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Diskussionspunkte
- Einführung in das Zeitbereichsreflektometer
- Beschreibung des Zeitbereichsreflektometersr
- Anwendungen des Zeitbereichsreflektometers
- Einige andere Arten von Zeitbereichsreflektometern
Einführung in das Zeitbereichsreflektometer
Bevor wir uns mit dem Zeitbereichsreflektometer TDR vertraut machen, teilen Sie uns ein Reflektometer mit.
Reflektometer: Ein Reflektometer ist eine Art Schaltung, die die einfallenden und reflektierten Leistungen einer Last mithilfe eines Richtkopplers isoliert und abtastet.
Reflektometer sind Hauptanwendungen von passiven Mikrowellenkomponenten. Ein Reflektometer wird in einem Vektornetzwerkanalysator verwendet, da es verschiedene Parameter messen kann, wie – Reflexionskoeffizient für das Eintor-Netzwerk, Streuparameter für das Zweitor-Netzwerk. Es kann auch als Ersatz für ein verwendet werden SWR-Meter oder auch als Leistungsmonitor.
Zeitbereichsreflektometer: Ein Zeitbereichsreflektor oder TDR ist ein elektronisches Gerät, das auf der Eigenschaft eines Reflektometers basiert und die Eigenschaften elektrischer Leitungen aus den reflektierten Wellen ermittelt.
TDRs werden verwendet, um Fehler in Kabeln wie verdrillten Kabelpaaren oder Koaxialkabeln festzustellen. In diesem Artikel erfahren Sie mehr über das Gerät, die Verwendung des Zeitbereichsreflektors und Erläuterungen dazu.
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Beschreibung des Zeitbereichsreflektometers
Funktionsprinzip
Ein TDR analysiert die von sich selbst gesendeten reflektierten Signale. Um die Reflexionen zu analysieren, sendet es zuerst ein Signal entlang des Kabels und wartet auf die Reflexion. Wenn die Übertragungsleitung oder das Kabel defekt oder nicht übereinstimmend sind, wird der Teil der einfallenden Welle reflektiert. TDR empfängt die reflektierte Welle und analysiert sie dann, um die Fehler zu lokalisieren und zu messen. Wenn jedoch keine Defekte vorliegen oder alles in Ordnung ist, erreicht das Signal das entfernte Ende ohne Reflexion und das Kabel wird als akzeptabel angesehen. Das Arbeitsprinzip eines Zeitbereichsreflektometers ähnelt fast dem Arbeitsprinzip eines RADR.
Analyse
Der TDR analysiert die reflektierte Welle. Es wird interpretiert, dass die Amplitude der reflektierten Welle die Impedanz der Diskontinuität bestimmt. Die reflektierten Impulse bestimmen auch den Abstand der reflektierten Welle, wodurch der Ort des Fehlers weiter bestimmt wird.
Versandart
Das Zeitbereichsreflektometer startet seinen Betrieb durch Senden von Impuls- oder Schrittsignalen oder Energien. Anschließend werden die reflektierte Energie oder die Signale beobachtet. Die Diskontinuität der Impedanz wird durch die reflektierten Energieimpulse gemessen und analysiert, da Amplitude, Größe und Wellenformen bei der Analyse helfen.
Angenommen, eine Impulsfunktion wird vom TDR an eine angeschlossene Last gesendet. In diesem Fall zeigt das Reflektometer ein Impulssignal auf seiner Anzeige an, und die Amplitude zeigt die Impedanz der Diskontinuität an. Der folgende Ausdruck gibt die Beziehung zwischen der Lastimpedanz und der Größe der reflektierten Welle an.
P = (R.L - VON0) / (R.L + Z0)
Z0 ist die charakteristische Impedanz der Übertragungsleitung oder des Koaxialkabels. RL ist der angeschlossene Lastwiderstand.
Jede Impedanzdiskontinuität wird als Abschlussimpedanz beobachtet und durch die Abschlussimpedanz ersetzt. Der Prozess besteht aus schnellen Änderungen der charakteristischen Impedanz der Übertragungsleitungen.
