JPS631912A - 線路長測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 乙、〔発明の詳細な説明〕 （技術分野） この発明は電線路の長さの測定に関−ｆ乙。

（背景技術） 電線路における伝搬遅延又はそｉ”Ｌの長さは、線路の
一端部（それの他端は電気的に開放）に駆動器（ドライ
バ）によりパルスの縁部乞与えて、線路の一端部に接続
された検出器における電圧の最初の変比を検出↑ろこと
によりその縁部が線路に加えら′ｒした時点を検出（−
１注つ電圧の２番目の変１しを検出することにより線路
の他端部からの反射を検出（−１こね、ら二つの変比の
間の時間が線路の遅延の２倍であることを利用して、時
間ドメーン反射測定法により一般に測定さね、ろ。電圧
の両変１ヒを検出↑ろことに関係ｌ−た不正確さ及び−
般にそのような短いナノ秒程度の時間間隔を測定する際
の不正確さが存在千ろので、多数の独立した測定の結果
が平均１しされて最終の測定値が見つげ出される。

（発明の概要） 本発明は、縁部発生器により線路の一端部に縁部を与え
、線路の全長の端部における不連続点（例えば、開放端
部）から戻ってきた縁部の反射を検Ｕ月〜、反射１−た
縁部を検出してから一定の遅延後に次の縁部ヲトリガし
て縁部発生器が線路の伝搬遅延に関係］〜た周波数で繰
り返して縁部を与えるようにし、目−つ縁部が与えられ
る周波数を測定′ｆろことによって、電線路の長さＱ）
迅速且つ正確な時間ドメーン測定法による測定を行うこ
とケ可能にするものである。各縁部の発生及びそれらの
反射の検出は従属Ｉ−た事象でル）あので、ＡｉＴ述の
独立測定技術によるよりも少ない縁部反射により所望の
確度が得られろ。

好適実施例においては、反射縁部は線路の端部における
電圧ケしきい値（スレッシュホールド）発生器から与え
られたスレッシュボールド電圧の電圧と比較する電圧比
較器によって検出され、縁部発生器は立りり及び立下り
縁部火交互に与え、しきい値発生器は立」ユリ縁部反射
を検ｊＢするために使用された高スレッシュホールド電
圧と立下り縁部反射を検出子ろために使用さ扛た低スレ
ッシュホールド電圧との間で切り換わり、しきい値発生
器は立下り縁部反射の検出後高スレッシュホールド（直
を与えるように且つ立上り縁部反射の検出後任スレッシ
ュホールド値乞与えるように切り換えられろように電圧
比較器の出力に接続されており、しきい値発生器は分圧
器における種種の抵抗を通して接続点に接続された真数
及び補数出力を持った差動駆動器乞備えており、縁部発
生器は電圧比較器が立下り縁部反射を検出した後に立上
り縁部を与え且つ又電圧比較器が立上り縁部反射を検出
した後に立下り縁部欠与え、遅延線は電圧比較器と縁部
発生器との間に設けられており、二つの駆動器はインピ
ーダンスを低減するために縁部発生器において並列に使
用されており、そして縁部発生器のインピーダンスは試
験中の線路のそれに整合させられている。一実施例にお
いては、装置が多チヤネル試験器内に組み込凍れていて
、多重チャネルに接続さｔｌ、たマルチプレクサにより
種種の経路を通（−での遅延を決定することができ、又
他の実施例においては装置は携帯ユニット内にあって、
これは種種の装置の種種の電線路に接続されることがで
きろ。

（］１） （実施例の説明） 構　　　成 第１図について述べろと、試験中の５０オームのインピ
ーダンスの電線路１２に接続された時間ドメーン反射測
定（Ｔｌｌ）Ｒ）式測定装置１０が示されている。装置
１０は、接続点（ノード）１６に立上り及び立下り縁部
を与える縁部発生器１４、電圧比較器１８’（ＡＭ６８
５）、１〜きい値発生器２０（ＥＣＬ差動ドライバ■０
Ｈ１１６）、遅延線２２　、２４（８フイートの長さの
５０オーム同軸ケーブル）。

