Устройство для измерения расстояния до места повреждения проводов и кабелей

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАССТОЯНИЯ ДО МЕСТА ПОВРЕЖДЕНИЯ ПРОВОДОВ И КАБЕЛЕЙ, содержащее последовательно соединенные тактовый генератор , делитель частоты на два, генератор зондирующих импульсов, клемму для подключения объекта контроля,модулятор , усилитель-распределитель импульсов, элемент задержки, вход которого соединен с выходом тактового генератора, а первый выход - с первым входом коммутатора и через генератор стробирующих импульсов с вторым входом модулятора, причем второй вход коммутатора соединен с первым выходом делителя частоты на два, индикатор, отличающееся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, в него введены первый и второй реверсивные счетчики , блок сравнения, цифроанашоговый преобразователь, мультиплексор и вычитатель кодов, причем первый вход вычитателя кодов соединен с выходом первого реверсивного счетчика и первым входом мультиплексора, второй вход вычитателя кодов соединен с выходом второго реверсивного счетчика и вторым входом мультиплексора, а выход вычитателя кодов - с вертикальным входом индикатора и клеммой для подключения к ЭВМ, горизонтальный вход индикатора соединен с вторым выходом,элемента задержки, причем счетный вход первого реверсивного счетчика соединен с первым вых9дом коммутатора, а счетный вход второго реверсивного счетчика - с вторым выходом коммутатора, первый вход которого соединен со стробирующим входом блока сравнения, выход которого соединен с входами управления реверссм первого и второго реверсивных счетчиков, первый вход блока сравнения соединен с выходом усилителя-расширителя , а второй - с ел дом цифроаналогового преобразователя, вход Которого соединен с выходом мультиплексора, управляющий вход которого соединен с вторым выходом делителя частоты на два.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

NUNlNI %

РЕСПУБЛИК

O% (И) 3(51) G O1 R 31 0В

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕ ГЕЛЬСТВУ (21) 3523891/18-21 (22) 20.12.82 (46) 23. 03. 84. Бюл. 9 11 (72) A. И . Каминский (53) 621. 317. 3 (088.8) (56 ) 1.Измеритель неоднородностей линий Р5 — П.Техническое описание и инструкция по эксплуатации, 1981.

2.Авторское свидетельство СССР

Р 838613, кл. G 01 R 31/08, 1979 (прототип ). (54)(57 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

РАССТОЯНИЯ ДО МЕСТА ПОВРЕЖДЕНИЯ ПРОВОДОВ И КАБЕЛЕЙ, содержащее последовательно соединенные тактовый генератор, делитель частоты на два, генератор зондирующих импульсов, клемму для подключения объекта контроля, модулятор, усилитель-распределитель импульсов, элемент задержки, вход которого соединен с выходом тактового генератора, а первый выход — с первым входом коммутатора и через генератор стробирующих импульсов с вторым входом модулятора, причем второй вход коммутатора соединен с первым выходом делителя частоты на два, индикатор, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, в него введены первый и второй реверсивные счетчики, блок сравнения, цифроаналоговый преобразователь, мультиплексор и вычитатель кодов, причем первый вход вычитателя кодов соединен с выходом первого реверсивного счетчика и первым входом мультиплексора, второй вход вычитателя кодов соединен с выходом второго реверсивного счетчика и вторым входом мультиплексора, а выход вычитателя кодов — с вертикальным входом индикатора и клеммой для подключения к ЭВМ, горизонтальный вход индикатора соединен с вторым выходом. элемента задержки, причем счетный вход первого реверсивного счетчика соединен с первым выхо- g дом коммутатора, а счетный вход второго реверсивного счетчика — c вторым выходом коммутатора, первый вход которого соединен со стробирующим входом блока сравнения, выход которого соединен с входами управле- g ния реверсом первого и второго реверсивных счетчиков, первый вход блока сравнения соединен с выходом усилителя-расширителя, а второй — с вьлодом цифроаналогового преобразователя, вход которого соединен с выходом мультиплексора, управляющий вход которого соединен с вторым выходом дели.еля частоты на два.

1081571

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может найти применение в устройствах для определения расстояния до места повреждения в кабельных линиях при значительном уровне электрических помех в виде наводок от соседних линий.

Известно устройство, содержащее задающий генератор, генераторы эбндирующих и стробирующих импульсов, схему автосдвига, включающую в себя 10 генераторы "быстрого" и "медленного" пилообразного напряжения и компаратор, смеситель (модулятор ), усилитель-расширитель и двухкоординатный индикатор на электронно-лучевом при- 15 боре ЭЛП (1 )

Недостаток устройства — низкая помехоустойчивость, так как наряду с полезным сигналом (реакицей линии на зондирующее воздействие 1 стробимпульсы модулируются также и сигналом помехи, присутствующим в линии, и шумами смесителя и усилителя-расширителя. На точность измерения оказывает также влияние и дрейф нулевой линии»

Наиболее близким к изобретению

По технической сущности является устройство для измерения расстояния до места повреждения проводов и кабелей, содержащее последовательно соединенные тактовый генератор, делитель частоты на два, генератор зондирующих импульсов, клемму для подключения объекта контроля, модулятор, усилитель-расширитель, элемент задержки, вход которой соединен с выходом тактового генератора, а первый выход — с первым входом коммутатора и через генератор стробирующих импульсов— с вторым входом модулятора, причем 40 второй вход коммутатора соединен с первым выходом делителя частоты на два, и индикатор L2 3

Однако данное устройство характеризуется недостаточной помехоустойчивостью.

Целью изобретения является НоВН шение помехоустойчивости устройства.

