Messung der Kapazität von Datenkabeln, Signal- und Steuerleitungen

Die verlustfreie Übertragung hochfrequenter, analoger oder digitaler Signale ist für LAN-, Koaxial-, Telefon- oder HF-Kabel ein wesentliches Qualitätsmerkmal. Der Wellenwiderstand des Kabels muss auf die Systemkomponenten und den spezifizierten Frequenzbereich optimiert werden, um geringstmögliche Dämpfung und Signalreflexion zu ermöglichen.

Die Übertragungsqualität eines Signal- oder Datenkabels wird neben dem Wellenwiderstand maßgeblich durch 4 Kenngrößen bestimmt:
  • Leitungswiderstand
  • Induktivität
  • Kapazität
  • Ableitung / Querleitung
Die Kapazitätsmessung spielt daher bereits während der Kabelfertigung eine wichtige Rolle, da sie in Wechselwirkung mit der Induktivität und dem Widerstand, und unter Berücksichtung der Geometrie und Isolation des Kabels maßgeblich den Wellenwiderstand, und damit die Übertragungsqualität des Kabels bestimmt.

CAPACITANCE 2000

Für die inline Kapazitätsmessung bietet SIKORA das CAPACITANCE 2000 an. Dieses wird in der Kühlwanne installiert und misst während der Fertigung die Kapazität des Kabels. Gleichzeitig bestimmt das System periodische Kapazitätsänderungen (FFT) sowie die daraus resultierende Rückflussdämpfung (SRL), liefert ein extrem schnelles Messwert-Update und detektiert Blankstellen.

Systemaufbau

Realisiert wird diese Technologie durch die Kombination einer kurzen mit einer langen Messelektrode (Multi-Zonen-Technologie), welche in einem Messrohr integriert sind.

Die kurze Messelektrode ermittelt periodische Kapazitätsschwankungen mit hoher Ortsauflösung mittels Fast Fourier Transformation (FFT). Aus den Daten der FFT wird der Structural Return Loss (SRL) bestimmt und gibt Aufschluss über die zu erwartende Dämpfung des HF-Signals bei der Datenübertragung.

Die lange Messelektrode misst den Mittelwert der Kapazität. Die Vermeidung periodischer Änderungen des Kabels ist eine Voraussetzung für ein optimales Dämpfungsverhalten, wobei der kritische Periodenabstand umso kürzer wird, je höher die für das Kabel angestrebte Datenübertragungsrate steigt. Diese periodischen Änderungen werden mit der Multi-Zonen-Technologie des CAPACITANCE 2000 bestimmt, da sich alle Parameter, die die Qualität beeinflussen (z. B. Leiterdurchmesser, Verschäumung, Außendurchmesser), in der Kapazität widerspiegeln.

CD-Regelung, FFT & SRL

Die Wechselwirkung von Durchmesser und Kapazität wird mit einer CD-Regelung (Capacity – Diameter) analysiert, und auf Sollvorgaben geregelt. Erreicht wird dies mit einer automatischen Verstellung der Kühlwanne sowie einer Regelung der Liniengeschwindigkeit. Die Detektion periodischer Kapazitätsschwankungen und die Vorhersage der Rückflussdämpfung (FFT und SRL) stehen als spezielle Features direkt am Messrohr über eine Diagnoseschnittstelle zur Verfügung.

Anzeige und Analyse

Für eine reine Anzeige der Messwerte stellt SIKORA das REMOTE 2000 zur Verfügung. Zur grafischen Aufbereitung, Anzeige von Statistiken, Trends sowie zur Protokollierung eignen sich die Geräte der ECOCONTROL Serie.

Vorteile der Kapazitätsmessung mit SIKORA

Die Messgeräte der CAPACITANCE 2000 Reihe bieten neben der reinen Kapazitätsmessung eine Reihe weiterer Vorteile:
  • Multi-Zonen-Elektrode für Kapazitätsmessung mit gleichzeitiger FFT-Analyse und Vorhersage der Rückflussdämfung SRL
  • Hohe Auflösungen
  • Alle Berechnungen störungsfrei direkt im Messkopf
  • Blankstellendetektion
  • CD-Regelung, z.B. in Verbindung mit einem Gerät der LASER Series 2000 oder LASER Series 6000