Las pantallas táctiles capacitivas modernas, como las que se instalan en los teléfonos celulares, son susceptibles de verse afectadas por el ruido de modo común generado por fuentes de alimentación externas (EPS).
Las pantallas táctiles capacitivas modernas, como las que se instalan en los teléfonos celulares, son susceptibles de verse afectadas por el ruido de modo común generado por fuentes de alimentación externas (EPS). El principio de funcionamiento de las pantallas táctiles capacitivas se basa en la medición de la capacitancia que existe en el dedo de una persona respecto a una referencia de tierra. Si el dispositivo táctil está conectado a una EPS, los efectos del modo común sobre la referencia de tierra puede distorsionar la capacidad medición. Esta EPS se encuentra efectivamente en el bucle de voltaje para la medición de capacitancia. Medir y caracterizar la EPS de acuerdo con las normas que se describen, por ejemplo, en la Guía para la implementación de requisitos de fuentes de alimentación externas (EPS) comunes o con la norma IEC 62684 asegura un funcionamiento sin fallas de los dispositivos portátiles dotados de pantalla táctil capacitiva.
Para la configuración, la EPS se conecta a la red eléctrica con un voltaje de 90 V a 264 V (L). A continuación, se mide el ruido de modo común entre el puerto n y la tierra de protección (PE) (véase la figura 1). La traza muestra un comportamiento periódico respecto a la frecuencia de línea, pero aparece recortada, con una magnitud estimada de 200 V (Vpp). La señal de línea domina los pulsos originados por la EPS, pero no perjudica el funcionamiento de la pantalla táctil. Los problemas vienen motivados por los pulsos. El zoom (fig. 1) del voltaje V(n, PE) medido muestra el ruido de modo común (CMN) causado por la fuente conmutada (SMPS) como secuencia de pulsos a la que se superpone la señal de línea. También muestra un ruido considerable debido a una resolución insuficiente. La magnitud relativa del pulso SMPS se mide como la diferencia entre los cursores (ΔV = –5,4 V). El objetivo es medir la señal de pulso más desfavorable. Pero como existen cientos de pulsos por periodo de línea, para medir cada pulso habría que ajustar continuamente la ventana de zoom de forma manual. En este caso no se admiten mediciones automatizadas. Dos son los requisitos que deben darse para lograr mediciones rápidas y precisas:
Fig. 2: Configuración de prueba para medir el ruido de modo común de una EPS
Los osciloscopios R&S®RTE1000 o R&S®RTM3000 cumplen estos requisitos en combinación con un filtro paso alto externo (fC = 1 kHz; (330 pF/1 MΩ) || (330 pF/1 MΩ [impedancia de entrada del osciloscopio])) y una carga (RL y 10 kΩ) conforme a la Guía para la implementación de requisitos de fuentes de alimentación externas (EPS) comunes (fig. 2). El filtro elimina el componente de la señal de línea (véase traza superior en la figura 3). La resolución se mejora utilizando una escala vertical optimizada de 1,25 V/div que facilita la visualización de la señal CMN. El disparo de línea asegura una visualización estable de la traza. Para capturar un periodo de línea en menos de 20 Mmuestras, se reduce la frecuencia de muestreo (downsampling). Esto permite usar también el modo de alta resolución (HiRes), que proporciona una resolución mejorada.
La función de búsqueda de los osciloscopios R&S®RTE1000 y R&S®RTM3000 permite evaluar fácilmente el ruido de modo común. Para hallar el caso más desfavorable, se busca un ancho de pulso de 1,5 μs ±0,3 μs (a partir de la medición con cursor que se muestra en la figura 1) y un nivel de 2 V (según lo previsto en la Guía para la implementación de requisitos de fuentes de alimentación externas (EPS) comunes). El osciloscopio devuelve todos los pulsos SMPS que sobrepasan el nivel especificado. La figura 3 muestra los resultados en la lista de pulsos CMN. El zoom de la traza pertenece al pulso seleccionado en la lista. Desplazando la flecha hacia arriba o hacia abajo, el usuario puede examinar todos los pulsos que incumplen el valor especificado y encontrar el más desfavorable.
Tanto los pulsos negativos como los pulsos positivos que aparecen en la lista pueden ser analizados con un cursor o con una medición automatizada. En la figura 3, se analiza el pulso seleccionado usando mediciones automatizadas controladas por puerta (baja: –3,71 V; duración de pulso negativo: 1,66 μs), las cuales concuerdan con la medición realizada con cursor. Los resultados de ambas mediciones aparecen destacadas con un círculo rojo (véase la figura 3, a la derecha). Nótese que la medición vertical "baja" se corresponde con el valor promedio de la sobreoscilación del pulso. La sobreoscilación ―que se observa al principio― tiene duraciones inferiores a 250 ns, por lo que no tiene efecto alguno en la medición según lo prescrito en la Guía para la implementación de requisitos de fuentes de alimentación externas (EPS) comunes.
Los osciloscopios R&S®RTE1000 y R&S®RTM3000 proporcionan las herramientas adecuadas para analizar rápidamente el ruido de modo común (CMN) de una fuente de alimentación externa (EPS). Con un filtro paso alto externo y una carga conforme a la norma, los equipos R&S®RTE1000 y R&S®RTM3000 pueden analizar un amplio conjunto de pulsos SMPS para verificar su conformidad. El presente ejemplo muestra un pulso negativo. Los pulsos positivos se analizan del mismo modo.
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