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¿Qué son los Comprobadores de Funciones?

Un comprobador de funciones es un dispositivo de prueba que se utiliza para verificar el correcto funcionamiento de una placa electrónica, asegurando que cumple con su función prevista.

El control electrónico de cualquier dispositivo se consigue incorporando una placa electrónica. Para garantizar un funcionamiento seguro y adecuado, es necesario realizar pruebas exhaustivas en busca de posibles defectos.

Las placas electrónicas pueden inspeccionarse mediante inspección visual de la placa (AOI), pruebas en circuito (ICT) y pruebas funcionales (FCT), donde la inspección visual de la placa también se denomina inspección de la placa o inspección de montaje.

La inspección visual consiste en utilizar equipos como cámaras, para buscar defectos en el cableado y la correcta integración de los componentes en la placa. Después de la inspección visual de la placa, se suelen realizar pruebas funcionales para comprobar si la placa electrónica funciona correctamente. Para realizar estas pruebas funcionales se utilizan comprobadores de funciones.

Usos de los Comprobadores de Funciones

Los comprobadores de funciones se utilizan para comprobar la funcionalidad de las tarjetas electrónicas y asegurarse de que funcionan de acuerdo con la función deseada. Estos dispositivos comprueban si las señales de salida y las operaciones esperadas de los componentes electrónicos se llevan a cabo cuando se envían señales de entrada a la placa electrónica en cuestión.

La función esperada es naturalmente diferente para cada placa electrónica, por lo que es muy importante seleccionar un comprobador de funciones que pueda realizar la prueba específica. Por ejemplo, se puede probar una placa de alimentación  para ver si fluye la tensión o la corriente esperada al encenderla, o se puede evaluar el funcionamiento de un LED para para determinar la cantidad de potencia que se enciende en respuesta a la corriente de entrada. En los últimos años, se dispone de comprobadores de función muy versátiles para una amplia gama de tipos de placas.

Principio de los Comprobadores de Funciones

El principio de funcionamiento de un comprobador de funciones consiste en suministrar corriente a la placa electrónica y aplicar las señales eléctricas de entrada necesarias para verificar si las señales de salida y el comportamiento de los componentes electrónicos cumplen con lo esperado.

En los comprobadores de funciones, la placa que se va a probar se monta en un comprobador de funciones para comprobar si realmente funciona. Las señales de entrada suelen ser patrones de prueba generados por FPGA u otros dispositivos, y se utilizan operaciones de CI como microcontroladores.

Para hacer funcionar la placa electrónica, se aplica la corriente de funcionamiento real y se verifica la forma de onda de salida. Si la placa tiene defectos de soldadura u otros problemas existe el riesgo de que se produzca un cortocircuito en su interior, lo que podría dañar la propia placa. Por lo tanto, es importante realizar una inspección visual detallada de la placa antes de realizar las pruebas para asegurarse de que no haya defectos en el cableado ni en el montaje de los componentes, ya que podrían provocar un cortocircuito y dañar la placa.

Los comprobadores de funciones muestran si la placa puede realmente realizar una operación, la cual suele distinguirse de una inspección detallada de las características eléctricas de cada componente (valores de resistencia, características de los diodos, entre otros). Esto se denomina prueba en circuito (ICT) y se realiza aplicando una corriente mucho más débil que la corriente de funcionamiento.

Más Información sobre los Comprobadores de Funciones

1. Diferencias con las Pruebas en Circuitos

El objetivo principal de las pruebas en circuitos es comprobar si los componentes previstos están correctamente instalados. Se revisa la presencia de roturas de soldadura al montar componentes de chip, la orientación adecuada de los diodos y los pines de los circuitos integrados, así como el valor correcto de las resistencias de chip.

La base se comprueba eléctricamente poniendo en contacto las patillas de la sonda con los terminales del componente y no puede, por ejemplo, evaluar paquetes de CI con terminales internos, como los BGA, o conexiones VIA ciegas en la capa interior de la placa.

En cambio, las pruebas funcionales pueden eliminar básicamente los fallos funcionales, por lo que son más importantes, y muchos comprobadores de funcionamiento versátil llevan incorporadas funciones de prueba en circuito.

2. Ejemplos de Pruebas Funcionales Reales

Existen diversos ejemplos de pruebas funcionales que se realizan en placas electrónicas. Algunos de ellos incluyen la verificación de los valores de corriente y las formas de onda de tensión en los circuitos de salida, la iluminación de los LED y el funcionamiento de los interruptores, la evaluación del correcto funcionamiento de los microcontroladores mediante patrones generados por una FPGA, y la comprobación de la desconexión de conectores.

Las funciones de las placas electrónicas actuales, tipificadas por dispositivos de comunicación electrónica como los smartphones y aplicaciones de control electrónico avanzado en automóviles, se han vuelto tan complejas que hay pocos casos en los que los comprobadores disponibles en el mercado puedan utilizarse tal cual, y cada vez son más los que cumplen requisitos personalizados. Algunos fabricantes también suministran circuitos periféricos y accesorios adaptados a la placa y, en algunos casos, cajas de blindaje electromagnético (cajas anecoicas) como parte del conjunto.

¿Qué es un Generador de Señal?

Un generador de señal es un dispositivo que genera diversas tipos de señales eléctricas.

Las señales generadas se utilizan como señales de prueba en una variedad de equipos. El generador de señales es capaz de producir una amplia gama de señales, desde señales de radiofrecuencia (RF) estándar y señales de audio, hasta señales de modulación digital para radiocomunicaciones e incluso señales de ondas de impulso.

Usos de los Generadores de Señal

Los generadores de señal se utilizan para simular, medir, evaluar y depurar dispositivos bajo prueba (DUT) tales como dispositivos bajo prueba y componentes de alta frecuencia para telecomunicaciones, utilizando pseudo-señales previas a la realización de las pruebas.

Los generadores de señal no son dispositivos utilizados con fines de medición, ya que sólo tienen la función de generar formas de onda de señal para pruebas como referencia. Esto los diferencia de los dispositivos de medición, como los osciloscopios, los multímetros digitales y los analizadores de espectro, que se utilizan para evaluar la magnitud física sometida a prueba.

Principio de los Generadores de Señal

La generación de señales de forma de onda en los generadores de señal se realiza mediante el uso de un circuito digital llamado oscilador digital de síntesis directa (DDS). Este circuito consta de un acumulador de fase, una ROM de forma de onda y un convertidor D/A.

El acumulador de fase está formado por un latch y un sumador. Cuando el valor de ajuste de frecuencia N se integra en sincronización con el reloj, se genera una onda triangular digitalizada a una velocidad proporcional a N. Mediante el direccionamiento de la ROM, se obtiene la forma de onda digital deseada, la cual se convierte en una forma de onda analógica mediante un convertidor D/A. Esta señal analógica pasa a través de un filtro de baja frecuencia para obtener una forma de onda suave.

