RU2233554C1 - Device for metering length of two-wire data transfer line - Google Patents
Device for metering length of two-wire data transfer line Download PDFInfo
- Publication number
- RU2233554C1 RU2233554C1 RU2002134699/09A RU2002134699A RU2233554C1 RU 2233554 C1 RU2233554 C1 RU 2233554C1 RU 2002134699/09 A RU2002134699/09 A RU 2002134699/09A RU 2002134699 A RU2002134699 A RU 2002134699A RU 2233554 C1 RU2233554 C1 RU 2233554C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- microcomputer
- signal
- inputs
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measurement Of Unknown Time Intervals (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к измерительным устройствам, использующим электрические средства для измерения длины двухпроводной линии передачи данных.The present invention relates to measuring devices using electrical means for measuring the length of a two-wire data line.
Известно устройство [1] для измерения длины двухпроводной линии передачи данных, использующее метод рефлектометрии, основанный на посылке в линию зондирующего и приеме отраженного импульсов. Это устройство содержит генератор зондирующего импульса, приемник отраженного импульса, микрокомпьютер, аналого-цифровой преобразователь, блок памяти и два усилителя. Выход генератора зондирующего импульса соединен с входом приемника отраженного импульса и подключен к проверяемой двухпроводной линии. Микрокомпьютер соединен с генератором зондирующего импульса, приемником отраженного импульса, аналого-цифровым преобразователем, блоком памяти и усилителями.A device [1] is known for measuring the length of a two-wire data line using the scatterometry method based on sending probing pulses to a line and receiving reflected pulses. This device contains a probe pulse generator, a reflected pulse receiver, a microcomputer, an analog-to-digital converter, a memory unit, and two amplifiers. The output of the probe pulse generator is connected to the input of the reflected pulse receiver and is connected to the tested two-wire line. The microcomputer is connected to a probe pulse generator, a reflected pulse receiver, an analog-to-digital converter, a memory unit, and amplifiers.
Недостатком устройства [1] является небольшой диапазон длин измеряемых двухпроводных линий. Это связано с тем, что, с одной стороны, короткий зондирующий импульс не может преодолеть достаточно длинную линию и вернуться обратно - он сильно затухает и не может быть надежно распознан на фоне шумов. С другой стороны, с увеличением длительности зондирующего импульса диапазон длин измеряемых двухпроводных линий расширяется, но быстро входит в насыщение. Это обусловлено тем, что длительность зондирующего импульса становится соизмеримой с временем его распространения к удаленному концу линии и обратно. В результате получаемые рефлектограммы становятся непригодными для надежного распознавания отраженного импульса на фоне зондирующего из-за их интерференции и влияния других факторов.The disadvantage of the device [1] is the small range of lengths of the measured two-wire lines. This is due to the fact that, on the one hand, a short probe pulse cannot cross a sufficiently long line and return back - it attenuates strongly and cannot be reliably recognized against the background of noise. On the other hand, with an increase in the duration of the probe pulse, the range of lengths of the measured two-wire lines expands, but quickly enters saturation. This is due to the fact that the duration of the probe pulse becomes comparable with the time of its propagation to the remote end of the line and vice versa. As a result, the obtained reflectograms become unsuitable for reliable recognition of the reflected pulse against the background of the probe due to their interference and the influence of other factors.
Экспериментально установлено, что рефлектометрический метод измерения длины стандартного телефонного кабеля типа ТПП-0,5 (представляющего набор витых пар проводов с диаметром медной жилы 0,5 мм) не позволяет работать на дистанциях, превышающих 4 км, что явно недостаточно для практических целей, когда необходим диапазон, измеряемый десятками километров.It was experimentally established that the reflectometry method for measuring the length of a standard telephone cable of the TPP-0.5 type (representing a set of twisted pairs of wires with a copper core diameter of 0.5 mm) does not allow working at distances exceeding 4 km, which is clearly insufficient for practical purposes, when a range of tens of kilometers is needed.
Известно устройство [2] для измерения длины двухпроводной линии передачи данных, содержащее первый и второй блоки приема-выдачи тестовых сигналов, подключенные к противоположным сторонам проверяемой двухпроводной линии передачи данных, первый блок приема-выдачи тестовых сигналов содержит микрокомпьютер, генератор импульсов, первый линейный приемник, таймер, первый и второй согласующие резисторы и блок регистрации формы сигнала, содержащий блок памяти, аналого-цифровой преобразователь и первый мультиплексор, входы данных которого являются первым и вторым входами блока регистрации формы сигнала, управляющий вход первого мультиплексора соединен с входом разрешения работы аналого-цифрового преобразователя и является третьим входом блока регистрации формы сигнала, четвертый и пятый входы этого блока соединены с сигнальными входами аналого-цифрового преобразователя, выходы которого соединены с входами данных блока памяти, выходы которого являются группой выходов блока регистрации формы сигнала, выход первого мультиплексора соединен с входом синхронизации блока памяти и с входом пуска аналого-цифрового преобразователя, входы первого линейного приемника подключены к проверяемой двухпроводной линии передачи данных и соединены с четвертым и пятым входами блока регистрации формы сигнала и через первый и второй согласующие резисторы - с шиной нулевого потенциала, выход первого линейного приемника соединен с первым входным портом микрокомпьютера, первый выходной порт которого соединен с первым входом блока регистрации формы сигнала, третий вход которого соединен с вторым выходным портом микрокомпьютера, группа входных портов которого соединена с группой выходов блока регистрации формы сигнала, выход данных таймера соединен с вторым входным портом микрокомпьютера, второй блок приема-выдачи тестовых сигналов содержит третий и четвертый согласующие резисторы, первый линейный передатчик и первый формирователь импульса, выход которого соединен с входом данных первого линейного передатчика, выходы которого подключены к проверяемой двухпроводной линии передачи данных и через третий и четвертый согласующие резисторы к шине нулевого потенциала. Устройство [2] содержит также два телевизионных приемника, подключенных к первому и второму блокам приема-выдачи тестовых сигналов.A device [2] for measuring the length of a two-wire data line containing the first and second blocks of receiving and receiving test signals connected to opposite sides of the tested two-wire data line, the first block of receiving and issuing test signals contains a microcomputer, a pulse generator, a first linear receiver , a timer, first and second termination resistors and a waveform registration unit comprising a memory unit, an analog-to-digital converter, and a first multiplexer whose data inputs are are the first and second inputs of the waveform registration block, the control input of the first multiplexer is connected to the input for enabling the analog-to-digital converter and is the third input of the waveform registration block, the fourth and fifth inputs of this block are connected to the signal inputs of the analog-to-digital converter with data inputs of the memory block, the outputs of which are a group of outputs of the waveform registration block, the output of the first multiplexer is connected to the synchronization input of the memory block with the start input of the analog-to-digital converter, the inputs of the first linear receiver are connected to the tested two-wire data line and are connected to the fourth and fifth inputs of the waveform registration unit and through the first and second terminating resistors to the zero potential bus, the output of the first linear receiver is connected with the first input port of the microcomputer, the first output port of which is connected to the first input of the waveform registration unit, the third input of which is connected to the second output port of the microcomputer An era, the group of input ports of which is connected to the group of outputs of the waveform registration unit, the output of the timer data is connected to the second input port of the microcomputer, the second block of reception and delivery of test signals contains the third and fourth terminating resistors, the first linear transmitter and the first pulse generator, the output of which is connected with the data input of the first linear transmitter, the outputs of which are connected to the tested two-wire data line and through the third and fourth terminating resistors to the zero bus potential of. The device [2] also contains two television receivers connected to the first and second blocks of reception and delivery of test signals.
