Кабельный инструментарий: характеристики рефлектограмм

 | 12.28

"Телеком. Коммуникации и  сети" 4/2008,  с. 63  (Предыдущие статьи цикла опубликованы в номерах 1-8, 10, 12/2006, 3-9, 12/2007, 3/2008)

В первой части статьи о рефлектометрах мы рассказали о принципе их действия, основанном на теории линий передачи, распространении и отражении импульсных сигналов в электрической цепи. В этот раз более пристальное внимание будет уделено анализу рефлектограмм, отображаемых на дисплеях рассматриваемых нами приборов. Но для начала ознакомимся с упрощенной структурной схемой импульсного рефлектометра.

Истоки рефлектограмм

Общий принцип работы рефлектометра достаточно прост: через направленный ответвитель с генератора в кабель подается зондирующий импульс, который частично (или полностью) отражается от неоднородностей импеданса вдоль длины кабеля. Отраженный импульс поступает на вход прибора и через направленный ответвитель попадает в приемный блок, в котором преобразуется в цифровую форму и выводится на дисплей в виде характеристики. Неоднородность импеданса может быть порождена различными кабельными повреждениями или внешними причинами, например плохим соединителем. Получающаяся характеристика и называется рефлектограммой.

С точки зрения прямого поиска повреждения особо важными являются две характеристики. Во-первых, это максимальное расстояние до места повреждения, на котором последнее еще может быть четко обнаружено. И, во-вторых, точность, с которой будет выявляться повреждение.

К сожалению, любому производителю достаточно сложно дать точный ответ, который бы четко определил указанные выше характеристики, потому что рефлектометры могут использоваться для проверки большого числа различных типов кабелей, причем в большинстве случаев в реальных полевых условиях, а не в испытательной лаборатории. Поэтому в описании рефлектометров производители обычно ограничиваются только определенными техническими параметрами.

Длинный и короткий

Ключевыми характеристиками, определяющими возможности рефлектометра с точки зрения максимального расстояния и точности выявления повреждения, являются амплитуда и длительность импульса, а также чувствительность усилителя.

Большинство рефлектометров имеют возможность подавать в кабель импульсы различной длительности. Короткие импульсы позволяют обнаружить повреждение, находящееся близко к точке подключения рефлектометра. Также они обеспечивают хорошую разрешающую способность поиска, то есть возможность локализовать два повреждения, расположенных близко друг к другу.С помощью длительных импульсов можно отыскать более удаленные повреждения. Действительно, ведь чем большую длительность имеет импульс, тем большая энергия передается в кабель. Правда при этом уменьшается разрешающая способность поиска повреждений.

Широко распространено заблуждение, что уменьшение длительности импульса обязательно приводит к увеличению точности. Это не обязательно так.

При использовании рефлектометра измерение производится по фронту импульса. Поэтому, если главной целью проверки является обнаружение первого повреждения, длительность импульса практически не оказывает никакого влияния на точность, с которой может быть измерен фронт импульса.

Главным преимуществом короткого импульса является снижение так называемой «мертвой зоны», следующей за передаваемым импульсом, и соответствующее улучшение разрешающей способности при поиске повреждений. Эффект «мертвой зоны» лучше всего объяснить на примере поиска двух повреждений, находящихся близко друг от друга. При этом следует сравнивать результирующие характеристики, которые получаются при использовании импульсов различной длительности.

Совершенно очевидно, что при использовании короткого импульса будут четко видны оба повреждения. Но при увеличении длительности импульса результирующая характеристика уже не покажет четко оба повреждения.

То же относится и к случаю, когда повреждения находятся слишком близко к точке подключения прибора — ширина передаваемого импульса будет маскировать импульс, отраженный от первого повреждения.В некоторых рефлектометрах для устранения данной проблемы используется регулировка баланса. Она позволяет эффективно подавлять передаваемый импульс и видеть на дисплее импульс, отраженный от повреждения, расположенного слишком близко к прибору. При этом для обнаружения близких повреждений совершенно не нужно использовать короткие импульсы. Кроме того, применение импульсов достаточно большой длительности обеспечивает еще одно преимущество: полностью решить проблему шумов на сегодняшний день пока не удалось никому, поэтому соотношение уровня полезного сигнала и уровня шумов играет далеко не последнюю роль.

Полезные хитрости

Если рефлектометр не позволяет подавать в кабель короткие импульсы и к тому же не имеет функции регулировки баланса, то для обнаружения тех повреждений, которые находятся в кабеле слишком близко к прибору, можно порекомендовать следующий метод. Между рефлектометром и проверяемым кабелем можно подключить короткий отрезок кабеля — это позволит «отодвинуть» место повреждения в проверяемом кабеле подальше от прибора. При этом следует принимать во внимание, что вставляемый отрезок кабеля должен иметь то же полное сопротивление, что и проверяемый кабель. А чтобы минимизировать паразитные отражения сигнала, полное сопротивление прибора должно также совпадать с сопротивлением «кабеля-удлинителя». Еще одно практическое соображение. В комплект каждого рефлектометра могут входить кабели и переходники для подключения к каждому типу проверяемых кабелей. Обязательно их используйте, то есть к коаксиальному кабелю подключайтесь коаксиальным переходником, к витой паре — витой парой и т. д. Также при проверке скрученных пар не раскручивайте их при подключении к прибору. Пары могут быть развиты не более чем на 13 мм.

Памятка инженеру

При оценке характеристик импульса следует обратить особое внимание на следующие данные, которые обычно приводятся производителем:

— Убедитесь, что амплитуда импульса указана для Zo (то есть при полном сопротивлении нагрузки, равном полному выходному сопротивлению прибора). Амплитуда при работе на разомкнутую цепь будет вдвое больше, но в практической работе это не может быть использовано.

— Удостоверьтесь, что амплитуда указана именно для всех импульсов: часто самые короткие импульсы имеют меньшую амплитуду, чем остальные.

Если возможно, для проверки длительности и амплитуды импульсов на выходах рефлектометра используйте осциллограф. Особенно это относится к проверке длительности самых коротких импульсов.

Имеет смысл также упомянуть, что хотя некоторые рефлектометры могут генерировать и подавать на выход очень короткие импульсы, усилитель и система дискретизации прибора не всегда способны вывести такие импульсы на дисплей. Это очень просто проверить. Подключите к выходным разъемам рефлектометра резистор, имеющий сопротивление Zo, после чего используйте курсоры рефлектометра для измерения длительности импульса при половинной амплитуде. Если прибор имеет регулятор баланса, возможно, вам нужно будет его использовать для того, чтобы получить для измерения четкий импульс.

«А-КОМ Академия»

[email protected]

Robo User
Web-droid editor

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *