Una sonda de osciloscopio es una parte fundamental de un sistema de medidas analógicas. Sin una sonda apropiada el mejor osciloscopio es inútil. Por esa razón, es esencial elegir la sonda adecuada para conectar el circuito bajo prueba a su osciloscopio. Antes de elegir una sonda, es importante entender cómo funcionan las sondas y cómo se especifican. Relación de atenuación, ancho de banda, impedancia y capacitancia son especificaciones que todos los usuarios deben conocer antes de comenzar con un osciloscopio.
Una sonda de osciloscopio hace contacto físico con un punto de prueba y transmite datos de señales eléctricas desde el circuito bajo prueba al osciloscopio. Hay varios tipos de sondas de osciloscopio que satisfacen diferentes necesidades de pruebas y medidas, incluyendo sondas pasivas, activas, diferenciales y de corriente. En un nivel básico, las sondas de osciloscopio consisten en un extremo conductor, un cabezal para ajuste manual y un cable que se conecta a un osciloscopio.
Figura 1: Las sondas activas y pasivas sirven para diferentes aplicaciones y cumplen con diferentes criterios de medidas. Siga leyendo para más información.
Las sondas pasivas tienen el uso más extenso en la aplicación y se componen de solo elementos de circuito pasivo. Estas sondas pueden proporcionar conectividad 1:1, directa desde el punto bajo prueba, a la entrada del osciloscopio, o atenuación de un valor particular usando un divisor de voltaje u otro circuito. Las sondas pasivas son generalmente de bajo costo, robustas y flexibles. Se utilizan para medidas de voltaje y tienen un ancho de banda relativamente bajo. Continúe leyendo para obtener más información sobre cada especificación incluida en la Tabla 1.
Sondas pasivas | SP500X | SP500C | CP500X | CP400X |
---|---|---|---|---|
Ancho de banda | 500 MHz | 500 MHz | 500 MHz | 400 MHz |
Relación de atenuación | 10:1 | 100:1 | 10:1 | 10:1 |
Resistencia de entrada | 10 MΩ | 100 MΩ | 10 MΩ | 10 MΩ |
Capacidad de entrada | 11 pF | 4.6 pF | 10 pF | 13 pF |
Rango de compensación de capacitancia | 10-25 pF | 10-25 pF | 7-25 pF | 10-40 pF |
Hora de subida | 0.9 ns | 0.9 ns | 0.7 ns | 0.9 ns |
Voltaje de entrada máximo | 300 V (DC + Pico AC) | 300 V (DC + Pico AC) | 60 V (DC + Pico AC) | 60 V (DC + Pico AC) |
Impedancia de entrada del osciloscopio | 1 MΩ | 1 MΩ | 1 MΩ | 1 MΩ |
Conectores | BNC a extremo de sonda | BNC a extremo de sonda | BNC a BNC | BNC a BNC |
Longitud del cable | 1.2 metros | 1.2 metros | 1.2 metros | 2 metros |
Tabla 1: NI ofrece sondas pasivas seleccionadas para optimizar el rendimiento de los osciloscopios NI.
No todos los osciloscopios PXI se pueden utilizar con todas las sondas: el rango de capacitancia de entrada de 1 MΩ de una sonda pasiva puede no acomodar la capacitancia de entrada de 1 MΩ de un determinado osciloscopio. Todas las sondas de osciloscopio de NI tienen conexiones BNC, por lo que los osciloscopios PXI con conectores de panel frontal SMA o SMB requerirán adaptadores, como se indica en la tabla siguiente.
Osciloscopio de NI | SP500X | SP500C | CP500X | CP400X |
---|---|---|---|---|
PXIe-5105 | — | — | — | — |
PXIe-5110 | ||||
PXIe-5111 | ||||
PXIe-5113 | ||||
PXIe-5114 | — | — | — | |
PXIe-5122 | — | — | — | |
PXI-5124 | — | — | — | |
PXI-5142 | — | — | — | |
PXI-5152 | ||||
PXI-5153 | — | — | — | — |
PXI-5154 | — | — | — | — |
PXIe-5160 | ||||
PXIe-5162 | ||||
PXIe-5163 | ||||
PXIe-5164 | ||||
PXIe-5170 | — | — | — | — |
PXIe-5171 | — | — | — | — |
PXIe-5172 | 1 | 1 | 1 | 1 |
PXI-5922 | — | — | — | — |
1 Requiere adaptador SMB a BNC.
Tabla 2: Los osciloscopios PXI varían en su compatibilidad con sondas pasivas.
Las sondas de osciloscopio pueden afectar las señales de varias maneras. La resistencia de entrada, la capacitancia y el ancho de banda de una sonda determinarán los cambios que impone a la señal que está transmitiendo al osciloscopio. En esta sección se discutirán los fenómenos físicos que causan estos cambios. Para aplicaciones prácticas de estos efectos, consulte la sección Ejemplos de efectos de carga.
La impedancia del circuito y la impedancia de entrada del osciloscopio juntas producen un filtro paso bajo. Para frecuencias muy bajas, el condensador actúa como un circuito abierto y tiene poco o ningún efecto en la medida. Para frecuencias altas, la impedancia del condensador se vuelve significativa y carga el voltaje visto por el osciloscopio. La Figura 2 muestra este efecto en el dominio de la frecuencia. Si la entrada es una onda sinusoidal, la amplitud tiende a disminuir al aumentar la frecuencia y la fase se desplaza.
Figura 2: La respuesta de frecuencia de una sonda pasiva se desactiva conforme aumenta la frecuencia de la señal medida.
La carga también afecta la respuesta del osciloscopio a un cambio de paso en la tensión. La carga debida a la impedancia de entrada del osciloscopio (y la capacitancia de la sonda) se puede dividir en dos partes: Carga resistiva y carga capacitiva. La Figura 3 muestra la carga de entrada de la sonda y el osciloscopio dividida en carga resistiva y capacitiva, que se puede analizar de forma independiente. La carga resistiva se debe completamente a la resistencia de entrada del osciloscopio, mientras que la carga capacitiva se debe a la capacitancia de la sonda combinada con la capacitancia de entrada del osciloscopio.
Figura 3: La carga de un circuito puede dividirse en a) carga resistiva y b) carga capacitiva.
El circuito de carga resistiva de la Figura 3 es otro ejemplo del circuito divisor de tensión. Por lo tanto, la tensión entregada a la entrada del osciloscopio, VIN, es una réplica de Vs pero con amplitud reducida. La ecuación 1 muestra la fórmula para el producto de tensión en el tiempo dada VMAX.
Ecuación 1: El comportamiento de un circuito divisor de voltaje con carga resistiva se ilustra con esta fórmula.
El efecto de la carga capacitiva es más complejo y resulta en una respuesta exponencial en la tensión. VIN es un producto de la etapa de voltaje VS que pasa de cero voltios a voltios VMAX con el tiempo, como se muestra en la ecuación 2.
Ecuación 2: Los efectos de carga capacitiva dan como resultado un comportamiento logarítmico con el tiempo.
Las respuestas escalonadas debidas a los dos efectos de carga se muestran en la Figura 4. La carga resistiva cambia el tamaño del paso de tensión, pero no cambia la forma de onda. La carga capacitiva ralentiza el tiempo de incremento del paso, pero finalmente se establece en el mismo valor final que la respuesta ideal. El ancho de banda y el tiempo de incremento de un sistema están inversamente relacionados. Dado que el ancho de banda del instrumento está disminuyendo efectivamente, los tiempos de subida y bajada de las entradas de pulso se incrementarán.
El modelo de circuito utilizado para este análisis puede no ser preciso para todos los tipos de circuitos prácticos. La resistencia de salida (capacidad de accionamiento) de los circuitos digitales puede variar con la tensión de salida y hacer que el efecto de carga sea diferente. Aunque este modelo no es 100% preciso para un circuito de este tipo, el principio básico de carga resistiva y capacitiva todavía se aplica. Esto significa que la capacitancia de carga ralentizará el tiempo de incremento de la señal mientras que la carga resistiva tenderá a cambiar la amplitud de salida. El aumento del tiempo de incremento en un circuito digital se traduce en un mayor retraso cuando la señal llega a la siguiente puerta lógica. Esto se debe a que la señal tardará más en alcanzar el umbral lógico, lo que provocará que la siguiente puerta cambie más tarde. La impedancia de entrada de 1 MW del osciloscopio típico es lo suficientemente grande como para evitar la carga resistiva de la mayoría de los circuitos digitales, pero la carga capacitiva de una sonda 1:1 introducirá un retraso significativo en la señal.
