DE3742397C1 - Network analyser for indicating, analysing, recording, storing and indicating electromagnetic faults - Google Patents
Network analyser for indicating, analysing, recording, storing and indicating electromagnetic faultsInfo
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Abstract
Description
Seit im Morse-Zeitalter die Nachrichtentechnik sich der Methode elektrischer Signale und Impulse bediente, ist im Computer-Zeitalter die Impulsfolge und -breite dank schnellerer Halbleiter in Bereiche vorgedrungen, die es erforderlich machen, eventuell auftretende Störimpulse auch im schnellen Anstiegsbereich und Zeitverlauf zu erkennen, um danach Gegenmaßnahmen zu ergreifen, die notwendig sind, damit das Gerät, die Anlage oder das System zufriedenstellend funktioniert.Ever since the Morse age, communications technology has Method used for electrical signals and impulses is in Computer age thanks to the pulse sequence and breadth faster semiconductor penetrated into areas that it make necessary, possibly occurring interference pulses to recognize in the fast rise area and time course to then take countermeasures that are necessary thus the device, the system or the system works satisfactorily.
Es leuchtet ein, daß ein Störimpuls, der mit einem Nutz signal verwechselt wird, in der Lage ist, Steuerungs-, Produktions- und Überwachungseinrichtungen beispielsweise in Fabrikations- oder Sicherheitsbereichen nachhaltig zu gefährden und möglicherweise damit volkswirtschaftlich unübersehbaren Schaden anzurichten.It is obvious that a glitch that is associated with a useful signal is confused, is able to control, Production and monitoring facilities, for example in manufacturing or security areas endanger and possibly economically cause undeniable damage.
Normen für die Grenzwerte und Meßverfahren für Funk- Störungen von elektrischen Geräten und Anlagen sind in folgenden DIN/VDE bzw. IEC-Blättern angegeben: DIN/VDE 0875/07. 77; DIN/VDE 0871/06. 78; DIN/VDE 0160/03/86; IEC 801, Teil 1-5; (z. Teil Entwürfe).Standards for limit values and measuring methods for radio Malfunctions of electrical devices and systems are in following DIN / VDE or IEC sheets: DIN / VDE 0875/07. 77; DIN / VDE 0871/06. 78; DIN / VDE 0160/03/86; IEC 801, part 1-5; (some drafts).
Besonders schnelle Störimpulse, die leitungsgebunden oder auch drahtlos eine schädliche Wirkung auf elektrische Ein richtungen ausüben können, müssen erfaßt werden, um durch eine Interpretation und eine Analyse Gegenmaßnahmen ein leiten zu können. Die HF-Verstärker-Technologie galt bisher als Mittel der Wahl. Verstärker sollten eine hohe Empfindlichkeit aufweisen, um Störimpulse zu erkennen; dabei entstehen Übersteuerungseffekte, so daß sehr schnelle Impulse mit hohen Amplituden verfälscht dargestellt werden. Auch spielen in der herkömmlichen HF-Verstärker-Technologie Kondensatoren eine ausschlaggebende Rolle, notgedrungen sind Dämpfungen und falsche Beurteilung das Ergebnis einer unbefriedigenden Messung. In der bekannten Meßtechnik können also nur energetische, langsame Impulse im Frequenzbereich bis c. 30 Megahertz detektiert bzw. erfaßt werden.Particularly fast interference pulses that are wired or also has a harmful effect on electrical input wirelessly Directions to exercise must be grasped in order to an interpretation and an analysis of countermeasures to be able to lead. The RF amplifier technology used to apply as a means of choice. Amplifiers should be high Have sensitivity to detect glitches; there Overdrive effects occur, so that very fast pulses are falsified with high amplitudes. Also play in conventional RF amplifier technology Capacitors play a crucial role Attenuation and misjudgment are the result of one unsatisfactory measurement. In the known measurement technology can only energetic, slow impulses in the frequency domain to c. 30 megahertz can be detected or detected.
Schnelle Störungen auf elektrischen Leitungen oder über die Luft, zu der auch die elektrostatische Entladung einer Person gehört, liegen im Frequenzbereich von Ultrakurz wellensendern und sogar darüber, also im Frequenzbereich von ca. 100 Megahertz. Die Begriffe langsam und schnell sind also in der Hochfrequenztechnik nur relativ in diesem Zusammenhang gemeint. Herkömmliche Netzanalysegeräte sind also zu langsam, um schnellste Vorgänge zu erkennen, aufzuzeichnen usw. Es ist schon oft vorgekommen, daß ein angeschlossenes Gerät die Störung nicht erkannt und aufge zeichnet hat, obwohl eine Anlage sozusagen "abgestürzt" ist. Der erforderliche Aufwand hinsichtlich der Schirmung in der herkömmlichen HF-Verstärker-Technologie hat zwangsläufig zu sehr teuren und unhandlichen Netzanalysegeräten geführt, deren Anwendungswerte den hohen Anschaffungspreis oft nicht rechtfertigen. Insbesondere weisen vor allem die auf dem Markt befindlichen Netzanalysegeräte nur ein Ansprechverhalten bei Impulsen von etwa 1 Mikrosekunde auf und können schnelle Impulspakete (Burst) nicht verarbeiten oder zählen und eine gleichzeitige Netzkurzzeit- Unterbrechung nicht detektieren.Fast faults on electrical lines or over the Air, to which the electrostatic discharge of a Person heard, are in the ultra-short frequency range wave transmitters and even above, i.e. in the frequency range of approx. 100 megahertz. The terms are slow and fast So in high frequency technology only relatively in this Connection meant. Conventional network analyzers are So too slow to recognize the fastest events to record, etc. It has often happened that a connected device the fault was not recognized and resolved has drawn, although a plant has "crashed" so to speak. The effort required in terms of shielding in the conventional RF amplifier technology has inevitably led to very expensive and unwieldy network analysis devices, their application values often fail to meet the high purchase price justify. In particular, those on the Market analyzers available only one Response behavior for pulses of approximately 1 microsecond and cannot process fast pulse packets (burst) or count and a simultaneous network short-time Do not detect interruption.
Aus der Zeitschrift "etz", Bd. 106 (1985), Heft 9, S. 432, 433, ist ein Netzanalysegerät bekannt, das in ein Stromnetz eingesteckt werden kann Netzausfall, Netz spannungsschwankungen, µs-Impulse sowie Hochfrequenz schwingungen und Oberwellen im Stromnetz erfaßt und mittels eines Druckers registriert.From the magazine "etz", Vol. 106 (1985), No. 9, S. 432, 433, a network analyzer is known, which in a Power grid can be plugged in. Power failure, grid voltage fluctuations, µs pulses and high frequency Vibrations and harmonics in the power grid detected and by means of of a printer registered.
Die Anknüpfung und die Verarbeitung der Impulse basiert auf der herkömmlichen HF-Verstärker-Technologie, die oftmals die genannten Übersteuerungseffekte und eingeschränkte Frequenzeigenschaften zeigt. Das Gerät garantiert eine korrekte Bewertung erst ab ca. 1 µs.The connection and processing of the impulses is based on the conventional RF amplifier technology, which is often the mentioned oversteer effects and limited Frequency characteristics shows. The device guarantees one correct evaluation only from approx. 1 µs.
Im "Elektronikjournal" 1983, Heft 10, S. 40, wird ein kleines tragbares Netzüberwachungsgerät beschrieben, das Netz störungsparameter automatisch registriert und mit Uhrzeit versehen auf einem eingebauten Drucker ausdruckt oder über eine V-24-Schnittstelle zu anderen Geräten weitergibt.In the "Electronics Journal" 1983, Issue 10, p. 40, a small one portable network monitor described the network fault parameters automatically registered and with time provided on a built-in printer or printed out forwards a V-24 interface to other devices.
