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Verfahren und Schaltungsanordnung zur Fehlerortung defekter Verstärker
in einem Leitungszug.
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Bei einem Leitungszug mit vielen eingebauten Verstärkern ist eine
Ortung defekter Verstärker in der Regel notwendig. Eine Fehlerortung ist in erhöhtem
Maße bei in den Erdboden versenkten sogen. Unterflurverstärkern angebracht, damit
im Falle einer Störung der Fehlerort bekannt ist und eine Ausgrabung nur an der
Stelle des defekten Verstärkers erfolgt. Es sind bereits Verfahren bekannt, wonach
eine Fehlerortung defekter Verstärker dadurch ermöglicht wird, daß bei einer zweiseitig
gerichteten Verbindung eine Rückmeldung des fehlerhaften Verstärkers über den Signalweg
der Gegenrichtung erfolgt. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, daß eine
Verbindung zwischen den beiden Signalwegen der Hin- und Rückrichtung hergestellt
wird und daß die Laufzeit von über die so gebildeten Schleife gesendeten Impulsen
gemessen wird.
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Eine andere Möglichkeit ist die Erzeugung von für den Verstärker charakteristischen
Signalen, die über die Gegenrichtung in den Signalweg eingespeist werden und das
Funktionieren des betreffenden Verstärkers anzeigen. Diese bekannten Verfahren haben
den Nachteil, daß eine Querverbindung zwischen den beiden Signalwegen der Hin- und
Rückrichtung geschaffen werden muß. Dies führt einerseits zu einem erheblichen Aufwand
und einer dadurch bedingten zusätzlichen Störanfälligkeit, andererseits beeinträchtigt
eine solche Querverbindung insbesondere bei breitbandigen Verstärkern die optimale
Auslegung des Verstärkers und die erreichbare Bandbreite. Weiterhin ist zur Durchführung
dieses Verfahrens eine zweiseitig gerichtete Verbindung notwendig, da der Signalweg
in Rückwärtsrichtung benötigt wird. Diese Verfahren sind daher bei nur einseitig
gerichteten Verbindungen (z. B. eine Koaxialleitung für Fernsehprogramme) nicht
anwendbar.
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Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist, diese Nachteile zu vermeiden
und eine Fehlerortung zu ermöglichen, die keinen Gebrauch vom Signalweg der Gegenrichtung
macht.
Gemäß der Erfindung wird eine Fehlerortung defekter und ferngespeister Verstärker
dadurch ermöglicht, daß aufgrund eines im Fe rnspeis estromkreis übertragenen Signals
eine Fehlererkennungsschaltung aktiviert wird, die nach Erkennung der fehlerhaften
oder richtigen Funktion des Verstärkers, die Fernspeisestroms chleife überbrückt,
wodurch eine Ortung der Fehlerstelle im Fernspeisestromkreis ermöglicht wird.
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Für die Fehlerortung wird hierbei nicht vom Signal-Stromkreis, sondern
ausschließlich vom Fernspeise-Stromkreis Gebrauch gemacht. Damit kann das Ortungsverfahren
in der gleichen Weise durchgeführt werden, wie dies z. B. bei einer Leitungsunterbrechung
(Kabelbruch) in der Regel vorgesehen ist, so daß zusätzliche Ortungseinrichtungen
entfallen.
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Das Kriterium für die Einschaltung der Überbrückung in der Fernspeisestromschleife
muß verschieden sein, je nach dem, ob die Signalflußrichtung und die Fernspeiserichtung
gleichsinnig oder gegensinnig sind. Bei gleichsinnigen Richtungen muß die Überbrückung
bei einer Fehlfunktion des Verstärkers eingeschaltet werden. Bei gegensinnigen Richtungen
muß die Überbrückung bei einer richtigen Funktion des Verstärkers eingeschaltet
werden. Nur dadurch kann erreicht werden, daß die Fernspeisestromschleife bis zu
dem Ort des fehlerhaften Verstärkers eingeschaltet ist und daß der Fehlerort von
der einspeisenden Stelle her bestimmt werden kann.
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Die Erfindung soll nun anhand der Zeichnungen näher erläutert werden:
Fig. 1 zeigt die Anwendung der Erfindung bei einem von der linken Seite her ferngespeisten
Verstärker.
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Fig. 2 zeigt die Anwendung der Erfindung bei einem von der rechten
Seite her ferngespeisten Verstärker.
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Fig. 3 zeigt die Anwendung der Erfindung für den Fall, daß die Fernspeisestromschleife
über beide Übertragungsrichtungen geführt ist.