Figura 4: La carga resistiva (a) cambia el nivel de tensión de un paso, mientras que la carga capacitiva (b) provoca una respuesta exponencial.
Esta sección ilustrará dos ejemplos de efectos de carga causados por circuitos de sondeo. En cada ejemplo los efectos que se producen como resultado de sondear el circuito harían que el dispositivo cambiara fundamentalmente de comportamiento o dejara de funcionar por completo.
Un circuito LC, también conocido como circuito tanque, contiene un inductor y un condensador en paralelo. El efecto final de este circuito es que la bobina inductora emite una frecuencia de resonancia a un valor dado determinado por el inductor y el condensador. La frecuencia se rige por la ecuación 3.
Ecuación 3: Esta ecuación rige la frecuencia de resonancia de un circuito LC.
Este circuito se utiliza en etiquetas RFID comerciales, por lo que ese será el ejemplo para mostrar este efecto de carga. La Figura 5 muestra un circuito LC muy común en un chip RFID.
Figura 5: Los circuitos LC se utilizan en etiquetas RFID. Este es un circuito RFID LC muy común.
El ingeniero que diseña o prueba este circuito puede querer probar la línea que contiene el condensador. Si el ingeniero conecta una sonda SP500X en el punto de alto potencial de este circuito, la capacitancia de la sonda se sumará en paralelo con C1 entre alto potencial y tierra como se muestra en la Figura 6.
Figura 6: La capacitancia de entrada de la sonda se añadirá al circuito si no se prueba de manera que impida el flujo de corriente.
La capacitancia adicional de la sonda hará que la frecuencia de resonancia del circuito LC cambie de acuerdo con la ecuación 4.
Ecuación 4: La capacitancia adicional introducida por la sonda SP500X cambiará la frecuencia de resonancia del circuito LC a 0.93 veces su frecuencia original.
Debido a este cambio en la frecuencia, la etiqueta RFID emitirá ahora una frecuencia muy diferente de la frecuencia del transmisor prevista, que no acumulará suficiente energía para ser detectada por el sensor o caracterizada funcionalmente para un funcionamiento correcto.
El circuito oscilador de la Figura 7 contiene una resistencia con un valor de 10 Megohmios en paralelo con un inversor CMOS. Las sondas tienen una resistencia de entrada de 10 Megohm para evitar un flujo de corriente significativo a través de la sonda y evitar que afecte al circuito bajo prueba. En este caso, el circuito en prueba incluye un elemento de alta resistencia.
Figura 7: Un circuito oscilador de reloj puede simplificarse funcionalmente en representación para mostrar cómo la carga resistiva puede afectar su funcionamiento.
Un ingeniero puede estar interesado en el potencial en la unión de CTRA In, la resistencia de 10 Megohmios y la fuente de alimentación del oscilador de cristal como se muestra en la Figura 8. Este punto de sonda pondría la resistencia de entrada de 10 Megohm de la sonda en paralelo con la resistencia de 10 Megohm que creará un divisor de voltaje. El oscilador de cristal en este circuito espera funcionar con un voltaje dado. Si el oscilador recibe la mitad de la tensión que espera, podría funcionar esporádicamente o no funcionar en absoluto.
Figura 8: Sondear en paralelo con la resistencia de 10 Megohm en el circuito oscilador de cristal creará un divisor de voltaje que podría hacer que deje de funcionar.
Las sondas 1:1 (uno a uno), también conocidas como sondas 1x, conectan la entrada de impedancia de 1 MΩ del osciloscopio al circuito que se está midiendo. Están diseñados para una pérdida mínima y una conexión fácil, pero por lo demás son equivalentes a usar un cable para conectar el osciloscopio. La Figura 4 muestra el diagrama de circuito para una entrada de osciloscopio de alta impedancia conectada a un circuito bajo prueba. El circuito bajo prueba se modela como una fuente de voltaje con una resistencia en serie. La sonda (o cable) 1:1 introducirá una cantidad significativa de capacitancia que aparece en paralelo con la entrada del osciloscopio. Una sonda 1:1 puede tener alrededor de 40 a 60 pF de capacitancia, que generalmente es mayor que la capacitancia de entrada del osciloscopio.
