Fabricación, pruebas y calidad
Localización de fallos en cables con TDR: fijar el tiempo cero antes de calcular la distancia
Resumen: La distancia en una pantalla TDR empieza en el plano de referencia eléctrico acordado y sigue el recorrido de la señal. Puede ayudar al personal de mantenimiento a acotar la zona de inspección. Para relacionar la posición del cursor con una conexión concreta de un mazo de cables, también hacen falta la velocidad de propagación, el tramo adaptador de prueba y el cableado real. Interpretar la distancia como una posición en línea recta dentro de un armario puede llevar a desmontar la zona equivocada.
Este artículo trata la inspección en banco de cables aislados, cuya ausencia de tensión se ha confirmado y que se han comprobado frente a las condiciones de conexión del instrumento. Su objetivo es convertir una lectura de reflexión en un registro de ubicación que otro ingeniero pueda comprobar. No proporciona un método para ensayar sistemas bajo tensión ni límites de aceptación para componentes.
Qué mide primero el instrumento
Un reflectómetro convencional en el dominio del tiempo envía una señal que cambia rápidamente por el recorrido y observa la forma de onda que regresa. Los cambios de impedancia a lo largo del recorrido producen reflexiones. El tiempo de retorno incluye tanto la ida como la vuelta. La documentación de dominio del tiempo de FieldFox de Keysight distingue otra implementación: un analizador de redes mide primero la respuesta en frecuencia y después la transforma en una respuesta en el dominio del tiempo. Por tanto, el registro debe identificar el equipo, el modo y el plano de referencia, en lugar de contener solo un «valor TDR».[1]
Para un tramo con una velocidad de propagación aproximadamente uniforme, utilizando el mismo plano de referencia y un cursor que represente realmente el tiempo de ida y vuelta de ese tramo:
Distancia L = c × VF × Δt ÷ 2
c es la velocidad de la luz en el vacío; los ejemplos de este artículo utilizan 0.299792458 m/ns. VF es el factor de velocidad, adimensional. Δt es el tiempo desde el plano de referencia hasta la ubicación de la reflexión y de vuelta, en nanosegundos. Si el instrumento ya ha convertido el eje horizontal en distancia de un solo trayecto, lea directamente ese modo sin volver a dividir por 2.
El manual del Tektronix 1502C utiliza un cable de longitud conocida y del mismo tipo para determinar una velocidad de propagación desconocida. También advierte de que un ajuste de velocidad incorrecto afecta a la lectura de distancia.[2] El nombre de un material aislante o el ajuste de otro cable de prueba pueden servir para establecer una hipótesis inicial, pero no sustituyen los parámetros del cable que se está ensayando.
Un cursor, dos ubicaciones
El siguiente ejemplo es didáctico, no una medición de producto. Suponga que el tramo adaptador entre el puerto del instrumento y el inicio del cable aporta 10 ns de retardo de ida y vuelta. La reflexión de interés aparece a 40 ns desde el puerto del instrumento y el cable de interés tiene VF = 0.66.
| Tratamiento | Tiempo de ida y vuelta utilizado en el cálculo | Resultado calculado | Significado del resultado |
|---|---|---|---|
| Convertir todo el retardo utilizando 0.66 | 40 ns | 3.96 m | Longitud equivalente obtenida al tratar el tramo adaptador como si fuera el mismo medio |
| Confirmar la contribución del adaptador, restarla y después calcular | 30 ns | 2.97 m | Estimación desde el inicio del cable de interés hasta la ubicación de la reflexión a lo largo del recorrido del cable |
La diferencia es de aproximadamente 0.99 m. Procede del tratamiento del plano de referencia y no significa que haya cambiado la longitud del cable. En un recorrido que contiene medios distintos, conviene comprobar primero cada tramo en el dominio del tiempo. Bajo la aproximación de un único recorrido distinguible, el retardo total de ida y vuelta es la suma de 2L/(c×VF) de los tramos individuales. Reste el retardo de los tramos conocidos antes de convertir el tramo que se quiere localizar, en lugar de aplicar un único VF a todos los adaptadores.
Esquema del plano de referencia, no un diagrama de cableado:
- Puerto del instrumento
- Tramo adaptador
- Inicio del cable de interés
- Ubicación de la reflexión
40 ns representa el recorrido completo de ida y vuelta. Después de restar los 10 ns del tramo adaptador conocido, los 30 ns restantes corresponden a la parte del cable de interés. Si la calibración ya ha desplazado el plano de referencia al inicio de ese cable, no reste de nuevo el mismo tramo.