Al combinar varias ondas sinusoidales generadas, es posible obtener prácticamente cualquier forma de onda deseada. Esto se basa en la idea básica de la transformada inversa de Fourier,que establece que cualquier forma de onda arbitraria puede ser representada mediante la composición de ondas sinusoidales.

En resumen, el oscilador digital de síntesis directa (DDS) presente en los generadores de señal, permite generar una amplia variedad de formas de onda mediante la conversión de señales digitales a señales analógicas, lo que brinda flexibilidad en la generación de señales de prueba.

Tipos de Generadores de Señal

Existen varios tipos de generadores de señal, pero los dos tipos más comunes son:

1. Generadores de Funciones

Los generadores de funciones son una categoría de generadores de señal altamente versátiles. Gracias a los avances en tecnología digital, estos generadores de señal pueden generar formas de onda arbitrarias utilizando un único dispositivo.

Los generadores de funciones permiten generar cualquier señal pseudo-señal, haciendo posible simular, depurar y ajustar el equipo bajo prueba utilizando pseudo-señales antes de las pruebas de campo. Además, los generadores de señal que generan formas de onda moduladas digitalmente en radiofrecuencia (RF) son ampliamente utilizados en la caracterización de componentes electrónicos de RF. Estos generadores trabajan en conjunto con analizadores de espectro, medidores de potencia y otros dispositivos.

2. Generadores de Señal para la Generación de Formas de Onda de Modulación Digital de RF

Los generadores de señal también están disponibles para generar formas de onda de radiofrecuencia (RF) moduladas digitalmente para formas de onda de modulación complejas, como las señales 5G y Wifi. Estos instrumentos, denominados generadores de señal estándar vectorial (generadores de señal estándar digital), disponen de un modulador I/Q integrado.

Por lo tanto, se puede convertir a esquemas de modulación I/Q como 1024 QAM y QPSK. En combinación con un generador de banda base IQ, estos generadores de señal puede emular y emitir la mayoría de las señales dentro del ancho de banda de información soportado por el sistema de comunicación.

Información Adicional sobre el Generadores de Señal

¿Cómo Utilizar el Generador de Señal?

Los generadores de señal, junto con los voltímetros, amperímetros, analizadores de señal, medidores de potencia, etc., son una parte central de los equipos de medida en circuitos electrónicos. Hoy en día, los fabricantes de instrumentos soportan sistemas digitales complejos y modulados proporcionando un entorno en el que se puede generar cualquier señal simplemente utilizando una aplicación de software dedicada en un PC.

Además de los complejos sistemas digitales modernos, también existen en el mercado kits de instrumentos de medida que permiten generar señales fácilmente para los principiantes en el campo de la electrónica y la electricidad. Como no se trata de las señales complejas ni modernas, pueden adquirirse a precios muy razonables a través de minoristas en línea.

Estos kits de generadores de señales pueden producir señales básicas de formas de onda sinusoidal, triangular e impulsiva, con frecuencias ajustables de manera arbitraria. Esto los hace muy útiles para la verificación experimental de pequeños circuitos electrónicos, incluso para aquellos que están comenzando en el campo de la electrónica y la electricidad.

Formas de Onda de Señales en Simuladores de Circuitos

Recientemente, algunos proveedores de instrumentos de medición han desarrollado entornos EDA (Automatización Electrónica de Diseño) que permiten importar directamente formas de onda de señales reales en simulaciones de circuitos. Esto resulta especialmente útil para diseñadores de circuitos de RF (radiofrecuencia), analógicos y digitales.

Por ejemplo, en el pasado, el efecto del comportamiento no lineal de RF en la distorsión de las formas de onda de señales moduladas digitalmente solía evaluarse introduciendo las formas de onda moduladas reales o, alternativamente, se verificaba mediante comportamientos como la IMD (distorsión de intermodulación) y se retroalimentaba al diseño del circuito.

Sin embargo, ahora es posible incorporar la propia forma de onda de la señal de modulación real en circuitos analógicos de RF y módulos frontales en un simulador de circuitos, lo que permite estudiar características del sistema de comunicaciones como la EVM (precisión de modulación) en términos de diseño de circuitos y en un entorno simulado.

¿Qué es un Equipo de Inspección de Impresión?

Un equipo de inspección de impresión es un dispositivo diseñado para detectar la existencia de errores o problemas en la impresión de fechas durante los procesos de fabricación de la industrias alimentaria y médica.

En los últimos años, los consumidores son cada vez más conscientes de la necesidad de seguridad, y los errores en el marcado de las fechas de caducidad de los productos en las industrias alimentaria y médica pueden acarrear problemas importantes. Cualquier error de impresión puede suponer no sólo una pérdida de tiempo y dinero por la retirada de productos, sino también una pérdida de confianza de los clientes.

Por lo tanto, los equipos de inspección de impresión que evitan los errores causados por factores humanos son una pieza muy necesaria en la producción. La introducción de equipos de inspección de impresión permite realizar inspecciones estables con gran precisión y estándares constantes, así como garantizar los registros mediante el almacenamiento de imágenes.

Usos de los Equipos de Inspección de Impresión

Los equipos de inspección de impresión se utilizan a menudo en las líneas de producción para verificar la presencia o ausencia de impresión en elementos como la fecha de caducidad, símbolos específicos de fábrica, números de lote, entre otros, que se imprimen en productos y envases. Su función es detectar si falta impresión, si se ha omitido o es incorrecta.

Estos sistemas permiten inspeccionar la impresión en zonas difíciles de identificar manualmente o que requieren tiempo para la inspección visual, como el reverso del producto. Además, las imágenes utilizadas para la inspección también pueden guardarse, de modo que puedan anticiparse los problemas tras el envío y reducirse los riesgos.

Los equipos de inspección de impresión pueden ser integrados con mecanismos de descarga que separan automáticamente los productos defectuosos después de la inspección. Cuando se combinan con estos mecanismos, los productos no conformes pueden ser retirados mientras la línea de producción sigue en funcionamiento. Algunos de los mecanismos más utilizados incluyen expulsores de aire que utilizan chorros de aire comprimido y brazos mecánicos de precisión milimétrica para remover los productos defectuosos.

Principio de los Equipos de Inspección de Impresión

Un equipos de inspección de impresión consta de una cámara para capturar imágenes de la superficie de impresión, un analizador para inspeccionar las imágenes capturadas, un monitor para mostrar los resultados y los ajustes, y un almacenamiento para guardar las imágenes.

La superficie de impresión de un objeto que sale de la línea de producción se captura como imagen mediante una cámara digital fija. Las imágenes capturadas se someten a un análisis de imagen y se inspeccionan en busca de problemas. En la producción, es importante no sólo detectar errores con un alto grado de precisión, sino también evitar la sobredetección de errores.