及びタイマ・計数器２５を備えている。

縁部発生器１４には並列接続Ｊ）二つのｌ０Ｈ１１６Ｅ
　ＣＬ差動ドライバ２６．２Ｂが友）って、これらの補
数出力は４７オームのバック・マツチ直列抵抗Ｒｏ火通
して接続点１６に接続されており、この抵抗が駆動器２
６．２８の３オームの合成出力抵抗値に加わるので、縁
部発生器１４は５０オームのインピーダンスとなってケ
ーブル１２のそれに整合する。直列接続の５０オーム抵
抗Ｒ１□及びＣ３からなる整合用回路網は駆動器２’６
．２８におけるどのような出力インダクタンスをも相殺
する。駆動器２６．２８の真数出力は抵抗Ｒ３を通して
タイマ・計数器２５に接続されている。駆動器２６゜２
８は出力電流容量が増大１−且つ出力インピーダンスが
低くなるように並列に接続されている。それらの物理的
接続は駆動器２６．２８への及びこれらからの伝搬遅延
が等しくなるように構成されているので、それらの駆動
器は単一の回路として作用する。駆動器２６．２８及び
２０は同じ物理的・くッケージ内にあろので、入出力特
性０厳密な整合ケ呈する。

接続点１６は電圧比較器１８の非反転入力に接続されて
いる。電圧比較器１８の差動出力は差動遅延１Ｗ２２．
２４としきい電圧発生器２０とに接続さ扛ている。抵抗
Ｒ，，、Ｒ，３及び平常時開放スイッチ２９はタイマ・
計数器２５及び試験中の線路１２への出力を瞬間的に停
止させろ手段〉提供している。

しきい値発生器２０はその真数出力及び補数出力が分圧
用抵抗Ｒ８，’Ｒ，（それぞれ６００オーム及び１００
オーム）を通して比較器１８の反転入力に接続されてい
る。比較器２０のためのしきい値はそれゆえ抵抗Ｒ８，
Ｒ，の値によって決定され□ろ。比較器１８の反転入力
と接地との間にはしきい値レベル安定用コンデンサＣ１
が接続されている。

抵抗Ｒ，，Ｒ２は５０オーム、抵抗Ｒ１，Ｒ１ば６８オ
ーム、抵抗Ｒ７，Ｒ−、ｏＵ　１３０オーム、抵抗Ｒ１
、は１００オーム、コンデンサＣ１は２０＋）Ｆ、コン
デンサＣ２は０．１ｍＦ、コンデンサＣ８は２ｐＦ　　
であり、且つＶＴＴは−２，４■である。すべての回路
出力が差動式であるので、回路雑音は最小比される。

第２図について述べろと、ＴＤＲ式線路測定装置１ＯＨ
４８：１スロツト・マルチプレクサ６２の共通接続点ろ
０に接続され、このマルチプレクサは４８個の１２：１
チヤネル・マルチプレクサ３４に接続され、且つマルチ
プレクサ６４は第２図の構成部分が組み込捷れでいろ多
チヤネル試験器の５７６の駆動器・検出器の出力接続点
３６に接続されて示されている。スロット―マルチフ゛
レクサ３２及びチャネル・マルチプレクサろｌｊ：、５
７６の駆動画・検出器の校正中５７６の駆動器・検出器
接続点６６を一度に一つ共通接続点３０に選択的に接続
子ろのに使用される。装置１０はそれゆえスロット・マ
ルチプレクサ３２及びチャネル・マルチプレクサ３４の
押挿の経路を通る実際の遅延を決定−ｆ石ために且つ又
校正中これに適応するように使用される。

第６図について述べろと、Ｔ　Ｄ　Ｒ式線路測定装置１
ｒ）は、制御装置４０及び表示装置４２を含む携帯用Ｔ
　Ｄ　Ｒ式線路測定装置３Ｂに組み込ｎれ且つ接続用ケ
ー　プル４２及びスイッチ４６を介して別の電気的装置
の試験中の分離しまた線路４８に接続されて示されてい
る。