Keysight define el plano de referencia de calibración como el punto cero del eje horizontal del dominio del tiempo.[1] Mover el cursor mostrado o añadir un desplazamiento al eje no equivale a eliminar las pérdidas y reflexiones del tramo adaptador. Registre si se realizó una calibración o un de-embedding conforme a las funciones del instrumento utilizado. Este ejemplo solo demuestra cómo contabilizar los retardos.
Evaluar por separado la exactitud de la distancia y la separación de dos ubicaciones
La incertidumbre del factor de velocidad modifica proporcionalmente el resultado de distancia. La posibilidad de separar dos reflexiones adyacentes también depende del flanco que llega al punto de prueba, del ancho de banda del sistema y de las pérdidas del recorrido. La documentación TDR de Tektronix distingue entre «detectar una pequeña discontinuidad» y «separar dos discontinuidades adyacentes». La resolución de un caso no puede aplicarse directamente al otro.[3]
El modo de transformación de un analizador de redes también tiene restricciones específicas de ajuste. Keysight explica que ampliar el intervalo de frecuencias puede mejorar la resolución de la respuesta, mientras que cambiar únicamente el intervalo mostrado en el dominio del tiempo no mejora la resolución de medida.[1] Guarde estos ajustes junto con la captura de pantalla para que las comparaciones posteriores puedan distinguir los cambios de la muestra de los cambios en las condiciones de medida.
Considere otro ejemplo didáctico: Δt = 100 ns y VF = 0.66 dan una distancia de aproximadamente 9.89 m. Si los intervalos supuestos que se están analizando se limitan a VF de 0.64 a 0.68 y a un tiempo de cursor de 98 a 102 ns, sustituir directamente los dos extremos da un intervalo de distancia de aproximadamente 9.40 a 10.40 m.
Este intervalo refleja únicamente los rangos de entrada indicados. No es una especificación de exactitud del instrumento ni un intervalo de confianza estadístico. Tampoco incluye el error del plano de referencia, la dispersión, las reflexiones múltiples ni las reglas para elegir el punto del cursor. Facilitar al personal de mantenimiento un intervalo y su fundamento suele ayudar más a planificar la inspección que conservar muchas cifras decimales.
De la forma de onda a la zona que se debe desmontar e inspeccionar
La siguiente secuencia de interpretación en banco se ha preparado para este artículo. Sigue las relaciones de propagación y medida descritas anteriormente. Para la conexión, la calibración y los niveles de señal permitidos en el montaje real, utilice la documentación del instrumento y de los componentes.
- Dibuje con claridad el recorrido actual. Marque los conectores, los tramos adaptadores y las derivaciones. Registre el estado de terminación y los dos extremos disponibles para la conexión. Confirme que el sistema está aislado y registre si sigue conectado algún dispositivo electrónico. Deténgase si no se cumplen las condiciones de conexión del instrumento.
- Fije el tiempo cero y los ajustes. Guarde el modo, el plano de referencia y la fuente del VF. Guarde también el flanco o el intervalo de frecuencias, la regla del cursor y la forma de onda original. Si dispone de una muestra de longitud conocida y del mismo tipo de cable, utilícela para comprobar la escala de distancia. Registre los tramos ya compensados para evitar restarlos dos veces.
- Explique primero los cambios estructurales evidentes. Un pico puede corresponder a un conector normal o a una terminación prevista. Compare una muestra de referencia de la misma configuración con la muestra ensayada en las mismas condiciones y después enumere las características nuevas o modificadas. No compare directamente estados de terminación distintos.
- Sitúe las ubicaciones posibles en el recorrido físico. Compruebe las marcas y los planos a lo largo de la longitud desplegada del cable. Las espiras, las curvas y el tendido alrededor de un armario no representan una distancia espacial en línea recta. Si es seguro conectar desde el otro extremo, haga una comprobación cruzada con la misma regla de selección del punto y conserve las diferencias entre los dos planos de referencia.
