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Kabelnetzfehler sicher lokalisieren

Mit dem Zeitbereichsreflektometer praktisch und zuverlässig

ep10/2020, 2 Seiten

Die Ausbreitung einer Welle vollzieht sich nur solange ungestört, bis im Transportmedium eine Inhomogenität auftritt. An dieser Änderung der Leitungsbedingungen tritt regelmäßig eine Erscheinung auf, die durch die Reflexion eines Teils oder der gesamten Wellenenergie gekennzeichnet ist. Der unreflektierte Rest breitet sich entsprechend geschwächt in der ursprünglichen Richtung weiter aus.

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Das ist im Alltag beim Rufen vor einem entfernten Objekt (z. B. Berg oder Hauswand) zu beobachten. Ein Teil des erzeugten Schalls kehrt als Echo in Richtung der Quelle, also zum Rufenden zurück.

Oder das Radar: Hier wird aus der Zeitspanne zwischen dem Beginn der Aussendung eines elektromagnetischen Impulses und dem Zeitpunkt des Eintreffens seines Echos an der Sendeantenne der Abstand eines reflektierenden Objekts messtechnisch ermittelt. Oft sind in der Nachrichtentechnik derartige Reflexionen unerwünscht, beim TDR (Time Domain Reflectometer – Zeitbereichsreflektometer) bilden sie die physikalische Grundlage für ihre Funktion.

Echos im Kabel

In Kabelnetzen werden Koaxialkabel bestehend aus Seele, Dielektrikum und Schirmung verwendet. Schickt man nun in einen Kabelabschnitt mit einem angepassten Impulsgenerator (Ausgangsimpedanz des Impulsgenerators = Wellenwiderstand des Kabels, in der Regel 75Ω) einen kurzen Impuls in das Kabel hinein und horcht auf ein Echo, so wird man drei unterschiedliche Phänomene verzeichnen (Bild 1).

Bild 1: Kabelabschluss

Ein Extremfall der Fehlanpassung ist das Fehlen eines Abschlusswiderstandes (offenes Kabel, Z = ∞). Hier tritt ein eindeutiger Echoimpuls gleicher Polarität auf.

Unter der Voraussetzung, dass das Kabel impedanzmäßig korrekt abgeschlossen ist, ist kein rücklaufender Impuls zu beobachten. Der Grund: Der vorlaufende Impuls wird vollständig von der Abschlussimpedanz absorbiert. Dieses Verhalten weist auch eine sehr lange Leitung auf, denn an ihrem Ende ist der Sendeimpuls durch die Leitungsdämpfung so geschwächt, dass er nicht mehr existent ist. Damit ist am Leitungseingang unabhängig vom Grad der Fehlanpassung am Leitungsende kein Echo feststellbar.

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