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Kabeladerprüfgerät
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Kabeladerprüfgerät zum adernweisen
Prüfen von insbesondere beschalteten Fernmeldekabeln auf Durchgangs- und Ableitungsfehler
und zur Adern-Identifizierung mittels einer Tonanzeige, dessen Fernmeldekabel neben
den diversen zu prüfenden Adern zwei Sprechadern aufweist, bestehend aus einem am
einen Ende des Fernmeldekabels anschließbaren, einen Prüffrequenz- und einen Tongenerator
umfassenden Geberteil und aus einem am anderen Ende des Fernmeldekabels anzuschließenden,
jeweils einen Abschluß der erfaßten Adern bildenden Nehmerteil, wobei Geber- und
Nehmerteil mittels der beiden Sprechadern eine ständige Sprechverbindung aufweisen,
an die der Tongenerator angeschlossen ist.
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Bei einem bekannten Kabeladerprüfgerät (DE-PS 2 052 987) wird eine
Widerstands-Vergleichsmeßeinrichtung verwendet, welche die zu prüfende Ader mit
einer Vergleichsader im Fernmeldekabel erfaßt.
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Auf der Geberseite ist an der Primärwicklung eines Ubertragers der
Prüffrequenzgenerator geschaltet, der mit konstanter, unterhalb der Hörschwelle
liegenden Frequenz schwingt. Die den Prüfton gebenden Signalgeber sind sowohl an
der Sekundärwicklung des Übertragers als auch am fernen Ende des zu prüfenden Fernmeldekabels
angeschaltet.
Die Vergleichsmeßeinrichtung wird nun auf den Widerstand einer vereinbarten, in
Ordnung befindlichen Kabelader von Hand derart eingestellt, daß der Prüfton soeben
einsetzt. Die eindeutige Prüfaussage dieses Geräts nach vollzogener Einstellung
des Widerstandes auf einen bestimmten Grenzwert ist günstig, weil der Ton im Signalgeber
bei jedem unterhalb dieses Grenzwerts liegenden Widerstand eines zu prüfenden Kabels
anspricht und oberhalb dieses Grenzwerts nicht anspricht. Für unterschiedliche Längen
der zu prüfenden Kabel ist jedoch stets eine Nachstellung auf den jeweiligen Widerstandswert
erforderlich. So ist zwar die Identifikation einer Ader und die Ermittlung eines
schlechten Adernzustands eindeutig möglich, jedoch ist die Handhabung des Gerätes
durch die manuelle Einstellung erheblich beeinträchtigt. Darüber hinaus erfordern
die Spulen des induktiven Übertragers einen relativ hohen Platzaufwand, was die
Handlichkeit weiterhin herabsetzt.
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Bei einem andersartigen Prüfgerät (DE-PS 2 361 700) ist die manuelle
Einstellung des Geräts aufgrund einer Kompensationsmeßeinrichtung vermieden. Hier
werden über die zu prüfende Ader einerseits und eine der Sprechadern des Fernmeldekabels
andererseits gegenphasige Signale in Form einer Rechteckspannung geleitet, die auf
der Nehmerseite in einem Summationspunkt im Abschluß der Adern zusammentreffen und
sich gegenseitig auslöschen, wenn die richtige Prüfader vorgelegen hat. Wurde nicht
die richtige Prüfader erfaßt, so findet die Aufhebung der Spannungen am Summationspunkt
S auf der Nehmerseite nicht statt und es bleibt ein Signal bestehen, welches in
nachgeschalteten Bauteilen auf der Nehmerseite keinen Prüfton in die Sprechverbindung
abgibt. Nachteilig ist bei dieser Anordnung, daß die Amplitudenhöhe der zu vergleichenden
gegenphasigen Signale vom zu prüfenden Widerstand abhängt unddaher mit wachsender
Länge der Prüfader abnimmt. Dadurch ist die Genauigkeit der
Anzeige
erschwert. Die Genauigkeit der Anzeige ist aber auch deshalb zu beanstanden,weil
ein Prüfton nur dann eintritt, wenn die Amplitudendifferenz zwischen der Prüfader
und der Vergleichsader nahe dem Wert Null ist. Dies hat zur Folge, daß die Widerstandsdifferenz
zwischen diesen Adern in einem sehr engen Toleranzbereich liegen muß, was wegen
der vielfältigen unterschiedlichen Beschaltungen der diversen Adern erschwert ist.
