Especificaciones explicadas: Osciloscopios y digitalizadores de NI
Información general
Contenido
- Introducción
- Comprensión de la terminología de las especificaciones
- Vertical
- Horizontal
- Disparadores
- Especificaciones de TClk
- Especificaciones de forma de onda
- Recursos adicionales
Introducción
Esta guía se divide en las mismas secciones que la mayoría de los manuales de especificaciones de NI. Los siguientes términos y las definiciones se enumeran en orden alfabético y pueden aparecer en los manuales de especificaciones en otro orden. Esta guía se aplica exclusivamente a las familias 51xx, dispositivos y módulos USB, PCI, PXI y PXIe Osciloscopio y Digitalizador. Otras familias de productos de NI, como Multifunction DAQ 60xx, 61xx, 62xx y 63xx (anteriormente series B, E, S, M y X), chasis y controladores cDAQ y cRIO, módulos de la Serie C, Multifunction RIO 78xx R Series, multímetros digitales y otros instrumentos pueden utilizar diferentes terminologías o métodos para determinar las especificaciones y, por lo tanto, esta guía no debe utilizarse como referencia para dispositivos y módulos que no sean de las familias de osciloscopios y digitalizadores de NI.
Esta guía usará el dispositivo PXIe-5162 como referencia en todo momento. Si desea seguir estas especificaciones del dispositivo, puede hacerlo siguiendo este enlace: PXIe-5162 Especificaciones. Si la especificación hace referencia a otro osciloscopio o digitalizador, puede seguir navegando a las especificaciones del dispositivo también.
Comprensión de la terminología de las especificaciones
En primer lugar, es importante tener en cuenta la diferencia categórica entre varias especificaciones. NI define las capacidades y el rendimiento de sus instrumentos de pruebas y medición como especificaciones garantizadas, especificaciones típicas o especificaciones nominales. Consulte el manual de especificaciones de su dispositivo para obtener más información sobre qué especificaciones están garantizadas, típicas o nominales.
- Las especificaciones garantizadas describen el rendimiento de un modelo en las condiciones de funcionamiento establecidas y están cubiertas por la garantía del modelo.
- Las especificaciones típicas describen el rendimiento alcanzado por la mayoría de los modelos. Las especificaciones típicas no están garantizadas.
- Las especificaciones nominales describen un atributo que se basa en el diseño, las pruebas de conformidad o las pruebas complementarias. Las especificaciones nominales no están garantizadas.
Vertical
Los dispositivos y módulos de osciloscopio y digitalizador NI tienen especificaciones para señales analógicas. Estas especificaciones pueden ser únicas para cada dispositivo o modelo, así que asegúrese de revisar las especificaciones para su modelo específico. Esta sección está organizada en seis secciones para cubrir las especificaciones comunes: Impedancia y acoplamiento, niveles de voltaje, precisión, ancho de banda y respuesta transitoria, características espectrales y ruido.
Impedancia y acoplamiento
Capacidad de entrada
Las entradas del digitalizador tienen capacitancia parásita que puede alterar potencialmente la señal que se está midiendo. Se puede utilizar una punta de pruebas con una capacitancia ajustable para compensar la capacitancia de entrada y lograr una respuesta de frecuencia plana. Cuando las frecuencias son bajas, la capacitancia tiene una reactancia muy alta que no causa carga significativa. Sin embargo, a medida que aumenta la frecuencia, la carga se vuelve mucho mayor debido a una disminución en la impedancia de la punta de pruebas.
La figura 1 muestra una punta de pruebas correctamente compensada, subcompensada y sobrecompensada para frecuencias bajas. Cabe señalar que la capacitancia del cable también se compensa cuando se compensa la punta de pruebas.
Figura 1
Ejemplo
El PXIe-5172 tiene una capacitancia de entrada típica de 16 pF ± 1,2 pF para una impedancia de entrada de 1 MΩ. La punta de pruebas utilizada debe ser capaz de compensar de 14,8 pF a 17,2 pF para obtener los mejores resultados.
Acoplamiento de entrada
Puede especificar un canal de entrada que se acoplará a CC, CA o tierra. El acoplamiento de CC permite que los componentes de CC y baja frecuencia de una señal pasen a través de ella sin atenuarse. El acoplamiento de CA elimina los desplazamientos de CC y los componentes de baja frecuencia, permitiendo solo señales de alta frecuencia. El acoplamiento a tierra desconecta la entrada y conecta internamente el canal a tierra para proporcionar una referencia a tierra de tensión cero.
