Лабораторная работа: Исследование неоднородностей волнового сопротивления кабелей

В зависимости от длины измеряемой линии и желаемого масштаба изображения кнопочные переключатели ДИАПАЗОНЫ, dm/ДЕЛ установите в соответствии с табл. 4.

При нажатой кнопке УКОРОЧЕНИЕ-РАССТОЯНИЕ ручкой УКОРОЧЕНИЕ установите показания цифрового табло, соответствующее коэффициенту укорочения измеряемой линии (см. п. 2 задания).

Проведите калибровку согласно разделу 3, отсоединив образец и установив поглотитель. Совместите изображение плоской вершины перепада на экране ЭЛТ (уровень 50 Ом) с центральной горизонтальной риской шкалы. Для повышения точности измерения волнового сопротивления образца кабеля необходимо обеспечить совпадение плоской вершины перепада луча с центральной горизонтальной риской при установке переключатель КОЭФ ОТРАЖ в положение 10 и 5 (см. рис. 3). Отсоедините поглотитель.

Рис. 3. Настройка прибора для измерения

К выходу смесителя подсоедините образец кабеля. При подключении образца происходит смещение луча относительно центральной горизонтальной риски шкалы в соответствии с его волновым сопротивлением (см. рис. 4).

Отсчитайте число делений вертикальной шкалы ЭЛТ от уровня соответствующего 50 Ом поглотителя до уровня отраженного сигнала соответствующего волновому сопротивлению подсоединенного образца. Если уровень отраженного сигнала располагается выше опорной горизонтальной риски, то принимает положительное значение, иначе – отрицательное. Измерения производятся в режиме холостого хода и короткого замыкания образца кабеля. Результирующее число делений определяется по формуле .

Так как амплитуда зондирующего перепада при калибровке устанавливается равной 100%, то коэффициент отражения, равный отношению амплитуд отраженного и зондирующего сигналов, определяется выражением

,

где – число делений вертикальной шкалы от вершины зондирующего перепада до вершины отраженного перепада с учетом знака; – установленное положение переключателя КОЭФ ОТРАЖ; (50% / ДЕЛ 0,1% / ДЕЛ).

Рис. 4. Определение волнового сопротивления образца кабеля

Волновое сопротивление в линиях без потерь рассчитывается по формуле

.

Так как прибор имеет входное сопротивление 50 Ом, то при измерении кабелей с волновым сопротивлением , отличным от 50 Ом, следует внести дополнительную поправку за счет несогласованности выхода прибора с измеряемой линией.

Поправочный коэффициент равен

,

где – измеренное число делений вертикальной шкалы от вершины зондирующего перепада до вершины отраженного сигнала; – откорректированное значение , которым следует воспользоваться при определении величины неоднородности.

С учетом полученного значения необходимо пересчитать и .

Сравните полученные данные с рассчитанными значениями в п. 7 задания.

4.4 Определение неоднородностей (по длине линии)

В зависимости от длины измеряемой линии и желаемого масштаба изображения кнопочные переключатели ДИАПАЗОНЫ, dm/ДЕЛ установите в соответствии с табл. 4.

При нажатой кнопке УКОРОЧЕНИЕ-РАССТОЯНИЕ ручкой УКОРОЧЕНИЕ установите показания цифрового табло, соответствующее коэффициенту укорочения измеряемой линии (см. п. 2 задания).

Произвести калибровку коэффициента отражения согласно разделу 3. При подключенном поглотителе ручку КОЭФ ОТРАЖ установите в положение 5. Совместите изображение плоской вершины перепада на экране ЭЛТ (уровень 50 Ом) со средней горизонтальной риской шкалы (см. рис. 3). Отсоедините поглотитель.

К выходу смесителя подсоедините образец кабеля с волновым сопротивлением близким к 50 Ом. Если изображение плоской вершины перепада на экране ЭЛТ исчезло, то ручку КОЭФ ОТРАЖ поворачивайте против часовой стрелки, то тех пор пока не появится рефлектограмма.

Ручками УСТАН ОТСЧЕТА прибора совместите передний фронт зондирующего импульса с центральной вертикальной риской шкалы ЭЛТ.

Ручкой РАССТОЯНИЕ совместите место неоднородности с центральной вертикальной риской шкалы ЭЛТ (с той, с которой производилось совмещение фронта зондирующего сигнала). По показаниям цифрового табло произведите отсчет расстояния до однородности в дециметрах.

Отсчитайте число делений вертикальной шкалы ЭЛТ от средней горизонтальной риски шкалы до вершины отраженного перепада для неоднородности. В табл. 1. внесите значения расстояния до неоднородности, , положение переключателя КОЭФ ОТРАЖ. Далее замеры повторяются для каждой неоднородности до конца линии. По результатам измерений для каждой неоднородности определяются поправочный коэффициент , коэффициент отражения , волновое сопротивление и величина неоднородности по известным формулам .

Приложение 1