Analizador de espectro de 2 canales PCE-DSO8060
analizador de espectro con función de multímetro y generador de funciones / pantalla TFT a color de 5,7" / análisis FFT / alta cuota de medición / puerto USB /
acumulador ion-litio

Analizador de espectro PCE-DSO8060

- Ancho de banda 60 MHz

- 150 MSamples

- Máximo de 300 V en modo analizador de espectro

- Alta sensibilidad

- Muchas funciones matemáticas

- Gran pantalla LCD en el analizador de espectro

- Multímetro integrado

- Generador de funciones

Componente vertical

Flanco de subida

5,8 nS

Resistencia: 1 MΩ

capacitivo: 15 pF

Sensibilidad de entrada

10 mV/div ... 5 V/div

Acoplamiento de entrada

AC, DC, GND

Resolución vertical del analizador de espectro

8 bit

Memoria

en modo 1 canal: 32 k

en modo 2 canales: 16 k

Tensión de entrada máx.

300 V (DC y pico AC)

Componente horizontal

Velocidad de muestreo

150 MSamples/s

Muestreo en tiempo equivalente

50 GSamples/s

Barrido

5 ns / div ... 1000 ns / div

Disparo (trigger)

Fuente

Canal 1

Canal 2

externo

Modo

rectangular

Impulsos en anchura

alterno

Modo X-Y

Eje X

canal 1

Desplazamiento

máx. 3 °

Funciones de medición

Tensión

V_pp, V_amp, V_máx., V_mín., V_top, V_mid, V_base, V_avg, V_rms, V_crms, Preshoot, Overshoot

Tiempo

frecuencia, período, flanco de subida, flanco de bajada, ciclo de trabajo (Duty Cycle)

Cursor

manual, exploración, automático

Aquí puede observar las funciones matemáticas del analizador de espectro PCE-DSO8060

Además de las curvas de medición, el analizador de espectro es capaz de representar todos los parámetros de forma numérica

Vídeo de uso del analizador de espectro PCE-DSO8060

Rango de medición

Resolución

Precisión

El analizador de espectro PCE-DSO8060 ofrece la posibilidad de utilizar este dispositivo como multímetro. Este analizador de espectro es capaz de medir tensión, corriente, resistencia, capacidad y otros parámetros. La visualización se produce a través de la gran pantalla LCD. Además del valor numérico, en el analizador de espectro se visualiza un gráfico de barras para la orientación del valor en el rango de medición. Igualmente informa al usuario a qué toma tiene que conectar los cables de prueba.

El generador de funciones incorporado en el analizador de espectro PCE-DSO8060 permite la salida por un canal y la simulación de diferentes formas de onda. El analizador de espectro es capaz de simular señales de salida senoidales, ondas triangulares, ondas cuadradas, de pulsos o flancos. El usuario podrá seleccionar libremente la frecuencia y la amplitud. Además de una sencilla salida de señales, en el analizador de espectro se pueden realizar diferentes modulaciones y modificaciones de señales.

Especificaciones generales del analizador de espectro PCE-DSO8060

Pantalla

LCD de 5,7" con iluminación LED

Resolución de pantalla

240 x 230 píxeles

Interfaces

USB (analizador de espectro <-> lápiz USB)

USB (analizador de espectro <-> ordenador)

Alimentación

componente de red externo:

Entrada: 100 V ... 240 V AC / 50 Hz ... 60 Hz

Salida: 8,5 V / 1500 mA

acumulador ion-litio integrado:

duración operativa aprox. 6 h

Dimensiones del analizador de espectro

245 x 163 x 52 mm

El analizador de espectro PCE-DSO8060 fue diseñado para el uso rápido y sencillo. Este analizador de espectro tiene su ámbito de aplicación en el laboratorio y el taller. Gracias a la integración de amplias funciones como multímetro, generador de funciones y analizador de espectro, el PCE-DSO8060 tiene un uso muy versátil. Su manejo sencillo y su gran pantalla permiten una operación de forma rápida, sin que el usuario tenga que estudiar extensamente el manual de instrucciones.