En la Figura 2, el gráfico A muestra el acoplamiento de CC que muestra la forma de onda con la porción de CC incluida. El gráfico B muestra la misma forma de onda con acoplamiento de CA que elimina el componente de CC.
Figura 2
Ejemplo
El PXIe-5164 tiene acoplamiento AC y DC para permitir mediciones de señal de baja y alta frecuencia.
Impedancia de entrada
La impedancia de entrada es una medida de la forma en que los circuitos de entrada impiden que la corriente fluya a través de la toma a tierra de entrada analógica. Para los osciloscopios NI, la impedancia de entrada común es de 50 Ω o 1 MΩ.
Normalmente, la impedancia de 1 MΩ, o alta Z, se utiliza con una sonda para mediciones de alta tensión. Para algunas aplicaciones, como la RF, la impedancia de entrada de 50 Ω se utiliza para coincidir con la impedancia de la fuente para minimizar las reflexiones que pueden distorsionar la señal que se está midiendo.
Ejemplo
El PXIe-5164 tiene impedancias de entrada de 50 Ω y 1 MΩ. Elegir la impedancia de entrada adecuada es importante para tomar buenas mediciones.
Consulte también
Seleccione la punta de pruebas de osciloscopio adecuada para su aplicación Efectos de carga
Pérdida de retorno de entrada
La pérdida de retorno de entrada indica la disminución en la potencia de una señal que se refleja debido a impedancias no coincidentes. La ecuación para la pérdida de retorno se puede encontrar a continuación.
Ejemplo
El PXIe-5162 tiene una pérdida de retorno de entrada de aproximadamente -20 dB para una frecuencia de 1 GHz. Esto significa que una señal 20 dB menos que la señal de entrada se refleja debido a la falta de coincidencia de impedancia.
Figura 3
Relación de onda estacionaria de voltaje de entrada (VSWR)
VSWR es la relación entre ondas reflejadas y ondas transmitidas. VSWR se puede utilizar para determinar cuánta de la señal de entrada se está reflejando. Dependiendo de si la onda reflejada está dentro o fuera de fase con la señal de entrada, podría aumentar o disminuir la amplitud neta. VSWR es la relación entre esta amplitud neta máxima y la amplitud neta mínima. Diferentes maneras de encontrar VSWR se muestran en las ecuaciones y figuras a continuación.
Impedancia de carga ZL
Impedancia de las características Z
Figura 4
Ejemplo
El PXIe-5162 tiene un VSWR de aproximadamente 1,1 a 500 MHz. Esto da la relación entre la amplitud máxima y la amplitud mínima debido a la fase de la señal reflejada.
Figura 5
Consulte también
Niveles de voltaje
Desplazamientos de entrada
El offset de entrada, o offset vertical, es el voltaje en el que se centra el rango de voltaje. El desplazamiento vertical posiciona el rango vertical alrededor de un valor de CC definido por el usuario. El uso de este desplazamiento permite examinar pequeños cambios en la señal de entrada, lo que puede conducir a una mejor precisión de medición.
La figura 6 muestra la relación entre el rango de entrada y el offset y cómo puede afectar a la resolución.
Figura 6
Ejemplo
El PXIe-5164 tiene un desplazamiento de entrada de ±5 V para el rango de entrada de 0.25 V. Esto permite al osciloscopio medir una señal que es transportada por una tensión de ±5 DC para maximizar completamente el rendimiento del ADC.
Rango de entrada
El rango de entrada, o rango vertical, es el intervalo de voltaje pico a pico que un digitalizador puede medir en el conector de entrada. Muchos digitalizadores tienen múltiples rangos verticales para maximizar el rendimiento del ADC y obtener una mejor resolución.
Ejemplo
El PXIe-5171 tiene rangos de entrada de 0.2 Vpp, 0.4 Vpp, 1 Vpp, 2 Vpp y 5 Vpp. Un usuario tiene estos cinco rangos para elegir para obtener la mejor resolución posible. Si la señal que se está midiendo es de 0,5 Vpp, lo mejor sería usar el rango de 1 Vpp en lugar del rango de 5 Vpp para maximizar el ADC.
Sobrecarga de entrada máxima
Esta es la tensión de entrada máxima que un dispositivo puede manejar. El exceso de este voltaje puede causar daños al dispositivo.
Ejemplo
El PXIe-5162 tiene una sobrecarga de entrada máxima de |Picos| ≤ 42 V para 1 MΩ. El rango máximo de entrada del dispositivo es de 50 Vpp con un desplazamiento de ±15 V. Esto significa que las señales de entrada con picos de ±40 V pueden medirse y seguir estando dentro de la especificación de sobrecarga de entrada de 42 V.