Die Gebrauchsmusterschrift DE-GM 67 53 441 beschreibt ein Warngerät zur optischen und/oder akustischen Anzeige von Netzstörungen. Das Gerät, dessen Gehäuse direkt in die Netz steckdose einsteckbar ist, erfaßt nur den Ausfall des Netzes bzw. der Phase an dem bzw. an der es betrieben wird, aber keine anderen Netzstörungen.The utility model DE-GM 67 53 441 describes a Warning device for the visual and / or acoustic display of Network disturbances. The device, its housing directly into the network plug is plugged in, only detects the failure of the network or the phase on which it is operated, but no other network interference.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Netzanalysegerät nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 zu schaffen, das preiswert, handlich und vielseitig ist und auch sehr schnelle Störsignale im Frequenzbereich über 100 MHz erfassen, auswerten und speichern kann.The invention is based on the object Network analyzer according to the preamble of claim 1 create that is inexpensive, handy and versatile and also very fast interference signals in the frequency range Can record, evaluate and save 100 MHz.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.This task is characterized by the characteristics of claim 1 solved.
Mit dem erfindungsgemäßen Netzanalysegerät können auch schnelle Impulsepakete (Burst) erkannt und Einzelimpulse daraus gezählt werden. Außerdem ist es möglich, am unbeobachteten Gerät Ereignisse, wie beschrieben, zu speichern. Die Schnelligkeit der Vorrichtung wird auch dadurch erreicht, daß ohne lange verfälschende Meßleitung (Netzkabel) gearbeitet wird. Die Vorrichtung kann mit einer Antenne versehen auch sehr schnelle Vorgänge aus der Luft aufnehmen und, wie beschrieben, speichern usw. Dabei erlauben es die äußeren Abmessungen eben wegen der Vereinfachung auch innerhalb von kleinen Schaltschränken oder Geräten Messungen durchzuführen.With the network analyzer according to the invention can also Fast pulse packets (burst) recognized and single pulses be counted from it. It is also possible on save unobserved device events as described. The speed of the device is also affected achieved that without long falsifying measuring line (Power cord) is working. The device can with a Antennas also provide very fast operations from the air record and save as described, etc. allow the outer dimensions just because of the Simplification even within small control cabinets or devices to take measurements.
Weitere vorteilhafte Ausbildungen sind in den Unteran sprüchen angegeben.Further advantageous training are in the Unteran sayings.
Ein Ausführungsbeispiel eines Netzanalysegerätes nach der Erfindung wird in den Fig. 1 bis 3 beschrieben. Es zeigtAn embodiment of a network analysis device according to the invention is described in FIGS . 1 to 3. It shows
Fig. 1 ein Prinzipschaltbild der Eingangsschaltung, Fig. 1 is a block diagram of the input circuit,
Fig. 2 verschiedene Ausgangsimpulse bei verschieden artigen Störungen, Fig. 2 different output pulses at various disorders,
Fig. 3 ein Gehäusebeispiel des Netzanalysegerätes. Fig. 3 shows a housing example of the network analysis device.
Die Umsetzung der Störsignale bzw. Störimpulse geschieht sofort nach der Ankoppelung an das Netz bzw. an die Antenne. Hier wird eine "Quasi-Demodulation" durchgeführt ohne Ableitung von HF-Resten; diese Spannungssprünge bei Impulsbelastung werden regelbar dem schnellen Komparator zugeführt, der einen schnellen Ausgang für den Speicher hat, der auf ein Anstoßen des Komparators sofort anspricht. Weiterhin wird ein Signal für die Zählung, Triggerung usw. gebildet und einem Ausgang zugeleitet, dessen Amplitude einstellbar ist.The conversion of the interference signals or interference pulses takes place immediately after connection to the network or to the antenna. Here, "quasi-demodulation" is carried out without Derivation of HF residues; these jumps in tension The quick comparator regulates the pulse load fed, which has a fast output for the memory, which responds immediately when the comparator is triggered. Furthermore, a signal for counting, triggering etc. formed and fed to an output whose amplitude is adjustable.