Первый и второй блоки приема-выдачи тестовых сигналов устройства [2] синхронизируются от кадровых импульсов, поступающих от телевизионных приемников, настроенных на одну и ту же станцию местного телевещания. Это позволяет согласовать во времени моменты выдачи и приема тестового сигнала, представленного перепадом напряжения в проверяемой двухпроводной линии передачи данных. Для компенсации разности дистанций между каждым телевизионным приемником и телецентром проводятся две серии измерений, различающиеся направлением передачи тестового сигнала. Полученные результаты усредняются.The first and second blocks of reception and delivery of test signals of the device [2] are synchronized from the frame pulses coming from television receivers tuned to the same local television broadcasting station. This allows you to coordinate in time the times of issuing and receiving a test signal, represented by the voltage drop in the tested two-wire data line. To compensate for the difference in distance between each television receiver and television center, two series of measurements are carried out, which differ in the direction of transmission of the test signal. The results are averaged.
Недостатком устройства [2] является сложность. Этот недостаток связан с использованием в устройстве двух телевизионных приемников. Кроме того, функциональные возможности устройства ограничены в связи с возможностью работы только в зоне уверенного приема сигнала от телецентра и в отсутствие перерывов телевещания.The disadvantage of the device [2] is the complexity. This disadvantage is associated with the use of two television receivers in the device. In addition, the functionality of the device is limited due to the ability to work only in the zone of reliable signal reception from the television center and in the absence of interruptions in broadcasting.
Цель изобретения - упрощение устройства и расширение его функциональных возможностей.The purpose of the invention is to simplify the device and expand its functionality.
Цель достигается тем, что в устройстве для измерения длины двухпроводной линии передачи данных, содержащем первый и второй блоки приема-выдачи тестовых сигналов, подключенные к противоположным сторонам проверяемой двухпроводной линии передачи данных, первый блок приема-выдачи тестовых сигналов содержит микрокомпьютер, генератор импульсов, первый линейный приемник, таймер, первый и второй согласующие резисторы и блок регистрации формы сигнала, содержащий блок памяти, аналого-цифровой преобразователь и первый мультиплексор, входы данных которого являются первым и вторым входами блока регистрации формы сигнала, управляющий вход первого мультиплексора соединен с входом разрешения работы аналого-цифрового преобразователя и является третьим входом блока регистрации формы сигнала, четвертый и пятый входы этого блока соединены с сигнальными входами аналого-цифрового преобразователя, выходы которого соединены с входами данных блока памяти, выходы которого являются группой выходов блока регистрации формы сигнала, выход первого мультиплексора соединен с входом синхронизации блока памяти и с входом пуска аналого-цифрового преобразователя, входы первого линейного приемника подключены к проверяемой двухпроводной линии передачи данных и соединены с четвертым и пятым входами блока регистрации формы сигнала и через первый и второй согласующие резисторы - с шиной нулевого потенциала, выход первого линейного приемника соединен с первым входным портом микрокомпьютера, первый выходной порт которого соединен с первым входом блока регистрации формы сигнала, третий вход которого соединен с вторым выходным портом микрокомпьютера, группа входных портов которого соединена с группой выходов блока регистрации формы сигнала, выход данных таймера соединен с вторым входным портом микрокомпьютера, второй блок приема-выдачи тестовых сигналов содержит третий и четвертый согласующие резисторы, первый линейный передатчик и первый формирователь импульса, выход которого соединен с входом данных первого линейного передатчика, выходы которого подключены к проверяемой двухпроводной линии передачи данных и через третий и четвертый согласующие резисторы к шине нулевого потенциала, первый блок приема-выдачи тестовых сигналов дополнительно содержит второй линейный передатчик, второй мультиплексор, элемент И и триггер, управляющий вход второго линейного передатчика соединен с первым выходом генератора импульсов и с третьим входным портом микрокомпьютера, второй выход генератора импульсов соединен с входом данных второго линейного передатчика, с первым входом элемента И и с четвертым входным портом микрокомпьютера, третий выход генератора импульсов соединен с вторым входом элемента И, четвертый и пятый выходы генератора импульсов соединены с первым и вторым входами данных второго мультиплексора, управляющий вход которого соединен с третьим выходным портом микрокомпьютера, а выход - с вторым входом блока регистрации формы сигнала, третий вход элемента И соединен с первым входным портом микрокомпьютера, группа выходных портов которого соединена с группой входов таймера, вход синхронизации которого соединен с выходом элемента И, а выход признака нулевого кода - с входом установки единицы триггера, вход установки нуля которого соединен с четвертым выходным портом микрокомпьютера, выход триггера соединен с пятым входным портом микрокомпьютера и с дополнительным входом данных блока памяти, дополнительный выход которого соединен с шестым входным портом микрокомпьютера, второй блок приема-выдачи тестовых сигналов дополнительно содержит второй линейный приемник и второй формирователь импульса, выход которого соединен с управляющим входом первого линейного передатчика, а вход - с входом первого формирователя импульса и с выходом второго линейного приемника, входы которого соединены с выходами первого линейного передатчика.The goal is achieved in that in a device for measuring the length of a two-wire data transmission line containing the first and second blocks of receiving and receiving test signals connected to opposite sides of the tested two-wire data line, the first block of receiving and transmitting test signals contains a microcomputer, a pulse generator, the first a linear receiver, a timer, first and second termination resistors and a waveform registration unit comprising a memory unit, an analog-to-digital converter and a first multiplexer, data inputs of which are the first and second inputs of the waveform registration unit, the control input of the first multiplexer is connected to the input for enabling the analog-to-digital converter and is the third input of the waveform registration unit, the fourth and fifth inputs of this block are connected to the signal inputs of the analog-to-digital converter which is connected to the data inputs of the memory unit, the outputs of which are a group of outputs of the waveform registration unit, the output of the first multiplexer is connected to the synchronization input of the memory block and with the start input of the analog-to-digital converter, the inputs of the first linear receiver are connected to the tested two-wire data line and connected to the fourth and fifth inputs of the waveform registration unit and through the first and second terminating resistors to the zero potential bus, the output of the first linear the receiver is connected to the first input port of the microcomputer, the first output port of which is connected to the first input of the waveform registration unit, the third input of which is connected to the second output port ohm of the microcomputer, the group of input ports of which is connected to the group of outputs of the waveform registration unit, the timer data output is connected to the second input port of the microcomputer, the second test signal receiving-output unit contains the third and fourth terminating resistors, the first linear transmitter and the first pulse generator, the output of which connected to the data input of the first linear transmitter, the outputs of which are connected to the tested two-wire data line and through the third and fourth terminating resistors to to the zero potential bus, the first block of reception and delivery of test signals additionally contains a second linear transmitter, a second multiplexer, an element And a trigger, the control input of the second linear transmitter is connected to the first output of the pulse generator and to the third input port of the microcomputer, the second output of the pulse generator is connected to the input data of the second linear transmitter, with the first input of the And element and with the fourth input port of the microcomputer, the third output of the pulse generator is connected to the second input of the And element, the fourth and fifth outputs of the pulse generator are connected to the first and second data inputs of the second multiplexer, the control input of which is connected to the third output port of the microcomputer, and the output to the second input of the waveform registration unit, the third input of the And element is connected to the first input port of the microcomputer, a group of output the ports of which are connected to the group of timer inputs, the synchronization input of which is connected to the output of the AND element, and the output of the zero code flag is connected to the input of the trigger unit setting, the input of which the second is connected to the fourth output port of the microcomputer, the output of the trigger is connected to the fifth input port of the microcomputer and to an additional data input of the memory block, the additional output of which is connected to the sixth input port of the microcomputer, the second test signal receiving-output unit further comprises a second linear receiver and a second pulse generator the output of which is connected to the control input of the first linear transmitter, and the input to the input of the first pulse shaper and to the output of the second linear receiver Whose inputs are connected to outputs of the first linear transmitter.
На фиг.1 представлена функциональная схема устройства; на фиг.2 - функциональная схема таймера; на фиг.3 - временные диаграммы работы устройства.Figure 1 presents the functional diagram of the device; figure 2 is a functional diagram of a timer; figure 3 - timing diagrams of the operation of the device.
Устройство для измерения длины двухпроводной линии передачи данных (фиг.1) содержит первый 1 и второй 2 блоки приема-выдачи тестовых сигналов, подключенные к противоположным сторонам проверяемой двухпроводной линии 3 передачи данных, первый блок 1 приема-выдачи тестовых сигналов содержит микрокомпьютер 4, генератор 5 импульсов, первый линейный приемник 6, таймер 7, первый 8 и второй 9 согласующие резисторы и блок 10 регистрации формы сигнала, содержащий блок памяти 11, аналого-цифровой преобразователь 12 и первый мультиплексор 13, входы данных которого являются первым 14 и вторым 15 входами блока 10 регистрации формы сигнала, управляющий вход первого мультиплексора 13 соединен с входом разрешения работы аналого-цифрового преобразователя 12 и является третьим входом 16 блока 10 регистрации формы сигнала, четвертый 17 и пятый 18 входы этого блока соединены с сигнальными входами аналого-цифрового преобразователя 12, выходы 19 которого соединены с входами данных блока памяти 11, выходы которого являются группой 20 выходов блока 10 регистрации формы сигнала, выход первого мультиплексора 13 соединен с входом синхронизации блока памяти 11 и с входом пуска аналого-цифрового преобразователя 12, входы 21 и 22 первого линейного приемника 6 подключены к проверяемой двухпроводной линии 3 передачи данных и соединены с четвертым 17 и пятым 18 входами блока 10 регистрации формы сигнала и через первый 8 и второй 9 согласующие резисторы - с шиной 23 нулевого потенциала, выход первого линейного приемника 6 соединен с первым входным портом 24 микрокомпьютера 4, первый выходной порт 25 которого соединен с первым входом 14 блока 10 регистрации формы сигнала, третий вход 16 которого соединен с вторым выходным портом 26 микрокомпьютера 4, группа 27 входных портов которого соединена с группой 20 выходов блока 10 регистрации формы сигнала, выход 28 данных таймера 7 соединен с вторым входным портом 29 микрокомпьютера 4, второй блок 2 приема-выдачи тестовых сигналов содержит третий 30 и четвертый 31 согласующие резисторы, первый линейный передатчик 32 и первый формирователь 33 импульса, выход которого соединен с входом данных первого линейного передатчика 32, выходы которого подключены к проверяемой двухпроводной линии 3 передачи данных и через третий 30 и четвертый 31 согласующие резисторы - к шине 34 нулевого потенциала.A device for measuring the length of a two-wire data transmission line (Fig. 1) contains the first 1 and second 2 test signal reception-output blocks connected to opposite sides of the tested two-wire data transmission line 3, the first test signal reception-
Первый блок 1 приема-выдачи тестовых сигналов дополнительно содержит второй линейный передатчик 35, второй мультиплексор 36, элемент И 37 и триггер 38, управляющий вход второго линейного передатчика 35 соединен с первым выходом 39 генератора 5 импульсов и с третьим входным портом 40 микрокомпьютера 4, второй выход 41 генератора 5 импульсов соединен с входом данных второго линейного передатчика 35, с первым входом элемента И 37 и с четвертым входным портом 42 микрокомпьютера 4, третий выход 43 генератора 5 импульсов соединен с вторым входом элемента И 37, четвертый 44 и пятый 45 выходы генератора 5 импульсов соединены с первым и вторым входами данных второго мультиплексора 36, управляющий вход которого соединен с третьим выходным портом 46 микрокомпьютера 4, а выход - с вторым входом 15 блока 10 регистрации формы сигнала, третий вход элемента И 37 соединен с первым входным портом 24 микрокомпьютера 4, группа 47 выходных портов 48-52 которого соединена с группой входов таймера 7, вход 53 синхронизации которого соединен с выходом элемента И 37, а выход 54 признака нулевого кода - с входом установки единицы триггера 38, вход установки нуля которого соединен с четвертым выходным портом 55 микрокомпьютера 4, выход триггера 38 соединен с пятым входным портом 56 микрокомпьютера 4 и с дополнительным входом 57 данных блока памяти 11, дополнительный выход 58 которого соединен с шестым входным портом 59 микрокомпьютера 4, второй блок 2 приема-выдачи тестовых сигналов дополнительно содержит второй линейный приемник 60 и второй формирователь 61 импульса, выход которого соединен с управляющим входом первого линейного передатчика 32, а вход - с входом первого формирователя 33 импульса и с выходом второго линейного приемника 60, входы которого соединены с выходами первого линейного передатчика 32.The
Таймер 7 (фиг.2) содержит сдвиговый регистр 62 и счетчик 63. Параллельные выходы 64 данных счетчика 63 соединены с параллельными входами данных сдвигового регистра 62. Параллельные выходы 65 данных сдвигового регистра 62 соединены с параллельными входами данных счетчика 63. Выходной порт 52 микрокомпьютера 4 соединен с последовательным входом данных сдвигового регистра 62. Направление сдвига данных в этом регистре показано стрелкой 66. Входной порт 29 микрокомпьютера 4 соединен с последовательным выходом данных сдвигового регистра 62. Выходной порт 49 микрокомпьютера 4 соединен с входом синхронизации сдвига данных регистра 62. Выходной порт 51 микрокомпьютера 4 соединен с управляющим входом параллельного приема данных в сдвиговый регистр 62 с выходов 64 счетчика 63. Выходной порт 50 микрокомпьютера 4 соединен с управляющим входом параллельного приема данных в счетчик 63 с выходов 65 сдвигового регистра 62. Выходной порт 48 микрокомпьютера 4 соединен с управляющим входом установки кода "все единицы" в счетчике 63. Выход 54 таймера 7 соединен с выходом признака "все нули" счетчика 63. Вход 53 таймера 7 соединен с управляющим входом вычитания единицы счетчика 63.The timer 7 (figure 2) contains a
На фиг.3 представлены временные диаграммы работы устройства.Figure 3 presents the timing diagrams of the operation of the device.