動　　　作 動作の際、線路測定装置１０の接続点１６は試験中力線
路１２に接続されているか、この線路にスロット・マル
チプレクサろ２及びチャネル・マルチプレクサ６４（第
２図）を経由した共通接続点３０と検出器・駆動器接続
点６６との間の５７６の経路の一つでもよく又は別の電
気的装置の試験中の線路４８（第６図）でもよいであろ
う。装置１０は低又は高レベルの電圧比較器１８の出力
で動作な開始することができろ。

比較器１８（その真数出力）が最初低レベル又は状態に
′Ａ；）ろと仮定１れば、（−きい飴発生器２０は同様
にそ０）真数出力に低ｌ／ベルを且つその補数出力に高
レベルケ持つことになる。３［］０オーツ、抵抗Ｒ８及
び１０オーム抵抗Ｔ（、の電圧分割効果のために、第４
図の５０（破線）における高スレツンヨールド値によっ
て示されたように、高状態に対する装の電圧レベルで比
較器１Ｂの反転入力にスレッショールド電圧が加えられ
る）ζ−とになる。

電ｌ比較器１８が低状態にキ）ろ賜金には、遅延線２２
．２４による時間遅延、及び縁部発生器１４の差動駆動
器２６．２８によろ伝搬遅延の後、これらの補数出力が
低状態から高状態に変わって、立上り縁部が与えら扛ろ
。抵抗Ｒ，と試験中の線路１２の特性インピーダンスと
の間θ）分圧器効果のために、接続点１６における合成
電圧レベル（■１０、第４図の実線）は最初に第４図の
点５２で示されｋように高レベルと低レベルとの間の１
／２の型土レベル土でト昇する。

試験中の線路１２乞伝搬する立にす縁部ば、それ力開放
端部で不連続点に遭遇”ｆろと、反射１〜で接続点１６
の方へ伝搬１−で戻ってくる。線路１２に対する不連続
点は電気的開放点であるので、反射した縁部は元の縁部
と同じ極性ケ持っている。

反射した縁部は、第４図の時点５４において接続点１６
に到達すると、既存の電圧レベルに加わって高フルレベ
ルケ生じろことになる。反射した縁部は縁部発生器１４
及び線路１２の整合したインピーダンス並びに比較器１
８の低い入力キャパシタンスのために終端され、従って
元の縁部のために更なる反射が発生ｆろことばない。反
射した縁部が接続点１６（又電圧比較器１８の非反転入
力）に到達すると、比較器１８の出力は非反転入力にお
ける電圧が第４図の交点５６で示されたようにしきい値
（６／４高レベルの所）を通過するので低レベルから高
レベルへ状態を変えろ。比較器１８のＣの高出力により
しきい値発生器２０は、その真数出力及び補数出力の反
転並びにＲ８及び■（。の電圧分割効果のために、高状
態に対する電圧レベルの１／４のスレッショールド”ｌ
ｆ　Ｉｆ　Ｙ　発生する。この状態は第４図の低スレッ
シコールド値５８（破線）により示さｔ′シている。

遅延線２２．２４によって与えられる遅延は比較器１８
が切り換わった後縁部発生器が反対の状態になる時点ケ
決定する。これは別の比較が行わ扛ろ前に比較器におい
て縁部の摂動が減衰するために必要である。遅延線２２
．２４による時間遅延の後、駆動器２６．２８の補数出
力は、やはり前に述べられた分圧器効果のために、第４
図の点６０で示されたように、接続点１６の電Ｕｉｔ　
ｉ：畠レベルと低レベルとの間の１／２の電圧レベルに
最初駆動する高から低への縁部な発生する。脚路１２？
伝搬ｆろ立下り縁部ば、それの開放端部において不連続
点に遭遇”ｆろと、同じ極性で反射し返され。

そして接続点１６における電圧は全低レベルに低下ｆろ
。同時に、電圧比較器１８の出力は、その非反転入力が
反転入力における低（〜きい電圧（１／４０Ｂ） レベル）に対して負になるので、交点６２において示さ
′ｉ′たよりに、低レベルの状態を変えろ。