Contenido del envío del analizador de espectro PCE-DSO8060
1 x analizador de espectro PCE-DSO8060, 2 x sondas para el analizador de espectro PCE-DSO8060,

2 x cables de prueba de laboratorio, 1 x cable de conexión BNC, 1 x componente de red, 1 x acumulador ion-litio, 1 x instrucciones de uso del analizador de espectro PCE-DSO8060, 1 x software

Principio de funcionamiento del analizador de espectro digital con memoria

Los analizadores de espectros se usan donde es necesario representar señales eléctricas de forma visual. Se representa el transcurso de la tensión a través del tiempo en un sistema de coordenadas bidimensional. Un analizador de espectro digital con memoria se compone de la siguiente forma

La señal recogida por la punta de sonda se ajusta con la ayuda de los circuitos de entrada analógica (señal, amplificador, etc.). A continuación se envía a un transductor A/D. El transductor A/D es una pieza que transforma la tensión de entrada analógica en un valor numérico digital. La señal se comprueba en un ciclo fijo. Los valores se guardan en una memoria. Mediante un procesador los valores se leen y se muestran en pantalla.

Algunos conceptos del analizador de espectro

Velocidad de muestreo: La velocidad de muestreo le indica cuantas veces se comprueba o mide la señal analógica. Normalmente se le indica la cantidad de muestras por segundo recogidas, p.e. 500 MS/s (Megasamples por segundo). De la velocidad de muestreo depende hasta donde se muestra una indicación correcta de la frecuencia de la señal de entrada. Para obtener una buena presentación la velocidad de muestreo debería ser el décuplo de la frecuencia de entrada máxima.

Los puntos rojos indican el muestreo. De este se reconstruye erróneamente una señal de baja frecuencia. Para evitarlo se puede usar un filtro de paso bajo que filtra frecuencias que están por encima de la frecuencia de muestreo media.

Secuencia de medición (muestreo desfasado): Mediante la secuencia de medición puede reconstruir señales periódicas con una baja velocidad de muestreo de forma correcta. Para ello cada periodo se muestrea varias veces. Sin embargo, los momentos del muestreo se desfasan con relación al inicio del período.

Después de la primera ejecución (verde) la señal es muestreada varias veces más de forma desfasada (azul y naranja). Esto permite reconstruir la señal con precisión a pesar de tener una baja velocidad de muestreo. Este proceso tiene la desventaja que la señal debe ser periódica y repetitiva. Sucesos únicos y breves no pueden ser registrados.

Disparo (trigger): Si los analizadores de espectros mostraran la señal de entrada de izquierda a derecha no sería posible generar una imagen parada. Debido a que la frecuencia de imagen suele ser muy alta y la señal iniciaría desde un punto casual, obtendríamos una imagen intermitente. Para solucionar este problema se un trigger. Esto permite obtener una imagen nítida, pues detecta cuándo la señal de entrada sobrepasa el valor límite (este ajuste se hace de forma manual en el analizador de espectro). En cuanto se genera un evento trigger se muestra la señal de entrada en pantalla. Así se consigue que la señal se muestre empezando siempre desde el mismo punto. Muchos analizadores de espectros le ofrecen un disparo externo. Esto permite que el inicio de la indicación se regule a través de una entrada externa. Analizador de espectro digitales modernos ofrecen adicionalmente otras posibilidades de disparo (trigger).

Certificado de calibración ISO

9000. Esto significa que todas las magnitudes son trazables a las normativas ENAC (Entidad Nacional de Acreditación). Aquí encontrará más información sobre la calibración:

Calibración: La calibración determina la precisión de un medidor, en este caso un analizador de espectro. No se ajusta ningún parámetro en el sistema de medición; más bien, se determina la variación entre los valores de medición indicados y las magnitudes exactas de los patrones.

Certificado de calibración: Las diferencias de valores detectadas en la calibración (valor nominal y valor real) se documentan en el certificado. 