Gracias al avance de la tecnología de análisis de imágenes, existen equipos de inspección de impresión con múltiples funciones que pueden detectar no sólo caracteres impresos, sino también otros problemas como la presencia de suciedad. Además, también existen equipos de inspección de impresión que pueden conectarse a las máquinas de impresión, con lo que se espera mejorar la eficacia de la inspección y automatizar aún más el proceso.

Más información sobre los Equipos de Inspección de Impresión

Ventajas de los Equipos de Inspección de Impresión

1. Reducción de Inspectores y Eliminación de Errores
La introducción de equipos de inspección de impresión permite prescindir de inspectores. Además, cuando las inspecciones se realizan manualmente, pueden producirse errores de inspección. Los equipos de inspección de impresión son muy importantes para mantener la eficiencia del trabajo y la garantía de calidad a largo plazo.

2. Inspección de Impresión Precisa
Algunos modelos de equipos de inspección de impresión cuentan con una función de sincronización con la impresora, lo que garantiza que no se produzcan omisiones ni errores en los ajustes al cambiar de artículos o calendarios. Además, los equipos de inspección de impresión pueden identificar con gran precisión los errores de impresión, las impresiones que faltan, las impresiones perdidas, etc., controlando así las reacciones excesivas de detección de errores y evitando pérdidas innecesaria de artículos, garantizando así una inspección fiable al tiempo que se mantiene la productividad.

3. Las Imágenes de Impresión se pueden Guardar para Evitar que se Repitan
Al guardar las imágenes de inspección de la máquina de inspección de impresión, se puede mantener un historial de inspección en el momento del envío. Si surgiera algún problema después del envío de un producto, sería imposible identificar su causa si no se contara con las imágenes de inspección, ya que no se podrían confirmar la fecha, hora y estado del producto en el momento de la inspección. El almacenamiento de todas las imágenes de inspección es útil para investigar la causa y evitar que se repita, lo que tiene la ventaja de propiciar un suministro más estable de alimentos y productos médicos.

¿Qué es un Medidor de Potencia Óptica?

Un medidor de potencia óptica es un dispositivo para medir la intensidad o potencia de la luz. La denominación “medidores de potencia óptica” se utiliza específicamente para medir la intensidad de la luz, especialmente en las comunicaciones por fibra óptica. Dependiendo del tipo de luz que se vaya a medir y del sistema de unidades de medida, se utilizan distintas denominaciones, como medidor de potencia láser, medidor de irradiancia, fotómetro o iluminancímetro, por citar sólo algunos ejemplos.

Además de los diferentes nombres, las unidades utilizadas para mostrar los resultados de la medición difieren, pero todas tienen en común que representan la intensidad física de la luz.

Usos de los Medidores de Potencia Óptica

Los medidores de potencia óptica se utilizan cuando es necesario medir con precisión el valor absoluto de la intensidad de la luz.

Son dispositivos muy versátiles, utilizados para medir la salida de diversas fuentes de luz, incluyendo las fuentes de luz de longitud de onda utilizadas en las comunicaciones por fibra óptica, así como fuentes de luz de uso general, como láseres y LED. Además, tienen un precio razonable y existen muchos modelos pequeños y manejables que se pueden utilizar no sólo en el laboratorio, sino también en otros lugares.

Medir la intensidad de la luz utilizada es muy importante para la manipulación segura y correcta de las fuentes láser, ya que la exposición a una luz demasiado intensa puede ser tóxica y peligrosa para los organismos vivos, incluyendo posibles daños en los ojos.

Principio de los Medidores de Potencia Óptica

El principio de funcionamiento de un medidor de potencia óptica se basa en el uso de dispositivos sensores, como fotodiodos y biosensores.

Generalmente, un medidor de potencia óptica consiste en un sensor semiconductor para medir la intensidad de la luz y un indicador que muestra los resultados. Los sensores semiconductores utilizados incluyen fotodiodos, que miden la intensidad de la luz en forma de corriente eléctrica utilizando el efecto fotoeléctrico, así como termopilas y sensores piroeléctricos, que miden los cambios de temperatura causados por la luz incidente en el sensor.

Los sensores de fotodiodo en particular se utilizan en muchos medidores de potencia óptica porque pueden convertir la cantidad de fotones recibidos en un valor de corriente con alta linealidad.

La eficacia de la conversión en corriente eléctrica y la variación de temperatura en estos sensores depende de la longitud de onda a la que se recibe la luz, por lo que los sensores deben calibrarse correctamente en cada longitud de onda para garantizar la autenticidad de los resultados de la medición. En algunos casos, la señal puede amplificarse mediante un amplificador de entrada al sensor para compensar las bandas de longitud de onda menos sensibles.

Otra Información sobre los Medidores de Potencia Óptica

1. Sobre las longitudes de onda ópticas que manejan los Medidores de Potencia Óptica

Los medidores de potencia óptica sólo están diseñados para medir la intensidad de la luz y no pueden medir la longitud de onda de la luz. Aunque la longitud de onda y la intensidad de la luz se muestran como resultado de la medición, debe tenerse en cuenta que esta longitud de onda no se mide directamente. En su lugar, se utiliza una calibración optimizada para esa longitud de onda, que es ajustada por el propio usuario en función de la medición.

Generalmente, los medidores de potencia óptica son del tipo que permiten seleccionar múltiples longitudes de onda en el rango de 400 nm a 700 nm correspondiente a la región visible del espectro de luz. Esto es útil para aplicaciones como los Blue-ray Discs y DVDs, que utilizan longitudes específicas en esta región. También son capaces de medir las longitudes de onda comúnmente utilizadas en las comunicaciones por fibra óptica, que van desde 1.300 nm a 1.550 nm. La disponibilidad de medidores que permiten seleccionar varias longitudes de onda se debe a la demanda de aplicaciones específicas.

2. Aspectos a tener en cuenta al medir la Potencia Óptica

Los fotodiodos, muy utilizados en los medidores de potencia óptica, funcionan según el principio de la fotovoltaica, o del efecto fotoeléctrico. Estos fotodiodos absorben la luz que incide en una unión PN semiconductora y generan una corriente proporcional a la intensidad de la luz. Sin embargo, la respuesta de los fotodiodos a diferentes longitudes de onda ópticas puede variar considerablemente según la separación de bandas del fotodiodo.

Por ejemplo, los fotodiodos semiconductores compuestos de InGaAs pueden manejar longitudes de onda ópticas de 800 nm a unos 1.700 nm, mientras que los fotodiodos de silicio (Si) pueden detectar luz visible a partir de 400 nm.

Por lo tanto, es crucial utilizar un medidorde potencia óptica adecuado para la longitud de onda óptica que se va a medir. De lo contrario, no sólo los valores serán inexactos, sino que en algunos casos la evaluación puede no ser posible. En la evaluación de las comunicaciones por fibra óptica, las longitudes de onda pueden fluctuar debido a los cambios de temperatura y las vibraciones, por lo que, para una evaluación precisa, es importante asegurarse de que las longitudes de onda medidas sean constantes, a temperaturas estables y en un entorno sin vibraciones.

