WO2009127695A1 - Method for cable testing with insertion of directional coupling device - Google Patents

Method for cable testing with insertion of directional coupling device Download PDF

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WO2009127695A1
WO2009127695A1 PCT/EP2009/054541 EP2009054541W WO2009127695A1 WO 2009127695 A1 WO2009127695 A1 WO 2009127695A1 EP 2009054541 W EP2009054541 W EP 2009054541W WO 2009127695 A1 WO2009127695 A1 WO 2009127695A1
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WO
WIPO (PCT)
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input
output
signals
attenuation
coupling device
Prior art date
Application number
PCT/EP2009/054541
Other languages
French (fr)
Inventor
Josy Cohen
Nicolas Ravot
Original Assignee
Commissariat A L'energie Atomique
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Commissariat A L'energie Atomique filed Critical Commissariat A L'energie Atomique
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Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/08Locating faults in cables, transmission lines, or networks
    • G01R31/11Locating faults in cables, transmission lines, or networks using pulse reflection methods

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for testing network cables, for detecting and locating faults in the cables of this network.
  • the networks concerned may be energy transmission networks or low-speed communication networks, in fixed installations (distribution network, internal or external communication network) or mobile networks (energy or communication network in an airplane , a boat, an automobile, etc.).
  • the cables concerned are low frequency transmission cables (i.e. non-coaxial cables); these are for example two-wire cables, in parallel lines or in twisted pairs, shielded or not, etc., provided that the speed of propagation of the signals in these cables can be known and is sufficient to generate measurable propagation delays.
  • These networks can be organized according to different known topologies: bus, tree, mesh, ring, star, linear, or mixed of these different topologies.
  • the networks concerned by the invention are networks in which the junction points between branches of the network only require, for the normal operation of the network, connections by simple contacts between the conductors (for example soldered or crimped or pressed contacts).
  • An important application of the invention relates to the testing of electrical cable networks in vehicles, especially motor vehicles, and more particularly:
  • the CAN protocol is intended for signals whose flow rate is of the order of 1 Megabit / second, corresponding to much lower working frequencies than those which will be used for the test.
  • the defects concerned by the test method according to the invention are defects that can affect the electrical operation of the circuits of which the cables are part and which may have sometimes very critical consequences (failures of electrical systems in an aircraft for example), or even, in the case of electric cables, faults that can directly cause fire starts (short circuits, arcs in dry environment or in the presence of moisture, etc.). It is important to be able to detect these defects to remedy them in time.
  • the measurement of the time which separates the wave emitted from the reflected wave gives an indication of the distance between the end of the cable and the fault.
  • Time Domain Reflectometry In Time Domain Reflectometry (TDR) methods, an electromagnetic wave is injected into the cable in the form of a voltage pulse, a voltage step, or the like. The wave reflected at the location of the impedance discontinuity is detected at the injection site and the time difference between the transmitted and received edges is measured. The position of the fault is determined from this difference, and the amplitude and polarity of the reflected pulse give an indication of the type of fault (open circuit, short circuit, resistive fault, or other).
  • FDR Frequency Domain Reflectometry
  • the published patent application WO 02/068968 describes a frequency domain reflectometry method.
  • SWR Standard Wave Reflectometry
  • the nodes and bellies of a stationary wave generated by the combination of an incident wave and the reflected wave are detected.
  • Frequency domain reflectometry methods are effective for analyzing a single cable. They are difficult to use when the cable has taps.
  • the time domain reflectometry methods can be used even with derivations but the analysis of the reflected signals is difficult due to the presence of multiple reflections.
  • This curve has correlation peaks at time offsets related to the position of the faults and junctions and / or branches of the network.
  • This system is particularly suitable for detecting intermittent faults as it can operate even while the network is in use; however, intermittent faults may only occur when the network is in service and disappear when it is no longer (eg a fault that would occur while a plane is flying but disappears on the ground).
  • This method can be used for cables with taps, but it retains ambiguities: it is not possible to say on which branch a fault is detected. In addition, it requires significant calculation costs.
  • the object of the invention is to facilitate the interpretation of the measurement results in these methods, for electrical cables having a T-structure (also called a Y-structure), that is to say having at least one shunt. More specifically, the invention seeks to minimize the multiple reflections generated by the presence of several branches in the network, reflections that make it more difficult to interpret the results of the measurements.
  • the invention proposes a method of testing a cable network comprising at least one main cable section and at the end of this section a junction from which at least a first and a second secondary section depart, the network being such that the junctions require, for the normal operation of the network, only connections by simple contacts between the conductors (in particular welded or crimped or pressed contacts), the method comprising the injection at the input of the main section of test signals capable of propagating in the network and and collecting on this input measurement signals resulting from the reflection of the test signals on the discontinuities present in the network, the method being characterized in that it places the of the junction, to ensure the passage of test signals and measurement signals, a coupling device having at least a first input and two outputs, this device is nt adapted to ensure the passage of test signals with a first non-zero attenuation from the first input to a first output and the passage of measurement signals with a second attenuation from the second output to the first input, but not the passage of test or measurement signals between the two output
  • the coupling device may be a two-input power divider having the same first attenuation of the input to each of the two outputs and having the same second attenuation from each output to the input.
  • the coupling device may also be an N (N> 2) power divider having a single input and N outputs each connected to a respective one of N, the divider having the same first attenuation of the input to each of N outputs and having the same second attenuation since each output to the input.
  • the coupling device comprises at least one unidirectional coupler having an input, an output, and an auxiliary terminal (coupled input / output); it has a first attenuation of the input towards the output, a second attenuation, greater than the first, of the auxiliary terminal towards the input; moreover, it does not allow or almost no passage of measurement signals from the output to the input (while the power divider allows this passage).
  • the coupler input is connected to the end of the main section; the output and the auxiliary terminal are respectively connected to the inputs of the secondary sections.
  • the coupling device comprises two unidirectional couplers; the second is constituted as the first (and preferably has the same attenuations); their two entries are united; the output of a coupler is connected to the auxiliary terminal of the other and vice versa.
  • N groups of two unidirectional couplers N> 1
  • N groups of two unidirectional couplers N> 1
  • one will connect to the auxiliary terminal of one of the couplers a suitable load instead of the non-existent secondary section.
  • the coupling device may alternatively comprise, in place of two unidirectional couplers, a bidirectional coupler having a first input / output torque and a second input / output torque and being adapted to ensure the passage of the test signals with a first attenuation from each input to the respective output of the same pair but not the passage of test signals of the entry of a couple towards the exit of the other pair; it is also able to ensure the passage of the measurement signals with a second attenuation of the output of each pair towards the input of the other pair but not or almost none of the output to the input of the same pair or the passage of test or measurement signals between the two outputs; the inputs are both connected to the end of the main section and the outputs are respectively connected to each secondary section.
  • N bidirectional couplers will be used.
  • One of the outputs will be connected to a suitable load in the case of an odd number (2N-1) of secondary sections.
  • the two inputs of all the couplers are connected to the end of the main section.
  • a respective low-pass filter can be interposed between the end of the main section and the input of each of the secondary sections, this filter passing energy or signals at low frequency and not passing the microwave test signals.
  • bias tee in English "bias tee"
  • bias tee is interposed between the end of the main section and the input of the coupling device
  • another bias tee is interposed between a respective output of the device coupling and a respective input of each of the secondary sections, the bias tees ensuring the separation between the high frequency components (the test signals) and the low-frequency components (the signals useful for the operation of the network) of the signals they receive on their input.
  • the coupling device inserted at the junction is a passive device, as are the bias tees and low-pass filters.
  • FIG. 2 represents the general principle of the invention
  • FIG. 3 represents a first embodiment of the invention
  • FIG. 4 represents a second embodiment of the invention
  • FIG. 5 represents a third embodiment of the invention
  • FIG. 6 represents an application in the case of an even number (2N) of secondary sections connected to a bypass;
  • FIG. 7 represents an application in the case of an odd number (2N-1) of secondary sections
  • FIGS. 8 and 9 represent embodiments in which it is desired to retain the possibility of continuing to transmit continuous or low-frequency signals without being obliged to disconnect the coupling devices intended for network testing.
  • FIG. 1 diagrammatically shows a network with one junction and two branches having three sections T1, T2 and T3.
  • the sections T2 and T3 have input ends E2, E3 connected to a junction point A located at an output end S1 of the section T1.
  • a junction point A located at an output end S1 of the section T1.
  • the sections considered and represented by a line may consist of a sheathed conductor wire or a pair of sheathed son.
  • This network can be used to transporting energy or communication signals from the input E1 to the outputs S2 and S3, or in the opposite direction from an output S2 or S3 to the other or to the input E1.
  • the notions of input and output are used here only for the application of reflectometry and to fix the direction of emission of measurement signals that will be used for the detection of faults: the input E1 will be here by hypothesis the one on which the test signals of the network and the section T1 are applied will be called main section whereas the sections T2 and T3 will be called secondary sections.
  • the outputs of the sections T2 and T3 may be in open circuit or short circuit or adapted to the impedance of the respective cables (if they are adapted they do not cause reflection).
  • the network is a network in which the junctions consist of simple electrical contacts between a conductor of a section and a conductor of another section (contacts without electrical losses).
  • the network is therefore not a network that would require for its normal operation links via controlled impedance couplers and attenuations, as is found for example in coaxial cable television networks or in optical networks.
  • the contacts are contacts by welding (soldered contacts) or by pressure (crimped contacts, removable contacts inserted into a connector).
  • a test pulse is applied from the input E1, and a signal pattern called a "reflectogram" is collected on this same input; the reflectogram is the plot of a curve representing the evolution of a voltage amplitude recorded at the input E1 over time.
  • the very short duration of the pulse is such that it is possible to distinguish the signal emitted from the reflected signal, taking into account the propagation speed (assumed to be known) and the minimum distance that is to be detected for the localization. faults.
  • FIG. 2 represents the principle of the test method according to the invention.
  • the test is done with signals whose bandwidth includes frequencies much higher than the normal operating frequencies of the network in operation.
  • normal usage frequencies can range from DC to a few tens of Hertz or a few hundred Hertz.
  • the useful bandwidth is a few megahertz, allowing rates of the order of 1 megabit / second.
  • the bandwidth will be several tens of megahertz or more in order to be able to determine the positions of the defects by detecting the time positions of the return signals reflected by these defects.
  • the bandwidth of the test signals is therefore at least ten times greater than the bandwidth of the signals of normal use of the network.
  • a coupling device CPL is placed at the junction point which interposes - with regard to the test signals - between the output end S1 of the main section and the input ends E2, E3 of the sections secondary.
  • the coupling device has the following minimum properties: it passes the test signals transmitted on the input E1 of the main section both to the section T2 and to the section T3, with a first attenuation; it can pass the measurement signals in the opposite direction with a second attenuation which is not necessarily the same as the first one, but it does not let signals pass (or it allows them to pass insignificantly for the measurement , that is to say with a very strong attenuation) between the two outputs, so as to avoid multiple reflections.
