Brevet FR2000353A1 — publié le 19690905

La présente invention concerne un procédé et un appareil pour mesurer l'impédance d'une ligne coaxiale de transmission selon la direction de la ligne. Depuis quelque temps on utilise pour une telle mesure un 5 procédé de mesure par réflexion oui consiste à appliquer un échelon unitaire ayant un front montant très raide à la ligne coaxiale de transmission dont il s'agit de mesurer l'impédance et à observer l'onde de tension réfléchie sur un oscilloscope, afin d'observer et de mesurer directement la variation de l'impédance de 10 ligne qui diffère d'un endroit à l'autre de la ligne de transmission. On peut trouver sur le marché un appareil de mesure qui est basé sur ce principe. Toutefois ce procédé nécessite un générateur d'échelons unitaires à court temps de montéQ, pour obtenir une mesure de l'impédance, étant donné que le procédé est basé 15 sur l'utilisation d'un tel échelon unitaire. La présente invention vise par conséquent un procédé nouveau et amélioré de mesure, et un appareil qui ne fasse pas appel à un générateur d'échelons unitaires, mais à-un classique générateur d'impulsions à mercure, le procédé reposant sur l'observa-20 tion de la variation d'amplitude d'une onde carrée à bref temps de montée qui est fournie pas le générateur d8impulsions à mercure, grâce à quoi on peut mesurer la variation de l'impédance Is long de la ligne coaxiale de transmission. Avec l'appareil selon la présente invention, faisant ap-25 pel à un générateur d'impulsion unique, l'impédance d'étalonnage, autrement dit l'impédance d'une ligne coaxiale de transmission connue (utilisée comme impédance de référence) et l'impédance de la ligne de transmission à mesurer peuvent être simultanément 1 affichées sur le même oscilloscope, au moyen d'un dispositif com-50 mutateur, grâce à quoi il est facile de les comparer. En outre, selon l'invention, laquelle fait appel à un générateur d.fimpulsions à mercure et non point à un générateur d'échelons élémentaires à front raide utilisant une diode tunnel ou autre dispositif du même genre, il est très facile de mesurer l'impédance et 55 les caractéristiques de retarâ d'une ligne coaxiale de transmission, cela avec une précision équivalente à celle qui est obtenu© par le procédé de mesure par réflexion antérieurement connu. Ce procédé de mesure par 2éfaction antérieurement connu avait l1inconvénient de ne vsuy permettra 1'utilisation d'un syn-40 chroscope à vision directe utilisant an tube à rayons cathodiques 69 00360 2 2000353 à ondes progressives à faible sensibilité, étant donné que i'st-. gie de sortie du générateur d'échelons élémentaires est trop faible, de l'ordre de quelques centaines de millivolts. La présent invention permet d'éliminer cet inconvénient, dans la mesure ci. 5 l'on peut obtenir une impulsion à haute tension au moyen d'un commutateur rapide à grande capacité, ce qui permet d'utiliser u vu,™ be à rayons cathodiques à ondes progressives pour la mesure de l'impédance de la ligne coaxiale de transmission. L'invention sera décrite ci-après de façon plus détaillés 10. en se référant au dessin ci-annexé, lequel est fourni à titre purement illustratif et non limitatif et dans lequel: La figure 1 représente le schéma électrique de l'appareil de mesure de l'impédance selon l'invention. Les figures 2a, 2b, 2c, 2d et 2e montrent schématiquement 15 différentes formes d'ondes qui sont observées au moyen de l'appareil selon la figure 1. Dans la figure 1 montrant un mode préféré de réalisation de 1'invention, une ligne coaxiale de transmission 2 dont il s'agit, de mesurer l'impédance est connectée sur une partie intermédiaire 20 d.'une ligne coaxiale de charge 1. Une ligne coaxiale de référence 4 est connectée sur la partie intermédiaire d'une seconde ligne coaxiale de charge 3« Dana certains cas, la seconde ligne coaxials de charge 3 peut être court-circuitée de telle sorte qu'elle soit hors «service. 25 Las lignes coaxiales 1 et 3 sont reliées par l'une de leurs extrémités, et au travers de résistances élevées, respectivement 5 et 6,à l'anode d'une source à tension continue de charge dont la cathode est à la masse. Un commutateur à mercure 8 est prévu pour connecter l'une ou l'autre des extrémités des lignes 30 coaxiales 1 et 3 à une résistance de charge 9 de 50 ohms. L'impédance de la résistance 9 est adaptée à l'impédance caractéristi^J.