Исследование неоднородностей волнового сопротивления кабелей

Рис. 1. Определение длины образца кабеля по шкале ЭЛТ

Длина образца определяется по формуле:

где L – длина образца, дм; – число делений (больших) по горизонтали между фронтом зондирующего импульса и местом изменения знака коэффициента отражения при замык

ании накоротко жил кабеля на противоположном конце, dm – значение масштаба (положение переключателя dm/ДЕЛ). Зарисуйте рефлектограмму.

Второй способ (более точный): отсчет измеряемого расстояния производится по цифровому табло.

Увеличьте масштаб измерений в 4–5 раз с помощью переключателей ДИАПАЗОНЫ, dm/ДЕЛ.

Ручками УСТАН ОТСЧЕТА прибора совместите передний фронт зондирующего импульса с центральной вертикальной линией шкалы ЭЛТ.

При отжатой кнопке УКОРОЧЕНИЕ-РАССТОЯНИЕ, ручкой РАССТОЯНИЕ совместите начало фронта отраженного сигнала с отсчетной риской шкалы (с центральной вертикальной риской шкалы ЭЛТ). По показаниям цифрового табло произведите отсчет расстояния в дециметрах.

4.2 Измерение коэффициента укорочения в линии известной длины

Коэффициент укорочения может быть измерен в линии известной длины.

С помощью линейки или рулетки измерьте длину образца кабеля.

Выберите диапазон измерения, соответствующий известной длине. Переключатели ДИАПАЗОНЫ, dm/ДЕЛ установите в соответствии с табл. 4. Для повышения точности измерений переключатели ДИАПАЗОНЫ, dm/ДЕЛ установите такими же, что и во втором способе измерения длины кабеля (см. п. 4.1)

При нажатой кнопке УКОРОЧЕНИЕ-РАССТОЯНИЕ ручкой УКОРОЧЕНИЕ установите показания цифрового табло «1,000», а при отжатой кнопке УКОРОЧЕНИЕ-РАССТОЯНИЕ ручкой РАССТОЯНИЕ установите показания цифрового табло «0,00» («00,0» или «000»). Далее все действия по определению коэффициента укорочения производятся при отжатой кнопке УКОРОЧЕНИЕ-РАССТОЯНИЕ.

Установите ручками УСТАН ОТСЧЕТА начало отсчета расстояния, совместив передний фронт зондирующего сигнала с отсчетной риской шкалы (с центральной вертикальной риской шкалы ЭЛТ см. рис. 2, а).

Ручкой РАССТОЯНИЕ выставьте на цифровом табло показания, соответствующие известной длине линии. Совместите передний фронт отраженного сигнала с отсчетной риской шкалы ЭЛТ вращение ручки УКОРОЧЕНИЕ (см. рис. 2, б).

Рис. 2. Определение коэффициента укорочения

Для повышения точности измерения, после вращения ручки УКОРОЧЕНИЕ требуется проводить корректировку совмещения переднего фронта зондирующего сигнала с отсчетной риской шкалы, путем нажатия кнопки КОНТРОЛЬ НУЛЯ и вращения ручками УСТАНОВКА ОТСЧЕТА. Далее

Отсчет коэффициент укорочения произведите по показаниям цифрового табло при нажатой кнопке УКОРОЧЕНИЕ-РАССТОЯНИЕ.

Относительную диэлектрическую проницаемость изоляции кабеля определите из выражения

.

Скорость распространения ЭМВ в линии определите по формуле

,

где– скорость света.

4.3 Определение волнового сопротивления

В зависимости от длины измеряемой линии и желаемого масштаба изображения кнопочные переключатели ДИАПАЗОНЫ, dm/ДЕЛ установите в соответствии с табл. 4.

При нажатой кнопке УКОРОЧЕНИЕ-РАССТОЯНИЕ ручкой УКОРОЧЕНИЕ установите показания цифрового табло, соответствующее коэффициенту укорочения измеряемой линии (см. п. 2 задания).

Проведите калибровку согласно разделу 3, отсоединив образец и установив поглотитель. Совместите изображение плоской вершины перепада на экране ЭЛТ (уровень 50 Ом) с центральной горизонтальной риской шкалы. Для повышения точности измерения волнового сопротивления образца кабеля необходимо обеспечить совпадение плоской вершины перепада луча с центральной горизонтальной риской при установке переключатель КОЭФ ОТРАЖ в положение 10 и 5 (см. рис. 3). Отсоедините поглотитель.

Рис. 3. Настройка прибора для измерения

К выходу смесителя подсоедините образец кабеля. При подключении образца происходит смещение луча относительно центральной горизонтальной риски шкалы в соответствии с его волновым сопротивлением (см. рис. 4).

Отсчитайте число делений вертикальной шкалы ЭЛТ от уровня соответствующего 50 Ом поглотителя до уровня отраженного сигнала соответствующего волновому сопротивлению подсоединенного образца. Если уровень отраженного сигнала располагается выше опорной горизонтальной риски, то принимает положительное значение, иначе – отрицательное. Измерения производятся в режиме холостого хода и короткого замыкания образца кабеля. Результирующее число делений определяется по формуле .

Так как амплитуда зондирующего перепада при калибровке устанавливается равной 100%, то коэффициент отражения, равный отношению амплитуд отраженного и зондирующего сигналов, определяется выражением

,

где – число делений вертикальной шкалы от вершины зондирующего перепада до вершины отраженного перепада с учетом знака; – установленное положение переключателя КОЭФ ОТРАЖ; (50% / ДЕЛ 0,1% / ДЕЛ).

Рис. 4. Определение волнового сопротивления образца кабеля

Волновое сопротивление в линиях без потерь рассчитывается по формуле

.

Так как прибор имеет входное сопротивление 50 Ом, то при измерении кабелей с волновым сопротивлением , отличным от 50 Ом, следует внести дополнительную поправку за счет несогласованности выхода прибора с измеряемой линией.

Поправочный коэффициент равен

,

где – измеренное число делений вертикальной шкалы от вершины зондирующего перепада до вершины отраженного сигнала; – откорректированное значение , которым следует воспользоваться при определении величины неоднородности.

 Скачать реферат