La construcción de sondas 1:1 no permite el mismo nivel de rendimiento que se esperaría en una sonda de atenuación como se explicará en la sección Sondas 10:1.
Las sondas 10:1 (también llamadas sondas 10x, sondas divisoras o sondas de atenuación) tienen una resistencia y un condensador (en paralelo) integradas en la sonda. La figura 8 muestra el circuito de la sonda 10:1 conectada a una entrada de alta impedancia de un osciloscopio. Si R1C1 = R2C2, entonces este circuito tiene el asombroso resultado de que el efecto de ambos condensadores se cancela exactamente. En la práctica, esta condición puede no cumplirse exactamente, pero puede aproximarse. El condensador generalmente se hace ajustable y se puede ajustar para una coincidencia casi perfecta. La ecuación 5 muestra la relación de Vs con VIN en estas condiciones.
Ecuación 5: Las sondas de atenuación como las sondas 10X utilizan el principal del divisor de voltaje descrito en esta ecuación.
Esta ecuación recuerda a la ecuación del divisor de voltaje. R2 es la resistencia de entrada de la alta impedancia de entrada del osciloscopio (1 MW) y R1 = 9R2. La ecuación 6 muestra el resultado de la ecuación 5 utilizando una sonda 10X.
Ecuación 6: Una sonda 10X da como resultado 1/10 del voltaje en la entrada del osciloscopio.
Por lo tanto, el resultado neto es una combinación de sonda y entrada de osciloscopio que tiene un ancho de banda mucho más amplio que la sonda 1:1, debido a la cancelación efectiva de los dos condensadores. La sanción en la que se incurre es la pérdida de tensión. El osciloscopio ahora solo ve una décima parte del voltaje original (de ahí el nombre de sonda 10:1). Observe también que el circuito que se está midiendo ve una impedancia de carga de R1 + R2 = 10 MW, que es mucho mayor que con la sonda 1:1. Algunas sondas están diseñadas para ser convenientemente conmutadas entre el funcionamiento 1:1 y 10:1.
Figura 9: El efecto de los condensadores en una sonda pasiva se anula cuando C1 se ajusta correctamente.
Con una sonda 10:1, se reducen los efectos de carga resistiva y capacitiva (en relación con una sonda 1:1). Aunque la capacitancia de entrada del osciloscopio se cancela idealmente, hay una capacitancia restante debido a la sonda, CPROBE. Esta capacitancia, que es especificada por el fabricante, cargará el circuito bajo prueba.
La pérdida de voltaje por un factor de 10 no es un problema siempre que el voltaje medido no sea tan bajo que dividirlo por 10 lo haga ilegible para el osciloscopio. Esto significa que la sensibilidad del osciloscopio y el voltaje de la señal pueden ser factores para decidir si se usa una sonda 10:1. En la mayoría de los osciloscopios, el usuario debe recordar que se está utilizando una sonda 10:1 y debe multiplicar las medidas resultantes por un factor de 10. Esto es una molestia, por lo que algunos osciloscopios incluyen dos marcas de escala: una válida para una sonda 1:1 y la otra válida para una sonda 10:1. Otros osciloscopios han ido un paso más allá y ajustan automáticamente las lecturas en la cantidad correcta cuando se utiliza una sonda de atenuación.
Tenga en cuenta que algunas sondas 10:1 tienen una resistencia a través de la entrada de la sonda de modo que la carga resistiva es de 1 Megohm. Estas sondas no representan una mejora en la carga resistiva sobre la sonda 1:1, pero tienen menos carga capacitiva.
