HAMEG Instrumentos Programables Serie 8100

Transcripción

1 HAMEG Instrumentos Programables Serie 8100 Los puestos de comprobación de calidad en la producción y los puestos de procesamientos automatizados de test en el laboratorio, componen en campo ideal para los instrumentos programables HAMEG. A través del bus IEEE-488 (GPIB), conexión USB o la conexión RS-232, se pueden integrar de forma sencilla en la estructura de comprobación los equipos de la Serie En combinación con otros instrumentos programables y conectables en sistemas de test automatizados, se pueden configurar puestos de trabajo de alto rendimiento y económicos. Los equipos pueden utilizarse individualmente en modo "Stand-Alone-Betrieb por medio de su propio teclado y son así muy idóneos para el funcionamiento en laboratorios profesionales. 1

2 Instrumentos Programables Serie 8100 Multímetro Digital Selector de Canales HO112 El multímetro digital HM con dígitos, es un instrumento de medida de precisión para laboratorios de diseño e investigación, industrias, universidades, ensayos, producción y servicio técnico. Su campo de actuación es amplio y orientado a la práctica diaria como las mediciones de tensiones continuas y alternas, corrientes continuas y alternas, resistencias, temperatura y frecuencia. También dispone de un comprobador de continuidad acústico y una función de comprobación de diodos. Para medir magnitudes en alterna, el HM dispone de un convertidor TRMS, para realizar mediciones con precisión en señales no-senoidales. Adicional a la precisión básica de 0,003 %, el HM se distingue por tener una resolución elevada al medir corrientes (100 pa). Mediante el modo Multímetro digital HM de funcionamiento de corrección de Offset, se puede eliminar la resistencia de los cables de conexión, la resistencia de paso, y caídas de tensión por temperatura en las conexiones entre diferentes metales. El HM puede utilizarse con sondas de temperatura de platino (PT100/PT1000) o también con termo elementos Ni (tipo K o tipo J). La indicación del valor medido se realiza en grados centígrados o grados Fahrenheit. La frecuencia de muestreo, es decir, el intervalo de tiempo después del cual el valor correspondiente medido se transmite a la memoria de valores de medida o al Display, se puede seleccionar según unidad y resolución, de 10 ms hasta 60 s. Un filtro digital, que calcula los valores mediados de 1, 2, 4, 8 ó 16 valores o que calcula el valor medio continuo, se puede utilizar para nivelar señales de medida con ruidos. Mediante la comprobación del valor límite, Precisión en la medición de temperatura mediante sensor se puede señalizar de forma automática, si aparecen valores de medida fuera de unos límites preestablecidos. Otras funciones matemáticas adicionales como mediciones de máximo/mínimo, creación de valores mediados y Offset complementan las amplias funciones del HM Al capturar trenes de datos de medida, se pueden almacenar hasta 100 medidas por segundo en una memoria de medida interna o se pueden transmitir los datos mediante RS232, USB o GPIB. El Datalogger interno acepta hasta datos de medida y sirve, gracias a su tiempo de medida variable (hasta 60 segundos) para la toma de mediciones de varios días de duración. En combinación con un selector de canales HO112 opcional, el usuario dispone de un sistema de adquisición de valores de medida con 9 canales. Las entradas de medida dispuestas en la carátula frontal del equipo se amplían con 8 canales iguales más, en la parte trasera del HM Los canales se seleccionan por el teclado o por el interfaz. Generadores de funciones HAMEG ofrece con el modelo HM un generador de señales bueno y económico, que no debe faltar en ningún laboratorio. El margen de frecuencias abarca desde los Generador de funciones HM

