1、September 2004DEUTSCHE NORM DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik im DIN und VDEPreisgruppe 11DIN Deutsches Institut f r Normung e.V. Jede Art der Vervielf ltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut f r Normung e. V., Berlin, gestattet.
2、ICS 33.120.108 9565003www.din.deXDIN EN 62153-1-1Pr fverfahren f r metallische Kommunikationskabel Teil 11: Impuls/Sprungreflexion aus der Messung im Frequenzbereich ber inverse diskrete Fouriertransformation (IDFT) (IEC 6215311:2003);Deutsche Fassung EN 6215311:2004Metallic communication cables tes
3、t methods Part 11: Electrical Measurement of the pulse/step return loss in the frequency domain using the Inverse Discrete Fourier Transformation (IDFT) (IEC 6215311:2003);German version EN 6215311:2004Mthodes d essai des c bles mtalliques de communication Partie 11: Electrique Mesure de la perte pa
4、r rflexions une impulsion/chelon dans le domaine frquentiel en utilisant la Transforme Inverse de Fourier Discrte (TIFD) (CEI 6215311:2003);Version allemande EN 6215311:2004Alleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin www.beuth.deGesamtumfang 13 SeitenDIN EN 62153-1-1:2004-092Begin
5、n der GltigkeitDie von CENELEC am 2003-12-01 angenommene EN 62153-1-1 gilt als DIN-Norm ab 2004-09-01.Nationales VorwortZu diesem Dokument wurde ein Kurzverfahren in den DIN-Mitteilungen verffentlicht.Fr die vorliegende Norm ist das nationale Arbeitsgremium UK 412.3 Koaxialkabel und -Leitungen der D
6、KEDeutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik im DIN und VDE zustndig.Die enthaltene IEC-Publikation wurde vom SC 46A Coaxial cables erarbeitet.Das IEC-Komitee hat entschieden, dass der Inhalt dieser Publikation bis zum Jahr 2005 unverndert bleibensoll. Zu diesem Zeitpunkt wird
7、 entsprechend der Entscheidung des Komitees die Publikation besttigt, zurckgezogen, durch eine Folgeausgabe ersetzt oder gendert.Fr den Fall einer undatierten Verweisung im normativen Text (Verweisung auf eine Norm ohne Angabe desAusgabedatums und ohne Hinweis auf eine Abschnittsnummer, eine Tabelle
8、, ein Bild usw.) bezieht sich dieVerweisung auf die jeweils neueste gltige Ausgabe der in Bezug genommenen Norm.Fr den Fall einer datierten Verweisung im normativen Text bezieht sich die Verweisung immer auf die inBezug genommene Ausgabe der Norm.Der Zusammenhang der zitierten Normen mit den entspre
9、chenden Deutschen Normen ergibt sich, soweit einZusammenhang besteht, grundstzlich ber die Nummer der entsprechenden IEC-Publikation. Beispiel:IEC 60068 ist als EN 60068 als Europische Norm durch CENELEC bernommen und als DIN EN 60068 insDeutsche Normenwerk aufgenommen.EUROPISCHE NORMEUROPEAN STANDA
10、RDNORME EUROPENNEEN 62153-1-1Januar 2004ICS 33.100; 33.120.10Deutsche FassungPrfverfahren fr metallische KommunikationskabelTeil 1-1: Impuls-/Sprungreflexion aus der Messung im Frequenzbereich berinverse diskrete Fouriertransformation (IDFT)(IEC 62153-1-1:2003)Metallic communication cables test meth
11、odsPart 1-1: Electrical Measurement of thepulse/step return loss in the frequency domainusing the Inverse Discrete FourierTransformation (IDFT)(IEC 62153-1-1:2003)Mthodes dessai des cbles mtalliques decommunicationPartie 1-1: Electrique Mesure de la perte parrflexions une impulsion/chelon dans ledom
12、aine frquentiel en utilisant la TransformeInverse de Fourier Discrte (TIFD)(CEI 62153-1-1:2003)Diese Europische Norm wurde von CENELEC am 2003-12-01 angenommen. Die CENELEC-Mitgliedersind gehalten, die CEN/CENELEC-Geschftsordnung zu erfllen, in der die Bedingungen festgelegt sind,unter denen dieser