  • means are provided for passing the signals (voltages and electric currents) from the normal operation of the circuit, whether these signals are communication signals in a communication network, or that they are supply voltages and currents. energy in a power grid.
  • the coupling device consists of a set of two unidirectional microwave couplers CpA and CpB each having an input and two outputs.
  • the coupler CpA has a main input INa, an output OUTa and an auxiliary terminal (also called coupled input / output) AUXa.
  • the coupler CpB has a main input INb, an output OUTb and a auxiliary terminal AUXb.
  • the auxiliary terminal of one coupler is connected to the output of the other coupler and vice versa.
  • the properties are as follows: the test signal applied to the input goes to the output with a first attenuation which is small, for example between 0 and 3dB, but this signal does not pass towards the auxiliary terminal ( almost infinite attenuation).
  • a feedback measurement signal applied to the auxiliary terminal passes to the input with a second attenuation greater than the first, for example of the order of 20 dB but does not pass to the output.
  • a measurement signal applied to the output does not pass to the auxiliary terminal and may pass to the input but with very high attenuation.
  • the ports preferably have impedances adapted to the characteristic impedance of the line to which they are connected, for example a standardized impedance of 50 ohms at the working frequency of the test signals or more generally in the bandwidth of these signals.
  • the inputs INa and INb of the two unidirectional couplers are joined and connected to the output S1 of the secondary section T1.
  • the output OUTa of the first unidirectional coupler is connected with the auxiliary terminal AUXb of the second, and it is connected to the input E2 of a secondary section T2.
  • the output OUTB of the second coupler is connected with the auxiliary terminal AUXa of the first and is connected to the input E3 of the other secondary section T3.
  • test signals from the main section enter the unidirectional couplers and pass on the outputs, for example with a 3dB attenuation, but do not pass to the auxiliary terminals.
  • the test signals reflected on the impedance discontinuities of the secondary section T2 return to the output OUTa and to the auxiliary terminal AUXb.
  • On the output OUTa they are strongly attenuated (for example 8OdB) and do not come to form a significant return signal towards the main section.
  • AUXb input they are attenuated with an average attenuation, for example of 20 dB, and can be exploited at the input of the main section to determine the positions of impedance discontinuities.
  • test signals reflected on the impedance discontinuities of the other secondary section T3 return to the output OUTb and to the auxiliary terminal AUXa.
  • the output OUTb they are strongly attenuated (for example 8OdB) and do not come to form a significant return signal towards the main section.
  • the input AUXa they are attenuated with an average attenuation, for example of 20 dB, and can be exploited at the input of the main section in superposition with the signals from the section T2.
  • the multiple reflections of the test signal at the ends of the secondary sections are eliminated because of the very strong isolation existing between an auxiliary terminal and the output of the same coupler, for example between the terminal AUXa and the output OUTa (in both directions). spread).
  • the coupling device consists of a bidirectional coupler having two inputs INa and INb and a respective output OUTa, OUTb associated with each input.
  • the two inputs are joined and connected to the end S1 of the main section.
  • the output OUTa is connected to the input E2 of the first secondary section and the output OUTb is connected to the input E3 of the second secondary section.
  • the bidirectional coupler preferably has inputs and outputs having impedances adapted to the characteristic impedances of the sections to which they are connected.
  • the transmission and coupling characteristics of the bidirectional coupler are as follows: between an input such as INa and the associated output OUTa, the test signals can pass, with a slight attenuation, for example between 0 and 3dB. In the other direction, from OUTa to INa or from OUTb to INb, the attenuation is very strong, for example 8OdB so that the signals propagate in this direction only insignificantly.
  • the signals can pass with attenuation. average, for example 2OdB. These signals, although attenuated, will return to the main section and may be exploited on the input E1. Between an input, for example INa and the output which is not associated with it, for example OUTb, the signals can not pass. Finally, between two inputs or two outputs, signals can not pass.
  • Such unidirectional or bidirectional couplers are very conventional microwave components and are commonly commercially available.
  • the microwave coupling device is a simple divider / power combiner.
  • a divider / combiner in its simplest version has one input and two outputs. It divides the signal applied to the input into two half energy signals (attenuation of 3dB) that it transmits to the losses near on each of the outputs; and it has a reciprocal combiner function, i.e., the signals applied to the outputs pass to the input without attenuation (near losses).
  • the inputs and outputs preferably have impedances adapted to the characteristic impedance of the main and secondary sections at the frequency used for the test signals. The insulation between the two outputs is total.
  • Such passive divider / combiner components are common microwave.
  • Fig. 5 shows a solution using a divider / combiner by two designated by the reference DIV.
  • the IN1 input of the combiner divider is connected to the output S1 of the main section.
  • Each output OUT1, OUT2 of the divider is connected to the input E2 or E3 of a respective secondary section.
  • test signals reflected by the section T2 to the output OUT2 do not propagate towards the section T3, avoiding multiple reflections which make it more difficult to interpret the measurement signals collected on the input E1 of the main section.
  • the preceding embodiments relate to the case where there are only two secondary sections connected bypass on the main section. In the case where there is a number of sections greater than 2, several similar coupling devices or a multiple output coupling device will be used.
  • N 1 N greater than 1, for example, the configuration of FIG.
  • N bidirectional couplers If the number of secondary sections is an odd number, then N bidirectional couplers will also be used by connecting to the unused output of the last coupler a T or charge termination. impedance adapted to that of this output, in accordance with the diagram of FIG. 7.
  • FIGS. 6 and 7 are transposable in the case where a set of two unidirectional couplers is used (in accordance with the diagram of FIG. 3) in place of a bidirectional coupler.
  • a set of two unidirectional couplers is used (in accordance with the diagram of FIG. 3) in place of a bidirectional coupler.
  • there are N groups of two unidirectional couplers the outputs of each group being connected to a group of two respective sections.
  • a coupler output remains unused; a termination or appropriate load is placed on this unused output (OUTb) which is recalled that it is connected to the auxiliary input AUXa of the other coupler of the same group of 2.
  • N-splitters / combiners may also be used when there are N secondary sections.
  • the divider has one input and N outputs.
  • the test signal transmitted on each output is a fraction 1 / N of the test signal received at the input (with losses); the signal transmission between outputs is zero; the measurement signal transmission from an output to the input is done without attenuation (with losses).
  • the network of electrical cables is intended to transmit electrical signals or energy, these signals being in a lower frequency band than the band of the test signals.
  • couplers or dividers are generally designed to operate in a frequency band that is limited and does not include these low frequencies or the continuous.
  • the coupling device can remain present at the junction during the normal operation of the cable network, it is necessary to provide means for ensuring the passage of useful signals, low frequency or continuous, in the secondary sections. without these signals being stopped by the coupling device.
  • one or more polarization tees are added to the CPL coupling device, the function of which is, in a sense, to separate the signal received on its input into a signal. continuous component (or low frequency) it directs to a first output and a high frequency component that directs it to a second output, and in the other direction to recombine the DC and high frequency components.
  • Such bias tees are common microwave components and are commercially available.
  • the assembly is then that of FIG. 8 (for a junction with two secondary sections), in the case where the coupling device is a bidirectional coupler such as that of FIG. 4.
  • a first upstream bias tee is inserted upstream. of the coupling device, between the end S1 of the main section and the inputs of the coupling device.
  • Two other bias tees are placed downstream, a respective tee placed at the output of each of the outputs of the coupler, between this output and a respective input, E2 or E3, secondary sections.
  • the tees are designated by the letter T.
  • the upstream polarization tee has an input connected to the end S1 of the main section and can receive both low frequency or continuous (DC) signals and high frequency test signals. (RF). It directs the first to a respective input of each of two other downstream polarization tees; and directs the high frequency test signals to the input of the bidirectional coupler. In reverse, it recombines the high-frequency and low-
  • the downstream bias tees are mounted in the opposite direction of the upstream tee with respect to the direction of propagation of the test signals: they recombine the signals present on their two inputs (test signals and useful low-frequency signals) to direct them towards the secondary sections. But in the sense of the return of the measurement signals from the secondary sections, they separate the DC or low-frequency component of the high frequency component.
  • Each downstream tee receives on its second input (the first receiving the continuous or low-frequency signals from the upstream tee) a respective output of the bidirectional coupler. It recombines in a respective secondary section the continuous or low-frequency signal that it receives from the upstream tee and the high frequency signals that it receives from an output of the bidirectional coupler.
  • the high and low frequency components are separated by inserting two low-pass filters in parallel on the coupling device, one between the end S1 of the main section and the input E2 of the main section. secondary section, the other between the end S1 and the input E3 of the second secondary section. These filters do not pass high-frequency (RF) test signals and allow continuous or low-frequency (DC) signals to pass.
  • the filters are designated FPB in Figure 9.
  • FIG. 10 Another possibility of a device to be inserted at the junction between a main line section and two secondary sections is shown in FIG. 10; it is inspired by the same principles of isolation or attenuation between a forward path and a return path.
  • the CPL coupling device of FIG. 10 comprises two circulators (CIRC1, CIRC2), each associated with an attenuator (ATT1, ATT2) and an insulator (ISOL1, ISOL2).
  • the attenuator is placed upstream of the inlet of the respective circulator.
  • the isolator is placed between the return output of each circulator and the input of the corresponding attenuator.
  • Output S1 of the main line is connected to both attenuators at the same time.
  • the main output of the circulator is connected to the input E2, E3 of a respective secondary line section.
  • the circulators make it possible to direct the test signal towards a respective secondary section and to redirect the measurement signal after reflection towards the main line.
  • the insulators make it possible to keep the direction of the measurement signals in the circulators for a better analysis of these received signals. Attenuators are used to weaken measurement signals from one secondary section to another.

Abstract

The invention relates to a method and device for testing network cables in order to detect and locate defects in the network cables. A coupling device (CPL) is placed at the junction point between a main cable section and two secondary sections, whereby said device can allow the passage of test signals with a first attenuation from a first inlet (INa) to a first outlet (OUTa) and the passage of measurement signals with a second attenuation from the second outlet (OUTb) to the first inlet (INa), but not the passage of test or measurement signals between the two outlets. Thus the multiple reflections disturbing the test signal analysis are minimized. The test signals are emitted from the inlet of the main section and are reflected at the impedance discontinuities, which may be due to cable defects.

Description

PROCEDE DE TEST DE CABLES AVEC INSERTION DE DISPOSITIF DE METHOD OF TESTING CABLES WITH DEVICE INSERTION
COUPLAGE DIRECTIONNELDIRECTIONAL COUPLING
L'invention concerne un procédé et un dispositif de test de câbles en réseau, pour la détection et la localisation de défauts dans les câbles de ce réseau.The invention relates to a method and a device for testing network cables, for detecting and locating faults in the cables of this network.
