FI82581B - Foerfarande foer maetning av analoga spaenningsvaerden som upptraeder pao abonnentanslutningsledningarna i ett foeretraedesvis digitalt telefonfoermedlingssystem. - Google Patents

Description

82581

Menetelmä etenkin digitaalisen puhelinvälitysjärjestelmän tilaajajohdoissa esiintyvien analogisten jännitteiden arvojen määräämiseksi

Keksintö kohdistuu menetelmään etenkin digitaalisen puhelin-välitysjärjestelmän tilaajajohdoissa esiintyvien analogisten jännitteiden arvojen määräämiseksi, erikoisesti vikojen pai-kallistamistarkoituksia varten.

Tässä yhteydessä kiinnostavat tilaajajohdon molempien johtimien ja maan väliltä mitatut tasajännätteet, vaihtojännitteet ja häiriöjännitteet sekä näiden kolmen lajin jännitteet tilaajajohdon kahden johtimen välillä.

Näiden jännitearvojen määräämiseksi on aikaisemmin menetelty siten, että kolmelle jännitelajille suoritettiin mittaukset tilaajaliitäntäpiirissä kolmessa eri mittauskohdassa, nimittäin kummassakin tilaajajohtimessa ja tilaajajohtimien välillä, mikä merkitsee sitä, että kattavan kuvan saamiseksi johdon tilasta oli suoritettava yhteensä yhdeksän mittausta .

Keksinnön tehtävänä on esittää mittausmenetelmä, joka voidaan suorittaa nopeammin, joka johtaa nopeammin kokonaistiedon saamiseen ja joka soveltuu erityisesti myös automaattiseen toimintaan.

Keksinnön mukaan tämä tehtävä ratkaistaan siten, että tilaajajohdon molemmissa johtimissa (a-johtimessa ja b-johtimessa) otetaan erikseen jaksollisin aikavälein näytteitä nollapoten-tiaalissa (maassa) olevaan kytkentäpisteeseen nähden vaikuttavista analogiajännitearvoista ja niille suoritetaan analogia-digitaalimuunnos, että vastaavat molemmat digitaaliarvot sekä näytteenottoarvojen eroa vastaava digitaaliarvo tallennetaan kulloinkin niille varatun muistipaikkaparin muistipaikkoihin, että pisimmän odotettavissa olevan vaihtojännite- 2 82581 jakson suuruisen aikavälin aikana peräkkäisistä näytteenotoista saatuja digitaaliarvoja verrataan vastaaviin molempiin tallennettuihin digitaaliarvoihin, minkä jälkeen sen mukaan ovatko arvot suurempia kuin ensimmäinen tai pienempiä kuin toinen tallennettu digitaaliarvo ne korvaavat ensimmäisen tai toisen näistä digitaaliarvoista, niin että kulloinkin saadaan mainitulla aikavälillä pätevät jännitteiden maksimi- ja minimiarvot, ja että näistä maksimi- ja minimiarvoista määrätään kulloinkin erikseen tilaajajohdon johtimien välisen jännitteen, vast, näiden johtimien ja nolla-potentiaalissa olevan kytkentäpisteen välisten jännitteiden tasajännitearvo, vaihtojännitearvo ja häiriöjännitearvo laskennallista riippuvuutta vastaavasti.

Keksinnön mukaan koko mittausyhdistelmä supistuu siten kahteen mittaukseen kahdessa mittauskohdassa verrattuna yhdeksään mittaukseen kolmessa mittauskohdassa ja mittaustulokset määrätään näin saaduista arvoista, mikä voidaan saatujen mittausarvojen digitalisoinnin vuoksi suorittaa ilman muuta mikrotietokoneen avulla.

Keksinnön toisen toteutuksen mukaan kulloinkin kolmea peräkkäin saatua maksimi- ja minimijännitearvoa käsitellään siten, että suurin maksimiarvo ja pienin minimiarvo jätetään pois ja molemmista muista muodostetaan keskiarvo ja tämä keskiarvo tai ainakin kahden tällaisen keskiarvon keskiarvon muodostamisesta muodostettu uusi keskiarvo asetetaan tällöin mainittujen jännitearvojen määräämisen pohjaksi.