- Confirme la causa con las comprobaciones correspondientes. La inspección visual, la asignación de pines/continuidad, la medición de baja resistencia y la integridad de señal responden a preguntas distintas. Un cambio de reflexión por sí solo no demuestra que un crimpado concreto sea defectuoso ni que el aislamiento cumpla sus requisitos.
| Observación | Comprobar primero | Conclusión que puede extraerse por ahora |
|---|---|---|
| Cambiar el VF modifica la distancia del cursor, mientras que la característica temporal permanece prácticamente igual | Fuente del parámetro y unidades del eje horizontal | Ha cambiado la conversión de distancia; todavía no hay evidencia de un cambio físico |
| Cambiar el cable adaptador modifica la forma de onda en el extremo próximo | Plano de referencia, compensación y el propio cable adaptador | Descartar cambios en el recorrido de medida antes de evaluar la muestra |
| Dos ubicaciones de conexión aparecen como una respuesta combinada | Resolución real de la respuesta y separación entre las dos ubicaciones | La respuesta todavía no puede atribuirse a una conexión concreta |
| Varias derivaciones, reflexiones múltiples o una atenuación elevada hacen ambigua la ubicación | Topología actual, terminaciones y tramos que pueden aislarse | Conservar los tramos posibles y continuar con la inspección de tramos individuales definidos |
El trabajo está completo cuando otro ingeniero puede utilizar el registro para reconstruir el mismo cableado y los mismos parámetros, recalcular la distancia e identificar el tramo que debe inspeccionarse a continuación. Una entrega que solo dice «hay un problema a unos tres metros» sigue sin incluir el plano de referencia, el recorrido y la verificación de la causa.
Registro reutilizable
El CSV que acompaña al artículo incluye una fila de registro en blanco y un ejemplo didáctico claramente identificado. Se puede editar con un programa habitual de hojas de cálculo. Sus 13 columnas son:
Registro de localización TDR: guía de campos
- Tipo de registro
- Muestra/revisión
- Modo de prueba
- Plano de referencia
- Terminación
- Tiempo original de ida y vuelta
- Retardo conocido de ida y vuelta del adaptador
- VF
- Fuente del VF
- Distancia estimada
- Ubicación posible
- Resultado de la verificación
- Limitación
El CSV no controla un instrumento ni genera automáticamente una conclusión de aceptación. El ejemplo se ha recalculado con la fórmula de este artículo; introduzca los datos reales en la fila en blanco.
El CSV no tiene una columna específica para puertos. Tampoco incluye la identidad del instrumento, la forma de onda original, el flanco o el intervalo de frecuencias ni las reglas de selección del cursor. Registre estos detalles, el cableado real y la compensación aplicada a cada tramo en notas complementarias separadas en el momento de la medición. Vincule las notas mediante la muestra/revisión y el registro de medida correspondiente. El registro de puertos debe identificar el puerto del instrumento, el extremo de conexión y el puerto del cable. reference_plane registra el tiempo cero, mientras que termination registra el estado de terminación; ninguno sustituye la identidad del puerto. Juntos, el CSV y las notas complementarias forman el registro descrito anteriormente para reconstruir el cableado y los parámetros.
Si una anomalía de baja resistencia requiere una medición separada, continúe con «Medir bajas resistencias en conectores: qué resuelven cuatro hilos, circuito seco y compensación de offset» en esta sección. Ese artículo trata los límites de medida y las fuentes de error. No sustituye la localización basada en la propagación que se aborda aquí.
Fuentes y versiones
[1] Keysight FieldFox: Time Domain, implementación, Calibration for Time Domain y Measurement Response Resolution. La página pública de ayuda no indica una fecha de revisión; consultada el 2026-10-13.
[2] Tektronix 1502C Metallic Time-Domain Reflectometer User Manual, 070-7169-05, páginas 1-12 a 1-15. Este manual histórico se utiliza para la relación entre velocidad de propagación y distancia, no como especificación actual de compra, interfaz o funcionamiento seguro.
[3] Tektronix: TDR Test, Measurement Resolution y Rise Time. Esta explicación pública se utiliza para distinguir la detección de la resolución de dos puntos; consultada el 2026-10-13.
Este artículo se ha investigado y elaborado con ayuda de IA. Los ejemplos numéricos y la secuencia de interpretación se desarrollaron durante esa investigación y elaboración; no se realizaron ensayos físicos de MTTJ. Vuelva a comprobar los registros correspondientes cuando cambien el modo del instrumento, la topología de conexión o los parámetros del cable.
