TDR Messgerät Entwicklung

[oberallgeier]

.. Das Display funktioniert leider nur mit 5V. Es muss also ein zusätzliche Stromversorgung mit rein! ...

Vermutlich kennst Du diese Dinger oder ähnliche ?
Bei Eingangsspannung: > 3 V : Ausgangsspannung 5 V; Strom 380–480 mA, Größe: 11 * 10,5 * 7,5 mm, Typische Umwandlungseffizienz: 85 %. Aus China billigst (incl Versand *gg*) im Zehnerpack. Davon kann ich Dir gern zwei bis fünf senden, geschenkt - einfach PN - und meine Post geht ab.

[wkrug]

Vermutlich kennst Du diese Dinger oder ähnliche ?

Ich werde 2S 18650 Akkus als Stromversorgung nehmen.
Da kommt also ein "normaler" 5V Low Drop Spannungsregler mit rein.
Evtl. einer in Schalt- Technik ( TSR 1-2450 ) . Das Display zieht immerhin 150mA Strom.

[wkrug]

Mal ein erstes Foto vom Display.
Die Berechnungen müssen noch durchgeführt werden ( 6...8 ).
Der Cursor in der Anzeige muss noch gesetzt werden.
Die Menüführung ist zwar vorbereitet, aber noch nicht funktional.

1. Zeile = Batteriespannung des Akkus ( Soll bei unter 7,6V Rot werden )
2. Zeile = Messrange ( 3-15m, 15-150m, 150-1500m - Ist dem TDC Chip geschuldet)
3. Zeile = Kabeltyp
4. Zeile = Velocity Faktor des aktuellen Kabeltyps ( kann per Joystick geändert werden )
5. Zeile = Aktuelle Cursorposition im Mess Bild ( noch nicht Implementiert, soll nur ein senkrechter Strich werden )
6. Zeile = Aktuelle Zeit an der Cursorposition
7. Zeile = Berechnete Kabellänge an der Cursorposition
8. Zeile = Berechneter Wellenwiderstand an der Cursorposition

Ganz unten wird das aktuelle Oszillogramm des Kabels angezeigt ( hier 50m Verlängerungskabel ).

Was noch fehlt ist der Zeitabzug für die Messkabellänge, weil die ja in die Messung mit eingeht.

Kommt man so zurecht?
Wo wäre noch Verbesserungspotential?

[Crazy Harry]

Herzlichen Dank für den Schaltplan, schau ich mir bald möglichst an.

Gruss
Harry

[wkrug]

Ich werd noch ein paar Bauteile austauschen.
Als Pulsgenerator wird wohl ein 74ALVC14 zum Einsatz kommen - Slew Rate < 2ns typisch 1ns anstatt 3ns beim LVC Typ.
Als Komparator möchte Ich einen TLV 3602 anstatt des TLV 3502 verwenden 2,5ns statt 4,5ns.
Die Änderungen sind aber noch nicht getestet.

[wkrug]

Ich hab mal einen ersten Versuch in KiCad gemacht - Schaltplan und Layout.
Wenn da mal einer von den Profis drüber schauen möchte ?!

P.S. Das Display ist im Layout falsch rum, steht auf dem Kopf.
Hab Ich nun aber schon umgedreht.

[wkrug]

Die erste Prototypenplatine ist bestückt.
Ein paar Kleinigkeiten passen noch nicht.
1. Der Abstand für die Steckverbinder Store und Run ist zu gering.
2. Das Pinout für die Diode am Messeingang passt nicht ( Ich werd da eh eine andere verwenden ).
3. Das Display ragt über den unteren Befestigungspunkt der Platine hinaus ( Ich werde versuchen die Ecke des Displays abzuschleifen, oder die Schraube einfach weg zu lassen ).
Weiteres könnte sich beim Einbau in's Gehäuse zeigen.
Anbei Bilder der Platine, sowie der Schaltplan.
 
 

Ein paar Kleinigkeiten gefallen mir noch nicht.
Bei offener Messleitung wird kein klares Rechteck angezeigt, schließt man ein Oszilloskop an schauen beide Kurven gut aus ( Am Oszilloskop und dem TDR ).
Ich werde da am Eingang mal mit verschiedenen Dioden probieren.
Die Diode ist nötig, da bei manchen Kabeln negative Transienten entstehen und davor möchte Ich die Elektronik schützen.
Was meint Ihr was wäre da am geeignetsten ( TVS Diode?, 1N4148, AA143, PIN Diode )?

Noch ein paar Messwerte:
Das Display zieht an 5V 130mA.
Der Rest der Schaltung an 3,3V 30mA.

Dank Schaltregler braucht das Ganze bei nominal 7,6V ebenfalls nur 130mA.
Also Batteriebetrieb an 2 18650 Zellen. Das dürfte eine Laufzeit von über 15h bedeuten ( 2100mAh Zellen ).

Die Schaltung nutzt zur Zeit die internen Pullups für die Eingabetaster.
Platz für externe 0805 Widerstände sind mit drauf.

Der Takt läuft zur Zeit über den internen 24MHz Generator.
Platz für einen externen 24MHz Quarz + Bürdenkondensatoren ist auch drauf.