Fácil análisis de la secuenciación de potencia y del rizado de ruido con osciloscopios MXO

Su misión

Es crucial el encendido o apagado de un diseño de circuito a fin de lograr el correcto comportamiento del dispositivo, además ayuda a asegurar que las partes y componentes funcionen correctamente bajo las condiciones de voltaje esperadas. Un osciloscopio es ideal para inspeccionar el comportamiento de la sincronización en las secuencias de la línea de alimentación. Sin embargo, un osciloscopio típico de 4 canales puede proporcionar un análisis limitado de circuitos complejos. Voltajes de línea más reducidos y tolerancias más ajustadas del 1 % al 2 % a menudo dificultan que los instrumentos proporcionen mediciones precisas debido al ruido del instrumento y de sondeo. Tanto las cargas de conmutación rápida como el acoplamiento de ruido de alta frecuencia pueden ocasionar problemas, especialmente cuando se trata de interferencias electromagnéticas (EMI).

Solución de Rohde & Schwarz

El osciloscopio de la serie MXO 5 simplifica el análisis de secuencia de potencia gracias la facilidad con que sondea diferentes líneas de alimentación. Los ocho canales analógicos y los 16 lógicos permiten que el osciloscopio pueda adaptarse a diversas necesidades de adquisición para obtener información completa de múltiples líneas. Con la memoria estándar más profunda de la industria de 500 Mpts por canal, el osciloscopio es excelente para capturar secuencias de subida/bajada de potencia en el rango de los mili segundos al tiempo que mantiene la resolución de muestreo para los detalles de la señal.

Al reducir el ancho de banda en el análisis de rizado de ruido, las muestras del convertidor A/D de 12 bits pueden mejorarse hasta una resolución de alta definición (HD) de 18 bits para obtener mediciones precisas. La alta sensibilidad de entrada del instrumento de 500 μV/div y su amplio rango de offset de ±5 V permite a los usuarios examinar, en los ajustes de sensibilidad vertical más altos, una línea de CC de 50 V (sonda 10:1). Al aprovechar el rendimiento mejorado del front-end, la arquitectura del MXO utiliza un disparo basado en muestras con una extraordinaria sensibilidad de < 0.0001 divisiones verticales.

Ventajas de los osciloscopios MXO

• Ocho canales analógicos y 16 canales lógicos
• Memoria estándar de 500 Mpts por canal
• Convertidor A/D de 12 bits en modo HD de 18 bits
• Sensibilidad de 500 µV/div con rango de offset de ±5 V
• Disparo digital implementado

Consideraciones sobre la medición de la secuencia de potencia

Los niveles de voltaje con sincronización específica son fundamentales para la funcionalidad del circuito. La secuenciación de potencia como prueba fundamental para los circuitos puede ser un proceso tedioso al momento de sondear y comparar múltiples líneas de alimentación. Aunque en este caso pueden utilizarse canales lógicos, su detalle es limitado, ya que estos canales solo indican 1 o 0 frente a un umbral. Para capturar los detalles de transición es mejor aumentar el número de canales analógicos.

Es importante contar con numerosas longitudes de registro, especialmente al observar varios cientos de milisegundos o incluso varios segundos (para circuitos de alta potencia). Es esencial la mayor longitud de registro para poder contar con tiempos de descarga suficientes, así como una evaluación rigurosa de las dinámicas de la secuencia de potencia. En las redes de distribución de energía, las líneas de CC más bajas se derivan de fuentes más altas y necesitan tiempo para poder estabilizarse antes de ser reguladas a líneas más pequeñas.

Consideraciones sobre la medición del rizado de ruido

A la hora de determinar la integridad de potencia es importante el ancho de banda. Los sistemas de medición con los mayores anchos de banda siempre capturan los mayores niveles de ruido. Identificar la gama de frecuencias de interés, así como seleccionar tanto los anchos de banda apropiados como los ajustes del filtro en el equipamiento de medición es vital para capturar componentes de frecuencia relevantes al tiempo que se filtra el ruido y los armónicos no deseados. Los circuitos de conversión de potencia por lo general cuentan con una frecuencia de conmutación de 1 MHz. Por lo tanto, para un análisis de estabilidad del bucle de control por realimentación es suficiente un ancho de banda de 20 MHz. Existe también una tendencia cada vez mayor a caracterizar el rizado de ruido de potencia con anchos de banda cada vez mayores en el rango de los gigahercios. Esta tendencia hace hincapié en el análisis de los cambios de carga de alta frecuencia. La sonda Power Rail R&S®RT-ZPR puede proporcionar hasta 4 GHz de ancho de banda de análisis.

Al medir el rizado de ruido, tenga cuidado de no inyectar ruido adicional en la configuración. Las conexiones cortas y directas ayudan a minimizar las interferencias. Los cables coaxiales pueden proporcionar una configuración de baja inductancia para cualquier medición.

El análisis espectral puede proporcionar información adicional y ayuda a identificar los componentes de frecuencia de los rizados de potencia, localizar fuentes de ruido específicas y abordarlas de manera eficaz. Los osciloscopios MXO cuentan con un potente análisis espectral que se actualiza a una velocidad de 45 000 FFT/s. La rápida frecuencia de actualización crea una visión receptiva del ruido espectral para el análisis de EMI de eventos escurridizos y esporádicos. Junto con las sondas de campo cercano, pueden localizarse fuentes de emisión, así como aplicar los diseños de filtros necesarios a fin de mitigar los problemas de ruido de potencia.

Resumen

El análisis de la secuencia de potencia y de las líneas de alimentación son mediciones fundamentales para asegurar el correcto comportamiento del circuito. Con ocho canales, la serie MXO 5 es ideal para el análisis de múltiples líneas. Los 500 Mpts estándar por canal conservan una elevada resolución de muestreo y el convertidor A/D de 12 bits proporciona la más alta precisión disponible para mediciones precisas. Tanto el filtrado como la ponderación tipo «boxcar» permiten que el modo HD proporcione una precisión de hasta 18 bits. La serie MXO 5 cuenta también con una alta sensibilidad de entrada de 500 μV/div con un rango de offset de ±5 V para facilitar la configuración de la sonda pasiva en mediciones de línea de alimentación. El canal de entrada puede también aplicar filtros selectivos o utilizar el filtrado en modo HD a fin de generar el ancho de banda de medición que se requiere. Funciones como el análisis de espectro y el análisis de la respuesta en frecuencia pueden también ser de mucha utilidad a la hora de caracterizar el comportamiento del rizado de potencia.