SE431371B

SE431371B - SET TO DIGITAL META SCRIPTURES

Info

Publication number: SE431371B
Application number: SE7806972A
Authority: SE
Inventors: A Chwieralski
Original assignee: Felten & Guilleaume Carlswerk
Priority date: 1977-06-18
Filing date: 1978-06-16
Publication date: 1984-01-30
Also published as: DE2727392C2; DE2727392B1; NL7805602A; SE7806972L

Description

10 15 20 30 35 40 _skjutningssteg, måste referensfrekvensen uppgå 782169724 med fasförskjutare resp. frekvensdelare. Vid denna metod utlöses tidbasen för den synliga delen omväxlande av sändarpulsen och en relativt sändarpulsen med ett förutbestämt tidsvärde fördröjd tiíggpuls, så att ekoimpulsen kan förskjutas till sändarpulsens läge. 10 15 20 30 35 40 _shoot step, the reference frequency must be 782169724 with phase shifter resp. frequency divider. This method is triggered the time base for the visible part alternating of the transmitter pulse and a relative to the transmitter pulse with a predetermined time value delayed so that the echo pulse can be shifted to the position of the transmitter pulse.

Nackdelarna med denna metod består i synnerhet däri, att de båda mot varandra förskjutna pulskurvornaunder mätförloppet bildar en tämligen oöverskådlig blandning, att bildens ljusstyrka vid in- skrivning av tvâ förlopp blir i motsvarande grad lägre och att översikten av det totala mätavsnittet försvåras. Apparaten är därför vanligen utrustad med en omkopplare för "mätöversikt", med vars hjälp mätbilden eller det normala reflektogrammet efter önskan kan visas på skärmen.The disadvantages of this method are in particular that they both the offset pulse curves during the measurement process form one rather confusing mixture, that the brightness of the image at writing of two processes becomes correspondingly lower and that the overview of the total measurement section is made more difficult. The device is therefore usually equipped with a "measurement overview" switch, by means of which the measurement image or the normal reflectogram follows the wish can be displayed on the screen.

Ytterligare en känd anordning för lokalisering av kabelfel genom pulsreflektionsmätning har organ för alstring av en start- puls till en kabelingång och ett oscilloskop för observation av signaler, som uppkommer genom reflektion av startpulsen vid kabelfel, varvid anordningen innehåller en oscillator, en av oscilla- torn styrd räknare, en till räknarens utgång ansluten första koincidenskoppling,medelst vilken startpulsen utlöses vid ett förutbestämt räkneinnehåll, en digitalgivare för inmatning av ett variabelt digitalvärde och en andra koincidenskoppling för jämförelse av räknarinnehållet med digitalgivarens förutbestämda digitalvärde, varvid vid överensstämmelse en markeringspuls alstras och visas på oscilloskopet ( se tysk Offenlegungsschrift 23 18 424).Another known device for locating cable faults by pulse reflection measurement, means for generating a starting pulse to a cable input and an oscilloscope for observation of signals, which arise by reflection of the starting pulse at cable failure, the device containing an oscillator, one of the oscillators tower controlled counter, a first connected to the output of the counter coincidence switching, by means of which the starting pulse is triggered at a predetermined counting content, a digital sensor for entering a variable digital value and a second coincidence connection for comparison of the counter content with the digital sensor's predetermined digital value, whereby if a selection pulse is generated and is displayed on the oscilloscope (see German Offenlegungsschrift 23 18 424).

Vid denna kända anordning styrs pulsförloppet av en räknare, som drivs med en stabil referensfrekvens. Vid ett visst räknar- innehåll (exempelvis 0) utlöses sändarpulsen, och vid ett andra, inställbart räknarinnehåll alstras markeringspulsen och införes i reflektogrammet. Markeringspulsen kan således förskjutas med väldefinierade, mot referensfrekvensensperiod svarande, diskreta värden. Denna metod är emellertid svår att tekniskt realisera vid korta och medellånga mätomrâden, vid vilka pulsekometodens fördelar kommer till sin rätt till följd av den ännu ringa, dämpningsbetingan- de deformationen av pulsflankarna. Vid ett mätomrâde på 500 nanose- kunder svarande mot en kabellängd på ca 50 m och endast 100 för- till 200 MHZ.In this known device the pulse course is controlled by a counter, operated at a stable reference frequency. At a certain counter- content (e.g. 0) the transmitter pulse is triggered, and at a second, adjustable counter contents, the selection pulse is generated and entered in the reflectogram. The marking pulse can thus be shifted by well-defined, corresponding to the reference frequency period, discrete values. However, this method is difficult to technically realize short and medium measuring ranges, at which the advantages of the pulse method comes into its own as a result of the still small, damping condition the deformation of the pulse flanks. At a measuring range of 500 nanose customers corresponding to a cable length of about 50 m and only 100 to 200 MHz.