Диаграммы 67 и 68 соответствуют сигналам на выходах 41 и 39 генератора 5 импульсов. Диаграммы 69 и 70 отображают сигналы на входах первого 6 и второго 60 линейных приемников. Диаграммы 71 и 72 соответствуют сигналам на выходах формирователей 33 и 61. Часть диаграммы 69, выделенная окружностью 73, в укрупненном виде показана в виде фрагмента 74. На этом фрагменте диаграмма 75 отображает тот же сигнал, что и диаграмма 69. Диаграмма 76 соответствует сигналу на выходе мультиплексора 13. Часть диаграммы 75, выделенная окружностью 77, в укрупненном виде показана в виде фрагмента 78. На этом фрагменте диаграмма 79 отображает тот же сигнал, что и диаграммы 75 и 69. Диаграмма 80 соответствует сигналу на выходе мультиплексора 13. Уровни 81-85 и 86-90 напряжений U1 и U2 между проводами проверяемой линии 3 на противоположных ее сторонах (на входах линейных приемников 6 и 60) соответствуют высокому положительному (81, 86), низкому положительному (82, 87), нулевому (83, 88), низкому отрицательному (84, 89) и высокому отрицательному (85, 90) напряжениям.Diagrams 67 and 68 correspond to the signals at the outputs 41 and 39 of the
Ниже рассмотрена работа составных частей устройства.The following describes the operation of the components of the device.
Высокоточный генератор 5 импульсов предназначен для обеспечения синхронной работы всех составных частей устройства. Он содержит пять выходов: 39, 41, 43-45, на которых формируются периодические сигналы, по форме близкие к прямоугольным, со скважностью, близкой двум. Все формируемые генератором 5 сигналы имеют фиксированные (неизменные во времени) фазовые соотношения. При измерении или отсчете заданных интервалов времени сигнал с выхода 43 генератора 5 проходит через элемент И 37 и поступает на вход 53 синхронизации таймера 7. Период этого сигнала задает квант времени, которым оперирует устройство, и может составлять, например, 5 нс.A high-precision 5-pulse generator is designed to provide synchronous operation of all components of the device. It contains five outputs: 39, 41, 43-45, on which periodic signals are generated, similar in shape to rectangular, with a duty cycle close to two. All signals generated by the
Сигналы с выходов 44 и 45 генератора 5 определяют две возможные частоты регистрации цифровых отсчетов аналогового сигнала, поступающего из линии 3, в памяти 11. Частоты сигналов с выходов 44 и 45 могут составлять, например, соответственно 50 кГц и 50 МГц. Выбор той или иной частоты производится микрокомпьютером 4 с помощью мультиплексора 36 в зависимости от значения управляющего сигнала в его выходном порте 46 микрокомпьютера 4: при нулевом управляющем сигнале на выход мультиплексора 36 транслируется сигнал с выхода 44 генератора 5, при единичном - с выхода 45 этого генератора.The signals from the outputs 44 and 45 of the
Сигналы Y1 и Y2 с выходов 41 и 39 генератора 5 задают режимы работы линейного передатчика 35. Эти сигналы имеют одинаковую частоту (например, равную 10 Гц) и имеют взаимный фазовый сдвиг, равный четверти периода (см. фиг.3, диаграммы 67 и 68). Период t0-t10 сигнала Y1 определяет длительность цикла работы устройства. При Y2=1 передатчик 35 включен, при Y2=0 - выключен, при этом его выходы находятся в состоянии с высоким выходным импедансом. Включенный передатчик 35 имеет низкое выходное сопротивление и формирует высокое положительное напряжение U1 (уровень 81) между прямым и инверсным выходами (между точками 22 и 21) при Y1=1 и высокое отрицательное напряжение (уровень 85) при Y1=0. Передатчик 32 работает аналогично под управлением сигналов Y3 и Y4 с выходов формирователей 33 и 61 (см. фиг.3, диаграммы 71 и 72); во включенном состоянии он формирует высокое положительное (при Y3=1) или высокое отрицательное (при Y3=0) напряжение U2 (уровни 86 и 90).The signals Y1 and Y2 from the outputs 41 and 39 of the
Длительности фронтов выходных сигналов линейных передатчиков 35 и 32 могут быть преднамеренно увеличены до некоторых заданных значений (которые учитываются в окончательных расчетах длины линии 3), а форма этих сигналов сглажена, чтобы уменьшить перекрестные помехи, наводимые на соседние провода кабеля, в котором размещена проверяемая линия 3 передачи данных. Далее для упрощения изложения предполагается, что длительность фронтов сигналов на выходах передатчиков 35 и 32 при их переключении из одного активного состояния в другое пренебрежимо мала.The durations of the fronts of the output signals of the linear transmitters 35 and 32 can be deliberately increased to some specified values (which are taken into account in the final calculations of the length of the line 3), and the shape of these signals is smoothed to reduce crosstalk induced on the adjacent wires of the cable in which the tested line is located 3 data transfers. Further, to simplify the presentation, it is assumed that the duration of the signal fronts at the outputs of the transmitters 35 and 32 when they switch from one active state to another is negligible.
Линейный приемник 6 выполняет функцию компаратора по отношению к сигналам, поступающим на его входы. При U1>0 (напряжение между его прямым 22 и инверсным 21 входами положительно) сигнал на выходе приемника 6 равен лог. 1; при U1<0 этот сигнал равен лог. 0. При U1=0 выходной сигнал может быть произвольным (лог.0 или 1). Приемник 60 работает аналогично. Сигнал Y5 на его выходе равен лог. 1 при U2>0 и лог.0 при U2<0.Line receiver 6 performs the function of a comparator with respect to the signals received at its inputs. When U1> 0 (the voltage between its direct 22 and inverse 21 inputs is positive), the signal at the output of receiver 6 is equal to the log. 1; for U1 <0, this signal is equal to the log. 0. With U1 = 0, the output signal can be arbitrary (log.0 or 1). Receiver 60 operates similarly. The signal Y5 at its output is equal to the log. 1 for U2> 0 and log 0 for U2 <0.
Таймер 7 работает в двух режимах.
