Кабельный инструментарий: параметры рефлексометров

 | 11.38

"Телеком. Коммуникации и сети" 5/2008, с. 64

Ранее мы выделили три основных параметра, определяющих возможности рефлектометра с точки зрения максимального расстояния и точности выявления повреждения, — длительность импульса, его амплитуду и чувствительность усилителя. В данной статье мы продолжим рассмотрение амплитуды импульса и чувствительности усилителя, а так же остановимся на других немаловажных характеристиках.

Амплитуда импульса

Данный параметр определяет расстояние (при условии фиксированной длительности импульса), в пределах которого рефлектометр способен обнаружить повреждение: чем больше амплитуда импульса, тем дальше может «видеть» рефлектометр. Но слишком большая амплитуда импульса может привести к искажению рефлектометром действительной характеристики линии, что затруднит процесс поиска повреждений. Оптимальная амплитуда импульса зависит от области применения рефлектометра. Так, в рефлектометредля проверки телефонных линий достаточно иметь амплитуду импульса около 20 В.

В то же время при использовании рефлектометра для поиска неисправностей силовых кабелей применяется импульсно-дуговой метод и на кабель воздействуют высоковольтными импульсами. В этом случае импульс может достигать 25 кВ. Принцип действия данного рефлектометра основан на одновременной подаче высоковольтных импульсов и зондирующих импульсов в пару, имеющую дефект.

В итоге в месте повреждения возникает дуга, горение которой поддерживается некоторое время. Электрическая дуга на время замыкает высокоомный дефект накоротко, от него и происходит отражение зондирующего импульса, что отчетливо наблюдается на рефлектограмме. Для облегчения поиска дефекта сравнивают две рефлектограммы, одна из которых получена с использованием импульсов высокого напряжения, а вторая — без них.

Чувствительность усилителя

Наряду с амплитудой импульса чувствительность рефлектометра является одним из его важнейших параметров. Она определяет предельную дальность действия прибора, но в технической документации часто вообще игнорируется либо прописана недостаточно четко. Идеальным было бы указание чувствительности в виде напряжения входного сигнала, при котором характеристика на дисплее прибора располагалась бы между верхним и нижним краями экрана.

Если вы собираетесь с помощью рефлектометра проверять кабели, имеющие большое затухание, прибор должен иметь высокую чувствительность.

Чувствительность по вертикали иногда приводится в дБ. Данное значение не имеет никакого смысла, если только не указан опорный уровень для 0 дБ. Когда такие данные имеются, вы можете рассчитать чувствительность усилителя, так как каждый шаг в 6 дБ представляет собой удвоение коэффициента усиления.

С помощью рассмотренных параметров, амплитуды импульса и чувствительности усилителя, можно рассчитать максимально перекрываемое затухание линии, которое так же является критерием для оценки качества TDR.

Максимально перекрываемым затуханием amax считают затухание линии, при котором отклонение луча по вертикали составляет не менее 1/8 полного экрана. В этом случае amax можно рассчитать по формуле:

amax = 20 lg 8 +20 lg (Uимп/Vус), где amax — предельное затухание,

Uимп — амплитуда импульса при нагрузке Zo,

Vус — чувствительность усилителя для полноэкранного отклонения.

Данный метод можно использовать только для сравнения рефлектометров разных производителей. Он принципиально не позволяет точно рассчитать максимально перекрываемого рефлектометром затухания, так как затухание металлических кабелей частотно зависимо, и импульсам разной длительности будут соответствовать разные значения amax. Такой способ оценки перекрываемого затухания более подходит для оптических TDR, поскольку оптический кабель имеет частотно-независимое затухание. Поэтому в OTDR амплитуду импульса и чувствительность фотоприемника обычно не принимают во внимание: они являются «внутренними» параметрами прибора. Вместо них имеется такой параметр, как динамический диапазон.

Разрешение и точность

Для начала определим понятия.

Разрешающая способность дисплея — это интервал между двумя последовательными точками на дисплее.

Разрешающая способность определения повреждения — это минимальное расстояние между двумя последовательными повреждениями, необходимое для того, чтобы на дисплее рефлектометра они были видны именно как отдельные повреждения.

Точность дискретизации — это точность осуществления дискретизации.

Точность поиска места повреждения — точность, с которой может быть обнаружено место повреждения.

В большинстве случаев последний параметр ограничен наличием достоверной информации о проверяемом кабеле, а не точностью дискретизации и разрешающей способностью дисплея рефлектометра.

Во-первых, коэффициент распространения импульса может быть известен с точностью до нескольких процентов и меняется с изменением температуры. Ошибка в 1 % при установке коэффициента распространения импульса приводит к ошибке в 1 % при определении расстояния.

Во-вторых, физическое расположение кабеля и ограниченная точность информации о трассе его прохождения накладывают ограничения на способность пользователя найти на кабеле ту точку, которая указана рефлектометром в качестве места повреждения. Ведь проводя трассировку кабеля на местности для локализации точки повреждения, нельзя учесть все особенности проложенного кабеля: петли запаса, разный уровень закладки, специфику рельефа.

На разрешающую способность поиска повреждения оказывает также влияние длительность импульса (это было описано в предыдущей статье).

Точность дискретизации и разрешающая способность дисплея — это не одно и то же. Можно иметь прибор с очень хорошей точностью дискретизации, но с плохой разрешающей способностью дисплея, и наоборот.

Имейте в виду, что при поиске места неисправности с помощью рефлектометра очень хорошие разрешающая способность дисплея и точность дискретизации не всегда нужны. Ведь даже если рефлектометр позволит находить места повреждений с точностью до 1 см, условия, в которых проложен кабель, не позволят использовать такую точность для поиска повреждений.

Другие характеристики

Рассмотрим также другие параметры, вытекающие из уже описанных.

Максимальное расстояние. Современные технологии позволяют производителям получать почти неограниченную дальность действия приборов. При этом совершенно не обязательно, что их чувствительность позволит реально обнаруживать повреждения на указанном максимальном расстоянии. Лучшим способом определения реальной дальности действия прибора является его проверка с помощью длинного кабеля. Вы должны постепенно увеличивать диапазон измерения расстояния рефлектометра и длину кабеля, пока не достигнете критической точки (когда рефлектометр не сможет отображать разомкнутый конец кабеля).

Минимальное расстояние. Если для одного прибора указано минимальное рабочее расстояние в 10 м, а для другого — в 20 м, не следует спешить с выводами. Вполне вероятно, что оба прибора имеют одинаковую разрешающую способность дисплея, но второй из них имеет дисплей большего размера или меньшие возможности по изменению масштаба до такой же разрешающей способности. Поэтому ключевой характеристикой является минимальная разрешающая способность дисплея, а не минимальное рабочее расстояние.

Изменение масштаба. Ряд вендоров закладывают в рефлектометры функцию масштабирования — для увеличения разрешающей способности дисплея при измерении любого расстояния. На практике эта функция ограничена: при проверке длинных кабелей отраженный импульс «растягивается», что приводит к потере преимуществ в поиске точного места повреждения. Практический смысл имеет уровень масштабирования х4 или х8.

«А-КОМ Академия»

[email protected]

Robo User
Web-droid editor

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *