Hallo, ich wollte mich gerade über Time Domain Reflectometry(TDR) schlau machen und frage mich nun warum man da eigentlich immer zwei parallele Leiter braucht (zB: Koaxialkabel oder verdrillte Drähte). Ich weiß ich stelle mir das sehr Laienhaft vor (weil ich leider noch einer bin) aber wenn ich ein mit Luft gefülltes Rohr habe und da nun eine Schallwelle reinschicke die zum Teil an einer Verjüngung zur Quelle reflektiert wird brauch ich ja auch kein zweites Rohr das daneben liegt. Wieso funktioniert das bei der Zeitbereichsreflektometrie nicht? (Laut Aussagen in diesem Forum geht es schon aber nur sehr aufwändig: https://www.physicsforums.com/threads/reflectometry-in-single-wire.779230/) Also anders gefragt: Aufgrund welcher physikalischen Grundlagen geht es besser mit einem Rückleiter? LG, Ludwig
@ Ludwig (Gast) >ich wollte mich gerade über Time Domain Reflectometry(TDR) schlau machen >und frage mich nun warum man da eigentlich immer zwei parallele Leiter >braucht (zB: Koaxialkabel oder verdrillte Drähte). Weil es auch bei HF ein StromKREIS ist. Man brauch Hin- und Rückleiter. >Ich weiß ich stelle mir das sehr Laienhaft vor (weil ich leider noch >einer bin) aber wenn ich ein mit Luft gefülltes Rohr habe und da nun >eine Schallwelle reinschicke die zum Teil an einer Verjüngung zur Quelle >reflektiert wird brauch ich ja auch kein zweites Rohr das daneben liegt. In Kabeln breiten sich Signale nicht wie Mikrowellen oder Licht aus, sondern als elektromagnetische Interaktion zwischen den Leitern. Die wissenschaftliche Erklärung mit Maxwell dürfen hier gern andere bringen, nur wirst du die noch weniger verstehen. :-0 >Wieso funktioniert das bei der Zeitbereichsreflektometrie nicht? Siehe oben. >Also anders gefragt: Aufgrund welcher physikalischen Grundlagen geht es >besser mit einem Rückleiter? TDR funktioniert nicht wie eine Stabantenne, die auch mit nur einem scheinbaen Leiter Energie abstrahlen kann.
Ich versuche es mal etwas Laienfreundlich zu erklären: Um bei deinem Rohrbeispiel zu bleiben: Deine Schallwelle braucht ein Transportmedium (Luft) und einen Leiter, der die Ausbreitung begrenzt (Rohr). Würdest du deinen Impuls jetzt nicht in ein Rohr hinein senden, sondern in die freie Luft, hörst du zwar immer noch ein Echo, aber dieses ist deutlich undefinierter und verfälscht durch die Umgebung. Wenn wir das jetzt auf einen elektrischen Leiter übertragen, heißt das: Der Impuls auf ein Koaxialkabel gesendet wird sich innerhalb dessen ausbreiten und dir Echos entlang der Laufzeit im Kabel zurückgeben. Wenn du den Impuls allerdings auf einen losen Draht sendest, hast du eine Antenne, die dir alles aus dem Äther empfängt ;-) Optisches TDR (Glasfasermessung) funktioniert übrigens auch so: Der relevante Teil einer Glasfaser besteht aus 2 Glaskomponenten (Core und Cladding) mit unterschiedlichem Brechungsindex, die dafür sorgen, dass das Optische Signal im Faser-Kern bleibt. Ich hoffe, für genug Verwirrung gesorgt zu haben ;-) MfG
Wenn Du einen Leiter "allein" benutzt, ist das in Wirklichkeit nie der Fall. Schließlich muss ein elektrischer Stromkreis vorhanden sein, der sich dann über Erde oder leitfähige Gegenstände in der Umgebung bildet. Es besteht immer ein elektrisches Feld, das andre Leiter einschließt oder in der Umgebung endet. Nun ist aber das Feld um einen einzelnen Leiter offen und sehr von der Umgebung abhängig, sodass da im Verlauf der Leitung Kapazitäts- und Wellenwiderstandssprünge entstehen können. Das Reflektometer wird meist anstelle eines eindeutigen Signals vielfache Reflexionen anzeigen. Wenn zum Beispiel neben dem offenen Leiter ein Metallgegenstand steht, wird an ihm schon eine Reflektion stattfinden. Bei einem Rückleiter ist das Feld nahezu immer begrenzt und von der Umgebung des Leiterpaars unabhängig, auch werden Abstrahlungs- und Empfangsvorgänge weitgehend verhindert, vor Allem bei Koaxialkabeln oder Zwillingsadern. Es bestehen entlang eines gleichmäßigen Leiterpaars also weitgehend keine Sprungstellen bezüglich Kapazität, Induktivität, Wellenwiderstand, Belastung usw. sodass die Reflektionen an Störstellen wirklich eindeutig erkannt werden. Auch sind die Verluste beim Einzelleiter durch Abstrahlung derart groß, dass nach relativ kurzen Strecken Reflexionen nicht mehr messbar sind..
