DE2718852C3

DE2718852C3 - Veränderbare Nachbildung für Hochfrequenz-Koaxialkabel

Info

Publication number: DE2718852C3
Application number: DE19772718852
Authority: DE
Inventors: Alfred Dr.-Ing. 5000 Köln Chwieralski
Original assignee: Felten and Guilleaume Carlswerk AG
Current assignee: Philips Kommunikations Industrie AG
Priority date: 1977-04-28
Filing date: 1977-04-28
Publication date: 1981-10-01
Also published as: DE2718852B2; IT1087049B; ATA725477A; GB1544009A; CH622139A5; DE2718852A1; AT362421B

Description

Die Erfindung betrifft eine veränderbare Nächbil' dung für Hochfrequenz-Koaxialkabel mit einem vep änderbaren, frequenzunabhängigen, den Wellenwiderstand Zo, nachbildenden reellen Widerstand, und mit einer abgeglichenen, den frequenzabhängigen Scheinwiderstand eines Kabeltyps nachbildenden ÄC-Kette. Eine derartige Nachbildung ist bekannt (DE-GM 16 96 006).

Kabelnachbildungen werden als Zubehör für die Messung von Fernmelde-Koaxialkabeln nach der Impulsecho-Methodf benötigt. Die ständig steigenden Qualitätsforderungen an Kabelanlagen, die zum Teil auf die Ausnutzung immer höherer Trägerfrequenzen zurückgehen, bedingen höhere Genauigkeit der verwendeten Meßmittel.

Bei der eingangs genannten bekannten Anordnung zur Herstellung verschiedener Kabelnachbildungen, die aus der Serienschaltung eines frequenzunabhängigen reellen und variablen Widerstandes und einer ßC-Kette besteht, sind die beiden Widerstandsteile der Serienschaltung jeweils in getrennten, leicht zusammensteck baren Baueinheiten zusammengefaßt, die durch Zusammenstecken hintereinander schaltbar und einzeln gegen Baueinheiten anderer Widerstandswerte auswechselbar sind. Ausführungsformen der steckbaren RC- Kette sind in der DE-PS 19 22 455 und im DE-GM 73 42 829 beschrieben. Die für die universelle Verwendbarkeit der Kabelnachbildung sehr günstige Ausfüh.ung der RC-Ketten als steckbare Einheit kann aber bei höheren Anforderungen an die Meßgenauigkeit, beispielsweise wenn die Nachbildung des Kabels auf einige Milliohm genau erfolgen soll, zu einer Störungsquelle werden. Störungen sind beispielsweise möglich durch den nichtkonstanten Übergangswiderstand der verwendeten Koaxialstecker oder durch nicht genauen Sitz der Stecker. Die Nachbildung des reellen Widerstandes besteht bei den bekannten Ausführungen von Kabelnachbildungen meist aus einem Festwiderstand und einem dazu in Reihe geschaltetem Schleifdiaht. Insbesondere die durch den Schlsifdraht gebildete Induktivität macht sich bei höheren I fvquenzen immer störender bemerkbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine veränderbare Kabelnachbildung für Koaxialkabel zu schaffen, deren Werte sich auch bei Impulsmessungen mit etwa 10 Nanosekunden Halbwertsbreite auf 20 MiI-liohm genau darstellen lassen. Bei diesen Forderungen empfiehlt es sich, die gesamte Nachbildung als eine geschlossene Einheit auszuführen und auf die Steckbarkeit der /?C-Kette zu verzichten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in der· Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß es damit gelungen ist, eine kompakte und handliche Kabelnachbildung zu schaffen, die die gestellten Genauigkeitsforderungen auch unter den rauhen Bedingungen auf Montageplätzen dauerhaft erfüllt. Ein weiterer Vorteil besteh* in der Verminderung der für den Abgleich nach der Fertigung der Nachbildung nötigen Arbeitsgänge.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt Und Werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 ein Prinzipschallbild,

F i g. 2 eine Ausgestaltung,

F i g. 3 eine weiter Verfeinerte Ausgestaltung,

F i g. 4 eine schematische Ansicht des Aufbaus.

