Рефлектометр измеряет S-параметры исследуемой цепи в частотной области. Преобразование во временную область является математической функцией, трансформирующей измеренные S-параметры в отклик цепи во временной области. Функция применима только для измерения коэффициентов отражения (S11, S22 и т. д.).
Данная функция моделирует классическую рефлектометрию во временной области. Смысл которой заключается в воздействии на исследуемую цепь импульсным или ступенчатым сигналом с последующим анализом отраженного сигнала. Величина, продолжительность и форма отраженного сигнала определяют характер распределения импеданса в исследуемой цепи. Описываемый рефлектометр не оказывает воздействия на исследуемую цепь импульсным или ступенчатым сигналом. Вместо этого из измерений S-параметров в частотной области, предварительно умноженных на функцию окна, алгоритм Chirp-Z преобразования рассчитывает отклик цепи во временной области. Преобразование Chirp-Z является обобщением преобразования Фурье, которое позволяет устанавливать произвольные значения начала и конца преобразования.
Преобразование во временной области можно активировать для отдельных графиков канала. Текущие частотные параметры графика будут преобразованы во временную область.
Типы преобразования
Режим радиосигнала (Радиоимпульс) – моделирует временной отклик узкополосной цепи, не пропускающей постоянный ток, на импульсный радиосигнал. В этом режиме диапазон частот может выбираться произвольно. Данный режим применяется для исследования устройств не пропускающих постоянный ток, например к полосовым фильтрам. Режим радиосигнала определяет для цепи расстояние до неоднородности импеданса, но не дает информации о характере этой неоднородности. Разрешающая способность этого режима во временной области в два раза ниже, чем в режиме видеосигнала;
Режим видеосигнала – моделирует отклик цепи, пропускающей постоянный ток, на:
•Видеоимпульс – отклик цепи на импульс;
•Видеоперепад – отклик цепи на единичный перепад.
В этом режиме диапазон частот должен представлять собой гармонический ряд – частота в любой точке измерения должна быть целым числом, кратным начальной частоте диапазона. Рефлектометр поддерживает автоматическое преобразование текущего диапазона частот к гармоническому виду.
Для данного режима необходимо знать величину отклика исследуемого устройства на постоянном токе. Это значение не может быть измерено самим рефлектометром. Значение постоянной составляющей (в точке F = 0 Гц) интерполируется исходя из измерения в начальной частоте диапазона с частотой Fmin.
Режимы видеосигнала применяется для исследования устройств пропускающих постоянный ток, например кабелей. Режимы видеосигнала определяют расстояние до неоднородности импеданса и предоставляют информацию о характере этой неоднородности (например, обрыв или короткое замыкание). Режим Видеоперепад удобен для измерения распределения импеданса по длине цепи.
Разрешающая способность режима видеоимпульса во временной области в два раза выше, чем в режиме радиосигнала.
Оконная функция
Функция временной области использует окно Кайзера для предварительной обработки данных в частотной области. Использование окна позволяет уменьшить паразитные биения (боковые лепестки) во временной области, вызванные резким изменением данных на границах диапазона частотной области. Платой за уменьшение боковых лепестков является расширение длительности главного лепестка отклика на импульсный сигнал или увеличение длительности фронта реакции на видеоперепад.
Возможен выбор одного из трех фиксированных типов окон:
•Минимум (прямоугольное)
•Норма
•Максимум
Таблица 30 – Характеристики фиксированных видов окон
Окно |
Видеоимпульс |
Видеоперепад |
||
|---|---|---|---|---|
Уровень боковых лепестков |
Длительность импульса (50 %)1 |
Уровень боковых лепестков |
Длительность фронта (10-90 %) |
|
Минимум |
– 13 дБ |
|
– 21 дБ |
|
Норма |
– 44 дБ |
|
– 60 дБ |
|
Максимум |
– 75 дБ |
|
– 70 дБ |
|
ПРИМЕЧАНИЕ – Длительность в режиме радиоимпульса в 2 раза превышает значение в режиме видеоимпульса. |
||||
ПРИМЕЧАНИЕ |
Поскольку преобразование во временную область может быть применено к отдельным графикам канала, единицы измерения по оси X и тип отражения (в обе стороны/в одну сторону) зависят от выбранного активного графика. |
Включение преобразования во временную область
Выберите калибруемый канал и график (см. п. Выбор активного канала и Выбор активного графика). Установите параметры канала (частотный диапазон, полосу ПЧ и другие) и параметры графика. Нажмите кнопки Анализ > Временная область, в открывшемся окне щелкните по полю Временная область для переключения между состояниями функции.
