Okładka: https://giphy.com/embed/vNNkcmf2sx6TF6maey
Punkty dyskusji
- Wprowadzenie do reflektometru w dziedzinie czasu
- Opis reflektometru w dziedzinie czasur
- Zastosowania reflektometru w dziedzinie czasu
- Niektóre inne typy reflektometrów w dziedzinie czasu
Wprowadzenie do reflektometru w dziedzinie czasu
Zanim zaczniemy poznawać reflektometr w dziedzinie czasu - TDR, przedstaw nam reflektometr.
Reflektometr: Reflektometr to rodzaj obwodu, który izoluje i próbkuje moce padające i odbite od obciążenia za pomocą sprzęgacza kierunkowego.
Reflektometry są głównymi zastosowaniami pasywnych elementów mikrofalowych. W wektorowym analizatorze sieci zastosowano reflektometr, który może mierzyć różne parametry, takie jak – współczynnik odbicia dla sieci jednoportowej, parametry rozpraszania dla sieci dwuportowej. Może być również stosowany w zastępstwie Miernik SWR lub również jako monitor mocy.
Reflektometr w dziedzinie czasu: Reflektor w dziedzinie czasu lub TDR jest urządzeniem elektronicznym opartym na właściwości reflektometru, które wykrywa właściwości linii elektrycznych na podstawie fal odbitych.
TDR są używane do wykrywania usterek w kablach, takich jak skręcone pary kabli lub kable koncentryczne. W tym artykule dowiesz się więcej o urządzeniu, zastosowaniach reflektora w dziedzinie czasu i wyjaśnieniach na jego temat.
Znajomość 7+ zastosowań inżynierii mikrofalowej i przegląd. Kliknij tutaj!
Opis reflektometru w dziedzinie czasu
Zasada działania
TDR samodzielnie analizuje odbite sygnały. Aby przeanalizować odbicia, najpierw przesyła sygnał wzdłuż kabla i czeka na odbicie. Jeśli w linii przesyłowej lub kablu występują jakieś wady lub niedopasowania, część fali padającej jest odbijana. TDR odbiera odbitą falę, a następnie analizuje ją, aby zlokalizować i zmierzyć usterki. Ale jeśli nie ma defektów lub wszystko jest w porządku, sygnał dociera do odległego końca bez odbicia, a kabel jest uznawany za akceptowalny. Zasada działania reflektometru w dziedzinie czasu jest prawie podobna do zasady działania RADR.
Analiza
TDR analizuje odbitą falę. Interpretuje się, że amplituda fali odbitej określa impedancję nieciągłości. Odbite impulsy określają również odległość fali odbitej, co dodatkowo decyduje o lokalizacji uszkodzenia.
Metoda wykonania
Reflektometr w dziedzinie czasu rozpoczyna swoją pracę od wysyłania impulsów lub sygnałów krokowych lub energii. Następnie obserwuje odbitą energię lub następnie sygnały. Nieciągłość impedancji jest mierzona i analizowana za pomocą odbitych impulsów energii, ponieważ amplituda, wielkość i kształty fal pomagają w analizie.
Na przykład załóżmy, że funkcja impulsu jest wysyłana z TDR do podłączonego obciążenia. W takim przypadku reflektometr pokazuje na swoim wyświetlaczu sygnał impulsowy, a amplituda wskazuje impedancję nieciągłości. Poniższe wyrażenie podaje zależność między impedancją obciążenia a wielkością fali odbitej.
P = (RL - Z0) / (RL + Z0)
Z0 to impedancja charakterystyczna linii transmisyjnej lub kabla koncentrycznego. RL to rezystancja podłączonego obciążenia.
Każda nieciągłość impedancji jest obserwowana jako impedancja zakończenia, a impedancja zakończenia ją zastępuje. Proces polega na szybkich zmianach impedancji charakterystycznej linii przesyłowych.