% ' de la ligne 1» 3n 10 figure echématiqueraent un oscilloscope à très large bande ou un oscilloscope d'échantillonnage pour observer la forme de l'onde de tension apparaissant aux bornes de la. 35 résistance S» L'ensemble des lignes ce-axiales, constitué par les lignes 1 et 2, reçoit de la source à courant continu 7 une chaîna qui correspond à la répartition de l'impédance le long de la ligr;-!. 3n fonctionnement, l'une des bo;?n«s de la ligne 1 est connectée avec la résistance terminale '} de. 50 ohms,.par le corami»~ 40 V '••"•u- à tfsrcura 8, at la charge »,-552agc-. 4s?>.s la ligne coa.xiw.;>- COPY 69 00360 3 "0353 est écoulée pendant que l'on observe l'onde de tension corraspon-dante aux bornes de la résistance S, au moyen de l'oscilloscope 1C. Cette onde de tension représente la répartition dss charges traduisant elle-même la répartition de l'impédance le long do la 5 ligne coaxiale. Par conséquent s'il n'y a pas de varir=ôions de l'impédance sur la ligne coaxiale 2 qui est mesurée, on n'a pas de variation dans l'amplitude de l'onde apparaissant pendant le laps de temps 2 (voir la figure 2a) représentant deux fois le délai de transmission „.ls long de la ligne 2 que l'on mesure. Par 10 conséquent, l'onde carrée dont la largeur d'impulsions correspond à 2 rp, soit deux fois le délai de transmission ^ sur l'ensemble de la ligne coaxiale de charge 1, présente une ferme idéale exempte de toute concavité ou convexité. Si l'impédance de la ligne 2 est capacitive, on obtient une déformation au genre montré par la 15 figure 2b, alors que si elle est inductive on obtient une déformation du genre montré par la figure 2c. Cn voit que les formes sont inversées par rapport à ce que l'on obtient par la méthode de mesure par réflexion antérieure. Lorsque l'impédance caractéristique Z de la ligne 2 est supérieure ou inférieure à l'impédance 20 caractéristique ZQ de l'impédance de référence, on a un abaissement ou un relèvement du tracé, comme I9 montrent respectivement les figures 2d et 2e. Par conséquent lorsque la ligne de référence 4 est connectée à la ligne coaxiale de charge 3» comme cela est montré sur la figure 1, il est possible de faire apparaître la 25 forme d'onde d'une impédance standard de référence, simultanément sur le même écran d'oscilloscope 1C, de la façon qui est montrée sur la figure 2a, où l'on a en R la forme d'onde de référence et en «7 la forme d'onde donnée par la ligne à mesurer. Les comparaisons entre les deux sont donc fort aisées. COPY 69 00360 4 2000353 RiSY^ICDIGi-iTIOITS 1. Un procédé d9 mesure de l'impédance d'une ligne coaxiale de transmission, caractérisé en ce que l'on connecta une ligne coaxiale de transmission à mesurer à une partie intermédiai- 5 re d'une ligne de charge, on charge cette ligne de charge au travers d'une résistance à valeur élevée, on connecte un commutateur rapide à grande capacité avec cette ligne de charge en vue de faire écouler la charge au travers d'un élément terminal résistif comprenant une résistance de charge dont l'impédance est adaptée 10 à l'impédance caractéristique de la ligne de charge, et on mesure la tension apparaissant aux bornes de la résistance de charge. 2. Un appareil de mesure de l'impédance d'une ligne coaxiale de transmission qui est caractérisé en ce qu'il comprend une ligne coaxiale de charge qui est conçue pour être chargée au 15 travers d'une résistance élevée, cette ligne coaxiale de charge portant sur u.ie partie intermédiaire une ligne coaxiale à mesurer, un commutateur rapide à grande capacité pour décharger la charge emmagasinée dans cette ligne au travers d'un élément terminal résistif composé d'une résistance de charge dont l'impédance est 20 adaptée à l'impédance caractéristique de la ligne coaxiale de charge, et des organes pour mesurer la tension qui apparaît aux bornes de la résistance de charge. 3» Appareil de mesure de l'impédance selon la revendication 2, caractérisé en ce que le commutateur rapide à grande 25 capacité est un commutateur à mercure.