Sondas para osciloscopios

Sondas de Rohde & Schwarz para osciloscopios

Sondas activas y pasivas de alta calidad para osciloscopios

Rohde & Schwarz ofrece sondas de osciloscopio para una gran variedad de aplicaciones como depuración de circuitos electrónicos complejos, mediciones de integridad de la señal con señales de bus serial de alta velocidad, así como la caracterización de electrónica de potencia con altos niveles de voltaje. La exactitud de medición y la seguridad del operador dependen en gran medida de las sondas y los accesorios que se utilicen.

La gama de Rohde & Schwarz incluye sondas de osciloscopio de alta calidad activas y pasivas, sondas Power Rail, sondas de potencia multicanal, sondas de alto voltaje, sondas de corriente y sondas de campo cercano de EMC. Además de sus excelentes especificaciones técnicas, se caracterizan por su confiabilidad y facilidad de uso.

Sondas
Probe
Bandwidth
Max Dynamic Range
Ancho de banda
38 MHz to 500 MHz
Rango dinámico máx.
400 V
Ancho de banda
8 GHz
Rango dinámico máx.
20 V
Ancho de banda
1 GHz to 6 GHz
Rango dinámico máx.
± 8 V
Ancho de banda
1 GHz to 4.5 GHz
Rango dinámico máx.
± 5 V, ±60 V (with R&S®RT-ZA15)
Ancho de banda
1.5 GHz to 16 GHz
Rango dinámico máx.
5.0 V
Ancho de banda
4 GHz
Rango dinámico máx.
±0.85 V, (±60 V offset)
Ancho de banda
1 MHz
Rango dinámico máx.
± 15 V / ± 10 A
Ancho de banda
25 MHz to 400 MHz
Rango dinámico máx.
6 kV
Ancho de banda
20 kHz to 120 MHz
Rango dinámico máx.
2.000 A
Ancho de banda
9 kHz to 3 GHz
Rango dinámico máx.
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FAQ sondas

¿Qué es una sonda de osciloscopio?

Una sonda de osciloscopio es un dispositivo utilizado para conectar una fuente de señal, a menudo un punto de prueba en un circuito, a un osciloscopio; una conexión física que establece la conexión eléctrica. En función de la fuente de señal y de la medición que se va a realizar, una sonda puede ser algo tan simple como un cable (p. ej. una sonda pasiva) o tan complejo como una sonda diferencial activa, que incluye un amplificador para mantener muy baja la capacidad de entrada de la sonda y minimizar así el efecto de la sonda sobre la señal que se quiere medir.

¿Qué sonda de osciloscopio necesito para mi medición?

El primer paso a la hora de seleccionar la sonda adecuada es analizar la tarea de medición. ¿Está conectado a tierra el circuito en el que se va a realizar el ensayo (se necesitará una sonda de terminación única o una sonda diferencial)? ¿Cuál es la frecuencia máxima posible de la señal (qué ancho de banda se necesita)? ¿Cuál es el voltaje de entrada máximo que puede darse?

Medición diferencial o de terminación única

Las sondas diferenciales son necesarias cuando el circuito en el que se va a realizar el ensayo no está conectado a tierra, para medir el voltaje en fuentes de alimentación para la conmutación, por ejemplo, o para mediciones de bajo ruido entre señales diferenciales. Mientras no haya ninguna razón física para no usar una sonda diferencial en un circuito conectado a tierra, en estas circunstancias, el rendimiento de una sonda de terminación única será superior; una mayor impedancia de entrada, una menor capacidad de entrada y un rango dinámico más amplio.