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Fig. 4 zeigt ein Beispiel für die Anwendung der Erfindung bei einem
Digitalverstärker nach dem Prinzip der "aktiven Impulsleitung".
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In Fig. 1 ist ein von links her gespeister Verstärker dargestellt,
wobei die Fernspeisestromschleife am fernen Ende (wie rechts gestrichelt gezeichnet)
geschlossen ist. W 1 ist die Fernspeisestromweiche am Eingang und W 2 am Ausgang.
Der Verstärker V wird normalerweise von einer über die Zenerdiode Z erhaltenen Spannung
ferngespeist. Diese Spannung wird durch einen konstanten Gleichstrom, der über den
Fernspeisestromkreis fließt, erzeugt. Für die Ortung eines Kabelbruches (Leitungsunterbrechung)
wird normalerweise ein Relais mit der Spule S 1 und einem Ruhekontakt K 1, der mit
einem Widerstand R 1 in Serie liegt, verwendet. Diese Fehlerortung für eineb Kabelbruch
ist nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung. Bei einer Beseitigung des Kabelbruches,
d. h. bei einer Schließung des Fernspeisestromkreises auf der rechten Seite bewirkt
der durch die Spule S 1 fließende Fernspeisestrom eine Öffnung des Ruhekontaktes
K 1. Andererseits schließt der Kontakt K 1 sobald eine Unterbrechung des Fernspeisestromkreises
auf der rechten Seite vorliegt. Dies hat zur Folge, daß der Fehlerort von der einspeisenden
Stelle, d. h. von links her, durch die Messung des Schleifenwiderstandes des Fernspeisestromkreises
bestimmt werden kann. Für die folgenden Überlegungen wird davon ausgegangen, daß
keine Leitungsunterbrechung vorliegt, womit die Kontakte K 1 bei sämtlichen Verstärkern
geöffnet sind.
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Nach dem Erfindungsgedanken wird zur Fehlerortung eines defekten Verstärkers
durch ein im Fernspeisestromkreis übertragenes Signal, z. B.
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durch eine definierte Erhöhung des Fernspeisestromes, die Fehlererkennungsschaltung
im Verstärker V aktiviert. Dadurch wird bewirkt, daß beim Vorliegen einer Fehlfunktion
des Verstärkers, die Spule S 2 des erfindungsgemäßen Relais aktiviert wird, die
den Arbeitskontakt K 2 schließt. Dadurch wird der Fernspeisestromkreis - (gegebenenfalls
über den Widerstand R 2) am Ort des defekten Verstärkers geschlossen. Es kann nun
eine Fehlerortbestimmung in analoger Weise durchgeführt werden, wie dies bei einem
Kabelbruch erfolgt.
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AllE diese Weise wird die Signalgegenrichturg zur Fehlerortbestimmung
nicht benötigt. Tritt nun ein Fehler bei einem Verstärker in einem Leitungszug auf,
so zeigen alle rechts davon, d. h. in Übertragungsrichtung liegenden Verstärker,
eine Fehlfunktion. Damit werden alle Kontakte K 2 beim defekten Verstärker und bei
den rechts davon liegenden Verstärkern geschlossen. Hierbei ist eine Fehlerortbestimmung
von der speisenden Stelle, d. h.
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von links her, möglich.
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Während in Fig. 1 die Signalflußrichtung und die Fernspeiserichtung
gleichsinnig sind, sind diese in Fig. 2 gegensinnig. In Fig. 2 geht der Signalfluß
von links nach rechts, dagegen erfolgt die Fernspeisung von der rechten Seite her
nach links. Dieser Umstand hat zur Folge, daß das Kriterium für die Schließung des
Kontaktes K 2 anders als im Falle der Fig. 1 sein muß. Im Falle der Fig. 2 müssen
nämlich die Kontakte K 2 der funktionierenden Verstärker geschlossen werden und
die der fehlerhaften Verstärker geöffnet bleiben, denn nur auf diese Weise ist eine
Fehlerortung von der speisenden Stelle, d. h. von rechts her, möglich. Im Falle
eines auftretenden Fehlers eines Verstärkers V wird der Kontakt K 2 dieses Verstärkers
und aller rechts davon liegenden Verstärker offen gehalten, da diese Verstärker
eine Fehlfunktion zeigen. Dagegen wird der Kontakt K 2 aller links liegenden Verstärker
geschlossen, da diese eine richtige Funktion aufweisen.
