DE947498C

DE947498C - Method and circuit arrangement for determining the entrainment caused by faults in a cable and by the cable ends

Info

Publication number: DE947498C
Application number: DES31544A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Phys Dr Phil Heinri Kaden
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1952-12-18
Filing date: 1952-12-18
Publication date: 1956-08-16

Description

Verfahren und Schaltungsanordnung zur Bestimmung des durch Fehlerstellen eines Kabels und durch die Kabel enden hervorgerufenen Mitflusses Fabrikmäßig hergestellte Kabel unterscheiden sich von ihren idealen Typen dadurch, daß die Abmessungen nicht konstant sind, sondern von Ort zu Ort kleine Unterschiede aufweisen. Diese Unterschiede in der Größe der Dielektrizitätskonstante und in den geometrischen Abmessungen der Leiter und des Isolationsmaterials sind regellos über die Kabellänge verteilt, so daß man mit einem nicht ganz homogenen Kabel zu rechnen hat. Der Wellenwiderstand eines solchen Kabels ist also nicht konstant, sondern hat einen von der Entfernung längs des Kabels, d. h. vom Ort x abhängigen unregelmäßigen Verlauf entsprechend der Beziehung Z (x) = Z0 + S (x), wenn Z (x) der Wellenwiderstand für jeden Punkt des Kabels, ZO der mittlere Wellenwiderstand des Kabels und S (x) die Wellenwiderstandsschwankungsfunktion, d. h. die Abweichung des tatsächlichen Wellenwiderstandes von dem mittleren Wellenwiderstand bedeuten. An jeder Stelle des Kabels ist daher eine kleine Refienonsstelle vorhanden, an denen ein geringer Teil der vom Anfang zum Ende des Kabels laufenden primären Welle zum Anfang zurückfließt. Hier addieren sich die Schwankungen aller Reflexionsstellen entsprechend ihrer Phasen und rufen merkliche Schwankungen des Eingangswiderstandes des Kabels hervor. Außer diesem vRückfluß« zum Kabelanfang entsteht aber auch ein Mitflußvr zum Kabelende, der von doppelten Reflexionen im Kabel herrührt und sich dem eigentlichen Nachrichtenfluß als Störung überlagert. Method and circuit arrangement for determining the defects caused by defects of a cable and the entrainment caused by the cables end Factory made Cables differ from their ideal types in that the dimensions do not are constant, but show small differences from place to place. Those differences in the size of the dielectric constant and in the geometric dimensions of the The conductor and the insulation material are randomly distributed over the length of the cable, see above that you have to reckon with a not entirely homogeneous cable. The wave resistance such a cable is not constant, but has one of the distance along the cable, d. H. irregular course depending on the location x the relation Z (x) = Z0 + S (x), if Z (x) is the characteristic impedance for each point of the cable, ZO is the mean wave impedance of the cable and S (x) is the wave impedance fluctuation function, d. H. the deviation of the actual wave resistance from the mean wave resistance mean. At each point of the cable there is therefore a small reference point, where a small part of the primary running from the beginning to the end of the cable Wave flows back to the beginning. Here the fluctuations of all reflection points add up according to their phases and call noticeable fluctuations in the input resistance of the cable. In addition to this "return flow" to the beginning of the cable, there is also a Co-flow vr to the end of the cable, which results from double reflections in the cable, and which is the actual one Message flow superimposed as a disturbance.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, den störenden Mitfluß zu bestimmen. The invention has set itself the task of the disruptive co-flow to determine.

Auf Grund theoretischezr Betrachtungen kann gezeigt werden, daß der Mitfluß sich im wesentlichen aus den drei Anteilen f; a und «¢ zusammensetzt. On the basis of theoretical considerations it can be shown that the Confluence is essentially made up of the three parts f; a and «¢ composed.

Hierbei ist gi derjenige Spannungsanteil des Mitflusses, der aus der doppelten inneren Reflexion an den Kabelstellen x und y entsteht. Er ist gegeben durch In obiger Gleichung bedeuten j die Einheit der imaginären Zahlen, e die Basis des logarithmus naturalis, s die Kabellänge, a das Phasenmaß pro Längeneinheit, v die Phasengeschwindigkeit, Q die Kreisfrequenz, 4 die Zeit als veränderliche Größe, gemessen von dem Zeitpunkt an, nach dem der Hauptfluß des ImpulseS'am Kabelende angelangt ist, es ist also 4 t - t,, wenn unter to = v die Laufzeit des Kabels verstanden wird.Here, gi is the stress component of the influence that arises from the double internal reflection at the cable points x and y. It is given by In the above equation, j denotes the unit of imaginary numbers, e the base of the natural logarithm, s the cable length, a the phase measure per unit length, v the phase velocity, Q the angular frequency, 4 the time as a variable variable, measured from the point in time onwards where the main flow of the ImpulseS 'has arrived at the end of the cable, so it is 4 t - t ,, if to = v is understood to mean the running time of the cable.