Liegt beispielsweise ein Berührungsfehler bei einer Prüfader vor, so kann sich in
Abhängigkeit von der Kabellänge und dem Fehlerort eine Tonanzeige ergeben oder nicht.
Die Aussage ist also nicht eindeutig, weshalb mit diesem Prüfgerät eine fehlerhafte
Ader überhaupt nicht mehr identifizierbar sein kann.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein raumsparendes Kabeladerprüfgerät
zu entwickeln, das ohne manuelle Einstellung eine eindeutige, von der Länge des
zu prüfenden Kabels und seinen Beschaltungen unabhängige, eindeutige Tonanzeige
liefert.
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Die Erfindung ist gekennzeichnet durch eine Vierzweig-Meßbrücke, deren
beide Brückendiagonalanschlüsse sowie zwei ihrer Brückenzweige aus fest vorgewählten
Widerständen im Geberteil angeordnet und vom Prüffrequenzgenerator gespeist sind
und deren beide anderen Brückenzweige außerdem Abschluß im Nehmerteil einerseits
die Prüfader und andererseits eine der beiden Sprechadern umfassen, wobei im Geberteil
an den Brückendiagonalanschlüssen ein Differenzspannungsbildner mit nachgeschaltetem
Phasenvergleicher angeordnet ist, der einen zweiten Eingang für eine vom Prüffrequenzgenerator
kommende Referenzphase aufweist und der in Abhängigkeit vom anfallenden Vergleichsergebnis
den an seinem Ausgang angeschlossenen Tongenerator wirksam bzw. unwirksam setzt.
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Bei der Erfindung liegt eine Phasen-Detektor-Schaltung vor. Alle steuertechnisch
wichtigen Bauteile sind auf der Geberseite des Geräts
angeordnet,
wo schon der Prüffrequenz-Generator und Tongenerator angeordnet sind. Auf der Nehmerseite
sind außer den für die Sprechverbindung erforderlichen Bauteilennur die einfachen
Abschlüsse der bei der Prüfung jeweils erfaßten Adern erforderlich.
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Damit ist ein einfaches, kompaktes Gerät erzielt, das in einem großen
Meßbereich stets eine exakte, eindeutige Meßanzeige durch den Prüfton liefert. Es
lassen sich Prüfadern mit beliebig kleinerem Widerstand als die Sprechadern genauso
gut mit dem erfindungsgemäßen Gerät behandeln, wie Prüfadern mit begrenzt größerem
Widerstand, was für alle in der Praxis auftretenden Fälle ausreicht. Es erfolgt
ein reiner Phasenvergleich zwischen der Brückendiagonalspannung einerseits und der
vom Generator erzeugten Prüfspannung.
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Dabei braucht nur darauf geachtet zu werden, ob die zu vergleichenden
Phasen gleich oder einander entgegengesetzt sind. Liegen bei einer einwandfreien,
beidseitig erfaßten Ader an den beiden Eingängen des Phasenvergleichers entsprechende
Phasenlagen vor, so wird der nachgeschaltete Tongenerator mit einer Tonabgabe in
die Sprechverbindung wirksam. Durch geeignete Vorwahl der Festwiderstände in der
Brücke ergeben sich am Ausgang des Phasenvergleichersdie gleichen Verhältnisse zur
Einschaltung des Tongenerators, wenn die erfaßte Prüfader einen Berührungsfehler
oder einen Erdschluß haben sollte, wodurch in die außerhalb des Geberteils liegenden
beiden Brückenzweige Widerstandsverhältnisse aus den Beschaltungen, z.B. aus dem
Amtsanschluß, eingehen, denn dadurch ändert sich nicht die Phasenlage auf der Eingangsseite
des Phasenvergleichers in dem vom Differenzspannungsbildner an der Brückendiagonalen
kommenden Signal. Daß die richtige Ader erfaßt wird, wird somit auch bei Ableitungsfehlern
im Fernmeldekabel richtig angezeigt. Lediglich wenn auf der Geber- und Nehmerseite
unterschiedliche Aderenden erfaßt werden, fällt gegenüber der Referenzphase aus
dem Prüffrequenzgenerator eine umgekehrte Phasenlage am anderen Eingang
des
Phasenvergleichers an, weshalb auf seiner Ausgangsseite der nachgeschaltete Tongenerator
keinen Ton abgibt und damit eindeutigangibt, daß die richtige Ader noch nicht identifiziert
wurde.