Übertragene Signale von TDRs
Zeitbereichsreflektometer verwenden verschiedene Arten von Signalen als einfallende Signale. Einige Sender verwenden Impulssignale. Einige von ihnen verwenden schnelle Anstiegszeitschritt-Signale. Einige von ihnen verwenden auch Impulsfunktionen von Signalen.
TDRs, die Impulssignale verwenden, senden den Impuls über das Kabel. Ihre Festigkeit hängt von der Breite des von ihnen gesendeten Impulses ab. Deshalb werden schmale Impulssignale bevorzugt. Es gibt jedoch ein Manko für die Impulse mit schmaler Breite, da sie hohe Frequenzen haben. Hochfrequenzsignale werden in großen Kabeln verzerrt.
Reflektierte Signale von TDR
Typischerweise sind die Wellen, die von der Lastimpedanz oder aufgrund der Impedanz der Diskontinuität reflektiert werden, den einfallenden Wellen in ihren Formen ähnlich. Dennoch werden die Größe und andere Eigenschaften variiert. Wenn sich die Lastimpedanz ändert, ändert die reflektierte Welle ihre Parameter genau, um die Änderungen anzuzeigen. Wenn beispielsweise die Lastimpedanz um einen Schritt erhöht wird, weist die reflektierte Welle auch einen erhöhten Schritt auf.
Diese Eigenschaft der reflektierten Welle findet in vielen Bereichen Anwendung für das Zeitbereichsreflektometer. TDRs werden verwendet, um die charakteristischen Impedanzen des Kabels, andere Impedanzparameter und keine Fehlanpassung an Steckverbindern oder Verbindungen sicherzustellen.
Anwendungen des Zeitbereichsreflektors
Zeitbereichsreflektoren werden hauptsächlich zu Testzwecken der sehr langen Kabel verwendet. Wenn bei sehr langen Kabeln ein Fehler auftritt, ist es praktisch unmöglich, den Fehler nach dem Ausgraben des kilometerlangen Kabels zu lokalisieren. Dann kommt ein TD-Reflektometer zum Einsatz. Das Zeitbereichsreflektometer ist in der Lage, die Widerstände an Steckverbindern zu messen und die Fehler weit vor den katastrophalen Ausfällen zu erfassen (zu erkennen).
TDRs finden auch Anwendungen in Kommunikationsleitungen, da sie jede winzige Änderung der Leitungsimpedanz aufgrund der Einführung eines Abgriffs oder Spleißes erfassen können.
Reflektometer im Zeitbereich sind für Leiterplatten von entscheidender Bedeutung. Leiterplatten für hohe Frequenzen benötigen TDRs für ihre Fehleranalyse. Einige der Hauptanwendungen sind nachstehend ausführlich aufgeführt.
> Analyse von Halbleiterbauelementen
TDRs sind nützlich, um Defekte in einem Halbleitergehäuse zu lokalisieren. Unter Verwendung der Eigenschaft der Domänenreflektometrie liefert ein TDR Markierungen für jede leitende Spur. Dies ist hilfreich, um die genaue Position der Öffnung und der Shorts herauszufinden.
> Füllstandsmessung mit TDR
Wie bereits erwähnt, sind TDRs nützliche und wesentliche Geräte zum Auffinden und Lokalisieren von Fehlern bei langen Kabel. Ein fortschrittlicheres Gerät - Ein TDR-basiertes Füllstandsmessgerät kann anhand dieser alten und grundlegenden Eigenschaft den Füllstand einer Flüssigkeit ermitteln.
Zu Messzwecken sendet das Gerät ein Signal über das Kabel oder den Wellenleiter. Ein Teil des Signals wird nach dem Einfall des Signals reflektiert oder trifft auf die Zieloberfläche des Mediums. Jetzt berechnet das Gerät die Periode, indem es die Differenz zwischen der Sendezeit und der Empfangszeit der reflektierten Welle berechnet. Der Zeitraum hilft nun bei der Bestimmung des Flüssigkeitsstands. Da das Gerät den Flüssigkeitsstand misst, wird es als Füllstandsmessgerät bezeichnet.