Przesyłane sygnały TDR
Reflektometry w dziedzinie czasu wykorzystują różne rodzaje sygnałów jako sygnały incydentów. Niektóre nadajniki wykorzystują sygnały impulsowe. Niektóre z nich używają sygnałów o krótkim czasie narastania. Niektóre z nich wykorzystują również funkcje impulsowe sygnałów.
TDR wykorzystujące sygnały impulsowe wysyłają impuls przez kabel. Ich twardość zależy od szerokości wysyłanego przez nie impulsu. Dlatego preferowane są wąskie sygnały impulsowe. Istnieje jednak wada w przypadku impulsów o małej szerokości, ponieważ mają one duże częstotliwości. Sygnały o wysokiej częstotliwości są zniekształcane w dużych kablach.
Odbite sygnały TDR
Zwykle fale odbite od impedancji obciążenia lub z powodu impedancji nieciągłości są podobne do fal padających w swoich kształtach. Mimo to wielkość i inne właściwości są zróżnicowane. Jeśli jest jakaś zmiana w impedancji obciążenia, fala odbita dokładnie zmienia swoje parametry, aby wskazać zmiany. Na przykład, jeśli impedancja obciążenia zostanie zwiększona o krok, fala odbita również będzie miała zwiększony krok.
Ta właściwość fali odbitej znajduje zastosowanie w wielu dziedzinach dla reflektometru domeny czasu. TDR służą do zapewnienia charakterystycznych impedancji kabla, innych parametrów impedancji, braku niedopasowania na złączach lub złączach.
Zastosowania reflektora w dziedzinie czasu
Reflektory Time Domain są używane głównie do testowania bardzo długich kabli. Jeśli jakakolwiek usterka pojawi się w bardzo długich kablach, praktycznie niemożliwe jest zlokalizowanie usterki po wykopaniu kilometrowego kabla. Wtedy do akcji wkracza reflektometr TD. Reflektometr w dziedzinie czasu jest w stanie mierzyć rezystancje na złączach i może wykrywać (wykrywa) usterki na długo przed katastrofalnymi awariami.
Czujniki TDR znajdują również zastosowanie w liniach komunikacyjnych, ponieważ mogą wychwycić każdą najmniejszą zmianę impedancji linii spowodowaną wprowadzeniem dowolnego odczepu lub złącza.
Urządzenia reflektometryczne w dziedzinie czasu są kluczowe dla PCB. Płytki drukowane zaprojektowane dla wysokich częstotliwości wymagają TDR do analizy usterek. Poniżej szczegółowo wymieniono niektóre z głównych aplikacji.
> Analiza urządzeń półprzewodnikowych
TDR są przydatne do lokalizowania defektów w pakiecie półprzewodników. Korzystając z właściwości reflektometrii dziedzinowej, TDR zapewnia znaczniki dla każdego śladu przewodzenia. Przydatne jest ustalenie dokładnej lokalizacji otworu i spodenek.
> Pomiar poziomu za pomocą TDR
Jak wspomniano wcześniej, TDR są korzystnymi i niezbędnymi urządzeniami do wykrywania i lokalizowania usterek w długich kablach. Bardziej zaawansowane urządzenie - urządzenie do pomiaru poziomu oparte na TDR może określić poziom płynu za pomocą tej starożytnej i fundamentalnej właściwości.
W celach pomiarowych urządzenie przesyła sygnał przez kabel lub falowód. Część sygnału zostaje odbita po wystąpieniu sygnału lub uderza w powierzchnię docelową medium. Teraz urządzenie oblicza okres, obliczając różnicę między czasem wysłania a czasem odbioru fali odbitej. Okres pomaga teraz określić poziom płynu. Ponieważ urządzenie mierzy poziom płynu, dlatego nazywa się je urządzeniem do pomiaru poziomu.
Wewnętrzne czujniki urządzenia przetwarzają analizowane wyjście za pomocą sygnałów analogowych. Ale są też pewne trudności, gdy propagacja sygnału jest zmieniana przez przenikalność medium. Zawartość wilgoci również znacznie zmienia propagację.