Exactitud
Precisión de amplitud de CA / respuesta de frecuencia
Dado que los amplificadores del mundo real no pueden proporcionar un rendimiento ideal, la ganancia es un producto de la frecuencia de entrada. La respuesta de frecuencia da la respuesta de magnitud de una señal en un rango de frecuencias.
Figura 7
Ejemplo
Considere una señal de 1,25 GHz adquirida en el PXIe-5162 con una impedancia de entrada de 50 Ω y un rango de 1 Vpp, la especificación anterior para la precisión de amplitud de CA y la Figura 7, el gráfico de respuesta de frecuencia, se pueden utilizar para encontrar la precisión típica. La figura 7 muestra una amplitud de aproximadamente 2 dB para la señal de 1,25 GHz, tomando la precisión como 2 dB ± 0,5 dB, o el rango de 1,5 dB a 2,5 dB.
Deriva de amplitud de CA
Al igual que la deriva de CC, la amplitud de CA puede derivar debido a un cambio en la temperatura de la última calibración.
Ejemplo
La deriva de amplitud del PXIe-5162 se puede encontrar utilizando la ecuación de su documento de especificaciones. Tomando el ejemplo de la sección AC Amplitude Accuracy, si la temperatura de la placa está ahora a 5 grados de la temperatura calibrada, la amplitud de CA ahora cae dentro del rango de 1,48 dB a 2,52 dB. La precisión de amplitud de CA cambia en solo 0,02 dB porque el PXIe-5162 solo tiene en cuenta los cambios de temperatura más allá de ± 3·°C para la deriva de amplitud de CA.
Interferencia
La diafonía es la medida de cuánto puede afectar una señal en un canal a otro. Idealmente, la adquisición de una señal en un canal no debe afectar a otra señal que se adquiere, pero este no siempre es el caso debido al acoplamiento conductivo, capacitivo o inductivo no deseado de una parte del digitalizador a otra.
Ejemplo
La tabla de diafonía de canal a canal del documento de especificaciones PXIe-5162 muestra que si se muestrea una señal de 50 MHz con una impedancia de entrada de 50 Ω, existe un aislamiento característico de -60 dB entre canales cuando ambos se ajustan al mismo rango de entrada.
Tabla 1
Precisión DC
La precisión determina cuán cerca estará el valor dado por el digitalizador de la señal real.
Ejemplo
La ecuación siguiente muestra la especificación de precisión de CC del documento de especificación PXIe-5162. A continuación se muestra un ejemplo de cálculo de la precisión de CC de una señal que es 0,6 V con 0 V de desviación vertical y una tensión a escala real de 1 V.
DC Drift
La deriva de CC se utiliza para encontrar la precisión del digitalizador cuando la temperatura a bordo del dispositivo es superior a ±X °C desde la última vez que se calibró.
Ejemplo
X varía de un dispositivo a otro; en el PXIe-5162 es de 3 °C. La ecuación anterior muestra la especificación de deriva de CC del documento de especificaciones PXIe-5162. A continuación se muestra un ejemplo de cálculo de la deriva de CC de una señal de 0,6 V con un desplazamiento vertical de 0 V, una tensión a escala real de 1 V y una diferencia de temperatura a bordo de 5 °C con respecto a la última calibración.
Resolución
La resolución es el cambio de voltaje de entrada más pequeño que un digitalizador puede capturar idealmente. La resolución se puede expresar en bits (LSB), en proporciones o en porcentaje de escala completa. En el cuadro 2 se dan algunos ejemplos.
| Bits | Resolución | ||
|---|---|---|---|
| 8 | 1/28 | o | 1/256 |
| 10 | 1/210 | o | 1/1024 |
| 12 | 1/212 | o | 1/4096 |
| 14 | 1/214 | o | 1/16384 |
| 16 | 1/216 | o | 1/65536 |
Tabla 2
La resolución limita la precisión de una medición. Cuanto mayor sea la resolución (número de bits), más precisa será la medición. Un ADC de 8 bits divide el rango vertical del amplificador de entrada en 256 niveles discretos. Con un rango vertical de 10 V, el ADC de 8 bits no puede resolver idealmente diferencias de voltaje menores de 39 mV. En comparación, un ADC de 14 bits con 16.384 niveles discretos puede resolver idealmente diferencias de voltaje tan pequeñas como 610 μV.