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Damit ist eine eindeutige Meßanzeige gewährleistet, die nicht von
den anfallenden Widerständen der Prüfadern abhängig ist.
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Weitere Maßnahmen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den
Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung dargestellt. Die Figur zeigt das schematische Schaltungsbild des erfindungsgemäßen
Kabeladerprüfgeräts.
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An einem schematisch angedeuteten Fernmeldekabel 10, das außer den
beiden mit Ra und Rb bezeichneten beiden Sprechadern diverse zu prüfende Kabeladern
Rx, Ry, Rz aufweist, sind an beiden Enden die inder Fig.durch ein strich-punktiert
umrahmtes Feld angedeuteten Geräteteile des erfindungsgemäßen Kabelprüfers angeordnet,
nämlich ein'Nehmerteil 12 einerends und ein Geberteil 11 anderenends.
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Im dargestellten Meßfall sind außer den beiden Sprechadern Ra, Rb
die Prüfader Rx, die beliebig beschaltet und unbeschaltet sein kann, beidendig an
die beiden Geräteteile 11, 12 angeschlossen dargestellt. Im Vollzug des Prüfungsverfahrens
werden nach Abstimmung über Sprechverbindung 13, 14 in den beiden Geräteteilen 11,
12 die diversen Enden der übrigen Prüfadern, z.B. Ry, beidendig abgefühlt und anhand
eines von einem Tongenerator15 in die Sprechverbindung 13, 14 eingehenden Tonsignals
ermittelt, ob beidendig die richtige Leitung erfaßt wurde oder ob eine Vertauschung
, Unterbrechung oder Berührung der Adern vorliegt.
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Das besondere Kennzeichen der Erfindung ist eine Vierzweig-Meßbrücke
16, die sich aus der Anordnung der Bestandteile in der Pig.
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ergibt. Im Geberteil 11 des Geräts sind von der Meßbrücke 16 zwei
Brückenzweige 17, 18 angeordnet, welche fest vorgegebene Widerstände R1 und R2 ausreichender
Höhe beinhalten, die im vorliegenden Anwendungsfall etwa 10002 aufweisen. Im Geberteil
11 sind weiterhin die beiden Anschlüsse 19, 20 der Brückendiagonalen angeordnet,
an die über je ein Bandpaß 21, 22 ein Differenzspannungsbildner 23 angeschlossen
ist, hinter dem ein Bandpaß 24 geschaltet ist. Der angegebene Widerstandswert ist
nicht als Beschränkunq anzusehen.
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Die beiden anderen Brückenzweige der Meßbrücke 16 werden einerseits
von der Prüfader Rx und andererseits von der einen Sprechader Ra gebildet, die'an
den zugehörigen Anschlußstellen x, x bzw.
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a, a der beiden Geräteteile 11, 12 gerade abgegriffen werden. Hinzu
kommen zu diesen weiteren beiden Brückenzweigen die Anteile des in derFia.gestricheltangedeuteten
Leitungsabschlusses 40 im Nehmerteil 1-2. Hierzu gehört ein Kondensator C1im einen
Brückenzweig und ein Kondensator C2 mit einem parallelen Widerstand R3 im anderen
Brückenzweig. Die Meßbrücke 16 wird von einem Prüffrequenzgenerator 25 gespeist.
Das andere Ende der Brücke 41 ist mit dem Anschluß 42 des Generators 25 über die
Sprechader Rb verknüpft.
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Die Sprechader Rb gehört zur Sprechverbindung 13, 14, weil sie an
die entsprechenden Anschlußstellen b, b der beiden Geräteteile 11, 12 angeschlossen
ist. Zur Sprechverbindung gehören in den beiden Geräteteilen 11, 12 jeweils ein
Mikrofon M und ein Fernhörer F, die über die gezeigten Leitungsverbindungen an einen
Sprechverstärker 43 bzw. 43', einen Hörverstärker 44 bzw. 44' und an eine Rückhördämpfung
45 bzw. 45' angeschlossen sind. Die Sprech- und
Hörverstärker 43,
43'; 44, 44' sind an den Anschlußstellen 46, 46' bzw. 47, 47' mit der Stromversorgung
verknüpft.