> Zastosowania TDR w inżynierii geotechnicznej
TDR są szeroko zaangażowane w dziedzinie inżynierii geotechnicznej. Są one używane do obserwowania ruchów zboczy przy użyciu różnych narzędzi, takich jak wykopy autostradowe, podsypki kolejowe i kopalnie odkrywkowe.
TDR są również wykorzystywane do obserwacji stabilności. W trakcie obserwacji układany jest kabel blisko danego regionu. Jakiekolwiek niedopasowanie izolatorów między przewodami wpływa na impedancję elektryczną kabla koncentrycznego. Kabel koncentryczny otacza twarda okładka. Pomaga interpretować ruchy ziemi poprzez szybkie zniekształcenie kabla. Odkształcenie powoduje wzrost wartości szczytowej na monitorze reflektometru. Obecnie techniki przetwarzania sygnałów wykonują tę samą pracę wydajniej.
> Oznaczanie wilgotności gleby
Reflektometry w dziedzinie czasu służą do określania poziomu wilgotności gleby. Proces pomiaru jest dość prosty. TDR umieszcza się w różnych warstwach gleby, a następnie odnotowuje się czas rozpoczęcia opadów i czas wzrostu wilgotności gleby. TDR są przydatne do pomiaru szybkości infiltracji wody.
> Zastosowania w inżynierii rolniczej
Jak wspomniano wcześniej, TDR mogą mierzyć zawartość gleby. Jest to korzystne i kluczowe dla studiowania inżynierii rolniczej i nauk ścisłych. Badania i zaawansowane badania sprawiły, że reflektometry w dziedzinie czasu stały się bardziej zaawansowane technicznie do pomiaru wilgotności gleby i zboża, żywności i osadów. Jednak podstawowy element budulcowy pozostał ten sam. TDR są bardzo znane ze względu na ich dokładność pomiarów.
> Zastosowania w utrzymaniu lotnictwa
Właściwość reflektometrów znalazła zastosowanie w konserwacji okablowania lotniczego. Bardziej specyficzną właściwością jest „Reflektometria w dziedzinie czasu z rozproszonym widmem”, która służy do lokalizowania usterki i konserwacji zapobiegawczej. Istnieją dwa główne powody korzystania z nieruchomości. Pierwszą z nich jest precyzja pomiaru, ponieważ urządzenie zapewnia dokładne pomiary. Drugi to zdolność TDR do lokalizowania usterek w szerokim zakresie, który również jest aktywny.
Niektóre inne typy reflektometrów w dziedzinie czasu
"Reflektometr optyczny w dziedzinie czasu”(CC BY-NC-SA 2.0) przez sjemz
Reflektometry w dziedzinie czasu są z czasem modyfikowane i udoskonalane. Reflektometr optyczny w dziedzinie czasu jest jednym z zaawansowanych typów TDR. Jest to odpowiednik dla światłowodu. Istnieje również takie urządzenie, jak Transmissometria w dziedzinie czasu, która analizuje transmisje światłowodów. Dwie inne odmiany to: „Reflektometria w dziedzinie czasu z rozproszonym widmem (SSTDR)” i „Reflektometria w dziedzinie czasu w spójnej dziedzinie czasu (COTDR)”.
Cześć, jestem Sudipta Roy. Zrobiłem B. Tech w elektronice. Jestem entuzjastą elektroniki i obecnie zajmuję się dziedziną elektroniki i komunikacji. Interesuję się nowoczesnymi technologiami, takimi jak sztuczna inteligencja i uczenie maszynowe. Moje teksty skupiają się na dostarczaniu dokładnych i aktualnych danych wszystkim uczniom. Pomaganie komuś w zdobywaniu wiedzy sprawia mi ogromną przyjemność.
Połączmy się poprzez LinkedIn –