Столкнувшись с проблемой некачественных кабелей, плохой разделки разьёмов и прочих дефектов коаксиальных линий решил пособирать информацию о методах измерения неоднородностей в линиях. Из большинства найденных материалов в сети понял, что задача очень непростая и достаточно дорогостоящая если покупать готовый прибор. Не один из паяльных антенных анализаторов с такой задачей не справится, кроме случаев с КЗ в фидере. Получается так, что для достоверных измерений нужен очень быстрый осциллограф для регистрации отражения и не менее быстрый генератор для модуляции. В данной теме хочу предложить обмен информации по данной теме.
Ссылка с простым объяснением принципов работы системы http://www.mw0llo.com/tdr.aspx Жаль нет детальной информации о примёняемом оборудовании. Ниже ссылки, то что было найдено поисковиком:
http://electronicdesign.com/article/test-and-measurement/measure-nanoseconds-with-a-pic-microcontroller5649.aspx
http://electronicdesign.com/article/test-and-measurement/ecl-pulse-generator-produces-balanced-outputs-at-1.aspx
http://www.epanorama.net/circuits/tdr.html

P.S. для робота, обьединяющего темы в одну хочу сообщить, что TDR не имеет никакой связи с антенными анализаторами и не является им альтернативой. Посему прошу тему оставить как есть, либо же объеденять только с аналогичной тематикой кабельных измерений.

На nag.ru (известный сетевой форум) была схема самодельного TDR на осциллографе и генераторе импульсов. Самоделки приемлимы при расстояниях в десятки и сотни метров до повреждения. Когда разговор идёт о сантиметрах и метрах то фронты столь круты что самостоятельное изготовление генератора перепада и смесителя маловероятно. У меня их несколько (отечественных), но если в Р5-8 схема относительно повторяема (там на выходе КТ904,907 и т.п) то другом который СВЧ Р5-11 генератор перепада сделан на ДНЗ диоде и в щелевой линии, а смеситель на подобранной паре СВЧ диодов КА528БР и всё это в весьма серьезном СВЧ конструктиве. Вот он позволяет оценивать разъёмы и короткие кабели СВЧ (разрешение от 1 см). Современный цифровик Планара серии ИТ-084... да, распечатать можно, посмотреть на компе, но разрешение уже не то...

На электрониксе были фотки распотрошенной СВЧ головки от Р5-11 http://electronix.ru/forum/index.php?showtopic=34155. Можно попытаться найти в хламе на разборках оборудования или попытаться повторить самому. Вся остальная электроника может быть заменена микропроцессором.

khach спасибо за идею. Проблема в основном с генератором, у меня есть ответвитель такого типа http://www.bellnw.com/products/5868/, думаю он может подойти для этой цели.

Подскажите по теме, с чего можно сделать генератор импульса с скоростью наростания 1 наносекунда на вольт?

Подскажите по теме, с чего можно сделать генератор импульса с скоростью наростания 1 наносекунда на вольт?
Ну 1нс/в обычная логика дает легко. 74F, 74AHC итд. Я уж не говорю об экзотике 74ABT 74CBT. Кстати, амплитуда импульса не указана- может вам что высоковольтное надо?. Если надо быстрее- то лавинный пробой транзистора или ДНЗ (диод с накопление заряда) применять. В TDR как раз ДНЗ и применяются- 1А402 например. Встречаются в ЗИПах от СВЧ частотомеров гетеродинных, в анализаторах спектра итд. Отдельно купить трудно. Но попадалась пара ссылок, что зарубежные PiN диоды (например от коммутаторов DISEQ спутникового ТВ) совсем неплохо работают в качестве генераторов гармоник, если их хорошо раскачать ВЧ и немного приоткрыть по постоянному току. Но это надо анализатором спектра проверять. Например http://www.scottyspectrumanalyzer.com/srd/srd.html
Кстати, посмотрите сервисмануалы на текстрониксовские TDR- там меньше заморачивались с конструктивом семплера, чем в отечественных приборах, хотя полосы частот были сравнимые. Например 1502B или C. Сервисмануал в сети встречался. Например тут http://elektrotanya.com/tektronix_1502_time-domain-reflectometer_sm.pdf/download.html Загрузка возможно только интернет эксплорером. Это от 1502 просто- тут есть схема семплера. Более новые 1502B и 1502С схемы самой семплирующей головки не содержат, но можно выдрать интересные решения по обработке сигнала. Стягивать с сайта текстроникса после регистрации.

