elektronisch lengte meten van kabel (soort tdr)

Als je een sluiting in een kabel hebt,dan gebruiken ze ook meetinstrumenten die de sluiting heel goed kunnen opzoeken, tot op enige decimeters,
ik denk dat dit ook wel kan om een haspel te meten.
als je een hf signaal op de haspelkabel zet, dan krijg je aan het eind een reflectie, en dat is gewoon te meten
Ik weet ff niet hoe die meetinstrumenten heten, warsbij je de sluiting kan opmeten.
Ikzelf dacht dat het een time-domain meter was, maar zal wel weer wat anders zijn.
Iemand die dat beter weet, zal het wel zeggen.

Ik denk dat wat jij bedoelt dus de TDR meting is die ik dan dus ook met tdr bedoel
Time Domain Reflection meter

Op school hebben we hier een proef meegehad. Dit deden aan de hand van reflectie. Kort puls op kabel en bij open eindes komt deze weer terug. Door de dela T te meten met scope kun je de kabellengte bereken. Je moet alleen de propagatiesnelheid weten (per kabelspecifiek, percentage van lichtsnelheid).

Kabellengte = snelheid x delta T)/2

Kabel van zichzelf heeft ook inductie, dus ik denk dat het meevalt.

mooi filmpje hierover:
https://www.youtube.com/watch?v=Il_eju4D_TM&feature=youtu.be&list=UUiq…

Als je een pulsvormig signaal op de kabel gaat zetten en dat terug wil meten aan de andere kant van de kabel kun je i.d.d. de lengte bepalen. Ik denk dat het zelfs makkelijker is om meteen een tdr meting te doen. Je sluit een pulsgever tegelijk met een scoop aan. Op het moment dat je de puls de lijn op stuurt trigger je scoop.

De stip op je scoop beweegt dan langzaam naar rechts. Komt de gereflecteerde puls terug dan zie je dat op je scoopscherm doordat de stip even omhoog plopt. Het aantal hokjes x de tijdbasis gedeelt door twee is dan de tijd nodig voor de puls om het eind te bereiken.

In praktijk zul je de scoop zo snel moeten zetten dat je een lijn in plaats van een langzaam bewegende stip in beeld ziet. Als je de puls snel laat repeteren zie je hem dus op je scoop stilstaan. Uitmeten is heel simpel. Eerst met een kabel van bekende lengte meten en dat als eiking gebruiken.

Kortsluitingen, connectors enz zie je op je scoopbeeld terug in de vorm van meer enigsinds gedeformeerde pulsen.

Ik heb ooit een tijdje met een professioneel toestel gewerkt dat ontworpen was om fouten op te sporen in ondergrondse kabel-TV coax.

Bleek ook perfect 3-fasen kabel te kunnen meten, mits wat simpele extrapolaties.

Het zal niet direct onmogelijk zijn om TDR automatisch te doen, maar het is ook zeker niet triviaal! Je moet met een forse frequentie samplen, en dan nog met een stukje software de eerste reflectie zien te vinden.

Is het stuk kabel dat je wilt meten nog opgerold, of ligt dat al onder de grond of zo? Als het opgerolt is en je beide uiteinden kunt gebruiken, zou je misschien de inductie ervan kunnen bepalen, of directe het aantal windingen door er een stroom door te sturen met een bekende spanning, en de spanning over een bekende spoel terug meten. De koppelfactor, die natuurlijk veel kleiner is dan 1, maakt het natuurlijk niet eenvoudiger.

Als je kabel opgerold is (en geen coax oid) dan kun je TDR (en inductiemeting) wel vergeten, je parasitaire capaciteit is veel te groot.

In dat geval ben je sneller klaar met de door de hoogte van de klos, en de omtrek te meten. (en het aantal lagen windingen). Beetje wiskunde en klaar.

Als je precies weet wat de soortelijke weerstand van je kabel is kun je ook "gewoon" de DC-weerstand meten.

Tot slot, als je kabel opgerold is en zo van de leverancier komt kun je ook nog op de pakbon kijken

Op 4 maart 2015 21:42:15 schreef blurp:
Als je kabel opgerold is (en geen coax oid) dan kun je TDR (en inductiemeting) wel vergeten, je parasitaire capaciteit is veel te groot.

...zei ikzelf tegen de oudere collega die mijn toestel even wou lenen.

-dat doen wij al jaren, en dat werkt, zei hij.

En daar stond ik dan, werkte inderdaad perfect.

@ Fredjuhh
Zoals je zelf al aan geef de TDR meting is uitstekend om de lengte te bepalen en is goed zelf te realiseren.
Als generator een puls van zeg 100KHz met redelijke steile flanken een sampler denk aan een BNC T-stuk en een scope.
Dit is op de diverse web sites te vinden en omdat je geen korte kabels gaat meten je had het over een meter of 50 is dit goed bruikbaar anders is het als je lange kabels wilt meten dan moet de versterking van je scope opgevoerd worden i.v.m de demping van de puls en zal je start puls die je op de te meten kabel zet je scope oversturen je moet dan gebruik maken van een brug of richtkoppel element.
Voor het meten van lange kabels gebruik je een minder steile flank dan voor korte kabels.