Les réseaux concernés peuvent être des réseaux de transmission d'énergie ou des réseaux de communication à bas débit, dans des installations fixes (réseau de distribution, réseau de communication intérieur ou extérieur) ou mobiles (réseau d'énergie ou de communication dans un avion, un bateau, une automobile, etc.). Les câbles concernés sont des câbles de transmission à basse fréquence (c'est-à-dire des câbles non coaxiaux) ; ce sont par exemple des câbles bifilaires, en lignes parallèles ou en paires torsadées, blindés ou non, etc., pourvu que la vitesse de propagation des signaux dans ces câbles puisse être connue et soit suffisante pour engendrer des délais de propagation mesurables. Ces réseaux peuvent être organisés selon différentes topologies connues : en bus, arbre, maillé, en anneau, étoile, linéaire, ou mixtes de ces différentes topologies. Les réseaux concernés par l'invention sont des réseaux dans lesquels les points de jonction entre branches du réseau nécessitent seulement, pour le fonctionnement normal du réseau, des liaisons par simples contacts entre les conducteurs (par exemple des contacts soudés ou sertis ou pressés). Ne sont pas concernés les réseaux dont le fonctionnement normal nécessite, à l'endroit des jonctions, des coupleurs à impédance d'entrée ou sortie contrôlée (coupleurs hyperfréquence, coupleurs optiques, etc.) établissant des atténuations contrôlées entre une branche principale et des branches secondaires. Une application importante de l'invention concerne le test des réseaux de câbles électriques dans les véhicules, notamment les véhicules automobiles, et plus particulièrement :The networks concerned may be energy transmission networks or low-speed communication networks, in fixed installations (distribution network, internal or external communication network) or mobile networks (energy or communication network in an airplane , a boat, an automobile, etc.). The cables concerned are low frequency transmission cables (i.e. non-coaxial cables); these are for example two-wire cables, in parallel lines or in twisted pairs, shielded or not, etc., provided that the speed of propagation of the signals in these cables can be known and is sufficient to generate measurable propagation delays. These networks can be organized according to different known topologies: bus, tree, mesh, ring, star, linear, or mixed of these different topologies. The networks concerned by the invention are networks in which the junction points between branches of the network only require, for the normal operation of the network, connections by simple contacts between the conductors (for example soldered or crimped or pressed contacts). Are not concerned networks whose normal operation requires, at the junctions, couplers with controlled input or output impedance (microwave couplers, optical couplers, etc.) establishing controlled attenuations between a main branch and branches. secondary. An important application of the invention relates to the testing of electrical cable networks in vehicles, especially motor vehicles, and more particularly:
- le test des réseaux d'alimentation dans le véhicule,- the test of the supply networks in the vehicle,
- et le test des bus de communication fonctionnant selon le protocole CAN (Control Area Network) ou un protocole équivalent. Le protocole CAN est destiné à des signaux dont le débit est de l'ordre de 1 Mégabit/seconde, correspondant à des fréquences de travail beaucoup plus faible que celles qu'on va utiliser pour le test.- and the test of the communication buses operating according to the CAN (Control Area Network) protocol or an equivalent protocol. The CAN protocol is intended for signals whose flow rate is of the order of 1 Megabit / second, corresponding to much lower working frequencies than those which will be used for the test.
Les défauts concernés par le procédé de test selon l'invention sont des défauts pouvant affecter le fonctionnement électrique des circuits dont les câbles font partie et pouvant avoir des conséquences parfois très critiques (pannes de systèmes électriques dans un avion par exemple), ou même, dans le cas de câbles électriques, des défauts pouvant directement engendrer des débuts d'incendie (court-circuits, arcs électriques en milieu sec ou en présence d'humidité, etc.). Il est important de pouvoir détecter ces défauts pour y remédier à temps.The defects concerned by the test method according to the invention are defects that can affect the electrical operation of the circuits of which the cables are part and which may have sometimes very critical consequences (failures of electrical systems in an aircraft for example), or even, in the case of electric cables, faults that can directly cause fire starts (short circuits, arcs in dry environment or in the presence of moisture, etc.). It is important to be able to detect these defects to remedy them in time.
On comprend que le problème de la détection des défauts est d'autant plus important que les réseaux de câbles sont plus longs et plus complexes ou qu'ils sont plus difficiles d'accès (câbles enterrés par exemple). C'est pourquoi on a imaginé des systèmes de détection et de localisation à distance, fonctionnant à partir d'une extrémité du câble. Les méthodes utilisées sont des méthodes dites de réflectométrie, dans lesquelles un signal injecté à une extrémité d'un câble se propage dans ce câble et une partie de l'amplitude du signal est réfléchie à l'endroit du défaut, en raison par exemple de la discontinuité d'impédance que le signal rencontre à cet endroit. Si la vitesse de propagation des signaux dans le câble (liée à son impédance caractéristique dans le cas d'un câble électrique) est connue, la mesure de la durée qui sépare l'onde émise de l'onde réfléchie donne une indication de la distance entre l'extrémité du câble et le défaut.It is understood that the problem of fault detection is all the more important that cable networks are longer and more complex or that they are more difficult to access (buried cables for example). This is why remote detection and localization systems have been devised, operating from one end of the cable. The methods used are so-called OTDR methods, in which a signal injected at one end of a cable propagates in this cable and part of the amplitude of the signal is reflected at the location of the defect, for example due to the impedance discontinuity that the signal encounters at this location. If the speed of propagation of the signals in the cable (related to its characteristic impedance in the case of an electric cable) is known, the measurement of the time which separates the wave emitted from the reflected wave gives an indication of the distance between the end of the cable and the fault.
Dans les méthodes de réflectométrie temporelle (TDR pour "Time- Domain Reflectometry"), on injecte une onde électromagnétique dans le câble sous la forme d'une impulsion de tension, d'un échelon de tension, ou autre. L'onde réfléchie à l'endroit de la discontinuité d'impédance est détectée à l'endroit de l'injection et on mesure l'écart temporel entre les fronts émis et reçus. La position du défaut est déterminée à partir de cet écart, et l'amplitude et la polarité de l'impulsion réfléchie donnent une indication du type de défaut (circuit ouvert, court-circuit, défaut résistif, ou autre). II existe aussi des méthodes de réflectométrie dans le domaine fréquentiel (FDR pour "Frequency Domain Reflectometry"), qui consistent à injecter à l'entrée du câble une sinusoïde wobulée en fréquence en continu ou par échelons et à mesurer l'écart de fréquence ou de phase entre l'onde émise et l'onde réfléchie. La demande de brevet publiée WO 02/068968 décrit une méthode de réflectométrie dans le domaine fréquentiel. Dans une variante appelée SWR pour "Standing Wave Reflectometry", on détecte les nœuds et ventres d'une onde stationnaire engendrée par la combinaison d'une onde incidente et de l'onde réfléchie. Les méthodes de réflectométrie dans le domaine fréquentiel sont efficaces pour analyser un câble simple. Elles sont difficilement utilisables lorsque le câble comporte des dérivations. Les méthodes de réflectométrie dans le domaine temporel peuvent être utilisées même avec des dérivations mais l'analyse des signaux réfléchis est difficile en raison de la présence de réflexions multiples.In Time Domain Reflectometry (TDR) methods, an electromagnetic wave is injected into the cable in the form of a voltage pulse, a voltage step, or the like. The wave reflected at the location of the impedance discontinuity is detected at the injection site and the time difference between the transmitted and received edges is measured. The position of the fault is determined from this difference, and the amplitude and polarity of the reflected pulse give an indication of the type of fault (open circuit, short circuit, resistive fault, or other). There are also Frequency Domain Reflectometry (FDR) methods, which consist in injecting at the input of the cable a sinusoid wobulated in frequency continuously or in steps and in measuring the frequency deviation or phase between the emitted wave and the reflected wave. The published patent application WO 02/068968 describes a frequency domain reflectometry method. In a variant called SWR for "Standing Wave Reflectometry", the nodes and bellies of a stationary wave generated by the combination of an incident wave and the reflected wave are detected. Frequency domain reflectometry methods are effective for analyzing a single cable. They are difficult to use when the cable has taps. The time domain reflectometry methods can be used even with derivations but the analysis of the reflected signals is difficult due to the presence of multiple reflections.
On a également proposé, dans la demande de brevet publiée WO 2004/005947, une méthode à la fois temporelle et fréquentielle consistant à injecter un signal wobulé linéairement avec une enveloppe d'amplitude gaussienne. On a aussi proposé des méthodes de réflectométrie à étalement de spectre, dans l'article "Spread Spectrum Sensors for Critical Fault Location on Live Wire Networks" par Cynthia Furse et autres, dans Journal of Structural Control and Health Monitoring, Volume 12, Issue 3-4, 2005. On transmet un signal sous forme d'un code pseudo-aléatoire de bas niveau sur un réseau, même lorsqu'il est en service ; ce signal et son écho engendré par le défaut éventuel sont corrélés avec des décalages temporels variables pour établir une courbe de corrélation en fonction du temps. Cette courbe présente des pics de corrélation à des décalages temporels liés à la position des défauts et des jonctions et/ou dérivations du réseau. Ce système est particulièrement adapté à la détection de défauts intermittents car il peut fonctionner même alors que le réseau est utilisé ; or, les défauts intermittents peuvent très bien ne se produire que lorsque le réseau est en service et disparaître lorsqu'il ne l'est plus (par exemple un défaut qui se produirait pendant qu'un avion vole mais qui disparaîtrait au sol). Cette méthode peut être utilisée pour des câbles comportant des dérivations, mais elle conserve des ambiguïtés : on ne sait pas dire sur quelle branche se situe un défaut détecté. De plus, elle nécessite des coûts de calcul non négligeables.It has also been proposed in the published patent application WO 2004/005947, a method both temporal and frequency of injecting a wobulated signal linearly with a Gaussian amplitude envelope. Spectrum spread reflectometry methods have also been proposed in the article "Spread Spectrum Sensors for Critical Fault on Live Wire Networks" by Cynthia Furse et al. In Journal of Structural Control and Health Monitoring, Volume 12, Issue 3 -4, 2005. A signal is transmitted as a low-level pseudo-random code on a network, even when in use; this signal and its echo generated by the possible defect are correlated with variable time offsets to establish a correlation curve as a function of time. This curve has correlation peaks at time offsets related to the position of the faults and junctions and / or branches of the network. This system is particularly suitable for detecting intermittent faults as it can operate even while the network is in use; however, intermittent faults may only occur when the network is in service and disappear when it is no longer (eg a fault that would occur while a plane is flying but disappears on the ground). This method can be used for cables with taps, but it retains ambiguities: it is not possible to say on which branch a fault is detected. In addition, it requires significant calculation costs.
