TDR Messgerät Entwicklung

[wkrug]

OK, mal erste Ergebnisse des Komperators.
Die gelbe Kurve zeigt das Eingangssignal.
Die Jeweils Magenta Kurve Zeigt das Ausgangssignal des Komperators bei den Vergleichsspannungen 3,68V und 1,51V.
Der Innenwiderstand der Quelle hat 220Ohm. Es wurde eine aufgewickelte Kabeltrommel mit 50m Länge angehängt.

Referenzspannung am Komperator 1,51V

Referenzspannung am Komperator 3,68V
Der "Start" Komperator ist fix auf eine Referenzspannung von 0,5V eingestellt ( nicht im Oszillogramm sichtbar - Hab nur 2 Kanäle ) die muss evtl noch etwas erhöht werden.
Die Referenzspannung soll ja mal mit nem D/A Wandler erzeugt werden, zur Zeit ist da nur ein Spindelpoti.

Noch ein Bild bei einer kurzgeschlossenen Kabeltrommel:
Referenz 1,2V.


Fürs Erste schaut das IMHO, trotz des krautigen Aufbaus ( Bread Board ), schon ziemlich vielversprechend aus.
Rechnerisch wäre damit die Länge 99m ( 640ns ) was für einen VF von 0,5 spricht, der Wellenwiderstand wären dann 66Ohm ( 3*1,5 Gummikabel ).

Mit der Referenzspannung kann Ich schön dem Signal entlang fahren.

[Moppi]

Sieht so weit gut aus und bestätigt, dass das Verfahren funktioniert. Es fehlen nur exakte Messwerte, weil das alles feinabgestimmt werden muss (Bauteile und Aufbau). Die Berechnung würde ich mal noch vernachlässigen, weil nichts stimmt: Schaltungsaufbau, Impedanzanpassung der Schaltung an das Kabel.

[wkrug]

Die Impedanz könnte man verifizieren indem man das Kabel hinten mit einem Abschlusswiderstand abschließt bis kein Impedanzsprung mehr sichtbar ist.
Das werd Ich dieser Tage mal testen.

[Moppi]

Ja, das ist wahrscheinlich Feintuning am Ende. Wichtig ist die zeitlich korrekte Erfassung. Jetzt hast Du ein Oszilloskop benutzt. Das muss in einen Schaltungsaufbau übergehen, der das digital gestufte Signal so genau erzeugt, dass er die gelbe Kurve möglichst genau abbildet. Obwohl zur Fehlererkennung gar nicht so viele Stufen notwendig sind. Es müssen mehrere Stufen über Nullinie und mehrere Stufen unter Nullinie sein, um alle Fehlerarten aus der Kurve zu erkennen. Und dafür genügen erstaunliche 2 bis 4 (also insgesamt 4-8 Stufen oder auch ein paar mehr, wenns sein muss). Dutzende oder hunderte Komparator-Stufen bringen zwar optisch eine schönere Kurve, aber die Aussagekraft steigt nicht im gleichen Maß.

[wkrug]

Und dafür genügen erstaunliche 2 bis 4 (also insgesamt 4-8 Stufen oder auch ein paar mehr, wenns sein muss). Dutzende oder hunderte Komparator-Stufen bringen zwar optisch eine schönere Kurve, aber die Aussagekraft steigt nicht im gleichen Maß.

Da hast Du zu 100% recht.
Ich möchte aber auch die Impedanz grob abschätzen können und dafür sind dann schon mehrere Stufen erforderlich, weil die Spannung im ersten Moment vom Innenwiderstand und der Impedanz des Messlings abhängig ist.
Und dafür braucht es dann mehr Stufen.
Da der TDC7200 auch eine Totzeit hat sind Längen unter 3m nicht erfassbar - Leider.
Als nächstes werde Ich wohl den Microcontroller einbauen und mit dem TDC verbinden.
Über den USART könnte Ich dann die Werte zum PC übertragen und mit EXCEL schöne Kurven zeichnen.
Ich brauch dazu allerdings erstmal einen DIL Adapter für den TDC, den Ich erst bestellen muss.

Weitere Entwicklung, noch nicht ausgegoren!?:
Meine derzeitige Idee wäre im fertigen Gerät die Kurve zu zeichnen und dann mit einem Cursor ( Drehencoder ) entlang zu fahren.
Die Taste am Drehencoder würde Ich dann zum Umschalten zwischen den Einstellparametern verwenden.
Das würde mir eine aufwändige Signalauswertung im Controller ersparen.
Die gemessenen Werte ( TOF, Impedanz, Länge ) unter dem Cursor sollen dann im Klartext angezeigt werden.
Üblicherweise machen aber die Displays immer die größten Probleme .
Momentan wäre das mein Favorit:
Display Link

[Moppi]

Ich habe noch die kleinen Display. Paar Zentimeter breit und hoch. Um so eine Kurve darzustellen würden die ausreichend sein. Mit so großen Displays habe ich keine Erfahrung.

[wkrug]

Ich hab noch mal den Wellenwiderstand nachberechnet.
Das Kabel hätte laut Anzeige 69Ohm.
Bei der Verifizierung mit einem Poti bin Ich auf 82Ohm gekommen.
Ich finde das ist jetzt nicht so schlecht.
Zudem könnte man das am fertigen Gerät noch Anpassungen vornehmen