¿Qué es un osciloscopio de señal mixta?

¿Alguna vez has escuchado sobre un osciloscopio de señal mixta? Si eres un apasionado de la electrónica, la respuesta seguramente es sí. Pero para aquellos que aún no conocen esta herramienta, en este artículo te explicaremos en qué consiste y cuáles son sus principales características. ¡No te lo pierdas!

Un osciloscopio de señal mixta, o MSO, es un tipo de osciloscopio que puede medir y mostrar señales digitales y analógicas. Este tipo de osciloscopio es perfecto para medir y depurar sistemas electrónicos que contienen componentes tanto digitales como analógicos.

Los MSO suelen tener cuatro canales de entrada, dos de los cuales están dedicados a señales analógicas y dos reservados para señales digitales. La mayoría de los MSO también vienen equipados con un analizador lógico incorporado, lo que los hace ideales para depurar sistemas digitales. [1].

Si está trabajando con electrónica de señal mixta, un osciloscopio de señal mixta es la herramienta perfecta para sus necesidades. Con su capacidad para medir señales tanto digitales como analógicas, un MSO puede ayudarlo a depurar su sistema de forma rápida y sencilla. Así que no esperes más, ¡consíguete un MSO hoy mismo!

Un MSO puede ser perfecto para cualquier persona que trabaje con electrónica de señal mixta porque puede ahorrarle mucho tiempo al depurar su sistema.

En esta publicación de blog, analizaremos los conceptos básicos de los MSO y cómo se pueden utilizar para solucionar problemas de sistemas electrónicos.

Definición de osciloscopio de señal mixta/MSO

¿Qué es un osciloscopio de señal mixta?

Un> A medida que crece la demanda de combinar canales de medición analógicos y lógicos en un dispositivo, también crece la popularidad de los MSO. [2].

El término “señal mixta” generalmente se refiere a cualquier sistema o dispositivo que utiliza señales tanto digitales como analógicas. En un MSO, la adición de canales digitales permite la adquisición y visualización de datos analógicos y digitales correlacionados en el tiempo en una sola pantalla. Esta correlación es vital cuando se trata de depurar diseños de señal mixta.

Los canales analógicos miden los niveles de voltaje mientras que los canales lógicos miden el estado de las señales digitales (generalmente representadas como niveles de voltaje alto o bajo). La mayoría de los MSO tienen entre dos y cuatro canales de entrada analógica y 16 o más canales de entrada lógica. La cantidad de canales de entrada lógica disponibles es especialmente importante porque determina cuántos buses se pueden monitorear simultáneamente.

Cuando se analizan placas con componentes lógicos, como sistemas integrados que usan un microcontrolador o MPU, a veces es necesario combinar los canales analógicos de un osciloscopio tradicional para examinar las formas de onda sin dejar de ver los niveles lógicos en otras partes del circuito. La combinación de todos estos elementos hace que el estudio de estos sistemas sea mucho más fácil.

¿Por qué utilizar osciloscopios de señal mixta?

Es posible examinar estos sistemas integrados mediante un MSO, que proporciona muchos más detalles sobre su funcionamiento. Un osciloscopio de 2 o 4 canales combinado con una función de analizador lógico de 16 canales no sería factible, pero es concebible tener un osciloscopio de dos o cuatro canales vinculado con una capacidad de analizador lógico de 16 canales. [3].

¿Qué es un osciloscopio de señal mixta?

Aquí es donde entran los MSO. Un osciloscopio de señal mixta tiene la capacidad de tomar medidas tanto de señales analógicas como digitales, brindándole una visión integral del comportamiento de su circuito. Al combinar las mejores características de un osciloscopio y un analizador lógico, los MSO le brindan el poder de depurar y solucionar problemas de sus circuitos con facilidad.

Si está trabajando con sistemas integrados, un MSO es una herramienta valiosa que puede ahorrarle tiempo y molestias al tratar de encontrar problemas. Si no necesita los canales adicionales, bastará con un osciloscopio tradicional; pero si necesita más visibilidad del comportamiento de su circuito, definitivamente vale la pena considerar un MSO.