Man erkennt aus der Gleichung für Gf, daß für die Mttflußstörung infolge der doppelten inneren Reflexion sowohl die Wellenwiderstandsschwankungsfunktion S selbst als auch ihre zweite Ableitung S" maßgebend sind. It can be seen from the equation for Gf that for the flow disturbance as a result of the double internal reflection, both the characteristic impedance fluctuation function S itself and its second derivative S "are decisive.

Ga ist derjenige Spannungsanteil des Mitfiusses, der aus der Reflexion am Kabelanfang in Verbindung mit der einmaligen inneren Reflexion an der Stelle x entsteht. Er ist gegeben durch In obiger Gleichung bedeutet der Reflexionsfaktor am Kabelanfang, wenn unter Ra ein vor dem Kabeleingang befindlicher Widerstand verstanden wird.Ga is that part of the stress of the co-fiow that arises from the reflection at the beginning of the cable in connection with the one-off internal reflection at point x. It is given by In the above equation means The reflection factor at the beginning of the cable, if Ra is understood to mean a resistance in front of the cable entry.

Man erkennt aus der Gleichung für xaJ daß für die Mitflußstörung infolge der Reflexion am Kabelanfang in Verbindung mit einmaliger innerer Reflexion die erste Ableitung der Wellenwiderstandsschwankungsfunktion S' maßgebend ist. ue ist derjenige Spannungsteil- des Mitflusses, der aus der Reflexion am Kabelende in Verbindung mit der einmaligen inneren Reflexion an der Stelle x entsteht. Er ist gegeben durch In obiger Gleichung bedeutet R«-4 e R, + Zo der Reflexionsfaktor am Kabelende, wenn unter R6 ein nach dem Kabelausgang befindlicher Widerstand verstanden wird.It can be seen from the equation for xaJ that the first derivative of the characteristic impedance fluctuation function S 'is decisive for the co-flow disturbance due to the reflection at the beginning of the cable in connection with a single internal reflection. ue is that voltage part of the influence that arises from the reflection at the cable end in connection with the one-off internal reflection at point x. It is given by In the above equation, R «-4 e R, + Zo means the reflection factor at the end of the cable if R6 is a resistor located after the cable exit.

Man erkennt aus der Gleichung für u,, daß für die Mitflußstörung infolge der Reflexion am Kabelende in Verbindung mit einmaliger innerer Reflexion die erste Ableitung der Wellenwiderstandsschwankungsfunktion maßgebend ist. One recognizes from the equation for u ,, that for the co-flow disturbance as a result of the reflection at the end of the cable in connection with a single internal reflection the first derivative of the wave resistance fluctuation function is decisive.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß zur Feststellung des durch ein Kabel hervorgerufenen Mitflusses die Wellenwiderstandsschwankungsfunktion und ihr erster und zweiter Differentialquotient affin abzubilden sind. The invention is based on the knowledge that to determine of the influence caused by a cable is the characteristic impedance fluctuation function and their first and second differential quotient are to be mapped affinely.

Es sind bereits Verfahren bekannt, die zur Messung und zur Bestimmung von - Impedanzunregelmäßigkeiten auf Leitungen dienen und diese Unregelmäßigkeiten durch nicht stationäre Vorgänge ermitteln. There are already known methods for measuring and determining of - Impedance irregularities on lines are used and these irregularities determined by non-stationary processes.

Es werden dabei mittels eines Impulsgenerators Impulse erzeugt, die der zu prüfenden Leitung zugeführt werden. Die durch die Impedanzunregelmäßigkeiten der Leitung hervorgerufenen Reflexionsstellen bewirken eine diesen Reflexionsstellen affine Abbildung auf dem Schirm der Braunschen Röhre. Die affine Abbildung der Impedanzunregelmäßigkeiten ist derart, daß bei einer starken spezifischen Änderung der Impedanzunregelmäßigkeiten eine große Amplitude auf dem Schirm entsteht, während bei kleiner spezifischer Änderung der Impedanzunregelmäßigkeiten auch eine kleine Amplitude auf dem Schirm zur Darstellung kommt. There are generated by means of a pulse generator pulses that are fed to the line to be tested. The one caused by the impedance irregularities The reflection points caused by the line cause these reflection points affine mapping on the screen of the Braun tube. The affine mapping of the impedance irregularities is such that when there is a large specific change in the impedance irregularities a large amplitude arises on the screen, while with a small specific change the impedance irregularities also have a small amplitude on the screen for display comes.