В первом режиме ("секундомер") он регистрирует интервал времени t0-t7 (см. фиг.3) между началом цикла работы устройства (моментом t0 выдачи в линию 3 высокого (уровень 81) положительного напряжения) и срабатыванием приемника 6 (момент t7) в результате получения ответного сигнала (отрицательного напряжения) от удаленного блока 2. Интервал времени t0-t7 заранее не известен и зависит, в частности, от длины линии 3 и ее параметров. Во втором режиме ("будильник") таймер отсчитывает заранее заданный период времени от момента t0 начала цикла до некоторого момента tС, вычисленного микрокомпьютером по усредненным результатам предшествующих экспериментов, в которых использовался "секундомер". Момент tС выбирается между моментами t6 и t7 так, чтобы максимально наглядно прослеживался участок диаграммы 79 (см. фиг.3) вблизи момента t6 ее начального отклонения от уровня 82. Это, в свою очередь, позволяет зарегистрировать момент t6 (возможно, с применением аппроксимации и интерполяции) и использовать полученные данные для расчета длины линии 3.In the first mode ("stopwatch"), it registers the time interval t 0 -t 7 (see Fig. 3) between the start of the device’s cycle (moment t 0 of issuing high positive voltage (level 81) to line 3) and the operation of receiver 6 ( moment t 7 ) as a result of receiving a response signal (negative voltage) from the
Подготовка таймера 7 к работе в первом режиме начинается микрокомпьютером 4 при обнаружении перехода сигнала Y2, поступающего во входной порт 40, из состояния лог.0 в состояние лог.1 (см. фиг.3, момент t8). Обнаружив этот переход, микрокомпьютер 4 устанавливает в состояние лог.0 группу выходных портов 47. Далее микрокомпьютер программно формирует импульсный сигнал SET. Для этого он записывает в порт 48 сначала лог.1, а затем лог.0. Под действием импульсного сигнала SET счетчик 63 таймера 7 устанавливается в состояние "все единицы". Начиная с момента t10 (t0) старта очередного цикла работы устройства, на вход 53 таймера поступает последовательность импульсов с выхода 43 генератора 5. Каждый импульс уменьшает содержимое счетчика 63 на единицу. Диапазон счета выбирается достаточно большим, чтобы код в счетчике 63 не уменьшился до нуля за время t0-t8. В момент t7 сигнал с выхода линейного приемника 6 закрывает элемент И 37, работа счетчика 63 прекращается в связи с отсутствием синхроимпульсов на входе 53.The preparation of the
Для считывания кода из счетчика 63 микрокомпьютер 4 сначала переписывает этот код в регистр 62, а затем последовательно выдвигает его во входной порт 29. Эти операции выполняются под управлением соответствующей программы, выполняемой микрокомпьютером 4. Для переписи данных из счетчика 63 в регистр 62 микрокомпьютер программно формирует импульсный сигнал RD в выходном порте 51 (записью в этот порт последовательности сигналов: лог.0 - лог.1 - лог.0). Последующие сдвиги данных в регистре 62 происходят под действием программно формируемых импульсных сигналов CLK в выходном порте 49. Выходные данные DOUT таймера 7 при каждом сдвиге последовательно считываются микрокомпьютером 4 из входного порта 29.To read the code from the
Во втором режиме в счетчик 63 загружается некоторый код, предварительно вычисленный микрокомпьютером 4 (происходит установка кода в "будильнике"). Загрузка начинается после момента t8 при обнаружении микрокомпьютером 4 перехода сигнала Y2, поступающего во входной порт 40, из состояния лог.0 в состояние лог.1. Загрузка счетчика происходит в два этапа. На первом этапе микрокомпьютер 4 передает последовательный код DIN в сдвиговый регистр 62 через порт 52, а затем, на втором этапе, переписывает полученный параллельный код из регистра 62 в счетчик 63.In the second mode, some code previously calculated by the
Первый этап начинается с установки в портах 48-51 нулевых битов. В порте 52 устанавливается первый бит кода. Затем программно формируется импульсный сигнал CLK. Первый бит DIN передаваемого кода заносится в верхний (по схеме) разряд регистра 62, остальные данные в этом регистре сдвигаются вниз на один разряд, причем бит DOUT не считывается микрокомпьютером и поэтому теряется. Далее в порт 52 заносится второй бит кода, вновь формируется импульсный сигнал CLK и т. д., вплоть до полной загрузки сдвигового регистра 62. На втором этапе в порте 50 программно формируется импульсный сигнал WR (лог.0 - лог.1 - лог.0), в результате параллельный код из регистра 62 переписывается в счетчик 63.The first step begins by setting the bits 48-51 to zero. At
Начиная с момента t10 (t0) старта очередного цикла работы устройства на вход 53 таймера поступает последовательность импульсов с выхода 43 генератора 5. Каждый импульс уменьшает содержимое счетчика 63 на единицу. В некоторый момент tС (см. фиг.3, фрагменты 74, 78) в счетчике формируется нулевой код, в следующем такте код "все единицы", затем счет в режиме вычитания единиц в течение некоторого времени продолжается. При обнаружении в счетчике 63 нулевого кода на выходе 54 таймера 7 формируется сигнал лог. 1 длительностью в один период синхросигнала на входе 53 ("будильник" срабатывает). Этот сигнал регистрируется триггером 38 и в дальнейшем в течение некоторого времени сопровождает данные, накапливаемые в блоке памяти 11.Starting from the moment t 10 (t 0 ) of the start of the next cycle of the device operation, a pulse sequence from the output 43 of the
Блок 10 регистрации формы сигнала при наличии разрешения (сигнала лог.1 в выходном порте 26 микрокомпьютера 4) постоянно отслеживает "недавнюю предысторию" напряжения между точками 22 и 21 проверяемой линии 3. Это позволяет после снятия сигнала разрешения получить в блоке памяти 11 своего рода "фотографию" сигнала в линии, по которой можно определить момент t6 начала фронта ответного тестового сигнала, поступившего из блока 2 (см. фиг.3, фрагменты 74 и 78).Block 10 recording the waveform in the presence of resolution (signal log.1 in the output port 26 of the microcomputer 4) constantly monitors the "recent history" of voltage between points 22 and 21 of the tested line 3. This allows you to get a kind of memory 11 in the memory block after removing the permission signal photo of the signal in the line by which it is possible to determine the moment t 6 of the beginning of the front of the response test signal received from block 2 (see Fig. 3, fragments 74 and 78).
Блок памяти 11 работает по принципу конвейера. Под действием фронта сигнала CL на входе синхронизации этого блока очередной код с выходов аналого-цифрового преобразователя 12 и сопровождающий его бит с выхода триггера 38 записываются в начало "конвейера". В то же время в результате продвижения данных по "конвейеру" на его выходы 20, 58 пересылается очередной код, соответствующий наиболее давней предыстории. Длина "конвейера" может составлять, например, несколько сотен ячеек. При отсутствии динамики сигнала CL содержимое блока памяти 11 остается неизменным.The memory unit 11 operates on the principle of a pipeline. Under the action of the signal front CL at the synchronization input of this block, the next code from the outputs of the analog-to-digital converter 12 and the accompanying bit from the output of the trigger 38 are written to the beginning of the "conveyor". At the same time, as a result of data advancement along the “pipeline”, another code corresponding to the oldest history is sent to its outputs 20, 58. The length of the "conveyor" may be, for example, several hundred cells. In the absence of dynamics of the signal CL, the contents of the memory block 11 remains unchanged.
Аналого-цифровой преобразователь 12 работает при наличии статического сигнала разрешения EN=1. Пуск очередного цикла преобразования происходит при поступлении сигнала синхронизации CL с выхода мультиплексора 13.The analog-to-digital Converter 12 operates in the presence of a static signal of permission EN = 1. The start of the next conversion cycle occurs when a synchronization signal CL is received from the output of multiplexer 13.
Мультиплексор 13 при С=1 передает на выход сигнал с входа 15, формируемый на выходе 44 или 45 генератора 5 (в зависимости от необходимой степени детализации диаграммы напряжения U1, см. фрагменты 74 и 78 на фиг.3). При С=0 мультиплексор 13 передает на выход серию сигналов с входа 14, формируемую программно, когда необходимо в относительно медленном темпе переписать содержимое блока памяти 11 в микрокомпьютер 4.The multiplexer 13 at C = 1 transmits to the output a signal from input 15 generated at the output 44 or 45 of the generator 5 (depending on the necessary degree of detail of the voltage diagram U1, see
Формирователи импульса 33 и 61 срабатывают по положительному фронту сигнала Y5 с выхода линейного приемника 60 и выдают на выходы импульсные сигналы Y3 и Y4 в соответствии с временными диаграммами 71 и 72, приведенными на фиг.3. Длительность импульсного сигнала Y3 (интервал Т42=t4-t2) формируется с высокой точностью, например с максимальным отклонением от номинальной длительности на 2,5 не в сторону увеличения или уменьшения. Длительность импульсного сигнала Y4 может выдерживаться с более низкой точностью, так как эта длительность не учитывается при расчете длины проверяемой линии 3.The pulse shapers 33 and 61 are triggered on the positive edge of the signal Y5 from the output of the line receiver 60 and output pulse signals Y3 and Y4 in accordance with the timing diagrams 71 and 72 shown in Fig.3. The duration of the pulse signal Y3 (interval T 42 = t 4 -t 2 ) is formed with high accuracy, for example, with a maximum deviation from the nominal duration by 2.5 not in the direction of increase or decrease. The duration of the pulse signal Y4 can be maintained with lower accuracy, since this duration is not taken into account when calculating the length of the tested line 3.