Capacidades MSO

La mayoría de los osciloscopios digitales tienen al menos dos canales y muchos tienen cuatro o más. Los osciloscopios de señal mixta (MSO) van un paso más allá al agregar uno o más canales analógicos a la mezcla. Esto le brinda la capacidad no solo de ver lo que sucede en sus líneas digitales, sino también de correlacionarlo con la actividad en sus líneas analógicas.

El MSO maneja el osciloscopio y los canales lógicos de manera diferente [4]:

1) Canales de osciloscopio. Estas son señales analógicas verdaderas, que usan un ADC para convertir las entradas analógicas en un formato digital. Luego, la forma de onda se modifica para que se puedan ver las características analógicas de la señal. Esto es útil para ver señales digitales y analógicas al mismo tiempo, así como para identificar rápidamente cualquier problema con sus líneas digitales. Los osciloscopios digitales suelen tener un ancho de banda de alrededor de 20 MHz, mientras que los MSO pueden alcanzar los 100 MHz o más. Esto significa que se pueden usar para ver señales digitales de alta velocidad, así como señales analógicas más lentas;

2) Canales lógicos. Los canales lógicos del osciloscopio de señal mixta se convierten directamente a un formato digital. La pantalla muestra las señales como un nivel alto o bajo y no se muestra información analógica. Hay muchos más de estos canales lógicos para permitir una visión completa de la lógica en un circuito, pero debido a que no requieren una conversión completa de analógico a digital, son mucho más simples de implementar. Si desea ver los elementos analógicos de una señal digital, conéctelo a una de las conexiones analógicas;

¿Qué es un osciloscopio de señal mixta?

Esto>Los MSO suelen tener todas las características y capacidades de un osciloscopio digital de gama alta, incluida la memoria profunda, la activación avanzada y las frecuencias de muestreo rápidas.

Si está trabajando con diseños de señal mixta, entonces un MSO es una pieza esencial del equipo de prueba. No solo le ahorrará mucho tiempo y esfuerzo, sino que también puede ayudarlo a encontrar y solucionar problemas que de otro modo serían muy difíciles de rastrear.

Comparación de Logic Analyzer y MSO

Los osciloscopios son los instrumentos más precisos para detectar y analizar señales electrónicas analógicas, así como para evaluar la integridad de la señal y el rendimiento del circuito analógico. Los analizadores lógicos son los instrumentos más efectivos para examinar y monitorear comunicaciones electrónicas digitales como I2C, SPI y Serial. [15].

Las diferencias clave:

  • Los osciloscopios se usan para observar el comportamiento de una señal eléctrica a lo largo del tiempo, mientras que los analizadores lógicos se usan para probar circuitos y sistemas digitales al observar los estados lógicos o voltajes presentes en varios puntos del circuito;
  • Los osciloscopios pueden medir señales tanto de CA como de CC, mientras que los analizadores lógicos solo pueden medir señales digitales;
  • Los osciloscopios suelen tener dos canales, mientras que los analizadores lógicos suelen tener ocho o más;
  • Los osciloscopios suelen ser más caros que los analizadores lógicos;

Formato MSO

Los osciloscopios se pueden comprar en una variedad de formas. El diseño habitual de la caja de sobremesa es popular y muchos visores utilizan este estilo. Muchos fabricantes de osciloscopios amplían sus rangos agregando capacidades de señal mixta a ciertos instrumentos dentro de sus rangos.

También hay disponibles osciloscopios de señal mixta USB basados ​​en PC, además de las versiones de sobremesa. Estos cuentan con un máximo de 16 canales lógicos y pueden ampliarse a dos o cuatro canales analógicos, lo que les otorga un instrumento muy potente. [6].

¿Cuál es la diferencia entre un osciloscopio de señal mixta y un analizador lógico?

1) ¿Qué instrumento es la base de operaciones?