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Im Meßfall wird von den Anschlußstellen 19, 20 der Brückendiagonalen,
wenn eine Verstimmung der Brücke vorliegen sollte, über die Anschlußleitungen 37,
38 die abgegriffene Spannung durch den zugehörigen Bandpaß 21, 22 geführt, wo induzierte
Fremdspannungen gefiltert werden und die beiden jeweils anfallenden Spannungsamplituden
der Prüffrequenz dem Differenzspannungsbildner 23 zugeführt werden, der die Amplitudendifferenz
am Ausgang des Bauteils 23 schließlich über einen Kondensator C3 einem Uberlagerungspunkt
39 zuführt, wo auch die Sollphase der Prüffrequenz des Generators 25 anfällt. Diese
Sollphase kommt von einer Kollektorleitung 29 eines Transistors 26, dessen Basisleitung
27 an den Prüffrequenzgenerator 25 angeschlossen ist. Die beiden einander überlagernden
Phasen am Schaltungspunkt 39 werden einem Eingang 31 eines Phasenvergleichers 30
zugeführt, der auch noch einen zweiten Eingang 32 aufweist.
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Dieser zweite Eingang 32 steht mit einem bestimmten Arbeitspunkt eines
durch die beiden Widerstände R4, R5 gebildeten Spannungsteilers 33 in Verbindung,
wobei dieser Arbeitspunkt für den Phasenvergleicher 30 mit der Ermitterleitung 28
des Transistors 26 verbunden ist und dadurch eine Referenzphase an diesem zweiten
Eingang 32 des Phasenvergleichers 30 erzeugt.
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Sofern eine einwandfreie Prüfader Rx vom Prügerät 11, 12 erfaßt ist,
fällt in der Brückendiagonalen 19, 20 keine Spannung an, weshalb der Differenzspannungsbildner
23 kein Signal abgibt. An der Kollektorleitung 29 ergibt sich stets eine Umkehr
der Phasenlage der vom Generator 25 kommenden Prüf frequenz, die dann in dieser
Form am ersten Eingang 31 des Phasenvergleichers 30 anfällt.
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Die Ermitterleitung 28 liefert die Prüffrequenz in unveränderter
Phasenlage
an den zweiten Eingang 32 des Phasenvergleichers 30, weshalb dort nun eingangsseitig
eine gegensätzliche Phasenlage vorliegt. Uber die Ausgangsleitung 34 des Phasenvergleichers
30 wird nun ein Einschaltimpuls dem Tongenerator 15 zugeführt, der, im Gegensatz
zur Prüffrequenz des Generators 25, eine Hörfrequenz von etwa 1000 Hertz über die
Leitungen 35, 36 abgibt, die einerseits vor den Sprechverstrker 43 auf der Geberseite
11 und andererseits an die Rückhördämpfung 45 gelangen, von wo aus sie über die
Leitung 48 bzw. 49 einerseits an den geberseitigen Fernhörer F und über die Sprechleitung
Rb und die entsprechenden nehmerseitigen Leitungen 48', 49' an den dortigen Fernhörer
F gelangen. Die am Geberteil 11 einerseits und am Nehmerteil 12 andererseits befindlichen
Bedienungspersonen stellen fest, daß beidendig eine übereinstimmende Prüfleitung
Rx im Fernmeldekabel 10 ermittelt wurde.
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Eine solche Identifizierung der Leitung über einen Ton erfolgt selbst
dann in eindeutiger Weise, wenn die Prüfleitung Rx eine Berührung, wie durch die
Verbindung 50 mit einer anderen Prüfader Ry.
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angedeutet ist, aufweisen sollte, wobei durch die diversen Beschaltungen
der beiden Adern Rx und Ry unterschiedliche Widerstandsverhältnisse an der Meßbrücke
16 in den beiden Brückenzweigen sich ergeben. In der Brückendiagonalen 19, 20 ergibt
sich zwar eine Spannungsdifferenz in diesem Fall, doch diese kann aus folgendem
Grund auch nur die Einschaltstellung am Tongenerator 15 erzeugen, der, wie bereits
erwähnt wurde, auch in diesem Fall die fehlerhaft isolierte Prüfader Rx identifiziert.