Keksinnön vielä erään toteutuksen mukaan ainakin ennen jokaisen määritysmenettelyn alkua mittaus- ja käsittelypiirille syötetään mainittujen näytteenottoarvojen sijasta peräkkäin vertailujännite ja mainittu nollajännite ja että näistä saatavien digitaaliarvojen erotuksen arvosta ja vertailujän-nitteen arvosta määrätään mittaus- ja käsittelypiirin siirto-kerroin, joka otetaan huomioon seuraavassa mainittujen jännitearvo jen määräämisessä, joka suoritetaan niiden riippuvuutta todetuista maksimi- ja minimijännitearvoista vastaavasti.

li 3 82581 Tämä tekee tarpeettomaksi mittauslaitteen kompensoinnin potentiometrien avulla, mikä on muuten välttämätöntä komponenttien vanhenemisesta ja komponenttien toleransseista johtuen. Myös siirtokertoimen määrääminen voidaan suorittaa mikroprosessorilla.

Keksinnön toteuttavan kytkentäjärjestelyn eräässä edullisessa suoritusmuodossa on multiplekseri, joka johtaa molempien mittauskohtien eli a-johtimen ja b-johtimen analogiset mittausjännitteet peräkkäin molemmille mittauskohdille yhteiselle A/D-muuntimelle. Tämä kytkentäjärjestely tulee kysymykseen vaihtoehtona kytkentämuunnokselle, jossa jokaisessa mit-tauskohdassa on A/D-muunnin, silloin kun A/D-muunnos on suoritettava suurella erottelutarkkuudella, jolloin sopiva A/D-muunnin on suhteellisen kallis.

Keksintöä selitetään lähemmin seuraavassa suoritusesimerkkien avulla piirustukseen viittaamalla.

Piirustuksessa esittää: kuvio 1 ensimmäistä suoritusesimerkkiä kytkentäjärjestelystä keksinnön mukaisen menetelmän toteuttamiseksi, kuvio 2 toista suoritusesimerkkiä tällaisesta kytkentäjärjestelystä, kuvio 3 aikadiagrammia tilaajajohdon toisen johtimen ja maanpotentiaalissa olevan kytkentäpisteen välissä esiintyvistä jännitteistä.

Kuvio 1 esittää pystysuoran katkoviivan vasemmalla puolella keksinnön ymmärtämiselle tarpeellisessa laajuudessa tilaaja-liitännän, tilaa ja-aseman TLn sekä tilaajajohdon, jossa on johtimet a ja b, joihin jännitelähteet U1 ja U2 aiheuttavat rinnakkaisvastusten Ri1 ja Ri2 välityksellä häiritsevät, mittauspiirillä mitattavat jännitteet. Varsinainen mittaus-piiri keksinnön mukaisen menetelmän toteuttamiseksi on esitetty katkoviivan oikealla puolella.

4 82581

Mittauspiiri havaitsee a-johtimen samoin kuin b-johtimen ja maanpotentiaalin välillä esiintyvät jännitteet, mitä varten se on yhdistetty näihin johtimiin releen C koskettimilla c. Koskettimien c vaihtoehtoisessa kytkentätilassa mittauspii-rin tulot tulevat kytketyiksi releen D koskettimen d kytkentä-tilasta riippuen joko vertailujännitteeseen Uv tai maanpoten-tiaaliin.

Kummassakin tapauksessa vastuksista R1 ja R2 muodostettu jännitteenjakaja alentaa a-johtimen ja b-johtimen jännitteet mittauspiirille sopivaan arvoon. Tällä tavoin alennetut jän-nitearvot tulevat analogiadigitaalimuuntimelle A/D1 vast.

A/D2 ja sieltä vastaavana digitaalisena arvona mikroprosessorille MC, joka myöhemmin selitettävällä tavalla määrää halutut mittausarvot ja antaa ne edelleen näyttöön A.

Kuvio 2 eroaa kuviosta 1 vain siten, että mittauspistekoh-taisten analogia-digitaalimuuntimien A/D1 ja A/D2 tilalla on yksi ainoa analogia-digitaalimuunnin A/D sekä multiplekseri MUX, joka johtaa sille syötetyt a-johtimelta ja b-johtimelta peräisin olevat mittausarvot peräkkäin tälle analogia-digi-taalimuuntimelle.

Seuraavassa selitetään lisäksi kuvioon 3 viitaten toimintoja, jotka liittyvät a-johtimen ja maanpotentiaalissa olevan kytkentäpisteen välillä vallitsevan jännitteen määräämisen.

Kuten on esitetty, mittaus- ja käsittelypiirille syötetään ainakin ennen tämän määräysmenettelyn alkua peräkkäin vertailu jännite ja maanpotentiaali nollajännitteenä. Tätä tarkoitusta varten releen C koskettimet c ovat piirretyssä asennossa ja releen D kosketin d asettuu peräkkäin piirrettyyn ja vaihtoehtoiseen asentoon, niin että analogiadigitaalimuunti-mille A/D1 ja A/D2 vast, multiplekserille MUX syötetään ver-tailujännite UV ja maanpotentiaali.