Groet Henk.

Pertinax, bedankt voor de link van dat youtube filmpje... deze had ik ook al reeds gevonden. Maar ik wil dus geen scoop gebruiken.
Ook denk ik dat ik geen "standaard" TDR meter ga gebruiken.
Dit is gewoon niet aan de orde om te kunnen gebruiken in de latere situatie.
Natuurlijk weet ik dat je met b.v. een capaciteits meting de lengte kan bepalen, zo ook met een TDR meter. Dat vind ik allemaal niet zo heel spannend.

Ik zal nog eens mijn opstelling schetsen/uitleggen.

   [begin meetpunt]-----[ meettoestel]---- [kabel haspel van +/-50m]
           |                                                 |
           0                                                 0
           |                                                 |
            ----------[willekeurig te meten kabel]------------

Dus de te meten kabel komt in serie met een bekende kabelhaspel.

Nu dacht ik, door een flankverandering op de kabel te zetten, of zoals je wilt een puls, dat ik die dan aan de andere kant ga ontvangen, en dan de tijd ga meten.

Nu is mijn vraag: hoeveel zou het uitmaken of die haspel nu opgerold zou zitten, of helemaal afgerold? Zou daar veel verschil in zitten?
Of heeft iemand het wel eens uitgeprobeerd om een TDR meting te doen op dezelfde kabel, maar dan in opgerolde of in afgerolde toestand? Zo ja, kwamen daar compleet andere waardes uit dan?

@Blurp het is een willekeurige kabel, dus de ene keer op een haspel, en de andere keer op een grote bos, en weer een andere keer rechtuit. (Daarom de kabel haspel, dan kan ik evengoed bij het eind komen.)

@ Fredjuhh

Vraag om welk type kabel gaat het als het een coax kabel betreft dan maak het niets uit of de kabel op haspel zit of uit gerold.

Maar gaat het om bv YMVL of UTP dan maakt het wel uit zelfs het meten van een signaal kabel meer laags geslagen zit er een verschil in de Vo tussen de binnenste en buitenste aders.

Als je kop en staart van de te meten kabel op een punt heb dan kan je een TI meting uitvoeren TI=Time Interval je heb dan geen scope nodig je leest direct de lengte let op de Vo en je kan gelijk zien of de kabel open of gesloten is de eerst reflectie wordt weergegeven door.

Een ander meting is FDR frequentie domain reflectometrie hier maak je gebruik van een sweep signaal en meet de reflectie frequentie afhankelijk met behulp van een -FFT kan je dan de FTD berekenen dit is de beste methode hier mee kan je door passieve componenten heen meten.

Ik begrijp denk ik je tekening aan de kabelhaspel zeg 50meter komt de te meten kabel al of niet naar het begin dit is geen probleem mits je een cal punt kan vast leggen ook als de Vo van de kabels verschillend zijn is dit geen punt wel de Vo van de kabel gebruiken na je cal punt op de scope is dit gemakkelijk afleesbaar maar ook de versie zonder display geen punt.

Groet Henk.

[Bericht gewijzigd door electron920 op donderdag 5 maart 2015 00:37:08 (17%)]

Op 4 maart 2015 21:48:21 schreef RalcoBe:
[...]
En daar stond ik dan, werkte inderdaad perfect.

Was dat met een scope? Want daarmee heb ik het ooit geprobeerd, en dat faalde jammerlijk..

Op 4 maart 2015 22:06:59 schreef electron920:
Voor het meten van lange kabels gebruik je een minder steile flank dan voor korte kabels.

Wellicht dat dat verschil maakt, mijn scope maakte bijzonder steile flanken, en met een "slappe" flank heb je minder last van parasitaire capaciteit...

TDR werkt in transmissielijnen. Twee aders naast elkaar vormen ook een transmissielijn. Het werkt dus niet alleen in coax. Met een enkele draad wordt het een ander verhaal, dan is een opgerolde draad wel een spoel.

Er zijn diverse manieren van pulsen en diverse manieren van meten.