Enfin, une méthode similaire mais utilisant tout simplement les signaux ou le bruit naturel circulant dans le câble, et non pas un code pseudo-aléatoire injecté à l'entrée du câble, a été proposée dans l'article de Chet Lo et Cynthia Furse "Noise-Domain Reflectometry for Locating Wiring Faults" publié dans IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility, Vol 47 N °1 Février 2005. Des pics de forte corrélation sont détectés dans un processus de corrélation du signal avec lui-même. Cette méthode souffre du même défaut que la précédente, c'est-à-dire qu'elle ne permet pas facilement de lever les ambiguïtés de position lorsqu'il y a plusieurs branches et elle nécessite des moyens de calcul importants.Finally, a similar method but simply using the signals or the natural noise circulating in the cable, and not a pseudo-random code injected at the entrance of the cable, was proposed in the article by Chet Lo and Cynthia Furse " Noise-Domain Reflectometry for Locating Wiring Faults "published in IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility, Vol 47 No. 1, February 2005. High correlation peaks are detected in a signal correlation process with itself. This method suffers from the same defect as the previous one, that is to say that it does not easily make it possible to remove ambiguities of position when there are several branches and it requires important means of calculation.
L'invention a pour but de faciliter l'interprétation des résultats de mesure dans ces méthodes, pour les câbles électriques présentant une structure en T (également appelée structure en Y), c'est-à-dire comportant au moins une dérivation. Plus précisément, l'invention cherche à minimiser les réflexions multiples générées par la présence de plusieurs branches dans le réseau, réflexions qui rendent plus difficile l'interprétation des résultats des mesures. Pour cela, l'invention propose un procédé de test d'un réseau de câbles comportant au moins un tronçon de câble principal et à l'extrémité de ce tronçon une jonction d'où partent au moins un premier et un deuxième tronçons secondaires, le réseau étant tel que les jonctions ne nécessitent, pour le fonctionnement normal du réseau, que des liaisons par simples contacts entre les conducteurs (notamment des contacts soudés ou sertis ou pressés), le procédé comprenant l'injection à l'entrée du tronçon principal de signaux de test capables de se propager dans le réseau et et le recueil sur cette entrée des signaux de mesure résultant de la réflexion des signaux de test sur les discontinuités présentes dans le réseau, le procédé étant caractérisé en ce qu'on place à l'endroit de la jonction, pour assurer le passage des signaux de test et des signaux de mesure, un dispositif de couplage ayant au moins une première entrée et deux sorties, ce dispositif étant apte à assurer le passage des signaux de test avec une première atténuation non nulle depuis la première entrée vers une première sortie et le passage de signaux de mesure avec une deuxième atténuation depuis la deuxième sortie vers la première entrée, mais pas le passage de signaux de test ou de mesure entre les deux sorties, la première entrée du dispositif de couplage étant connectée à l'extrémité du tronçon principal et chaque sortie étant connectée à l'entrée d'un tronçon secondaire respectif. Le dispositif de couplage peut être un diviseur de puissance par deux ayant une seule entrée, ayant la même première atténuation de l'entrée vers chacune des deux sorties et ayant la même deuxième atténuation depuis chaque sortie vers l'entrée. Le dispositif de couplage peut aussi être un diviseur de puissance par N (N>2) ayant une seule entrée et N sorties connectées chacune à un tronçon secondaire respectif parmi N, le diviseur ayant une même première atténuation de l'entrée vers chacune des N sorties et ayant une même deuxième atténuation depuis chaque sortie vers l'entrée.The object of the invention is to facilitate the interpretation of the measurement results in these methods, for electrical cables having a T-structure (also called a Y-structure), that is to say having at least one shunt. More specifically, the invention seeks to minimize the multiple reflections generated by the presence of several branches in the network, reflections that make it more difficult to interpret the results of the measurements. For this purpose, the invention proposes a method of testing a cable network comprising at least one main cable section and at the end of this section a junction from which at least a first and a second secondary section depart, the network being such that the junctions require, for the normal operation of the network, only connections by simple contacts between the conductors (in particular welded or crimped or pressed contacts), the method comprising the injection at the input of the main section of test signals capable of propagating in the network and and collecting on this input measurement signals resulting from the reflection of the test signals on the discontinuities present in the network, the method being characterized in that it places the of the junction, to ensure the passage of test signals and measurement signals, a coupling device having at least a first input and two outputs, this device is nt adapted to ensure the passage of test signals with a first non-zero attenuation from the first input to a first output and the passage of measurement signals with a second attenuation from the second output to the first input, but not the passage of test or measurement signals between the two outputs, the first input of the coupling device being connected to the end of the main section and each output being connected to the input of a respective secondary section. The coupling device may be a two-input power divider having the same first attenuation of the input to each of the two outputs and having the same second attenuation from each output to the input. The coupling device may also be an N (N> 2) power divider having a single input and N outputs each connected to a respective one of N, the divider having the same first attenuation of the input to each of N outputs and having the same second attenuation since each output to the input.
Dans une autre réalisation, le dispositif de couplage comprend au moins un coupleur unidirectionnel ayant une entrée, une sortie, et une borne auxiliaire (entrée/sortie couplée) ; il a une première atténuation de l'entrée vers la sortie, une deuxième atténuation, supérieure à la première, de la borne auxiliaire vers l'entrée ; de plus, il n'autorise pas ou pratiquement pas le passage de signaux de mesure de la sortie vers l'entrée (alors que le diviseur de puissance autorise ce passage). L'entrée du coupleur est reliée à l'extrémité du tronçon principal ; la sortie et la borne auxiliaire sont reliées respectivement aux entrées des tronçons secondaires. Mais en pratique, pour des raisons de symétrie, le dispositif de couplage comprend deux coupleurs unidirectionnels ; le deuxième est constitué comme le premier (et possède de préférence les mêmes atténuations) ; leurs deux entrées sont réunies ; la sortie d'un coupleur est reliée à la borne auxiliaire de l'autre et vice-versa.In another embodiment, the coupling device comprises at least one unidirectional coupler having an input, an output, and an auxiliary terminal (coupled input / output); it has a first attenuation of the input towards the output, a second attenuation, greater than the first, of the auxiliary terminal towards the input; moreover, it does not allow or almost no passage of measurement signals from the output to the input (while the power divider allows this passage). The coupler input is connected to the end of the main section; the output and the auxiliary terminal are respectively connected to the inputs of the secondary sections. But in practice, for reasons of symmetry, the coupling device comprises two unidirectional couplers; the second is constituted as the first (and preferably has the same attenuations); their two entries are united; the output of a coupler is connected to the auxiliary terminal of the other and vice versa.
Par extension, s'il y a N couples de tronçons secondaires connectés à l'extrémité du tronçon principal, on mettra N groupes de deux coupleurs unidirectionnel, N>1 , pour le test d'un réseau comportant N couples de tronçons secondaires reliés au tronçon principal. Et s'il y a seulement 2N-1 tronçons secondaires, on connectera à la borne auxiliaire de l'un des coupleurs une charge adaptée à la place du tronçon secondaire inexistant.By extension, if there are N pairs of secondary sections connected to the end of the main section, N groups of two unidirectional couplers, N> 1, will be placed for the test of a network comprising N pairs of secondary sections connected to the main stretch. And if there are only 2N-1 secondary sections, one will connect to the auxiliary terminal of one of the couplers a suitable load instead of the non-existent secondary section.
Le dispositif de couplage peut alternativement comprendre, à la place de deux coupleurs unidirectionnels, un coupleur bidirectionnel ayant un premier couple d'entrée/sortie et un deuxième couple d'entrée/sortie et étant apte à assurer le passage des signaux de test avec une première atténuation depuis chaque entrée vers la sortie respective du même couple mais pas le passage de signaux de test de l'entrée d'un couple vers la sortie de l'autre couple ; il est également apte à assurer le passage des signaux de mesure avec une deuxième atténuation de la sortie de chaque couple vers l'entrée de l'autre couple mais pas ou pratiquement pas de la sortie vers l'entrée d'un même couple ni le passage de signaux de test ou de mesure entre les deux sorties ; les entrées sont toutes deux reliées à l'extrémité du tronçon principal et les sorties sont reliées respectivement à chaque tronçon secondaire.The coupling device may alternatively comprise, in place of two unidirectional couplers, a bidirectional coupler having a first input / output torque and a second input / output torque and being adapted to ensure the passage of the test signals with a first attenuation from each input to the respective output of the same pair but not the passage of test signals of the entry of a couple towards the exit of the other pair; it is also able to ensure the passage of the measurement signals with a second attenuation of the output of each pair towards the input of the other pair but not or almost none of the output to the input of the same pair or the passage of test or measurement signals between the two outputs; the inputs are both connected to the end of the main section and the outputs are respectively connected to each secondary section.
Dans le cas où il a 2N ou 2N-1 couples de tronçons secondaires reliés à la jonction, avec N>1 , on utilisera N coupleurs bidirectionnels. L'une des sorties sera reliée à une charge adaptée dans le cas d'un nombre impair (2N-1 ) de tronçons secondaires. Les deux entrées de tous les coupleurs sont reliées à l'extrémité du tronçon principal.In the case where it has 2N or 2N-1 pairs of secondary sections connected to the junction, with N> 1, N bidirectional couplers will be used. One of the outputs will be connected to a suitable load in the case of an odd number (2N-1) of secondary sections. The two inputs of all the couplers are connected to the end of the main section.