|
ПРИМЕЧАНИЕ |
Функция преобразования во временную область доступна только для линейного режима сканирования по частоте. |
Установка диапазона преобразования
Функция преобразования во временную область позволяет установить диапазон измерения во временной области в пределах диапазона однозначности Chirp-Z преобразования. Отклик во временной области является периодической функцией из-за дискретного характера отклика в частотной области. Период однозначности ΔT во временной области определяется шагом измерения ΔF в частотной области:
; , где
Fstart – начальная частота диапазона сканирования,
Fstop – конечная частота диапазона сканирования,
N – количество точек измерения.
Если известен коэффициент замедления измеряемой цепи, например, в коаксиальном кабеле, временной интервал может быть пересчитан в фактическую физическую длину. Настройка коэффициента замедления производится в функции коррекции кабеля (см. п. Коррекция кабеля).
Период однозначности ΔT пересчитывается в период однозначного определения расстояния до неоднородности при измерениях DTF (Distance to Fault) — максимальная длина кабеля, для которой можно достоверно определить расстояние до неоднородности в кабеле:
,
где — скорость света в вакууме;
— коэффициент замедления в кабеле.
Максимальное значение DTF можно увеличить, уменьшив шаг изменения частоты ΔF. При измерениях DTF период однозначного определения расстояния до неоднородности должен превышать длину измеряемого кабеля.
Например
Если установлена начальная частота частотного диапазона сканирования 300 МГц, конечная частота 600 МГц, количество точек измерения 10001, коэффициент замедления 1, то максимальное однозначно определяемое расстояние до неоднородности равно 4996,5 м, т.е. примерно 5 км.
Установка границ диапазона
Диапазон преобразования задается установкой верхней и нижней границы либо центра и полосы диапазона.
Для ввода значения нижней и верхней границы диапазона щелкните соответственно по полям Старт и Стоп и введите значения. Для ввода значений центра и полосы диапазона временной области, используйте соответственно поля Центр и Полоса.
Для выбора единицы измерения параметров временной области щелкните по полю Ед. измерения и выберите нужный тип в открывшемся окне. ПРИМЕЧАНИЕ — Если выбраны единицы длины, настройка коэффициента замедления функции коррекции кабеля влияет на шкалу оси X (см. п. Коррекция кабеля).
|
Выбор типа преобразования во временную область
Щелкните по полю Тип отклика и выберите тип преобразования. ПРИМЕЧАНИЕ — При использовании типов преобразования Видеоимпульс или Видеоперепад возможно автоматически преобразовать текущий диапазон частот к гармоническому виду (см. п. Настройки режима преобразования для цепей, пропускающих постоянный ток).
|
Выбор формы окна преобразования во временную область
Щелкните по полю Окно Кайзера и выберите форму окна.
|
Выбор типа отражения
При измерении коэффициента отражения можно выбрать односторонний или двусторонний тип отражения. Настройка "в обе стороны" показывает общее время или расстояние, которое сигнал проходит в обоих направлениях через ИУ. Настройка "в одну сторону" показывает время или расстояние, которое сигнал проходит в одном направлении через ИУ.
Щелкните по полю Тип отражения и выберите между значениями В обе стороны и В одну сторону.
|
Настройки коррекции кабеля
Когда в качестве единицы измерения параметров временной области выбрана единица длины, настройка коэффициента замедления в функции коррекции кабеля влияет на шкалу оси X (подробнее см. п. Коррекция кабеля).
Настройки режима преобразования для цепей, пропускающих постоянный ток
При использовании типов преобразования Видеоимпульс или Видеоперепад, диапазон частот стимула должен представлять собой гармонический ряд частот, то есть частоты в точках измерения должны быть кратны начальной частоте диапазона Fмин. Текущий диапазон частот может быть автоматически преобразован к гармоническому виду.
Для автоматического преобразования текущего диапазона частот к гармоническому виду нажмите кнопку Установить гарм. ряд частот.
|
ПРИМЕЧАНИЕ |
Настройка режима преобразования цепей, пропускающих постоянный ток, в функции селекции выполняется аналогично настройке в функции временной области (см. п. Селекция во временной области). Настройка оказывают одинаковое влияние в функции селекции во временной области и преобразования во временную область. |