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In Fig. 3 ist die Anwendung der Erfindung für den Fall dargestellt,
daß beide Übertragungsrlchtungen vorhanden sind und daß die Fernspeisestromschleife
über beide Systeme, z. B. über die Innenleiter der zugehörigen Koaxialleitungen,
gebildet wird. Auch in diesem Falle muß das Kriterium für eine Überbrückung der
Fernspelsestromschleife so gewählt werden, daß bei denjenigen Verstärkern mit einer
der Stromversorgungsrichtung gleichen Slgnalflußrlchtung, eine Fehlfunktion zur
Überbrückung führt und bei denjenigen Verstärkern mit einer der Stronversorgungsrichtung
entgegengesetzten Signalrichtung ein richtiges Funktionieren zu einer Überbrückung
führt.
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Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist für die vorgeschlagene
Überbrückung der Fernspeisestromschleife vorzugsweise ein hochspannungs -sicheres
Relais gegebenenfalls mit einem Serienwiderstand zu benutzen.
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Dies ist deshalb notwendig, weil im Fernspeisestromkreis infolge von
Starkstrombeeinflussung oder durch Blitzeinschlag gelegentlich hohe Spannungen entstehen
können. Es wird deshalb nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung auch vorgeschlagen,
das normalerweise vorhandene Relais (Kontakt K 1 und Spule S 1) mit einer zweiten
Spule S 2 zu versehen, die in dem Sinne wirkt, daß der Kontakt K 1 (der durch die
Spule S 1 geöffnet wird) beim Vorliegen des erwähnten Kriteriums durch die Spule
S 2 wieder geschlossen wird.
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Fig. 4 zeigt als Beispiel für die Anwendung der Erfindung einen von
links her gespeisten Digitalverstärker nach dem Prinzip der "aktiven Impulsleitung".
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Da hier ein binärer NRZ-Kode als Übertragungssignal verwendet wird,
kann die Fehlfunktion des Verstärkers V mit Hilfe der Erkennungsschaltung E einfach
durch Messung des Gleichstroms am Verstärkerausgang ermittelt werden. Wird nämlich
ein Testsignal übertragen, das keinen Gleichstrom überträgt (z. B. ein Rechteckwechsel
mit dem Tastverhältnis 1:1), so ist der Gleichstrom bei einer richtigen Funktion
des Verstärkers 0. Bei einer Fehlfunktion des Verstärkers tritt dagegen bei diesem
Verstärker und bei allen im Signalfluß folgenden Verstärkern am Ausgang ein Gleichstrom
auf, der einfach festgestellt werden kann. Beim System nach Fig. 4 wird der Fernspeisestromkreis
über die am Eingang und Ausgang vorhandenen kurzen reflektierenden Leitungen L gebildet.
Wird der Fernspeisestrom, z. B.
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um 20 - 50 % erhöht, so wird durch die Erhöhung des Spannungsabfalles
an S 1 die Erkennungsschaltung E aktiviert und das erfindungsgemäße Relais mit der
Spule S 2 schließt bei einer Fehlfunktion des Verstärkers, d. h. beim Auftreten
von Gleichstrom am Verstärkerausgang den Kontakt K 2.
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Die Durchführung der Fehlerortung gemäß der Erfindung kann aufgrund
einer Spannungsmessung der Fe rnspeisestromschleife an der einspeisenden Stelle
erfolgen. Ebenso kann hierfür dem Fernspeisegleichstrom ein Wechselstrom überlagert
werden und damit der Widerstand der Fernspeisestromschleife gemessen werden.
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Patentansprüche: 1. ) Verfahren und Schaltungsanordnung zur Fehlerortung
defekter Verstärker in einem Leitungszug,bei dem die Verstärker durch einen konstanten,
über die Leitung fließenden Gleichstrom ferngespeist sind, dadurch gekennzeichnet,
daß aufgrund eines im Fernspeisestromkreis übertragenen Signals eine Fehlererkennungsschaltung
bei sämtlichen im Fernspeis estromkreis liegenden Verstärkern aktiviert wird, die
bei Erkennung entweder einer fehlerhaften Funktion oder aber der richtigen Funktion
eines Verstärkers die Fernspeisestromschleife überbrückt, wodurch eine Ortung der
Fehlerstelle im Fernspeisestromkreis ermöglicht wird.
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2. Verfahren und Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß bei denjenigen Verstärkern, bei denen die Signalflußrichtung und die Richtung
der Fernspeisung gleich sind, das Kriterium für die Überbrückung eine f e h 1 e
rh a f t e Funktion des Verstärkers ist.