Zeitbereichsreflektometrie

Zeitbereichsreflektometrie (ZBR), im Englischen Time Domain Reflectometry (TDR) genannt, ist eine nicht zerstörende Messmethode zur Bestimmung der Impedanzverteilung entlang einer Übertragungsleitung und zur Lokalisierung von Fehlerstellen durch Analyse reflektierter Signale nach Anlegen eines zeitlich begrenzten Impulses oder einer Stufenanregung.

Prinzipiell wird in die zu untersuchende Leitung ein Impuls oder eine Stufenfolge eingespeist. An Stellen mit Impedanzunregelmäßigkeiten – zum Beispiel offenen Enden, Kurzschlüssen oder schlechten Kontaktstellen – entstehen Reflektionen, die sich zeitlich am Eingang der Leitung beobachten lassen. Durch Umrechnung der Laufzeit in eine Entfernung mittels der Ausbreitungsgeschwindigkeit des Mediums lässt sich der Ort der Störung bestimmen; aus dem Reflektionskoeffizienten lassen sich zudem lokale Impedanzwerte Z(x) ableiten.

Aufbau und Messung erfolgen typischerweise mit Pulsgebern, Oszilloskopen oder spezialisierten TDR-Geräten. Wichtige Kennzahlen sind Bandbreite und Abtastrate, die Auflösung in der Leitungslänge sowie der Dynamikbereich zur Erkennung kleiner Reflexionen. Die Messung kann als Impuls- oder Stufentest erfolgen; moderne Systeme liefern Traces als Funktion der Zeit und ermöglichen eine schnelle Fehlerlokalisierung.

Anwendungen finden sich vor allem in der Kabel- und Netzwerktechnik: Lokalisierung von Leitungsschäden in Telekommunikationsnetzen, Koaxialkabeln, Gebäudeeinführungen, Automotive-Wiring sowie Leiterplattenstrukturen. Die Methode dient der Fehlerdiagnose, Dokumentation von Leitungsverläufen und Qualitätskontrolle von Installationen. Als verwandte Technik gilt OTDR in der Glasfasertechnik; ZBR wird überwiegend für elektrische Leitungen eingesetzt.

Zu den Vorteilen gehören schnelle, nicht zerstörende Lokalisierung und die Ermittlung der Impedanzverteilung. Beschränkungen ergeben sich durch Dispersion, Mehrwege-Reflexionen, Dämpfung und vorhandenes Vorwissen über die Ausbreitungsgeschwindigkeit.