Ebenso ist es bekannt, zur Bestimmung von Impedanzunregelmäßigkeiten eine'von einem Impulsspannungen erzeugenden Generator gespeiste Brückenschaltung zu verwenden, in deren einem Zweig das zu prüfende Kabel liegt, während in einem Nullzweig die Sichtbarmachungseinrichtung angeordnet ist. It is also known to determine impedance irregularities a bridge circuit fed by a generator producing pulse voltages to use, in one branch of which the cable to be tested is located, while in one Zero branch the visualization device is arranged.

Fernerhin wurde bereits eine Schaltungsanordnung zur Ermittlung der inneren Impedanzunregelmäßigkeiten von Kabeln vorgeschlagen, bei der eine von einem eine Rechteck- oder nach einer Sprungfunktion verlaufenden Spannung erzeugenden Generator gespeiste Brückenschaltung Verwendung findet, in deren Nullzweig die mit einem bestimmten Widerstand behaftete Sichtbarmachungseinrichtung und in deren einem Zweig das zu prüfende, mit seinem Wellenwiderstand abgeschlossene Kabel liegt. Bei Verlauf der Spannung des Impulsgenerators nach einer Rechteckfunktion ist in dem die Sichtbarmachungseinrichtnng enthaltenden Nullzweig ein induktiver Vorwiderstand anzuordnen, während bei Verlauf der Spannung nach einer Sprungfunktion im Nullzweig kein Vorwiderstand anzuordnen ist, um dieWellenwiderstandsschwankungsfunktion auf dem Schirm der Sichtbarmachungseinrichtung darzustellen. Furthermore, a circuit arrangement for determining the internal impedance irregularities of cables suggested in the case of one of a generating a square-wave voltage or a voltage that runs according to a step function Generator-fed bridge circuit is used, in whose zero branch the with A visualization device afflicted with a certain resistance and in one of them Branch the cable to be tested, terminated with its wave impedance, is located. at The course of the voltage of the pulse generator according to a square wave function is shown in the the zero branch containing the visualization device is an inductive series resistor to be arranged, while in the course of the voltage after a step function in the zero branch no series resistor is to be arranged to use the characteristic impedance fluctuation function on the screen of the visualization device.

Gemäß der Erfindung wird ein Verfahren zur Bestimmung des durch Fehlerstellen eines Kabels und durch die Kabelenden hervorgerufenen Mitfiusses angegeben, das dadurch gekennzeichnet ist, daß Schaltmittel vorgesehen sind, die es gestatten, außer der Funktion der Wellenwiderstandsschwankungen auch ihren ersten und zweiten Differentialquotienten zeitlich affin abzubilden und gleichzeitig die quadratischen Mittelwerte der Wellenwiderstandsschwankungsfunktion und ihre erste und zweite Ableitung anzugeben. According to the invention there is provided a method for determining the defect caused by of a cable and the iniof caused by the cable ends, the is characterized in that switching means are provided which allow besides the function of the wave resistance fluctuations, also their first and second To map differential quotients with a temporal affinity and at the same time the quadratic Mean values of the wave resistance fluctuation function and their first and second derivatives to specify.

In Weiterentwicklung des Verfahrens gemäß der Erfindung werden die quadratischen Mittelwerte der Wellenwiderstandsschwankungsfunktion und ihre ersten beiden Ableitungen zum Zwecke der Bestimmung der Korrelationsreichweite gebildet. In a further development of the method according to the invention, the root mean square values of the characteristic impedance fluctuation function and their first two derivatives for the purpose of determining the correlation range.

