Misura dell'impedenza di un cavo coassiale

[marconmeteo]

Il metodo corretto per misurare l'impedenza di un cavo coassiale si chiama TDR (Time Domain Reflectometer) ovvero riflettometro nel dominio del tempo.
Ovviamente serve un generatore di segnali (onda quadra), un oscilloscopio con almeno 100 MHz di banda passante (consente misure su cavi non più corti di 1 metro circa), un buon potenziometro da 100-200 ohm ed un connettore a "T", in genere BNC.

In pratica si tratta di inviare da un lato del cavo gli impulsi, dall'altro lato abbiamo il potenziometro e dovremmo variarne il valore finchè sull'oscilloscopio non vedremo più il segnale riflesso; a questo punto la linea è adattata al suo valore di impedenza e basterà togliere il potenziometro e misurarne il valore con un buon ohmmetro per avere il valore dell'impedenza del cavo.

Allego un paio di documenti che spiegano chiaramente la cosa, con schemi e foto.

TDR_Articolo(2).pdf

Bertazioli_TLC_Appendice_V2.pdf

Se non ricordo male esisteva anche un kit di Nuova Elettronica , basato sullo stesso principio.

[sergio.g]

Caro Dario grazie per lo sbattimento.
bene o male dovrei avere tutto l'occorrente ma non ricordo a quanto arriva il mio oscilloscopio, temo che sia un 60MHz, oh sempre meglio che una pedata nel sedere.
Ciao forum, vi farò sepere.

[marconmeteo]

Dopo le domande poste da Sergio ho cominciato a documentarmi di più sui TDR (Time Domain Reflectometer) e ho scoperto che ve ne sono di varie tipologie: da quelli ottici per cavi in fibra (sfruttano una sorgente laser per il test dei cavi) a quelli di uso abbastanza semplice (che però danno numericamente la distanza, dal punto di analisi, dove è avvenuto il guasto, inteso come un cortocircuito od una interruzione.
Ce ne sono di un'altra categoria, più complessi ovviamente, che permettono un analisi completa del cavo in esame, tra questi il 1503C della Tektronix.

800px-Tektronix_TDR_1503C.jpg

Se ne trovano parecchi sul mercato dell'usato, però con prezzi proibitivi se sono ben funzionanti. Questo modello soffre infatti di alcuni problemi: il display lcd quasi sempre danneggiato e con (problema minore) retroilluminazione oramai esaurita. Un altro problema è la scheda alimentatore, di tipo multiswitching, che fornisce varie tensioni e permette la carica di una eventuale batteria per un utilizzo portatile campale....questo alimentatore si guasta con facilità ed è di difficile riparazione (ho trovato dei ricambi sul web, a dei prezzi che rasentano la follia).

IMG_4325.JPG

Devo dire che ho acquistato un paio di esemplari di questo strumento, venduti per pezzi di ricambio, e sono riuscito ad ottenerne uno funzionante, salvo il problema di cui sopra all'alimentatore. Ho dovuto fare molte prove, ma alla fine ho eliminato la batteria (tanto lo userò solo in laboratorio) ed ho costruito un paio di alimentatorini (separati per sfruttare gli spazi presenti all'interno dello strumento) che utilizzano il trasformatore originale e forniscono le varie tensioni (ovvero +16 volt, +15 volt, -15 volt, +5 volt e -5 volt). Non ho purtroppo fatto delle foto, dato che ero preso dal riuscire a farlo funzionare.....


Queste sono le foto della scheda principale, che ospita il microprocessore, e della scheda preamplificatore ed acquisizione.

IMG_4323.JPG

IMG_4324.JPG

Posto alcune immagini di prova dello strumento; quì vedete in prova un cavo di RG58 da 4 mt. L'inizio del secondo impulso ci da la lunghezza del cavo e ci dice che non è terminato, ma è un cavo aperto.

IMG_4317.JPG

Quì la stessa cosa ma con un cavo da 1.44 mt e vediamo che l'impulso è maggiormente ravvicinato al primo. Spostandosi con il cursore all'inizio dell'impulso lo strumento ci da la lunghezza del cavo. Utilizzando un cavo di lunghezza nota, lo strumento permette anche di trovare la sua velocità di propagazione.