Intervalos de calibración: Para garantizar siempre una alta precisión es importante recalibrar el aparato regularmente. El tiempo que transcurre entre ambas calibraciones se denomina intervalo de calibración. Comúnmente los certificados tienen una validez de 1 año. Por tanto, se supone que el intervalo de calibración sea de máximo un año.

¿Que parámetros influyen para la elección de un buen analizador de espectro?
A continuación hacemos una relación de las características técnicas más importantes de nuestro analizador de espectro:

- Ancho de banda: el analizador de espectro nos especifica el rango de frecuencias en las que el
  analizador de espectro puede medir con precisión. El ancho de banda se calcula desde 0Hz
  (continua) hasta la frecuencia a la cual una señal de tipo senoidal  se visualiza a un 70.7% del
  valor aplicado a la entrada.

- Tiempo de subida: este es otro parámetro que nos dará el analizador de espectro, junto al
  anterior, la máxima frecuencia de utilización del analizador de espectro. Es un parámetro
  importante para el analizador de espectro si se desea medir con fiabilidad pulsos y flancos
  (recordar que este tipo de señales poseen transiciones entre niveles de tensión muy rápidas). Un
  analizador de espectro no puede visualizar pulsos con tiempos de subida más rápidos que el suyo
  propio.

- Sensibilidad vertical: indica la facilidad del analizador de espectro para amplificar señales
  débiles. Se suele proporcional en mV por división vertical, normalmente es del orden de 5mV/div
  (llegando hasta 2 mV/div).

- Velocidad: para un analizador de espectro analógico esta especificación nos indica la velocidad
  máxima del barrido horizontal, lo que nos permitirá observar sucesos más rápidos. Suele ser del
  orden de nano segundos por división horizontal.

- Exactitud en la ganancia: nos indica la precisión con la cual el sistema vertical del analizador de
  espectro amplifica ó atenúa la señal. Se proporciona normalmente en porcentaje máximo de error.

- Exactitud de la base de tiempos: nos indica la precisión en la base de tiempos del sistema
  horizontal del analizador de espectro para visualizar el tiempo. También se suele dar el porcentaje
  de error máximo.

- Velocidad de muestreo: en el analizador de espectro digital se indica cuantas muestras por
  segundo es capaz de tomar el sistema de adquisición de datos (específicamente el conversor A/D)
  Cuando un analizador de espectro de calidad se llega a velocidades de muestreo de
  Megamuestras/sg. Una velocidad de muestro grande es importante a la hora de poder visualizar
  pequeños periodos de tiempo. En el otro extremo de la escala, también se necesita velocidades
  de muestreo bajas para poder observar señales de variación lenta. Generalmente la velocidad del
  muestreo cambia al actuar sobre el mando TimeBase para mantener constante el número de
  puntos que se almacenaran para representar la forma de la onda.

- Resolución vertical: esta se mide en bits y es un parámetro que nos da la resolución del
  conversor A/D del analizador de espectro digital. Nos indica con que precisión se convierten las
  señales de entrada en valores digitales almacenados en la memoria. Técnicas de cálculo pueden
  aumentar la resolución efectiva del analizador de espectro.

- Longitud del registro: nos indica cuantos puntos de memorizan en un registro para la
  reconstrucción de la forma de la onda. Algunos analizador de espectros nos permiten variar,
  dentro de ciertos límites, este parámetro. La máxima longitud del registro depende del tamaño
  de la memoria de que disponga el analizador de espectro. Una longitud del registro grande permite
  realizar zooms sobre detalles en la forma de onda de manera rápida (los datos ya han sido
  almacenados), sin embargo esta ventaja es a costa de consumir más tiempo en muestrear la
  señal completa.

