Ознакомление с основами рефлектометрии и рефлектометром mTDR ‑070.
Описание органов управления, параметров и интерфейса рефлектометра mTDR ‑070
Метод импульсной рефлектометрии, называемый также методом отраженных импульсов или локационным методом, базируется на распространении импульсных сигналов в двух- и многопроводных системах. Сущность метода импульсной рефлектометрииможно описать последовательностью следующих операциях:
- зондирование системы импульсами напряжения;
- прием импульсов, отраженных от места повреждения и неоднородностей волнового сопротивления;
- выделение отражений от места повреждений на фоне помех (случайных и отражений от неоднородностей);
- определение расстояния до повреждения по временной задержке отраженного импульса относительно зондирующего.
Рефлектометр mTDR -070предназначен для проведения измерений в кабельных линиях иопределения:
- длин кабелей;
- расстояний до неоднородностей волнового сопротивления или повреждений;
- коэффициента укорочения линии при известной ее длине;
- характера повреждений.
Внешний вид рефлектометра mTDR ‑070 приведен на рисунке 1.
Рис. 1. - Изображение рефлектометра mTDR ‑070
Кнопки лицевой панели рефлектометра mTDR‑070 приведены на рисунке 2.
Рис. 2. - Кнопки лицевой панели рефлектометра mTDR ‑070
Функциональное назначение кнопок лицевой панели рефлектометра mTDR ‑070:
POWER -кнопка включения/выключения прибора.
PULSE -установка длительности импульса.
SRCH -включение режима автоматического поиска неоднородностей.
VOP - изменение коэффициента укорочения (скорость распространения сигнала в кабеле).
BACKLIGHT -кнопка включения/выключения подсветки дисплея.
ZOOM - группа кнопок регулировки коэффициента усиления и настройки масштабирования по оси «х»:
◄ - сжатие: увеличение масштаба (увеличение шага курсоров) просмотра рефлектограммы по оси «X »;
►- растяжение: уменьшение масштаба (уменьшение шага курсоров) просмотра рефлектограммы по оси «X »;
▼ - уменьшить усиление: уменьшение усиления («сжатие» рефлектограммы по оси «Y »);
▲ - увеличить усиление: увеличения усиления («растяжение» рефлектограммы по оси «Y »).
Группа кнопок управления измерительными курсорами:
CSR 1◄ - перемещение курсора 1 влево.
CSR 1 ►-перемещение курсора 1 вправо.
CSR 1 Mark - перемещение курсора 1 к найденной неоднородности.
CSR 2 ◄- перемещение курсора 2 влево.
CSR 2 ►- перемещение курсора 2 вправо.
CSR 2 Mark - перемещение курсора 2 к найденной неоднородности.
Группа навигационных кнопок (кнопки управления режимами):
◄- уменьшение значений параметров в режимах установки длительности импульса (PULSE) и скорости распространения (VOP); прокрутка рефлектограммы влево на дисплее в режиме прокрутки (SCRL); навигация по системе меню.
►- увеличение значений параметров в режимах установки длительности импульса (PULSE) и скорости распространения (VOP); прокрутка рефлектограммы вправо на дисплее в режиме прокрутки (SCRL); навигация по системе меню.
▼- уменьшение значений параметров в режимах регулировки длительности импульса (PULSE) и скорости распространения (VOP); прокрутка рефлектограммы вниз на дисплее в режиме прокрутки (SCRL); навигация по системе меню.
▲- увеличение значений параметров в режимах регулировки длительности импульса (PULSE) и скорости распространения (VOP); прокрутка рефлектограммы вверх на дисплее в режиме прокрутки (SCRL); навигация по системе меню.
TABLE - вывод на дисплей информации о найденных неоднородностях волнового сопротивления, полученных при помощи команды SRCH (автоматический поиск неоднородностей).
SCRL -включение режима прокрутки (используются навигационные кнопки для прокрутки рефлектограммы влево, вправо, вверх и вниз).
MENU - вход в меню прибора.
SAVE - запись рефлектограммы в память.
LOAD - загрузка рефлектограммы из памяти.
MODE - выбор режима отображения рефлектограммы. Используется для переключения вида отображения рефлектограмм - линия, память, линия + память.
ESC - выход из текущего режима меню и возврат в режим измерения.
ENTER - выбор пункта меню, подтверждение ввода какой-либо информации в режиме меню и возврат в режим измерения.
Структура интерфейса
Интерфейс рефлектометра mTDR -070 состоит из 2 основных областей – области отображения рефлектограммы (a) и области данных (b) (рисунок 3).
В области (a) отображается рефлектограмма, а также расположение курсоров 1 и 2. Курсоры 1 и 2 используются для измерения расстояния до повреждений от начала рефлектограммы или расстояния между курсорами, а также для измерения амплитуды (обратных потерь) отраженного от повреждения сигнала.
В области (b) отображаются параметры прибора и измеренные данные.