Die Signale geben Aufschlüsse über
Amplitudenhöhe
Modulationsgrad
Modulationsart
Wiederholfrequenzen u.
Energieinhalt.
The signals provide information
Amplitude height
Degree of modulation
Modulation type
Repetition frequencies u.
Energy content.
Die hochfrequenten Signale werden indirekt verarbeitet zu Gleichspannungssprüngen, die ohne aufwendige Schirmung ver arbeitet werden können, wodurch die Vorrichtung räumlich und damit auch preislich kleingehalten werden kann. Es werden im Nanosekundenbereich schaltende Komparatoren und Halbleiter nach dem neuesten Stand der Technik verwendet. Die Schaltungsanordnung, wie in Fig. 1 beschrieben, ergibt eine Grundschnelligkeit von über 100 Megahertz, entsprechend einer Zeit von kleiner ca. 10 Nanosekunden, so daß die Reaktions- und Ansprechzeiten mindestens 3mal schneller sind, als die schnellsten bekannten Vorrichtungen in der herkömmlichen HF-Verstärker-Technologie. Wobei sich die bekannten Vorrichtungen auch nicht mit Problemen befassen, die über die Luft eine Beeinflussung ausüben können.The high-frequency signals are processed indirectly to DC voltage jumps, which can be processed without expensive shielding ver, which means that the device can be kept small in space and thus also in price. State-of-the-art switching comparators and semiconductors are used in the nanosecond range. The circuit arrangement, as described in FIG. 1, results in a basic speed of over 100 megahertz, corresponding to a time of less than approx. 10 nanoseconds, so that the response and response times are at least 3 times faster than the fastest known devices in conventional HF Amplifier technology. The known devices are also not concerned with problems which can exert an influence through the air.
Das Diagramm nach Fig. 2 zeigt die Möglichkeit der analytischen Bewertung.The diagram of FIG. 2 shows the possibility of analytical evaluation.
In Fig. 3 wird ein Ausführungsbeispiel des Netzanalysegerätes gezeigt, das in ein Steckergehäuse integriert ist und dadurch die kürzeste Verbindung zum Netz ohne Netzkabel bietet. Diese Ausführungsform erlaubt bereits den Anschluß einer Antenne (1) sowie den Anschluß von Zusatz geräten über die Stecker (13 und 15) zur Bewertung, Triggerung, Zählung usw.In Fig. 3 an embodiment of the network analysis device is shown, which is integrated in a connector housing and thereby offers the shortest connection to the network without a power cord. This embodiment already allows the connection of an antenna ( 1 ) and the connection of additional devices via the plug ( 13 and 15 ) for evaluation, triggering, counting, etc.
An der Frontseite werden die aktuellen Ereignisse, wie Über spannung (3), Nennspannung (5) und Unterspannung (6) wie auch Spitzen (7) und Strahlung (8), mittels Leuchtdioden direkt angezeigt. Neben dem aktuellen Bereich werden im Speicherbereich die im Meßzeitraum angefallenen Ereignisse, wie Überspannung (4), Unterspannung (9), Netzausfall größer 10 Millisekunden (10) sowie gespeicherte Spitzen (11) und Strahlung (12), angezeigt, so daß bereits in dieser Ausführung eine Übersicht über die Netzverhältnisse und die "HF-Verseuchung" in der Luft möglich ist, auch ohne weitere Zusatzgeräte. Mit einem Drucktaster (2) können alle Alarme gelöscht werden. Mit einem Kippschalter (14) und einem Drucktaster (16) wird das Gerät nach Anschluß an eine stromführende Steckdose für 220 Volt/50 Hz aktiviert. Ein Abgleich der Netzgrenzwerte erfolgt über seitlich angebrachte Abgleichöffnungen (18), während der Abgleich von Trigger und HF-Empfänger sowie der Abgleich von Trigger und Empfänger-Spitzen über die Öffnungen (17) erfolgt.The current events, such as overvoltage ( 3 ), nominal voltage ( 5 ) and undervoltage ( 6 ) as well as peaks ( 7 ) and radiation ( 8 ), are displayed directly on the front by means of LEDs. In addition to the current area, the events occurring in the measurement period, such as overvoltage ( 4 ), undervoltage ( 9 ), power failure greater than 10 milliseconds ( 10 ) as well as stored peaks ( 11 ) and radiation ( 12 ), are displayed in the memory area, so that they are already in this Execution an overview of the network conditions and the "HF contamination" in the air is possible, even without additional equipment. All alarms can be deleted with a push button ( 2 ). With a toggle switch ( 14 ) and a push button ( 16 ) the device is activated for connection to a live socket for 220 volts / 50 Hz. An adjustment of the network limit values takes place via adjustment openings ( 18 ) on the side, while the adjustment of trigger and HF receiver as well as the adjustment of trigger and receiver tips takes place via the openings ( 17 ).