Il 5 82581

Tilaajajohdon a-johtimen ja maanpotentiaalissa olevan kytkentäpisteen välillä esiintyvän jännitteen Ua/E ja analogia-digitaalimuuntimen A/D1 lähdössä esiintyvän digitaaliarvon UA/D välillä on yhteys: UA/E = H · UA/D , jolloin mittauspiirin siirtofunktio on merkitty kirjaimella H. Tämä siirtofunktio voidaan määrätä edellä mainituista mittauksista saaduista arvoista. Nollapistekorjaukseen käytetään tällöin mitatun tasajännitteen arvon ja maanpotentiaa-lin välistä erotusta tosiasiallisena analogisena vertailu-jännitteenä UV (A). Siirtofunktio määrätään tällöin mikroprosessorin MC avulla seuraavan riippuvuuden mukaisesti:

Ua/E _ UV(A) H = ———-— — · UA/D UV(A/D)

Edellä mainitut mittaukset siirtofunktion määräämiseksi suoritetaan edullisimmin paitsi jokaisen varsinaisen mielenkiintoisen mittausjännitteen määräysmenettelyn alussa myös ennen jokaista tässä yhteydessä suoritettua a-johtimen ja b-johti-men näytteenottoa.

Varsinaisen mittauksen suorittamiseksi koskettimet c asetetaan esitetystä poikkeavaan kytkentä-asentoon, jolloin a-johtimen ja maanpotentiaalin välillä vast, b-johtimen ja maan-potentiaalin välillä vallitsevat analogiset jännitearvot tulevat analogia-digitaalimuuntimille A/D1 ja A/D2 vast, yhdelle ainoalle analogia-digitaalimuuntimelle A/D ja siten vastaavina digitaaliarvoina mikroprosessorin MC tuloon.

Kuten onesitetty, mainituissa mittauspisteissä kiinnostavat tasajännite, vaihtojännite ja mahdollisesti esiintyvä häi-riötaajuus. Tasajännite saadaan, kuten kuvio 3 esittää, vastaten riippuvuutta: 6 82581

Ode = Umin * Umax l- Umln .

Vaihtojänniteosuus Uac saadaan riippuvuudesta: .. Umax - Umin Uac = -:- .

2 · VT

Häiriöjänniteosuudelle saadaan lopuksi:

Uhäir = Umax, kun |umax| = |umin|

Uhäir = Umin, kun |Umin | > JUmaxJ .

Tarvittavat jännitearvot Umax ja Umin saadaan näytteenotolla saaduista ja analogia-digitaalimuunnetuista jännitearvois-ta seuraavasti:

Mikroprosessorille syötetyt vastaavat digitaaliarvot kerrotaan aluksi siirtofunktion arvolla ja tallennetaan tämän jälkeen ensimmäisen kerran esiintyessään muistipaikkapariin, joka tässä tapauksessa on varattu a-johtimen ja maanpotentiaa-lin välillä vallitsevalle jännitteelle. Vastaavat parit on varattu yksilöllisesti b-johtimen ja maanpotentiaalin välillä ja molempien johtimien välillä vallitseville jännitteille.

Parin kahdesta muistipaikasta toinen on jännitteen Umax ja toinen jännitteen Umin vastaanottamista varten.

Seuraavaksi mitattuja näytteenottoarvoja verrataan aina muis-tipaikkaparin muistisisältöön ja mikäli ne ovat positiivisempia kuin arvon Umax muistipaikassa oleva muistisisältö, ne otetaan sen tilalle uudeksi arvoksi Umax muistipaikkaan, tai kun ne ovat negatiivisempia kuin jännitteelle Umin varatun muistipaikan sisältö, ne otetaan tämän muistipaikan muistisi-sällön tilalle. Ennaltamäärätyn mittausajan, joka on yhtä suuri kuin pisin odotettavissa oleva vaihtojännitteen jakson-aika, kuluttua muistipaikkaparin muistipaikat sisältävät tällöin todelliset arvot Umax ja Umin. Tilaajajohdon kahden johtimen välisen jännitteen Ua/b arvot saadaan erotuksenmuodos-

II

7 82581 tuksella a-johtimen ja maanpotentiaalissa olevan kytkentäpisteen ja b-johtimen ja maanpotentiaalissa olevan kytkentäpisteen välillä mitatuista jännitteistä.

Ääriarvonmuodostamisen tarkkuuden määrää näytteenottojakson suhde vaihtojännitteen jaksonaikaan.