Dans le cas d'un câble destiné au transport d'énergie ou de signaux à basse fréquence (fréquence très inférieure à la fréquence des signaux de test, par exemple au moins 10 fois inférieure), un filtre passe-bas respectif peut être interposé entre l'extrémité du tronçon principal et l'entrée de chacun des tronçons secondaires, ce filtre laissant passer l'énergie ou les signaux à basse fréquence et ne laissant pas passer les signaux de test hyperfréquence. On peut aussi prévoir qu'un té de polarisation (en anglais "bias tee") est interposé entre l'extrémité du tronçon principal et l'entrée du dispositif de couplage, et un autre té de polarisation est interposé entre une sortie respective du dispositif de couplage et une entrée respective de chacun des tronçons secondaires, les tés de polarisation assurant la séparation entre les composantes haute fréquence (les signaux de test) et les composantes basse-fréquence (les signaux utiles au fonctionnement du réseau) des signaux qu'ils reçoivent sur leur entrée. Le dispositif de couplage inséré à la jonction est un dispositif passif, de même que les tés de polarisation et filtres passe-bas.In the case of a cable intended for the transport of energy or of low frequency signals (frequency much lower than the frequency of the test signals, for example at least 10 times lower), a respective low-pass filter can be interposed between the end of the main section and the input of each of the secondary sections, this filter passing energy or signals at low frequency and not passing the microwave test signals. It can also be provided that a bias tee (in English "bias tee") is interposed between the end of the main section and the input of the coupling device, and another bias tee is interposed between a respective output of the device coupling and a respective input of each of the secondary sections, the bias tees ensuring the separation between the high frequency components (the test signals) and the low-frequency components (the signals useful for the operation of the network) of the signals they receive on their input. The coupling device inserted at the junction is a passive device, as are the bias tees and low-pass filters.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit et qui est faite en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 représente un réseau de câbles à dérivation que l'on souhaite analyser ;Other features and advantages of the invention will appear on reading the detailed description which follows and which is given with reference to the appended drawings in which: - Figure 1 shows a network of shunt cables that it is desired to analyze;
- la figure 2 représente le principe général de l'invention ;FIG. 2 represents the general principle of the invention;
- la figure 3 représente un premier mode de réalisation de l'invention ;FIG. 3 represents a first embodiment of the invention;
- la figure 4 représente un deuxième mode de réalisation de l'invention ;FIG. 4 represents a second embodiment of the invention;
- la figure 5 représente un troisième mode de réalisation de l'invention ; - la figure 6 représente une application dans le cas d'un nombre pair (2N) de tronçons secondaires reliés à une dérivation ;FIG. 5 represents a third embodiment of the invention; FIG. 6 represents an application in the case of an even number (2N) of secondary sections connected to a bypass;
- la figure 7 représente une application dans le cas d'un nombre impair (2N-1 ) de tronçons secondaires ;FIG. 7 represents an application in the case of an odd number (2N-1) of secondary sections;
- les figures 8 et 9 représentent des réalisations dans lesquelles on veut conserver la possibilité de continuer à faire passer des signaux continus ou basse-fréquence sans être obligé de déconnecter les dispositifs de couplage prévus pour le test du réseau.FIGS. 8 and 9 represent embodiments in which it is desired to retain the possibility of continuing to transmit continuous or low-frequency signals without being obliged to disconnect the coupling devices intended for network testing.
Pour simplifier les explications, l'invention sera décrite dans le cas d'une réflectométrie temporelle.To simplify the explanations, the invention will be described in the case of a time domain reflectometry.
Sur la figure 1 , on a représenté schématiquement un réseau à une jonction et deux dérivations, ayant trois tronçons T1 , T2 et T3. Les tronçons T2 et T3 ont des extrémités d'entrée E2, E3 raccordées à un point de jonction A situé à une extrémité de sortie S1 du tronçon T1. Ainsi, si on suit le réseau en partant d'une extrémité d'entrée E1 de celui-ci, on rencontre successivement une longueur de câble L1 du tronçon T1 jusqu'à son extrémité de sortie S1 , puis une jonction en A, et, selon qu'on suit le tronçon T2 ou le tronçon T3, respectivement une longueur de câble L2 du tronçon T2 de l'extrémité d'entrée E2 jusqu'à une extrémité de sortie S2, ou une longueur de câble L3 de l'extrémité d'entrée E3 du tronçon T3 jusqu'à une extrémité de sortie S3. Le point de jonction A relie les extrémités S1 , E2 et E3.FIG. 1 diagrammatically shows a network with one junction and two branches having three sections T1, T2 and T3. The sections T2 and T3 have input ends E2, E3 connected to a junction point A located at an output end S1 of the section T1. Thus, if we follow the network starting from an input end E1 thereof, we successively meet a cable length L1 of the section T1 to its output end S1, then a junction at A, and, according to whether one follows the section T2 or the section T3, respectively a cable length L2 of the section T2 of the input end E2 to an output end S2, or a length of cable L3 of the end of E3 input of the section T3 to an output end S3. The junction point A connects the ends S1, E2 and E3.
Il s'agit là d'un exemple simple de réseau en T (ou Y). Les tronçons considérés et représentés par un trait peuvent être constitués par un fil conducteur gainé ou une paire de fils gainés. Ce réseau peut servir à transporter de l'énergie ou des signaux de communication de l'entrée E1 vers les sorties S2 et S3, ou dans le sens contraire depuis une sortie S2 ou S3 vers l'autre ou vers l'entrée E1. C'est pourquoi les notions d'entrée et sortie ne sont utilisées ici que pour l'application de réflectométrie et pour fixer le sens d'émission de signaux de mesure qu'on utilisera pour la détection des défauts : l'entrée E1 sera ici par hypothèse celle sur laquelle on applique les signaux de test du réseau et le tronçon T1 sera appelé tronçon principal alors que les tronçons T2 et T3 seront appelés tronçons secondaires. Les sorties des tronçons T2 et T3 peuvent être en circuit ouvert ou en court-circuit ou adaptées à l'impédance des câbles respectifs (si elles sont adaptées elles n'engendrent pas de réflexion).This is a simple example of a T (or Y) network. The sections considered and represented by a line may consist of a sheathed conductor wire or a pair of sheathed son. This network can be used to transporting energy or communication signals from the input E1 to the outputs S2 and S3, or in the opposite direction from an output S2 or S3 to the other or to the input E1. This is why the notions of input and output are used here only for the application of reflectometry and to fix the direction of emission of measurement signals that will be used for the detection of faults: the input E1 will be here by hypothesis the one on which the test signals of the network and the section T1 are applied will be called main section whereas the sections T2 and T3 will be called secondary sections. The outputs of the sections T2 and T3 may be in open circuit or short circuit or adapted to the impedance of the respective cables (if they are adapted they do not cause reflection).
Le réseau est un réseau dans lequel les jonctions sont constituées par de simples contacts électriques entre un conducteur d'un tronçon et un conducteur d'un autre tronçon (contacts sans pertes électriques). Le réseau n'est donc pas un réseau qui nécessiterait pour son fonctionnement normal des liaisons par l'intermédiaire de coupleurs à impédances et atténuations contrôlées, comme on en rencontre par exemple dans les réseaux de télévision à câbles coaxiaux ou dans les réseaux optiques. Les contacts sont des contacts par soudure (contacts soudés) ou par pression (contacts sertis, contacts amovibles insérés dans un connecteur).The network is a network in which the junctions consist of simple electrical contacts between a conductor of a section and a conductor of another section (contacts without electrical losses). The network is therefore not a network that would require for its normal operation links via controlled impedance couplers and attenuations, as is found for example in coaxial cable television networks or in optical networks. The contacts are contacts by welding (soldered contacts) or by pressure (crimped contacts, removable contacts inserted into a connector).
Dans le cas de la réflectométrie temporelle classique, on applique une impulsion de test à partir de l'entrée E1 , et on recueille sur cette même entrée un motif de signaux appelé "réflectogramme" ; le réflectogramme est le tracé d'une courbe représentant l'évolution d'une amplitude de tension relevée à l'entrée E1 au cours du temps. La durée très courte de l'impulsion, est telle que l'on puisse distinguer le signal émis du signal réfléchi, compte- tenu de la vitesse de propagation (supposée connue) et de la distance minimale qu'on cherche à détecter pour la localisation des défauts.In the case of conventional time domain reflectometry, a test pulse is applied from the input E1, and a signal pattern called a "reflectogram" is collected on this same input; the reflectogram is the plot of a curve representing the evolution of a voltage amplitude recorded at the input E1 over time. The very short duration of the pulse is such that it is possible to distinguish the signal emitted from the reflected signal, taking into account the propagation speed (assumed to be known) and the minimum distance that is to be detected for the localization. faults.
La figure 2 représente le principe du procédé de test selon l'invention. Le test se fait avec des signaux dont la bande passante comprend des fréquences beaucoup plus élevées que les fréquences d'utilisation normale du réseau en fonctionnement. Typiquement, pour un réseau de transport d'énergie, les fréquences d'utilisation normales peuvent aller du continu à quelques dizaines de Hertz ou quelques centaines de Hertz. Pour un réseau de communication entre capteurs dans un véhicule automobile (réseau de type CAN, Control Area Network), la bande passante utile est de quelques mégahertz, permettant des débits de l'ordre de 1 mégabit/seconde. Pour les signaux de test, la bande passante sera de plusieurs dizaines de mégahertz ou plus afin qu'on puisse déterminer les positions des défauts par détection des positions temporelles des signaux de retour réfléchis par ces défauts. La bande passante des signaux de test est donc au moins dix fois supérieure à la bande passante des signaux d'utilisation normale du réseau.FIG. 2 represents the principle of the test method according to the invention. The test is done with signals whose bandwidth includes frequencies much higher than the normal operating frequencies of the network in operation. Typically, for a power transmission network, normal usage frequencies can range from DC to a few tens of Hertz or a few hundred Hertz. For a communication network between sensors in a vehicle car (network type CAN, Control Area Network), the useful bandwidth is a few megahertz, allowing rates of the order of 1 megabit / second. For the test signals, the bandwidth will be several tens of megahertz or more in order to be able to determine the positions of the defects by detecting the time positions of the return signals reflected by these defects. The bandwidth of the test signals is therefore at least ten times greater than the bandwidth of the signals of normal use of the network.
On place à l'endroit de la jonction un dispositif de couplage CPL qui s'interpose -- en ce qui concerne les signaux de test - entre l'extrémité de sortie S1 du tronçon principal et les extrémités d'entrée E2, E3 des tronçons secondaires.A coupling device CPL is placed at the junction point which interposes - with regard to the test signals - between the output end S1 of the main section and the input ends E2, E3 of the sections secondary.
Le dispositif de couplage a les propriétés minimales suivantes : il laisse passer les signaux de test émis sur l'entrée E1 du tronçon principal aussi bien vers le tronçon T2 que vers le tronçon T3, avec une première atténuation ; il peut laisser passer les signaux de mesure dans le sens contraire avec une deuxième atténuation qui n'est pas nécessairement la même que la première, mais il ne laisse pas passer de signaux (ou bien il les laisse passer de manière non significative pour la mesure, c'est-à-dire avec une atténuation très forte) entre les deux sorties, de manière à éviter les réflexions multiples. Enfin, des moyens sont prévus pour laisser passer les signaux (tensions et courants électriques) du fonctionnement normal du circuit, que ces signaux soient des signaux de communication dans un réseau de communication, ou qu'il soient des tensions et courants de fourniture d'énergie dans un réseau d'alimentation. A noter que les moyens pour laisser passer les signaux du fonctionnement normal ne sont utiles que si les dispositifs de couplage sont présents en permanence aux jonctions ; ils ne le seraient pas si les dispositifs de couplage étaient mis en place uniquement pour le test et retirés en fonctionnement normal. Dans une première réalisation, représentée à la figure 3, le dispositif de couplage est constitué par un ensemble de deux coupleurs hyperfréquence unidirectionnels CpA et CpB ayant chacun une entrée et deux sorties. Le coupleur CpA possède une entrée principale INa, une sortie OUTa et une borne auxiliaire (appelée aussi entrée/sortie couplée) AUXa. Le coupleur CpB possède une entrée principale INb, une sortie OUTb et une borne auxiliaire AUXb. La borne auxiliaire d'un coupleur est reliée à la sortie de l'autre coupleur et vice-versa.The coupling device has the following minimum properties: it passes the test signals transmitted on the input E1 of the main section both to the section T2 and to the section T3, with a first attenuation; it can pass the measurement signals in the opposite direction with a second attenuation which is not necessarily the same as the first one, but it does not let signals pass (or it allows them to pass insignificantly for the measurement , that is to say with a very strong attenuation) between the two outputs, so as to avoid multiple reflections. Finally, means are provided for passing the signals (voltages and electric currents) from the normal operation of the circuit, whether these signals are communication signals in a communication network, or that they are supply voltages and currents. energy in a power grid. Note that the means for passing the signals of normal operation are only useful if the coupling devices are permanently present at the junctions; they would not be so if the coupling devices were set up only for the test and removed in normal operation. In a first embodiment, represented in FIG. 3, the coupling device consists of a set of two unidirectional microwave couplers CpA and CpB each having an input and two outputs. The coupler CpA has a main input INa, an output OUTa and an auxiliary terminal (also called coupled input / output) AUXa. The coupler CpB has a main input INb, an output OUTb and a auxiliary terminal AUXb. The auxiliary terminal of one coupler is connected to the output of the other coupler and vice versa.