Los osciloscopios de señal mixta (MSO) a menudo se consideran la base de operaciones para las mediciones digitales. Los MSO ofrecen más que solo mediciones digitales de tiempo; también incluyen canales analógicos para medir voltaje. Esto es importante cuando está depurando un sistema porque puede ver la actividad tanto digital como analógica en la misma base de tiempo. Los osciloscopios son ideales cuando su objetivo es comprender cómo cambia una señal con el tiempo.

¿Qué es un osciloscopio de señal mixta?

Los analizadores lógicos son más adecuados para analizar señales digitales que ocurren en momentos o eventos específicos. Un analizador lógico le permite desencadenar patrones específicos en los datos para que pueda ver secciones interesantes de una adquisición larga. Los analizadores lógicos tienen un número limitado de canales, pero cada canal se puede multiplexar para observar muchas señales. Esto es útil cuando desea saber qué está haciendo un grupo de señales en un momento específico.

2) Análisis de estado y tiempo

Tanto los MSO como los analizadores lógicos tienen diferencias de arquitectura fundamentales en la forma en que adquieren y muestran señales. Un MSO utiliza exclusivamente muestreo asíncrono, como un osciloscopio. Debido a que se siente como un alcance, para muchas personas esto hace que comenzar con una adquisición en canales digitales sea más simple. No es necesario comprender la diferencia entre análisis de tiempo y de estado o proporcionar una señal de reloj. Cuando se ejecuta repetidamente en sistemas MSO, los usuarios obtienen actualizaciones oportunas.

Los analizadores lógicos, por otro lado, cuentan con una gama más amplia de modos de adquisición, que incluyen tanto análisis de tiempo como de estado. El análisis de estado es un excelente método para recopilar información sobre autobuses con relojes que funcionan sincronizados. Las capturas de estado solo tienen lugar en condiciones de reloj válidas, lo que elimina la captura de actividad de transición sin importancia entre señales de reloj válidas. También reducen la ventana de tiempo capturada utilizando solo la memoria del analizador lógico cuando ocurren estados genuinos. Los analizadores lógicos están optimizados para detectar y mostrar ocurrencias de disparo único, pero tienen largos intervalos de tiempo muerto entre adquisiciones mientras operan repetidamente.

Los usuarios de analizadores lógicos, por otro lado, a menudo encuentran que es mucho más fácil agrupar y nombrar señales y buses en un analizador lógico que con un MSO. Irónicamente, la agrupación de analizadores lógicos suele ser más difícil para los usuarios de MSO.

3) Activación

Otra gran diferencia entre los MSO y los analizadores lógicos está en la activación. Los osciloscopios cuentan con una gran variedad de tipos de disparo para seleccionar, incluidos disparos de borde, ancho, pulso, video, patrón y serie. Con todas estas opciones, puede configurar un disparador de osciloscopio para detectar prácticamente cualquier tipo de comportamiento de la señal.

Los analizadores lógicos tienen una selección más limitada de disparadores porque están diseñados para señales digitales. El tipo más común de disparador de analizador lógico es el disparador de estado. Los disparadores de estado le permiten especificar un cierto patrón de estados digitales (alto o bajo) que debe ocurrir antes de que el analizador lógico comience a adquirir datos. Esto le permite concentrarse en eventos específicos mientras ignora otras actividades digitales que podrían estar sucediendo.

¿Qué es un osciloscopio de señal mixta?

Algunos analizadores lógicos también tienen disparadores de borde, que le permiten disparar una señal digital que hace una transición de un estado a otro (de alto a bajo o de bajo a alto). Los disparadores de borde son menos comunes en los analizadores lógicos que los disparadores de estado porque son menos específicos. Con un disparador de borde, es posible que termine capturando una gran cantidad de datos que no son relevantes para lo que está tratando de solucionar. [7].

Hay algunas cosas a tener en cuenta al elegir un MSO para sus necesidades:

  • Primero, asegúrese de que el osciloscopio tenga suficientes canales para cubrir todas las señales de su diseño;
  • Segundo, asegúrese de verificar las especificaciones de ancho de banda y frecuencia de muestreo para asegurarse de que el osciloscopio pueda manejar las señales digitales de alta velocidad en su diseño;
  • Finalmente, mire el conjunto de características y asegúrese de que el osciloscopio tenga todas las características y capacidades que necesita;

Preguntas más frecuentes

¿Para qué se utiliza un osciloscopio de señal mixta?