In dem in der Fig. 1 schernatisch 'dargestelltem

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Prinzipschaltbild ist mit 1 der Teil der Nachbildung bezeichnet, der den reellen Teil des Wellenwiderstandes eines Kabels nachbildet, während mit 2 die den frequenzabhängigen Scheinwiderstand nachbildende RC-Kette bezeichnet ist. Ihre Ausgestaltung ist bei den ^Γ· folgenden Figuren unberücksichtigt geblieben. Der reelle Teil des Wellenwiderstandes wird durch den Festwiderstand 3 nachgebildet Soll die Nachbildung für den allgemein üblichen Wellenwiderstand von 75 Ohm ausgebildet werden und soll der Nachbildungsbereich w von 74 bis 76 Ohm betragen, so wird man den Widerstand 3 den höchsten nachzubildenden Widerstandswert von 76 Ohm geben. Dieser Wert wird nachgebildet, wenn sich der Schaltarm des Schalters 5 in der nach unten zeigenden Stellung befindet In allen >^r> anderen Stellungen des Schalters 5 werden dem Festwiderstand 3 Abgleichwiderstände 4 parallel geschaltet, deren Widerstandswert im Vergleich zum Widerstandswert des Festwiderstandes 3 hochohmig ist. Mit dieser Anordnung ist es möglich, die im Schalter 5 auftretenden Kontakiwidersiände in der Größenordnung von einigen Milliohm zu vernachlässiger., da sie vernachlässigbar klein sind gegen die relativ hocbohmigen Abgleichwiderstände 4.

In Fig.2 ist eine Ausgestaltung der Erfindung κ schematisch dargestellt, bei der der Festwiderstand 3 durch eine Reihenschaltung von Einzelwiderständen 6,7 und 8 ersetzt ist. Damit ergibt sich eine einfache Möglichkeit, den Einzelwiderständen 7 und 8 Abgleichwiderstände 9 und 10 über Schalter 11 parallel zu "> schalten und damit einen mehrstufigen, vorzugsweise dekadischen Abgleich durchzuführen. Es ist erkennbar, daß mit einer ähnlichen Anordnung eine nahezu beliebige Anzahl von Dekadenschaltern 11 verwendet werden kann und damit ein Abgleich auf jeden »"> gewünschten Genauigkeitsgrad durchgeführt werden kann.

In Fig. 3 ist eine weitere Ausgestaltung der Anordnung nach Fig.2 schematisch dargestellt. Hier sind die Einzclwiderstände 6, 7 und 8 aus mehreren parallel geschalteten Widerständen 12, 13 und 14 gebildet. Mit dieser Anordnung läßt sich die eventuell störende Induktivität der Zuleitungen zu den einzelnen Widerständen wesentlich vermindern und damit der Widerstandswert der Gesamtanordnung auch bei höheren Frequenzen bis in die Gegend von 100 MHz konstant halten. Ferner sind den Einzelwiderständen 6, 7 und 8 Kompensationskondensatoren 15, 16 und 17 zugeschaltet, die eine weitere Linearisierung des Frequenzganges bewirken. In ähnlicher Weise sind den Abgleichwiderständen 9 und 10 in Kompensations- Einzel- Kondensatoren 23 und 24 zugeschaltet, die für einen linearen Frequenzgang der Anordnung in jeder denkbaren Stellung der Schalter 11 abgeglichen werden können.

