Le réflectomètre temporel (TDR = Time Domain Reflectometer) est en fait un radar unidimensionnel en boucle fermé.

Transcription

1 1. échomérie :(réflecomérie) Inroducion : D une manière générale, les suppors de ransmission son consiués de ronçons de lignes héérogènes ou d équipemens divers (amplis), n ayan pas ous la même impédance caracérisique. La réflecomérie consise à émere une impulsion élecrique sur la ligne en cours d essai. Cee impulsion incidene es réfléchie par oue irrégularié d impédance renconrée. ne désadapaion d impédance enraîne un phénomène d ECHO sur le suppor de ransmission. La réflecomérie perme : de localiser l irrégularié en mesuran le emps qui s écoule enre l émission de l impulsion incidene e la récepion de l impulsion réfléchie, d inerpréer la naure de l irrégularié, en observan la forme de l impulsion réfléchie. De mesurer l affaiblissemen de la ligne. Principe de foncionnemen Le réflecomère emporel (TDR = Time Domain Reflecomeer) es en fai un radar unidimensionnel en boucle fermé. Schéma de principe du réflecomère emporel (TDR) Le signal es fourni par un généraeur de sau à flanc rès raide (rès faible emps de monée) qui envoie un sau de ension d'ampliude Ei dans la ligne à éudier, via un é d'échanillonnage. Le signal réfléchi, d'ampliude Er, vien se combiner dans le é avec le signal émis, e es observé à l'aide d'un oscilloscope à échanillonnage. Le emps de reour du signal réfléchi es foncion de la disance de l'obsacle e de la viesse de propagaion dans la ligne. L'axe horizonal de l'oscilloscope es gradué direcemen en disance, e l'axe verical représene la somme algébrique des signaux émis e réfléchis; on peu ainsi déerminer direcemen la naure e la valeur de l'obsacle, ainsi que sa disance par rappor à l'origine. module 23b échomérie - 1 -

2 Mesure : Ligne ouvere (cas d une impulsion) : Ei Er T A = 0, l impulsion es appliquée à l enrée de la ligne. A = 0 +τ, l impulsion arrive aux bornes d une impédance infinie e repar en sens inverse. Résula, avec un échelon on rouve la ension à vide Ei + Er = 2 x Ei Avec Ei = Er Ligne en cour circui (cas d une impulsion) : Ei Er A = 0, l impulsion es appliquée à l enrée de la ligne. A = 0 +τ, l impulsion arrive aux bornes d une impédance nulle e repar en sens inverse. Cee fois-ci, elle es inversée. Résula, on rouve avec un échelon, une ension nul du à un cour circui. Ei Er = 0 v. module 23b échomérie - 2 -

3 2. Cas d un échelon : Z = Zc < Z < Z = Zc 0 < Z < Zc τ Z=0 La ension es visualisée à l enrée de la ligne. L échelon inciden me τ secondes pour arriver sur la désadapaion d impédance (Z différene de Zc) puis τ secondes pour revenir à l enrée où il sera visualisé. On défini le coefficien de réflexion : P = Vr/Vi = (Z-Zc)/(Z+Zc) Vi = ension incidene (signal émis) Vr = ension réfléchie (signal de reour) Vr Vi Ve = Vr + Vi => ension mesurée à l'émission après le reour de Vr. Remarque : 1. La célérié, c'es la viesse de propagaion du signal élecrique dans un suppor (en général 2.10p8 m/s) τ correspond aux emps aller / reour du signal, on peu en déduire la longueur de la ligne. 3. Longueur = emps x viesses => L =.v 4. Affaiblissemen A = 20 log (Vi/Vr) pour l'aller e le reour donc A = 10 log (Vi/Vr) = 20 log (ve/vs) module 23b échomérie - 3 -

4 Exercices d applicaion : Ex1 ) a) Exercice sur une mesure de ligne par réflecomérie sur l échelon de ension : Image réflecomèrique avec une ligne de ransmission ouvere. Le câble uilisé présene une célérié de m/s aux signaux élecriques. A parir de cee image il vous es demandé de : 1 ) calculer la longueur du bus, 2 ) calculer son affaiblissemen. Remarque : Vi = signal émis; Vs = signal arrivé en bou de bus ;Vr = signal de reour; Ve = ension mesuré après le reour de Vr. 3 ) Si pour le même bus on prend Z = ZC, quelle es la ension vs aux bornes de la charge Z. Remarque : pour la lecure de l'oscillographe, arrondir-les mesures à la valeur enière. 1 v / carreau 0,2 µ s / carreau Ex 2 ) Même exercice que le 1 ) mais avec l'oscillogramme ci-dessous : 1v/carreau 0,2µs/carreau module 23b échomérie - 4 -

5 Correcion : Ex1 I. l = ½.d = v./2 v = 2x10p8 m/s = 6x0,2.10p-6 = 1,2 µs => l = (2x10p8x1,2.10p-6)/2 = 120 m II. vi = 5x1 = 5 v ve = 7x1 = 7 v vr = ve-vi = 7-5 = 2 v a = 10 log (vi/vr) = 10 log (5/2) = 3,98 db III. 3,98 = 20 log (ve/vs) vs = ve / 10p(3,98/20) vs = 7/10p(3,98/20) = 4,43 v ex2 1) l = ½.d = v./2 v = 2x10p8 m/s = 7x0,2.10p-6 = 1,4 µs => l = (2x10p8x1,4.10p-6)/2 = 140 m 2) vi = 6x1 = 6 v ve = 4x1 = 4 v vr = ve-vi = 4-6 = - 2 v a = 10 log (vi/vr) = 10 log (6/2) = 4,77 db 3) 4,77 = 20 log (ve/vs) vs = ve / 10p(4,77/20) vs = 4/10p(4,77/20) = 2,31 v module 23b échomérie - 5 -