Cómo el tiempo ciego cero revoluciona la manera de depurar

¿Qué es un tiempo ciego?

Al utilizar un osciloscopio, es importante entender las dos fases principales de su intervalo de adquisición:

• muestreo
• procesamiento/visualización

Durante la fase de muestreo, el osciloscopio graba las señales y las formas de onda de su circuito o dispositivo. Luego, se inicia la fase de procesamiento/visualización y el muestreo se pausa. Esta pausa en el muestreo es el tiempo ciego y puede ser un verdadero problema tanto para ingenieros como científicos. ¿Por qué? Porque durante este tiempo el osciloscopio no está adquiriendo nuevas muestras y se perderá cualquier evento o señal importante. En caso de que su osciloscopio tenga un tiempo ciego largo podría terminar perdiendo información fundamental. Para algunos osciloscopios el tiempo ciego puede suponer más del 99 % del total del tiempo de adquisición. ¡Es demasiado tiempo para estar a ciegas!

El tiempo ciego depende principalmente de dos cosas:

• El número de muestras que deben almacenarse y procesarse: a mayor número de muestras más largo será el tiempo ciego.
• La cantidad y el tipo de procesamiento: funciones de análisis diferentes y parámetros de procesamiento tienen diferentes requisitos de procesamiento. Por ejemplo, utilizar un ancho de banda de resolución más estrecho con una transformada rápida de Fourier (FTT) aumentará de manera significativa el tiempo ciego.

¿En que consiste la frecuencia de actualización del osciloscopio?

Cuando se trata de osciloscopios, uno de los factores clave que deberá considerarse es la frecuencia de actualización, es decir, la rapidez con la que el osciloscopio puede disparar, procesar y mostrar formas de onda secuenciales. A mayor frecuencia de actualización, mejor, ya que podrá completar sus pruebas más rápidamente y con mayor confianza en sus resultados.

La frecuencia de actualización es inversamente proporcional al total del tiempo de adquisición: a mayor tiempo total de adquisición (el cual incluye tanto el tiempo de muestreo como el de procesamiento/visualización), menor será la frecuencia de actualización. Como puede verse, el tiempo ciego es un factor muy importante para determinar el tiempo total de adquisición. Por lo tanto, a mayor tiempo ciego, mayor será el tiempo total de adquisición y menor la frecuencia de adquisición. Por esa razón es importante elegir un osciloscopio con un tiempo ciego corto. Al minimizar el tiempo durante el cual el osciloscopio no adquiere nuevas muestras, puede acortarse el tiempo total de adquisición y aumentar la frecuencia de actualización. Esto, a su vez, le ayudará a obtener resultados de pruebas más precisos y confiables, así como a reducir el tiempo general que le lleva completar sus proyectos.

Si está buscando un osciloscopio con una excelente frecuencia de actualización, asegúrese de echarle una mirada al R&S®MXO 4: cuenta con la más alta velocidad máxima de actualización en tiempo real del mundo; adquiere, procesa y muestra hasta más de 4.600.000 formas de onda/s.

Minimizar el tiempo ciego: ¿es posible el tiempo ciego cero?

Desafortunadamente, ningún osciloscopio puede tener un tiempo cero que realmente sea cero, pero algunos osciloscopios modernos se acercan mucho, con tiempos ciegos en el rango de los nanosegundos. Por ejemplo, el R&S®MXO 4 ofrece un tiempo ciego mínimo de menos de 21 ns entre adquisiciones consecutivas, así como la frecuencia de actualización más rápida del mundo. Este impresionante rendimiento se debe en gran medida a su circuito integrado de aplicación específica (ASIC) de alto rendimiento. Un circuito integrado de aplicación específica proporciona un procesamiento de señal más rápido y eficiente y es una de las principales maneras en la que un fabricante puede reducir el tiempo ciego de un osciloscopio. Las generaciones más antiguas utilizaban hardware de uso general para el procesamiento y control de señales. Esto limitaba las funciones del osciloscopio, y era imposible la adquisición de datos a alta velocidad, así como el procesamiento de señales en tiempo real. Un circuito integrado de aplicación específica especialmente diseñado para un osciloscopio puede proporcionar hardware especial para el procesamiento del disparo o la adquisición de datos, y puede realizar estas funciones de manera mucho más eficiente que un procesador de uso general, lo que reduce así el tiempo ciego.