Pour chaque coupleur, les propriétés sont les suivantes : le signal de test appliqué à l'entrée passe vers la sortie avec une première atténuation qui est faible, par exemple comprise entre 0 et 3dB, mais ce signal ne passe pas vers la borne auxiliaire (atténuation quasi-infinie). Un signal de mesure en retour, appliqué à la borne auxiliaire passe vers l'entrée avec une deuxième atténuation plus importante que la première, par exemple de l'ordre de 2OdB mais ne passe pas vers la sortie. Un signal de mesure appliqué à la sortie ne passe pas vers la borne auxiliaire et peut passer vers l'entrée mais avec une très forte atténuation. De plus, les ports ont de préférence des impédances adaptées à l'impédance caractéristique de la ligne à laquelle elles sont raccordées, par exemple une impédance normalisée de 50 ohms à la fréquence de travail des signaux de test ou plus généralement dans la bande passante de ces signaux.For each coupler, the properties are as follows: the test signal applied to the input goes to the output with a first attenuation which is small, for example between 0 and 3dB, but this signal does not pass towards the auxiliary terminal ( almost infinite attenuation). A feedback measurement signal applied to the auxiliary terminal passes to the input with a second attenuation greater than the first, for example of the order of 20 dB but does not pass to the output. A measurement signal applied to the output does not pass to the auxiliary terminal and may pass to the input but with very high attenuation. In addition, the ports preferably have impedances adapted to the characteristic impedance of the line to which they are connected, for example a standardized impedance of 50 ohms at the working frequency of the test signals or more generally in the bandwidth of these signals.
Les entrées INa et INb des deux coupleurs unidirectionnels sont réunies et reliées à la sortie S1 du tronçon secondaire T1. La sortie OUTa du premier coupleur unidirectionnel est réunie avec la borne auxiliaire AUXb du deuxième, et elle est reliée à l'entrée E2 d'un tronçon secondaire T2. Symétriquement, la sortie OUTB du deuxième coupleur est réunie avec la borne auxiliaire AUXa du premier et elle est reliée à l'entrée E3 de l'autre tronçon secondaire T3.The inputs INa and INb of the two unidirectional couplers are joined and connected to the output S1 of the secondary section T1. The output OUTa of the first unidirectional coupler is connected with the auxiliary terminal AUXb of the second, and it is connected to the input E2 of a secondary section T2. Symmetrically, the output OUTB of the second coupler is connected with the auxiliary terminal AUXa of the first and is connected to the input E3 of the other secondary section T3.
Ainsi, les signaux de test provenant du tronçon principal entrent dans les coupleurs unidirectionnels et passent sur les sorties, par exemple avec une atténuation de 3dB, mais ne passent pas vers les bornes auxiliaires. Les signaux de test réfléchis sur les discontinuités d'impédance du tronçon secondaire T2 reviennent vers la sortie OUTa et vers la borne auxiliaire AUXb. Sur la sortie OUTa ils sont fortement atténués (par exemple 8OdB) et ne viennent pas former un signal de retour significatif vers le tronçon principal. Sur l'entrée AUXb, ils sont atténués avec une atténuation moyenne, par exemple de 2OdB, et peuvent être exploités à l'entrée du tronçon principal pour déterminer les positions de discontinuités d'impédance.Thus, the test signals from the main section enter the unidirectional couplers and pass on the outputs, for example with a 3dB attenuation, but do not pass to the auxiliary terminals. The test signals reflected on the impedance discontinuities of the secondary section T2 return to the output OUTa and to the auxiliary terminal AUXb. On the output OUTa they are strongly attenuated (for example 8OdB) and do not come to form a significant return signal towards the main section. On the AUXb input, they are attenuated with an average attenuation, for example of 20 dB, and can be exploited at the input of the main section to determine the positions of impedance discontinuities.
Symétriquement, les signaux de test réfléchis sur les discontinuités d'impédance de l'autre tronçon secondaire T3 reviennent vers la sortie OUTb et vers la borne auxiliaire AUXa. Sur la sortie OUTb ils sont fortement atténués (par exemple 8OdB) et ne viennent pas former un signal de retour significatif vers le tronçon principal. Sur l'entrée AUXa, ils sont atténués avec une atténuation moyenne, par exemple de 2OdB, et peuvent être exploités à l'entrée du tronçon principal en superposition avec les signaux issus du tronçon T2.Symmetrically, the test signals reflected on the impedance discontinuities of the other secondary section T3 return to the output OUTb and to the auxiliary terminal AUXa. On the output OUTb they are strongly attenuated (for example 8OdB) and do not come to form a significant return signal towards the main section. On the input AUXa, they are attenuated with an average attenuation, for example of 20 dB, and can be exploited at the input of the main section in superposition with the signals from the section T2.
Les réflexions multiples du signal de test aux extrémités des tronçons secondaires sont éliminées en raison de l'isolation très forte qui existe entre une borne auxiliaire et la sortie du même coupleur par exemple entre la borne AUXa et la sortie OUTa (dans les deux sens de propagation).The multiple reflections of the test signal at the ends of the secondary sections are eliminated because of the very strong isolation existing between an auxiliary terminal and the output of the same coupler, for example between the terminal AUXa and the output OUTa (in both directions). spread).
Dans une autre réalisation représentée à la figure 4, le dispositif de couplage est constitué par un coupleur bidirectionnel ayant deux entrées INa et INb et une sortie respective OUTa, OUTb associée à chaque entrée. Les deux entrées sont réunies et reliées à l'extrémité S1 du tronçon principal. La sortie OUTa est reliée à l'entrée E2 du premier tronçon secondaire et la sortie OUTb est reliée à l'entrée E3 du deuxième tronçon secondaire.In another embodiment shown in FIG. 4, the coupling device consists of a bidirectional coupler having two inputs INa and INb and a respective output OUTa, OUTb associated with each input. The two inputs are joined and connected to the end S1 of the main section. The output OUTa is connected to the input E2 of the first secondary section and the output OUTb is connected to the input E3 of the second secondary section.
Le coupleur bidirectionnel a de préférence des entrées et sorties présentant des impédances adaptées aux impédances caractéristiques des tronçons auxquels ils sont raccordés. Les caractéristiques de transmission et couplage du coupleur bidirectionnel sont les suivantes : entre une entrée telle que INa et la sortie associée OUTa, les signaux de test peuvent passer, avec une faible atténuation, par exemple comprise entre O et 3dB. Dans l'autre sens, de OUTa vers INa ou de OUTb vers INb, l'atténuation est très forte, par exemple de 8OdB de sorte que les signaux ne se propagent dans ce sens que de manière insignifiante. Entre une sortie, par exemple OUTa, et l'entrée qui ne lui est pas associée, dans ce cas INb, les signaux (qui sont les signaux de mesure après réflexion sur des discontinuités d'impédance des tronçons secondaires) peuvent passer avec une atténuation moyenne, par exemple 2OdB. Ces signaux, bien qu'atténués, vont revenir vers le tronçon principal et pourront être exploités sur l'entrée E1 . Entre une entrée, par exemple INa et la sortie qui ne lui est pas associée, par exemple OUTb, les signaux ne peuvent pas passer. Enfin, entre deux entrées ou deux sorties, les signaux ne peuvent pas passer. De tels coupleurs unidirectionnels ou bidirectionnels sont des composants très classiques en hyperfréquences et se trouvent couramment dans le commerce.The bidirectional coupler preferably has inputs and outputs having impedances adapted to the characteristic impedances of the sections to which they are connected. The transmission and coupling characteristics of the bidirectional coupler are as follows: between an input such as INa and the associated output OUTa, the test signals can pass, with a slight attenuation, for example between 0 and 3dB. In the other direction, from OUTa to INa or from OUTb to INb, the attenuation is very strong, for example 8OdB so that the signals propagate in this direction only insignificantly. Between an output, for example OUTa, and the input which is not associated with it, in this case INb, the signals (which are the measurement signals after reflection on impedance discontinuities of the secondary sections) can pass with attenuation. average, for example 2OdB. These signals, although attenuated, will return to the main section and may be exploited on the input E1. Between an input, for example INa and the output which is not associated with it, for example OUTb, the signals can not pass. Finally, between two inputs or two outputs, signals can not pass. Such unidirectional or bidirectional couplers are very conventional microwave components and are commonly commercially available.
Les réflexions multiples dans les tronçons secondaires sont là encore éliminées.Multiple reflections in the secondary sections are again eliminated.
Dans une autre réalisation encore, le dispositif de couplage hyperfréquence est un simple diviseur/combineur de puissance. Un diviseur/combineur dans sa version la plus simple possède une entrée et deux sorties. Il divise le signal appliqué à l'entrée en deux signaux d'énergie moitié (atténuation de 3dB) qu'il transmet aux pertes près sur chacune des sorties ; et il a une fonction réciproque de combineur, c'est-à-dire que les signaux appliqués sur les sorties passent vers l'entrée sans atténuation (aux pertes près). Les entrées et sorties ont de préférence des impédances adaptées à l'impédance caractéristique des tronçons principal et secondaires à la fréquence utilisée pour les signaux de test. L'isolation entre les deux sorties est totale. De tels composants diviseurs/combineurs passifs sont courants en hyperfréquence.In yet another embodiment, the microwave coupling device is a simple divider / power combiner. A divider / combiner in its simplest version has one input and two outputs. It divides the signal applied to the input into two half energy signals (attenuation of 3dB) that it transmits to the losses near on each of the outputs; and it has a reciprocal combiner function, i.e., the signals applied to the outputs pass to the input without attenuation (near losses). The inputs and outputs preferably have impedances adapted to the characteristic impedance of the main and secondary sections at the frequency used for the test signals. The insulation between the two outputs is total. Such passive divider / combiner components are common microwave.