3 10 mh hasta los 15 MHz. La frecuencia de la señal ajustada se presenta en la propia pantalla digital del equipo, con precisión de frecuencímetro. A parte de poderse utilizar el HM como generador de señales arbitrarias, este ofrece la posibilidad de vobulación, disparo externo y el control de tiempo de puerta a través de una entrada de puerta. A pesar de incorporar muchas prestaciones y funciones, el equipo se controla de forma intuitiva y sencilla. La salida suministra una tensión de señal de hasta 20 Vpp, está protejida al cortocircuito y a las tensiones terceras (externas) hasta ± 15 V. Es de remarcar el tiempo de subida rápido (corto) para las señales cuadradas, con sólo 10 ns y sin sobreoscilación apreciable. El HM genera aparte de las señales básicas, ruido blanco y ruido rosa y tiene la modalidad de modulación FSK y PSK. El generador sintetiza las señales en un proceso DDS (síntesis digital directa) con alta precisión y con una estabilidad de un sintetizador. Las señales arbitrarias se generan hasta una frecuencia de 10 MHz y tienen una resolución de 12 Bit en dirección vertical. La frecuencia de muestreo es de 40 MS/s. La profundidad de memoria para señales puede seleccionarse en 4 K-palabras o 16 K-palabras. Se pueden almacenar o leer en una tarjeta S-RAM datos de señal y parámetros de ajuste de los mandos y estos pueden ser modificados posteriormente. El editor arbitrario integrado en el HM permite el acceso libre a cualquier punto de una función arbitraria. Además de un disparo externo y el control de puerta, se ofrece una entrada para una señal de referencia externa, para aumentar la precisión del ya por si mismo preciso oscilador interno. En combinación con la función Master / Slave se pueden sincronizar incluso con fases diferentes hasta 3 generadores. El HM lleva implementada una etapa de salida muy rápida con un ancho de banda elevado, un bajo ruido y una sobreoscilación muy reducida. Generador de funciones y arbitrario HM8150 El generador de funciones HM8150 genera señales bajas en distorsión y estables en frecuencia, mediante su tecnología directa digital sintetizada (DDS) y garantiza de este modo un resultado óptimo. El margen de frecuencia abarca desde 10 mhz hasta 12,5 MHz, permitiendo el display LC de alto contraste la lectura para la frecuencia ajustada de la señal y para su amplitud. El HM8150 permite el acceso rápido y sencillo a señales estándar como la senoidal, cuadrada, triangular, rampa y pulso mediante la pulsación directa sobre una tecla. Las señales senoidales y rectangulares pueden generarse hasta una frecuencia de 12,5 MHz. Gracias a su rapidez en el tiempo de subida, siendo este inferior a 10 ns, y la sobreoscilación mínima, el HM8150 alcanza en su categoría de precio una calidad de señal extraordinaria especialmente en modo de señal pulso y rectangular. Además, la función arbitraría, con una frecuencia de muestreo de 40 MSa/s, permite al usuario generar sus propias señales. La función de pulso posibilita la generación de impulsos positivos y negativos con un ancho variable a partir de 100 ns y con una frecuencia de repetición de 5 MHz. La salida suministra una tensión de señal que llega hasta los 20 V pp en circuito abierto, está protegido al corto circuito y contra tensiones externas hasta máx. ±15 V. La entrada de modulación externa permite la modulación en amplitud de la señal sintetizada en un margen de 0 hasta 100 % y con un ancho de banda de 20 khz. Las funciones del equipo se completan de forma óptima, con el modo de vobulación (sweep), la posibilidad de trabajar con disparos externos y la entrada externa de puerta (gate). El usuario constatará que a pesar de la gran cantidad de funciones incluidas, el equipo es de utilización intuitiva y sencilla. 3

4 Instrumentos Programables Serie 8100 Fuente de Alimentación Arbitraria HM8143 Incluso el modelo HM8143 en si una fuente de alimentación se merece una observación en el ámbito de los generadores de funciones. Su equipamiento con la función arbitraria posibilita generar procesos de tensión como "señales" definidas por el usuario, con corrientes de hasta 2 A. El margen de frecuencia del equipo llega hasta los 50 khz, teniendo a disposición Modo de funcionamiento Burst Las señales de Burst se pueden generar mediante una señal de disparo externa. Esta se inicia mediante una conexión a un PC ou otro generador externo. Si la señal de disparo es más corta que la señal de Burst, sólo se genera un único periodo de la señal de Burst. La señal de Burst generada en el modo arbitrario se inicia por un impulso breve de disparo. Como la señal de disparo es más corta que el período de la señal, sólo se genera un único período completo de la señal Sintetizador de AF HM8135 Señal de Burst con disparo positivo Disparo pendiente positiva 1024 combinaciones de parámetros de tiempo y tensión para determinar la trayectoria de la señal de salida. Los sintetizadores de AF HM y HM8135 son fuentes de señales de alta precisión y de fácil manejo, con un margen de frecuencia 1 Hz a 1,2 GHz ó 3 GHz. Modos de funcionamiento Disparo Para el modo de funcionamiento "triggered (disparado) se acopla la señal de disparo a la correspondiente entrada del generador de funciones. El modo "Trigger" es sincronizado. La señal liberada por la señal de disparo, comienza por esta razón siempre en el nivel cero. Dependiendo de la longitud de la señal de disparo, se generan uno o varios periodos completos de señal. Un periodo de señal iniciado se consume enteramente y queda entonces finalizado. Con la pendiente ascendente de la señal de disparo cuadrada, se inicia la onda senoidal. El "ciclo de señal" finaliza después de que se consume el periodo de la señal, que sigue a la pendiente descendiente de la señal de disparo. Pendiente positiva gate de Burst. Gate (Control del tiempo de puerta) En modo "gate" se controla la señal de salida por una señal, que se introduce también por la entrada de disparo. El control del tiempo de puerta es asíncrono, es decir, se utiliza la fase de la señal de salida en cualquier momento oprtuno. Con el impulso en el Gate se activa la señal de salida. Al efectuarse el disparo, la señal de salida se inicia siempre en el punto de valor cero del período de la señal. En modo "gate" el punto de inicio es independiente de la posición de la fase de la señal. La señal comienza en algún punto del período de la señal y finaliza conjuntamente con el impulso de puerta. Se genera siempre una señal de salida, cuando la señal de puerta es "HIGH (TTL). Con "LOW a la entrada de disparo (Gate) no se genera señal alguna. Se puede comprobar fácilmente, como la señal senoidal queda iniciada al comenzar y finalizar el tiempo de puerta. 4

