#konstruktorelektrykamator #elektronika #elektryka
Już kilka razy kilka osób ( @maminfoodboga, @Yes_Man ) pytało, jak ty to robisz, skąd czerpiesz wiedzę? Jak sprawdzasz oscyloskopem długość przewodu, i to czy jest zwarty czy rozwarty na końcu.
Odpowiedź jest prosta, używam metody TDR (time-domain reflectometer). Jest to metoda wykorzystująca propagację fali elektromagnetycznej, i co ciekawe nie chodzi o przewodnik a o izolator. Każda zmiana impedancji, czyli zmiana grubości izolatora, odległości między żyłami, zawilgocenie sprawia że sygnał elektryczny częściowo odbija się i wraca do źródła. W zależności od odległości czas powrotu będzie różny, i dzięki temu można zarejestrować to za pomocą oscyloskopu. Taka jest szybka pobieżna teoria. Jak ktoś chce dokładniej, z obrazkami ale po angielsku to polecam te filmy:
https://www.youtube.com/watch?v=2AXv49dDQJw
Tu jest przedstawiona niemal identyczna sytuacja jak ta co wczoraj z nią walczyłem, czyli rozgałęziony przewód ze zwarciem na końcu jednej odnogi.
https://www.youtube.com/watch?v=Il_eju4D_TM
Tu trochę więcej pojęć fizycznych, ale są też wzory.
A na koniec dwa rysunki opisujące wczorajszą batalię.
Pierwszy rysunek, trzy wykresy. Pierwszy to pomiar sprawnej pary żył, środkowy to pomiar pary gdzie jedna żyła wykazuje anomalię, za chwilę wyjaśnię dlaczego, dolny to pomiar (w dodatkowej skrzynce) pary żył w przewodzie ze zwarciem żył na końcu.
Punkt A to oscyloskop z wbudowanym generatorem, bardzo przydatne urządzenie.
Punkt B to zaciski mierzonego przewodu w rozdzielnicy.
Punkt C to dodatkowa skrzynka gdzie do przewodu 5x6 dołączono równoległy przewód 3x2,5. Jak widać między punktami B i C wykres jest w miarę liniowy, równoległy do osi X, mała górka na początku wynika z budowy generatora.
Od tego momentu wykres środkowy się deformuje, wynika to z tego że spadła impedancja, dwa równolegle spięte przewody mają impedancję połowę niższą niż pojedynczy. Sytuacja analogiczna do równoległego łączenia rezystorów, dwa rezystory 50R połączone równolegle dadzą 25R. Wzór na to Rx=(R1*R2)/(R1+R2). Kolejna ciekawostka, większość przewodów ma impedancję w okolicy 50 omów.
Sygnał sobie leci do punktu D gdzie odbija się od zwartych żył, co powoduje że powracający sygnał ma wartość bliską 0V ale nie zerową, wpływa to na sygnał generatora i znów zniekształca wykres.
Ale w drugiej równoległej linii sygnał wciąż podróżuje do punktu E gdzie odbija się od rozwartych żył (przeskok impedancji z ok 50R do
∞R). Tu sygnały również się nakładają powodując wzrost napięcia na zaciskach oscyloskopu.
Ciekawie dzieje się w punkcie F, bo mimo że w punkcie D żyły są zwarte to fala elektromagnetyczna i tak się przedostała i podróżowała dalej, ze znacznie zmniejszonym napięciem, ale też dotarła do końca rozwartych żył, odbiła się, znów spotkała zwarcie w punkcie D i dalej trafiła do punktu C gdzie był wykonywany pomiar. Sygnał odbity widać na dolnym wykresie jako małą góreczkę.
Oba przewody teoretycznie powinny mieć taką samą długość, więc skąd różnice w czasie między E i F? Możliwe że nie mają identycznej długości, różnica ok 7m, lub inna opcja, ze względu na inne przekroje może być inna impedancja oraz inna wartość współczynnika prędkości wynikająca z innej jakości izolatora.
Tu jest fajne przedstawienie tych zjawisk w wersji mechanicznej, łatwiejszej do zobrazowania.
https://www.youtube.com/watch?v=fMJrtheQfZw
https://www.youtube.com/watch?v=klN2-bCzJb4
https://youtu.be/AzZ7DjS4ti4?si=brtptT2qDH0Kp32Q&t=260