Det är vidare känt att använda samplingsteknik för represen- tation av snabbt förlöpande, periodiska förlopp på oscilloskop och vid mätningar för lokalisering av fel i kablar (se Klaus Lipinski, flññí* auAuïv lf) 30 35 40 ?8Ü697'2~'š 3 "Moderne Oszilographen", VDE-Verlag Berlin 1974, sid. 87 - 101).It is further known to use sampling techniques for representations. fast-moving, periodic oscilloscope and in measurements for locating faults in cables (see Klaus Lipinski, flññí * auAuïv lf) 30 35 40 ? 8Ü697'2 ~ 'š 3 "Moderne Oszilographen", VDE-Verlag Berlin 1974, p. 87 - 101).

Denna teknik möjliggör en väsentlig tydligare representation av pulsförloppet, men sistnämnda publikation ger ej någon antydan om hur en förenklad och samtidigt noggrannare mätning av kabel- längden skall genomföras.This technology enables a significantly clearer representation of the course of the pulse, but the latter publication gives no hint on how a simplified and at the same time more accurate measurement of cable the length must be implemented.

Syftet med uppfinningen är att möjliggöra en enkel och över- siktlig digital bestämning av pulslöptiden resp. avståndet till ett reflektionsställe från ledningens början, även vid kortare ooh medellånga mätområden.The object of the invention is to enable a simple and visible digital determination of pulse duration resp. the distance to a place of reflection from the beginning of the management, even at shorter ones ooh medium measuring ranges.

Detta syfte uppnås vid sättet enligt uppfinningen därigenom, att stigníngen hos den periodiskti N steg stigande avkänning- och X-avlänkningsspänningen (trappstegsspänning) stoppas på ett efter önskan valbart, av en digitalräknare visat och därmed tidsmässigt väldefinieratsteg under en tidslängd svarande mot ett bestämt antal steg, att därigenom alstras en punkt i pulsrepresentationen på hildskärmen,vilken punkt har väsentligt större ljusstyrka än den övriga delen av kurvan, och att den sålunda ljusare punkten på bildskärmen förskjutes till början på den på mätobjektets utgång uppträdande pulsen, så att pulsernas löptid kan avläsas på digital- räknaren.This object is achieved in the method according to the invention thereby, that the rise of the periodic N rose rising sensing and The X-deflection voltage (step voltage) is stopped one after the other the wish is optional, shown by a digital counter and thus in time well-defined steps over a period of time corresponding to a certain number step, thereby generating a point in the pulse representation of the full screen, which point has a significantly higher brightness than that the rest of the curve, and that the brighter point on the monitor shifts to the beginning of it on the output object occurring pulse, so that the duration of the pulses can be read on the digital the counter.

Enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen jämföres trappstegsspänningen i en första komparator med en medelst en potentiometer inställbar spänning Ux, varvid den vid tidpunkten för de båda spänningarnas överensstämmelse vid komparatorns utgång uppkommande pulsflanken via en första monostabil vippa spärrar en trappstegsspänningens stigning styrande andra monostabil vippa under några perioder hos taktfrekvensen.According to a preferred embodiment of the invention is compared the step voltage in a first comparator with one by means of one potentiometer adjustable voltage Ux, it at the time for the correspondence of the two voltages at the output of the comparator emerging pulse flank via a first monostable rocker block a step voltage rise controlling the second monostable rocker for some periods of the beat frequency.