Die Schaltungsanordnung zur Ausübung des Verfahrens zur Bestimmung des Mitflusses gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß eine von einem entweder alternierende Stoßimpulse oder alternierende Rechtecksimpulse mit einem Impulsabstand, der gleich der doppelten Laufzeit des zu prüfenden Kabels ist, liefernden Generator gespeiste Brückenanordnung Verwendung findet, in deren einem Zweig das zu prüfende und mit seinem mittleren Wellenwiderstand abgeschlossene Kabel und in deren korrespondierendem Zweig ein Widerstand von gleicher Größe und Phasenlage wie der mittlere Wellenwiderstand des Kabels liegt, während sich im Nullzweig eine mit einem bestimmten Eingangswiderstand behaftete und einem umschaltbaren komplexen Vorwiderstand versehene Anzeigeeinrichtung befindet, wobei als Brückenanordnung entweder eine Wheatstonesche Brücke, bei der die Brückenwiderstände der beiden anderen Zweige der Brücke zweckmäßigerweise gleiche Größe und Phasenlage wie der mittlere Wellenwiderstand des Kabels besitzen, oder eine Differentialbrücke, bei der der Nullzweig mittels eines Differentialübertragers angeschlossen ist, Verwendung findet. The circuit arrangement for performing the determination method of the co-flow according to the invention is characterized in that one of a either alternating shock pulses or alternating square-wave pulses with a Pulse spacing that is equal to twice the transit time of the cable to be tested Generator-fed bridge arrangement is used, in one branch of which the cables to be tested and terminated with its mean wave impedance and in whose corresponding branch has a resistance of the same size and phase position as the mean wave resistance of the cable, while in the zero branch there is a afflicted with a certain input resistance and a switchable complex Display device provided with series resistor is located, as a bridge arrangement either a Wheatstone bridge, where the bridge resistances of the other two Branches of the bridge expediently have the same size and phase position as the middle one Have the characteristic impedance of the cable, or a differential bridge in which the Zero branch is connected by means of a differential transformer, is used.

Als Anzeigeeinrichtung für die zeitlich affine Abbildung der Wellenwiderstandsschwankungsfunktion und ihrer beiden Ableitungen ist eineSichtbarmachungseinrichtung und für die Angabe der quadratischen Mittelwerte der Wellenwiderstandsschwankungsfunktion und ihrer ersten beiden Ableitungen eine Meßeinrichtung mit quadratischer Gleichrichterkennlinie und einer Zeitkonstante, die größer als der Impulsabstand der von dem Generator gelieferten Spannungsimpulse ist, vorgesehen. Zur Gleichrichtung der Wellenwiderstandsschwankungsfunktion und ihrer beiden Ableitungen wird entweder eine Doppelweggleichrichterschaltung oder auch ein Thermoelement verwendet. As a display device for the temporally affine mapping of the wave resistance fluctuation function and its two derivatives is a visualization device and for the indication the root mean square values of the wave resistance fluctuation function and its first two derivatives a measuring device with a quadratic rectifier characteristic and a time constant greater than the pulse spacing of the generator supplied voltage pulses is provided. To rectify the wave resistance fluctuation function and its two derivatives will either be a full wave rectifier circuit or a thermocouple is used.

Bei ohmschem Eingangswiderstand der Anzeigeeinrichtung und bei einem alternierende Stoßimpulse liefernden Generator ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung der Vorwiderstand der Anzeigeeinrichtung zur Ermittlung der Wellenwiderstandsschwankungsfunktion bei Erfüllung der Ungleichung col Lv » Ra rein induktiv, zur Ermittlung der ersten Ableitung der Wellenwiderstandsschwankungsfunktion Null und zur Ermittlung der zweiten Ableitung der Wellenwiderstandsschwankungsfunktion bei Erfüllung der Ungleichung ' CVRa < I rein kapazitiv zu machen, wobei Ra der ohmsche Eingangswiderstand der Anzeigeeinrichtung, Lv die Induktivität, Cv die Kapazität des vor der Anzeigeeinrichtung angeordneten Vorwiderstandes, cal die niedrigste Frequenz des Sendespektrums bedeuten, und wenn unter a>' diejenige Frequenz verstanden wird, die das Intervall ... . begrenzt, in dem der größte Teil, beispielsweise 80 D/o, der gesamten Leistung enthalten ist. With ohmic input resistance of the display device and with one alternating shock pulses delivering generator is according to a development of the Invention of the series resistance of the display device for determining the characteristic impedance fluctuation function if the inequality col Lv »Ra is fulfilled, purely inductive, to determine the first Deriving the wave resistance fluctuation function zero and determining the second Derivation of the characteristic impedance fluctuation function when the inequality is fulfilled To make 'CVRa <I purely capacitive, where Ra is the ohmic input resistance of the display device, Lv the inductance, Cv the capacitance of the front of the display device arranged series resistor, cal mean the lowest frequency of the transmission spectrum, and if a> 'is understood to mean that frequency which corresponds to the interval ... . limited, in which the largest part, for example 80 D / o, of the entire performance is included.

Bei kapazitivem Eingangswiderstand der Anzeigeeinrichtung und bei einem alternierende Stoßimpulse liefernden Generator ist gemäß der Erfindung der Vorwiderstand der Anzeigeeinrichtung zur Ermittlung der Wellenwiderstandsschwankungsfunktion bei Erfüllung der Ungleichung Wi Ca Rv Ss3 I rein ohmisch zu machen, wenn Ca der kapazitive Eingangswiderstand der Anzeigeeinrichtung und Rv der Widerstand des vor der Anzeigeeinrichtung angeordneten Vorwiderstandes bedeuten. With capacitive input resistance of the display device and with a generator delivering alternating shock pulses is according to the invention Series resistance of the display device to determine the characteristic impedance fluctuation function when fulfilling the inequality Wi Ca Rv Ss3 I to make purely ohmic, if Ca der capacitive input resistance of the display device and Rv the resistance of the front the display device arranged series resistor mean.