Las sondas de atenuación vienen en una serie de valores como sondas 50: 1 y 100:1. Los principios generales de estas sondas son los mismos que los de la sonda divisora 10:1: el nivel de tensión y el ancho de banda se intercambian para obtener un ancho de banda más amplio, se produce más pérdida en la sonda y se suministra menos tensión a la entrada del osciloscopio. Esto puede requerir un osciloscopio más sensible para medidas de bajo nivel. También hay ciertas sondas pasivas de impedancia de 50Ω que tienen anchos de banda más amplios pero aplicaciones limitadas.
Para maximizar el ancho de banda de una sonda de atenuación, el condensador de la sonda debe ajustarse con precisión de manera que se cancele la capacitancia de entrada del osciloscopio. Esto se logra mediante un procedimiento conocido como indemnización.
La sonda del osciloscopio está conectada a una fuente de onda cuadrada llamada calibrador que está integrada en el osciloscopio. La sonda se ajusta para que la onda cuadrada sea lo más cuadrada y plana posible.
Figura 10: Se necesita una señal de referencia para realizar la compensación de la sonda. Las líneas PFI de los osciloscopios NI pueden utilizarse para generar una referencia de onda cuadrada.
1. Conecte el extremo BNC de la sonda al CH0 del osciloscopio. Si hay varios ajustes de atenuación en la sonda, elija el que le permita compensar la capacitancia.
2. Coloque un adaptador de conectividad en el extremo de la sonda que le permita interactuar con el calibrador.
3. Conecte la punta de la sonda a la fuente del calibrador. En el caso de los osciloscopios NI PXI, el calibrador será PFI1.
4. Si utiliza una punta de sonda separada del cable de transmisión, conéctelas en este punto para completar el circuito de medida. Las puntas de sonda que funcionan de esta manera generalmente se conectarán con la conectividad BNC o SMB.
5a. Abra el panel frontal del osciloscopio (Start Menu->Programs->National Instruments->NI-SCOPE->NI-SCOPE Soft Front Panel). Si tiene varios osciloscopios o digitalizadores en el sistema PXI, seleccione el osciloscopio apropiado para la compensación de sondas. Active la señal de compensación de sonda en el menú Utility de la barra de herramientas del panel frontal del osciloscopio. La señal de compensación de la sonda también se puede activar de manera programática utilizando el controlador del instrumento NI-SCOPE.
Figura 11: El panel frontal de NI-SCOPE tiene una utilidad de compensación de sonda integrada.
5b. Si está utilizando una caja tradicional o un osciloscopio de laboratorio, el panel frontal del instrumento debería mostrar la señal de calibración.
6. Ajuste el condensador sintonizable para que la forma de onda sea lo más cuadrada posible. Las figuras 12a y 12b muestran la pantalla del osciloscopio durante la compensación con una sonda sobrecompensada e infracompensada. La figura 12c muestra la pantalla cuando la sonda está adecuadamente compensada.
Figura 12: Las sondas sobrecompensadas (a) e infracompensadas (b) representarán señales deficientes y conducirán a medidas incorrectas. Las sondas debidamente compensadas (c) representarán la verdadera naturaleza de la señal.
7. Repita los pasos 1-6 para cualquier canal y sonda adicional. Tenga en cuenta que los canales del osciloscopio están diseñados para ser muy similares, pero pequeños cambios en los componentes pueden hacer que la capacitancia de entrada sea ligeramente diferente. También hay pequeñas diferencias en la capacitancia nominal de las sondas. Por estas razones, cada combinación de canal de osciloscopio y sonda debe compensarse individualmente.
Hasta ahora, todas las sondas discutidas han sido circuitos pasivos simples sin componentes activos como transistores y amplificadores. Las sondas activas son ideales en casos en los que se requiere una capacitancia extremadamente baja para medidas de alta frecuencia o si una medida necesita aislamiento desde una referencia de tierra determinada. Una sonda activa utiliza un amplificador que está diseñado para tener muy poca capacitancia en su entrada. La salida del amplificador suele coincidir para accionar la entrada de 50 ohmios del osciloscopio. Esto permite utilizar una longitud de cable de 50 ohmios entre la sonda y el osciloscopio sin ningún efecto de carga capacitiva adicional.
En la tabla 3 se resumen las especificaciones típicas de los diversos tipos de sondas de osciloscopio de voltaje activo que se han discutido. Las características reales variarán según el fabricante y el modelo.
