El modo de adquisición con promediado reduce la amplitud de todo tipo de señales que no están correlacionadas y del ruido aleatorio, incluso a frecuencias muy bajas. Y funciona en todos los ajustes de la base de tiempos de los osciloscopios (tiempo/división).
Debido a que se deben adquirir múltiples formas de onda para obtener una forma de onda promediada, la actualización de la señal en la pantalla puede ser lenta cuando la señal de entrada cambia o cuando se efectúa un ajuste de los controles del panel frontal. Esto significa que se pueden perder con bastante probabilidad los espurios poco frecuentes (ver figura 4).
En algunas aplicaciones, el modo de adquisición con promediado es una opción mejor que la utilización del filtro de limitación del ancho de banda; ya que, en ese caso, está disponible todo el ancho de banda del osciloscopio para capturar los eventos repetitivos de alta frecuencia.

Modo de adquisición de alta resolución (Hi-Res)
Algunos osciloscopios incluyen el modo adquisición de alta resolución (Hi-Res) que es similar al modo de adquisición con promediado, puesto que también utilizan un método de promediado para eliminar el ruido. El modo adquisición de alta resolución realiza un promediado sobre sucesivos conjuntos de muestras adyacentes dentro de cada adquisición para crear muestras individuales con un valor resultante igual al promedio de cada conjunto. Esto tiene el efecto de reducir el ruido de alta frecuencia de la misma forma que la adquisición con promediado, cancelando las variaciones de tensión de alta velocidad causadas por el ruido. También reduce la frecuencia de muestreo, ya que muchas muestras se convierten en una sola. Por lo tanto, el modo adquisición de alta resolución está sólo disponible en las posiciones de la base de tiempos más lentas donde el osciloscopio todavía tiene suficiente velocidad de muestreo para representar la señal bajo medida (ver figura 5).
A diferencia del modo de adquisición con promediado, la adquisición en el modo de alta resolución (Hi-Res) se puede utilizar con las formas de onda no repetitivas y con las obtenidas mediante disparo único. Y como sólo se necesita adquirir una sola forma de onda, este modo de adquisición proporciona una velocidad de actualización de la pantalla mucho más rápida cuando cambia la señal de entrada o cuando se cambian los controles del panel frontal. La combinación de muestras vecinas en el tiempo reduce también la posibilidad del efecto de “aliasing” en las posiciones de la base de tiempos más lentas (tiempo/división).
Puesto que el modo adquisición de alta resolución emplea un tipo de filtro paso-bajo, es posible que se pierdan los espurios de alta velocidad de la señal. En el modo adquisición de alta resolución parte del ruido de alta frecuencia se verá en la pantalla, lo cual puede dificultar la visualización de la forma de la señal y la posición de los flancos. Por lo general, en este modo de adquisición no hay ninguna indicación de que frecuencias, si las hay, están siendo eliminadas.
El modo adquisición de alta resolución reduce el efecto de “aliasing” de algunas frecuencias en la pantalla, aunque algunas otras pueden manifestar dicho efecto debido a la natural escasa selectividad de frecuencia del filtrado paso-bajo de este modo de adquisición.

Filtros DSP
Algunos osciloscopios ofrecen filtros de post-procesamiento basados en DSPs que eliminan el ruido de ciertas frecuencias de la señal. Con ellos se tiene un control completo sobre la frecuencia del filtro. Aunque estos filtros pueden ser flexibles, son a menudo lentos y sólo adecuados para disparos únicos o presentaciones en pantalla con baja velocidad de actualización. Además, pueden filtrar los espurios (glitches) o anomalías importantes y de interés sin conocimiento por parte del usuario.