比較器１８の出力における低レベルにより、上述のよう
に循環過程が繰り返えされる。その結果生じろ循環過程
は試験中の線路１２の伝搬遅延に比例した周期を持って
おり、明確にはこの周期は線路１２における伝搬遅延の
４倍に、遅延線２２゜２４並びに比較器１８及び駆動器
２６．２８の遅延から生じろ固定オフセットを加えたも
のに比例していろ。発振の周波数はタイマ・計数器２５
によって決定される。

タイマ・計数器は、単に繰返しディジタル信号の周波数
又は周期を測定するだけであるので、簡単なものを使用
することができろ。元の縁部と反射した縁部とを検出″
ｆろときに使用された形式の高品質の時間間隔測定装置
は必要でない。出力信号は周波数であるので、不規則雑
音による誤差は、Ｎをタイマ・計数器２５により測定さ
れた周期の数として、本質的に／Ｎに減小さｎ、測定時
間が短縮される結果になる。従来のＴＤＲ技術によろ独
立した時間間隔の平均比では同じ確度乞達成するのにＮ
２の時間間隔（及び別別の測定）が必要であろう。装置
１０は５０オーム線路１２におけるわずかに異なったイ
ンピーダンスのために線路測定におけるひずみに耐えろ
か、これは高及び低スレッショールド電圧が５０％の点
に設定されていて、ここでは駆動器２６，２８ｏ）スル
ーレート（電圧／時間）が最高であり且つ又電圧比較器
１８が雑音に対して最大の抵抗性ケ持っているためであ
る。別の利点は、従来設計のものにおけるように元の縁
部及び反射した縁部ではなく反射した縁部だけが検出さ
れるので、元の縁部ではなく反射した縁部欠検出する際
に、高い駆動器スルーレート及び試験中の線路の限られ
た帯域幅の影響によって引き起こされた遅延が重大な問
題を引き起こさないことである。異なった各線路１２の
測定間では、新しい線路１２が確立３ｎた後にスイッチ
２９を瞬間的に閉じて、丁べての反射火消数させる。

装置が第２図の多チヤネル試験器に使用される場合には
、スロット・マルチプレクサ３２及びチャネル・マルチ
プレクサ３４を通る５７６の経路がＴＤＲ式測定装置１
０に別別に接続される。所与のチャネル接続点ろ６に至
る個別の経路に対する遅延は、共通の同期回路へのマル
チプレクサ経由の経路を確立てろことを含む方法によっ
てそのチャネルを他のチャネルと同期させろ際に使用さ
れる。

携帯用ＴＤＲ式線路測定装置６８（第６図）が使用され
る場合には、スィッチ３２開放時の発振の周期がスィッ
チ３２閉鎖時の周期から減算され且つ４で割られて試験
中の線路４８の伝搬遅延が得られろ。

（他の実施例） この発明のその他の実施例は本発明の範囲内で可能であ
る。例えば、ＴＤＲ式線路測定装置を用いて、異なった
インピーダンス、例えば７５オーム又は１００オームの
線路ビ測定するべき場合では。

縁部発生器１６のインピーダンスは、７２オーム又は９
７オームの抵抗Ｒ６ケ用いろことによって線路のそれに
容易に整合させろことができろ。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による電線路の長さを測定するための
装置の電気的概略図である。 第２図は多チヤネル試験器のマルチプレクサに接続さｔ
″した第１図の装置を示す構成図である。 第６図は第１図の装置が種種の装置の種種のケーブルに
接続可能に設計されている代替実施例の構成図である。 第４図は試験中の線路の端部における電圧及び検出器Ｉ
−きい電圧（縦座標）対時間（横座標）を示す図表であ
る。 これらの図面において、１０はＴ　Ｄ　Ｒ式線路測定装
置、１２は電線路、１４は縁部発生器、１６は接続点、
１８は電圧比較器、２ｏは１〜きい値発生器、２２．２
４は遅延線、２５はタイマ・計数器。 ２６．２８は差動駆動器、３０は共通接続点、３２けス
ロット・マルチプレクサ、６４はチャネル・マルチプレ
クサ、６６は出力接続点、３８は携帯用ＴＤＲ式線路測
定装置を示している。 手続補正書（方式） 事件の表示 庫跡取Ｊ’Ｊ定穫泥 ３、補正をする者 事件との関係　　　出　願　人 住所 名　称　　ガー７フ゛イ／　／１ンつ−正し一子、ト４
、代理人

