Помощь - Поиск - Пользователи - Календарь
Полная версия этой страницы: Как взять корень из матрицы передачи
Форум разработчиков электроники ELECTRONIX.ru > Аналоговая и цифровая техника, прикладная электроника > Rf & Microwave Design
Green_Smoke
Здравствуйте, Уважаемы специалисты!

Возникла задача измерить характеристики длинных проложенных кабелей.
Проблема в том, что измерить векторным анализатором цепей можно только суммарную характеристику пары кабелей.
Кабелей условно 3 шт. (A,B,C). Перемычка, используемая для перемыкания "идеальная".

Предполагается перейти от матриц рассеяния (S) к матрицам передачи (T).

Паре А-B будет соответствовать матрица <Tab> = <Ta><Tb>

Например, <Ta> можно определить из уравнения <Tab><Tbc>^-1<Tca>, при этом результат будет получен для <Ta>^2 = <Ta><Ta>

В этом случае не совсем корректно переходить обратно к S-матрице, поскольку определяемый кабель будет иметь уже удвоенную длину.

Собственно вопрос,

Правильно ли выбрана методика измерений?
Существует ли красивое решение указанных трудностей?
serega_sh____
Цитата(Green_Smoke @ Apr 6 2016, 13:10) *
Собственно вопрос,
Правильно ли выбрана методика измерений?
Существует ли красивое решение указанных трудностей?

1. Установите закоротку на дальний конец кабеля.
2. Измерьте S11 кабеля выраженную в децибелах.
3. Разделите полученное значение пополам.
Это и будет искомое значение.

Обьяснение: Волна пройдет по кабелю и чуток затухнет. Потом отразится от полностью несогласованной нагрузки и вернётся опять чуток ослабев.

Мы эту методику проверяли (для себя) на измерительных коаксиально-микрополосковых переходах которыми подключались к микросборке. А потом проверяли потери этих переходов замкнув друг на друга. Сходилось до сотых долей дБ.
Green_Smoke
Цитата(serega_sh____ @ Apr 6 2016, 18:21) *
1. Установите закоротку на дальний конец кабеля.
2. Измерьте S11 кабеля выраженную в децибелах.
3. Разделите полученное значение пополам.
Это и будет искомое значение.

Обьяснение: Волна пройдет по кабелю и чуток затухнет. Потом отразится от полностью несогласованной нагрузки и вернётся опять чуток ослабев.

Мы эту методику проверяли (для себя) на измерительных коаксиально-микрополосковых переходах которыми подключались к микросборке. А потом проверяли потери этих переходов замкнув друг на друга. Сходилось до сотых долей дБ.


Есть маленькая проблема длина кабелей от 10 до 200м, а характеристики оставляют желать лучшего.
Потери могут достигать 15-20 дБ.
По отражению от конца кабеля не удалось измерить частотную характеристику.
serega_sh____
Цитата(Green_Smoke @ Apr 6 2016, 18:33) *
Есть маленькая проблема длина кабелей от 10 до 200м, а характеристики оставляют желать лучшего.
Потери могут достигать 15-20 дБ.
По отражению от конца кабеля не удалось измерить частотную характеристику.

Тогда смею предположить: т.е. у Вас проблеммы с разделкой соединителя?!!! Вы это хотите увидеть? Где и на сколько всё плохо?????....
Тогда так:
Используя аналогичный принцип - отражения от неоднородностей, можно вычислить где плохо в кабеле.
1. Переводите линию в таймдомейн. Настраиваете частоту анализа такую, чтоб неоднородности в Ваших соединителях оказывали влияние на характеристику. измерение S11 (т.е. поиск отражений от неоднородностей) Каллибруетесь.
Примечание: когда мы делаем кабели то например на SMA смотрим на частотах от 10 до 25ГГц, ГРАДов достаточно до 10ГГц.
2. Далее находите начало временного отсчета - отсоединив/разорвав от нагрузки. И конец временного отсчета - заметив где монтаж уже не влияет и линия выпрямляется.
3. На противоположный конец кабеля накручиваете нагрузку, чтоб эти отражения не мешали измерениям.
4. Ну и смотрите в каком месте плохое КСВ. Если переключится на диаграмму смитта и чуток изловчится, то можно в принципе понять большая лепёха припоя нехватка припоя.

Для начала можно потренироваться на коаксиально-микрополосковых переходах. Почиповать микрополосок и посмотреть что меняется на графиках.

Принцип работы такой: линия измеряет как амплитуду, так и фазу. Ведь это достаточно для преобразования фурье. Ну а дальше принцип обратного преобразования фурье. т.е. перевод из частотной во временную область. И если просуммировать получившиеся характеристики, то на какой то длинне можно увидеть неоднородность. Ну как то так. ПОпростецки. rolleyes.gif

У нас регуляторы этот метод почти на всех кабелях применяют. Сразу понятно какой конец нужно перепаивать или отрезать....

Вот картинка с пояснениями пост 25.. Прикрутил различные типы соединителей в линейку. И смотрите на этой картинке видно, что воздушная каллибровочная пипка от RS (между точками 5 и 6) имеет две шайбы, а SMA пипка от минициркуитс (4 и 5) заполнена фторопластом не очень хорошо, а вот сайвер от пастернака довольно приличная штука по параметрам.