khach

Сори, я ошибся в техническом задании. Пере повторюсь.

Нужно генератор одиночного импульса с длительностью импульса примерно 1...10 наносекунд амплитудой 1 вольт. Чем короче тем лучше.

Нужно генератор одиночного импульса с длительностью импульса примерно 1...10 наносекунд амплитудой 1 вольт. Чем короче тем лучше.
Так 1 или 10, а то это две большие разницы. 1нс импульс- это фронты по 200-300пс, иначе прямоугольного импульса неполучится. Это ЭСЛ микросхемы только справятся. А 10 нс формируется легко любой 74F00 по схеме одновибратора, ну и потом аттенюатором ослабить до 1 В. Или надо перестраиваемую длину импульса 1-10 нс? Насколько стабильным должен быть импульс по длине, по фронтам, какой джиттер допустим? Какова допустимая задержка выхода от управляющего сигнала запуска?

Из катушки, по которой протекает ток в установившемся режиме.

В нужный момент этот ток нужно быстро направить в нужное место :) тогда он быстро зарядит емкость нагрузки, с крутым фронтом.

В следующий нужный момент эту нагрузку нужно быстро замкнуть, тогда ее емкость быстро разрядится. Ну или попытаться всадить туда ток другого направления, но я такого делать не пробовал.

В общем, принцип отклоняющей системы ЭЛТ, только наоборот. :)



Электронный ключ для быстрой коммутации напряжения на
дефлекторе. Бельский Е.М., Дегтярев А.П., Исаенко Ю.В.,
Усиков Ю.И
Приборы и техника эксперимента, 1995 №6

khach все это касаемо этой темы. Собственно я не определился с параметрами, я думаю что на 74F00 достаточно будет импульса длиной 8 наноскунд. Задача посмотреть ЭХО в проводнике на факт неоднородностей. Зачем?, для самообразования и развития практики, собственно хочу на своем скопе С1-75 восстановить генератор нано-импульсный на который был построен на туннельном диоде 1и308ж который я сжег по дурости, который этот диод я так и не нашел, да и пригодиться в хозяйстве. Добаловался с эхом короче пока не подал случайно 12 вольт на диод.

RadioKoteg
http://aaecs.org/gordeev-bn-zivenko-av-nakonechnii-ag-formirovanie-zondiruyushih-impulsov-dlya-polimetricheskih-izmeritelnih-sistem.html

Жаль, там нет номиналов, но принцип понятен.

john_qkk вам спасибо огромное, теперь понял куда копать.

http://aaecs.org/gordeev-bn-zivenko-av-nakonechnii-ag-formirovanie-zondiruyushih-impulsov-dlya-polimetricheskih-izmeritelnih-sistem.html

Жаль, там нет номиналов, но принцип понятен.

А что за диоды там применяются, какие то хитрые, или даже КД503 сойдет?

RadioKoteg
Там специальные диоды - с накоплением заряда (ДНЗ)

http://pro-radio.ru/start/4036/
http://forum.qrz.ru/thread13326.html

john_qkk
Там специальные диоды - с накоплением заряда (ДНЗ)
я понял что с этой схемой и статьей номер дохлый, найти аж 5 штук какие нибудь 2д528 шансы очень малые.
На базаре спросили "а в мобилках они стоят?".