La Figura 8 muestra una onda sinusoidal medida por un ADC de 3 bits y un ADC de 16 bits.
Figura 8
Ejemplo
El PXIe-5160 tiene una resolución de 10 bits, lo que le da 1.024 niveles discretos. Dado un rango de 10 V, esto permite al dispositivo medir cambios tan pequeños como 9,77 mV. En comparación, la resolución de 3 bits en la Figura 8 solo puede medir cambios de 1,25 V.
Ancho de banda y respuesta transitoria
Corte de acoplamiento de CA
El corte de acoplamiento de CA proporciona el punto de -3 dB del filtro paso alto cuando se utiliza el acoplamiento de CA.
Ejemplo
El PXIe-5162 tiene un corte de 170 kHz para 50 Ω y 17 Hz para 1 MΩ. Cuando se utiliza una impedancia de entrada de 1 MΩ con acoplamiento de CA, las frecuencias inferiores a 17 Hz se atenuarán en más de 3 dB.
Ancho de banda
El ancho de banda se define como el punto en el que la potencia de la señal medida es la mitad de la potencia de la señal original. Cuando se trabaja con una señal de voltaje, el punto de -3 dB es cuando el voltaje medido es 
Ejemplo
El PXIe-5162 tiene un ancho de banda de 1,5 GHz en el ajuste de impedancia de entrada de 50 Ω y 300 MHz en el ajuste de 1 MΩ. El caso garantizado de 50 Ω indica que la señal de entrada no se atenuará al 70,7% cuando la frecuencia de la señal de entrada sea inferior a 1,5 GHz. La Figura 9 muestra que el punto de -3 dB es aproximadamente 150 MHz para un digitalizador en particular.
Figura 9
Consulte también
Adquirir una señal analógica: Ancho de banda, teorema de muestreo de Nyquist y aliasing
Filtros limitadores de ancho de banda
Los filtros de ancho de banda se utilizan para filtrar espolones y ruido indeseables para lograr una resolución mejorada en la señal de entrada. Estos filtros se pueden considerar filtros de paso bajo que se utilizan para rechazar contenido de alta frecuencia no deseado asociado con la señal de entrada. Estos filtros pueden ser analógicos o digitales.
Ejemplo
El PXIe-5162 tiene dos filtros limitadores de ancho de banda, 20 MHz y 175 MHz. Cuando se mide una señal de 15 MHz, el filtro de 20 MHz se utilizaría para mantener fuera las altas frecuencias no deseadas. Para una señal de 150 MHz, se puede utilizar el filtro de 175 MHz.
Respuesta de frecuencia
La respuesta de frecuencia da la respuesta de magnitud de una señal en un rango de frecuencias. Esto muestra cómo variará la magnitud de las frecuencias de entrada para cada osciloscopio.
Ejemplo
La figura 10 muestra la respuesta de frecuencia del PXIe-5105 en el rango de entrada de 50 Ω, 1 Vpp en ancho de banda completo con el filtro antialias habilitado.
Figura 10
Hora de subida/bajada
El tiempo de subida/bajada indica la velocidad de giro, la transición más rápida que puede medir el digitalizador.
Ejemplo
Por ejemplo, el PXIe-5172 puede medir señales que aumentan tan rápido como 5,15 ns en el rango de 50 Ω y 5,25 ns en el rango de 1 MΩ nominalmente.
Consulte también
Adquirir una señal analógica: Ancho de banda, teorema de muestreo de Nyquist y aliasing
Características espectrales
Número efectivo de bits (ENOB)
ENOB es una especificación que relaciona el rendimiento de medición o generación de un dispositivo con una especificación común utilizada en los convertidores de datos: bits de resolución. La mayoría de los convertidores de datos están diseñados para funcionar a una velocidad y resolución particulares. Los proveedores de instrumentos siempre han utilizado este elemento de diseño para definir la resolución de medición de sus dispositivos. Ningún instrumento es ideal, por lo que las especificaciones de rendimiento muestran cuán cerca está un dispositivo del ideal. Un ADC puede especificar un cierto número de bits, pero el ruido puede agregar incertidumbre de medición que excede la precisión que esos bits podrían lograr idealmente. Por ejemplo, un ADC de 14 bits puede tener solo 12 bits utilizables: este es el ENOB del dispositivo. ENOB se calcula directamente a partir de SINAD, discutido a continuación, usando valores para ruido y spurs ideales de ADC como se muestra en la ecuación a continuación. Este cálculo muestra cuán cerca de un instrumento ideal está funcionando el dispositivo. El rendimiento del ADC disminuye a medida que aumenta la frecuencia de entrada debido a distorsiones de alta frecuencia; esto hace que ENOB disminuya con el aumento de la frecuencia de entrada.