Principio de funcionamiento del analizador de espectro digital
Cuando se dispone de un circuito y queremos observar la respuesta de la señal resultante, se debe conectar una sonda al elemento que queremos comprobar para ver el resultado de ese circuito o el componente. La señal irá de la sonda a la sección vertical, la cual la podremos amplificar o atenuar gracias a los mandos digitales de que dispone el analizador de espectro. Una vez que tenemos la señal amplificada, gracias al modulo anterior se envía a la sección horizontal para que mediante este paso y el anterior, y gracias también a los diferentes procesos tales como conversores A/D, la pantalla muestra la señal que buscábamos. Si la tensión de esta señal es positiva con referencia al punto de referencia o GND, se muestra en la parte superior de la pantalla y por lo contrario es negativa se mostrará en la parte de abajo.
Tal como se ha comentado en el párrafo anterior, la señal pasa de la sonda hasta la sección vertical, y de ésta pasa a la sección horizontal, no antes de pasar por la sección de disparo, la cual se encarga de mover la señal desde la parte izquierda a la parte derecha de un tiempo determinado (gracias a este paso, también se consigue una estabilización de la señal). Este recorrido se consigue gracias a la base de tiempo (TIME-BASE).
Los ajustes básicos que se debe de realizar para una utilización correcta del analizador de espectro son:

- Mando Ampli. (atenuación o amplificación) -  con este mando se ajusta la amplitud de la señal o señales dependiendo del analizador de espectro de que se disponga. Conviene que la señal ocupe toda la pantalla sin sobrepasar los limites de ésta.

- Mando Timebase (escala de tiempos) - con este mando se ajusta el tiempo por cuadrícula que se representa en una división de la pantalla.

- Mando Trigger Level y Trigger Selector (nivel de disparo / tipo de disparo) - con estos mandos se consigue la mejor estabilización posible de las señales que se repiten varias veces.

Además es también muy importante ajustar los parámetros de enfoque, intensidad y posicio-namiento de las señales tanto en el eje X como en el Y.

El analizador de espectro digital además de estos ajustes suelen disponer de memoria para realizar mediciones prolongadas, y poder descargar estos datos a un PC.

Con un analizador de espectro se puede comprobar un circuito eléctrico. Un circuito eléctrico son una serie de elementos eléctricos o electrónicos, como por ejemplo resistencias, inductancias, condensadores, dispositivos electrónicos semiconductores, ... y que están conectados eléctricamente entre sí con el fin de generar, transportar o modificar señales electrónicas o eléctricas. Por lo que se dice que un circuito esta resuelto cuando se han determinado el voltaje y la corriente a través de cada elemento. La ley de Ohm (como se ha descrito anteriormente) es una ecuación importante para determinar la solución. Sin embargo, dicha ley puede no ser suficiente para proporcionar una solución completa. Como vemos en la imagen que hay a continuación para tratar de resolver el circuito es necesario utilizar las leyes de Kirchhoff para resolver este circuito, así como la mayoría de circuitos.

Como se puede observar se han marcado las variables de las corriente y de los voltajes asociados con cada resistor y la corriente asociada con la fuente de voltaje (el marcado incluye las polaridades de referencia). Los puntos indicadores de terminales son los puntos de principio y fin de un elemento de circuito individual. Un nodo es un punto en donde se encuentran dos o más elementos de circuito. Como se verá a continuación, es necesario identificar nodos para usar la ley de la corriente de Kirchhoff. En la imagen superior los nodos son a, b, c y d. El nodo d conecta a la batería con el foco y en esencia se extiende por toda la parte superior del diagrama, aunque usamos un solo punto por comodidad. Los puntos en cada lado del interruptor indican sus terminales, pero sólo es necesario uno para representar un nodo, así que sólo se indica uno como nodo c.
Para el circuito que se representa en la imagen superior podemos identificar siete incógnitas: ls, l1, lc, il, V1, Vc y VI. Se recuerda que Vs es un voltaje conocido, porque representa la suma de los voltajes entre los terminales de las dos celdas secas, un voltaje constante de 3V. El problema es encontrar las siete variables desconocidas. Por el álgebra, se sabe que para encontrar n cantidades desconocidas debe de resolver n ecuaciones simultáneas independientes. De la ley de Ohm, se sabe que tres de las ecuaciones necesarias son: V1 = l1 x R1 / Vc = lc x Rc / Vl = il x Rl.
La interconexión de elementos de circuito impone algunas restricciones en relación entre voltajes y corrientes. Estas restricciones son conocidas como leyes de Kirchhoff, en honor a Gustav Kirchhoff, quien fuel el primero en establecerlas en un artículo publicado en 1948. Las 2 leyes que establecen las restricciones en forma matemática son conocidas como la ley de Kirchhoff de la corriente y la ley de Kirchhoff del voltaje.
Ahora podemos enunciar la ley de Kirchhof de la corriente:
La suma algebraica de todas las corrientes en cualquier nodo de un circuito es igual a 0.