Enligt en ytterligare utföringsform av uppfinningen jämföres trappstegsspänningen i en andra komparator med en avkänningens början bestämmande, fix spänning Ul, varvid de vid tidpunkten för de båda spänningarnas överensstämmelse vid komparatorns utgång uppkommande pulsflankerna tillsammans med de på den första kompara- torns utgång uppkommande pulsflankerna tillsammans i en första NAND-grind bildar en puls, som efter invertering i en andra NAND- grind såsom grindpuls tillföres en tredje NAND-grind, på vars andra ingång påtryckes de trappstegsspänningen vidare kopplande pulserna, under det att de på den tredje grindens utgång, mellan spännings- värdena U1 och Ux för trappstegsspänningen liggande pulserna, vilka motsvarar antalet trappsteg Nxmellan dessa spänningsvärden, räknas i en räknare och lagras.According to a further embodiment of the invention is compared the step voltage in a second comparator with a sensing one beginning determining, fixed voltage U1, whereby at the time of the correspondence of the two voltages at the output of the comparator emerging pulse flanks together with those on the first tower output emerging pulse flanks together in a first NAND gate forms a pulse, which after inversion into a second NAND gate as a gate pulse is applied to a third NAND gate, on the second of which input, the step-switching pulses are further applied, while at the output of the third gate, between the voltage the values U1 and Ux for the step voltage lying pulses, which corresponds to the number of steps Nxbetween these voltage values, is counted in a counter and stored.

Poll" llUALlçv 10 15 25 30 35 40 asoesvz-ﬁ 4 Ytterligare en fördelaktig utföringsform av uppfinningen består däri, att räknarindikatorn är omkopplingsbar och digitalt visar pulslöptiden och/eller längdenheter efter multiplikation av pulslöptiden med halva värdet för fortplantningshastigheten för pulserna i den kabel, som mätes.Poll " llUALlçv 10 15 25 30 35 40 asoesvz- ﬁ 4 Another advantageous embodiment of the invention consists in the fact that the counter indicator is switchable and digital shows the pulse duration and / or units of length after multiplication of the pulse duration with half the value of the reproduction rate for the pulses in the cable being measured.

Fördelarna med sättet enligt uppfinningen består i synner- het däri, att metoden är väl lämpad för mätningar så väl i labora- torier och provanläggningar som vid transportabla apparater.The advantages of the method according to the invention consist in particular in that the method is well suited for measurements as well in laboratory tories and test facilities as with transportable apparatus.

Genom den förenklade hanteringen och den direkta visningen av ﬁelavståndet kan apparaten även användas av outbildad personal.Through the simplified handling and the direct display of ﬁ The electric distance can also be used by untrained personnel.

Uppfinningen förklaras närmare nedan med hänvisning till bifogade ritningar, som åskådliggör ett utföringsexempel.The invention is explained in more detail below with reference to attached drawings, which illustrate an embodiment.

Fig. l visar spänningsförloppet hos den snabba tidbasen; Fig. 2 visar förloppet av trappstegsspänningen; Fig. 3 visar ett blockschema över en fellokaliserings- apparat och Fig. 4 visar ett puls- och spänningsdiagram.Fig. 1 shows the voltage profile of the fast time base; Fig. 2 shows the course of the step tension; Fig. 3 shows a block diagram of a fault location apparatus and Fig. 4 shows a pulse and voltage diagram.

I fig. 3 visas ett blockschema över en pulsreflektometer med tillsatser för genomförande av sättet enligt uppfinningen.Fig. 3 shows a block diagram of a pulse reflectometer with additives for carrying out the method according to the invention.

Mätförfarandet kommer att beskrivas i korthet i anslutning till detta blockschema.The measurement procedure will be described briefly in connection with this block diagram.