Далее рассмотрена работа устройства в общем виде.The following describes the operation of the device in general.
Длина L проверяемой линии вычисляется по известной формулеThe length L of the checked line is calculated by the well-known formula
L=VL × TL,L = V L × T L ,
где V1 - скорость распространения сигнала в линии передачи данных;where V 1 - the propagation speed of the signal in the data line;
T1 - время распространения сигнала от начала до конца линии (или в обратном направлении).T 1 - the propagation time of the signal from the beginning to the end of the line (or in the opposite direction).
При этом VL=с/k, где с - скорость света в вакууме; k - так называемый "коэффициент укорочения", показывающий, во сколько раз скорость света в вакууме превосходит скорость распространения сигнала по кабелю (например, для кабеля типа ТПП-0,5 k=1,52).Moreover, V L = c / k, where c is the speed of light in vacuum; k - the so-called "shortening coefficient", showing how many times the speed of light in vacuum exceeds the speed of propagation of the signal through the cable (for example, for cable type TPP-0.5 k = 1.52).
Таким образом, для вычисления длины линии необходимо знать время TL распространения сигнала от ее начала до конца. Это время соответствует задержке между моментом посылки тестового ступенчатого сигнала в линию и моментом его поступления на противоположную сторону линии. В каждом цикле работы устройства тестовый сигнал сначала пересылается из блока 1 в блок 2, а затем, через точно заданный (заранее известный) интервал времени Т42=t4-t2 (см. фиг.3) возвращается из блока 2 в блок 1. Как следует из временных диаграмм, приведенных на фиг.3, искомое время представлено интервалом TL=Т10=t1-t0 при распространении тестового ступенчатого сигнала U1 из блока 1 в блок 2. Такой же интервал времени соответствует распространению ступенчатого тестового сигнала U2 в обратном направлении при его передаче из блока 2 в блок 1:TL=Т64=t6-t4. Интервалы Т10 и Т64 не могут быть определены прямыми измерениями, так как сведения о моменте формирования тестового сигнала "не известны" приемной аппаратуре, размещенной на стороне линии, противоположной той, где размещен источник сигнала. Поэтому применены косвенные измерения, которые проводятся в два этапа.Thus, to calculate the line length, it is necessary to know the signal propagation time T L from its beginning to the end. This time corresponds to the delay between the moment the test step signal is sent to the line and the moment it arrives on the opposite side of the line. In each cycle of the device’s operation, the test signal is first sent from
На первом этапе микрокомпьютер 4 проводит серию измерений длительности интервала времени Т70=t7-t0. При измерениях используется таймер 7, который работает в режиме "секундомера". Результаты измерений усредняются для уменьшения влияния на них шумов в линии и других источников погрешностей. На этом же этапе микрокомпьютер 4 после проведения каждого измерения просматривает форму ответного тестового сигнала при его грубой регистрации (диаграмма 75) и расчетным путем выбирает момент tC срабатывания таймера в режиме "будильника", подготавливаясь к более точной регистрации этого сигнала (диаграмма 79). Момент tC выбирается так, чтобы область перегиба диаграммы 75 (79) при более точной регистрации попадала примерно в середину накопленного в блоке памяти 11 множества отсчетов аналогового сигнала. Среди полученных значений tC выбирается оптимальное.At the first stage, the
На втором этапе проводится серия более точных регистрации участка перегиба диаграммы 79, показанной на фрагменте 78. Таймер 7 работает в режиме "будильника", который срабатывает в момент tС, предшествующий завершению регистрации. Каждая полученная диаграмма 79 анализируется с целью вычисления момента t6 - начала ее перегиба. Возможность вычисления момента t6 основана на том, что момент tC и шаг между отсчетами аналогового сигнала (расстояние по горизонтали между соседними точками или кружками на диаграмме 79) известны, а форма сигнала может быть прослежена при просмотре последовательности отсчетов в блоке памяти 11. Полученные результаты определения момента t6 усредняются. Таким образом, по завершении первого и второго этапов измерений становятся известными интервалы Т70 и Т76=T21.At the second stage, a series of more accurate recordings of the inflection section of the diagram 79 shown in
Для вычисления искомого интервала TL используется следующее соотношение:To calculate the desired interval T L the following relation is used:
Т70=Т10+Т21+Т42+Т64+Т76=(Т10+Т64)+(T21+Т76)+Т42=2Т64+2Т76+Т42,T 70 = T 10 + T 21 + T 42 + T 64 + T 76 = (T 10 + T 64 ) + (T 21 + T 76 ) + T 42 = 2T 64 + 2T 76 + T 42 ,
из которого следует, что TL=Т64=(Т70-2Т76Т42)/2. В последнем соотношении интервалы Т70 и Т76 получены в результате измерений и расчетов, а интервал Т42 задан заранее. Значение TL используется микрокомпьютером 4 для вычисления длины L проверяемой линии 3 передачи данных по приведенной ранее формуле. Окончательный результат измерения длины линии выдается микрокомпьютером 4 на индикатор (на фиг.1 не показан).from which it follows that T L = T 64 = (T 70 -2T 76 T 42 ) / 2. In the last ratio, the intervals T 70 and T 76 are obtained as a result of measurements and calculations, and the interval T 42 is set in advance. The value of T L is used by the
В зависимости от выбранного микрокомпьютером 4 режима работы таймера 7 ("секундомер" или "будильник") возможны два варианта цикла работы устройства.Depending on the mode of operation of the
Первый вариант цикла работы устройстваThe first option is the cycle of the device
К началу очередного цикла работы устройства (в период, предшествующий моменту t0, см. фиг.3) в таймер 7 загружен код "все единицы". Сигналы лог.0 с выхода 41 генератора 5 (Y1=0) и с выхода линейного приемника 6 поддерживают элемент И 37 в закрытом состоянии, поэтому синхросигналы с выхода 43 генератора 5 не поступают на вход 53 таймера 7. Триггер 38 находится в состоянии лог.0 благодаря ранее сформированному положительному импульсу установки нуля в выходном порте 55 микрокомпьютера 4. Линейный передатчик 35 поддерживается в активном состоянии сигналом Y2=1 с выхода 39 генератора 5. На выходах передатчика 35 сформировано высокое отрицательное напряжение (уровень 85), так как на его входе данных присутствует сигнал Y1=0.By the beginning of the next cycle of the device (in the period preceding the time t 0 , see figure 3) in the