Para usar la ley de Kirchhoff de la corriente, debe asignarse a cada corriente en el nodo un signo algebraico según una dirección de referencia. Si se otorga un signo positivo a una corriente que sale del nodo, debe asignarse uno negativo a una corriente que entra al nodo. Por el contrario, si se determina un signo negativo a una corriente que entra al nodo.

Aplicando la ley de Kirchhoff de la corriente a los cuatro nodos en el circuito de la figura 1.1, y usando la conversación de que las corrientes que salen del nodo son consideradas positivas, se obtienen cuatro ecuaciones:

- Nodo A --> Is - l1 = 0       (Ecuación 1.5)

- Nodo B --> l1 + lc = 0      (Ecuación 1.6)

- Nodo C --> - lc - il = 0      (Ecuación 1.7)

- Nodo D --> il - ls = 0        (Ecuación 1.8)

Observe que las ecuaciones 1.5 - 1.6 - 1.7 -1.8 no forman un sistema independiente por que cualquiera de las cuatro puede obtenerse de las otras tres. En cualquier circuito con n nodos, pueden deriva4rse n - 1 ecuaciones de corriente independientes de la ley para corriente de Kirchhoff. Si no consideramos la ecuación 1.8 tenemos 6 ecuaciones independientes, es decir, las ecuaciones desde la 1.2 hasta la 1.7. Aún es necesaria una más, que podemos obtener de la ley del voltaje de Kirchhoff.

Antes de enunciar la ley de Kirchhoff del voltaje, debemos definir lo que es una trayectoria cerrada o lazo. Comenzando en un nodo seleccionado arbitrariamente, trazamos una trayectoria cerrada en un circuito a través de elementos básicos seleccionados del circuito y regresamos al nodo original sin pasar por ningún nodo intermedio más de una vez. El circuito de la figura 1.1 tiene una trayectoria cerrada o lazo. Por ejemplo, tomando al nodo a como el punto de partida, y recorriendo el circuito en el sentido de las manecillas del reloj, formamos la trayectoria cerrada pasando por los nodos d, c, b, y regreso a nodo a. En el siguiente enlace encontrará más información acerca de la resolución de un circuito.

En la imagen superior podemos ver un circuito eléctrico, sencillo pero completo, al tener las tres partes fundamentales: un interruptor el cual enciende o apaga el circuito, una fuente de energía eléctrica, en este caso la pila o batería y por último una aplicación, en este caso una resistencia o un inductor y un condensador.

Aquí encontrará otro producto parecido bajo la clasificación "Analizador de espectro":

- Analizador de espectro PCE-UT 81B
  (analizador de mano y multimetro digital, 40 MS/s, 8 MHz ancho de banda)

- Analizador de espectro PCE-UT 2025B
  (analizador de espectro de mesa (25 MHz), con USB)

- Analizador de espectro PCE-UT 2042C
  (analizador de espectro de mesa (40 MHz, 500 MS/s), pantalla a color, con USB)

- Analizador de especto PCE-UT 2082C
  (analizador de espectro digital (80 MHz de ancho de banda), pantalla a color, con USB)

- Analizador de espectro PCE-UT 2152C
  (analizador de espectro con 500 MS/s velocidad de muestreo, 150 MHz ancho de banda)

- Analizador de espectro PCE-UT 2202C
  (analizador de espectro con memoria, 200 MHz ancho de banda, 500 MS/s, pantalla color)

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