La figure 5 représente une solution utilisant un diviseur/combineur par deux désigné par la référence DIV. L'entrée IN1 du diviseur combineur est reliée à la sortie S1 du tronçon principal. Chaque sortie OUT1 , OUT2 du diviseur est reliée à l'entrée E2 ou E3 d'un tronçon secondaire respectif.Fig. 5 shows a solution using a divider / combiner by two designated by the reference DIV. The IN1 input of the combiner divider is connected to the output S1 of the main section. Each output OUT1, OUT2 of the divider is connected to the input E2 or E3 of a respective secondary section.
Les signaux de test réfléchis par le tronçon T2 vers la sortie OUT2 ne se propagent pas vers le tronçon T3, évitant les réflexions multiples qui rendent plus difficile l'interprétation des signaux de mesure recueillis sur l'entrée E1 du tronçon principal.The test signals reflected by the section T2 to the output OUT2 do not propagate towards the section T3, avoiding multiple reflections which make it more difficult to interpret the measurement signals collected on the input E1 of the main section.
Les exemples de réalisation qui précèdent concernent le cas où il n'y a que deux tronçons secondaires connectés en dérivation sur le tronçon principal. Dans le cas où il y a un nombre de tronçons supérieur à 2, on utilisera plusieurs dispositifs de couplage similaires ou un dispositif de couplage à multiples sorties.The preceding embodiments relate to the case where there are only two secondary sections connected bypass on the main section. In the case where there is a number of sections greater than 2, several similar coupling devices or a multiple output coupling device will be used.
Si le nombre de tronçons secondaires est un nombre pair 2N avecIf the number of secondary sections is an even number 2N with
N supérieur à 1 , on adoptera par exemple la configuration de la figure 6 avecN greater than 1, for example, the configuration of FIG.
N coupleurs bidirectionnels. Si le nombre de tronçons secondaires est un nombre impair on utilisera aussi N coupleurs bidirectionnels en connectant à la sortie inutilisée du dernier coupleur une terminaison T ou charge d'impédance adaptée à celle de cette sortie, conformément au schéma de la figure 7.N bidirectional couplers. If the number of secondary sections is an odd number, then N bidirectional couplers will also be used by connecting to the unused output of the last coupler a T or charge termination. impedance adapted to that of this output, in accordance with the diagram of FIG. 7.
Les schémas des figures 6 et 7 sont transposables dans le cas où un ensemble de deux coupleurs unidirectionnels est utilisé (conformément au schéma de la figure 3) à la place d'un coupleur bidirectionnel. Dans ce cas, pour 2N-1 ou 2N tronçons secondaires en dérivation, il y a N groupes de deux coupleurs unidirectionnels, les sorties de chaque groupe étant reliées à un groupe de deux tronçons respectif. Dans le cas d'un nombre impair de tronçons secondaire, une sortie de coupleur reste inutilisée ; une terminaison ou charge adaptée est placée sur cette sortie inutilisée (OUTb) dont on rappelle qu'elle est reliée à l'entrée auxiliaire AUXa de l'autre coupleur du même groupe de 2.The diagrams of FIGS. 6 and 7 are transposable in the case where a set of two unidirectional couplers is used (in accordance with the diagram of FIG. 3) in place of a bidirectional coupler. In this case, for 2N-1 or 2N bypass secondary sections, there are N groups of two unidirectional couplers, the outputs of each group being connected to a group of two respective sections. In the case of an odd number of secondary sections, a coupler output remains unused; a termination or appropriate load is placed on this unused output (OUTb) which is recalled that it is connected to the auxiliary input AUXa of the other coupler of the same group of 2.
Des diviseurs/combineurs par N peuvent aussi être utilisés lorsqu'il y a N tronçons secondaires. Le diviseur possède une entrée et N sorties. Le signal de test transmis sur chaque sortie est une fraction 1 /N du signal de test reçu à l'entrée (aux pertes près) ; la transmission de signal entre sorties est nulle ; la transmission de signal de mesure depuis une sortie vers l'entrée se fait sans atténuation (aux pertes près).N-splitters / combiners may also be used when there are N secondary sections. The divider has one input and N outputs. The test signal transmitted on each output is a fraction 1 / N of the test signal received at the input (with losses); the signal transmission between outputs is zero; the measurement signal transmission from an output to the input is done without attenuation (with losses).
Dans le cas général, le réseau de câbles électriques est destiné à transmettre des signaux électriques ou de l'énergie, ces signaux étant dans une bande de fréquences plus basse que la bande des signaux de test. Mais les coupleurs ou diviseurs sont en général conçus pour fonctionner dans une bande de fréquences qui est limitée et qui n'inclut pas ces basses fréquences ou le continu. Dans ce cas, si on veut que le dispositif de couplage puisse rester présent à la jonction pendant le fonctionnement normal du réseau de câbles, il faut prévoir des moyens d'assurer le passage des signaux utiles, basse fréquence ou continu, dans les tronçons secondaires sans que ces signaux soient arrêtés par le dispositif de couplage. Ainsi, on n'est pas obligé de déconnecter le dispositif de couplage pour l'utilisation normale du réseau, et de plus on peut même effectuer le test sans interrompre l'utilisation normale du réseau de câbles.In the general case, the network of electrical cables is intended to transmit electrical signals or energy, these signals being in a lower frequency band than the band of the test signals. But couplers or dividers are generally designed to operate in a frequency band that is limited and does not include these low frequencies or the continuous. In this case, if it is desired that the coupling device can remain present at the junction during the normal operation of the cable network, it is necessary to provide means for ensuring the passage of useful signals, low frequency or continuous, in the secondary sections. without these signals being stopped by the coupling device. Thus, it is not necessary to disconnect the coupling device for normal use of the network, and moreover one can even perform the test without interrupting the normal use of the cable network.
Selon une première solution, on ajoute au dispositif de couplage CPL, un ou plusieurs tés de polarisation (en anglais : "bias tee") dont la fonction est, dans un sens, de séparer le signal reçu sur son entrée en une composante continue (ou basse fréquence) qu'il dirige vers une première sortie et une composante haute fréquence qu'il dirige vers une deuxième sortie, et dans l'autre sens de recombiner les composantes continue et haute fréquence. De tels tés de polarisation sont des composants courants en hyperfréquence et se trouvent dans le commerce.According to a first solution, one or more polarization tees are added to the CPL coupling device, the function of which is, in a sense, to separate the signal received on its input into a signal. continuous component (or low frequency) it directs to a first output and a high frequency component that directs it to a second output, and in the other direction to recombine the DC and high frequency components. Such bias tees are common microwave components and are commercially available.
Le montage est alors celui-de la figure 8 (pour une jonction avec deux tronçons secondaires), dans le cas où le dispositif de couplage est un coupleur bidirectionnel tel que celui de la figure 4. Un premier té de polarisation amont est inséré en amont du dispositif de couplage, entre l'extrémité S1 du tronçon principal et les entrées du dispositif de couplage. Deux autres tés de polarisation sont placés en aval, un té respectif placé en sortie de chacune des sorties du coupleur, entre cette sortie et une entrée respective, E2 ou E3, des tronçons secondaires. Les tés sont désignés par la lettre T. Le té de polarisation amont possède une entrée connectée à l'extrémité S1 du tronçon principal et peut recevoir à la fois des signaux basse-fréquence ou continus (DC) et des signaux de test haute-fréquence (RF). Il dirige les premiers vers une entrée respective de chacun de deux autres tés de polarisation aval ; et il dirige les signaux de test haute fréquence vers l'entrée du coupleur bidirectionnel. En sens inverse, il recombine les signaux haute fréquence et basse-fréquence ou continus.The assembly is then that of FIG. 8 (for a junction with two secondary sections), in the case where the coupling device is a bidirectional coupler such as that of FIG. 4. A first upstream bias tee is inserted upstream. of the coupling device, between the end S1 of the main section and the inputs of the coupling device. Two other bias tees are placed downstream, a respective tee placed at the output of each of the outputs of the coupler, between this output and a respective input, E2 or E3, secondary sections. The tees are designated by the letter T. The upstream polarization tee has an input connected to the end S1 of the main section and can receive both low frequency or continuous (DC) signals and high frequency test signals. (RF). It directs the first to a respective input of each of two other downstream polarization tees; and directs the high frequency test signals to the input of the bidirectional coupler. In reverse, it recombines the high-frequency and low-frequency or continuous signals.
Les tés de polarisation aval sont montés en sens inverse du té amont par rapport au sens de propagation des signaux de test : ils effectuent une recombinaison des signaux présents sur leurs deux entrées (signaux de test et signaux utiles basse-fréquence) pour les diriger vers les tronçons secondaires. Mais dans le sens du retour des signaux de mesure issus des tronçons secondaires, ils séparent la composante continue ou basse- fréquence de la composante haute fréquence.The downstream bias tees are mounted in the opposite direction of the upstream tee with respect to the direction of propagation of the test signals: they recombine the signals present on their two inputs (test signals and useful low-frequency signals) to direct them towards the secondary sections. But in the sense of the return of the measurement signals from the secondary sections, they separate the DC or low-frequency component of the high frequency component.
Chaque té aval reçoit sur sa deuxième entrée (la première recevant les signaux continus ou basse-fréquence issus du té amont) une sortie respective du coupleur bidirectionnel. Il recombine dans un tronçon secondaire respectif le signal continu ou basse-fréquence qu'il reçoit du té amont et les signaux haute fréquence qu'il reçoit d'une sortie du coupleur bidirectionnel. Selon une deuxième solution représentée à la figure 9, on sépare les composantes haute et basse fréquence en insérant deux filtres passe- bas en parallèle sur le dispositif de couplage, l'un entre l'extrémité S1 du tronçon principal et l'entrée E2 du tronçon secondaire, l'autre entre l'extrémité S1 et l'entrée E3 du deuxième tronçon secondaire. Ces filtres ne laissent pas passer les signaux de test à haute fréquence (RF) et laissent passer les signaux continus ou basse-fréquence (DC). Les filtres sont désignés par FPB sur la figure 9.Each downstream tee receives on its second input (the first receiving the continuous or low-frequency signals from the upstream tee) a respective output of the bidirectional coupler. It recombines in a respective secondary section the continuous or low-frequency signal that it receives from the upstream tee and the high frequency signals that it receives from an output of the bidirectional coupler. According to a second solution shown in FIG. 9, the high and low frequency components are separated by inserting two low-pass filters in parallel on the coupling device, one between the end S1 of the main section and the input E2 of the main section. secondary section, the other between the end S1 and the input E3 of the second secondary section. These filters do not pass high-frequency (RF) test signals and allow continuous or low-frequency (DC) signals to pass. The filters are designated FPB in Figure 9.
