Análisis FFT y predicción SRL: análisis en tiempo real del interior del cable

La mayoría de los medidores de capacitancia indican el valor que registra el cable. El CG-i4 te explica qué significa.

El análisis FFT y SRL integrado en el sistema CG-i4 va más allá de la simple indicación de un valor de capacitancia: analiza la estructura de esa medición, identifica cualquier variación periódica oculta en ella y la traduce directamente en una predicción del rendimiento eléctrico del cable terminado. Todo esto tiene lugar en el interior de la caja de interfaz, de forma continua, a medida que se fabrica el cable.

La visualización de la FFT: cómo interpretar la firma de tu proceso

El gráfico superior del software PCIS-CG muestra el espectro FFT de la medición de capacitancia: la amplitud en pF/m en el eje vertical frente a la frecuencia espacial en Hz y la distancia entre defectos físicos en centímetros en el eje horizontal. Cada pico de este espectro representa una variación periódica repetitiva en la estructura del aislamiento y, dado que el eje X muestra la distancia entre defectos correspondiente en centímetros, los operadores pueden relacionar de inmediato lo que ven en la pantalla con lo que está ocurriendo en la línea.

El software muestra cuatro parámetros clave de la FFT en tiempo real:

• Frecuencia de muestreo FFT: el número de mediciones de capacitancia por segundo que se utilizan para el análisis (por ejemplo, 56 Hz o 213 Hz, dependiendo de la velocidad de la línea y la configuración del medidor)
• Frecuencia máxima de la FFT: la frecuencia periódica dominante de los defectos en la señal de capacitancia (por ejemplo, 0,1-0,2 Hz), que identifica la irregularidad repetitiva más intensa
• Longitud de pico de la FFT: el período espacial de ese defecto dominante a lo largo del cable (por ejemplo, 761 cm o 1600 cm); la distancia física entre repeticiones en la estructura del aislamiento
• Amplitud máxima de la FFT: la magnitud de la variación dominante de la capacitancia en pF/m, que cuantifica la gravedad del defecto periódico
• Longitud del cable FFT: la longitud del cable analizado en la ventana FFT actual, lo que confirma la cobertura espacial de la medición

El gráfico SRL: predicción del rendimiento eléctrico antes de la prueba en el laboratorio

El gráfico inferior traduce el espectro de la FFT directamente en una curva prevista de pérdida de retorno estructural (SRL): la SRL en dB en el eje vertical frente a la frecuencia eléctrica en MHz —los mismos ejes que se utilizan en las pruebas de certificación de cables según las normas IEC 61156 y TIA/EIA 568—.

La curva azul muestra el SRL previsto en todo el rango de frecuencias (hasta 2000 MHz, según la configuración). Los marcadores rojos señalan los puntos de frecuencia en los que el SRL supera el umbral de tolerancia configurado, lo que permite identificar de inmediato las bandas de frecuencia en las que el cable corre el riesgo de no cumplir con las especificaciones. El software indica:

• Pico de SRL: el valor de SRL más desfavorable previsto en todo el rango de frecuencias medido (por ejemplo, −25,56 dB o −38,26 dB)
• Frecuencia máxima de SRL: la frecuencia eléctrica a la que se produce la reflexión en el peor de los casos

Se adapta a cualquier tipo de cable

El panel de configuración de FFT/SRL permite a los ingenieros configurar el análisis para cualquier tipo de cable y norma de referencia:

• Longitud de la FFT: controla el número de muestras en cada ventana de análisis (por ejemplo, 1024 puntos), lo que determina la resolución de frecuencia del espectro
• Promedio de FFT: aplica un promedio a varias tramas de FFT para reducir el ruido en las series de producción estables
• Frecuencia máxima SRL: establece el límite superior de frecuencia de la predicción SRL (por ejemplo, 2000 MHz para cables de categoría CAT 6A o superior)
• Velocidad de propagación relativa: introduce la velocidad de propagación del cable como porcentaje de la velocidad de la luz (por ejemplo, 80 %), lo que garantiza que la distancia entre defectos físicos se corresponda correctamente con la frecuencia eléctrica para esa estructura de cable específica

Qué significa esto en la línea de producción

Cuando aparece un pico en el espectro de la FFT, el operador sabe de inmediato que hay una variación estructural repetitiva en el aislamiento con un paso específico. A continuación, el gráfico SRL muestra la consecuencia eléctrica de esa variación. Y dado que el paso del defecto se muestra en centímetros junto al eje de frecuencia, resulta sencillo relacionar el pico dominante con un ciclo conocido de la máquina —el periodo del tornillo de la extrusora, la frecuencia del accionamiento de arrastre o la variación de la refrigeración— y tomar medidas correctivas específicas antes de que se produzca un cable no conforme.

Esta es la diferencia entre medir un cable y comprenderlo.