DE1901868A1

DE1901868A1 - Verfahren und Geraet zum Messen der Impedanz einer Koaxialleitung

Info

Publication number: DE1901868A1
Application number: DE19691901868
Authority: DE
Inventors: Tsutomu Nishino
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1968-01-18
Filing date: 1969-01-15
Publication date: 1969-10-02
Also published as: NL6900803A; NL147259B; DE1901868B2; FR2000353A1; GB1232372A; US3576490A

Description

PATENTANWÄLTE DIPL.ING. H. LEINWEBER dipl-ing. H. ZIMMERMANN

MUndien2,Roi«ntal7_r 2.Aufg. T.i.-Adr. ulnpatMUndiMi

T.I.Ion (1111)211911

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Unter Z.ldien

ZAa/ho POS-16573

MATSUSHITA ELECTRIC INDUSTRIAL CO.,LTD., Osaka, Japan Verfahren und Gerät zum Messen der Impedanz einer Koaxialleitung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein-Gerät zum Messen der Impedanz einer Koaxialleitung in Übertragungsrichtung der Leitung.

Seit einiger Zeit wird ein "Time Domain Reflectometry" bzw. "Oberbereichs-Reflektometrie" genanntes Verfahren vielfach verwendet, bei dem zunächst ein Einheitssprungimpuls mit einer kurzen Anstiegszeit an eine Koaxialleitung gegeben wird, deren Impedanz gemessen werden soll, wobei dann die Form der reflektierten Spannungswelle auf einem Oszilloskop beobachtet wird, um die Art der Veränderung der Leitungsimpedanz, die sich fortlaufend entlang der Übertragungsleitung verändert, unmittelbar zu betrachten und zu messen.,Ein auf diesem Prinzip beruhendes Meßgerät ist bereits auf dem Markt. Jedoch erfordert dieses Verfahren einen Generator für Einheitssprungimpulse mit kurzer Anstiegszeit zum wirkungsvollen Messen der Impedanz, da bei dem Verfahren ein Einheitssprungimpuls verwendet wird.

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Durch die Erfindung soll nun ein neues und verbessertes .Verfahren sowie ein Gerät geschaffen werden, .bei dem kein Einheitssprungimpulsgenerator, sondern ein üblicher Quecksilberimpulsgenerator verwendet wird, wobei die Art der Veränderung der Amplitude einer vom Quecksilberimpulsgenerator erzeugten Hechteckwellenform mit einer kurzen Anstiegszeit beobachtet und dabei eine Veränderung der Impedanz entlang einer Koaxialleitung gemessen werden kann, deren Impedanz gemessen werden soll.

Bei dem erfindungsgemäßen Gerät, bei dem nur ein einfacher Impulsgenerator verwendet wird, können die Eichimpedanz oder die Impedanz einer zweiten Koaxialleitung (die als Bezugs-ι impedanz verwendet werden soll) und die Impedanz einer Über- [ .tragungsleitung, die gemessen werden soll, mittels des Zeiteinteilungssystems gleichzeitig auf dem gleichen Üszilloskop dargestellt werden, so daß diese Impedanzen leicht miteinander verglichen werden können. Außerdem können gemäß der Erfindung, bei der ein Quecksilberimpulsgenerator anstelle eines Hochleistungsgenerators für Einheitssprungimpulse mit kurzer Anstiegs zeit verwendet wird, der rni't einer Tunneldiode od. dgl. arbeitet, die Impedanz- und Verzögerungszeit-Kennlinien einer Koaxialleitung leicht mit einer Präzision gemessen werden, die der mit der bekannten Oberbereichs-Reflektometrie erzielten gleich kommt.

Die bekannte Oberbereichs-Reflektometrie weist den iJachteil auf, daß dabei ein unmittelbar beobachtendes Synchroskop, das eine Wanderwellen-Kathodenstrahlröhre mit geringer Abweich-i empfindlichkeit verwendet, nicht eingesetzt werden kann, da der Einheitssprungimpulsausgang des Generators sehr gering

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ist, und zwar in der Größenordnung von einigen Hundert mV. Die Erfindung beseitigt eine solche Schwierigkeit durch die Tatsache, daß eine hohe Impulsspannung durch einen Schnellschal-)· ter mit großer Kapazität erzeugt werden kann und somit eine Wanderwellen-Kathodenstrahlröhre für das Messen der Impedanz einer Koaxialleitung wirkungsvoll verwendet werden kann..

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung. Auf der Zeich+ nung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht, und zwar zeigen

Fig. 1 ein elektrisches Schaltschema des erfindungsgemäßen Impedanzmeßgeräts und

Fig. 2a bis 2e schematische Darstellungen verschiedener mit dem Gerät gemäß Fig. 1 beobachteter Wellenformen.

Fig. 1 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem eine Koaxialleitung 2, deren Impedanz gemessen werden soll, in einen Zwischenabschnitt einer Last-Koaxialleitung 1 eingeschaltet ist. Eine Eich-Koaxialleitung ist in einen Zwischenabschnitt einer zweiten Last-Koaxialleitung 3 eingeschaltet. In manchen Fällen kann die zweite Last-Koaxialleitung 3 kurzgeschlossen werden, so daß sie außer betrieb sein kann.