Ancho de banda y tiempo de subida

El ancho de banda es uno de los parámetros más importantes a la hora de seleccionar una sonda. Define la frecuencia máxima efectiva que es capaz de medir con exactitud la sonda; a la frecuencia máxima especificada, una señal se mostrará como mínimo 3 dB (aprox. 30 %) más débil de lo que en realidad es. Para una representación precisa de señales, la frecuencia máxima tanto del osciloscopio como de la sonda debe ser significativamente superior a la frecuencia más alta que se vaya a medir. Al medir señales digitales, el ancho de banda de medición debe ser de 3 a 5 veces mayor que la frecuencia del reloj; para depurar un diseño digital, un ancho de banda 3 veces superior es suficiente. Para los ensayos de conformidad en interfaces digitales, el ancho de banda debe ser 5 veces mayor que la frecuencia de reloj.

Al medir señales de subida rápida (que aparecen con inclinaciones pronunciadas en la pantalla del osciloscopio), por ejemplo, al caracterizar fuentes de alimentación para la conmutación, el parámetro crítico es el tiempo de subida del osciloscopio y la sonda. Para mediciones precisas, el tiempo de subida deberá ser un factor de 3 a 5 veces más bajo que el tiempo de subida del pulso que se está midiendo.

Rango dinámico

El rango dinámico de una sonda define el voltaje de entrada máximo que se puede medir. Se especifica para el voltaje continuo y a menudo disminuye cuando aumenta la frecuencia de la señal. Para sondas diferenciales, también se hace una distinción entre el rango dinámico de modo común y modo diferencial. El rango dinámico de modo común especifica el rango de voltaje de entrada válido para una entrada diferencial simple, medición en relación con el suelo. El rango dinámico del modo diferencial especifica el voltaje diferencial de entrada máximo que se puede medir.

Para medir con exactitud señales de gran amplitud con tiempos rápidos de subida/bajada, debe haber disponible un rango dinámico lo suficientemente amplio con frecuencias de medición elevadas. Al medir el rizado residual de fuentes de alimentación de CC para la conmutación, también deben medirse las señales muy pequeñas con un componente continuo útil grande. Para que esté disponible toda la resolución del convertidor analógico-digital, las sondas modernas tienen la opción de alimentar un desfase de CC.

En caso de sondas de alto voltaje, la seguridad del operador es de vital importancia. Así pues, las sondas de alto voltaje cuentan con un aislamiento especial y otros mecanismos de protección frente a un contacto accidental. Estas sondas se caracterizan por un voltaje máximo a tierra y por la categoría de medición. La categoría de medición define los entornos de medición en los que está protegido el operador. Una sonda solo podrá usarse en las categorías de medición de su especificación.

Carga en el dispositivo bajo prueba

Un sistema de medición no debe sobrecargar el circuito sometido a ensayo, tanto para evitar la degradación de las señales como para garantizar que no se altere el funcionamiento del mismo. La clave es usar sondas con una alta impedancia de entrada y una baja capacidad de entrada. La impedancia de entrada resultante depende en gran medida de la frecuencia y suele ser inferior a 500 Ω a la frecuencia de corte de la sonda.

Sondas pasivassuelen tener una impedancia de entrada de 10 MΩ y una capacidad de entrada de más de 10 pF. Las sondas activas suelen tener una capacidad de entrada de 100 MHz. Es importante seleccionar los accesorios de sonda adecuados para contactar con el dispositivo. Los cables y patillas largos aumentan la capacidad eléctrica e inductancia, reducen el ancho de banda de medición máximo y dan lugar a una sobremodulación excesiva y artefactos de anillo en pendientes de pulso.

Funciones ampliadas y accesorios para sondas

Además de los parámetros de rendimiento, se deben considerar también las funciones suplementarias de sonda que simplifican tareas diarias. Muchas sondas activas de Rohde & Schwarz tienen, por ejemplo, un voltímetro digital integrado o un micropalpador. Con el voltímetro se puede comprobar el voltaje sin necesidad de cambiar ninguna conexión. El micropalpador se puede configurar para controlar directamente el osciloscopio desde la sonda.

Los diversos accesorios ofrecen flexibilidad durante el contacto con el punto de prueba, facilitan el trabajo diario del operador y ayudan a prevenir errores de medición. Los accesorios disponibles son, por ejemplo, extremos rígidos y de resorte, navegadores, adaptadores y cables de prolongación. Rohde & Schwarz ofrece una amplia gama de accesorios para cada sonda.

