescindir de un multímetro adicional.

La opción de voltímetro digital está disponible para todos los modelos de R&S®NGM200 y para la R&S®NGU201.

Este proceso se desarrolla de forma automática/dinámica. Una vez que se han conectado los conductores de detección y activado la teledetección, la fuente de alimentación comienza a ajustar automáticamente y de forma continua la tensión de salida según se requiera.

Registro

Si bien los resultados de medida aportan una visión general rápida de los valores reales de tensión, corriente y potencia medidos en el dispositivo bajo prueba, en muchas aplicaciones se desea monitorizar y visualizar las variaciones de estos valores, es decir, el comportamiento del dispositivo, durante periodos de tiempo prolongados o bien con una alta resolución temporal, o ambas cosas.

Registro estándar y registro rápido

La mayoría de las fuentes de alimentación de Rohde & Schwarz ofrecen funciones de registro estándar, y algunas disponen también de funciones de registro rápido. El registro estándar recopila datos de medidas de todos los canales activos de una fuente de alimentación de forma simultánea, y los almacena en un archivo común. Los ajustes para el registro estándar se encuentran en el menú de la fuente de alimentación de corriente continua.

Las fuentes de alimentación R&S®NGM200y R&S®NGUofrecen además funciones de registro rápido. El registro rápido (FastLog) con una frecuencia de muestreo de hasta 500 kmuestras por segundo permite capturar valores de tensión y corriente en relación al tiempo como si se realizara con un osciloscopio. Puede ayudar a analizar el consumo de energía de diferentes bloques funcionales de un dispositivo y detecta fallos en su circuitería.

Con el registro rápido se recopilan datos de medida de los canales individuales de la fuente de alimentación y se guardan en archivos separados. Los ajustes para el registro rápido se encuentran por ello en este caso en el menú de configuración de los canales. Mediante el registro de los valores de la corriente que fluye a través de sensores analógicos, como fotocélulas y termistores, pueden comprobarse datos del entorno como iluminancia y temperatura.

Resumen

  • La resistencia de carga puede reducir la tensión que llega a la carga.
  • En muchos casos, esto puede pasarse por alto, pero puede tener mayores repercusiones con resistencias de carga pequeñas o corriente alta.
  • La teledetección utiliza un par de conductores adicionales para medir la tensión directamente en la carga.
  • Partiendo del valor obtenido mediante teledetección, la fuente puede incrementar la tensión para compensar la caída de tensión en los conductores de alimentación.
  • Este proceso se desarrolla generalmente de forma automática y dinámica y no requiere intervención alguna por parte del usuario una vez que se ha configurado.

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