SE431371B - Sett att digitalt meta pulsloptider - Google Patents

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.

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.

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).

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.

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).

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Genom den förenklade hanteringen och den direkta visningen av fielavståndet kan apparaten även användas av outbildad personal.

Uppfinningen förklaras närmare nedan med hänvisning till bifogade ritningar, som åskådliggör ett utföringsexempel.

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.

I fig. 3 visas ett blockschema över en pulsreflektometer med tillsatser för genomförande av sättet enligt uppfinningen.

Mätförfarandet kommer att beskrivas i korthet i anslutning till detta blockschema.

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.

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.

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.

De i fig. 4 visade pulsförloppen tjänar till att ytterligare förtydliga funktionen hos apparaten enligt blockschemat i 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.

Kvarhållningen av trappstegsspänningen visas däremot ej i denna 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.

Claims (5)

7806972-1 7 PATENTKRAV
1. l. Sätt att digitalt mäta pulslöptider, varvid mätobjektets ingång matas med elektriska spänningspulser och de inmatade och på mätobjektets utgång uppträdande pulserna visas på en bildskärm under användning av samplingsteknik, varvid X-avlänkningen för elektronstrålen på bildskärmen âstadkommes medelst en stegformigt stiaandesågtandsspänning, k ä n n e t e c k n a t a v att stig- ninjen hus den periodiskt i N steg stigande avkännings- och X-av- länkningsspänningen (trappstegsspänningen) stoppas på ett efter önskan valbart, av en digitalräknare (18) visat och därmed tidsmäs- sigt väldefinierat steg under en tidslängd svarande mot ett be- l stämt anta] steg,att därigenom alstras en punkt i pulsrepresenta- tionen på bildskärmen, vilken punkt har väsentligt större ljus- styrka än den övriga delen av kurvan,och att den sålunda ljusare punkten på bildskärmen förskjutes till början på den på mätobjektets nl)ing uppträdande pulsen, så att pulsernas löptid kan avläsas på digitalräknaren (18).
2. 2. Sätt enligt krav l, k ä n n e t e c k n a t a v att Liappstegsspänningen jämföres i en första komparator (20) med en medelst en potentiometer (19) inställbar spänning Ux, varvid den vid tidpunkten för de båda spänningarnas överensstämmelse vid tomparatnrns (¿U) utgång uppkcmmande pulsflanken via en första monostabil vippa (13) spärrar en trappstegsspänningens stigning st;rande andra monostabil vippa (12) under några perioder hos taktfrekvensen.
3. 3, Sätt enligt krav l, k ä n n e t e c k n a t a v att trappstegsspänningen jämföres i en andra komparator (14) med en avkänningens början bestämmande, fix spänning Ul, varvid de vid tidpunkten för de båda spänningarnas överensstämmelse vid kompara- torns (14) utgång uppkommande pulsflankerna tillsammans med de på den första kumparatorns utgång uppkommande pulsflankerna i en första NAND-grind (15) bildar en puls, som efter invertering i en andra NAND-grind (16) såsom grindpuls tillföres en tredje NANU-grind (17), på vars andra ingång påtryckes de trappstegsspän- ningen framstegande pulserna, under det att de på den tredje grindens (17) utgång uppträdande, mellan spänningsvärdena Ul och UX för trapp- stegsspänningen liggande pulserna, vilka motsvarar antalet trapp- steu NA mellan dessa snänninrlsxrärden, räknas i en räknare (18) och lagras. “Éfêšíkšä
4. 4. Sätt enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t a v att räknarens 'l8) indikeringsanordning (233 är omkopplingsbar och att man digitalt visar pulslöptiden och/eller, efter multi- plikation av pulslöptiden med halva värdet för den på annat sätt erhållna fortplantningshastigheten för pulserna i den kabel som mätes,avståndet till reflektionsstället.
5. 5. Sätt enligt något av kraven l-4, k ä n n e t e c k - n a t a v att man använder en i och för sig känd pulsreflekj tormeter, varvid inmatningen av pulserna«ochuttagandet av de vid kabeländen eller vid ett kabelfel reflekterade pulserna sker via ett anpassningssteg (5) vid samma ände på den kabel som mätes. ou a aaaa _ uuAurv