Ik zelf vind een step-respons het makkelijkste werken. Maar puls response is wat eenvoudiger qua maken. Voor de eerste gebruik je een puls die een lange periode tijd heeft. Langer dan de reflectie nodig heeft. Zo krijg je een mooie "trap"achtige respons. Deze methode maakt het makkelijker om dingen als impedantie of reflectie coefficient te meten.
Voor puls response gebruik je een semi-dirac puls. Hier zie je de reflectie als een positieve of negatieve piek. Bij hele korte afstanden werkt dit niet lekker (hoe kort ligt aan de puls duur en de stijgtijd, ik haal met een step respons TDR een paar mm resolutie)

Voor langere afstanden geldt het zelfde als voor korte afstanden. Wil je meer resolutie dan moet je stijgtijd zo kort mogelijk zijn. Duurt de puls lang dan tellen incident en reflectie op. Je hebt dan steprespons. Duurt hij kort dan heb je puls resons.

De reden dat er voor lange afstanden er vaak een minder snelle puls wordt gebruikt heeft niks met de afstand te maken. Het is gewoon makkelijker om een tragere puls met genoeg amplitude en pulsduur te maken. De stijgtijd hoeft dan ook niet extreem snel te zijn.

Als je digitaal werkt krijg je diverse manieren om het plaatje weer te geven, een ervan is FFT. Moderne VNA's zijn hier goed in.

http://www.pa4tim.nl/?p=1213 TDR in het algemeen met plaatjes van puls respons mbv een scoop en een digitale vna-variant.

Step, Tr=50ps en 0,25V werkt van een paar mm tot grofweg 100m
Voor langere afstanden (10 meter tot 1 km, gebruikt hij 1V step met een Tr van 1ns

Tektronix heeft in de concepts reeks een boek over TDR uitgegeven. Deze zijn uit de jaren 60 en tegenwoordig vrij te copieren. Ze zijn op veel tek/manual sites te vinden. Oud maar nog steeds goed bruikbaar en met meer info dan menig nieuw boek. Er zijn wel wat goede moderne boeken. oa het impedantie handbook van Agilent. Voor cutting edge TDR zijn er de boeken van Hiebel (VNA ontwerper van R&S) en Dunsmore (VNA ontwerper van HP/Agilent

Burp, met een scoop is geen probleem. Alleen moet die scoop wel genoeg bandbreedte hebben. bv 100 MHz. Hoe sneller de risetime van de pulsgenerator hoe beter. Als dat niet werkt op je scoop is de scoop gewoon te traag. Jij zegt dat je scoop pulsen genereert, Wat voor scoop is dat dan. Of probeer jij het met de calibrator ? De Tr daarvan is veel te traag.

Ik vraag me af of je het ook anders zou kunnen maken, met een soort oscillator die op de frequentie gaat lopen waarbij de kabel precies de helft van de golflengte is. Dit zou min of meer een blokgolf generator kunnen zijn, die de reflectie als feedback gebruikt. Wellicht dat dit met een stukje relatief eenvoudige hardware en een microcontroller met input capture functionaliteit te realiseren valt.

Tot dusver heb ik nog geen oplossingen gezien waarbij je geen scope nodig hebt, terwijl de TS daar juist naar op zoek was, als ik het goed begrepen heb.

@ SparkyGSX

Ik denk dat dit gezien de vraag te complex wordt je kan een griddipper gebruiken en wat rekenen.
Voor zeg €10 maak je een pulser voor 3meter tot zeg 300meter aleen de uitkomst zelf even met de Vo verrekenen heb je geen scope nodig.
Ik heb een aantal transmissielijn analyzers die fred101 laat zien alleen iets jonger Tr30Ps deze is ideaal voor print banen backplane.

Het nadeel van dit soort metingen is dat je een sterke grondtoon heb en de harmonische van de blok sterk afnemen dus een discontinuïteit voor hoge frequenties minder zichtbaar is ook speelt de demping in het te meten object een rol vandaar dat fred101 ook al aangeef korte lengte snelle puls lange lengte trage puls.
Met een sweep signaal welke een constante amplitude heeft is dit in mindere mate een probleem.
Zelf maak ik gebruik van een analyzer welke ik zelf heb ontworpen hier moduleer ik de puls en detecteer ik de LF info middels een lock in amplifier hier door kan ik heel diep meten is een ander toepassing is absoluut niet nodig om de lengte van een kabel te bepalen.

Ik denk voor de toepassing van Fredjuhh een set reset en een counter voldoende is en een zakrekenmachine.

We weten niet wat de TS zo nauwkeurig mogelijk vindt. Op een meter nauwkeurig is een stuk makkelijker dan op een micron

Ik zou hier gewoon de weerstand meten. Met een ESR meter achtig idee kun je dit meten (dus mbv AC) De calibratie is eenvoudig te doen met een meetlat. Als je dan een 24 bit ADC gebruikt krijg je een hoge resoltutie.

Hallo Fred101

Ja er zijn diverse oplossingen ik heb ook gevraagd aan Fredjuhh om welke kabels het gaat ik denk in de richting van coax maar voor het zelfde geld is het utp of voor spanning en dan is jouw oplossing zeker bruikbaar en wat wil hij meten alleen de lengte of ook de kwaliteit?

