Перевод англоязычного файла
"Basics and Application Of the Pulse-Echo-Method" от SEBA KMT

Импульсный метод из презентаций SEBA KMT:
Принцип измерительной техники отражения (рефлектометрия)
→ Принцип импульсных измерений кабеля
Скорость распространения электрической волны
Скорость импульса, коэффициент отражения и расстояние до повреждения в кабелях
Коэффициент отражения при импульсном методе
Различные типы повреждений и их рефлектограммы (теория)
Теория методов кабельных измерений от SEBA KMT. Скачать

Принцип импульсных измерений кабеля

1.1. Метод измерения

Импульс, подаваемый в кабель, отражается в точке изменения характеристического импеданса кабеля. Следовательно, если скорость распространения импульса в кабеле известна, расстояние до точки отражения может быть вычислено по времени прохождения импульса. Изменения же в характеристическом импедансе, обычно и являются кабельными повреждениями. Для измерения времени прохождения импульса метод использует импульсный генератор, усилитель и осциллограф

1.2. Измерительный импульс

Измерительные импульсы подаются на ближний конец кабеля. Ширина импульсов маленькая, и они имеют квадратную, треугольную или колоколообразную форму. Сложные формы импульсов можно математически разложить на синусоидальные составляющие. Согласно преобразованиям Фурье, любой такой импульс представляет сумму множества компонентов напряжения переменного тока различных частот, которые совпадают в определенных моментах их фаз и амплитуд. Следовательно, из-за частотно-зависимых затуханий кабеля, проявляются более низкие частоты, и импульс, подаваемый в кабель, меняет форму с длиной линии.

1.3. Характеристический импеданс

Характеристический импеданс кабеля - значение сопротивления, которое было бы измерено на ближнем конце неопределенно длинного кабеля. Для практического применения это определение описано формулой:

Формула характеристического импеданса, Ом       [1]

И числитель, и знаменатель - геометрические значения, соответственно, импеданс независим от длины кабеля.

Чтобы распознать особые случаи - например, измерения в телекоммуникационных кабелях с очень небольшими диаметрами жилы или другими отклонениями, используют более точную формулу [2]

Более точная Формула импеданса, Ом       [2]

Дополнительно должна быть учтена, эквивалентная схема электрической линии.

Таблица параметров телекоммуникационных кабелей
Рисунок 1: Эквивалентная схема кабеля

Где:
C - Шунтирующая емкость в nF
G - Сопротивление утечки, Ом
L - Последовательные индуктивности в mH
R - Последовательное сопротивление в Ом

В телекоммуникационных кабелях с маленьким диаметром жилы, например, 0.4 или 0.6 мм, последовательное сопротивление R является значительно более весомым фактором в формуле и означает, что получающийся характеристический импеданс может быть определен этим значением. Сопротивление утечки G можно считать относительно постоянным для целого кабеля и не создающее изменений характеристического импеданса.

Таблица 1. Данные телекоммуникационных кабелей
Таблица параметров телекоммуникационных кабелей

Перевод англоязычного файла
"Basics and Application Of the Pulse-Echo-Method" от SEBA KMT

Далее Скорость распространения электрической волны

Тема импульсных измерений раскрыта также на страницах:
Импульсный метод измерения кабеля
Коэффициент укорочения
Коэффициент укорочения кабеля и скорость импульса в кабеле.