Устройство для определения расстояний до мест повреждения кабелей

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕПЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(22) Заявлено 2406.80 (21) 2943787/18-21с присоединением заявки Мо(23) ПриоритетОпубликовано 2302.82.Бюллетень г)о 7 151) М. Кл.з С 01 Е 31/08 Государственный комнтет СССР но делам нзобретеннй н открытий53 УЙК 621 317. 333,4 (088.8) Дата опубликования описания 230282(71) Заявитель 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАССТОЯНИИ ДО МЕСТПОВРЕХ(ДЕНИЯ КАБЕЛЕЙ 25 30 Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано для быстрого и точного определения мест повреждения кабельной линии связи большой длины.Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для определения расстояний до мест повреждения кабелей, содержащее кнопку, генератор старт-импульсов,формирователь коротких зондирующих видеоимульсов,формирователь однополярных импульсов, счетчик импульсов,ВЯ-триггер, измеритель временных интервалов, блок временной задержки, формировател ь 15 импульсов повторного запуска, дополнительный блок .временной задержки, через который подключается испытуемый кабель 1).20 Основным недостатком известного устройства является воэможность исследования кабелей только малой длины. Это обусловлено малой энергией коротких зондирующих импульсов, их быстрым затуханием в линии и низкой помехозащищенностью счетчика импульсов.Цель изобретения - повышение точ,ности измерения. Поставленная цель достигается тем,что в устройство для определениярасстояний до мест повреждения кабелей, содержащее кнопку включения,соединенную через блок генераторастарт-импульсов с первым входом блока формирователя зондирующих импульсов, блок формирователя однополярных импульсов, счетчик импульсов,соответствующие выходы которого соединены с входами блока формировательимпульсов повторного запуска, выходкоторого соединен с вторым входомблока формирователя зондирующих импульсов, первый блок временной задержки, вход которого соединен с выходом блока генератора старт-импульсов и с В-входом счетчика импульсов, выход первого блока временной задержки соединен с Я-входом блока ВЯ-триггера и с В-входом блока измерителя временных интервалов, соответствующий выход счетчика импульсов соединен с В-входом блока ВЯ-триггера, выход которого соединен с 3 -входом блока измерителя временных интервалов, второй блок временной задержки, выход которого соединен с клеммами для подключения объекта контроля, введены блоки модулятора фазы,согла907473 сованного фильтра и компаратора, при. чем вход блока модулятора фазы соединен с выходом блока формирователя зондирующих импульсов, выходы блока модулятора фазы соединены с соответствующими входами блока, согласованно" го Фильтра, выход которого соединен с входом блока формирователя однополярных импульсов, выход которого соединен с блоком компаратора, выход которого соединен с Я-входом счетчика импульсов.На чертеже изображена структурная электрическая схема устройства.Схема содержит кнопку 1 включения, блок 2 генератора старт-импульсов, блок 3 Формирователя зондирующих импульсов, блок 4 Формирователя опорных импульсов, счетчик 5 импульсов, блок б НЯ-триггераблок 7 измерителя временных интервалов, первый блок 8 временной задержки,блок 9 20 формирователя импульсов повторного запуска,второй блок 10 временной за. держки, клеммы 11 для подключения объекта контроля, блок 12 модулятора фазы, блок 13 согласованного фильтра 25 для подключения , блок 14 компаратора.Устройство работает следующим образом.При нажатии кнопки 1 блок 2 выра- Щ батывает одиночный старт-импульс,под действием которого счетчик 5 импульсов устанавливается в нулевое состояние, блок б ВЯ-триггера - в единиМ- ное, блок 7 измерителя временных ии тервалов - в исходное (нулевое), а блок 3 формирователя вырабатывает зондирующий радиоимпульс с длительностью т=тТ, где щ - число полупериодов (дискретов),Тд- длительность 4 полупериодов зондирующего сигнала. Под действием отраженного сигнала блок 13,согласованного фильтра, блок 4 Формирователя однополярных импульсов и блок 14 вырабатывают второй счетный импульс, который поступает на счетчик 5 импульсов и изменяет его состояние, На инверсном выходе младшего разряда счетчика 5 возникает единичный уровень напряжения, т.