(deel2) Praktische TDR-ervaringen met de SV4401A
Op 8 maart had ik de update van SV4401A Firmware v0.7.3 – De nieuwste ontwikkelingen uitgelegd en een klein stukje over de TDR met lange kabel.
https://pd0g.com/2026/03/08/sv4401a-firmware-v0-7-3-de-nieuwste-ontwikkelingen-uitgelegd/
Tijdens het testen van de TDR-functie (Time Domain Reflectometry) van de SV4401A heb ik diverse metingen uitgevoerd aan zowel lange als zeer korte coaxkabels. Daarbij vielen een aantal zaken op die handig zijn om te weten voordat je met TDR aan de slag gaat.
Wat is TDR?
TDR staat voor Time Domain Reflectometry. Hierbij wordt een zeer korte puls in de coaxkabel gestuurd. Zodra deze puls een verandering tegenkomt, bijvoorbeeld:
- een kabelbreuk;
- een kortsluiting;
- een open kabeluiteinde;
- een beschadiging in de coax;
wordt een deel van de puls teruggekaatst naar de VNA.
De VNA meet vervolgens hoe lang het duurt voordat deze reflectie terugkomt.
Omdat radiosignalen zich met een bekende snelheid door de kabel verplaatsen, kan uit deze tijd de afstand tot de storing worden berekend.
Waarom moet het uiteinde open blijven?
Voor een eenvoudige test is het handig om het uiteinde van de coax niet aan te sluiten. De puls loopt dan naar het einde van de kabel en wordt volledig teruggekaatst. Daardoor ontstaat een duidelijke reflectie die gemakkelijk zichtbaar is in de TDR-grafiek.
Bij een 50 Ω afsluitweerstand wordt vrijwel geen energie teruggekaatst en zal er nauwelijks een reflectie zichtbaar zijn.
Waarom wordt de kabel twee keer gemeten?
Een veelgemaakte fout is te denken dat de puls slechts één keer door de kabel gaat. Dat is niet zo.
De VNA meet:
- de tijd die nodig is om naar het einde van de kabel te gaan;
- én de tijd die nodig is om terug te komen.
De gemeten tijd is dus altijd een heen- en terugreis. Daarom wordt in de berekening gedeeld door twee.
Een open kabeluiteinde betekent niet dat de puls stopt. Omdat er geen belasting aanwezig is, wordt de puls vrijwel volledig teruggekaatst naar de VNA. De VNA meet daarom altijd de tijd van de heen- én terugweg van het signaal. Om de werkelijke kabellengte te berekenen wordt de gemeten tijd gedeeld door twee.
Wat betekent ns?
De tijd wordt weergegeven in ns. ns staat voor nanoseconde.
1 nanoseconde is: 1/1.000.000.000 seconde
Ofwel:
0,000000001 seconde.
Dat lijkt extreem kort, maar radiosignalen bewegen zich bijna met de lichtsnelheid.
In één nanoseconde legt een signaal in de vrije ruimte ongeveer 30 centimeter af.
In coaxkabel gaat dit iets langzamer vanwege de Velocity Factor (VF).
Berekening van de verwachte reflectietijd
Voor RG58 wordt vaak een VF van ongeveer 0,66 gebruikt.
De formule is:t=c×VF2×L
waarbij:
- t = tijd in seconden
- L = kabellengte
- c = lichtsnelheid (300.000.000 m/s)
- VF = Velocity Factor
Voorbeeld 1:
10 meter RG58
t=300.000.000×0,662×10
≈ 101 ns
De reflectie wordt dus rond 101 ns verwacht.
Voorbeeld 2:
1 meter RG58
t=300.000.000×0,662×1
≈ 10 ns
Voorbeeld 3:
12 cm RG58
t=300.000.000×0,662×0,12
≈ 1,2 ns
Tijdens de praktijktest gaf de SV4401A een reflectietijd van ongeveer 1,223 ns.
Dit komt vrijwel exact overeen met de werkelijke lengte van de kabel.
Waarom moet de tijdschaal worden aangepast?
De TDR-grafiek heeft een beperkt venster. Vergelijk het met een liniaal.
Voor een kabel van 10 meter wil je een grotere schaal gebruiken dan voor een kabel van 25 centimeter.
Lange kabels
Bij een kabel van ongeveer 10 meter wordt een reflectie rond 100 ns verwacht.
De tijdschaal moet dan ruim boven de 100 ns liggen zodat de reflectie zichtbaar wordt.
Korte kabels
Bij een kabel van 25 cm wordt de reflectie al rond 2 à 3 ns verwacht.
Gebruik je een schaal van 200 ns dan zit alle informatie helemaal links in de grafiek gepropt.
Een kleinere tijdschaal maakt de reflectie beter zichtbaar.
Hoe kies je de frequentie?
De TDR-functie gebruikt de ingestelde sweepfrequenties van de VNA.
Een grotere bandbreedte geeft een betere resolutie.
Voorbeelden:
- 1 MHz – 50 MHz → lage resolutie
- 1 MHz – 500 MHz → betere resolutie
- 1 MHz – 3 GHz → hoogste resolutie
Bij zeer korte kabels is een hoge eindfrequentie belangrijk.
Tijdens de tests werd 1 MHz tot 3 GHz gebruikt.
Hiermee konden reflecties van slechts enkele tientallen centimeters worden waargenomen.
Eerst kalibreren
Voordat TDR wordt gebruikt moet eerst een normale VNA-kalibratie worden uitgevoerd.
- Open het normale VNA-scherm.
- Voer de SOL-kalibratie uit.
- Sla de kalibratie op.
- Schakel daarna pas over naar het TDR-menu.
Hierdoor wordt het meetvlak correct op de aansluiting van de VNA gelegd en worden fouten van kabels en adapters zoveel mogelijk verwijderd.
Opvallende softwarefout
Tijdens het testen van zeer korte kabels werd een bijzonder verschijnsel ontdekt.
Een testkabel van ongeveer 12 cm gaf:
- Reflectietijd: 1,223 ns
- Afstandsweergave: 1,21 mm
De berekende lengte uit de reflectietijd bleek correct te zijn en kwam uit op ongeveer 12 cm.
De weergegeven afstand van 1,21 mm kan daarom niet juist zijn.
Het lijkt erop dat er in de huidige firmware of software een fout zit in de weergave van de afstand bij zeer korte kabels. Mogelijk staat de komma verkeerd of wordt de eenheid niet correct weergegeven.
De tijdsmeting lijkt echter wel correct te functioneren.
Conclusie
De TDR-functie van de SV4401A blijkt in de praktijk goed bruikbaar voor het bepalen van de lengte van coaxkabels en het opsporen van reflecties.
Tests met kabels van 10 meter tot slechts 12 centimeter laten zien dat de gemeten reflectietijd nauwkeurig overeenkomt met de werkelijke lengte.
Bij zeer korte kabels lijkt de afstandsweergave echter nog een softwarefout te bevatten. Daarom is het verstandig om vooral naar de gemeten tijd in nanoseconden te kijken en de lengte eventueel zelf te berekenen.
https://www.sysjoint.com/