In F i g. 4 sind, ebenfalls schematibch, einige Einzelheiten des Aufbaus der Kabelnachbildung dargestellt. Mit 18 sind stimkontaktierte Einzel-Kondensator-Wickel bezeichnet, deren angedeutete Stirnkontaktierung 22 über gebogene Metallbleche 2i parallc' geschaltet und mit den Leiterbahnen 20 verbunden lind. Auf diese Weise lassen sich extrem induktionsarme Kondensatoranordnungen aufbauen, deren Scheinwiderstandsverlauf auch bei Frequenzen um 100 MHz kaum »om theoretischen Wert abweicht Ferner sind mehrere Abgleichwiderstände 9 dargestellt, die über die Leiterbahnen 20 und 25 mit weiteren Bauteilen verbunden sind. Die kleinen Einzelkompensationskapazitäten, die diesen Abgleichwiderständen 9 zugeschaltet werden, werden durch die Kapazität der Leiterbahnen 25 und 20 gegen die rückseitige Metallbeschichtung 26 der Schaltplatine 19 gebildet. Diese Kompensationskapazitäten lassen sich nachträglich durch mechanische Veränderung der Leiterbahnen gut abgleichen. Der Abgleich braucht im allgemeinen nur beim Prototyp zu erfolgen, für die Serienherstellung werden die sich nach dem Abgleich ergebenden Formen der Leiterbahnen fotografisch kopiert, wodurch sich ein großpr Teil der sonst nötiger, Abgleicharbeit erübrigt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Veränderbare Nachbildung für Hochfrequenz-Koaxialkabel mit einem veränderbaren frequenzunabhängigen, den Wellenwiderstand Z°a nachbildenden reellen Widerstand und mit einer abgeglichenen, den frequenzabhängigen Scheinwiderstand eines Kabeltyps nachbildenden RC-Kette, dadurch gekennzeichnet, daß der veränderbare reelle Widerstand aus einem Festwiderstand (3) besteht, dessen Widerstandswert dem größten nachzubildenden Wellenwiderstand entspricht, und daß diesem Festwiderstand (3) mehrere, im Vergleich zu seinem Widerstandswert hochohmige Abgleichwiderstände (4) über Schalter (5) parallel geschaltet sind.

2. Kabelnachbildung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der veränderbare reelle Widerstand (3) aus mehreren hintereinander geschalteten Einzelwiderständen (6, 7, 8) mit abgestuften Widerstands«/»rten besteht, und daß einigen dieser Einzelwiderstände (7, 8) je ein, im Vergleich zum Widerstandswert der Einzelwiderstände hochohmiger Abgieichwiderstand (9, 10) über Schalter (11) parallel geschaltet ist

3. Kabelnachbildung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die hintereinander geschalteten Einzelwiderstände (6, 7, 8) zur Verringerung ihrer Induktivität jeweils aus mehreren parallel geschalteten Widerständen (12,13,14) bestehen.

4. Kabelnachbildung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet daß die Bemessung der Wider- »tandswerte der Einzelwiderstä"de (6, 7, 8) und der Abgleichwiderstände (9, 10) derart ist, daß jeder Stellung der Schalter (11) dekadische Werte des teellen Gesamtwiderstandes der Anordnung entiprechen.

5. Kabelnachbildung nach einem der Ansprüche 1 |)is 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Festwider-Itand (3) oder den Einzelwiderständen (6, 7, 8) zur Kompensation der Frequenzabhängigkeit des Widerstandswertes angepaßte Kompensations-Kondensatoren (15, 16,17) parallel geschaltet sind.

6. Kabelnachbildung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Konpensations-Kondensaloren (15, 16, 17) als stirnkontaktierte Wickelkondensatoren ausgebildet sind und daß zur Verminderung ihrer Induktivität mehrere Einzelkondensatoren (18) parallel geschaltet sind

7. Kabelnachbildung nach Anspruch 6. dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungselemente auf tiner gedruckten Platine (19) angeordnet sind und daß die Verbindung der Kompensations-Kondensatoren (18) mit den Leiterbahnen (20) durch gebogene Bleche (21) erfolgt, die die Stirnkontaktierungen (22) der Kompensations-Kondensatoren (18) völlig bedecken.

8. Kabelnachbildung nach Anspruch 7. dadurch gekennzeichnet, daß den Abgleichwiderständen (9, 10) Einzel-Kompensations-Kondensatoren (23, 24) parallel geschaltet sind und daß diese Einzel-Kompensations'Kondensatoren (23,24) durch die Kapa« zität der Leiterbahnen (20,25) gegen eine rückseitige Metailbeschichtung (26) der Platine (19) gebildet sind,