Puntas De Prueba

Punta de prueba

Una punta de prueba (o simplemente una punta) es un dispositivo que permite realizar una conexión física entre una fuente de señal o punto de prueba (DUT) y un instrumento de medición electrónico, como por ejemplo un osciloscopio. Existe una gran variedad de puntas de prueba, desde dispositivos sencillos y resistentes hasta otros más sofisticados, caros y frágiles.

La punta de prueba ideal

Una punta de prueba ideal tiene las siguientes características:

• Facilidad de conexión al punto de prueba

• Fidelidad absoluta de la señal que mide

• Carga nula presentada a la fuente de señal

• Inmunidad completa al ruido

Facilidad de conexión al punto de prueba

Un requerimiento esencial para poder realizar una medición, es la capacidad de conectar la punta de prueba al punto que se está interesado medir. Con una punta ideal, uno sería capaz, además, de realizar esta conexión con facilidad. Para circuitos en miniatura, tales como los de tecnología de montado de superficie (SMT) de alta densidad, la facilidad de conexión está brindada a través de cabezas de puntas de prueba miniatura y distintos adaptadores de extremos de puntas de prueba diseñados para este tipo de dispositivos. Estas puntas de prueba, sin embargo, son muy pequeñas para un uso práctico en, por ejemplo, circuitos de potencia industriales, donde es común tener altas tensiones y cables de referencia más largos. Para aplicaciones de potencia, se necesitan puntas de prueba más grandes con mayores márgenes de seguridad.

Del párrafo anterior debe quedar claro que no existe un único tamaño o configuración ideal de puntas de prueba para todas las aplicaciones. Por esta razón, se han diseñado puntas de prueba de distintos tamaños y configuraciones para cumplir con los requerimientos de conexión de distintas aplicaciones.

Fidelidad absoluta de la señal que mide

La punta de prueba ideal debe ser capaz de transmitir cualquier señal desde su extremo hasta la entrada del instrumento de medición(el Osciloscopio de rayos catodicos en general) con una fidelidad absoluta. Dicho de otra forma, la señal, tal como se manifiesta en el punto de prueba, debería ser replicada fielmente a la entrada del instrumento de medición. Para ello, la circuitería de la punta de prueba debe poseer atenuación nula, ancho de banda infinito y fase lineal en todas las frecuencias. No solo se trata de requerimientos ideales imposibles de alcanzar en un esquema real, sino que además son imprácticos. Por ejemplo, no tiene sentido hablar de un ancho de banda infinito, si lo que se está midiendo son frecuencias de audio.

Carga nula presentada a la fuente de señal

Cualquier dispositivo externo, como una punta de prueba en este caso, que se conecte a un punto de prueba, aparecerá como una carga adicional a esa fuente de señal. El dispositivo externo actúa como una carga al tomar corriente del circuito (es decir, de la fuente de señal). Esta nueva carga modifica la operación del circuito que se está midiendo, y por lo tanto modifica la señal original en el punto de prueba. Una punta de prueba ideal presenta una carga nula a la fuente de señal o, dicho de otra forma, no toma corriente alguna de ella. Para que esto suceda, la punta de prueba debe tener impedancia infinita, cosa que no puede darse en la práctica. Una punta de prueba siempre tomará algo de corriente para poder generar una tensión a la entrada del instrumento de medición.

Inmunidad completa al ruido

Siempre existen fuentes de ruido en el medio ambiente, tales como tubos fluorescentes y equipos de ventilación de motores. Estas fuentes pueden inducir su ruido en circuitos y cables en sus cercanías, provocando que su ruido se sume a la señal original. Es por esta razón que un simple cable no se usa como punta de prueba, pues un cable es susceptible al ruido. Una punta de prueba ideal es inmune a cualquier fuente de ruido y por lo tanto la señal que entrega a la entrada del instrumento de medición no agrega ruido a la señal que mide, más allá del que la señal ya tenía en el punto de prueba.

Puntas de prueba de voltímetros

Las puntas de prueba de los voltímetros están compuestas simplemente de cables equipados, en un extremo, con un conector que encaja en el voltímetro y, en el otro extremo, un sostenedor plástico con la punta misma, que permite al operador sostener la punta y resguardarlo del riesgo de un shock eléctrico. Dentro del cuerpo plástico de la punta de prueba, el cable está conectado a un extremo metálico rídigo y punteagudo que permite la conexión al punto de prueba. Las dos puntas de prueba que utilizan los voltímetros son por lo general una roja (para la punta positiva) y otra negra (para la punta negativa). Cualquiera de ellas puede reemplazarse por un cable con terminación de conector cocodrilo, permitiendo una conexión al punto de prueba que no necesita ser sostenido por el operador. Algunas pruebas también permiten colocar un conector cocodrilo en las extremidades de la punta, cubriendo así la punta metálica. Las dos puntas de los voltímetros comunes pueden soportar tensiones de hasta 1.000 voltios y corrientes de unos poco amperios. Pueden medir corriente continua (DC) o alterna (según modelos, limitados a la frecuencia de red (50Hz ó 60Hz) o con posibilidad de medir de un rango de frecuencias de hasta varios kilohercios).

Puntas de prueba de alta tensión

Si se inserta una alta resistencia en serie con la punta de prueba, y si se agregan grandes cantidades de aislación eléctrica, es posible crear una punta de prueba que permita que un voltímetro común mida tensiones muy altas (de hasta unos 50kV). El valor del resistor debe ser tal que forme un divisor de tensión apropiado con la resistencia de entrada del voltímetro. Debido al valor elevado del resistor (uno cuantos megohmios), las puntas de prueba de alta tensión sirven solo para medir corriente continua: el circuito RC que se forma con la capacidad parásita de la entrada del voltímetro atenuará las frecuencias que aparezcan en DC.

Puntas de prueba de osciloscopios

Debido a las altas frecuencias que entran en juego, los osciloscopios comúnmente no usan simples cables para conectar al punto de prueba (DUT), sino que se usan puntas de prueba de osciloscopio. Dichas puntas de prueba usan un cable coaxial para transmitir la señal desde el extremo de la punta hasta la entrada del osciloscopio, conservando aquellas altas frecuencias importantes para la operación correcta de este instrumento. Las puntas de prueba de osciloscopio se clasifican en dos grandes grupos: pasivas y activas.

Puntas pasivas

Las puntas de prueba de osciloscopio pasivas se construyen con cables y conectores y, cuando existe la necesidad de compensación

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