Bei ohmschem Eingangswiderstand der Anzeigeeinrichtung und bei einem alternierende Rechtecksimpulse liefernden Generator ist gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung der Vorwiderstand der Anzeigeeinrichtung zur Ermittlung der Wellenwiderstandsschwankungsfunktion Null und zur Ermittlung der ersten Ableitung der Wellenwiderstandsschwankungsfunktion bei Erfüllung der Ungleichung su'CvRá <I rein kapazitiv zu machen. With ohmic input resistance of the display device and with one The generator delivering alternating square-wave pulses is according to a further embodiment the invention of the series resistor of the display device for determining the characteristic impedance fluctuation function Zero and to determine the first derivative of the wave resistance fluctuation function to make it purely capacitive when the inequality su'CvRá <I is fulfilled.

Bei induktivem Eingangswiderstand der Anzeigeeinrichtung und bei einem alternierende Rechtecksimpulse liefernden Generator ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung der Vorwiderstand der Anzeigeeinnhtungzur Ermittlung der ersten Ableitung der Wellenwiderstandsschwankungsfunktion bei Erfüllung der Ungleichung el)R a < I rein ohmisch und zur Er-Rv mittlung der zweiten Ableitung der Wellenwiderstandsschwankungsfunktion bei Erfüllung der Ungleichung c«)'2Cv Lv < 1 rein kapazitiv zu machen, wenn La der induktive Eingangswiderstand der Anzeigeeinrichtung bedeutet. With inductive input resistance of the display device and with an alternating square-wave pulse generator is according to a development According to the invention, the series resistance of the display device to determine the first derivative the wave resistance fluctuation function when the inequality el) R a <is fulfilled I purely ohmic and for determining the second derivative of the wave resistance fluctuation function if the inequality c «) '2Cv Lv <1 is fulfilled, it must be made purely capacitive if La means the inductive input resistance of the display device.

Die Erfindung wird an Hand von in den Fig. x bis 12 dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. The invention is illustrated with reference to FIGS. X to 12 Embodiments explained in more detail.

Fig. I zeigt die zur Ausübung des Verfahrens zur Bestimmung des Mitflusses gemäß der Erfindung vorzusehende Wheatstonesche Brückenanordnung. Sie wird von dem die Impulsspannung liefernden Generator G gespeist. In einem ihrer Zweige liegt das zu prüfende und mit seinem Wellenwiderstand Z0 abgeschlossene Kabel K und in ihrem korrespondierenden Zweig ein Widerstand N, der die gleiche Größe und Phasenlage wie der mittlere Wellenwiderstand des Kabels besitzt. In den beiden anderen Zweigen der Brücke liegen die Widerstände W, die zur Erzielung einer optimalen Empfindlichkeit der Brückenanordnung die gleiche Größe und Phasenlage wie der mittlere Wellenwiderstand des Kabels besitzen können. Im Nullzweig befindet sich eine mit einem bestimmten Eingangswiderstand behaftete und mit einem um- schaltbaren komplexen Vorwiderstand Sv versehene, hier durch den WiderstandlR, vertretene Anzeigeeinrichtung. Fig. I shows the method for carrying out the determination of the co-flow Wheatstone bridge arrangement to be provided according to the invention. She gets from that the generator G supplying the pulse voltage is fed. Lies in one of its branches the cable to be tested and terminated with its characteristic impedance Z0 K and in its corresponding branch a resistor N, which is the same size and phase position like the mean wave impedance of the cable. In the other two branches the bridge are the resistors W, which are used to achieve optimal sensitivity the bridge arrangement has the same size and phase position as the mean wave impedance of the cable. In the null branch there is one with a specific one Input resistance and with a surrounding switchable complex Display device provided with series resistor Sv, represented here by resistor IR.

Fig. 2 zeigt die zur Ausübung des Verfahrens zur Bestimmung des Mitflusses gemäß der Erfindung vorzusehende Differentialbrücke, bei der der Nullzweig mittels eines Differentialübertragers D angeschlossen ist. Die übrige Bezeichnungsweise der Schaltungsanordnung. nach Fig. 2 stimmt mit derjenigen nach Fig. 1 überein. FIG. 2 shows the method for performing the method for determining the co-flow according to the invention to be provided differential bridge, in which the zero branch means a differential transformer D is connected. The rest of the notation the circuit arrangement. according to FIG. 2 corresponds to that according to FIG.