Die internen Sensoren des Geräts verarbeiten den analysierten Ausgang mit analogen Signalen. Es gibt jedoch auch einige Schwierigkeiten, während die Ausbreitung des Signals durch die Permittivität des Mediums variiert wird. Der Feuchtigkeitsgehalt variiert auch die Ausbreitung stark.
> Anwendungen von TDRs in der Geotechnik
TDRs sind stark im Bereich Geotechnik tätig. Sie werden verwendet, um die Bewegungen der Hänge mit verschiedenen Werkzeugen wie Autobahnschnitten, Schienenbetten und Tagebauminen zu beobachten.
TDRs werden auch zur Stabilitätsbeobachtung verwendet. Während des Beobachtungsprozesses wird ein Kabel in der Nähe der betreffenden Region verlegt. Eine Nichtübereinstimmung der Isolatoren zwischen den Leitern wirkt sich auf die elektrische Impedanz des Koaxialkabels aus. Ein Hardcover umgibt das Koaxialkabel. Es hilft, die Erdbewegung über eine schnelle Kabelverzerrung zu interpretieren. Die Verformung verursacht eine Spitze im Monitor der Reflektometervorrichtung. Heutzutage erledigen Signalverarbeitungstechniken den gleichen Job effizienter.
> Bestimmung der Bodenfeuchtigkeit
Zeitbereichsreflektometer werden zur Bestimmung des Feuchtigkeitsgehalts von Böden verwendet. Der Messvorgang ist recht einfach. Ein TDR wird in verschiedene Bodenschichten eingebracht, und dann wird die Startzeit des Niederschlags und die Zeit, zu der die Bodenfeuchtigkeit zunimmt, notiert. TDRs sind nützlich, um die Geschwindigkeit der Wasserinfiltration zu messen.
> Anwendungen in der Agrartechnik
Wie bereits erwähnt, können TDRs den Bodengehalt messen. Es ist nützlich und entscheidend für das Studium der Agrartechnik und -wissenschaft. Forschungen und fortgeschrittene Studien haben Zeitbereichsreflektometer technisch weiterentwickelt, um den Feuchtigkeitsgehalt von Boden und Getreide, Lebensmitteln und Sedimenten zu messen. Der Hauptbaustein blieb jedoch derselbe. TDRs sind aufgrund ihrer Messgenauigkeit sehr bekannt.
> Anwendungen in der Luftfahrtwartung
Die Eigenschaft von Reflektometern hat Anwendung in der Wartung von Luftfahrtkabeln gefunden. Die spezifischere Eigenschaft ist die "Spread Spectrum Time Domain Reflectometry", mit der der Fehler lokalisiert und vorbeugende Wartungsarbeiten durchgeführt werden. Es gibt zwei Hauptgründe für die Nutzung der Immobilie. Die erste ist die Präzision bei der Messung, da das Gerät genaue Messungen liefert. Die zweite ist die Fähigkeit des TDR, Fehler in einem weiten Bereich zu lokalisieren, der auch live vorhanden ist.
Einige andere Arten von Zeitbereichsreflektometern
"Optisches Zeitdomänenreflektometer”(CC BY-NC-SA 2.0) durch sjeemz
Zeitbereichsreflektometer werden mit der Zeit modifiziert und erweitert. Das optische Zeitbereichsreflektometer ist einer der fortschrittlichsten TDR-Typen. Es ist ein äquivalentes Gerät für Lichtwellenleiter. Es gibt auch ein Gerät wie Time Domain Transmissometry, das die Übertragung von Lichtwellenleitern analysiert. Zwei weitere Variationen sind: "Spread Spectrum Time Domain Reflectometry (SSTDR)" und "Coherent Time Domain Reflectometry (COTDR)".
Hallo, ich bin Sudipta Roy. Ich habe einen B. Tech in Elektronik gemacht. Ich bin ein Elektronik-Enthusiast und widme mich derzeit dem Bereich Elektronik und Kommunikation. Ich habe großes Interesse an der Erforschung moderner Technologien wie KI und maschinellem Lernen. Mein Ziel ist es, allen Lernenden genaue und aktuelle Daten zur Verfügung zu stellen. Es macht mir große Freude, jemandem beim Wissenserwerb zu helfen.
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