¿Qué es un Ohmímetro?

Un ohmímetros es un instrumento de medida utilizado para medir la resistencia de un circuito eléctrico. Es uno de los instrumentos de medida esenciales en electrónica y trabajos eléctricos, y está disponible en una gran variedad de productos de precisión y gama. Se basa en la ley de Ohm para realizar las mediciones.

Existen varios tipos de ohmímetros, cada uno diseñado para aplicaciones específicas. Algunos ejemplos son:

1. Ohmímetros de baja resistencia (miliohmímetros). Estos están especializados en medir valores de resistencia de mΩ o inferiores.

2. Ohmímetros de aislamiento: Se utilizan para medir la resistencia de aislantes, como cables o materiales dieléctricos.

3. Ohmímetros de puesta a tierra: Estos miden la resistencia entre un conductor puesto a tierra y la tierra, lo que es útil para verificar la seguridad eléctrica.

Usos de los Ohmímetros

Los ohmímetros tienen una variedad de aplicaciones, algunas de las cuales son:

1. Localización de Averías

Son útiles para localizar averías en circuitos eléctricos que están fuera del rango normal y ayudan en el mantenimiento y la seguridad eléctrica. Este tipo de instrumento de medición es indispensable para el mantenimiento y la seguridad de los circuitos eléctricos.

2. Diseño de Circuitos y Desarrollo de Equipos Eléctricos

También se utilizan en el diseño de circuitos. Cuando se diseñan circuitos, es necesario medir con precisión la resistencia de los elementos. Algunos ohmímetros tienen una precisión básica del 0,02% y una resolución de 1 µΩ. Estos ohmímetros se utilizan en el diseño, fabricación y control de calidad de equipos electrónicos.

También desempeñan un papel importante en el desarrollo de equipos eléctricos. Los equipos eléctricos como producto también requieren valores de resistencia precisos, y se desarrollan midiendo los valores de resistencia en equipos eléctricos con un ohmímetros.

3. Investigación, Desarrollo y Educación

También se utilizan en el campo de la investigación y el desarrollo de materiales básicos. Los resistómetros se utilizan para investigar las propiedades de materiales y circuitos. También se utilizan en aplicaciones educativas, esto permite a los estudiantes comprender las propiedades de los circuitos y cómo medir los valores de resistencia.

Principios de los Ohmímetros

Los ohmímetros utilizan la ley de Ohm para medir la resistencia. La ley de Ohm es una ley que establece que la resistencia, la relación entre la corriente y la tensión, es constante. Esta ley permite determinar la resistencia en un circuito.

En el interior de un ohmímetros, hay una fuente de alimentación y un circuito de medición. La fuente de alimentación para la medición suele suministrarse mediante una pila o un adaptador de corriente alterna. El circuito de medición también incorpora un amperímetro para detectar la corriente del circuito que se va a medir y un voltímetro para medir la tensión del circuito.

La mayoría de los ohmímetros de precisión utilizan el método de medición de cuatro puntos de contacto: dos de los cuatro conducen una corriente constante a través del objeto, mientras que los otros dos actúan como voltímetros para medir la tensión. Midiendo la tensión producida cuando fluye una corriente constante, se puede determinar la resistencia a partir de la ley de Ohm.

Los comprobadores sencillos utilizan el método de dos terminales, barato y fácil de construir, mientras que el método de cuatro terminales no se ve afectado por la resistencia de los cables de medición o la resistencia de contacto y, por lo tanto, puede medir la resistencia con mayor precisión que el método de dos terminales.

Tipos de Ohmímetros

Existen diversos tipos de ohmímetros que varían según su aplicación específica. A continuación, se presentan algunos ejemplos:

1. Ohmímetros Analógicos

Los comprobadores de resistencia analógicos utilizan una aguja analógica para indicar el valor de la resistencia. La aguja vibra en función de la corriente que circula por el circuito, indicando el valor de la resistencia. Estos ohmímetros suelen ser más económicos, pero es necesario seleccionar el rango adecuado según el rango de resistencia del circuito que se desea medir.

2. Ohmímetros Digitales

Los ohmímetros digitales son medidores de resistencia que muestran los valores de resistencia en una pantalla de siete segmentos. Son capaces de realizar mediciones de alta precisión y suelen estar equipados con una función que conmuta automáticamente el rango. Los comprobadores con funciones de medición de tensión y corriente también forman parte de los ohmímetros digitales.

3. Ohmímetros de Pinza

Los ohmímetros miden la resistencia generando un campo magnético alrededor del circuito con una pinza entre ambos. Una de las ventajas de este tipo de ohmímetros es que permiten realizar mediciones sin necesidad de contacto directo con el circuito. A menudo se utilizan como comprobadores de resistencia de puesta a tierra.

4. Ohmímetros de Resistencia de Aislamiento

Estos ohmímetros se emplean para diagnosticar las condiciones de aislamiento. La resistencia de aislamiento se mide conectando a tierra un terminal, aplicando una alta tensión y midiendo la corriente de fuga. También existen comprobadores de resistencia de aislamiento capaces de aplicar altas tensiones de unos 1.000 VCC en función de la tensión del sistema. Estos ohmímetros son muy utilizados para el mantenimiento en los centros de producción.

¿Qué es una Guía de Movimiento Lineal?

Una guía de movimiento lineal es un componente utilizado en maquinaria que reduce la fricción y proporciona un desplazamiento suave y preciso en una dirección lineal. También se conoce como “rodamiento lineal de bolas recirculantes”, “guía lineal” en la asociación de constructores de máquinas y herramienta, y la corporación THK, las denomina guías LM (Linear Motion Guide), siendo esta última una marca registrada.

Para reducir la fricción, se suelen utilizar bolas metálicas. Algunas utilizan rodillos o plásticos técnicos de alto rendimiento. Las bolas ruedan entre la plataforma del transportador y el raíl recto, soportando el peso y desplazándose sobre el raíl. Las bolas pueden circular por la plataforma del transportador.

Las guías de movimiento lineal garantizan un movimiento suave con fuerzas reducidas. Los raíles guía y las bolas, que son mecanizados con precisión, apenas generan vibraciones, y la rotación de las bolas se transmite con precisión al movimiento de la plataforma transportadora, lo que se traduce en una gran precisión de posicionamiento. Como las guías de movimiento lineal no tienen fuerza propulsora, se utilizan en combinación con mecanismos como husillos de bolas y cilindros para mover el carro en cualquier dirección.

