TDR Messgerät Entwicklung

[Moppi]

Dann brauchst Du den TDC7200 nicht. Wenn Du die Amplitude misst (in festen intervallen die dein µC intern erzeugt), hat der TDC7200 keinen Nutzen, er würde nur die Zeit messen bis das Signal zurück gekommen ist.

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Gut, dann versuche ich mal eine mögliche Lösung, um die Timing-Probleme mit einem µC zu umgehen:

-CPU sendet Impuls: Die CPU schaltet einen Pin, um den Impuls ins Kabel zu senden.
-CPU startet Timer: Die CPU gibt einem Hardware-Timer den Befehl zu starten.
-Timer startet ADC: Nach Ablauf der genauen Wartezeit sendet der Timer ein Triggersignal an einen externen ADC.
-ADC misst: Der ADC führt die Messung durch und stellt das Ergebnis an seinem Ausgang bereit.
-CPU liest aus: Die CPU wird per Interrupt benachrichtigt oder prüft ein Statusflag, dass der Messwert am ADC bereitsteht. Sie liest das Ergebnis ein und speichert es.
-Wiederholung: Der gesamte Vorgang beginnt von vorn, mit Erhöhung des Timers für die Wartezeit (entspricht einer anderen Stelle im Kabel).

Dafür kannst du womöglich einen AD9280 nehmen.

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Dennoch würde hier ein 74LVC1G14 gut sein, der der Signale formt die vom µC kommen. Denn auch der ADC soll ja einen möglichst genauen Wert liefern und nicht irgendwas durch zu lange Flanken Verwaschenes. Zudem wäre er mit dem µC pannungskompatibel.


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Wegen der Berechnung, hier ein nicht getestetes Beispiel (z.B. Arduino-Code), um die Berechnung zu veranschaulichen:

double berechneKabellaenge(unsigned long timerValue, double velocityFactor) {


    const double LICHTGESCHWINDIGKEIT = 299792458.0;
    const double TIMER_AUFLOESUNG_S = 1.0 / 42.0 / 1000000.0; //42MHz


    double gesamtlaufzeit_s = static_cast<double>(timerValue) * TIMER_AUFLOESUNG_S;
    double signalgeschwindigkeit = velocityFactor * LICHTGESCHWINDIGKEIT;
    double laenge_m = (gesamtlaufzeit_s * signalgeschwindigkeit) / 2.0;


    return laenge_m;
}


timerValue: letzter Timer-Startwert (Wartezeit bis ADC Messung gestartet. Anfangswert ist 0, jede weitere Erhöhung um 1)
velocityFactor: wird benötigt für eine möglichst genaue Berechnung (folgende Tabelle enthält typische Werte)


Nr.	Kabeltyp (Beispiel)	Dielektrikum (Isolierung)	Verkürzungsfaktor (Vf)
1	Allgemeine Schätzung	Massives PE			0,66
2	Allgemeine Schätzung	Geschäumtes PE			0,80
3	RG-58 C/U, RG-213/U	Massives PE			0,66
4	RG-58 (Foam)		Geschäumtes PE			0,78
5	RG-59 B/U		Massives PE			0,66
6	RG-59 (Foam)		Geschäumtes PE			0,78
7	RG-174 A/U		Massives PE			0,66
8	RG-11/U			Massives PE			0,66
9	RG-8 (Foam)		Geschäumtes PE			0,78
10	LMR-195			Geschäumtes PE			0,80
11	LMR-240			Geschäumtes PE			0,84
12	LMR-400			Geschäumtes PE			0,85
13	Aircell 7, Ecoflex 7	Spezialschaum			0,83
14	Ecoflex 10, Aircom Premium	Spezialschaum		0,86
15	PTFE (Teflon)		Teflon				0,70
16	Luftisoliertes Kabel	Luft				0,95 - 0,98

Diese Werte sind Schätzungen. Der tatsächliche Verkürzungsfaktor eines bestimmten Kabels kann jedoch leicht abweichen, zum Beispiel aufgrund von Herstellertoleranzen oder Materialschwankungen. Deshalb ist die Kalibrierung mit einer bekannten Kabellänge immer die genaueste Methode.