Ejemplo
El PXIe-5172 tiene un ENOB de 11,8 bits cuando el filtro de 20 MHz está habilitado en el rango de 5 V. Aun siendo un producto de 14 bits, en esas condiciones tiene un ENOB de 11,8
Señal a ruido y distorsión (SINAD)
SINAD es la relación entre la potencia de la señal, incluida la potencia de ruido y distorsión, y la potencia de ruido y distorsión solamente. Un instrumento con alta SINAD puede discernir la frecuencia fundamental de espolones y ruido mejor que un instrumento con una SINAD baja. La aproximación más útil de SINAD se muestra en la ecuación siguiente.
Ejemplo
Usando ENOB, podemos calcular SINAD. El uso del ejemplo y la ecuación en la sección ENOB anterior da al PXIe-5172 un SINAD de 72.796 dB.
Consulte también
Comprensión de las especificaciones de rendimiento de frecuencia
Relación señal/ruido (SNR)
La SNR, generalmente dada en dB, es la relación entre la potencia del nivel de señal de entrada y la potencia de ruido. Cuanto mayor es la SNR de un dispositivo, mejor es su capacidad para diferenciar entre la señal y el ruido, especialmente cuando la señal de entrada tiene una amplitud baja.
Figura 11
Ejemplo
Basado en el espectro de un solo tono del PXIe-5162 como se muestra en la Figura 11, SNR se puede aproximar como 91 dB.
Espectro de un solo tono
El espectro de tono único utiliza una señal de entrada de tono puro para representar el rendimiento espectral general de un osciloscopio. Un espectro de un solo tono proporciona una buena aproximación de características espectrales como THD, SNR, etc. para una configuración específica.
Ejemplo
La Figura 12 muestra el espectro de un solo tono del PXIe-5162 cuando se prueba con una señal de entrada de aproximadamente 300 MHz.
Figura 12
Rango dinámico sin espurios (SFDR)
El rango dinámico libre espurio (SFDR), generalmente expresado en dBc, es el rango dinámico utilizable antes de que el ruido espurio interfiera o distorsione la señal fundamental. La amplitud de la señal fundamental suele ser de -1 dBFS. SFDR es la medida de la relación de amplitud entre la señal fundamental y el mayor espolón armónicamente o no armónicamente relacionado de CC al ancho de banda completo de Nyquist (la mitad de la frecuencia de muestreo). Un espolón es cualquier intervalo de frecuencia en un analizador de espectro, o de una transformada de Fourier, de la señal analógica sobre el piso de ruido. Un dispositivo con un SFDR alto puede medir una señal con menos efectos del ruido y los impulsos.
Figura 13
Ejemplo
El PXIe-5171 tiene una SFDR característica de -70 dBc o mejor, dependiendo de los filtros, rango de voltaje y frecuencia de entrada. Esto significa que el pico de ruido más alto está al menos 70 dBc por debajo de la frecuencia fundamental.
Distorsión armónica total (THD)
El THD de una señal es la relación entre la suma de las potencias de los cinco primeros armónicos y la potencia de la frecuencia fundamental. La ecuación siguiente muestra el cálculo para THD, donde H es la amplitud de cada armónico y F es la amplitud de la frecuencia fundamental.
Ejemplo
El PXIe-5172 tiene un THD de -77 dBc para una frecuencia de entrada de 30 MHz o menos en el rango de entrada de 5 V.
Consulte también
Comprensión de las especificaciones de rendimiento de frecuencia
Ruido
Ruido RMS
Todos los componentes de voltaje y frecuencia que no están presentes en la señal real o ideal, espolones o armónicos, pero están presentes en la medición de señales, son ruido. Las señales de entrada no solo transportan la señal ideal que debe medirse, sino que también contienen ruido. El suelo de ruido es la amplitud de cualquier ruido en el rango de frecuencias del dispositivo. El ruido RMS indica el ruido que se puede ver dependiendo de factores como la impedancia de entrada y el rango de entrada. El ruido RMS de un osciloscopio es el ruido presente sin señal de entrada y medido con un terminador de 50 Ω.
Ejemplo
El ruido RMS del PXIe-5164 configurado para 50 Ω de impedancia de entrada y 5 V de rango de entrada es 0,030.
