Program pro vyhodnocování měření na metalických kabelech

Programme for evaluation of metallic cables measurements

Abstract

In the Matlab environment was created graphical interface for analyzing of measured characteristics of metallic cables with a variety of optional parameters for evaluation.

Možnosti programu

Pro potřeby rychlé a uživatelsky jednoduché analýzy naměřených základních charakteristik mnohapárových metalických kabelů bylo navrženo a realizováno grafické uživatelské rozhraní se souborem základních funkcí, jejichž počet a možnosti je možné dále individuálně upravovat. Program umožňuje vyhodnocovat následující charakteristiky:

• útlum vedení A
• absolutní hodnotu charakteristické impedance Z_c
• útlum přeslechu na blízkém konci NEXT
• útlum přeslechu na vzdáleném konci FEXT

Program je uzpůsoben pro vyhodnocení měření provedených pomocí obvodového analyzátoru Rohde&Schwarz ZVRE vybaveného symetrizačními transformátory firmy Nort Hills s impedančním převodem z 50 Ω nesymetricky na typicky 100 Ω symetricky. Předpokládá se kompenzace zkreslení měřicí aparatury již při kalibraci měřicí cesty, není tedy součástí vyhodnocení v programu. Vyhodnocení charakteristické impedance je prováděno na základě odrazu ze začátku vedení při zakončeních v prvním kroku naprázdno, ve druhém nakrátko.

Zdrojové soubory se předpokládají ve formátu .ASC (textový formát), kde první sloupec představuje frekvenci v Hz, druhý sloupec útlum v dB (u impedance absolutní hodnotu impedance v Ω vztažená k referenční hodnotě 50 Ω portu analyzátoru) a třetí fázi ve stupních. Program je však bez problémů možno využít i pro vyhodnocení výsledků získaných jinými měřicími přístroji a po drobné úpravě i pro odlišné formáty vstupních souborů.

Popis uživatelského rozhraní

Program umožňuje specifikovat počet změřených párů pro analýzu a automaticky vyhledá a rozpozná soubory, které jsou pro analýzu k dispozici. Je rovněž možné zvolit k analýze pouze konkrétní pár. Pro volbu frekvenčního rozsahu program nejprve analyzuje změřené frekvenční pásmo a zvolí jednotlivé kroky, které následně zobrazí ve dvojici rozbalovacích nabídek, kde pak uživatel již jen označí první a poslední frekvenční krok, který pro analýzu vyžaduje. Program dále nabízí možnost přepočtu naměřených výsledků na délku 100 m z původní délky, pro kterou byly výsledky naměřeny. Díky poli pro specifikaci teploty prostředí při měření lze provést teplotní korekci útlumu páru. Pro načtení souborů slouží tlačítko Načti, po stisknutí tlačítka Informace se zobrazí okno s informací o počtu jednotlivých načtených souborů při zvolených podmínkách.

Obr. 1: Základní obrazovka programu

Ve spodní části programu se nachází jednotlivé sekce s uživatelskými volbami pro útlum, impedanci a přeslechy NEXT a FEXT vždy společně s tlačítkem Proveď pro vykreslení grafů při zvolených parametrech. Lze volit mezi dvojicí frekvenčních os pro zobrazované grafy (lineární a logaritmická), přidat do společného grafu s naměřeným výsledkem dvojici hraničních mezí pro kategorii 3 a 5e a v případě grafů pro charakteristickou impedanci definovat do grafu referenční hodnotu, případně procentuálně její meze. Pro všechny analyzované charakteristiky lze provést statistické zpracování načtených průběhů - do společného grafu jsou vloženy střední hodnota a maximální a minimální průběh ze všech načtených. Všechny získané grafy lze jednoduše uložit příslušnou volbou, výsledky jsou uloženy jednak ve formátu .fig (pro program Matlab), jednak jako .png (grafický formát zobrazitelný v celé řadě programů).

Program obsahuje ještě tlačítko na zavření všech otevřených průběhů (s výjimkou hlavního okna programu), tlačítko pro ukončení programu (okna s grafy však zůstanou otevřena) a v horní liště odkaz na nápovědu k programu a informaci o jeho aktuální verzi.

Příklady výstupů získaných pomocí programu

Ukázky výstupů jsou zobrazeny na obr. 2 až 5.

Obr. 2: Ukázka výstupu pro útlum páru se zvoleným normováním délky a porovnáním s mezemi kategorie 3 a 5e.

Obr. 3: Průběh absolutní hodnoty impedance Z_c společně s referenční hodnotou a dvojicí mezí.

Obr. 4: Statistické vyhodnocení útlumu přeslechu FEXT a jeho porovnání s mezemi kategorie 3 a 5e.

Obr. 5: Statistické vyhodnocení útlumu přeslechu NEXT a jeho porovnání s mezemi kategorie 3 a 5e v logaritmickém měřítku frekvence.

Závěr

Vytvořený program je úspěšně využíván pro získání podkladů pro návrh nových způsobů modelování parametrů vedení a přeslechů, jakož i pro hodnocení vlastností kabelů různých výrobců a posouzení jejich vhodnosti pro různé aplikace.

Tento článek vznikl za podpory výzkumného záměru MSM6840770014.

Literatura

[1] Matlab, nápověda. [online], Internet: http://www.mathworks.com [cit. 2008–11–10].
[2] Vodrážka, J. - Havlan, M.: Přístupové přenosové systémy - Cvičení - Měření na přípojkách xDSL. Praha: Vydavatelství ČVUT, 2003, 1. vydání, 159 s. ISBN 80-01-02786-4.