А выбор их небольшой:

2Д524А
2Д524Б
2Д524В
2Д528А
2Д528Б
2Д528В
2Д528Г
2Д528Д
2Д528Е
2Д528Ж
2Д630А
2Д630Б
2Д701А-5

Вот нашел табличку основные параметры диодов с накоплением зарядов http://www.pcb.spb.ru/sprav/diod/diod_univer_zarajd.html

RadioKoteg
Ну есть еще вариант импортных. Там они называются short recovery. Сам тему не копал, помог тем, что нашел. Думаю, для данной задачи есть специализированные микросхемы. Но в этом направлении не копал.

Сделал я импульс 4 вольта длительность около 1 наносекунды, вот форма сигнала:



Схема собрана на 74S00, в качестве задержки 1 элемент "2И-НЕ" включенных в режиме инвертора.
Собственно короче не надо так как осциллограф С4-75 не видит мельче. Интегрировал в осциллограф вместо сгоревшего туннельного диода.

Первая картинка отклика оборванного трех метрового куска коаксиала:


и эхограмма до антенны волновой канал на 400 мгц:


Немного криво но видно.

В остальном надо сделать хороший направленный ответвитель, есть у кого интересные схемные решения?

На самом деле лучше всего использовать нормальный VNA - то есть векторный анализатор цепей. Я для подобных измерений пользовался шварцевскими ZVB. Динамика бешеная. Любой кал отлавливать можно.Гонец
Жалко, что я далековато от Вас нахожусь. Мог бы помочь. Если что - пишите в личку. Смежники в Киеве присутствуют. Может смогут помочь.

Появились вопросы. На фотографии эхограмма сибишной четвертушки:



Что под знаками вопроса? Выходит что это отражения от окружающих предметов? Если крутить направленную антенну то будет обзор 360 градусов и учитывая частоту следования импульсов радиус около 3 километров :-)

Подключил усилитель пошли переходные процессы:



теперь понятна проблема получения мощного зондирующего импульса.

Для того чтобы увидеть кроме обрывов неоднородности в кабеле в местах разъемов мое IMHO что в домашних условиях очень тяжело сделать хороший точный прибор который обрежет все ненужное и укажет на нужные. Да и точно вычислить расстояния с помощью осциллографа проблематично, толку от что я получил хорошее разрешение, ошибка получается приличная из за погрешности около 5..8 процентов самого осциллографа, а при измерении интервалов которое эти проценты в добавок перемножиться на два из за удвоенного расстояния до исследуемой неоднородности. Да и наверное еще куча всяких проблемм которых я еще не знаю...

Кстати недооценил я прибор. На эхограмме четко видно стык телевизионного кабеля RG6 с помощью двух F разъемов и бочкообразного перехода.

Вот эхограмма:

Грегорио Перфокарто спасибо за предложение! Дело в том, что прибор нужен для измерений довольно часто. Переодически возникает ощущение, что в кабель натекла вода и т.д. Обычный АА200 в этом вопросе не помогает, VNA не пробовал. Но боюсь любительская версия оного тоже не позволит с достаточной точностью увидеть плохой разъём или участок с плохим экраном. Не могли бы вы на RS сделать эксперименты, подобные опытов RadioKotegа. Хочется понять, возможно ли увидеть с помощью VNA неоднородности кабеля и т.д.

http://www.nag.ru/articles/reviews/15640/oborudovanie---svoimi-rukami-chast-2.html самодельный рефлектометр. И в журнале было " И. БАТУРИН

Радиомир, 2003, № 6, стр. 30" .