Jotta satunnaisesti esiintyvät jännitepiikit eivät vaikuttaisi ääriarvojen Umax ja Umin loppuarvoihin, selitetty arvon otto muistipaikkaan suoritetaan vasta sen jälkeen, kun on saatu arvot kolmesta peräkkäisestä näytteenotosta, joista ääriarvo jätetään ottamatta huomioon ja kahta muuta käytetään keskiarvon muodostamiseksi, joka on tällöin muistipaikkaan otettava arvo. Viimeksi mainittu menettely voidaan tarkkuuden suurentamiseksi toistaa useita kertoja, jolloin kelpaavaksi keskiarvoksi otetaan arvo, joka saadaan jälleen useiden tällaisten keskiarvojen keskiarvon muodostamisesta.

Tällä tavoin saaduista suureiden Umax ja Umin arvoista määrätään tällöin mikroprosessorilla edellä esitettyjä riippuvuuksia vastaavasti halutut tasajännitteet Udc, vaihtojänniteosuu-den Uac ja häiriöjänniteosuuden Uhäir arvot kolmessa mittaus-kohdassa ja tuodaan esitettäväksi näytölle A.

Claims (5)

8 82581

1. Mentelmä etenkin digitaalisen puhelinvälitysjärjestelmän tilaajajohdoissa esiintyvien analogisten jännitteiden arvojen määräämiseksi, erikoisesti vikojen paikallistamistar-koituksia varten, tunnettu siitä, että tilaajajohdon molemmissa johtimissa (a-johtimessa ja b-johtimessa) otetaan erikseen jaksollisin aikavälein näytteitä nollapotentiaalis-sa (maassa) olevaan kytkentäpisteeseen nähden vaikuttavista analogiajännitearvoista ja niille suoritetaan analogia-digitaalimuunnos, että vastaavat molemmat digitaaliarvot sekä näytteenottoarvojen eroa vastaava digitaaliarvo tallennetaan kulloinkin niille varatun muistipaikkaparin muistipaikkoihin, että pisimmän odotettavissa olevan vaihtojännitejakson suuruisen aikavälin aikana peräkkäisistä näytteenotoista saatuja digitaaliarvoja verrataan vastaaviin molempiin tallennettuihin digitaaliarvoihin, minkä jälkeen sen mukaan ovatko arvot suurempia kuin ensimmäinen tai pienempiä kuin toinen tallennettu digitaaliarvo ne korvaavat ensimmäisen tai toisen näistä digitaaliarvoista, niin että kulloinkin saadaan mainitulla aikavälillä pätevät jännitteiden maksimi- ja minimiarvot, ja että näistä maksimi- ja minimiarvoista määrätään kulloinkin erikseen tilaajajohdon johtimien (a, b) välisen jännitteen, vast, näiden johtimien ja nollapotentiaalissa (maa) olevan kytkentäpisteen välisten jännitteiden tasajännitearvo, vaihto-jännitearvo ja häiriöjännitearvo laskennallista riippuvuutta vastaavasti.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että kulloinkin kolmea peräkkäin saatua maksimi-ja minimijännitearvoa käsitellään siten, että suurin maksimiarvo ja pienin minimiarvo jätetään pois ja molemmista muista muodostetaan keskiarvo ja tämä keskiarvo tai ainakin kahden tällaisen keskiarvon keskiarvon muodostamisesta muodostettu uusia keskiarvo asetetaan tällöin mainittujen jännitearvojen määräämisen pohjaksi. Il 9 82581

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että ainakin ennen jokaisen määräysmenettelyn alkua mittaus- ja käsittelypiirille syötetään mainittujen näytteenottoarvojen sijasta peräkkäin vertailujännite ja mainittu nollajännite ja että näistä saatavien digitaaliarvo-jen erotuksen arvosta ja vertailujännitteen arvosta määrätään mittaus- ja käsittelypiirin siirtokerroin, joka otetaan huomioon seuraavassa mainittujen jännitearvojen määräämisessä, joka suoritetaan niiden riippuvuutta todetuista maksimi- ja minimijännitearvoista vastaavasti.

4. Kytkentäjärjestely jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukaisen menetelmän suorittamiseksi, tunnettu siitä, että se käsittää mikroprosessorin (MC), joka suorittaa siirtokertoimen, maksimi- ja minimiarvojen sekä lopputulosten määräämisen.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen kytkentäjärjestely, tunnettu siitä, että se käsittää lisäksi multiplekserin (MUX), joka johtaa molempien mittauskohtien (a-johdin, b-johdin) analogiset mittausjännitteet peräkkäin molemmille mittauskohdille yhteiselle analogiadigitaalimuuntimelle (A/D). 10 82581