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、試験中の線路の電気的不連続点までの長さを精密且
   つ迅速に測定する装置であつて、 前記の線路の一端部にパルス縁部を与える縁部発生器と
   、 前記不連続点から前記一端部に戻つて来た縁部反射を検
   出してこの縁部反射の検出から一定時間後にパルス縁部
   を与えるように前記の縁部発生器をトリガし、これによ
   り前記の縁部発生器が前記の長さの線路における伝搬遅
   延に関係した周波数で前記の縁部を繰り返して与える反
   射検出器と、前記周波数を測定するように接続された周
   波数測定器と、 から構成される線路長測定装置。 ２、前記反射検出器が、スレツシヨールド電圧を与える
   しきい値発生器、及び前記一端部における電圧を前記ス
   レツシヨールド電圧と比較する電圧比較器から成る特許
   請求の範囲第１項に記載の装置。 ３、前記縁部発生器が立上り縁部及び立下り縁部を交互
   に与える、特許請求の範囲第２項に記載の装置。 ４、前記しきい値発生器が立上り縁部反射を検出するた
   めに使用される前記スレツシヨールド電圧と立下り縁部
   反射を検出するために使用される低スレツシヨールド値
   との間で切り換わる、特許請求の範囲第３項に記載の装
   置。 ５、前記しきい値発生器が前記の電圧比較器の出力に接
   続されていて、前記の電圧比較器が立下り縁部反射を検
   出した後に前記高スレツシヨールド値を与え且つ又前記
   の電圧比較器が立上り縁部反射を検出した後に前記低ス
   レツシヨールド値を与えるように前記のしきい値発生器
   が切り換えられるようになつている、特許請求の範囲第
   ４項に記載の装置。 ６、前記しきい値発生器が、異なつた抵抗値を通して接
   続点に接続された真数出力及び補数出力を持つた差動駆
   動器を備えていて、高い駆動器出力電圧が小さい方の抵
   抗値に与えられ且つ低い出力駆動器電圧が高い方の抵抗
   値に与えられたときに前記の高スレッショールド値が前
   記の接続点に与えられ且つ又低い出力駆動器電圧が小さ
   い方の抵抗値に与えられ且つ高い出力駆動器電圧が大き
   い方の抵抗値に与えられたときに前記の低スレショール
   ド値が前記の接続点に与えられるようになつている、特
   許請求の範囲第４項に記載の装置。 ７、前記縁部発生器が、前記の電圧比較器が立下り縁部
   反射を検出した後に立上り縁部を与え且つ又前記の電圧
   比較器が立上り縁部反射を検出した後に立下り縁部を与
   える、特許請求の範囲第３項に記載の装置。 ８、前記電圧比較器が差動出力を与える、特許請求の範
   囲第２項に記載の装置。 ９、前記電圧比較器の差動出力が差動遅延線を通して前
   記縁部発生器に与えられる、特許請求の範囲第８項に記
   載の装置。 １０、前記縁部発生器が前記の試験中の線路のインピー
   ダンスに整合したインピーダンスを有する、特許請求の
   範囲第１項に記載の装置。 １１、前記縁部発生器が、並列に接続された二つの駆動
   器、及びこれらの駆動器と直列に接続され且つ前記試験
   中の線路のインピーダンスに整合したインピーダンスを
   与えるように選択された抵抗を備えている、特許請求の
   範囲第１項に記載の装置。 １２、前記の高及び低スレツシヨールド値が前記縁部発
   生器によつて与えられる縁部の高スルーレート領域に対
   応している、特許請求の範囲第４項に記載の装置。 １３、前記スレツシヨールド値が前記縁部発生器の高レ
   ベルの１／４及び３／４である、特許請求の範囲第１２
   項に記載の装置。 １４、前記電圧比較器の反転入力に接続された安定用コ
   ンデンサを有する、特許請求の範囲第６項記載の装置。 １５、駆動器・検出器チャネルの出力接続点に接続され
   た複数の出力接続点及び前記縁部発生器に接続された共