Usos de las Guías de Movimiento Lineal

Las guías de movimiento lineal se utilizan siempre que se requiere un movimiento lineal preciso. Se emplean en diversas aplicaciones, como máquinas herramienta, mesas de trabajo, equipos de transporte, máquinas de inspección, robots, máquinas de procesamiento de madera, maquinaria de construcción, maquinaria automatizada, líneas de producción de cristal líquido, vehículos ferroviarios y de asistencia social, equipos médicos, dispositivos de aislamiento sísmico y control de vibraciones en edificios altos y viviendas, equipos de atracciones, drones e impresoras. En situaciones donde se requiere un movimiento lineal preciso, se utilizan dos guías para mejorar la estabilidad y la precisión. Es importante que la superficie de montaje de las guías de movimiento lineal esté mecanizada con precisión para garantizar un rendimiento óptimo.

Principio de las Guías de Movimiento Lineal

Las guías de movimiento lineal constan de un carril guía, un bloque de carro, bolas y retenes de bolas y tapas de retorno. El carril guía está montado sobre un elemento estructural y el bloque del carro se desplaza sobre el carril guía mediante un movimiento de rodadura de las bolas.

La superficie de rodadura del raíl guía está provista de una ranura en forma de R que se aproxima al diámetro de las bolas. El contacto entre la superficie de rodadura y las bolas se reduce de un contacto puntual a un contacto superficial, lo que mejora significativamente la carga admisible y la vida útil. La estructura de múltiples filas de bandas para recibir las bolas permite mantener la precisión incluso en condiciones de funcionamiento severas, como cargas de momento durante aceleraciones y desaceleraciones rápidas o períodos prolongados de funcionamiento continuo.

Es necesario evitar que las bolas rueden durante el funcionamiento, lo que modifica la distancia entre las bolas y provoca irregularidades en el funcionamiento. Para que la distancia entre las bolas se mantenga constante durante el funcionamiento, se utilizan retenedores. Las guías de movimiento lineal se clasifican en función de la precisión de las bolas y de los raíles guía.

Cuanto mayor es el grado de precisión, más restringido es el entorno de funcionamiento, por lo que deben realizarse cálculos de carga y teneren cuenta la vida nominal antes de su uso. Algunos carriles guía cuentan con ranuras de arco gótico desplazadas en las que las bolas ruedan, lo que proporciona una gran capacidad de carga estática

Tipos de Guías de Movimiento Lineal

Existen diferentes tipos de guías de movimiento lineal:

1. Tipo Miniatura

Este tipo consta de dos hileras de bolas que entran en contacto con la pista de rodadura del carril-guía en cuatro puntos. Se utilizan en situaciones en las que no se aplican cargas especialmente pesadas. 

2. Tipo de Carga Media y Pesada

Este tipo tiene cuatro hileras de bolas que entran en contacto con la pista de rodadura del carril-guía en dos puntos. Este tipo se utiliza en máquinas-herramienta para trabajos pesados de corte. Las ranuras en las que ruedan las bolas sobre el carril-guía aumentan la carga admisible.

3. Otros Tipos

Existen guías de movimiento lineal sin bolas que utilizan rodillos, enplas de alto rendimiento y metal sin aceite en lugar de bolas. Estos tipos tienen una mayor capacidad de carga y son más resistentes al polvo y otras sustancias extrañas en comparación con las guías de bolas. Sin embargo, presentan una mayor fuerza de fricción.

Por otra parte, además de las guías rectas, existen otros tipos, como las guías en cruz y las guías en R. Si no se requiere una gran rigidez, también existen guías de bolas de precisión compactas, ligeras y económicas, fabricadas en chapa de acero inoxidable, conformadas con precisión en forma de U, con la parte de la pista de rodadura y la superficie de montaje integradas.

Más Información sobre las Guías de Movimiento Lineal

Características de las Guías de Movimiento Lineal

Las guías de movimiento lineal de bolas circulantes se caracterizan por su gran rigidez, larga vida útil, alta precisión, funcionamiento silencioso y suave, así como excelentes características de vibración. Por otro lado, las guías de movimiento lineal deslizantes sin bolas son hasta un 40% más económicas que las guías lineales de bolas. No requieren mantenimiento ni lubricantes, son resistentes al polvo y la humedad, tienen una excelente resistencia a la corrosión, son higiénicas, silenciosas y ligeras.

¿Qué son los IGBTs?

Un IGBT es un transistor bipolar de puerta aislada, cuyas iniciales proceden de “Insulated Gate Bipolar Transistor”, y su estructura es la de un transistor bipolar de tipo PNP con un semiconductor adicional de tipo P en el MOSFET.

En otras palabras, como circuito equivalente, puede considerarse una configuración de circuito de transistor compuesto con un MOSFET de canal N en la sección de entrada y un transistor bipolar de tipo PNP en la sección de salida. Por otra parte, como la estructura puede describirse como si tuviera un MOSFET en la base de la sección del transistor bipolar, tiene la característica de poder generar una corriente de salida muy grande para una corriente pequeña.

Es un semiconductor de alto rendimiento y tiene una tensión de ruptura más alta y menores pérdidas que el MOSFET en el que se basa. Los IGBTs son semiconductores desarrollados en Japón en los años 80, cuando su estructura se conocía como de tipo punch-through.

En los últimos años, con el desarrollo de los procesos de fabricación de obleas, los dispositivos IGBTs se han hecho aún más pequeños y baratos, y se están fabricando dispositivos IGBTs denominados de estructuras no punzonadas o de parada de campo.

Aplicaciones de los IGBTs

Los IGBTs se utilizan habitualmente en variadores de velocidad y convertidores de potencia, ya que son rápidos incluso en condiciones de funcionamiento de alta potencia.

También se utilizan mucho en circuitos inversores para cocinas de inducción, lavadoras y aparatos de aire acondicionado, así como en el control de potencia de grandes electrodomésticos, como impresoras. Con la reciente tendencia al ahorro de energía, el uso de IGBTs, que pueden reducir las pérdidas de potencia, se está extendiendo aún más.

Principios de los IGBTs

Los IGBTs, como se explica en la introducción, tienen la estructura de un MOSFET para la parte de entrada y un transistor bipolar para la parte de salida, con las características de cada uno combinadas: un IGBT es un MOSFET con un semiconductor adicional de tipo P, cuyos portadores son de dos tipos: electrones y huecos.

Debido a los dos tipos de portadores, la velocidad de conmutación es más lenta que la de un MOSFET, pero más rápida que la de un transistor bipolar, y la resistencia a la tensión mejora con respecto a la de un MOSFET. Cuando se aplica tensión desde la puerta, que es la parte de entrada del terminal, la corriente fluye desde el MOSFET y conduce hasta el semiconductor de tipo P, que a su vez amplifica una pequeña cantidad de corriente, como es la naturaleza de los transistores bipolares, permitiendo que fluya una gran corriente entre el emisor y el colector.

Además, se produce una modulación de la conductividad, como en los transistores bipolares, de modo que la resistencia de conexión puede reducirse y la densidad de corriente es alta. Se produce una caída de tensión constante entre el colector y el emisor, lo que significa que cuando la corriente es alta, las pérdidas pueden ser menores que con los MOSFET.

