ARGUS – TDR-Messung

1. Rahmedestraße 90 58507 Lüdenscheid Tel.: 0 23 51 / 90 70-0 Fax: 0 23 51 / 90 70-70 Email: sales@argus.info http://www.argus.info Erstellt (03/2011) ARGUS – TDR-Messung » Erklärung und Beispiele

2. Wozu TDR (Time-Domain-Reflectometry) ? • MöglichkeitenmiteinemTDR: • Bestimmung von Leitungslängen • Erkennung von Störquellen wie z.B.: • Stichleitungen • Kontaktübergänge

3. TDR: Übersicht TDR (Time-Domain-Reflectometry) ist ein Verfahren zur Ermittlung und Analyse von Lauflängen (div. Leitungen) und Reflexionscharakteristika von elektromagnetischen Wellen und Signalen. Funktionsweise: Dem Verfahren nach wird ein Impuls auf die Übertragungsleitung gegeben. Der Impuls durchläuft das Kabel und wird an Störstellen des Kabels ganz oder teilweise reflektiert. Der reflektierte Impulsteil läuft im Kabel zurück zur Einspeisestelle, wo er ausgewertet wird. Wenn ein Kurzschluss auf einer Leitung vorhanden ist, wird dies im TDR-Test als negativer Peak dargestellt. Ein offenes Ende ist an einem positiven Peak zu erkennen. Eine fehlerfreie Verkabelung weist keine/geringfügige Reflexionen auf.

4. TDR: Funktionsweise Bestimmung von Entfernungen unter Berücksichtigung der Impulslaufzeit Die Laufzeit des Impulses vom ARGUS (Reflektometer) zur Störstelle und zurück wird gemessen und liefert eine Aussage über die Entfernung der Störstelle/Kabelende zum ARGUS. Da die Ausbreitung des Impulses abhängig ist vom zu messenden Kabeltypen, muss zur Ermittlung der korrekten Entfernung ein vom Kabeltyp abhängiger Korrekturwert, der sogenannte Verkürzungsfaktor, in die Berechnung einbezogen werden. Der Verkürzungsfaktor ist das Verhältnis der Impulsausbreitungsgeschwindigkeit im Kabel zur Impulsausbreitungsgeschwindigkeit im Vakuum (Lichtgeschwindigkeit). Der Wert ist immer kleiner als 1. Für die Anzeige und Eingabe dieses Verkürzungsfaktors im ARGUS steht der Wert VOP (Velocityof Propagation, dt. Ausbreitungsgeschwindigkeit). VOP gibt die relative Geschwindigkeit gegenüber der Ausbreitungsgeschwindigkeit c0 [m/s] im Vakuum in Prozent an. Außerdem gibt es noch das Format v/2 [m/µs] . Hiermit wird die halbe Ausbreitungsgeschwindigkeit [m/µs] des Impuls im Kabel angegeben. c0 = 299 792 458 m/s Annäherung zur VOP-Bestimmung: VOP = v/2 [m/µs] / 150 Beispiel: 0,7 = 105 [m/µs] / 150 In einem Kabel mit einem VOP-Wert von 0,7 breitet sich ein Signal mit 70 % der Lichtgeschwindigkeit aus. Um z.B. in einem Haus die Verkabelung exakt vermessen zu können, ist es wichtig, den korrekten VOP-Wert einzustellen. Ggfs. kann der VOP anhand eines Referenzkabels bestimmt werden.

5. TDR-Modul im ARGUS • Funktion zur Zeitbereichsreflektometrie zum Messen • von Leitungslängen und Aufspüren von Störquellen • Technische Daten: • Messbereich: 3,5 bis 6000 m • Auflösung: 0,3 % / Bereich: ±2 % • Pulsweite: 15 ns - 16 μs • Pulshöhe/Amplitude: 5 oder 20 V • Ausbreitungsgeschwindigkeit (VOP): 0,1 % bis 100 % • Modulverfügbarfür: • ARGUS142 • ARGUS145plus

6. TDR: Bedienung

7. TDR: Bedienung Messung stoppen/starten Hinweis: Messung ist per defaultaktiv Messung: = aktiv = gestoppt • Cursortastenfür Funktionen wie: • Zoom • Cursor • Messbereich • Pulsbreite/-Höhe Zoom: = aus = aktiv Funktionen der Cursortasten/Softkeys umschalten und Einstellungen. Per Kurztasten kann während der Messung jederzeit die Funktion umgeschaltet werden!