Sondas activas | SA1000X1 | SA1500X1 | SA2500X1 | DA200025X1 |
---|---|---|---|---|
Ancho de banda | 1000 MHz | 1500 MHz | 2500 MHz | 2 GHz |
Configuración de la terminal | Una sola terminal | Una sola terminal | Una sola terminal | Diferencial |
Relación de atenuación | 10:1 | 10:1 | 10:1 | 25:1 |
Voltaje de entrada máximo | 20 V | 20 V | 20 V | ± 60 V (DC + Pico AC) |
Voltaje de entrada de modo común | ± 8 V | ± 8 V | ± 8 V | ± 60 V (DC + Pico AC) |
Voltaje de entrada diferencial | — | — | — | ± 20 V (DC + Pico AC) |
Resistencia de entrada | 1 MΩ | 1 MΩ | 1 MΩ | 500 kΩ |
Capacidad de entrada | 0.9 pF | 0.9 pF | 0.9 pF | 1.2 pF |
Impedancia de entrada del osciloscopio | 50 Ω | 50 Ω | 50 Ω | 50 Ω |
Conectores | BNC a extremo de sonda | BNC a extremo de sonda | BNC a extremo de sonda | BNC a extremo de sonda |
1 Requiere el uso de la fuente de alimentación auxiliar incluida.
Tabla 3. NI ofrece sondas activas que amplían las capacidades de medida de los osciloscopios PXI.
Con tan bajos efectos de carga, todas las sondas de tensión activa ofrecidas por NI son compatibles con todos los osciloscopios PXI, con las siguientes consideraciones adicionales:
Algunos osciloscopios tienen entradas flotantes o diferenciales que permiten conectar ambos cables de la entrada lejos de tierra. En este caso, se evita el problema de puesta a tierra.
Un osciloscopio de dos canales con la capacidad de mostrar el canal 1-2 (la diferencia entre los dos canales) se puede utilizar como un osciloscopio de entrada flotante de un canal. El osciloscopio está configurado para mostrar 1-2. El canal 1 está conectado al punto en el circuito que se toma como el voltaje más positivo. El canal 2 está conectado al otro punto de tensión, y la tierra del osciloscopio está conectada a la tierra del circuito. Por lo tanto, el osciloscopio muestra la diferencia entre los dos puntos de tensión, sin que se requiera que ninguno esté en tierra.
Una sonda diferencial elimina este problema al proporcionar dos entradas de sonda de osciloscopio que pueden flotar en relación con el suelo del alcance. La tensión de salida de la sonda es la diferencia entre las tensiones en los dos terminales de entrada, lo que le permite accionar la entrada referenciada a tierra de un osciloscopio. La amplificación diferencial no es perfecta, y el error se especifica en términos de relación de rechazo de modo común (CMRR). Para medir la CMRR, ambas entradas se accionan con la misma señal. Idealmente, la salida (que es la diferencia entre las dos entradas) siempre es cero. Pero en una sonda real hay algo de voltaje de salida pequeño.
Ecuación 7. Una sonda diferencial tendrá un error entre los canales activo y de referencia que se puede medir observando la diferencia en la tensión de entrada y salida de la sonda.
Típicamente, el CMRR de una sonda diferencial es mejor a bajas frecuencias y se degrada a frecuencias más altas. La CMRR generalmente se expresa en dB.
Las sondas activas de alto voltaje se utilizan para medidas que incluyen desfases de DC altos o modos comunes, o grandes rangos de voltaje. Algunas sondas de alta tensión se utilizan para observar pequeños cambios en las señales que tienen modos comunes muy altos. Un ejemplo de esto sería medir pequeñas variaciones en las señales en las líneas de transmisión de energía. El otro caso de uso para sondas activas de alta tensión es lograr un rango de tensión muy grande. Algunas sondas activas pueden transmitir señales de hasta varios kilovoltios.
Las sondas de corriente generalmente utilizan una de dos tecnologías. La más simple utiliza el principio de un transformador, siendo un devanado del transformador el alambre medido. Dado que los transformadores funcionan solo con voltajes y corrientes alternas, las sondas de corriente de este tipo no miden la corriente continua.