Zelf heb wel eens een proefje (jaar of 20 geleden) gedaan met een pulsje en een flipflop en een teller allemaal 74hc serie gaat perfect nauwkeurig op 100meter binnen 1cm geen scope nodig aan de hand van de polariteit kan zien of je einde in sluiting dan wel open is kost €10 en wat je zeg met een ad controller kan je ook nog de tijd door twee delen en de Vo invoeren.

Door een delay line te gebruiken (voorloop kabel) kan je zelfs 1cm meten.

Groet Henk.

Okay, dat zijn een hoop reacties, ik heb een hoop stof doen opwaaien

Maar goed, even ter zake: nauwkeurigheid zeg maar op 1 meter nauwkeurig (ik ben niet zo heel moeilijk )
De kabel haspel zelf is zeg maar gewoon 1 ader standaard 2,5 mm2 vd draad.

Een voorloper gebruik ik dus al standaard: de te meten kabel komt NA de haspel in serie naar het meetpunt toe.

Wat betreft de te meten kabel: Die is willekeurig en daar heb of krijg ik geen gegevens van, en hoef ik ook niet te weten, alleen de lengte wil ik kunnen meten.

De oplossing van Fred101 gaat dan niet helemaal werken: je moet dan een stuk voorbeeld kabel van b.v. 1 meter kabel gebruiken om te "ijken/calibreren".

Ik zie wel wat in de oplossing van electron920/henk:

Zelf heb wel eens een proefje (jaar of 20 geleden) gedaan met een pulsje en een flipflop en een teller allemaal 74hc serie gaat perfect nauwkeurig op 100meter binnen 1cm geen scope nodig aan de hand van de polariteit kan zien of je einde in sluiting dan wel open is kost €10 en wat je zeg met een ad controller kan je ook nog de tijd door twee delen en de Vo invoeren.

Door een delay line te gebruiken (voorloop kabel) kan je zelfs 1cm meten.

Heb je daar nog iets meer informatie van: zou het van invloed zijn als de "voorloper" (50 meter VD draad 2,5mm2) opgerold of afgerold is, nog enige invloed zou hebben?

Hi Fredjuhh,

Eerst een vraag de kabel welke je wilt meten dus die na de haspel komt heb je daar ook het einde weer bij het begin.

Waarom maak je gebruik van die 50 meter vd op haspel als je geen meter verder kom ik bedoel ik ga geen kabel aan mijn meetzender aansluiten met een lengte waar ik 10 x de kamer mee rond kan komen.
Die vd op rol is geen punt mits constant ijken zonder meet object en gaan.
Een ander probleem is het volgende als je niets van de kabel weet en ook geen info krijg dan weet je ook de Vo van de kabel niet en dan wordt het een stuk moeilijker om de lengte te berekenen.

Groet Henk.

Hoi henk,

Je moet het zo zien: het ene eind van de te meten kabel komt op mijn 1e aansluitpunt. Het andere eind van de te meten kabel (Stel de te meten kabel ligt onder de grond)die verbindt ik dan aan de haspel. Omdat het zeer onwaarschijnlijk is dat begin en eind bij elkaar zijn, gebruik ik dus de haspel om naar het eind van de kabel te kunnen lopen en hem dan aan te sluiten. Dat is dan mijn 2e aansluitpunt.

Die vd op rol is geen punt mits constant ijken zonder meet object en gaan.

Dus er zit verschil in of hij opgerold of afgerold is? Eenmalig een keer "ijken" is normaal, maar als dat voor elke meting moet gebeuren vindt ik geen goed idee. Immers de kabel zal dan ook weer compleet anders liggen, en kun je Henri alsnog verwachten

@ Fredjuhh,

Dat begreep ik te zien in je tekening van daar dat ik er op door vraag en van daar mijn opmerking als je DC kan meten meestal doen minste kans op verstoring van je meting nu liggen er een aantal mogelijkheden open en het mooiste is zoveel mogelijke onbekende elimineren.

We hebben een retour lijn das mooi meegenomen.
Heb je helemaal geen info van de te meten kabel en is dit 1 of zijn er meerdere aders beschikbaar?

Groet Henk.

@ Fredjuhh,

Ik heb even zitten denken ik kom hier morgen op terug maar als je niets van het te meten object weet dan moet je de 5o meter haspel als referentie gebruiken en interferometrie toepassen klinkt ingewikkelder as het is maar ik moet er wel even voor gaan zitten tot morgen.

Groet Henk.

Hey henk,
Bedankt alvast.

En slaap lekker, ik ga er ook nog even over nadenken.

Probeer alleen je niet te veel toe te spitsen op die te meten kabel: ik stel het nu even als kabel voor, maar het kan ook nog gewoon een stuk aluminium buis zijn.
Zoals reeds vermeld door mij: ik kan hier helaas niet te diep op in gaan... protocolletje e.d.