Impulse auf langen Leitungen mit Oszi anzeigen

[Julian (jollepe)]

Hallo zusammen,

ich habe einen Digitalausgang, der mir Impulse (24V) ausgibt.
Nun wollte ich mittels Oszilloskop die Laufzeitunterschiede aufzeichnen, 
wenn ich mit dem Tastkopf:

1. direkt an den Digitalausgang gehe
2. nach 200m Kupferkabel erst verbinde

Schön wäre natürlich über Channel 1 die erste Messung und parallel dazu 
über Channel 2 die zweite Messung durchführen lasse.
Je nach Oszi Auflösung und nach Leitungslänge, erhoffe ich mir minimale 
Laufzeitunterschiede zu detektieren.
Die Pulse kommen mit 3Hz aus dem Digitalausgang.

Im Anhang habe ich mal eine grobe Skizze erstellt.
Kann ich mit dem Messaufbau das generell so machen, oder messe ich mist?

[Georg (Gast)]

Geht N. schrieb:
> Kann ich mit dem Messaufbau das generell so machen, oder messe ich mist?

Nein, nicht wenn du nicht ein 200m langes Oszikabel benutzt. Du misst, 
was dein Oszi messen kann. Die Verzögerung beträgt mindestens ein paar 
µs. Ausserdem ist die Eingangsverzögerung bei gleicher Einstellung an 
beiden Oszi-Eingängen gleich, also ist die sichtbare Verzögerung die des 
Kabels.

Georg

[Falk B. (falk)]

@Geht Nicht (jollepe)

>ich habe einen Digitalausgang, der mir Impulse (24V) ausgibt.
>Nun wollte ich mittels Oszilloskop die Laufzeitunterschiede aufzeichnen,
>wenn ich mit dem Tastkopf:

>1. direkt an den Digitalausgang gehe
>2. nach 200m Kupferkabel erst verbinde

Kann man machen, vorausgesetzt das Kabel liegt in einer Schleife, denn 
ein 200m langes Tastkopfkabel will man wohl eher nicht nutzen ;-)

>Schön wäre natürlich über Channel 1 die erste Messung und parallel dazu
>über Channel 2 die zweite Messung durchführen lasse.

Das macht jedes normale Oszi.

>Je nach Oszi Auflösung und nach Leitungslänge, erhoffe ich mir minimale
>Laufzeitunterschiede zu detektieren.

Normale Kabel haben ca. 5,5us/km Laufzeit.

>Kann ich mit dem Messaufbau das generell so machen,

Ja.

[Hp M. (nachtmix)]

Geht N. schrieb:
> ich habe einen Digitalausgang, der mir Impulse (24V) ausgibt.

Warum so viel?
Steile Impulsflanken sind für eine Zeitmesung wichtiger.
Die Laufzeit  düfte bei etwa 1µs liegen.

Verwendest du ein Koaxkabel oder eine symmetrische Leitung?

[Falk B. (falk)]

@Hp M. (nachtmix)

>> ich habe einen Digitalausgang, der mir Impulse (24V) ausgibt.

>Warum so viel?

Wahrscheinlich aus einer SPS ;-)

>Steile Impulsflanken sind für eine Zeitmesung wichtiger.

Stimmt. Da baut man sich besser ein TDR für Arme.

http://www.epanorama.net/circuits/tdr.html

[GeGe (Gast)]

Geht N. schrieb:
> Im Anhang habe ich mal eine grobe Skizze erstellt.
> Kann ich mit dem Messaufbau das generell so machen, oder messe ich mist?

Bei den meisten Oszis sind die Massen der Kanäle intern verbunden und 
haben meistens auch Schutzleiterpotential.
Mit der Messung in der Skizze wird die - Leitung also am Anfang und am 
Ende somit kurzgeschlossen.
Wenn das so beabsichtigt ist, dann ok.
Falls nicht muss man da schon für Potentialtrennung sorgen, z.B: mit 
Differenztastköpfen.

[Wolfgang (Gast)]

Geht N. schrieb:
> Je nach Oszi Auflösung und nach Leitungslänge, erhoffe ich mir minimale
> Laufzeitunterschiede zu detektieren.

"Minimal" ist gut. Selbst bei 1m Kabel hast du schon eine Verzögerung 
von gut 10ns.

[Falk B. (falk)]

@GeGe (Gast)

>Bei den meisten Oszis sind die Massen der Kanäle intern verbunden und
>haben meistens auch Schutzleiterpotential.

Stimmt.

>Mit der Messung in der Skizze wird die - Leitung also am Anfang und am
>Ende somit kurzgeschlossen.

Stimmt nur zur Hälfte. Für Gleichstrom und niedrige Frequenz ist es ein 
Kurzschluß der Masse. Für Hf nicht!

>Falls nicht muss man da schon für Potentialtrennung sorgen, z.B: mit
>Differenztastköpfen.

Nö. Macht keiner, braucht man auch nicht.

[Wolfgang (Gast)]

p.s Das gilt natürlich für Hin-und Rückweg zusammen.

Das Messen am Kabelende kannst du dir eigentlich sparen.
Es reicht, wenn du das Signal mit einem Oszikanal am Einspeisende 
anguckst. Am Kabelende wird das Signal reflektiert (sofern offen oder 
kurzgeschlossen) und läuft dann zurück, so dass es wieder am Oszi vorbei 
kommt. Du solltest allerdings mit 50Ω Leistungsanpassung arbeiten, damit 
das ganze etwas performant wird.

[Klaus R. (klara)]

Geht N. schrieb:
> Kann ich mit dem Messaufbau das generell so machen, oder messe ich mist?

Das hat Dir Falk schon gesagt.

Weisst Du schon was herauskommen soll?

Du hättest auch etwas über das Kabel sagen sollen. Ist Dir der 
Wellenwiderstand bekannt oder sind es nur verdrillte Drähte?

Am saubersten kannst Du die Laufzeiten messen, wenn das Kabel am Anfang 
und am Ende mit dem Wellenwiderstand des Kabels abgeschlossen wird. 
Ansonsten wirst Du Echos des Impulses sehen können.

Dieses Verfahren hat man auch zur Fehlerortung bei Fernmeldekabeln 
eingesetzt. Man konnte da die Fehlerstelle oft auf den Meter genau 
berechnen.
mfg klaus

[Stefan F. (Gast)]

Jupp, ich habe mit einem simplem TTL IC als Impulsgeber und einem 
Oszilloskop Fehlerstellen in koaxialen Netzwerkkabeln lokalisiert. 
Klappt super.