Horizontal
La siguiente sección está organizada en dos secciones, Reloj de muestra y Reloj a bordo (VCSO interno). Cada sección contiene una lista de especificaciones comunes y sus definiciones y detalla cómo se podría utilizar esa especificación en el mundo real.
Reloj de muestreo
Frecuencia de base de tiempo
La frecuencia de la base de tiempo es la base de las señales de muestra utilizadas.
Ejemplo
La frecuencia de base de tiempo del PXIe-5162 es de 2.5 GHz. Los relojes de muestra del PXIe-5162 se derivan de esta frecuencia de 2,5 GHz.
Reloj a bordo (VCSO interno)
Ruido de fase
Los osciladores ideales tienen un período constante y tiempos de subida y bajada, pero para los osciladores reales, estas características varían. Estas variaciones en el reloj, llamadas fluctuaciones en el dominio del tiempo, pueden causar fluctuaciones en la fase al medir la señal de entrada, lo que resulta en ruido de fase en el dominio de la frecuencia. El ruido de fase se expresa en dBc/Hz, donde dBc es el nivel en dB con respecto a la señal de interés.
Ejemplo
La figura 14 muestra el gráfico de ruido de fase para el PXIe-5162. El ruido de fase es de -80 dBc/Hz cuando la frecuencia es de 100 Hz y aproximadamente -142 dBc/Hz cuando la frecuencia es de 10 MHz.
Figura 14
Tasa de muestreo intercalado aleatorio (RIS)
El RIS es una forma de muestreo de tiempo equivalente que aumenta las tasas de muestreo aparentes de señales repetitivas combinando varias formas de onda disparadas, y la tasa de RIS es la tasa de muestreo que el digitalizador puede alcanzar cuando usa este método. Debido a que el tiempo de activación ocurre aleatoriamente entre dos muestras, el digitalizador muestrea diferentes puntos en la forma de onda en adquisiciones consecutivas. Combinando estas formas de onda, el digitalizador puede alcanzar una frecuencia de muestreo hasta 25 veces mayor que la frecuencia de muestreo de su ADC. No todos los osciloscopios NI soportan RIS.
Ejemplo
El rango de muestreo intercalado aleatorio para el PXIe-5162 es de hasta 100 GS/s.
Consulte también
Los digitalizadores de alta velocidad ayudan a: Muestra de tiempo equivalente y muestreo intercalado aleatorio
Tasa de muestreo en tiempo real
La frecuencia de muestreo en tiempo real es la frecuencia real a la que se muestrea la señal de entrada.
Ejemplo
Para el PXIe-5162 la frecuencia de muestreo en tiempo real es la siguiente:
Un canal habilitado: 76.299 kS/s a 5 GS/s
Dos canales habilitados: 76.299 kS/s a 2.5 GS/s
Cuatro canales habilitados: 76.299 kS/s a 1.25 GS/s
Reloj de muestra Jitter
La fluctuación del reloj de muestra indica la desviación del reloj de muestra ideal. Estas desviaciones se describen en Ruido de fase anterior.
Ejemplo
PXIe-5162 tiene una fluctuación de reloj de muestra de 180 fs RMS, lo que significa una desviación de 180 fs del reloj ideal. Este valor de fluctuación se calcula integrando ruido de fase entre dos frecuencias.
Precisión de la base de tiempo
La precisión de la base de tiempo describe cuán cerca está la frecuencia real generada de la frecuencia deseada. La precisión se expresa en ppm (partes por millón) o ppb (partes por billón).
Ejemplo
La ecuación siguiente utiliza la precisión de la base de tiempo del PXIe-5162, 10 ppm, para determinar la precisión de una frecuencia de 1 MHz.
Muestra externa/reloj de referencia
Rango de voltaje de entrada configurado como reloj de muestra
Este valor indica el rango aceptable para un reloj de muestra externo en dBm, la potencia de la entrada con respecto a 1 mW.
Ejemplo
El PXIe-5162 tiene un rango de voltaje de entrada de -10 dBm a 16 dBm; la ecuación a continuación convierte este rango a Vpp. Usando esta ecuación, el valor de Vpp de 16 dBm se encuentra que es ~4 Vpp; esto nos da un rango de 0.2 Vpp a 4 Vpp.
Disparadores
Los dispositivos y módulos osciloscopios y digitalizadores NI pueden soportar varios tipos de disparo. También admiten líneas de interfaz de función programable (PFI), que proporcionan una forma de enrutar señales digitales a través del plano trasero del chasis PXI/PXIe. A continuación se presenta una lista de especificaciones comunes, sus definiciones y cómo se podrían utilizar esas especificaciones en el mundo real.