Un osciloscopio de señal mixta (MSO) es un tipo de instrumento de prueba electrónico que le permite medir señales digitales y analógicas en la misma pantalla. Esto puede ser extremadamente útil al tratar de depurar o solucionar problemas de circuitos, ya que puede ver cómo las diferentes señales interactúan entre sí.

¿Cuáles son los diferentes tipos de osciloscopios?

Hay tres tipos principales de un osciloscopio:

  • Los osciloscopios analógicos son el tipo más básico y miden el voltaje a lo largo del tiempo;
  • Los osciloscopios digitales convierten el voltaje en una señal digital que se puede mostrar en una pantalla;
  • Los osciloscopios de señal mixta, como sugiere su nombre, pueden medir señales tanto digitales como analógicas;

¿Qué es un osciloscopio de muestreo digital?

Un osciloscopio de muestreo digital es un tipo de osciloscopio digital que utiliza una técnica llamada “muestreo” para medir el voltaje de una señal. El muestreo implica tomar instantáneas de la señal a intervalos regulares y luego reconstruir la señal a partir de estas muestras. Esto permite mediciones muy precisas, pero también puede ser bastante lento dependiendo de la velocidad del ADC (convertidor de analógico a digital) [8].

¿Qué es un osciloscopio de doble haz?

Un osciloscopio de doble haz es un tipo de osciloscopio que tiene dos haces de electrones en lugar de uno solo. Esto permite mediciones más precisas, ya que los dos haces se pueden usar para cancelar los errores del otro. [9].

¿Cómo se leen las cifras de Lissajous?

La forma del gráfico XY indica la diferencia de fase en el patrón de Lissajous. Una línea recta indica una diferencia de fase de 0° o 180°. El ángulo de la línea está determinado por la diferencia de amplitud entre las dos señales; una línea a 45° de la horizontal indica que las amplitudes son iguales [10].

¿Puede un osciloscopio medir voltaje DC?

Sí, un osciloscopio puede medir el voltaje de CC. Sin embargo, la mayoría de los osciloscopios están diseñados para señales de CA, por lo que es posible que necesite un adaptador especial para medir voltajes de CC.

¿Es un osciloscopio un voltímetro?

Un voltímetro es un dispositivo que mide la diferencia de voltaje entre dos puntos. Si el osciloscopio es un osciloscopio de rayos catódicos (CRO), puede usarse como voltímetro. Esta técnica se puede utilizar para medir las diferencias de potencial entre las dos ubicaciones. [11].

Video útil: Osciloscopio de señal mixta MSO serie 5: descripción general de 5 minutos

Referencias:

  1. https://www.picotech.com/library/oscilloscopes/mixed-signal-oscilloscope-mso
  2. https://www.electronics-notes.com/articles/test-methods/oscilloscope/mixed-signal-oscilloscope-mso.php
  3. https://www.electronicdesign.com/technologies/test-measurement/article/21800885/cuál es-la-diferencia-entre-un-osciloscopio-de-señal-mixta-y-un-analizador-lógico
  4. https://www.electronics-notes.com/articles/test-methods/oscilloscope/mixed-signal-oscilloscope-mso.php
  5. https://blog.saleae.com/cuál-es-la-diferencia-entre-un-analizador-lógico-y-un-osciloscopio/
  6. https://www.electronics-notes.com/articles/test-methods/oscilloscope/mixed-signal-oscilloscope-mso.php
  7. https://www.picotech.com/library/oscilloscopes/mixed-signal-oscilloscope-mso
  8. https://www.electronics-notes.com/articles/test-methods/oscilloscope/digital-sampling-scope.php
  9. https://www.electrical4u.com/osciloscopio-de-doble-haz
  10. https://wiki.analog.com/university/courses/alm1k/intro/intro-lissajou-curves
  11. https://byjus.com/jee-questions/is-oscilloscope-a-voltmeter/

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