В выходном порте 46 микрокомпьютера 4 сформирован сигнал лог. 0, поэтому мультиплексор 36 транслирует на выход сигнал с выхода 44 генератора 5. Такая настройка мультиплексора 36 соответствует грубой регистрации формы сигнала (см. диаграмму 75). В выходном порте 26 микрокомпьютера 4 сформирован сигнал лог. 1, поэтому мультиплексор 13 транслирует на выход сигнал с входа 15, а аналого-цифровой преобразователь 12 находится а активном состоянии. Блок 10 регистрации формы сигнала непрерывно накапливает в памяти 11 последовательность отсчетов аналогового сигнала, к каждому из которых добавлен бит с выхода триггера 38. Однако поток данных с выходов 20 и 58 блока памяти 11 не воспринимается микрокомпьютером 4 и теряется. В выходных портах 25, 48-52 присутствуют сигналы лог. 0. Микрокомпьютер 4 следит за сигналом Y1 во входном порте 42 и ожидает его перехода из состояния лог.0 в состояние лог.1.In the output port 46 of the
К моменту начала очередного цикла работы устройства (до момента t0) линейный передатчик 32 в блоке 2 выключен сигналом Y4=0, на входах приемника 60 присутствует низкое отрицательное напряжение (уровень 89), на выходе приемника 60 сформирован сигнал лог.0. В линии протекает ток, ограниченный омическим сопротивлением проводов линии 3 и сопротивлением последовательно включенных (по отношению к источнику напряжения U1) резисторов 30 и 31. Сопротивление этих резисторов может быть выбрано достаточно большим (например, равным 5 кОм).By the time the next cycle of the device starts (up to time t 0 ), the linear transmitter 32 in
В момент t0 на выходе 41 генератора 5 формируется сигнал Y1=1, на выходах передатчика 35 - высокое (уровень 81) положительное напряжение, на выходе приемника 6 - сигнал лог.1. Элемент И 37 начинает транслировать высокочастотный сигнал с выхода 43 генератора 5 на вход 53 синхронизации таймера 7, который начинает отсчет времени. Перепад напряжения U1 начинает распространяться по линии 3. Микрокомпьютер 4 обнаруживает и принимает к сведению факт начала цикла (переход сигнала Y1 из состояния лог.0 в состояние лог.1) и начинает следить за состоянием сигнала во входном порте 24, ожидая его перехода в состояние лог.0 при получении ответного тестового перепада напряжения от блока 2.At time t 0 , a signal Y1 = 1 is formed at the output 41 of the
В момент t1 перепад напряжения достигает противоположного конца линии. Это проявляется в том, что напряжение на входах приемника 60 начинает возрастать примерно по экспоненциальному закону и стремится к некоторому низкому положительному уровню 87, который симметричен уровню 89 относительно нулевого уровня 88.At time t 1, the voltage drop reaches the opposite end of the line. This is manifested in the fact that the voltage at the inputs of the receiver 60 begins to increase approximately exponentially and tends to some low
В момент t2 диаграмма 70 напряжения U2 пересекает нулевой уровень 88, на выходе приемника 60 формируется сигнал лог. 1, запускаются формирователи 33 и 61 импульсов. Передатчик 32 переходит в активное состояние и формирует высокое (уровень 86) положительное напряжение U2.At time t 2 , voltage diagram U2 crosses zero
В момент t3 передатчик 35 выключается сигналом Y2=0, напряжение U1 начинает экспоненциально уменьшаться до уровня 82. Через некоторое время, после окончания переходных процессов, напряжение U1 фиксируется на этом уровне. Состояние линии передачи вновь может рассматриваться как статическое, при котором напряжения и токи остаются неизменными.At time t 3, the transmitter 35 is turned off by the signal Y2 = 0, the voltage U1 begins to decrease exponentially to
В момент t4 сигнал Y3 на выходе формирователя 33 импульса переходит в состояние лог.0, передатчик 32 формирует высокое отрицательное напряжение U2 (уровень 90), которое начинает распространяться по линии 3 в сторону блока 1. В момент t5 перепад напряжения достигает противоположной стороны линии. Момент t5 соответствует переходу сигнала Y1 из состояния лог.1 в состояние лог.0, что, однако, не является значимым событием, так как передатчик 35 выключен.At time t 4, the signal Y3 at the output of the pulse former 33 goes into log.0 state, the transmitter 32 generates a high negative voltage U2 (level 90), which begins to propagate along line 3 towards
В момент t7 диаграмма 69 напряжения U1 пересекает нулевой уровень 83, на выходе приемника 6 формируется сигнал лог.0, который закрывает элемент И 37, поступление синхроимпульсов на вход 53 таймера прекращается, в нем фиксируется код отсчета интервала времени Т70. Микрокомпьютер 4 обнаруживает поступление сигнала лог.0 во входной порт 24 и устанавливает в выходном порте 26 сигнал лог.0, приостанавливая работу блока 10 регистрации формы сигнала. Далее микрокомпьютер 4 считывает показания таймера (код, соответствующий интервалу времени Т70) и содержимое блока памяти 11, в котором размещены данные, условно показанные точками на диаграмме 75.At time t 7 , voltage diagram U1 crosses the zero
Из-за инерционности микрокомпьютера 4 в блоке памяти 11 перед приостановкой его работы может быть зарегистрирован ряд отсчетов, соответствующих отрицательному напряжению U1. Эти отсчеты после их считывания распознаются микрокомпьютером 4 по кодировке отрицательных чисел, принятой в конкретной модели аналого-цифрового преобразователя. Для продвижения данных в блоке памяти 11 микрокомпьютер 4 программно формирует в выходном порте 25 управляющие импульсы, которые проходят через мультиплексор 13 и поступают на вход CL синхронизации этого блока. После каждого шага продвижения данных микрокомпьютер считывает очередное слово из группы входных портов 27. Биты данных, поступающие из блока памяти 11 во входной порт 59, не принимаются микрокомпьютером 4 во внимание. Считывание и обработка полученных в данном цикле данных завершаются к моменту t8.Due to the inertia of the
В момент t8 микрокомпьютер 4 обнаруживает переход сигнала Y2, поступающего во входной порт 40, из состояния лог.0 в состояние лог.1 и начинает подготовку к началу следующего цикла: устанавливает таймер 7 и триггер 38 в исходные состояния и выдает в выходные порты нужные сигналы (описаны ранее), после чего переходит к ожиданию начала нового цикла при переходе сигнала Y1 из состояния лог.0 в состояние лог.1. Сигнал Y2=1 переводит передатчик 35 в активное состояние, на его выходах формируется высокое отрицательное напряжение (уровень 85). В момент t9 передатчик 32 выключается, напряжение U2 экспоненциально возрастает и к моменту t10 (t0) достигает установившегося (статического) уровня 89. Далее описанный цикл повторяется.At time t 8, microcomputer 4 detects the transition of the signal Y2 arriving at input port 40 from state log.0 to state log.1 and starts preparing for the beginning of the next cycle: sets
Второй вариант цикла работы устройстваThe second option cycle of the device
К началу очередного цикла работы устройства (в период, предшествующий моменту t0, см. фиг.3) его состояние соответствует описанному ранее (см. описание начального состояния устройства при работе по первому варианту цикла) с учетом двух отличий.By the beginning of the next cycle of the device’s operation (in the period preceding the moment t 0 , see FIG. 3), its state corresponds to that described earlier (see the description of the initial state of the device when operating according to the first version of the cycle), taking into account two differences.