Der Generator G liefert entweder die in Fig. 3 dargestellten alternierenden Stoßimpulse oder die in Fig. 4 dargestellten alternierenden Rechtecksimpulse, wobei Um die Amplitude und tv der Impulsabstand bedeuten. The generator G either supplies the alternating ones shown in FIG Shock pulses or the alternating square-wave pulses shown in FIG. 4, wherein To mean the amplitude and tv the pulse spacing.

Nicht alternierende Stoßimpulse haben den Nachteil, daß eine Gleichstromkomponente in dem Frequenzspektrum enthalten ist. Alle Kabel haben bei niedrigen Frequenzen, insbesondere bei Gleichstrom; große Laufzeitverzerrungen, die durch alternierende Impulse vermieden werden. Non-alternating shock pulses have the disadvantage that a direct current component is included in the frequency spectrum. All cables have at low frequencies, especially with direct current; large delay time distortions caused by alternating Impulses are avoided.

In der Schaltungsanordnung nach Fig. 5 wird die Brückenanordnung B von einem alternierende Stoßimpulse liefernden Generator G gespeist. An die Brückenanordnung angeschlossen sind das mit seinem mittleren Wellenwiderstand ZO angeschlossene Kabel K und der die gleiche Größe und Phasenlage wie der mittlere Wellenwiderstand des Kabels besitzende Widerstand N. In the circuit arrangement according to FIG. 5, the bridge arrangement B fed by a generator G delivering alternating shock pulses. To the bridge arrangement connected are the cable connected with its mean wave impedance ZO K and the same size and phase position as the mean wave impedance of the Cable own resistance N.

In dem Nullzweig der Brückenanordnung liegt die Anzeigeeinrichtung A, wobei für die Zeichnung die Darstellung der zeitlich affinen Abbildung ausgewählt und daher eine Sichtbarmachungseinrichtnng angedeutet wurde.The display device is located in the zero branch of the bridge arrangement A, with the representation of the temporally affine mapping selected for the drawing and therefore a visualization facility was indicated.

Für den in zwei Anteile aufgespaltenen, im Brückennullzweig angeordneten Vorwiderstand wird, wie aus der Schaltungsanordnung nach Fig. 5 hervorgeht, bei ohmschem Eingangswiderstand der Anzeigeeinrichtung für die Ermittlung der Wellenwiderstandsschwankungsfunktion eine Induktivität Lv verwendet. For the one split into two parts, arranged in the bridge zero branch As can be seen from the circuit arrangement according to FIG. 5, the series resistor is at ohmic input resistance of the display device for determining the characteristic impedance fluctuation function an inductance Lv is used.

Für die Ermittlung der ersten Ableitung der Wellenwiderstandsschwankungsfunktion ist, wie aus dem in Fig. 6 dargestellten Brückennullzweig zu ersehen ist,. der im Brückennullzweig angeordnete Vorwiderstand kurzzuschließen, während für die Ermittlung der zweiten Ableitung derWellenwiderstandsschwankungsfunktion, wie aus dem in Fig. 7 dargestellten Brückennullzweighervorgeht, als Vorwiderstand eine Kapazität Cv zu wählen ist. For determining the first derivative of the wave resistance fluctuation function is, as can be seen from the bridge zero branch shown in Fig. 6 ,. the in Bridge zero branch to short-circuit arranged series resistor while for the determination the second derivative of the characteristic impedance fluctuation function, as shown in FIG. 7, the bridge zero branch occurs, a capacitance Cv as a series resistor to choose.

Der Brückennullzweig in Fig. 8 zeigt, daß bei kapazitivem Eingangswiderstand der Anzeigeeinrichtung A für die Ermittlung derWellenwiderstandsschwankung funktion ein ohmscher Vorwiderstand Rv Verwendung finden muß. The bridge zero branch in Fig. 8 shows that with a capacitive input resistance of the display device A for determining the characteristic impedance fluctuation function an ohmic series resistor Rv must be used.