Une autre possibilité encore de dispositif à insérer à la jonction entre un tronçon de ligne principal et deux tronçons secondaires, est représentée à la figure 10 ; elle s'inspire des mêmes principes d'isolation ou d'atténuation entre une voie aller et une voie retour. Le dispositif de couplage CPL de la figure 10 comprend deux circulateurs (CIRC1 , CIRC2), associés chacun à un atténuateur (ATT1 , ATT2) et un isolateur (ISOL1 , ISOL2). L'atténuateur est placé en amont de l'entrée du circulateur respectif. L'isolateur est placé entre la sortie de retour de chaque circulateur et l'entrée de l'atténuateur correspondant. La sortie S1 de la ligne principale est connectée à la fois aux deux atténuateurs. La sortie principale du circulateur est reliée à l'entrée E2, E3 d'un tronçon de ligne secondaire respectif. Les circulateurs permettent de diriger le signal de test vers un tronçon secondaire respectif et de rediriger le signal de mesure après réflexion vers la ligne principale. Les isolateurs permettent de conserver le sens des signaux de mesure dans les circulateurs pour une meilleure analyse de ces signaux reçus. Les atténuateurs permettent d'affaiblir les signaux de mesure allant d'un tronçon secondaire vers l'autre. Another possibility of a device to be inserted at the junction between a main line section and two secondary sections is shown in FIG. 10; it is inspired by the same principles of isolation or attenuation between a forward path and a return path. The CPL coupling device of FIG. 10 comprises two circulators (CIRC1, CIRC2), each associated with an attenuator (ATT1, ATT2) and an insulator (ISOL1, ISOL2). The attenuator is placed upstream of the inlet of the respective circulator. The isolator is placed between the return output of each circulator and the input of the corresponding attenuator. Output S1 of the main line is connected to both attenuators at the same time. The main output of the circulator is connected to the input E2, E3 of a respective secondary line section. The circulators make it possible to direct the test signal towards a respective secondary section and to redirect the measurement signal after reflection towards the main line. The insulators make it possible to keep the direction of the measurement signals in the circulators for a better analysis of these received signals. Attenuators are used to weaken measurement signals from one secondary section to another.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de test d'un réseau de câbles comportant au moins un tronçon de câble principal (T1 ) et à l'extrémité (S1 ) de ce tronçon une jonction d'où partent au moins un premier et un deuxième tronçons secondaires (T2, T3), le réseau étant tel que les jonctions ne nécessitent, pour le fonctionnement normal du réseau, que des liaisons par simples contacts entre les conducteurs (notamment des contacts soudés ou sertis ou pressés), le procédé comprenant l'injection à l'entrée du tronçon principal de signaux de test capables de se propager dans le réseau et le recueil sur cette entrée de signaux de mesure résultant de la réflexion des signaux de test sur les discontinuités présentes dans le réseau, procédé caractérisé en ce qu'on place à l'endroit de la jonction, pour assurer le passage des signaux de test et des signaux de mesure, un dispositif de couplage (CPL) ayant au moins une première entrée (INa) et deux sorties (OUTa, OUTb), ce dispositif étant apte à assurer le passage des signaux de test avec une première atténuation depuis la première entrée (INa) vers une première sortie (OUTa) et le passage de signaux de mesure avec une deuxième atténuation depuis la deuxième sortie (OUTb) vers la première entrée (INa), mais pas le passage de signaux de test ou de mesure entre les deux sorties, la première entrée du dispositif de couplage étant connectée à l'extrémité (E1 ) du tronçon principal et chaque sortie étant connectée à l'entrée (E2, E3) d'un tronçon secondaire respectif.1. A method of testing a cable network comprising at least one main cable section (T1) and at the end (S1) of this section a junction from which at least a first and a second secondary section (T2) , T3), the network being such that the junctions require, for the normal operation of the network, only connections by simple contacts between the conductors (in particular soldered contacts or crimped or pressed), the method comprising the injection at the input of the main section of test signals capable of propagating in the network and the collection on this input of measurement signals resulting from the reflection of the test signals on the discontinuities present in the network, characterized in that the location of the junction, to ensure the passage of test signals and measurement signals, a coupling device (CPL) having at least a first input (INa) and two outputs (OUTa, OUTb), this device ant adapted to ensure the passage of the test signals with a first attenuation from the first input (INa) to a first output (OUTa) and the passage of measurement signals with a second attenuation from the second output (OUTb) to the first input (INa), but not the passage of test or measurement signals between the two outputs, the first input of the coupling device being connected to the end (E1) of the main section and each output being connected to the input (E2 , E3) of a respective secondary section.
2. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le dispositif de couplage est un diviseur de puissance par deux (DIV) ayant une seule entrée (IN1 ) et ayant la même première atténuation de l'entrée vers chacune des deux sorties (OUT2, OUT3) et ayant la même deuxième atténuation depuis chaque sortie vers l'entrée.2. Method according to claim 1, characterized in that the coupling device is a power divider by two (DIV) having a single input (IN1) and having the same first attenuation of the input to each of the two outputs (OUT2 , OUT3) and having the same second attenuation from each output to the input.
3. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le dispositif de couplage est un diviseur de puissance par N (N>2) ayant une seule entrée et N sorties connectées chacune à un tronçon secondaire respectif parmi N, le diviseur ayant une même première atténuation de l'entrée vers chacune des N sorties et ayant la même deuxième atténuation depuis chaque sortie vers l'entrée.3. Method according to claim 1, characterized in that the coupling device is a power divider by N (N> 2) having a single input and N outputs each connected to a respective secondary section of N, the divider having a same first attenuation of the input to each of the N outputs and having the same second attenuation from each output to the input.
4. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le dispositif de couplage comprend au moins un coupleur unidirectionnel (CpA,4. Method according to claim 1, characterized in that the coupling device comprises at least one unidirectional coupler (CpA,
CpB) ayant une entrée, une sortie et une borne auxiliaire, ce coupleur ayant une première atténuation entre l'entrée et la sortie et une deuxième atténuation, supérieure à la première, entre la borne auxiliaire et l'entrée, le coupleur n'autorisant pas ou pratiquement pas le passage de signaux de la sortie vers l'entrée, l'entrée du coupleur étant reliée à la sortie du tronçon principal, la sortie et la borne auxiliaire étant reliées respectivement aux entrées des tronçons secondaires.CpB) having an input, an output and an auxiliary terminal, this coupler having a first attenuation between the input and the output and a second attenuation, greater than the first, between the auxiliary terminal and the input, the coupler not permitting little or no passage of signals from the output to the input, the input of the coupler being connected to the output of the main section, the output and the auxiliary terminal being respectively connected to the inputs of the secondary sections.
5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le dispositif de couplage comprend un deuxième coupleur unidirectionnel constitué comme le premier et ayant son entrée reliée à l'entrée du premier, la sortie d'un coupleur unidirectionnel étant reliée à la borne auxiliaire de l'autre et vice-versa.5. Method according to claim 4, characterized in that the coupling device comprises a second unidirectional coupler constituted as the first and having its input connected to the input of the first, the output of a unidirectional coupler being connected to the auxiliary terminal from each other and vice versa.
6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que le dispositif de couplage comprend N groupes de deux coupleurs unidirectionnels, N>1 , pour le test d'un réseau comportant N couples de tronçons secondaires reliés au tronçon principal.6. Method according to claim 5, characterized in that the coupling device comprises N groups of two unidirectional couplers, N> 1, for testing an array comprising N pairs of secondary sections connected to the main section.
7. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le dispositif de couplage comprend un coupleur bidirectionnel ayant un premier couple d'entrée/sortie (INa, OUTa) et un deuxième couple d'entrée/sortie (INb, OUTb) et étant apte à assurer le passage des signaux de test avec une première atténuation depuis chaque entrée vers la sortie respective du même couple mais pas le passage de signaux de test de l'entrée d'un couple vers la sortie de l'autre couple, et étant apte à assurer le passage des signaux de mesure avec une deuxième atténuation de la sortie de chaque couple vers l'entrée de l'autre couple mais pas ou pratiquement pas de la sortie vers l'entrée d'un même couple ni le passage de signaux de test ou de mesure entre les deux sorties, les entrées (INa, INb) étant reliées à l'extrémité (S1 ) du tronçon principal et les sorties (OUTa, OUTb) étant reliées respectivement à chaque tronçon secondaire.7. Method according to claim 1, characterized in that the coupling device comprises a bidirectional coupler having a first input / output torque (INa, OUTa) and a second input / output torque (INb, OUTb) and being adapted to ensure the passage of test signals with a first attenuation from each input to the respective output of the same pair but not the passage of test signals from the input of one pair to the output of the other pair, and being capable of ensuring the passage of measurement signals with a second attenuation of the output of each pair towards the input of the other pair but not or almost no output to the input of the same pair or the passage of signals test or measurement between the two outputs, the inputs (INa, INb) being connected to the end (S1) of the main section and the outputs (OUTa, OUTb) being respectively connected to each secondary section.
8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que le dispositif de couplage comporte N coupleurs bidirectionnels, N>1 , pour le test d'un réseau comportant N couples de tronçons secondaires reliés au tronçon principal, les entrées de tous les coupleurs étant reliées à l'extrémité du tronçon principal.8. Method according to claim 7, characterized in that the coupling device comprises N bidirectional couplers, N> 1, for testing an array comprising N pairs of secondary sections connected to the main section, the inputs of all the couplers being connected to the end of the main section.
9. Procédé de test selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les signaux de test sont des signaux électriques en hyperfréquence, le réseau est un réseau d'alimentation en énergie ou un réseau de communication à bande passante très inférieure à celle des signaux de test, et il est prévu des moyens pour laisser passer dans la jonction les tensions et courants de fonctionnement normal du réseau.9. Test method according to one of claims 1 to 8, characterized in that the test signals are microwave electrical signals, the network is a power supply network or a communication network with a much lower bandwidth. to that of the test signals, and means are provided for passing through the junction the normal operating voltages and currents of the network.
10. Procédé de test selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'un filtre passe-bas respectif (FPB) est interposé entre l'extrémité du tronçon principal et l'entrée de chacun des tronçons secondaires, ce filtre laissant passer l'énergie ou les signaux à basse fréquence et ne laissant pas passer les signaux de test en hyperfréquence.10. A test method according to claim 9, characterized in that a respective low-pass filter (FPB) is interposed between the end of the main section and the inlet of each of the secondary sections, the filter passing energy or the low frequency signals and not allowing the microwave test signals to pass.
11. Procédé de test selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'un té de polarisation (T) est interposé entre l'extrémité du tronçon principal et l'entrée du dispositif de couplage, et un autre té de polarisation est interposé entre une sortie respective du dispositif de couplage et une entrée respective de chacun des tronçons secondaires, les té de polarisation assurant la séparation entre les composantes haute fréquence et les composantes basse-fréquence des signaux qu'ils reçoivent sur leur entrée. 11. A test method according to claim 9, characterized in that a bias tee (T) is interposed between the end of the main section and the input of the coupling device, and another bias tee is interposed between a respective output of the coupling device and a respective input of each of the secondary sections, the bias tee ensuring the separation between the high frequency components and the low-frequency components of the signals they receive on their input.
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