8. TDR: Bedienung • 2- Zoom: Zoomfunktion aktiv • (über Kurztaste 2 jederzeit aktivierbar) • Zoombereich mit den Softkeys„Zoom--“ und „Zoom++“ einstellbar • Anzeigebereichmit verschiebbar • 3- Cursor: Cursor aktiv • (über Kurztaste 3 jederzeit aktivierbar) • Cursorposition in Meter • Cursor mit verschiebbar • Cursor mit Softkey ein/ausschaltbar • 4- Messbereich: (über Kurztaste 4 jederzeit aktivierbar) • Messbereichmit einstellbarBereich halbieren/verdoppeln • Verstärkungmit einstellbarBereich: -26dB - 0dB • 5- Pulsbreite/ -höhe: aktiv • (über Kurztaste 5 jederzeit aktivierbar) • Pulsbreite mit einstellbar Bereich: 15ns - 16μs • Pulshöhe mit einstellbarBereich: 5V oder 20V • 6- VOP: Einstellung • (über Kurztaste 6 jederzeit erreichbar) • Um die Verkabelung exakt vermessen zu können, ist es wichtig, anhand eines Referenzkabels, den korrekten VOP-Wert einzustellen! • Beispiel VOP-Werte:0,667 : default / Patchkabel / 2x0,5 Rangierdraht0,073 : 2x0,5 Installationskabel (110m/µs)

9. TDR: Tipps • Messungiststandardmäßigdauerhaftaktiv • Der Graph muss von links nach rechts interpretiert werden • Für jeden Kabeltyp muss der richtige VOP-Wert eingestellt sein. Dieses ist entscheidend für die Genauigkeit der Messung: • Beispiel VOP-Werte: • 0,667 : Patchkabel / 2x0,5 Rangierdraht • 0,073 : 2x0,5 Installationskabel (110m/µs)

10. TDR: Beispiele 27m Kabel / offenes Ende Offen 27m Positiver Peak = offenes Ende 27m Kabel / Kurzschluss Kurzschluss 27m Negativer Peak = Ende kurzgeschlossen

11. TDR: Beispiele 27m Kabel / offenes Ende Sendeimpuls Leichte Reflexion: z.B. Kontaktübergang Offen Kontaktübergang 27m Länge (27m)

12. TDR: Beispiele 22m Kabel / offenes EndeStichleitung mit Kurzschluss von ca. 5m bei 7m Sendeimpuls Stichleitung bei 7m Kurzschluss kurzgeschlossen 5m 5m Offen 7m Stichleitung 22m 7m 22m

13. TDR: Beispiele Abb.1: 4DA – 22m (7+15); 22m Leitung; Ende offen und 4,7m Stichleitung bei 7m; Ende Kurzschluss Abb.2: 4DA – 22m (7+15); 22m Leitung; Ende Kurzschluss und 4,7m Stichleitung bei 7m; Ende Kurzschluss Abb.3: 4DA – 22m (7+15) AWADO 22m-Leitung; Ende: AWADO Abb.4: 4DA – 22m (7+15) TAE 22m-Leitung; Ende: TAE Abb.5: 4DA – 22m (7+15) TAE + Splitter 22m-Leitung; Ende: TAE und Splitter

14. TDR-Modul: Beispiel Messprotokoll • MessprotokollekönnenimGerätgespeichertwerden • Anzeige und Speicherung in WINanalyse • TDR-Graph • Zoomfunktion • Eingestellte Parameter wie VOP, Pulsbreite …