Recursos relacionados y alcance de fabricación
Registro de localización TDR: guía de campos
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Completar un registro de localización TDR
Utilice tdr-location-record.csv para conservar en una fila el contexto de medida, la lectura de tiempo, la distancia estimada y la comprobación posterior. Mantenga los 13 nombres de columna sin cambios. El archivo contiene una fila en blanco para datos reales y un ejemplo didáctico separado; se puede editar con un programa habitual de hojas de cálculo. No controla un instrumento, no calcula resultados automáticamente ni determina si un componente supera la prueba.
Utilice el registro para un cable que se haya aislado, cuya ausencia de tensión se haya confirmado y que se haya comprobado frente a las condiciones de conexión del instrumento. Siga la documentación del instrumento y de los componentes para la conexión, la calibración y los niveles de señal permitidos. La conversión de distancia necesita un plano de referencia definido, un factor de velocidad adecuado y una reflexión identificable a lo largo del recorrido.
Distinguir las dos filas suministradas
Token de record_type |
Cómo utilizar la fila |
|---|---|
BLANK_FIELD_RECORD |
Fila en blanco para datos reales de campo o de banco. Aparte de la etiqueta de la fila, todos los valores suministrados están vacíos. Complete los campos a partir del montaje real y conserve en blanco los valores que falten. |
ILLUSTRATIVE_NOT_MEASURED |
Ejemplo didáctico construido. Sus tiempos, VF y distancia describen las hipótesis del artículo, no resultados medidos de un cable o instrumento. Mantenga esta etiqueta con el ejemplo. |
Un campo en blanco es un valor sin completar o que falta. No es una lectura cero, una ausencia de retardo confirmada ni una comprobación superada. No sustituya los campos en blanco por los valores del ejemplo. Para registrar una medición real, complete la fila en blanco o cópiela en otra fila de registro y conserve información suficiente sobre la muestra y el montaje para identificar esa medición.
Las 13 columnas
| Columna | Significado y condición de registro |
|---|---|
record_type |
Distingue la plantilla en blanco para datos reales de la fila ilustrativa. Los tokens suministrados son BLANK_FIELD_RECORD e ILLUSTRATIVE_NOT_MEASURED. |
specimen_and_revision |
Identificador de la muestra y revisión del plano, cable o conjunto que rige el montaje registrado. La fila didáctica utiliza teaching_example_A. |
test_mode |
Modo del instrumento y base de la lectura del eje horizontal. La fila didáctica utiliza round_trip_time. Indique si el instrumento real muestra el tiempo de ida y vuelta o ya lo ha convertido en distancia de un solo trayecto. |
reference_plane |
Origen eléctrico desde el que se toma la lectura. La fila didáctica utiliza instrument_port_with_known_adapter_delay. Registre el origen real y cualquier calibración o de-embedding ya realizado. |
termination |
Estado de terminación e interpretación de la reflexión utilizados para este registro. La fila didáctica utiliza assumed_single_identifiable_reflection; es una hipótesis, no una terminación medida ni un fallo confirmado. |
raw_round_trip_ns |
Tiempo original de ida y vuelta en ns desde el plano de referencia registrado hasta la reflexión seleccionada y de regreso. El ejemplo contiene 40. Mantenga la lectura original separada del tiempo compensado utilizado para el cálculo. |
known_adapter_round_trip_ns |
Retardo de ida y vuelta en ns del tramo adaptador, conocido de forma independiente, que se debe eliminar de la lectura original. El ejemplo contiene 10. Registre su fundamento y réstelo solo si ese mismo tramo no se ha compensado ya en el plano de referencia. |
velocity_factor |
VF adimensional utilizado para convertir el tiempo restante en distancia a lo largo del cable de interés. El ejemplo contiene 0.66. Utilice el valor aplicable a ese cable, en lugar de suponer que todos los adaptadores y tramos de cable tienen el mismo VF. |
velocity_factor_source |
Fundamento del VF, como los datos del cable correspondiente o una comprobación con una longitud conocida del mismo tipo de cable. La fila didáctica utiliza assumed_for_example. Conserve una hipótesis como hipótesis. |
estimated_distance_m |
Distancia calculada en m y registrada manualmente desde el inicio definido del cable o el plano de referencia, a lo largo del recorrido de señal correspondiente. El ejemplo contiene 2.96794533. Un resultado numérico no valida las hipótesis de medida ni confirma un fallo. |