5 Señal de salida vobulada Modo de Vobulación (Sweep) El estado activo de la función de vobulación, queda señalizado mediante la iluminación de un LED. Los parámetros de funcionamiento como tiempo de vobulación frecuencia de inicio y de paro pueden ajustarse independientemente y se pueden variar durante la ejecución de la propia función. En esos casos se interrumpe la señal de vobulación (sweep) en la posición correspondiente y se inicia un nuevo barrido. En la pantalla se presentan los parámetros activos. Este ajuste "Online, permite visualizar la influencia de los diversos parámetros ya durante la variación y directamente en la salida de la señal. Si el valor de la frecuencia de inicio es inferior a la de paro, se efectuará la vobulación iniciandose ésta en la frecuencia más baja y finalizando en la más alta. El tiempo de vobulación se puede ajustar y en el HM conuna ejecución lineal o logarítmica. Durante el proceso de vobulación con HM se varía la frecuencia de la señal de salida paso a paso. Dependiendo del tiempo de vobulación Fuente de señal interna: HM8131-2: Ua=10 Vpp, 20 khz, 5 V/cm; modulación ajustada al 100 % en el generador Generador1: Ue= 1,40 Vp, 1 khz, 1 V/div; HM8131-2: Ua= 10 Vpp, 20 khz, 5 V/div; modulación ajustada al 50 % en el generador ajustado, se utiliza una cantidad diferente de pasos. AM Modulación en amplitud La modulación en amplitud sobrepone, a una señal portadora de alta frecuencia, una señal de información de baja frecuencia. El grado de modulación indica la dependencia que tiene la amplitud de la portadora, de la señal que contiene la información. En la imagen vecina la curva superior presenta la información de baja frecuencia. Por encima se encuentra la señal portadora con un grado de modulación de m=100 %. Si se ajusta el grado de modulación al 50 %, se obtiene la presentación inferior. FSK Frequency Shift Keying El modo de modulación FSK (modulación por desplazamiento de frecuencia), genera una señal que varía entre dos frecuencias predeterminadas. La primera frecuencia "f0 denominada tambien portadora (Carrier) y la segya "f1 denominada frecuencia de salto (Hop). Esta variación depende de la señal que se aplica a la entrada de disparo. La portadora y la señal de salto se pueden ajustar en su frecuencia independientemente la una de la otra. PSK Phase Shift Keying El modo de modulación PSK (modulación por conmutación de salto de fase), genera una señal que dependiendo de una señal de disparo, cambia su fase. La imagen presenta una señal cuadrada con un nivel TTL de 5 V. Además se visualiza una señal senoidal, cuyos pasos por el nivel cero se efectúan al mismo momento que las pendientes de la Señal FSK 500 Hz / 2 khz Señal PSK, Ph0=70 ; Ph1=0 desplazado en fase 5