Determinados osciloscopios vienen con características que han sido diseñadas para reducir el tiempo ciego:

• Memoria segmentada: el osciloscopio solo captura las partes de la señal que le interesan e ignora el resto. Esto puede producir en gran medida la cantidad de datos que el osciloscopio tiene que procesar.
• Muestreo intercalado: el osciloscopio utiliza múltiples CAD (conversores analógicos digitales) para muestrear la señal en tiempos ligeramente diferentes y posteriormente combina estas muestras para crear una imagen más completa de la señal.
• Procesamiento en paralelo: el osciloscopio cuenta con múltiples trayectos de procesamiento, lo que le permite procesar un segmento de datos al tiempo que captura otro.
• Alta frecuencia de muestreo: el osciloscopio puede capturar y procesar datos de manera más rápida.

También puede optimizarse la configuración del osciloscopio a fin de reducir el tiempo ciego. Por ejemplo, si solo le interesa una parte en particular de la señal, puede ajustarse la configuración para centrarse en esa parte. Esto incluye ajustar la configuración tanto de la base de tiempo como del disparo para centrarse en la parte relevante de la señal.

Cómo un tiempo ciego beneficia la depuración

Imagínese un mundo donde se pudiera capturar con facilidad cualquier glitch, pico de voltaje o señal de alta frecuencia. Suena demasiado bueno para ser verdad, ¿verdad? Pues no lo es. Con un tiempo ciego cercano a cero, los osciloscopios modernos como el R&S®MXO 4 pueden hacer realidad este sueño.

En el mundo de la depuración, un tiempo ciego corto es un punto de inflexión absoluto. Minimiza sus oportunidades de que se pierdan eventos transitorios poco frecuentes como glitches o picos de voltaje. Esto es especialmente importante en aplicaciones como la electrónica de potencia, que involucran señales de conmutación de alta frecuencia.

Un tiempo ciego corto también simplifica el análisis de señales complejas. Con una mayor frecuencia de actualización, pueden capturarse, en una sola ventana de observación, más formas de ondas observadas, lo que permite una representación más precisa y detallada de la señal. Dele una mirada a la siguiente imagen. Las formas de onda capturadas con una frecuencia de actualización más rápida son más precisas y detalladas que las capturadas con una frecuencia de actualización más lenta. Esto es de gran ayuda para el ruido o eventos pequeños y poco frecuentes que podrían perderse fácilmente con una frecuencia de actualización más lenta. Una frecuencia de actualización más alta también le permite disparar sobre estos eventos. Esto puede ser fundamental para muchas aplicaciones diferentes, como las comunicaciones digitales, donde la calidad de la señal es clave para el rendimiento.

Otras ventajas de un tiempo ciego más corto

Un tiempo ciego corto reduce el tiempo de las pruebas no solo al ayudar con la depuración sino también al mejorar la usabilidad y la capacidad de respuesta de los instrumentos. La mayoría de los osciloscopios modernos priorizan el procesamiento de formas de onda sobre la interfaz de usuario. En la práctica, esto quiere decir que un osciloscopio solo actualiza su pantalla y responde a las entradas del usuario al final de su tiempo ciego. Por lo tanto, un tiempo ciego bajo vuelve al osciloscopio más sensible tanto en términos de visualización como de control. Esto, naturalmente, disminuye la frustración y la probabilidad de errores por parte del usuario.

Una mayor confianza estadística es otra de las ventajas de un tiempo ciego más corto. Los osciloscopios a menudo se emplean para generar datos estadísticos y cada adquisición se trata como una muestra de la señal de entrada. Cuantas más muestras haya, menor será el intervalo de confianza, lo que le permitirá estar más seguro de que las estadísticas que se han medido se aproximan a los valores instantáneos.