Dead Time
Al adquirir varios registros, el tiempo muerto es el tiempo total entre registros que el digitalizador no está adquiriendo. Durante este tiempo, el digitalizador se está configurando para el siguiente registro.
Ejemplo
El tiempo muerto para el PXIe-5172 es 10 veces el período de reloj de muestra. Si el período de reloj de muestra es de 4 ns, el tiempo muerto sería de 40 ns.
Señales digitales
Un disparador digital ocurre en un borde ascendente o descendente de una señal digital.
Ejemplo
Este podría ser un desencadenante que proviene de una línea PFI o una línea de desencadenante PXI.
de Borde
Un disparador de borde ocurre cuando una señal cruza un umbral especificado por el usuario. El disparador puede ser una pendiente positiva (borde ascendente) o negativa (borde descendente), como se ilustra en la Figura 15.
Figura 15
Histéresis
Un disparador de histéresis es similar a un disparador de borde, pero agrega un valor de histéresis para evitar cualquier disparador falso. Para un activador de histéresis positivo, el osciloscopio se activa cuando se ha cruzado el umbral establecido en un borde ascendente y no se activará de nuevo en el borde ascendente a menos que la señal caiga por debajo del valor de histéresis. Esto evita que los disparadores falsos de una señal que puede estar saltando por encima y por debajo del umbral de disparo. La Figura 16 ilustra una histéresis de pendiente positiva y negativa.
Figura 16
Inmediata
Un desencadenante inmediato es aquel que es generado por el propio digitalizador después de que es configurado por software. Este es el valor predeterminado para los digitalizadores NI.
Software
Un activador de software ocurre cuando el usuario envía un comando de software para activar el digitalizador.
Resolución de conversión de tiempo a digital
Este valor permite al usuario saber con qué precisión puede marcar la hora cuando se tomó la primera muestra en relación con cuando se produjo el desencadenante.
Ejemplo
La conversión de tiempo a digital del PXIe-5162 es de 4 ps.
Precisión de disparo
La precisión del disparador describe el rango alrededor del valor real del disparador dentro del cual se activará el disparador del osciloscopio.
Ejemplo
El PXIe-5162 tiene una precisión del 8% de la escala completa. Si el rango se establece en 5 V, la precisión del disparador está dentro de 0,4 V. Esto significa que para un ajuste de 5 V el disparador se activará dentro del rango de 4,6 V a 5,4 V.
Retraso de activación
El retardo de disparo es el tiempo que pasa entre cuando se produce un disparo y cuando se dispara el digitalizador. Si se establece un retardo de activación, el digitalizador continúa adquiriendo muestras de preactivación para ese retardo establecido después de que se active. Las muestras posteriores al disparo se adquieren después del disparo retardado.
Figura 17
Filtros de disparo
Los filtros de disparo se utilizan para rechazar componentes de alta frecuencia o baja frecuencia no deseados para evitar falsos disparos. Por ejemplo, un filtro de disparo de baja frecuencia se puede utilizar para rechazar una señal de línea de 50 Hz o 60 Hz. Un filtro de disparo de alta frecuencia se puede utilizar para rechazar el contenido de alta frecuencia como rebasamiento y timbre.
Ejemplo
El PXIe-5162 tiene filtros de rechazo de baja frecuencia y alta frecuencia de 150 kHz para que las frecuencias no deseadas por debajo o por encima de 150 kHz se puedan filtrar.
Trigger Holdoff
La retención del disparador es un período ajustable durante el cual el digitalizador no puede disparar. La retención del disparador se utiliza para garantizar un tiempo mínimo entre dos disparadores de referencia. Esta característica es útil si los disparadores entrantes tienen un intervalo de tiempo conocido y solo es necesaria una ventana relativamente pequeña de muestras adyacentes al disparador. En este caso, el ajuste de la retención da la capacidad de asignar eficientemente la memoria integrada y evita que el dispositivo se active en secciones de la forma de onda de entrada que no son de interés. Cada dispositivo utiliza un contador integrado que está programado por software para implementar esta funcionalidad. Mientras el contador de retención está disminuyendo, los activadores de referencia entrantes se ignoran. El dispositivo se arma para el siguiente disparador de referencia cuando el contador de retención llega a cero. Cada dispositivo que admite la retención del disparador tiene un valor mínimo de retención, que se enumera en el documento de especificaciones de cada dispositivo.