13、Europischen Norm ohne jede nderung der Status einer nationalen Norm zu gebenist.Auf dem letzten Stand befindliche Listen dieser nationalen Normen mit ihren bibliographischen Angabensind beim Zentralsekretariat oder bei jedem CENELEC-Mitglied auf Anfrage erhltlich.Diese Europische Norm besteht in dre
14、i offiziellen Fassungen (Deutsch, Englisch, Franzsisch). EineFassung in einer anderen Sprache, die von einem CENELEC-Mitglied in eigener Verantwortung durchbersetzung in seine Landessprache gemacht und dem Zentralsekretariat mitgeteilt worden ist, hat dengleichen Status wie die offiziellen Fassungen
15、.CENELEC-Mitglieder sind die nationalen elektrotechnischen Komitees von Belgien, Dnemark,Deutschland, Estland, Finnland, Frankreich, Griechenland, Irland, Island, Italien, Lettland, Litauen,Luxemburg, Malta, den Niederlanden, Norwegen, sterreich, Polen, Portugal, Schweden, der Schweiz,der Slowakei,
16、Slowenien, Spanien, der Tschechischen Republik, Ungarn, dem Vereinigten Knigreichund Zypern.CENELECEuropisches Komitee fr Elektrotechnische NormungEuropean Committee for Electrotechnical StandardizationComit Europen de Normalisation ElectrotechniqueZentralsekretariat: rue de Stassart 35, B-1050 Brss
17、el 2004 CENELEC Alle Rechte der Verwertung, gleich in welcher Form und in welchem Verfahren,sind weltweit den Mitgliedern von CENELEC vorbehalten.Ref. Nr. EN 62153-1-1:2004 DEN 62153-1-1:20042VorwortDer Text des Schriftstcks 46A/559/FDIS, zuknftige 1. Ausgabe von IEC 62153-1-1, ausgearbeitet von dem
18、SC 46A Coaxial cables“ des IEC/TC 46 Cables, wires, waveguides, r.f. connectors, r.f. and microwavepassive components and accessories“, wurde der IEC-CENELEC Parallelen Abstimmung unterworfen undvon CENELEC am 2003-12-01 als EN 62153-1-1 angenommen.Nachstehende Daten wurden festgelegt: sptestes Datu
19、m, zu dem die EN auf nationaler Ebenedurch Verffentlichung einer identischen nationalenNorm oder durch Anerkennung bernommen werdenmuss (dop): 2004-09-01 sptestes Datum, zu dem nationale Normen, dieder EN entgegenstehen, zurckgezogen werdenmssen (dow): 2006-12-01Der Anhang ZA wurde von CENELEC hinzu
20、gefgt.AnerkennungsnotizDer Text der Internationalen Norm IEC 62153-1-1:2003 wurde von CENELEC ohne irgendeine Abnderungals Europische Norm angenommen.EN 62153-1-1:20043InhaltSeiteVorwort. 2Einleitung . 41 Anwendungsbereich 42 Normative Verweisungen 43 Begriffe und Definitionen . 54 Messprinzip 55 Be
21、rechnungen . 56 Verfahren. 87 Darstellung der Ergebnisse . 108 Anforderung. 10Anhang ZA (normativ) Normative Verweisungen auf internationale Publikationen mit ihrenentsprechenden europischen Publikationen .11Bild 1 Messaufbau zur Messung der Rckflussdmpfung im Frequenzbereich. 9EN 62153-1-1:20044Ein
22、leitungDieser Teil der IEC 62153 wurde aus der IEC/PAS 622601entwickelt. Dieser Teil ist zunchst fr koaxialeKabel vorgesehen und soll in Zukunft weiter bearbeitet werden, um die Anforderungen fr alle metallischenKommunikationskabel einzuschlieen.Unregelmigkeiten in einem bertragungskanal, insbesonde
23、re in Hochfrequenzkabeln, verursachen Reflex-ionen, welche zu Vorwrtsechos fhren. Solche Vorwrtsechos knnen zu erheblichen Strungen derSignalbertragung in analogen und digitalen Systemen fhren. Die Gre solcher Unregelmigkeiten einesKabels in einem Kabelnetzwerk, zum Beispiel in einem CATV-Netz, muss
24、 begrenzt werden und muss daherbestimmt werden knnen.Eine Methode zur Bestimmung solcher Unregelmigkeiten sind analoge Messverfahren (Zeitbereichs-reflexion bzw. Time Domain Reflection (TDR), wie in 11.18 der IEC 61196-1 beschrieben. Obwohl diesesVerfahren gut bekannt ist, sind entsprechende Messger
25、te mit hoher Empfindlichkeit am Markt nicht mehrverfgbar. Mit modernen Netzwerkanalysatoren mit ausreichendem Dynamikbereich kann die Impulsreflexionaus der Messung der Rckflussdmpfung bestimmt werdenDazu wird die Rckflussdmpfung im Frequenzbereich gemessen, wie in 11.18 der IEC 61196-1 beschrie-ben