IMG_4318.JPG

Quì possiamo vedere lo stesso cavo terminato su un carico di 50 ohm......vedete che l'impulso riflesso sparisce.

IMG_4319.JPG

Adesso lo mettiamo in cortocircuito all'estremità, appare un impulso invertito. Con questo sistema possiamo individuare un danno (interruzione o cortocircuito) sul cavo, anche molto lungo, ed individuarne la posizione esatta.

IMG_4320.JPG

Questo strumento possiede anche una specie di cassetto frontale per opzioni; la più utile ed era anche quella in possesso dei due miei esemplari, è una stampantina termica. Una delle due sono riuscito a farla rifunzionare, sostituendo il rullo trascinatore del nastro di carta, oramai rovinato. Ho utilizzato quello recuperato da una vecchia fotocopiatrice.....sembrava fatto apposta, sono stato fortunato
ecco un esempio di stampa...

IMG_4322.JPG

Cè voluto davvero un pò di tempo per sistemarlo ma un altro strumento va ad aggiungersi al laboratorio. Per chi si trovasse alle prese con uno strumento simile rimango a disposizione per qualsiasi info.

[marconmeteo]

Dimenticavo.....come mia prassi ecco manuale utente e manuale di servizio per chi ne avesse il bisogno.

User1503C.pdf

Service1503C.pdf

[cipndale]

E come se ne accorge il utente se ha problemi con il cavo o la connettore BNC?

[marconmeteo]

In che senso scusa? Intendi il connettore iniziale, quello che si attacca allo strumento?
Comunque vale sempre lo stesso principio, ti darà l'impulso molto vicino (attaccato al primo) e ti dirà sempre la distanza dove hai il guasto; ovvio che se l'indicazione te la da per l'inizio o la fine della lunghezza del cavo, il problema possa essere quasi sicuramente il connettore. Leggendo il manuale utente ci sono tutte le indicazioni in merito.

[Datman]

Mamma mia, lo schema elettrico!!! (Me l'aspettavo, eh...)

[marconmeteo]

Mamma mia, lo schema elettrico!!! (Me l'aspettavo, eh...)

[cipndale]

In che senso scusa? Intendi il connettore iniziale, quello che si attacca allo strumento?
Comunque vale sempre lo stesso principio, ti darà l'impulso molto vicino (attaccato al primo) e ti dirà sempre la distanza dove hai il guasto; ovvio che se l'indicazione te la da per l'inizio o la fine della lunghezza del cavo, il problema possa essere quasi sicuramente il connettore. Leggendo il manuale utente ci sono tutte le indicazioni in merito.

Eh... quello che pensavo. Il problema e sempre il connettore finale ... Allora veramente quale e' lo scopo di uno strumento del genere. Non ho mai visto un cavo coassiale interrotto lungo il suo percorso.

[eliocor]

Un (O)TDR non solo ti permette di identificare se un cavo (anche non coassiale: doppino) è in corto o aperto e a che distanza c'è il problema, ma anche:
- determinare la lunghezza della bobina (magari già parzialmente utilizzata) con precisione di qualche cm su anche km
- determinare dove scavare per trovare il guasto (es: infiltrazione d'acqua) in un cavo interrato*
- determinare se la giunzione tra due cavi è stata fatta correttamente
- se il cavo ha subito compressioni e quindi non ha più un comportamento da "manuale"
- determinare l'impedenza del cavo (mettendo un resistore variabile al suo termine e regolandolo sino a quando non si ottiene riflessione)
- controllare che nessuno si sia collegato ai tuoi cavi per intercettare le tue comunicazioni
- determinare il contento di umidità del terreno o se vi sono stati smottamenti (anche piccolissimi)
- varie aed eventuali quali (ma dipende dal TDR) determinare la vera banda passante del front-end del tuo oscilloscopio!
tutto questo in pochi secondi ed un po' di esperienza nell'analizzare i dati dello strumento.

*) non sempre è effettivo: vedi l'interessante post [External Link Removed for Guests]