Внутренности, ремонт и настройка древнего генератора коротких импульсов. http://www.amplifier.cd/Test_Equipment/Tektronix/Tektronix_other/284.html
Зы. А ком-нибудь попадалась схема рефлектометра для симметричных линий, достаточно коротких. Например кабель SATA проверить или USB- HS. И второе- сформировать суб-нс импульс можно, а вот чем его смотреть? Осциллографы не тянут. Необходима система выборки-хранения и стробоскопический режим. Типа как тут
Увеличить

Осциллографы не тянут как это не тянут, я же привел пример средне статического скопа.

khach смотреть можно и так http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.16.2507&rep=rep1&type=pdf
вот только готовых конструкций не ищется поиском, только промышленные образцы ценой от килобакса. Мой осцилл ограничен полосой в 60 мГц, но по возвращении домой попробую, какое разрешение можно будет получить по методике RadioKoteg Кстати, в последних версиях антенных анализаторов серий АА230 и АА230pro реализованы измерения TDR http://www.rigexpert.com/index?s=aa230&f=tdr&l=ru
Анализаторы линий передач – это электронные приборы, используемые для поиска неисправностей в кабелях.

В линию передачи посылают короткий электрический импульс, затем наблюдают отраженный импульс (эхо). Зная временную задержку между этими импульсами, а также скорость света и коэффициент укорочения кабеля, вычисляют расстояние до неисправности, а амплитуда и форма отраженного импульса позволяет судить о ее характере.


Вместо короткого импульса может быть использован скачок напряжения.



В отличие от многих других анализаторов, RigExpert AA-230PRO не посылает импульсы в кабель. Вместо этого используется другой способ измерения. Сначала проводится измерение R и X (действительной и мнимой части импеданса) во всем диапазоне частот (до 230 МГц). Затем используется обратное преобразование Фурье. В результате вычисляется импульсная и переходная характеристики линии передачи.



Вертикальная ось полученных графиков отображает коэффициент отражения: =-1 для короткозамкнутой линии, 0 для согласованной линии (ZLoad=Z0), или +1 для разомкнутой линии. При известном коэффициенте укорочения кабеля, горизонтальная ось показывается в единицах длины.

На этих графиках могут быть показаны как одиночные, так и множественные неоднородности. График импульсной характеристики лучше всего подходит для измерения расстояния, в то время как график переходной характеристики помогает в нахождении причины неисправности.


Далее приведены примеры графиков переходной характеристики:

как это не тянут, я же привел пример средне статического скопа.
Мне показалось, что скоп далеко не среднестатистический. Что-то типа C1-75 или С1-104 с полосой 300-500 Мгц.
С другой стороны, если смотреть неоднородности в кабелях на расстоянии единиц-десятков метров, то такая полоса тоже ненужна. А вот если надо локализовать неисправность на длине 20 см с точностью в 5 мм....Вот тут суб-наносекунды как раз и нужны. При этом приборы типа RigExpert бесполезны- у них полоса ограничена. Вот думаю, повторить схему Текстроникса для дифференциального включения- т.е две одинаковые формирующие линии противоположной полятности импульса, два диодных УВХ. Возможность плавно подстраивать задержку между генераторами импульсов.

А не проще Р5-13 поспрошать - щас их активно списывать в связи начинают?
Понятно что старье , но работает как с симметричными так и коаксиальными кабелями.
Единственно - мертвая зона около 3 метров

А не проще Р5-13 поспрошать
Ну это немного не то. Нужен прибор для дифференциальных линий лабораторного типа, с разрешающей способностью несколько миллиметров, максимальная длина кабеля до 5м. Исследовать например кабеля HDMI для цифровых телевизоров и понимать, плохо запаян ли кабель или гнездо в телевизоре, или кабель передавили просто. Печатные платы проверять для дифф сигналов. Что то типа http://www.gigaprobestek.com/ и стробоскопической приставки к осциллографу. Конечно не на 30 ГГц, но хотя бы на 10.

13466 рыночная цена оных у нас в масштабах 500 баксов, точность похоже сравнимая с АА230про. Последний прибор в хозяйстве более полезен. Найти бы сравнения с солидными приборами что бы понять что есть что
Нашёл более подробное описание принципа измерений применённого в АА230про так называемого Frequency-Domain Reflectometry http://www.mohr-engineering.com/documents/TDR_for_Microwave_RF_and_Digital_Cables-A.pdf