El otro tipo de sonda de corriente (el tipo que NI vende) utiliza el principio del efecto Hall. El efecto Hall produce un campo eléctrico en respuesta a una corriente presente en un campo magnético aplicado. Esta técnica requiere el uso de una fuente de alimentación externa, pero mide tanto la corriente alterna como la continua (AC y DC).
Dado que las sondas de corriente miden la corriente encerrada por sus mordazas, se pueden utilizar varias técnicas que son únicas para la sonda de corriente. Si la sensibilidad de la combinación de sonda y osciloscopio es demasiado baja para realizar una medida en particular, se pueden insertar varias vueltas del cable portador de corriente en las mordazas. La sonda tendrá efectivamente una corriente mayor para medir (la corriente original multiplicada por el número de vueltas). De manera similar, la diferencia entre dos corrientes se puede medir si se insertan los dos cables en cuestión, pero con las corrientes fluyendo en sentido opuesto (la suma se medirá si las corrientes fluyen en el mismo sentido). Por supuesto, el tamaño físico de los cables y la sonda de corriente serán un factor para determinar cuántos cables se pueden insertar. Aunque la corriente no requiere una conexión eléctrica directa, todavía elimina energía del circuito bajo prueba. Normalmente, esta pequeña cantidad de pérdida de energía no perturbará el circuito, pero puede ser un factor en algunos casos.
Sondas de corriente1 | CC0550X | CC05120X | CC3050X | CC30100X | CC15010X | CC5002X |
---|---|---|---|---|---|---|
Corriente continua máxima | 5 ARMS | 5 ARMS | 30 ARMS | 30 ARMS | 150 A | 500 A |
Tasa de voltaje de salida (voltios por amperio) | 1 V/A | 1 V/A | 0.1 V/A | 0.1 V/A | 0.01 V/A | 0.01 V/A |
Ancho de banda | 50 MHz | 120 MHz | 50 MHz | 100 MHz | 10 MHz | 2 MHz |
Hora de subida | 7 ns | 2.9 ns | 7 ns | 3.5 ns | 35 ns | 175 ns |
Impedancia de entrada del osciloscopio | 1 MΩ | 1 MΩ | 1 MΩ | 1 MΩ | 1 MΩ | 1 MΩ |
Conectores | BNC a extremo de sonda | BNC a extremo de sonda | BNC a extremo de sonda | BNC a extremo de sonda | BNC a extremo de sonda | BNC a extremo de sonda |
1 Requiere el uso de la fuente de alimentación PS-OP01 de dos canales o de la fuente de alimentación PS-OP02 de cuatro canales.
Tabla 4. NI revende varias sondas de corriente Hioki, cada una de las cuales requiere una fuente de alimentación Hioki para funcionar.
Figura 13. Sonda de corriente Hioki conectada a una fuente de alimentación de cuatro canales.
No todos los osciloscopios PXI se pueden utilizar con todas las sondas - Las sondas de corriente Hioki solo son compatibles con los osciloscopios PXI que tienen una entrada de 1 MΩ. El uso de sondas de corriente en canales de osciloscopio BNC adyacentes puede requerir el uso de un adaptador BNC a BNC corto debido a la proximidad.
Osciloscopio de NI | Todos los modelos de sondas de corriente Hioki |
---|---|
PXIe-5105 | 1 |
PXIe-5110 | |
PXIe-5111 | |
PXIe-5113 | |
PXIe-5114 | |
PXIe-5122 | |
PXI-5124 | |
PXI-5142 | |
PXI-5152 | |
PXI-5153 | — |
PXI-5154 | — |
PXIe-5160 | |
PXIe-5162 | |
PXIe-5163 | |
PXIe-5164 | |
PXIe-5170 | — |
PXIe-5171 | — |
PXIe-5172 | 1 |
PXI-5922 |
1 Requiere adaptador SMB a BNC.
Tabla 5. Los osciloscopios PXI varían en su compatibilidad con las sondas de corriente.
Figura 14: Las sondas de corriente Hioki pueden requerir adaptadores BNC cortos cuando se usan con canales de osciloscopio estrechamente adyacentes.
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