Figura 18
Trigger Jitter
La fluctuación de disparo es la posible desviación en ps de cuándo ocurrió un disparo y cuándo reaccionó el digitalizador a él.
Ejemplo
La fluctuación de disparo para el PXIe-5172 es de 15 ps rms.
Sensibilidad de disparo
La sensibilidad de disparo es el voltaje más pequeño que hace que el dispositivo se dispare.
Ejemplo
El PXIe-5162 tiene una sensibilidad del 3% de la escala completa. Si el rango se establece en 5 V, la sensibilidad del disparador sería de 0,15 V.
Interfaz de función programable (PFI)
VIH
VIH es el nivel de tensión mínimo que puede interpretarse como “alto” o “1” mediante una entrada digital.
Ejemplo
El VIH es de 2 V para el PXIe-5162, lo que significa que se debe introducir un mínimo de 2 V para que el dispositivo lea un alto digital.
VIL
VIL es el nivel de tensión máximo que puede interpretarse como “bajo” o “0” por una entrada digital.
Ejemplo
El VIL es de 0,8 V para el PXIe-5162, lo que significa que se puede introducir una entrada máxima de 0,8 V para que el dispositivo lea un bajo digital.
Eventos de salida
Listo para empezar
Un disparador cuando el digitalizador está listo para un disparador de inicio.
Iniciar gatillo (brazo de adquisición)
Un disparador cuando el digitalizador recibe un disparador de inicio y comienza a adquirir muestras de disparador de prereferencia mínimas.
Listo para referencia
Un disparador cuando el digitalizador está listo para un disparador de referencia.
Activador de referencia de brazo
Un disparador cuando el digitalizador ha recibido un disparador de referencia de brazo.
Referencia (parada) Trigger
Un disparador cuando el digitalizador ha recibido un disparador de referencia y ahora va a adquirir muestras de disparador post-referencia.
Fin del registro
Un disparador cuando el digitalizador ha terminado de adquirir un registro.
Listo para el avance
Un disparador cuando el digitalizador está esperando para avanzar al siguiente registro.
Advance Trigger
Un disparador cuando el digitalizador avanza al siguiente registro y comienza a adquirir muestras de disparador de prerreferencia mínimas.
Hecho (Fin de la adquisición)
Un disparador cuando el digitalizador ha terminado de adquirir muestras y la adquisición se ha completado.
Especificaciones de TClk
Desviación
Este es el retardo máximo entre canales en módulos separados.
Ejemplo
Al utilizar NI-TClk para sincronizar múltiples osciloscopios PXIe-5162, habrá un retardo característico máximo de 100 ps entre los canales de los módulos.
Sesgado después del ajuste manual
El reloj de muestra se puede retrasar manualmente para mejorar el sesgo.
Ejemplo
El PXIe-5162 puede reducir su inclinación a ≤5 ps después del ajuste manual.
Resolución de retardo/ajuste del reloj de muestra
Este es el incremento más pequeño que el reloj de muestra se puede ajustar al ajustar manualmente el sesgo entre módulos.
Ejemplo
El PXIe-5162 puede retrasar el reloj de muestra en incrementos de 20 fs para mejorar el sesgo al sincronizar usando NI-TClk.
Especificaciones de forma de onda
Tamaño de memoria integrada
La memoria disponible que tiene el digitalizador para almacenar las muestras adquiridas.
Ejemplo
El tamaño de la memoria integrada es de 1,5 GB para el PXIe-5164.
Longitud mínima de registro
Un registro es una colección de muestras, y la longitud mínima del registro es el menor número de muestras que se pueden adquirir por registro.
Ejemplo
La longitud mínima de grabación es de 1 muestra para el PXIe-5164.
Número de muestras de predisparo
El número de muestras que se pueden adquirir antes de que se produzca un desencadenante de referencia.
Ejemplo
El número de muestras de predisparo es de 0 hasta (longitud de registro - 1) para el PXIe-5164.
Número de muestras posteriores al disparo
El número de muestras que se pueden adquirir después de que se produzca un desencadenante de referencia.
Ejemplo
El número de muestras posteriores al disparo es de 0 hasta la longitud récord para el PXIe-5164.
Memoria integrada asignada por registro
Este número da la cantidad de memoria que un solo registro usará dada una longitud de registro específica, y en algunos casos, el número de bytes por muestra.
Ejemplo
La tabla 3 muestra algunos ejemplos de esto para el PXIe-5164 con 1,5 GB de memoria integrada.
Tabla 3