Filtro paso-bajo variable FilterVu™
Los osciloscopios de la serie MSO/DPO2000 de Tektronix ofrecen una potente característica, el filtro paso-bajo variable FilterVu™, que sirve apara ayudar a filtrar el ruido no deseado de las señales. FilterVu permite seleccionar la frecuencia de corte de un filtro paso-bajo que se aplica a la adquisición visualizada en la pantalla.
Además de la traza obtenida con el filtrado paso-bajo que se visualiza en primer plano de la pantalla (con un brillo mayor para que quede resaltada), se utiliza una segunda traza en segundo plano (con una intensidad más baja) para representar los espurios de alta frecuencia y el ruido total permitidos por el ancho de banda total del osciloscopio utilizando el modo de adquisición con detección de picos (ver figura 6).
Se puede ajustar la frecuencia de corte del filtro paso-bajo desde el panel frontal, lo que permite controlar la cantidad de reducción de ruido que se desea. La lectura de la frecuencia del filtro permite caracterizar las frecuencias del ruido que están presentes en la señal sin necesidad de configurar una complicada transformada rápida de Fourier (FFT: Fast Fourier Transform). Este ajuste está disponible incluso en el modo de adquisición de formas de onda mediante disparo único, lo que permite una cuidadosa inspección de la señal.
Como parte del proceso de adquisición, FilterVu ofrece una actualización de la pantalla más rápida que con el modo de adquisición de alta resolución y la flexibilidad y capacidad de control de un filtro de post-proceso basado en DSP, manteniendo al mismo tiempo una imagen en segundo plano en la pantalla donde se muestran los espurios de alta frecuencia y la magnitud total del ruido.
La segunda traza obtenida con detección de picos muestra la captura de las excursiones de la señal dentro del ancho de banda total del osciloscopio, incluso en el caso de las formas de onda obtenidas con disparo único. Esto significa que cualquier espurio (glitch) que lógicamente se puede capturar al utilizar las posiciones de la base de tiempos más rápidas, se pueda capturar también cuando se utilizan las posiciones de la base de tiempos más lentas (ver figura 7).
Así como ocurre con el modo de adquisición de alta resolución (Hi-Res), el filtrado FilterVu™ no está disponible en todas las posiciones de la base de tiempos. A medida que se utilizan las posiciones de la base de tiempos más rápidas se reduce el rango del filtro. En las posiciones de la base de tiempos más rápidas, el filtrado no está disponible porque el filtro paso-bajo reduce el número de puntos de muestreo en la forma de onda. En el caso de muchas de las posiciones de la base de tiempos el osciloscopio funciona a una frecuencia de muestreo reducida y hay muchos puntos extra. Cuando el osciloscopio funciona cerca de su velocidad máxima de muestreo, hay menos puntos extra y la funcionalidad de FilterVu es menor. Cuando se utilizan las posiciones de la base de tiempos más rápidas, la mejor opción para reducir el ruido es el modo de adquisición con promediado (ver Figura 8).
Se puede utilizar FilterVu con formas de onda repetitivas, no repetitivas y de ocurrencia única. El amplio rango de ajuste de la frecuencia de corte del filtro permite eliminar el ruido suficientemente sin degradar la señal. En comparación con el filtro de limitación del ancho de banda del osciloscopio, FilterVu pueden realizar filtrados a frecuencias más bajas (menos de 1 MHz) y a diferencia de la adquisición con el modo de alta resolución, se impide que pasen las altas frecuencias no deseadas que pueden dificultar la visualización de la señal. Además, con el detector de pico funcionando en segundo plano, se obtiene protección contra los espurios que podrían perderse, siendo un gran reemplazo del modo de adquisición de alta resolución (Hi-Res).
FilterVu puede reducir los efectos de “aliasing”. Cuando se utiliza la frecuencia de filtrado de ruido más baja disponible en cada ajuste de la base de tiempos, no más del 1% del contenido de alta frecuencia, que puede provocar el efecto de “aliasing”, puede pasar a través del filtro cuando la frecuencia de corte se ajusta al mínimo, el zoom está desactivado y las adquisiciones se están produciendo. Sólo se eliminan las frecuencias de “aliasing”, no la señal de interés.

Conclusión
El ruido es un problema generalizado y difícil en casi todos los diseños de aparatos eléctricos y en las tareas depuración. En este artículo técnico hemos hablado de algunas herramientas de los osciloscopios que se pueden utilizara para reducir, comprender y caracterizar el ruido en las medidas. El filtro paso-bajo variable FilterVu™ disponible en los osciloscopios de las series MSO2000 y DPO2000 de Tektronix añade una potente y flexible herramienta con pocos compromisos, lo que permite abordar mejor las cuestiones relativas al ruido presente en los diseños.