Más Información sobre los IGBTs

1. Sobre los circuitos Inversores con IGBTs Aplicados

Un circuito inversor es un circuito de conversión de CC a CA utilizado en parejas con un circuito convertidor de CA a CC. En estos circuitos inversores se utilizan IGBTs para dar salida a CA de tensión y frecuencia variables.

Los IGBTs se conectan y desconectan, y la anchura del impulso se ajusta regulando los intervalos de conexión y desconexión. Al generar y dar forma a diferentes ondas de impulso, la onda de impulso se aproxima más a una onda sinusoidal. Es lo que se denomina modulación de la anchura de los impulsos, para lo que se suelen utilizar IGBTs.

Las funciones de los electrodomésticos se controlan cambiando la velocidad del motor mediante la conversión de frecuencia en modulación por ancho de pulsos. Los IGBT se utilizan ampliamente en electrodomésticos como aires acondicionados, frigoríficos, motores industriales y fuentes de alimentación de ordenadores.

2. Diferencias entre IGBTs y MOSFETs

Los IGBTs se describen a menudo como una buena combinación de dispositivos MOSFET y BJT (transistor de unión bipolar), pero en realidad tienen algunas desventajas en comparación con los MOSFETs: los IGBTs tienen una tensión ascendente con un offset debido a su configuración, especialmente en el rango de baja corriente, lo que significa que los IGBTs no son tan buenos como los MOSFETs. Los dispositivos MOSFET suelen tener una Vds más baja.

Los IGBTs se centran principalmente en el rango de corrientes medias y altas, por lo que muestran una resistencia a la conexión bastante menor que los MOSFETs en este rango, pero para aplicaciones en las que la eficiencia en el rango de baja potencia es importante, los MOSFETs tienen características bastante mejores. = 2 V, los MOSEFETs son superiores en términos de eficiencia, mientras que los IGBTs son superiores a tensiones más altas.

3. Módulos IGBTs

Como los IGBTs son dispositivos complejos, requieren mucho esfuerzo ensamblarlos para que su funcionamiento pueda controlarse desde cero por sí mismos. Por este motivo, se comercializan mucho los módulos IGBTs que combinan el procesamiento de la señal, la amplificación, la protección y los diodos parásitos de la parte de control en un módulo compuesto.

Como los IGBTs son transistores propensos a averiarse si se supera su SOA (Safety Operation Area) o sus valores nominales máximos absolutos, en algunos de estos módulos también se incorporan circuitos de protección para ellos. Los IGBTs se desarrollaron para soportar tanto la tensión como la velocidad de conmutación y se han ido mejorando a lo largo de los años, pero recientemente se han empezado a introducir en esta área de dispositivos de potencia dispositivos semiconductores de potencia que utilizan nuevos materiales semiconductores compuestos, como el SiC y el GaN.

Estos dispositivos semiconductores de potencia de nueva generación permiten operaciones de conmutación más rápidas que los IGBTs y tienen tensiones de ruptura superiores, por lo que la investigación y el desarrollo han sido cada vez más activos en los últimos años. No obstante, aún quedan cuestiones por resolver, como el coste y el suministro, y no sustituirán a la totalidad del mercado actual de IGBTs, sino que seguirán dividiendo el mercado por el momento.

¿Qué es un Aprietatuercas?

Las aprietatuercas son herramientas eléctricas diseñadas para apretar tuercas de forma automática. Algunos modelos también pueden utilizarse para tornillos y pernos, cambiando la toma según sea necesario. Estas herramientas pueden ser de tipo manual o completamente automáticas. Además, permiten ajustar la fuerza de apriete para lograr un apriete uniforme y preciso.

Las aprietatuercas son ampliamente utilizadas en áreas donde se requiere una fijación confiable. No solo simplifican el trabajo, sino que también garantizan un apriete preciso y confiable.

Usos de las Aprietatuercas

Debido a su capacidad para proporcionar un apriete uniforme y altamente preciso, las aprietatuercas son comúnmente utilizadas en diversas áreas donde se requiere seguridad y garantía. Por ejemplo, se emplean en la industria automotriz, motocicletas y construcción naval. También son utilizadas en inspecciones de equipos que requieren un apriete preciso, como en estaciones de servicio y plantas químicas. Además, se utilizan en obras de construcción donde se ensamblan estructuras de acero.

Las aprietatuercas también pueden ser incorporadas en equipos de montaje automático totalmente automatizados. Al elegir una aprietatuercas, es importante verificar el rango de torque adecuado para los tornillos y tuercas que se utilizarán.

Principios de las Aprietatuercas

Los aprietatuercas pueden dividirse en dos tipos: los accionados por motor eléctrico y los accionados por presión de aire. Básicamente, el motor se ajusta para que gire el par de apriete y se detenga automáticamente cuando se haya completado el apriete.

1. Accionamiento por Motor Eléctrico

Como el par y el ángulo son controlados eléctricamente por un motor eléctrico, son más precisos que los accionados neumáticamente y se puede guardar el historial de trabajo y los datos. También existen tipos sin cable, que se han convertido en una tendencia importante en los últimos años.

Es importante elegir aprietatuercas aislados o de accionamiento neumático si existe riesgo de descarga eléctrica debido a su tendencia a generar calor. Además, al no ser posible el reapriete, la tuerca debe aflojarse una vez si se desea volver a apretarla.

2. Accionamiento Neumático

Se necesita un compresor de aire y se utiliza aire comprimido para hacer girar el motor neumático y controlar el par. La ventaja es que no hay riesgo de descarga eléctrica, pero la desventaja es el elevado coste de la electricidad debido al uso de un compresor de aire. Este tipo se ha utilizado durante mucho tiempo porque genera menos calor que un accionamiento por motor eléctrico y es adecuado para un uso prolongado.

Construcción de las Aprietatuercas

Los tipos eléctricos utilizan servomotores de CA, motores de CC sin escobillas u otros motores cuya velocidad puede controlarse, mientras que los tipos accionados por aire giran mediante un motor neumático de aire. La unidad de control está integrada o se suministra por separado. Su rotación se transmite al eje de transmisión mediante un reductor de engranajes planetarios.

Algunos tipos de alto rendimiento tienen una función de detección de par y pueden controlar la rotación por par, mientras que otros pueden equiparse con un brazo para detectar la posición y la postura.

Más Información sobre las Aprietatuercas

1. Aprietatuercas y Controladores Eléctricos

Las aprietatuercas  pueden utilizarse también para tornillos y pernos que se fijan por rotación. La diferencia con los atornilladores eléctricos y las llaves de impacto es que el par de apriete puede controlarse con precisión.

Mientras que los destornilladores eléctricos y las llaves de impacto tienen una estructura en la que el eje se detiene cuando se alcanza el par de apriete especificado, las aprietatuercas eléctricas tienen una función en la que la rotación del motor se desacelera a medida que se acerca al valor de par de apriete especificado, deteniendo el motor en el valor de par de apriete exacto. En los últimos años, los aprietatuercas eléctricos se han convertido en la corriente dominante para un apriete más preciso.