Рис.3. - Структура интерфейса рефлектометра mTDR -070
В области (с) отображаются расстояния курсора 1 и курсора 2 от начала рефлектограммы, а также величина обратных потерь -dBRL.
Курсор «С1» устанавливается на передний фронт зондирующего импульса и используется как точка отсчета при измерениях расстояний до неоднородности. Курсор «С2» устанавливается на передний фронт отраженного от неоднородности импульса. Расстояние между курсорами (выводится крупными цифрами под рефлектограммой в области (d)) и является расстоянием от места подключения прибора до повреждения.
Потери энергии, называемые обратными потерями (dBRL), выражаются в децибелах и рассчитываются по формуле 1:
dBRL =20 log 10(VR / V0), (1)
где:
V0 -амплитуда зондирующего импульса,
VR - амплитуда отраженного импульса.
В области (b) отображены основные параметры рефлектометра:
P / W -длительность зондирующего импульса в наносекундах. Рефлектометр mTDR -070 измеряет расстояние до повреждения кабеля посылая в исследуемую линию зондирующий импульс и анализируя возвращенный сигнал. В рефлектометре mTDR -070 в качестве зондирующего используется импульс амплитудой 4В с восемью различными длительностями: 5 нс, 15 нс, 45 нс, 100 нс, 200 нс, 500 нс, 1000 нс, 2000 нс.
Такой набор зондирующих импульсов необходим для обеспечения измерений на кабелях с различными длинами и затуханиями. Большие длительности используются на кабелях большой длины и с большим затуханием. Чем длиннее кабель (или чем больше его затухание) тем большую энергию необходимо передавать в зондирующем импульсе, чтобы получить отклик от конца кабеля или повреждения.
VOP - скорость распространения сигнала в кабеле (коэффициент укорочения). Параметр VOP выражается в скорость распространения сигнала в кабеле, в процентах от скорости света в вакууме. Принятый в России параметр «коэффициент укорочения» (КУ) является величиной обратной параметру VOP и рассчитывается по формуле 2:
КУ = 100* VOP -1 (2)
Для определения расстояния до повреждения рефлектометр mTDR -070 (в соответствии с приведенной ниже формулой) измеряет время отклика отраженного импульса:
Расстояние = время * (скорость света * VOP).
Параметр VOP (коэффициент укорочения) зависит от типа и марки кабеля, а также от температурных условий на момент измерения. Большинство кабелей имеют VOP от 30% до 90% от скорости света в вакууме (КУ от 3.3 до 1.1). Если необходимо провести измерения на кабеле с неизвестным VOP, то VOP определяют по известной длине кабеля: подбирают параметр VOP на рефлектометре таким образом, чтобы расстояние до конца кабеля, измеренное рефлектометром, совпало с его реальной длиной.
THR -порог срабатывания системы автопоиска повреждений в милливольтах (мВ)- отображается пунктирной горизонтальной линией на экране в области рефлектограммы. Например, если THR равен 75 мВ, то система поиска будет срабатывать на изменения импеданса 75 мВ или более.
AVG -установленное значение усреднения.Количество измерений, по которым рефлектометр выводит усредненную рефлектограмму (16 ступеней в диапазоне от 1 до 2048).
В области (d) отображены уровни масштабирования по оси «X » и по оси «Y » (Scale [ X ] [ Y ]), а так же расстояние между курсорами.
В области (e) выводится информация о режиме работы навигационных кнопок, режиме работы прибора, режиме работы с памятью, а так же уровень заряда аккумулятора.
Навигационные кнопки могут находиться в одном из 4-х режимов:
- навигация по системе меню (если открыто меню);
- прокрутка рефлектограммы «SCROLL »;
- регулировка длительности зондирующего импульса (P/W);
- регулировка параметра VOP.
В рефлектометре mTDR -070 предусмотрено три режима работы с памятью (Mode ):
L 1 – (вывод на экран рефлектограммы измеряемой линии);
М – (вывод на экран ранее сохраненной рефлектограммы);
L 1 & М – одновременная работа режимов L 1 и М.
Структура меню рефлектометра mTDR -070
Вход в меню рефлектометра mTDR -070 осуществляется при помощи кнопки «MENU ». Меню прибора представлено на рисунке 4.
Рис. 4. – Меню рефлектометра mTDR -070
EventSelect – вход в таблицу неоднородностей сформированной командой «SRCH ».
DeleteMemory – вход в меню удаления ранее записанных в память прибора рефлектограмм.
ResetMemory – полная очистка памяти прибора.
UploadMemory – передача рефлектограмм из памяти прибора в компьютер.
CableSelect –выбор типа кабеля из таблицы.
DefaultCable –коррекция измерительных данных при использования кабеля удлинителя.
ChangeConfig –настойка параметров (конфигурации) прибора.
ResetAll –сброс всех настроек и установка заводских параметров.