26、, und mit der inversen diskreten Fouriertransformation (IDFT) in den Zeitbereich transformiert. DurchIntegration dieser Daten ber die Zeit kann aus der Impulsantwort die Sprungantwort ermittelt werden.Der Netzwerkanalysator kann sowohl fr die Messung der Rckflussdmpfung als auch fr die Messung derIm
27、puls-/Sprungreflexion benutzt werden, ohne das Prfmuster zweifach vorbereiten zu mssen. DiesesVerfahren kann daher Zeit und die Kosten fr zustzliche Messeinrichtungen sparen und bietet eine einfacheund leichte Mglichkeit zur Bestimmung der Unregelmigkeiten bei der Signalbertragung in einem Kabel.Die
28、ses Verfahren bietet gegenber den analogen TDR-Verfahren zustzlich eine hhere Genauigkeit undeine hhere Empfindlichkeit.1 AnwendungsbereichDieser Teil der IEC 62153 beschreibt ein Prfverfahren, mit dem die Unregelmigkeiten desWellenwiderstandes eines HF-Kabels bestimmt werden knnen. Dazu wird die Rc
29、kflussdmpfung imFrequenzbereich mit einem Netzwerkanalysator mit einer Reflexionsprfeinrichtung (Brcke) gemessen, unddie Ergebnisse mit der inversen diskreten Fouriertransformation (IDFT) in den Zeitbereich transformiert.ANMERKUNG Dies ist ein zustzliches, optionales Messverfahren fr metallische Kom
30、munikationskabel, welche inIEC 61156-1 und 61196-1 beschrieben sind.2 Normative VerweisungenDie folgenden zitierten Dokumente sind fr die Anwendung dieses Dokuments erforderlich. Bei datiertenVerweisungen gilt nur die in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzteAusgabe de
31、s in Bezug genommenen Dokuments (einschlielich aller nderungen).IEC 60050 (alle Teile), International Electrotechnical Vocabulary (IEV)IEC 61156-1:2002, Multicore and symmetrical pair/quad cables for digital communications Part 1: GenericspecificationIEC 61196-1:1995, Radio-frequency cables Part 1:
32、Generic specification General, Definitions,requirements and test methods,Amendment 1(1999)1IEC/PAS 62260:2001, Pulse/Step Return Loss from measurement in the frequency domain using the Inverse DiscreteFourier Transformation (IDFT).EN 62153-1-1:200453 Begriffe und DefinitionenZur Anwendung dieses Dok
33、umentes gelten die Begriffe und Definitionen der IEC 60050 sowie die Defini-tionen in IEC 61156 und in IEC 61196-1.4 MessprinzipBei der Prfung wird die Impulsreflexion von Hochfrequenzkabeln im Zeitbereich durch Messung derRckflussdmpfung im Frequenzbereich und Transformation der Ergebnisse ber die
34、inverse diskreteFouriertransformation in den Zeitbereich ermittelt.Die Impuls-/Sprungreflexion wird ber der Zeit aufgetragen um die Hhe und die rtliche Verteilung derUnregelmigkeiten des Wellenwiderstandes darzustellen. Abhngig von der Anzahl der Messpunkte desNetzwerkanalysators knnen Kabellngen bi
35、s zu 5 km gemessen werden.Der Netzwerkanalysator misst die Hhe und die Phase der Rckflussdmpfung des zu prfenden Kabels(S11) im Frequenzbereich bei diskreten Frequenzen, die durch die harmonischen Anteile in einemquivalenten Zeitbereichspuls einer vorher ausgewhlten Form festgelegt sind. Nach dem Du
36、rchlaufen eineskompletten Wobbelvorganges hat der Netzwerkanalysator die spektrale Darstellung der Pulsantwort desKabels gespeichert. Die Pulsantwort im Zeitbereich kann jetzt durch Anwenden eines mathematischenAlgorithmus, der inversen diskreten Fouriertransformation, IDFT, aus den gespeicherten Da
37、ten berechnetwerden. Da der Puls vom mathematischen Standpunkt aus gesehen die Ableitung der Sprungfunktion ist,kann die Sprungantwort leicht durch Integration der Daten der Pulsantwort ber die Zeit berechnet werden.Die diskrete Fouriertransformation (DFT) berechnet die komplexen Faktoren Hnder Sinu