Las aprietatuercas realizan el apriete controlando la velocidad de rotación y el par de apriete en función del valor de par en el momento del apriete. Aunque la velocidad de rotación es inferior a la de los atornilladores eléctricos y las llaves de impacto, el aprietatuercas se caracteriza por un pequeño error en el valor del par tras el apriete y un bajo nivel de ruido durante el funcionamiento.

2. Control del Par de Apriete de las Aprietatuercas

Las aprietatuercas más recientes controlan los cambios en el par y el ángulo durante el apriete para determinar si el apriete es bueno o malo, y pueden detectar problemas como tornillos insertados en ángulo, arandelas olvidadas o dos arandelas insertadas en ángulo. Estos datos pueden almacenarse en las propias aprietatuercas o transferirse de forma inalámbrica a un PC u otro dispositivo y registrarse como datos de montaje.

En los modelos de alto rendimiento, también se pueden detectar la postura y la posición de las aprietatuercas. Puede determinar la posición del orificio que se va a apretar para determinar si el tornillo o perno que se está apretando coincide con el especificado, o puede determinar la diferencia entre tornillos y pernos a partir de la posición del orificio del tornillo y cambiar el par de apriete por sí mismo.

¿Qué es un Torquímetro?

Un torquímetros es un dispositivo para medir la fuerza de rotación aplicada a un eje, denominada par.

Utilizando la fuerza elástica de un muelle o un sensor, la fuerza en la dirección de rotación puede calcularse como un valor numérico. Los torquímetros analógicos pueden mostrar valores numéricos por sí mismos, mientras que los digitales necesitan una pantalla numérica y una fuente de alimentación para funcionar.

El par se divide en par estático y dinámico, y es necesario decidir de antemano cuál debe medirse, en función de la finalidad de la medición. En los últimos años, se ha generalizado el uso de tipos que pueden medir ambos tipos de par.

Usos de los Torquímetros

Los torquímetros se utilizan para aplicar una fuerza de rotación a un eje y medir numéricamente la fuerza en la dirección de rotación. Se utilizan para medir y controlar la fuerza de apriete de tornillos, el par para abrir y cerrar tapas de contenedores y la rigidez torsional de ejes, vigas y otros miembros estructurales como valores reales.

En los últimos años, muchos de estos instrumentos pueden medir simultáneamente no sólo el par, sino también la deformación y la velocidad del eje. Medir y controlar el par es un elemento muy importante no sólo para el correcto funcionamiento y mantenimiento de los equipos, sino también para garantizar la seguridad durante la vida útil y las averías.

Principios de los Torquímetros

El principio más sencillo de los torquímetros consiste en hacer girar un medidor de par directamente conectado a un eje y mostrar la fuerza de rotación como un valor numérico mediante un muelle u otra fuerza de repulsión. En los últimos años, se disponen de varios tipos de torquímetros, incluidos los que utilizan sensores para medir la tensión durante la rotación como el ángulo de torsión del eje y calcular el par, y los que miden el par de forma indirecta además de directa.

Un eje giratorio siempre tiene tanta energía para transmitir la rotación, como un motor, como un mecanismo para utilizar la rotación, como una turbina, por lo que los torquímetros mecánicos con una escala en el extremo del eje requieren que se retire cualquiera de los dos mecanismos para poder utilizarse.

También existen torquímetros que se insertan en el centro del eje, pero el eje se desmonta del mismo modo para instalar el torquímetro. Por lo tanto, hay que tener en cuenta el montaje y desmontaje a la hora de instalar los torquímetros.

Más Información sobre Torquímetros

1. Comprobación de Motores con un Torquímetro

Los torquímetros están disponibles como tipos de galgas extensométricas no giratorias, tipos magnetostrictivos giratorios y tipos de galgas extensométricas. Los torquímetros rotativos se utilizan con fines experimentales y de investigación y para el control de calidad de los productos. En cuanto al par, a menudo oímos hablar de él cuando se aprietan tuercas de neumáticos, por ejemplo, y el par especificado difiere según el tipo de tuerca.

El par también es importante en los motores. Los motores se utilizan en muchos otros lugares además de ferrocarriles y coches, como bombas, compresores y ascensores.

En la fabricación de motores, se utiliza un torquímetro para comprobar que se alcanza el valor de par deseado al final del proceso. Generalmente, una vez fabricado el motor, se le aplica una carga en un comprobador de motores y se mide con un torquímetro de tipo sensor.

2. Cómo utilizar un Torquímetro

Existen Torquímetros giratorios y no giratorios.

Tipo no Giratorio
El tipo no giratorio está equipado con un calibre, que se fija al equipo que se va a medir y muestra el valor del par aplicado en el calibre. Las llaves dinamométricas utilizadas para comprobar el apriete de los neumáticos de los automóviles se ajustan al par especificado, y la llave emite un sonido cuando el par alcanza ese valor, lo que confirma que el neumático se ha apretado. Como el par de apriete original se ha verificado mediante un equipo de calibración, el apriete deseado puede conseguirse simplemente ajustando el par de apriete al valor especificado.

Tipo Rotativo
El tipo rotativo se utiliza principalmente para medir el par de los motores y el torquímetro se instala en el núcleo del motor a través de un acoplamiento. Además del torquímetro, también se requieren equipos periféricos como un dispositivo para recibir señales del equipo y una PC para la comprobación en línea.

El torquímetro mide la torsión o deformación de ese eje causada por el par aplicado al eje, por lo que el motor se hace girar y la señal correspondiente a la carga se convierte en un valor llamado par, que se mide a continuación.

¿Qué es un Osciladores de cristal?

Un oscilador de cristal es un dispositivo que incorpora un circuito de oscilación en la resonancia mecánica de una unidad de cristal de cuarzo (cuarzo) utilizando el fenómeno piezoeléctrico del cuarzo para producir una frecuencia constante.

Los circuitos de oscilación distintos del cuarzo incluyen la oscilación LC, la oscilación CR y la oscilación mediante elementos cerámicos. La oscilación por cristal es superior en el sentido de que puede alcanzar una gran precisión del orden de ppm (es posible un estricto control de calidad, no permitiéndose más de un defecto por millón de piezas), mientras que otros tipos de oscilación se limitan a circuitos que pueden tolerar una precisión del %.

La razón por la que el cuarzo puede utilizarse como elemento de circuito electrónico es su efecto piezoeléctrico. El cuarzo ya se utilizaba como elemento en el siglo XIX, mucho antes de la invención de los transistores y los circuitos integrados.