1. В таймер 7 вместо кода "все единицы" загружен код, вызывающий срабатывание "будильника" в момент tС. Как уже отмечалось, момент tС выбирается так, чтобы зафиксированная в памяти 11 предыстория динамики сигнала в линии максимальную "наглядно" отображала участок начального перегиба диаграммы 79.1. In
2. Микрокомпьютер 4 устанавливает в выходном порте 46 сигнал лог.1, который настраивает мультиплексор 36 на передачу сигнала с выхода 45 генератора 5 на вход 15 блока 10. Этот сигнал имеет более высокую частоту по сравнению с частотой сигнала на выходе 44 генератора 5 и обеспечивает более подробную регистрацию формы сигнала в линии 3 (см. диаграмму 79).2. The
Работа устройства в период t0-t6, совпадает с описанной ранее, однако в данном случае микрокомпьютер следит за сигналом во входном порте 56 (ожидает момента tС срабатывания "будильника"). В момент tС на выходе 54 таймера 7 формируется положительный импульс длительностью в один период синхросигнала на его входе 53. Этот импульс устанавливает триггер 38 в единицу. Счетчик 63 таймера 7 продолжает работать, но результаты счета в дальнейшем не используются. Коды, вводимые в блок памяти 11 после момента tС, помечаются признаком Z=1, который поступает на ее вход 57. Микрокомпьютер 4 обнаруживает сигнал лог.1 во входном порте 56 и переводит выходной порт 26 в состояние лог.0, приостанавливая работу блока 10 регистрации формы сигнала. За время между моментом tС и моментом приостановки работы блока 10 в нем успевает зарегистрироваться ряд отсчетов, помеченных признаком Z=1 (см. фрагмент 78). После считывания содержимого блока памяти 11 микрокомпьютер 4 располагает информацией, достаточной для распознавания момента t6 начала отклонения диаграммы 79 от уровня 82.The operation of the device in the period t 0 -t 6 coincides with that described previously, however, in this case, the microcomputer monitors the signal in the input port 56 (it waits for the moment t C of the "alarm"). At time t C , a positive pulse is generated at the
К моменту t8 обработка считанных из памяти данных завершается. В момент t8 микрокомпьютер 4 обнаруживает переход сигнала Y2, поступающего во входной порт 40, из состояния лог.0 в состояние лог.1 и начинает подготовку к началу следующего цикла. Далее цикл работы повторяется.At time t 8, the processing of data read from memory is completed. At time t 8, the microcomputer 4 detects the transition of the signal Y2 entering the input port 40 from the state log.0 to the state log.1 and starts preparing for the beginning of the next cycle. Next, the cycle of work is repeated.
Использование предлагаемого изобретения позволяет измерять длину двухпроводных линий передачи данных в значительно более широком диапазоне (по сравнению с [1]) за счет передачи по ним редких или даже однократных перепадов уровней напряжения (а не коротких импульсов, которые быстро затухают даже на коротких дистанциях порядка 4 км). При этом полезный сигнал распространяется по линии на фоне "статической предыстории" и в одном направлении, отраженные сигналы не могут его опередить и даже догнать, так что к финишу приходит полноценный по форме сигнал уменьшенной амплитуды и имеющий "размытый" фронт. Диапазон измерений можно дополнительно увеличивать повышением уровня передаваемого сигнала с одновременным контролируемым увеличением длительности его фронта. Можно формировать фронт в виде графика функцииUsing the present invention allows to measure the length of two-wire data lines in a much wider range (compared to [1]) due to the transmission of rare or even one-time voltage drops (rather than short pulses that quickly decay even over short distances of about 4) km). At the same time, the useful signal propagates along the line against the background of a “static history” and in one direction, the reflected signals cannot get ahead of it and even catch it, so that a signal with a full shape of reduced amplitude and having a “blurry” front comes to the finish line. The measurement range can be further increased by increasing the level of the transmitted signal with a simultaneous controlled increase in the duration of its front. You can form the front in the form of a function graph
у=sin φt, где - π/2≤φt≤π/2, ω - параметр, определяющий крутизну фронта.y = sin φt, where - π / 2≤φt≤π / 2, ω is a parameter that determines the steepness of the front.
Увеличение длительности фронта и сглаживание его формы уменьшают нежелательное влияние проверяемой линии на соседние, размещенные в том же кабеле. Но даже при заметном влиянии помехи оказываются редкими (или даже однократными). По сравнению с устройством [2] достигнута значительная экономия аппаратуры (исключены два телевизионных приемника) и расширены функциональные возможности (возможна работа в подземных и иных сооружениях, где нет сигнала от телецентра).An increase in the duration of the front and smoothing of its shape reduce the undesirable effect of the tested line on neighboring ones placed in the same cable. But even with a noticeable effect, interference is rare (or even once). Compared to the device [2], significant equipment savings were achieved (two television receivers were excluded) and functionality was expanded (work is possible in underground and other structures where there is no signal from the television center).
Источники информацииSources of information
1. Патент США №6097755.1. US patent No. 6097755.
2. Патент РФ №2187784 (прототип).2. RF patent No. 2187784 (prototype).
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002134699/09A RU2233554C1 (en) | 2002-12-24 | 2002-12-24 | Device for metering length of two-wire data transfer line |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002134699/09A RU2233554C1 (en) | 2002-12-24 | 2002-12-24 | Device for metering length of two-wire data transfer line |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2233554C1 true RU2233554C1 (en) | 2004-07-27 |
RU2002134699A RU2002134699A (en) | 2004-08-27 |
Family
ID=33413578
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2002134699/09A RU2233554C1 (en) | 2002-12-24 | 2002-12-24 | Device for metering length of two-wire data transfer line |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2233554C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2775866C1 (en) * | 2021-08-20 | 2022-07-11 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук | Method for measuring the length of an extended metal product |
-
2002
- 2002-12-24 RU RU2002134699/09A patent/RU2233554C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2775866C1 (en) * | 2021-08-20 | 2022-07-11 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук | Method for measuring the length of an extended metal product |
RU2810237C1 (en) * | 2023-07-25 | 2023-12-25 | Закрытое Акционерное Общество "Научно-Производственное Предприятие "Автоматика" | Device for measuring voltage signals and transmitting measured values over two-wire communication line |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN108401445B (en) | Circuit, method and related chip, system and equipment for measuring time | |
CN100575965C (en) | A kind of method of measuring frequency of single-chip | |
US9035255B2 (en) | Calibration of a level gauge system | |
CN103454542A (en) | Antenna, transmission line tester and real-time automatic correction method | |
CN110554364B (en) | System and method for testing radar signal pulse arrival time measurement accuracy | |
WO2003036313A1 (en) | Clock/skew measurement apparatus and clock/skew measurement method | |
US6107807A (en) | Method and circuit for locating a short circuit or cable break in a bus system | |
US5206838A (en) | Ultrasonic transducer | |
CN109283833A (en) | A kind of time statistical system and method | |
RU2233554C1 (en) | Device for metering length of two-wire data transfer line | |
RU2183052C1 (en) | Device measuring length of data transmission line | |
RU2187784C1 (en) | Device measuring length of data transmission line | |
JP3516778B2 (en) | Frequency measurement method for semiconductor test equipment | |
KR920005922B1 (en) | Dial pulse measuring circuit | |
CN113608078B (en) | Partial discharge test system | |
JP2546370B2 (en) | Packet transfer characteristic measurement method | |
CN113078904B (en) | Signal sampling and processing device and system | |
JPH04192830A (en) | Testing device | |
RU2208223C2 (en) | Meter measuring speed of sound in liquid media | |
JPH04132931A (en) | Optical fiber failure point position inspector | |
SU796766A1 (en) | Digital meter of on-off ratio of radio pulses | |
RU2195686C2 (en) | Device measuring small time intervals | |
SU1211676A1 (en) | Apparatus for testing characteristics of electric signals | |
JP2751673B2 (en) | Bit error rate measurement equipment for digital communication systems | |
SU1394164A1 (en) | Meter of delay line wave impedance |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20041225 |