In der Schaltungsanordnung nacb Fig. g wird die Brückenanordnung B Von einem alternierende Rechtecksimpulse liefernden Generator & gespeist. Wie in der Schaltungsanordnung nach Fig. S bedeuten ZO der mittlere Wellenwiderstand des Kabels K ünd N ein Widerstand von gleicher Größe und Phasenlage wie der mittlere Wellenwiderstand des'Kabels. In dem Brückennullzweig liegt die Anzeigeeisichtung A mit ihrem ohmschen Eingangswiderstand R". Für die Ermittlung der Wellenwiderstandsschwankungsfunktion ist der vor der Anzeigeeinrichtung angeordnete Vorwiderstand kurzzuschließen. In the circuit arrangement according to FIG B Supplied by a generator & delivering alternating square-wave pulses. As in the circuit arrangement according to FIG. 5, ZO denotes the mean characteristic impedance of the cable K ünd N has a resistance of the same size and phase position as the middle one Characteristic impedance of the cable. The display sighting is located in the bridge zero branch A with its ohmic input resistance R ". For determining the wave resistance fluctuation function the series resistor in front of the display device must be short-circuited.

Der Brückennullzweig in Fig. 10 zeigt, daß für die Ermittlung der ersten Ableitung der Wellenwiderstandsschwankungsfunktion bei ohmschem Eingangswiderstand der Anzeigeeinrichtung A als Vorwiderstand eine Kapazität Cv zu wählen ist. The bridge zero branch in Fig. 10 shows that for the determination of the first derivation of the characteristic impedance fluctuation function with ohmic input resistance the display device A is to be selected as a series resistor, a capacitance Cv.

Bei einem mit LabezeichneteninduktivemEingangswiderstand der Anzeigeeinrichtung A ist, wie der Brückennullzweig in Fig. II zeigt, für die Ermittlung der ersten Ableitung der Wellenwiderstandsschwankungsfunktion ein ohmscher Vorwiderstand Rv und, wie der Brückennullzweig in Fig. I2 zeigt, für die Ermittlung der zweiten Ableitung der Wellenwiderstandsschwankungsfunktion als Vorwiderstand eine Kapazität Cv zu wählen. In the case of an inductive input resistance of the display device with a label A is, as the bridge zero branch in Fig. II shows, for determining the first Deriving the wave resistance fluctuation function an ohmic series resistor Rv and, as the bridge zero branch in Fig. I2 shows, for determining the second derivative a capacitance Cv is added to the characteristic resistance fluctuation function as a series resistor Select.

Bei der Verwendung von alternierenden Spannungsimpulsen ist zu beachten, daß die Spannung am Anzeigegerät synchron mit den Impulsen umgepolt werden muß. Man kann aber auch auf die Umpolung verzichten und den Hinlauf des Elektronenstrahls auf eine ganze Periode ausdehnen, die Funktionen werden dann zweimal, und zwar mit entgegengesetzten Vorzeichen auf den Schirm gezeichnet. When using alternating voltage pulses, note that that the voltage on the display device must be reversed synchronously with the pulses. But you can also do without the polarity reversal and the path of the electron beam extend to a whole period, the functions are then twice, with opposite signs are drawn on the screen.

Um einen Überblick über den zeitlichen Verlauf des abklingenden Mitflusses zu gewinnen, wird der quadratische Mittelwert des Mitflusses gebildet. To get an overview of the course of the decaying influence over time to win, the root mean square value of the co-flow is formed.

Die Messung der quadratischen Mittelwerte der Wellenwiderstandsschwankungsfunktion und ihrer ersten beiden Ableitungen gestatten eine unmittelbare Angabe der Korrelationsreichweite r. Sie läßt sich unmittelbar aus den Quotienten der quadratischen Mittelwerte der Wellenwiderstandsschwankungsfunktion und ihrer Ableitungen angeben. Sie ist gegeben durch wenn Sm der quadratische Mittelwert der Schwankungsfunktion, S' der quadratische Mittelwert der ersten Ableitung und S"m der quadratische Mittelwert der zweiten Ableitung der Wellenwiderstandsschwankungsfunktion bedeuten, und die Voraussetzung erfüllt ist, daß die Autokorrelationsfunktion durch die Gleichung gegeben ist. Bei der GleichungfürdieAutokorrelationsfunktion bedeuten S (x) die Wellenwiderstandsschwankungsfunktion an der Stelle x, S (x + 52) die gleiche Funktion an der benachbarten Stelle x + $ und I E.I der absolute Wert der Strecke zwischen der Stelle x und der benachbarten Stelle x + ge. Der Querstrich über den Funktionen symbolisiert den Mittelwert dieser Funktionen.The measurement of the root mean square values of the characteristic impedance fluctuation function and its first two derivatives allow a direct indication of the correlation range r. It can be specified directly from the quotients of the root mean square values of the characteristic impedance fluctuation function and its derivatives. It is given by if Sm is the root mean square value of the fluctuation function, S 'is the root mean square value of the first derivative, and S "m is the root mean square value of the second derivative of the characteristic impedance fluctuation function, and the condition that the autocorrelation function is satisfied by the equation given is. In the equation for the autocorrelation function, S (x) denotes the characteristic impedance fluctuation function at the point x, S (x + 52) the same function at the neighboring point x + $ and I EI the absolute value of the distance between the point x and the neighboring point x + ge . The dash above the functions symbolizes the mean value of these functions.

