libro

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA NACIONAL
FACULTAD REGIONAL TUCUMÁN

Ingeniería Electrónica – Medidas Electrónicas II

Reflectometría en el Dominio del Tiempo TDR

Ing. Juan C. Colombo
Año:2011

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1.- Introducción a TDR – Reflectometría en el dominio del Tiempo
El reflectómetro, básicamente utiliza una técnica de medición del coeficiente de reflexión y
de relación de onda estacionaria(ROE) en líneas de transmisión, obteniendo información
sobre distintos parámetros que permiten determinar el comportamiento de la misma ante
determinadas situaciones de cortocircuito, circuito abierto, atenuación, pérdidas, etc. En
principio mide: la onda de voltaje incidente y la onda reflejada; el tiempo que tarda el pulso
o un escalón en ir desde la entrada a la carga y volver al punto deentrada, dando el
coeficiente de reflexión г de la carga y la ROE, en valor absoluto sin información sobre la
fase en los instrumentos más económicos. Además da la distancia a la que se encuentra
una discontinuidad a partir del tiempo que demora una señal en ir y volver desde la
entrada a la salida, y de la velocidad de propagación según cada tipo de cable utilizado en
una determinada red. Haydiferentes tipos de reflectómetros, desde un osciloscopio de
muestro con muy elevado tiempo de respuesta y amplio ancho de banda del orden de los
GHZ a instrumentos portátiles para detectar fallas en cables.
La frecuencia, nivel y tipo de señal a inyectar en la red dependerá del ámbito de
aplicación. Como ejemplos se pueden mencionar: detección de fallas y configuración de
redes LAN de 150 yredes de hasta 3500m o más; medición de longitud de cables,
distancia a las fallas ( cable cortado o cortocircuitado, par invertido, conductores
cruzados), para distintos tipos de cables pares, multipares, coaxial; trazar la longitud
física de una red, etc. Es habitual que los TDR tengan en la memoria la velocidad de
propagación de cada tipo de cable y la misma sea ajustable.
Las señales desalida pueden ser: generador de tono de 800 a 1000Hz utilizado en
conexiones telefónicas de hasta 150 m; pulso de salida de 5 Vp-p para conductores de
energía y de comunicaciones de hasta 2000m, con tiempo de crecimiento en el orden de
los 2,1µs y 25nsg; función escalón con tiempo de subida de los ns.
Las impedancias de cables pueden seleccionarse de 50Ω, 75Ω,100Ω,125Ω y 150Ω en
cableado dehasta 3500m de longitud.
La longitud mínima de los cables a medir es del orden de los 4 m, la precisión de 1 al 5%
y la resolución es de 0,1 a 100m, hasta 1m y de 50 Cm.
Hay equipos que detectan humedad y presencia de agua.
Para distancias mayores, como 16Km se aumenta el nivel del pulso de salida, siendo un
valor típico 14Vp-p, con un acho variables de 20ns a 2 µs.
2.- Acoplador direccionalUno de los elementos importantes que surge originalmente junto al refractómetro es el
acoplador direccional que tiene 4 pares de terminales, como se indica en la Figura 1
siguiente.
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Figura 1: Esquema de acoplador direccional

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El segmento 1 – 2 es la línea de transmisión principal y es por donde viaja la señal desde
la entrada a la salida o desde el punto deemisión 1 al punto de salida 2. Una parte muy
pequeña de la señal que va de 1 a 2 aparecerá en 3 siempre que en 4 haya una carga Z 0.
Si se pretende que la energía se propague únicamente en la dirección 1 a 2, y no
aparezca nada en 3, es prácticamente imposible de conseguir porque siempre hay
pérdidas. Esto se asocia con el concepto de directividad del acoplador direccional, al que
se define comoel cociente, en dB, entre las salidas en 3 cuando iguales potencias se
propagan en la línea 1 – 2, primero en la dirección de 1 hacia 2 y luego a la inversa desde
2 hacia 1.
El factor de acoplamiento del acoplador direccional es el cociente, en dB, entre la potencia
que entra a la línea en 1 y se propaga en la dirección 2, potencia incidente en 1, y la
potencia presente en 3. El factor de...