е. выполняется условие срабатывания блока 9 Формирователя импульсов повтор 60 65 Зондирующий гармонический радиоимпульс с длительностью с выхода блока3 формирователя поступает на вход.блока 12 модулятора фазы, в которомосуществляется модуляция зондирующего сигнала по фазе в соответствии с кодом Баркера и вырабатывается экспо ненциальный видеоимпульс с длительностью 7 Ъ 1 где С,- мак имально возможная задержка зондирующего импульса в исследуемом кабелеЭкспоненциальный видеоимпульс с первого выхода блока 12 модулятора фазы подается на первый вход согласованного блока 13 фильтра. Под дейст- Ы вием этого импульса изменяется коэффициент передачи блока 13 согласованного фильтра обратно пропорционально закону затухания зондирующего сигнала в кабельной линии связи.,Зондирующий радиоимпульс, промодулированный по фазе, с второго выхода блока 12 модулятора фазы через цополнительный блок 10 временной задержки подается на вход исследуемой кабельной линии связи и непосредственно на второй вход блока 13 согласованного Фильтра. В блоке 13 согласованного фильтра осуществляется сверка(сжатие) фаэоманипулированного зондирующего сигнала и вырабатывается короткий импульс, длительность Которого равная, а также короткие импульсы длительностью тд с амплитудой в щ раз меньше основной, так называемые остаткиф, которые не содержат полезной информации, Сжатый сигнал с выхода блока 13 согласованного Фильтра поступает на вход блока 4 формирователя однополярных импульсов, на выходе которого вырабатываются видео- импульсы, представляющие собой огиба,ющую сжатого сигнала. Видеоимпульсы с выхода блока 4 подаются на вход блока 14 компаратора,который вырабатывает короткий счетный импульс только при воздействии основного импульса сигнала иэ сжатого сигнала.Для этого порог срабатывания блока 14 устанавливается выше возможного уровня остатков и помеховых сигналов. Счетный импульс с выхода блока 14 поступает на вход Я счетчика 5 импульсов и устанавливает его триггер младшего разряда в единичное состояние, т.е. на инверсном выходе этого триггера устанавливается низкий уровень напряжения.Блок 9 вырабатывает импульс повторного запуска только тогда, когда одновременно на его обоих входах дей,ствуют единичные (высокие) уровни напряжения, Первый импуль повторного запуска вырабатывается после установления счетчика импульсов 5 в нулевое состояние. Однако под действием первого импульса повторного запуска блок 3 не вырабатывает второго зондирующего импульса, так как на его первом входе еще продолжает действовать старт-импульс, Таким свойством обладают многие известные релаксационные формирователи.Отраженный от места повреждения кабеля фаэокодоманипулированный сигнал появляется на втором входе блока 13 согласованного фильтра после выдачи зондирующего сигнала через время, определяемое задержкой зондирующего и отраженного сигналов в испытуемом кабеле и в блоке 10 временной задержки.907473ного запуска. Блок 3 вырабатываетвторой гармонический зондирующий - ИПолученный результат и змерения диоимпульс, который поступает на бующи ра- в общем случае, в п аз бР 3 ольше 12 модулят фает на лок елятора азы. Под действием при еалает на р ального. Это необходимо учитыватьна первом выходе блор алкэации отсчетного устройстка 12 вырабатывается второй экспонен- , Введение в состав устройства циальный импульс, а на втором - эон- лято а аэы сустро ства модудирующий фазокод модоманипулированный и компа атэон- лятора фазы, согласованного фильтра сигнал котор йФ ы через блок 10 вре- бр ора обеспечивает его рамен йно задержки пост пает вотоспособность при гармоническому исследу- зондирующем радиоимпульсе с большой емый кабель и непосредственно на мощностью. Повышение мощности зондирующего сигнала достигается а фильтра.тся за счетувеличения его длительности. ЧтобыВ результате обработки второго сохранить высокую точность и разрезондирующего сигнала с помощью бло- шающую способность осущес ка 13 согла сованного фильтра, блока модуляция зондирующего сигнала по фа и блока 14 на входе счетчика 5 зе, например по ко Бо коду аркера или в появляется третий счетный импульс, более общем случае по закон М-кода который измеряет состояние счетчика с последующим сжатием (оптималь ойр гер младшего разря- обработкой) в согласОванном фильтреальуои да счетчика 5 устанавливается в еди- до как зондирующий, так и отраженничное состояние (на инверсном выхо ныхсигналов.