Claims

PATENT CLAIM: I. Method for determining the defects caused by defects of a cable and through the cable ends precalled influence, characterized in that switching means are provided which allow it, except the function of the wave resistance fluctuations also has their first and second differential quotients to map temporally affine and at the same time the root mean square values of the wave resistance fluctuation function and indicate their first and second derivatives.

2. The method according to claim I, characterized in that the root mean square values of the characteristic impedance fluctuation function (S,) and its first two derivatives (S'w, S "" W) are formed for the purpose of using the equations determine the correlation range.

3. Circuit arrangement for performing the method according to claim I or 2, characterized in that one of either alternating shock pulses or alternating square-wave pulses supplying a generator-fed bridge arrangement Is used, in one branch of which the one to be tested and with its middle one Characteristic impedance of terminated cables and their corresponding branch Resistance of the same size and phase position as the mean wave resistance of the Cable, while in the neutral branch there is one with a certain input resistance afflicted display device with a switchable complex series resistor is located.

4. Circuit arrangement according to claim 3, characterized in that the distance between the voltage pulses supplied by the generator is twice that Running time is in the cable.

5. Circuit arrangement according to claim 3, characterized in that a Wheatstone bridge is used as a bridge arrangement.

6. Circuit arrangement according to claim 3 and 5, characterized in that that the bridge resistances of the other two branches of the bridge are the same size and Have the phase position as the mean wave impedance of the cable.

7. Circuit arrangement according to claim 3, characterized in that as a bridge arrangement a differential bridge, in which the zero branch means a Differential transformer is connected, is used.

8. Circuit arrangement according to claim 3, characterized in that as a display device for the temporally affine mapping of the wave resistance fluctuation function and its two derivatives a visualization device and for the indication the root mean square values of the wave resistance fluctuation function and its first two derivatives a measuring device with a quadratic rectifier characteristic is provided.

9. Circuit arrangement according to claim 3 and 8, characterized in that that the measuring device with a quadratic characteristic has a time constant which is greater than the pulse spacing of the voltage pulses supplied by the generator.

10. Circuit arrangement according to claim 3, 8 and 9, characterized in that that to rectify the wave resistance fluctuation function and both of them Derivatives a full wave rectifier circuit is used.

II. Circuit arrangement according to Claim 3, 8 and 9, characterized in that that to rectify the wave resistance fluctuation function and both of them A thermocouple is used.

12. Circuit arrangement according to Claim 3 to II, characterized in that that with an ohmic input resistance of the display device and with an alternating one The generator, which delivers shock pulses, determines the series resistance of the display device the characteristic impedance fluctuation function when the inequality 0) iLv> is fulfilled Ra purely inductive, to determine the first derivative of the wave resistance fluctuation function Zero and to determine the second derivative of the wave resistance fluctuation function if the inequality 69'CvRa <I is fulfilled, it is purely capacitive, if Ra is the ohmic one Input resistance of the display device, Lv the inductance, Cv the capacitance of the series resistor in front of the display device, w, the lowest frequency of the transmission spectrum, and if m 'is understood to mean the frequency which limits the interval o ... co 'in which most of the total power is included.

13. Circuit arrangement according to claim 3 to 11, characterized in that that with a capacitive input resistance of the display device and with an alternating one The generator, which delivers shock pulses, determines the series resistance of the display device the wave resistance fluctuation function when the inequality a) lCaRV> is fulfilled I is purely ohmic if Ca is the capacitive input resistance of the display device and Rv the resistance of the series resistor arranged in front of the display device mean.

14. Circuit arrangement according to Claim 3 to II, characterized in that that with an ohmic input resistance of the display device and with an alternating one Square-wave pulses ran the generator, the series resistor of the display device for determining the wave resistance fluctuation function zero and for determining the first derivative of the characteristic impedance fluctuation function when the Inequality 6C1 'Cv Ra <1 is purely capacitive.

15. Circuit arrangement according to Claim 3 to II, characterized in that that with inductive input resistance of the display device and with an alternating one Square-wave pulses supplying the generator to the series resistor of the display device Determination of the first derivative the wave resistance fluctuation function at # 'La fulfillment of the inequality Rv <1 purely ohmic and to determine the second derivative of the characteristic impedance fluctuation function when the inequality is fulfilled # '² CvLa <I is purely capacitive if Lv is the inductive input resistance of the Indicator means.

References considered: U.S. Patent No. 2,345 932