Usos de los Osciladores de cristal

Los osciladores de cristal, basados en la vibración de un cristal de cuarzo, se han utilizado como fuente de señal de frecuencia en equipos de telecomunicaciones, como fuente de temporización en relojes (de cuarzo) y como fuente de señal de ráfaga de color en televisión. En los últimos años, se utilizan en gran número como fuentes de reloj de frecuencia fija en circuitos digitales.

Las señales de referencia de reloj son esenciales para los circuitos integrados y los LSI (circuitos integrados que contienen circuitos más integrados y complejos que los circuitos integrados), y los osciladores de cristal proporcionan la estabilidad de alta frecuencia, la no ajustabilidad y la miniaturización necesarias para la generación de relojes.

Por ello, los osciladores de cristal se utilizan en una amplia gama de aplicaciones, no sólo en equipos convencionales de telecomunicaciones, televisores y relojes, sino también en comunicaciones por satélite, automóviles, ordenadores personales, equipos de DVD y otros aparatos informáticos.

Principio de los Osciladores de cristal

Un oscilador de cristal es un dispositivo que utiliza un resonador llamado unidad de cristal (cuarzo) como resonancia de referencia y genera una señal que sirve como frecuencia de referencia utilizando un circuito de oscilación. Las unidades de cristal de cuarzo utilizan el fenómeno piezoeléctrico del cuarzo, pero una unidad de cristal de cuarzo por sí sola no puede mantener la amplitud necesaria de la frecuencia de resonancia.

En un Osciladores de cristal, por lo tanto, se añade un circuito de oscilación interno adicional y la frecuencia de resonancia del resonador se utiliza para controlar la intensidad y la frecuencia de la señal de frecuencia de referencia. Este es el principio de funcionamiento de los Osciladores de cristal. El cuarzo está hecho de cuarzo (Sio2: dióxido de silicio), pero el material utilizado en los Osciladores de cristal es el cuarzo artificial. El cristal de cuarzo artificial se fabrica a partir de un cristal natural llamado Raska.

El Raska se introduce en un horno (autoclave) lleno de una solución alcalina, se funde a altas temperaturas y presiones, y las temperaturas controladas generan corrientes de convección naturales para producir grandes cristales artificiales recristalizados de gran pureza. A continuación, los cristales se cortan en finas láminas y se convierten en Osciladores de cristal.

Más información sobre Osciladores de cristal.

1. modos de vibración de los osciladores de cristal de cuarzo

Dependiendo del ángulo con el que se corte el cristal en relación con el eje del mismo, variarán las características de temperatura de la frecuencia, el modo de vibración, etc., siendo la más común la banda de MHz, de la que el cristal “cortado AT” tiene un amplio rango de temperatura y una pequeña desviación.

Por ejemplo, si se utiliza un cristal en un reloj de pulsera, se corta a una temperatura cercana a la temperatura corporal o a la temperatura ambiente, y se utiliza el ángulo en el que el coeficiente de temperatura es cero.

El modo de oscilación se refiere a la forma de vibración mecánica del cristal, también conocida como “vibración de espesor-deslizamiento” del corte AT, que es similar a la vibración del tofu en una tabla de cortar cuando se agita. Así pues, la frecuencia de oscilación viene determinada por el grosor del recorte.

2. precisión de los Osciladores de cristal

La precisión de un Osciladores de cristal normal es de 1/10.000 a 1/100.000 aproximadamente. En comparación con otros osciladores, esta precisión es aproximadamente 1.000 veces superior a la de los osciladores de silicio y aproximadamente 100 veces superior a la de los osciladores de cerámica, que son más precisos que los osciladores de silicio y cerámica, pero no tan precisos como los osciladores de cesio utilizados en los relojes atómicos.

También existen osciladores de cristal de mayor precisión, del tipo osciladores de cristal de temperatura garantizada (TCXO). Este tipo de producto incorpora un circuito denominado circuito de temperatura garantizada. El circuito de garantía de temperatura anula las características de temperatura de la unidad de cristal y, al incorporar este circuito, garantiza un rendimiento estable en un intervalo de temperaturas más amplio. 3.

3. Osciladores de cristal – mecanismo de relojería

Los relojes osciladores de cristal, o relojes de cuarzo, funcionan como relojes convirtiendo las oscilaciones de alta precisión producidas por un oscilador de cristal en frecuencias a intervalos de un segundo mediante un circuito integrado que divide la frecuencia. Los relojes analógicos (con agujas) utilizan esta frecuencia a intervalos de un segundo para accionar un motor paso a paso que mueve el segundero, el minutero y la aguja horaria. Los relojes digitales, por su parte, utilizan de forma similar la frecuencia a intervalos de un segundo producida por un Osciladores de cristal para accionar el panel de cristal líquido y mostrar los números.

La ventaja de los relojes de cuarzo sobre los mecánicos no es sólo su mayor precisión horaria. El hecho de que puedan funcionar con pilas significa que pueden funcionar durante mucho tiempo sin mantenimiento. E incluso si la pila se agota, puede sustituirse y el reloj seguirá funcionando con la misma precisión que antes.

También existen en el mercado relojes de cuarzo que no requieren cambio de pila, como los alimentados por energía solar o por generador, que pueden seguir funcionando durante más tiempo.

4. comparación con los osciladores MEMS

La historia de los Osciladores de cristal se extendió rápidamente después de que los fabricantes de relojes japoneses crearan los relojes de cuarzo en los años 50, y hoy en día se utilizan ampliamente en equipos de telecomunicaciones, televisión y aparatos informáticos. Recientemente, sin embargo, los osciladores denominados MEMS (sistemas microelectromecánicos) han llamado la atención por su miniaturización, precio y rendimiento.

Los osciladores MEMS utilizan un proceso de fabricación basado en el de los semiconductores, lo que facilita su integración en circuitos electrónicos y los hace aptos para la miniaturización. También se dispone de algunos productos que presentan ventajas en cuanto a características, como la facilidad de ajuste de la frecuencia y el consumo de energía, y existe la posibilidad de que futuras mejoras les permitan superar a los osciladores de cristal en cuanto a cuota de mercado.

5. esfuerzos para lograr frecuencias más altas

Con la reciente expansión del volumen de comunicación de información, las frecuencias manejadas por los dispositivos para información y comunicación están aumentando con la generación de comunicación, debido a la necesidad de un ancho de banda de modulación más amplio para la comunicación y frecuencias de reloj más rápidas para ser manejadas. Por lo tanto, los Osciladores de cristal para la generación de frecuencias de referencia son naturalmente también requeridos para soportar frecuencias más altas.

Con los avances en la tecnología de circuitos analógicos, como los PLL, es posible aumentar la frecuencia desde el lado del circuito hasta cierto punto. Sin embargo, esto dará lugar a problemas como el ruido de fase y las características de temperatura, por lo que para elevar la frecuencia de oscilación del oscilador de cristal de referencia, actualmente se están lanzando productos que soportan una alta frecuencia de 100 MHz mediante la mejora de la propia unidad de cristal y el circuito de oscilación para soportar altas frecuencias.