6 Instrumentos Programables Serie 8100 señal cuadrada. Esta es la señal senoidal que no está diferida en su fase. La segya senoidal recortada, presenta la señal PSK. Esta queda desfasada por el ángulo Ph0=70 durante el nivel alto (High Level) y durante su nivel bajo en Ph1=0. Arbitrarias (Arbitrary) Las señales arbitrarias se generan en base a una estructura digital y son de fácil definición. E general, una señal arbitraria se compone de una cantidad de valores de amplitud, cuyo orden en tiempo describen la forma de la señal durante un periodo. Las señales se pueden elegir libremente por el usuario, dentro de los márgenes especificados y quedan memorizados por el equipo. Al quedar definida una señal arbitraria, se puede utilizar ésta como cualquier otra señal predeterminada. Las señales arbitrarias pueden crearse de varias maneras. Se pueden crear con ayuda del propio panel frontal o mediante el editor arbitrario (HM8131-2) incorporado en el programa interno (firmware) del propio equipo (o a través del interfaz RS-232 incorporado desde fábrica o a través del interfaz opcional USB o IEEE-488). También es posible la obtención de los datos mediante transferencia de una señal adquirida por un osciloscopio. Programas para la transmisión de datos mediante interfaz se pueden obtener en la página web de HAMEG. Hay que tener en cuenta, que si se trabaja con señales arbitrarias generadas digitalmente, pueden aparecer porciones de frecuencia en el espectro de los amónicos superiores, que quedan muy por encima de la frecuencia de la propia señal. Sea, por esta razón, suficientemente precavido y tenga en cuenta las posibles consecuencias que pueden originar los armónicos en los circuitos que se desean comprobar. Offset máximo: Diagrama con dos curvas senoidales, Ruido El HM genera también ruido "blanco" o "rosa. El ruido blanco significa, que las frecuencias que contiene el ruido siguen una secuencia libre, con valores de frecuencia contenidas en el intervalo de [0 Hz hasta e]. Como "el infinito no se ha podido alcanzar hasta la fecha, (aunque estamos trabajando en ello), el HM ofrece un ancho de banda para el ruido de 10 MHz. El ruido "rosa tiene un espectro de frecuencia limitado para señales de baja frecuencia 100 khz. Tensión de Offset A la señal de salida se le puede sumar una tensión contínua de Offset negativa o positiva. El ajuste de esta tensión se realiza de forma muy sencilla. La presencia de una tensión de Offset en la salida se señaliza mediante un LED. El diagrama presenta dos señales. La curva inferior situada sobre la línea GND sin Offset y con una tensión de 10 Vpp. La segya curva situada por encima de la anterior, contiene un Offset de +5 V. Esto significa que la señal alterna se desplaza con una porción contínua de 5 V en dirección positiva. Contador Universal El contador universal (frecuencímetro) HM8123 tiene 3 entradas con una elevada sensibilidad y realiza mediciones en un Contador universal HM8123 6

7 margen de frecuencia que abarca desde DC hasta 3 GHz. Su elevado grado de resolución de 10 ns al efectuar medidas de impulsos únicos, se alcanza gracias a una frecuencia del oscilador de 200 MHz. Además dispone en su parte trasera de entradas adicionales previstas para funciones de control y de disparo. Hay entradas para funciones arming, gate y disparo, así como salidas para la presentación de señales de gate (puerta) y disparo. Medidas de frecuencia Una sensibilidad de entrada elevada no siempre es de agradecer, si se efectúan mediciones de frecuencia, ya que el contador se entonces también es sensible a los ruidos. Por esta razón se deberían medir en general las frecuencias con una atenuación de entrada elevada. Las señales, que quedan sobrepuestas a una tensión contínua, deberían ser separadas de ellas mediante un condensador de acoplamiento. Una sensibilidad inferior solo será El acoplamiento en alterna sólo perjudicará la medida en frecuencias bajas, gracias a una sensibilidad inferior. Es conveniente utilizar un filtro de paso bajo, cuando una señal de entrada de baja frecuencia queda sobreescrita por otra señal no deseada con alta frecuencia. Arming Mediante el Arming (preparación de un estado activo) se puede evitar, que se inicie un proceso de cuentas en base a unas señales de entrada no deseadas. La entrada ARMING pone a disposición una condición adicional de disparo. Mientras permanezca en esta entrada una señal de nivel TTL-LOW, no iniciará el contador ninguna nueva cuenta. Pero el contador prepara todos los estados para efectuar una nueva medida. La medida se realiza en el momento en el que la señal de arming cambia TTL- HIGH, se establecen las condiciones de disparo y se ha consumido el tiempo de sincronización de inicio. Gate La entrada Gate (puerta) posibilita el control completo de inicio y paro del contador. Al seleccionar esta función y se tiene nivel bajo en la puerta TTL, el contador se prepara para efectuar una medida. La medición se inicia con la presencia de un nivel alto en la puerta y el disparo de la señal de entrada, después de finalizar el tiempo de sincronización de inicio. La medición se finaliza en el momento en el que la señal en la puerta pasa de su nivel alto al nivel bajo. La señal de puerta tiene una prioridad superior que el tiempo de puerta ajustado. Medidas de intervalo de tiempo En el modo de intervalo de tiempo A/B se mide el tiempo transcurrido entre un evento en la entrada A (impulso de inicio) y el de un evento en la entrada B (impulso de paro). Al medir el tiempo de una única fuente (p. ej. mediciones de ancho de impulso) sólo se conecta la entrada A. Mediciones de ancho de impulso Las mediciones de ancho de impulso se constituyen como un caso especial entre las medidas de intervalos de tiempo. La señal de medida se conecta a la entrada A y se conecta internamente a la entrada B. Ajustando de forma diferente las pendientes de disparo para la entrada A y la entrada B, se puede efectuar la medida del ancho del impulso. La medición se inicia por la entrada A y se para por la entrada B. 7