¿Qué es una sonda Power Rail?

Sondas Power Rail están diseñadas para medir características de CA pequeñas de líneas de CC. Debido a su factor de atenuación típico de 1:1, las sondas Power Rail añaden muy poco ruido a la medición. Algunas sondas Power Rail tienen incorporado un desfase de hasta ±60 V para aprovechar al máximo la sensibilidad vertical del osciloscopio (es decir, más bits del convertidor analógico-digital del osciloscopio), lo cual da como resultado una medición más exacta con menos ruido. Además, el desfase elimina la necesidad de utilizar condensadores de acoplamiento de CA o de bloqueo de CC, que anulan la capacidad de ver los valores de CC y la deriva reales. Las sondas Power Rail, con anchos de banda de hasta 2 GHz y una pendiente suave, ayudan a captar transitorios de alta frecuencia y señales acopladas; la alta impedancia de entrada (generalmente 50 kOhm) minimiza la perturbación en las señales medidas de las líneas

¿Cómo funciona una sonda diferencial?

Las sondas diferenciales miden la diferencia en el nivel de señal entre dos puntos de medición cualesquiera. En cambio, una sonda de terminación única mide la diferencia de potencial entre un punto y tierra. Las sondas diferenciales son especialmente populares para medir señales de alta frecuencia o señales con una amplitud muy baja (es decir, que se acercan al ruido de fondo). Las sondas diferenciales requieren un amplificador diferencial para convertir la diferencia entre las dos señales en un voltaje que se pueda enviar a la entrada (de terminación única) del osciloscopio.

¿Qué sonda se necesita para mediciones de electrónica de potencia?

Al evaluar la electrónica de potencia, suelen darse varios escenarios de medición:

  • Voltajes bajos con voltajes de modo común elevadas
  • Diferentes niveles de voltaje a diferentes potenciales al mismo tiempo
  • Tiempos rápidos de subida/bajada, en especial para materiales de banda ancha prohibida (WBG) como GaN, SiC
  • Mediciones flotantes en canales de señales múltiples
  • Mediciones de corriente

En principio, las sondas diferenciales de alto voltaje son ideales para estos tipos de mediciones. Con hasta 200 MHz de ancho de banda y un excelente factor de rechazo en modo común (CMRR) en un amplio rango de frecuencias, las sondas diferenciales de alto voltaje R&S®RT-ZHD son ideales para realizar mediciones en semiconductores de conmutación rápida. Un nivel muy bajo de ruido añadido tiene como resultado mediciones de alta calidad. Con una precisión de ganancia asegurada del 0,5 % en el trayecto de señal y un voltímetro CC (R&S®ProbeMeter) con una precisión del 0,1 % integrado en el cabezal de la sonda, las sondas R&S®RT-ZHD ofrecen la máxima exactitud disponible en su categoría. Un desplazamiento muy reducido hace innecesaria la calibración habitual durante las mediciones. Para medir voltajes de rizado en el enlace CC, es necesario compensar los altos voltajes de desfase para medir con una alta sensibilidad vertical. Debido a su circuito de desfase integrado, las sondas R&S®RT-ZHD ofrecen un rango de voltaje de desfase que es independiente del ajuste vertical del osciloscopio y el factor de atenuación en la sonda. Medir los voltajes de rizado más pequeños en voltajes grandes de enlace CC sin comprometer la sensibilidad

Parámetros de medición típicos para evaluar la electrónica de potencia:

  • Consumo de energía/eficiencia/potencia en espera
  • Calidad de la energía/factor de potencia
  • Análisis de voltaje y de la forma de onda de la corriente
  • Rizado
  • Extracorriente de conexión/transitorios
  • Comportamiento de arranque/apagado
  • Regulación de la carga
  • Análisis de la modulación de anchura de impulso (PWM)
  • EMC/análisis de armónicos

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