38、s- undCosinuswellen, welche in dem Messsigal enthalten sind. Die inverse diskrete Fouriertransformation (IDFT)ergibt ein komplexes Signal durch Berechnen der Summe der Sinus- und Cosinusfunktionen, multipliziert mitden komplexen Koeffizienten Hnder Fouriertransformation. Die Transformation ist unabh
39、ngig von irgend-welchen Parametern wie Zeitachse oder Frequenz.Da die aktuellen Messungen im Frequenzbereich durchgefhrt werden, muss die Kalibrierung des Netzwerk-analysators ebenfalls im Frequenzbereich durchgefhrt werden, in gleicher Weise wie die Kalibrierung fr dieMessungen der Reflexionen.5 Be
40、rechnungenDie Qualitt eines Hochfrequenzkabels wird durch seine mechanische Homogenitt bestimmt. Abweichungenin den mechanischen Abmessungen eines Hochfrequenzkabels fhren zu rtlichen Abweichungen desWellenwiderstandes und damit zu Reflexionen der Signale, welche ber die Kabel gefhrt werden.Der komp
41、lexe Reflexionsfaktorrxr einer solchen Reflexion ergibt sich zu:0 xrx0 xZ ZrZ ZG2dG3dG2b(1)Dabei ist0Z Nennwellenwiderstand des Kabels;xZ aktueller Wellenwiderstand an einem bestimmten Punkt x.Die Transformation einer Einzelreflexion an den Kabeleingang unter Bercksichtigung der Kabeldmpfungergibt s
42、ich zu:2xilrreG67G2dGd7Gd7G3dGd7 (2)EN 62153-1-1:20046Dabei istl Abstand einer Einzelreflexion vom Kabeleingang;G67 Ausbreitungskonstante.jG67G61 G62G3dG2b (3)Dabei istG61 Dmpfungskonstante;G62 Phasenkonstante.Mit der Ausbreitungsgeschwindigkeit vr des zu prfenden Kabels kann der Abstand drxder Strs
43、telle vomKabeleingang berechnet werden zu:rx 0 rrx2Gd7Gd7G3dtcvd (4)Dabei istrxt Zeit zwischen dem anregenden Puls und dem Erkennen der Pulsantwort in s;0c Ausbreitungsgeschwindigkeit im freien Raum in m/s;rv Ausbreitungsgeschwindigkeit des zu prfenden Kabels.Die maximale Auflsung in der Zeitachse h
44、ngt von der Form und der Breite des stimulierenden Impulses ab,wie in 11.16.4 der IEC 61196-1 festgelegt. Sie ist umgekehrt proportional zum hchsten Frequenzanteil, derin dem Puls enthalten ist.Die Impulsreflexion apist definiert durch:prxwin20 log( )araG3dGd7 G2b in dB (5)Dabei istrxr Reflexionskoe
45、ffizient einer Strstelle in der Entfernung x vom Kabeleingang;wina konstanter Faktor zur Korrektur der unterschiedliche Fensterfunktionen. Beim Rechteckfenster kanndieser Faktor mit Null angenommen werden.Die Breite des virtuellen Pulses pt ist umgekehrt proportional zum Messbereich.winpstop startbt
46、ffG3dG2din s (6)Dabei istwinb konstanter Faktor zur Bandbreiten-Korrektur der Fensterfunktion. Beim Rechteckfenster kann dieserFaktor mit Eins angenommen werden;startf Startfrequenz des Wobbelhubes im Frequenzbereich in Hz;stopf Stoppfrequenz des Wobbelhubes im Frequenzbereich in Hz. Die Stoppfreque
47、nz muss folgendeBedingung erfllen: stopf = n Gd7 fstart, wobei n die Anzahl der Messpunkte darstellt um die harmonischeRelation fr die erforderlichen Frequenzen der IDFT zu erfllen.ANMERKUNG Um die Anforderungen der IDFT zu erfllen, mssen die Frequenzpunkte im Frequenzbereich in harmo-nischer Bezieh
48、ung stehen, d. h. ganzzahlige Vielfache der Grundfrequenz sein. Die Startfrequenz des WobbelhubesEN 62153-1-1:20047bestimmt die Grundfrequenz fg, die zweite Frequenz des Wobbelhubes die erste Harmonische 2 Gd7 fg, die dritte Frequenzergibt die zweite Harmonische bei at 3 Gd7 fgusw., bis die hchste F
49、requenz erreicht ist.Die Anstiegszeit rt des virtuellen Pulses betrgt die Hlfte der Breite des virtuellen Pulses:pr2tt G3d in s (7)Der minimale Zeitintervall mintG44 zwischen zwei Punkten kann berechnet werden zu:minstop start2tffG44G3dG2din s (8)Dabei iststartfStartfrequenz der Messung im Frequenzbereich in Hz;fstopStoppfrequenz der Messung im Frequenzbereich in Hz. Die S