Если линии с таймдоменом нету. То это очень усложняет, т.к. интерактивность пропадает.. Но при извращениях можно через слив данных и последующей обработкой в AWR или другой подобной программе это всё увидеть.
Green_Smoke
Цитата(serega_sh____ @ Apr 6 2016, 19:06) *
Тогда смею предположить: т.е. у Вас проблеммы с разделкой соединителя?!!! Вы это хотите увидеть? Где и на сколько всё плохо?????....
Если линии с таймдоменом нету. То это очень усложняет, т.к. интерактивность пропадает.. Но при извращениях можно через слив данных и последующей обработкой в AWR или другой подобной программе это всё увидеть.


Плохую заделку по DTF вроде видно.
Не только, у нас есть участки с полувоздушным кабелем РК-50-17 и что там твориться очень трудно понять)))
В приложении DTF для участка из 6 участков кабелей.

Нажмите для просмотра прикрепленного файла

А вторая более подробно последние три куска кабеля.

Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Очень хотелось вычленить один кабель и выяснить что же там такое...
Olesia
Если вернуться к матрицам. корень можно брать из модуля коэффициента передачи (S) вполне спокойно. за одной оговоркой. после корня фазовая характеристика передачи не изменит наклона, но будет болтаться в пределах 90 градусов. Чтобы получить нормальную характеристику нужно развернуть и потом свернуть фазу в пределы +/-180.
Green_Smoke
Цитата(Olesia @ Apr 7 2016, 16:03) *
Если вернуться к матрицам. корень можно брать из модуля коэффициента передачи (S) вполне спокойно. за одной оговоркой. после корня фазовая характеристика передачи не изменит наклона, но будет болтаться в пределах 90 градусов. Чтобы получить нормальную характеристику нужно развернуть и потом свернуть фазу в пределы +/-180.


Про фазу не очень понял, вы же от нее избавились как только получили квадрат коэффициента передачи

С матрицами оказалось все не очень просто...
простое моделирование показало, получить квадрат матрицы достаточно просто
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

А в реальности для трех кусков кабеля уже все не так однозначно
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Olesia
Фаза всегда с намиsm.gif это для модуля правильно - взять корень из произведения комплексных чисел. для фазы нужно сделать разворот, а потом сворот. Для фазы это "эквивалентно" корню. вот пример Нажмите для просмотра прикрепленного файла


я не совсем поняла, что значит "Проблема в том, что измерить векторным анализатором цепей можно только суммарную характеристику пары кабелей.
Кабелей условно 3 шт. (A,B,C). Перемычка, используемая для перемыкания "идеальная". "
Green_Smoke
Цитата(Olesia @ Apr 8 2016, 08:06) *
я не совсем поняла, что значит "Проблема в том, что измерить векторным анализатором цепей можно только суммарную характеристику пары кабелей.
Кабелей условно 3 шт. (A,B,C). Перемычка, используемая для перемыкания "идеальная". "


Есть длинные кабели (200 м), они проложены по конструкциям.
Чтобы подключить ВАЦ, нужно либо иметь свободный кусок кабеля такой же длины, либо его перемещать (калибровка/измерение).
Но поскольку проложенных кабелей несколько, то достаточно замкнуть пару кабелей перемычкой, то можно измерять ВАЦ с одной стороны но только для пары.
Измерив три пары можно вычленить характеристику одного кабеля, но как оказалось только его удвоенной длины (см. выше).

Может у Вас есть более элегантный способ решить мою проблему.
Olesia
Есть возможность забирать файлы состояний однопортовой калибровки из прибора в читабельном формате? В файле состояний должны быть направленность, согласование и трекинг отражения, все по частоте.
Есть такое предложение. точную характеристику можно найти, если сделать две однопортовые калибровки: первая на порту ВАЦ, который будет подключаться к кабелю, а вторую по выходу кабеля. потом немножко математической магии - и будет характеристика кабеля, именно его S параметры, правдя с условием, что оба коэффицкента передачи будут одинаковыми.

Это все та же математика Adapter removal.
Green_Smoke
Цитата(Olesia @ Apr 8 2016, 10:22) *
Есть возможность забирать файлы состояний однопортовой калибровки из прибора в читабельном формате? В файле состояний должны быть направленность, согласование и трекинг отражения, все по частоте.
Есть такое предложение. точную характеристику можно найти, если сделать две однопортовые калибровки: первая на порту ВАЦ, который будет подключаться к кабелю, а вторую по выходу кабеля. потом немножко математической магии - и будет характеристика кабеля, именно его S параметры, правдя с условием, что оба коэффицкента передачи будут одинаковыми.

Это все та же математика Adapter removal.


К сожалению я не знаю E5062A позволяет вытаскивать файлы состояний однопортовой калибровки.
Измеряемы кабели пассивные, поэтому вроде должно быть S21=S12.
Green_Smoke
Цитата(Olesia @ Apr 8 2016, 10:22) *
Это все та же математика Adapter removal.


Не могли бы вы дать ссылки на описание этой математики
Для просмотра полной версии этой страницы, пожалуйста, пройдите по ссылке.
Invision Power Board © 2001-2025 Invision Power Services, Inc.