candidate_location |
Tramo físico del cable que corresponde a la estimación, con su origen de referencia y recorrido. El ejemplo contiene 2.97 m along cable from cable start. Sitúe la ubicación a lo largo de la longitud del cable, no en una posición en línea recta dentro de un armario. |
verification_result |
Resultado de la comprobación posterior utilizada para evaluar la ubicación posible o la causa. La fila didáctica contiene arithmetic_only, que significa que solo se demuestra el cálculo. Registre la comprobación real de inspección visual, asignación de pines/continuidad, baja resistencia o integridad de señal, según corresponda. |
limitation |
Hipótesis, condiciones sin resolver o límites necesarios para interpretar la fila. El ejemplo contiene No instrument control; no automatic acceptance; assumptions not measured. |
El CSV no tiene campos específicos para la identidad del instrumento, los puertos ni los archivos de formas de onda. Tampoco incluye los ajustes del flanco o del intervalo de frecuencias ni las reglas de selección del cursor. Registre estos detalles, el cableado real y la compensación aplicada a cada tramo en notas complementarias en el momento de la medición. Vincule las notas al CSV mediante la muestra/revisión y el registro de medida correspondiente. Identifique en las notas el puerto del instrumento, el extremo de conexión y el puerto del cable. reference_plane registra el tiempo cero y termination el estado de terminación; ninguno sustituye la identidad del puerto. Juntos, el CSV y estas notas permiten a otro ingeniero reconstruir el cableado y los parámetros.
Leer el ejemplo de 40 / 10 / 30 ns
La fila ilustrativa supone un tiempo original de reflexión de 40 ns desde el puerto del instrumento y una contribución conocida del adaptador de 10 ns. Por tanto, el tiempo de ida y vuelta asignado al cable de interés es:
Δt = 40 ns − 10 ns = 30 ns
Con la velocidad de la luz en el vacío utilizada en el artículo y el VF supuesto para el cable de interés:
L = 0.299792458 m/ns × 0.66 × 30 ns ÷ 2 = 2.9679453342 m
El CSV conserva este resultado como 2.96794533 en estimated_distance_m y como 2.97 m along cable from cable start en candidate_location. Estas cifras decimales representan la operación aritmética, no una especificación de exactitud del instrumento. Convertir los 40 ns completos con el mismo VF supuesto daría 3.9572604456 m, aproximadamente 3.96 m. La diferencia de aproximadamente 0.99 m procede del tratamiento del plano de referencia.
Reste los 10 ns solo cuando sean la contribución conocida que todavía está presente en la lectura original. Si la calibración ya ha situado el tiempo cero en el inicio del cable de interés, restarlos de nuevo eliminaría dos veces el mismo tramo. Si el instrumento muestra distancia de un solo trayecto, lea directamente ese modo en lugar de dividir su distancia por 2.
Conservar las hipótesis y la siguiente comprobación
La fórmula del artículo supone que el tiempo seleccionado representa el recorrido de ida y vuelta desde el mismo plano de referencia a través del tramo de interés, con una velocidad de propagación aproximadamente uniforme. Si hay medios distintos, compruebe los tramos conocidos en el dominio del tiempo antes de convertir el tramo de interés restante. Varias derivaciones, reflexiones múltiples o una atenuación elevada pueden dejar más de un tramo posible.
Conserve el fundamento del VF y cualquier incertidumbre en el tiempo o el plano de referencia. La exactitud de la distancia y la capacidad de separar dos reflexiones próximas son evaluaciones distintas. Un cambio de reflexión no identifica por sí solo un crimpado defectuoso ni confirma el comportamiento del aislamiento; utilice la comprobación que responda a la pregunta concreta sobre la causa.
El artículo cita la documentación Time Domain de FieldFox de Keysight para las condiciones de implementación, plano de referencia y resolución de la respuesta, el manual histórico del Tektronix 1502C 070-7169-05 para la relación entre velocidad de propagación y distancia, y la explicación TDR Test de Tektronix para la detección y la resolución de dos puntos. Utilice esas fuentes dentro de los alcances indicados en el artículo. El CSV y esta guía de campos no proporcionan instrucciones actuales de funcionamiento específicas de un instrumento ni límites de aceptación de componentes.