Введение в состав усде низкий уровень напряжения), Блок тройства компаратора обеспечивает по формирователя импульсов повторного вышение помехозащищенности, т.е, исэапуска устанавливается в исходное ключается срабатывание устройства от состояние. помеховых отраженных сигналов и отПри поступлении второго и последу остаточных после сжатия импульсов. ющих отраженных сигналов процессы Анализ показывает, что в предлагаеповторяются до тех пор, пока на вы- мом устройстве мощность зондируюд етчика 5 импульсов (на пря- сигнала примерно на порядок выше пощего мом выходе старшего разряда) не уста- сравнению с известным (в ю раэ) . навливается единичный уровень напря- З Расчеты свидетельствуют о том,что жения, а на инверсном выходе стар- предлагаемое устройство позволяет шего разряда - низкий уровень напря- увеличить дальность устойчивого зонжения, при котором нарушаются усло- дирования исследуемых кабелей на вия срабатывания блока 9 формирователя импульсов повторного запуска.ье=е -е: - е л,35 15При установлении единичного уров- Где- длина иссле ня нап яжения наГде- длина исследуемых кабелейр жения на выходе счетчика 5 при зондировании короткими импульсов (на прямом выходе старшего видеоимпульсами; разряда) блок б ВЯ-триггера устанав- Еп, - длина исследуемых: кабелей ливается в нулевое состояние. Блок 407 изме ителя в мпри зондировании фазокодоизмерителя временных интервалов манипулированным сигналом фиксирует число М=/тэкоэффициент ослабления сиггде Тл - измеряемый временной интер- нала в кабеле;вал (длительность положи- число фчисло дискрет фазокодоманителъного.процесса на выхопулированного сигнала.де блока б ВБ-тригге а)р ) Таким образом, устройство превоскоторый определяется коэф- ходит известное по дальности зондичика 5 импфициентом пересчета счет- рования кабелей приме но нрно на порядок.чика импульсов, т.е. чис- При этом сохраняются высокими точлом п зондирований иссле- О ность и разрешающая способность.дуемого кабеля за одно измерение и задержками зондирующего и отраженного Формула изобретениясигналов в блоках 8 и 10временной задержки; Устройство для определения расстоТЗ - пеРиод следований счетных яний До мест поврежДения кабелей1импульсов в блоке 7 измери- содержащее кнопку включения, соедителя временных интервалов. ненную через блок генератора стартОбеспечивая, напрмер, соответству- импульсов с первым входом блока форющий коэффициент пересчета счетчика мирователя зондирующих импульсов, 5 импульсов или период счетных им блок формирователя однополярных импульсов ТЗ в блоке 7 и представляя пульсов, счетчик импульсов, соответчисло И подсчитанных импульсов в де- ствующие выходы которого соединены сятичной форме, результаты измере- с входами блока формирователя импульния можно регистрировать в десятич- сов повторного запуска, выход котоной форме (км), Я рого соединен с вторым входом блока907473 Составитель И.СавенкоТехред Ж.Кастелевич Бутяг.а Коррект Подписн актор Р.Цици Тираж 719И Государственного комипо делам изобретений иосква, Ж, Раушская н Заказ 583/54ВНИ ета СССткрытийб. 4/5 11303 илнал ППП Патент, г.ужгоро роектная,формирователя зондируюших импульсов,первый блок временной задержки, входкоторого соединен с ныходом блокагенератора старт-импульсов и с В-выходом счетчика импульсов, выход первого блока временной задержки соединен с Я-нходом блока ВЯ-триггера ис В-входом блока измерителя временных интервалов, соответствующий выход счетчика импульсов соединен сК-входом блока ЯЯ-триггера выход которого соединен с 5 -входом блока измерителя временных интервалов, второй блок временной задержки, выходкоторого соединен с.клеммами для подключения объекта контроля, о т л ич а ю ц е е с я тем, что, с цельюповьиаения точности измерения,н него введены блоки модулятора фазы,согласованного фильтра и компаратора,причем вход блока модулятора фазысоединен с выходом блока формировате.ля зондирующих импульсов, выходы блока модулятора фазы соединены с соответствующими входами блока согласованного фильтра, выход которого соединен с входом блока формирователяоднополярных импульсов, выход которого соединен с блоком компаратора,выход которого соединен с Я-входомсчетчика импульсов. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 15 1, Авторское свидетельство СССР Р 573780, кл. 6 01 В 31/08, 1976.