En takfrekvensgenerator l utlöser det i fig. 1 visade, perio- diskt sågtandformiga spänningsförloppet hos den snabba tidbasen, varvid spänningen genomlöper spänningsdifferensen U2- Ul exakt linjärt under tiden ,3t. Vid det ögonblick, då spänningen genom- löper spänningsnivån Ul, utlöses av en komparator 3 en sändarpuls- generator 4, vilken inmatar sändarpulser till mätobjektet 6 via ett anpassningssteg 5. Vid inmatningspunkten uppstår därvid ett pulsförlopp, som består av själva sändarpulsen och av mätobjektet reflekterade ekopulser. Pulsförloppet utlöses på nytt för varje sändarpuls och upprepar sig således periodiskt med taktfrekvensen samt avkännes en gång per period i en avkännarkoppling 9. Den successiva förskjutningen av avkänningspunkten realiseras genom jämförelse av den snabba tidbasens 2 sâgtandformiga spänning med en i fig. 2 visad trappstegsformad spänning från en trappstegs- spänningsgenerator 10 i en spänningskomparator 7. I det ögonblick, då båda spänningarna är lika, aktiveras avkänningspulsgeneratorn 8, vilken inleder avkänningsförloppet och därefter utlöser en mono- stabil vippa 12, vars definierade utgångspuls framstegar trappstegs- spänningsgeneratorn 10 med ett steg a.U. lO 15 ZO 25 30 35 40 ?8069?2-'? 5 Trappstegsspänningen jämföres i en komparator 20 med en medelst en potentiometer 19 fritt inställbar spänning Ux. Vid det ögonblick, då trappstegsspänningen uppnått värdet Ux, uppstår på komparatorns 20 utgång en negativ pulsflank, vilken via en mono- stabil vippa 13 spärrar den monostabila vippan 12 under några, exempelvis 20 perioder av taktfrekvensen. Under denna tid avkännes pulsförloppet ett flertal gånger på samma ställe, och på avbild- ningen på bildskärmen ll lyser den mot detta ställe svarande punkten väsentligt ljusare.A roof frequency generator 1 triggers the period shown in Fig. 1. the disc sawtooth-shaped voltage profile of the fast time base, whereby the voltage passes through the voltage difference U2-Ul exactly linear meanwhile, 3h. At the moment when the voltage is runs the voltage level U1, a transmitter pulse is triggered by a comparator 3 generator 4, which inputs transmitter pulses to the measuring object 6 via an adaptation step 5. At the input point, a pulse sequence, which consists of the transmitter pulse itself and of the measuring object reflected echo pulses. The pulse sequence is triggered again for each transmitter pulse and thus repeats periodically with the clock frequency and is sensed once per period in a sensor connection 9. The successive displacement of the sensing point is realized by comparison of the sawtooth voltage of the fast time base 2 with a stepped voltage shown in Fig. 2 from a stepped voltage generator 10 in a voltage comparator 7. At the moment, when both voltages are equal, the sensing pulse generator 8 is activated, which initiates the sensing process and then triggers a mono- stable rocker 12, the defined output pulse of which steps the voltage generator 10 with a step a.U. lO 15 ZO 25 30 35 40 ? 8069? 2- '? 5 The step voltage is compared in a comparator 20 with a by means of a potentiometer 19 freely adjustable voltage Ux. At that moment, when the step voltage has reached the value Ux, occurs at the output of the comparator 20 a negative pulse edge, which via a mono- stable rocker 13 locks the monostable rocker 12 under some, for example, 20 periods of the beat frequency. During this time is detected the pulse process several times in the same place, and on the imaging on the screen ll, it lights up corresponding to this point point significantly brighter.

På komparatorns 14 utgång uppstår i det ögonblick, då trappstegsspänningen genomgår spänningsvärdet Ul, en positiv puls- flank, av vilken tillsammans med den negativa pulsflanken från komparatorn 20 i en NAND-grind 15 bildas en puls, vars flankav- stånd svarar mot trappstegsspänningens genomgång genom Ul och Ux.At the output of the comparator 14 occurs at the moment, then the step voltage undergoes the voltage value U1, a positive pulse flank, of which together with the negative pulse flank from the comparator 20 in a NAND gate 15, a pulse is formed, the edge of which stand corresponds to the passage of the step voltage through Ul and Ux.

Denna puls inverteras i en ytterligare NAND-grind 16 och tillföres såsom grindpuls till en NAND-grind 17, vars andra ingång påtryckes de trappstegsspänningen framstegande pulserna. På grindens 17 Luqånguppkommer då endast Nx pulser, vilka svarar mot antalet trappsteg mellan spänningsnivåerna Ul och Ux. Dessa pulser räknas 1 en räknare 18 och lagras såsom ett tal Nx. detta tal med det i en förväljarkoppling 22 ingivna halva värdet på fortplantnings- I en multiplikationskoppling 21 multipliceras hastigheten och mätområdesfaktorn. Resultatet avrundas till fyra decimala siffror och visas uttryckt i meter i en digitalindikator 23 såsom avståndet från inmatningspunkten till det mot den ljusare punkten svarande stället.This pulse is inverted in an additional NAND gate 16 and applied such as gate pulse to a NAND gate 17, the second input of which is applied the step voltage advancing pulses. On the gate 17 Luqång then only produces Nx pulses, which correspond to the number steps between voltage levels Ul and Ux. These pulses are counted 1 a counter 18 and is stored as a number Nx. this speech with the half value of the reproductive In a multiplication coupling 21 is multiplied the speed and the measuring range factor. The result is rounded to four decimal numbers and is displayed in meters in a digital indicator 23 such as the distance from the input point to that towards the lighter one point corresponding to the place.

De i fig. 4 visade pulsförloppen tjänar till att ytterligare förtydliga funktionen hos apparaten enligt blockschemat i fig. 3.The pulse sequences shown in Fig. 4 serve to further clarify the operation of the apparatus according to the block diagram in Fig. 3.