Am Ausgang des Differenzspannungsbilders 23 fällt jetzt eine negative Phasenlage
an, die sich am Uberlagerungspunkt 39 mit der Umkehrphase der Kollektorleitung 29
verstärkt und zum ersten Eingang 31 des Phasenvergleichers 30 gelangt. Währenddessen
wird, wie schon im vorausgehenden Fall, über
die Emitterleitung
28 dem zweiten Eingang 32 des Phasenvergleichers 30 wieder die entgegengesetzte
Referenzphase zugeführt. Am Ausgang 34 des Phasenvergleichers 30 ergibt sich somit
wieder ein Einschaltimpuls für den Tongenerator 15, der in der bereits geschilderten
Weise das Signal in die Sprechverbindung 13, 14 abgibt.
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Obwohl im Berührungsfall der Widerstandswert in der Prüfader Rx gegenüber
dem Referenzwiderstand in der verglichenen Sprechader Ra kleiner ist, wird dennoch
der erwünschte Ton vom Generator 15 abgegeben.
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Andere Verhältnisse treten beim erfindungsgemäßen Prüfgerät nur dann
ein, wenn auf der Nehmer-und Geberseite nicht zusammengehörige Enden unterschiedlicher
Prüfadern erfaßt werden, was nun betrachtet werden soll. Es sei angenommen, daß
die Anschlußstelle x im Nehmerteil 12 fälschlicherweise das Ende der in der Fig.
eingezeichneten Prüfader Rz erfasse, während sonst die Anschlußlage unverändert
geblieben sei. Dann ergibt sich in der Meßbrücke 16, daß der in dem Brückenzweig
über die nicht näher gezeigten Beschaltungen an den Adern Rx und Rz anfallende Widerstand
größer als der Vergleichswiderstand der im anderen Brückenzweig befindlichen Sprechader
Ra ausfällt. Jetzt liegt in der Brückendiagonalen 19, 20 eine gegenüber dem vorerwähnten
Fall umgekehrte Verstimmung vor, die den Differenzspannungsbildner 23 eine gegenüber
dem vorausgehenden Fall umgekehrte Phasenlage entstehen läßt, die an der Uberlagerungsstelle
39 die umgekehrt liegende Phase vom Kollektor 29 der Prüffrequenz überkompensiert,
zumindest aber gerade auslöscht, so daß nunmehr keine gegensätzlichen Phasenlagen
an den beiden Eingängen 31, 32 des Phasenvergleichers 30 anfallen, weshalb dieser
nunmehr über seinen Ausgang 34 nicht mehr den Tongenerator 15 einschaltet. Es ist
daher in der beidseitigen Sprechverbindung 13, 14 kein Prüfton zu hören. Dies zeigt
richtig an, daß eine übereinstimmende Ader nicht gefunden wurde.
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Diese Verhältnisse ändern sich nicht, wenn die Widerstandswerte aufgrund
unterschiedlicher oder wechselnder Länge der zu vergleichenden Adern Rx und Ra variieren
sollten. Die Widerstände R1, R2 auf der Geberseite 11 sind in den beiden Brückenzweigen
17, 18 der Meßbrücke 16 ausreichend groß gewählt, z. B. 1Q , so daß die geschilderten
Verhältnisse in der Phasenlage am Uberlagerungspunkt 39 der Schaltung sich nicht
verändern und daher an dem zugehörigen Eingang 31 des Phasenvergleichers 30 die
jeweils geschilderten Verhältnisse vorliegen. Unabhängig von dem jeweils vorliegenden
Wert zwischen den Prüfadern Rx und Sprechadern, Ra ist für eine eindeutige Anzeige
gesorgt. Damit liegen Verhältnisse vor, die bislang nur mitWesentlich höherem Arbeitsaufwand
an manuell einstellbaren Prüfgeräten sich ergaben. Bei der Erfindung ergeben sich
diese Wirkungen aber selbsttätig, ohne irgendwelche manuelle-Einstellung, die von
Fall zu Fall den jeweiligen Verhältnissen angepaßt werden müßte;