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Ludwig schrieb: > Ich weiß ich stelle mir das sehr Laienhaft vor (weil ich leider noch > einer bin) aber wenn ich ein mit Luft gefülltes Rohr habe und da nun > eine Schallwelle reinschicke die zum Teil an einer Verjüngung zur Quelle > reflektiert wird brauch ich ja auch kein zweites Rohr das daneben liegt. Um bei dem Rohrvergleich zu bleiben: Bei einem Koaxkabel sind nicht die Leiter, sondern das Dielektrikum das Medium (für die elektromagnetische Welle im Kabel). Und von dem hast du auch nur eines.
Marian B. schrieb: > Um bei dem Rohrvergleich zu bleiben: Bei einem Koaxkabel sind nicht die > Leiter, sondern das Dielektrikum das Medium (für die elektromagnetische > Welle im Kabel). Und von dem hast du auch nur eines. Tolle Theorie - dann könnte man also Innenleiter und Mantel weglassen und das Signal nur durch ein Schaumstoffrohr schicken? Unglaublich was man da einsparen kann. Georg
Jaja Man kann auch den Hohlleiter mit Schnaps füllen und austrinken....
Georg schrieb: > Tolle Theorie - dann könnte man also Innenleiter und Mantel weglassen > und das Signal nur durch ein Schaumstoffrohr schicken? Unglaublich was > man da einsparen kann. > > Georg OT: Fast, siehe https://de.wikipedia.org/wiki/Goubau-Leitung Arno
Georg schrieb: > Tolle Theorie - dann könnte man also Innenleiter und Mantel weglassen > und das Signal nur durch ein Schaumstoffrohr schicken? Unglaublich was > man da einsparen kann. Natürlich gibt es das, als sog. dielektrischen Wellenleiter. Hat halt nicht die Verlustarmut wie ein Hohlleiter, ist aber durchaus verwendbar. Da braucht man nur am Ende und am Anfang eine Antenne, die das Signal an den Wellenleiter übergibt. Übrigens ist ein Glasfaser-Lichtleiter nichts andres als solch ein Wellenleiter ohne Metalldraht oder Metallmantel.
Georg schrieb: > Tolle Theorie - dann könnte man also Innenleiter und Mantel weglassen > und das Signal nur durch ein Schaumstoffrohr schicken? Genau wie bei der Wasserleitung. Das eigentliche Transportmedium ist ja nicht die Rohrwand, sondern der Hohlraum dazwischen. Und das funktioniert sogar praktisch: https://www.youtube.com/watch?v=aArEzu8upuo
Okay, das hilft mir schonmal weiter! Das heißt man kann sagen, dass - bei Koaxial- oder Zwillingskabeln der Wellenwiderstand konstant ist, wodurch wirklich nur am Ende des Kabels (oder etwaige Fehlstellen) etwas reflektiert wird und - die Schirmung eine Abstrahlung des Impulses verhindert und somit am Ende auch noch was da ist das reflektiert und an der Quelle empfangen werden kann. So weit, so gut. Angenommen ich bau das auf. Funktionsgenerator - Koaxialkabel - BNC-T-Stück mit Oszilloskop - noch ein Koaxialkabel und da dran am Innenleiter den Innenleiter meines zu messenden Koaxialkabels. Was passiert nun wenn ich die Schirmung des zu messenden Koaxialkabels nicht mit der Schirmung/Masse von Signalgenerator und Oszilloskop verbinde? Ich nehme an dass ich dann wieder nichts messe. Aber warum ist das so? Wieso brauche ich den Bezug zum Schirm wenn am Innenleiter eine Welle an Elektronen daherschwappt und ins Oszi fließt? Sorry für die bildlichen Vergleiche, ich hoffe davon bekommt niemand graue Haare ;)
Ludwig schrieb: > Das heißt man kann sagen, dass > - bei Koaxial- oder Zwillingskabeln der Wellenwiderstand konstant ist, Idealerweise ja. > wodurch wirklich nur am Ende des Kabels (oder etwaige Fehlstellen) etwas > reflektiert wird Ja. Falls du zwischendrin Stoßstellen mit Impedanzsprüngen hast, kannst du diese ebenfalls herausfinden. > somit am > Ende auch noch was da ist das reflektiert und an der Quelle empfangen > werden kann. Das ist der springende Punkt, weshalb man das nicht endlos weit treiben kann. > Was passiert nun wenn ich die Schirmung des zu messenden Koaxialkabels > nicht mit der Schirmung/Masse von Signalgenerator und Oszilloskop > verbinde? Du wirst eine starke Stoßstelle messen. Je nachdem, wieviel Signal dort überhaupt noch weitergeleitet wird, kannst du damit das Ende u. U. gar nicht mehr erkennen.
Falk B. schrieb: > TDR funktioniert nicht wie eine Stabantenne, die auch mit nur einem > scheinbaen Leiter Energie abstrahlen kann. Dazu kommt noch, dass eine Stabantenne de facto ein aufgeklappter Schwingkreis mit Kondensator ist. Und der hat nun mal auch zwei Leiter. p.s. Ohne den zweiten Leiter (Gegengewicht) ist der Wirkungsgrad einer Stabantenne bekanntlich unterirdisch.
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