   通の接続点を持つたマルチプレクサを備えていて、前記
   試験中の線路がこのマルチプレクサを通つて前記の出力
   接続点の一つに至るようになつている、特許請求の範囲
   第１項に記載の装置。 １６、表示装置を更に備えており、且つ種々の装置の種
   々の電線路に前記の縁部発生器を接続するための装置を
   備えた携帯用ユニットに収容されている、特許請求の範
   囲第１項に記載の装置。 １７、試験中の線路の電気的不連続点までの長さを精密
   且つ迅速に測定する方法であつて、 縁部発生器によつて、前記線路の一端部にパルス縁部を
   与えるステップと、 前記の不連続点から前記の一端部に戻つて来た縁部反射
   を検出するステップと、 前記縁部反射の検出から一定時間後に縁部を与えるよう
   に前記縁部発生器をトリガし、これにより前記の縁部発
   生器が前記の長さの線路における伝搬遅延に関係した周
   波数で前記縁部を繰り返して与えるステップと、 前記周波数を測定するステップと、 から構成される線路長測定方法。 １８、前記の検出ステップが前記一端部における電圧を
   スレツシヨールド電圧と比較することからなる、特許請
   求の範囲第１７項に記載の方法。 １９、前記縁部を与えるステップが、立上り縁部及び立
   下り縁部を交互に与えることからなる、特許請求の範囲
   第１８項に記載の方法。 ２０、前記スレツシヨールド電圧が立上り縁部反射を検
   出するために使用される高スレツシヨールド値と立下り
   縁部反射を検出するために使用される低スレッショール
   ド値との間で切り換えられる、特許請求の範囲第１９項
   に記載の方法。 ２１、前記電気的不連続点が開放端部であり、且つ前記
   の高スレツシヨールド値が立下り縁部反射の検出後に与
   えられ且つ又前記の低スレツシヨールド値が立上り縁部
   反射の検出後に与えられる、特許請求の範囲第２０項に
   記載の方法。 ２２、前記の高及び低スレツシヨールド値が、異なつた
   抵抗値を通して接続点に接続された真数出力及び補数出
   力を持つた差動駆動器を備えたしきい値発生器によつて
   与えられ、その際、高い駆動器出力電圧が小さい方の抵
   抗値に与えられ且つ低い出力駆動器電圧が高い方の抵抗
   値に与えられたときに前記の高スレツシヨールド値が前
   記の接続点に与えられ且つ又低い出力駆動器電圧が小さ
   い方の抵抗値に与えられ且つ高い出力駆動器電圧が大き
   い方の抵抗値に与えられたときに前記の低スレツシヨー
   ルド値が前記の接続点に与えられるようになつている、
   特許請求の範囲第２０項に記載の方法。 ２３、前記電気的不連続点が開放端部であり、且つ立下
   り縁部反射が検出された後に立上り縁部が与えられ、且
   つ又立上り縁部が検出された後に立下り縁部が与えられ
   る、特許請求の範囲第１９項に記載の方法。 ２４、前記比較が差動出力電圧比較器によつて与えられ
   、且つこの電圧比較器の差動出力が差動遅延線を通して
   前記の縁部発生器に与えられる、特許請求の範囲第１８
   項に記載の方法。 ２５、前記縁部発生器が前記の試験中の線路のインピー
   ダンスに整合したインピーダンスを持つている、特許請
   求の範囲第１７項に記載の方法。 ２６、前記縁部発生器が、並列に接続された二つの駆動
   器、及びこれらの駆動器に直列に接続され且つ前記試験
   中の線路のインピーダンスに整合したインピーダンスを
   与えるように選択された抵抗を備えている、特許請求の
   範囲第２５項に記載の方法。 ２７、前記高及び低スレツシヨールド値が前記縁部発生
   器によつて与えられる前記の縁部の高スルーレート領域
   に対応している、特許請求の範囲第２０項に記載の方法
   。 ２８、前記スレツシヨールド値が前記縁部発生器の高レ
   ベルの１／４及び３／４である、特許請求の範囲第２７
   項に記載の方法。