Med 24 betecknas taktpulserna på taktfrekvensgeneratorns 1 utgång, 25 visar återigen tidsförloppet hos den sâgtandformiga spänningen på den snabba tidbasens 2 utgång samt spänningsförloppet på trappstegs- spänningsgeneratorns 10 utgång, och med 26 betecknas det pulsmönster, som skulle uppkomma på bildskärmen utan användning av avkännings- kopplingen 9, med 27 betecknas spänningsförloppet på avkännarkopp- lingens 9 utgång, under det att 28 betecknar den genom överlagring av de enskilda kurvorna uppkommande skärmbilden på bildskärmen 11.24 denotes the clock pulses at the output of the clock frequency generator 1, 25 again shows the time course of the sawtooth-shaped tension on the output of the fast time base 2 and the voltage profile on the step the output of the voltage generator 10, and by 26 it is denoted the pulse pattern, that would appear on the monitor without the use of sensing coupling 9, with 27, the voltage profile of the sensor coupling the output of the line 9, while 28 denotes it by overlay of the individual curves arising the screen image on the monitor 11.

Kvarhållningen av trappstegsspänningen visas däremot ej i denna fig.4.However, the retention of the step voltage is not shown in this fig.4.

Genomförandet av en fellokalisering med den beskrivna anord- ningen är enkelt. Sändarpulsen inmatas i mätobjektet, i förväljar- kopplingen inmatas det på annat sätt erhållna halva värdet på 7806972-4 6 pulsernas fortplantningshastighet i kabeln, den ljusare punkten förskjutes medelst potentiometern 19 till det uppmätta felstället, varpå indikatorn 23 visar avståndet från inmatningspunkten till fulstället uttryckt i fyra siffror i meter.The implementation of a fault location with the described device is simple. The transmitter pulse is entered in the measuring object, in the preset the connection, the otherwise obtained half value is entered 7806972-4 6 the propagation speed of the pulses in the cable, the brighter point is displaced by means of the potentiometer 19 to the measured fault point, whereupon the indicator 23 shows the distance from the input point to ugly place expressed in four digits in meters.

Claims

7806972-1 7 PATENT CLAIMS

1. A method of digitally measuring pulse durations, in which the input of the measuring object is supplied with electrical voltage pulses and the input pulses and appearing at the output of the measuring object are displayed on a screen using sampling techniques, the X-deflection of the electron beam being that the riser line houses the periodically rising sensing and X-deflecting voltage (step voltage) rising in N steps is stopped at a step selectively selected by a digital counter (18) and thus timed well-defined for a period of time corresponding to a certain time. - in the correct assume] step, that thereby a point is generated in the pulse representation on the screen, which point has a significantly greater brightness than the rest of the curve, and that the thus brighter point on the screen is shifted to the beginning of that on the measuring object nl the pulse, so that the duration of the pulses can be read on the digital counter (18).

2. A method according to claim 1, characterized in that the step voltage is compared in a first comparator (20) with a voltage Ux adjustable by means of a potentiometer (19), the pulse edge rising at the time of the correspondence of the two voltages at the output of the device (¿U). via a first monostable flip-flop (13) blocks the rise of the step voltage interfering with the second monostable flip-flop (12) for some periods of the clock frequency.

3. A method according to claim 1, characterized in that the step voltage is compared in a second comparator (14) with a fixed voltage U1 determining the beginning of the sensing, the pulse edges occurring at the output of the two voltages at the output of the comparator (14) together with the pulse edges occurring at the output of the first comparator in a first NAND gate (15) form a pulse which, after inversion in a second NAND gate (16) as a gate pulse, is applied to a third NANU gate (17), at the second input of which the advancing pulses are applied, while the pulses occurring at the output of the third gate (17) between the voltage values U1 and UX of the stepping voltage, which correspond to the number of steps NA between these shear counters, are counted in a counter. 18) and stored. “Éfêšíkšä

4. A method according to claim 1, characterized in that the indicator device (233) of the counter '18) is switchable and that the pulse duration is digitally displayed and / or, after multiplying the pulse duration by half the value of the otherwise obtained propagation speed of the pulses in the cable being measured, the distance to the reflection point.

5. A method according to any one of claims 1-4, characterized in that a per se known pulse reflector is used, wherein the input of the pulses «and the removal of the pulses reflected at the cable end or at a cable fault takes place via an adaptation step (5 ) at the same end of the cable being measured. ou a aaaa _ uuAurv