Jeweils ein Anschluß der Koaxialleitungen.1 und 3 ist über einen entsprechenden großen Widerstand b bzw. 6 mit der Anode einer Lade-Gleichstromquelle 7 verbunden, deren Kathode geerdet ist, Ein i^uecksilüerschalter b ist vorgesehen, um wahlweise einen der Anschlüsse der Koaxialleitungen 1 bzw. 3 mit einem iselastungswiderstand 9 von 30il zu verbinden, der einen Abschlußwiderstand bildet. Die Impedanz des Belastungs-

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Widerstands 9 ist dem Wellenwiderstand der Koaxialleitung 1. an-I gepaßt. Ferner ist ein Fltrabreitband-Öszilloskop'bzw. ein ^: Sampling-Oszilloskop 10 zum Beobachten der am Belastungswiderstand 9 erscheinenden Spannungswellenform· vorgesehen. Die die Leitungen 1 und 2 umfassende Koaxialleitung wird von der Gleichstromquelle 7 mit einer Ladung gespeist, die einer Veränderung der Impedanz entlang der Leitung entspricht.

Im Betrieb wird ein Anschluß der Koaxialleitung 1 durch den Quecksilberschalter 8 mit dem Abschluß-Belastungswiderstand 9 von i?0iZ verbunden, und die in der Koaiialleitung gespeicherte Ladung wird entladen, so daß die am Belastungswiderstand 9 er-·* scheinende Spannungswellenform durch das Oszilloskop 10 beobachtet werden kann. Diese Spannungswellenform zeigt das Muster der gespeicherten Ladung proportional zu einer Veränderung der Impedanz entlang der Koaxialleitung; genauer gesagt, die Spannunj

wellenform zeigt die Art der Veränderung der Impedanz entlang de; Koaxialleitung. Wenn keine Veränderung in der Impedanz der gemessenen Koaxialleitung 2 eintritt, findet daher auch keine Veränderung der Amplitude der Wellenform statt, die in der Zeit von 2L , , erscheint, was das Zweifache der Übertragungszeit "Z- Va]₃Qi über die Länge der gemessenen Koaxialleitung 2 bedeutet. Infolgedessen hat die Rechteckwellenform, deren Impulsbreite durch ²^gesamt ^dare^es'^tell'^t ist» w^s das Zweifache der Übertragungszeit T. „_egamt über die gesamte Länge der Last-Koaxialleitung 1 bedeutet, eine ideale Gestalt, die keinerlei Ein- oder Ausbuchtungen aufweist. Wenn die Impedanz der Koaxialleitung 2 kapazitiv oder induktiv ist, weisen die resultierenden Wellenformen die in Fig. 2b bzw. 2c dargestellten Formen auf. Die GeötaH dieser Wellenformen ist demnach derjenigen entgegenge-

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setzt, die mit der bekannten Oberbereichs-Reflektometrie erzielt wird. Wenn der Wellenwiderstand Z der Koaxialleitung 2 höher oder niedriger ist als der Wellenwiderstand Zo der Bezugsimpedanz, weisen die sich ergebenden Wellenformen die in Fig. 2d bzw. 2e dargestellte Gestalt auf. Wenn dann die Eichleitung 4 mit der Koaxialleitung 3 verbunden wird, wie Fig. 1 zeigt, kann die Wellenform einer Standard- oder Bezugsimpedanz gleichzeitig auf dem gleichen Bildschirm des Oszilloskops 10 dargestellt werden, wie Fig. 2a zeigt, so daß diese beiden
Wellenformen sehr einfach miteinander vergleichbar sind.

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Claims

Patentansprüche :

1.)Verfahren zum Messen der Impedanz einer Koaxialleitung, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrenssehritte: Verbinden einer zu messenden Koaxialleitung (2) mit einem Zwischenabschnitt einer Lastleitung (1), Laden der Lastleitung (1) über einen hohen Widerstand (5), Verbinden eines Schnellschalters (8) mit großer Kapazität mit der Lastleitung (1) zum Entladen der Ladung über einen Belastungswiderstand (9), der einen Abschlußwiderstand bildet und dessen Impedanz dem Wellenwiderstand der Lastleitung (1)" angepaßt ist, und Messen der an dem Belastungswiderstand erscheinenden Spannung»

2. Gerät zum Messen der Impedanz einer Koaxialleitung, gekennzeichnet durch eine über einen hohen Widerstand (5) zu ladende Last-Koaxialleitung (1), die in ihrem Zwischenabschnitt mit einer zu messenden Koaxialleitung (2) verbunden ist, durch einen Schnellschalter (8) mit großer Kapazität zum Entladen der in der Koaxialleitung (1).gespeicherten Ladung über einen Belastungswiderstand (9),.der einen Äbschlußwiderstand bildet und dessen Impedanz dem Wellenwiderstand der Last-Koaxialleitung (1) angepaßt ist, und durch Mittel (10) zum Messen der am Belastungswiderstand (9) erscheinenden Spannung.

3o Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schnellschalter (8) mit großer Kapazität ein Quecksilberschalter ist.

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