Abgleich und Justierung der Grenzwerte ist ohne Öffnen des Gerätes möglich. Durch den eingebauten Akkumulator ist die Vorrichtung in der Lage, Alarme bzw. gesetzte Speicher bis zu ca. 4 Stunden nach einem erfolgten Netzausfall zu überbrücken. Selbst ein längerer Netzausfall bleibt auch nach Entladung des Akkumulators bei wiederkehrendem Netz "quasi unendlich" gespeichert bis zur erneuten Aktivierung der Vorrichtung.Adjustment and adjustment of the limit values is possible without opening the Device possible. Due to the built-in accumulator Device capable of alarms or set memory to about 4 hours after a power failure bridge. Even a prolonged power failure remains after discharge of the accumulator with recurring mains "quasi infinite" saved until reactivated the device.
Claims (7)
daß die Eingangsschaltung einen im Nanosekundenbereich schaltenden Komparator (K) enthält, dessen einem Ein gang (3) die zu analysierenden Signale über ebenfalls im Nanosekundenbereich schaltende Dioden und einem Empfindlichkeitssteller zugeführt werden, dessen zwei tem Eingang (2) eine veränderbare Schwellenwertspannung zugeführt wird und dessen Ausgang (6) Impulse (Fig. 2a bis 2e) an die auswertenden bzw. speichernden Schaltungs teile abgibt, deren zeitliche Dauer in etwa dem Energie inhalt der Störsignale entspricht,
und daß das Netzanalysegerät in einem direkt in die Netz steckdose einsteckbaren Gehäuse untergebracht ist.1. Network analyzer for the indication, analysis, registration, storage and reporting of electromagnetic disturbances in an optical, acoustic or other way, with an input circuit which converts the electrical interference signals or interference pulses into electrically more usable quantities, characterized in that
that the input circuit contains a comparator (K) switching in the nanosecond range, one input ( 3 ) of which the signals to be analyzed are supplied via diodes which also switch in the nanosecond range and a sensitivity adjuster, the two tem input ( 2 ) of which a variable threshold voltage is supplied, and the latter Output ( 6 ) gives pulses ( Fig. 2a to 2e) to the evaluating or storing circuit parts, the duration of which corresponds approximately to the energy content of the interference signals,
and that the network analyzer is accommodated in a housing which can be plugged directly into the mains socket.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19873742397 DE3742397C1 (en) | 1987-12-15 | 1987-12-15 | Network analyser for indicating, analysing, recording, storing and indicating electromagnetic faults |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19873742397 DE3742397C1 (en) | 1987-12-15 | 1987-12-15 | Network analyser for indicating, analysing, recording, storing and indicating electromagnetic faults |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3742397C1 true DE3742397C1 (en) | 1989-04-06 |
Family
ID=6342597
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19873742397 Expired DE3742397C1 (en) | 1987-12-15 | 1987-12-15 | Network analyser for indicating, analysing, recording, storing and indicating electromagnetic faults |
Country Status (1)
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