Поставленная цель достигается

50 тем, что в устройство для измерения расстояния до места повреждения проводов и кабелей, содержащее последо вательно соединенные тактовый гене-. ратор, делитель частоты иа два, генератор зондирующих импульсов, клемму для подключения объекта контроля, модулятор, усилитель-расширитель импульсов, элемент задержки, вход которого соединен с выходом тактового генератора, а первый выход — 60 с первым входом коммутатора.и через генератор стробирующих импульсовс вторым входом. модулятора; причем второй вхоД коммутатора соединен с первым выходом делителя частоты íà 65 два, индикатор, введены первый и второй реверсивные счетчики, блок сравнения, цифроаналоговый преобразователь, мультиплексор и вычитатель кодов, причем первый вход вычитателя кодов соединен с выходом первого реверсивного счетчика и первым входом мультиплексора, второй вход вычитателя кодов соединен с выходом второго реверсивного счетчика и вторым входом мультиплексора, а выход вычитателя кодов †. с вертикальным входом индикатора и клеммой для подключения к ЭВМ, горизонтальный вход индикатора соединен с вторым выходом элемента задержки, причем счетный вход первого реверсивного счетчика соединен с первым выходом коммутатора, а счетный вход второго реверсивного счетчика — с вторым выходом коммутатора, первый вход которого соединен с стробирующим входом блока сравнения, выход которого соединен с входами управления реверсом первого и второго реверсивных счетчиков, первый вход блока сравнения соединен с выходом усилителя-расширителя, а второй — с выходом цифроаналогового преобразователя, вход котрого соединен с выходом мультиплексора, управляющий вход которого соединен с вторым выходом делителя частоты на два.

На чертеже изображена блок-схема предложенного устройства.

Устройство состоит из тактового генератора 1, делителя 2 частоты на два, генератора 3 зондирующих импульсов, элемента 4 задержки, генератора 5 стробирующих импульсов, клемм 6 для подключения объекта контроля, модулятора 7, усилителярасширителя 8 импульсов, коммутатора 9, блока 10 сравнения, первого ре ерсивного счетчика 11, второго реверсивного счетчика 12, мультиплексора 13, цифроаналогового преобразователя (ЦАП l 14, вычитателя кодов 15, индикатора 16, клемм 17 для подключения к ЗВМ.

Тактовый генератор 1 синхронизирует работу всего устройства. Он соединен с входом делителя 2 частоты и элементом 4 задержки.

Делитель 2 частоты на два по первому выходу обеспечивает запуск генератора 3 зондирующих импульсов с частотой, в два раза меньшей чем частота стробирующих импульсов генератора 5, и управляет коммутатором 9.

По второму выходу он управляет мультиплексором 13.

Генератор 3 зондирующих импульсов вырабатывает зондирующее воздействие в виде импульса напряжения и посылает в контролируемую линию через клемму 6 для подключения объекта контро1081571 ля. Элемент 4 задержки представляет собой генератор "быстрого" пилообразного напряжения, "медленного" (ступенчатого )пилообразного напряжения (в общем случае это может быть управляемый оператором источник постоянного напряжения! и компаратор, причем его первый выход соединен с генератором 5 стробирующих импульсов, первым входом коммутатора 9 и ciробирующим входом бло- 10 ка 10 сравнения, а второй — с горизонтальным входом индикатора 16, и предназначен для автоматического (или ручного) сдвига во времени строб-импульсов и обе печения вре- 15 менной оси на экране индикатора 16.

Генератор 5 стробирующих импульсов вырабатывает короткие импульсы, частота которых вдвое выше частоты зонцирующих импульсов и которые мо- Zp дулируются по амплитуде сигналом с линии в модуляторе 7. Усилительрасширитель 8 импульсов обеспечивает увеличение длительности промодулированных в модуляторе 7 стробирующих импульсов.

Коммутатор 9 обеспечивает поочередную подачу импульсов с выхода элемента задержки на реверсивные счетчики 11 и 12. Первый (сигнальный) З0 вход коммутатора 9 соединен с выходом 4, а второй (управляющий ) — с первым выходом делителя 2 частоты на два, первый выход соединен со счетным входом первого реверсивного счетчика 11, а второй — co счетным входом второго реверсивного счетчика 12.

Блок 10 сравнения предназначен для управления реверсом счетчиков

11 и 12. 40

В модуляторе 7 стробирующие импульсы модулируются по амплитуде сигналом, поступающим из исследуемой линии, причем в информационный такт эти сигналы представляют собой отраженный от неоднородности зондирующий импульс и сигнал помехи, а в опорный такт - только сигнал помехи °

Промодулированные по амплитуде строб-импульсы расширяются в усилителе-расширителе 8 и поступают на первый вход блока 10 сравнения. На второй вход блока 10 сравнения поступает напряжение с ЦАП 14, величина которого определяется кодом на выходах . одного из реверсивных счетчиков 11 или 12.

Поочередное включение к входу

ЦАП 14 кодовых выходов реверсивных счетчиков 11 и 12 обеспечивает. мультиплексор 13, управляемый опорными импульсами с второго выхода делите50

60

В зависимости от соотношения сигналов на двух его входах совместно со счетчиками 11 и 12 блок 10 сравнения обеспечивает преобразование 45 амплитуды сигнала с линии в двоичный код.

Мультиплексор 13 управляется с второго выхода делителя 2 и обеспечивает поочередное подключение к входу ЦАП 14 выходов реверсивных счетчиков 11 и 12. Причем в такт, когда в линию посылается зондирующее воздействие (информационный такт ), на одном из счетчиков (например 11) формируется код, соответствующий амплитуде полезного и мешающего сигналов B стробируемый момент времени, а в такт, когда линия не зондируется (опорный такт ), на втором счетчике 12 формируется код, соответствующий амплитуде мешающих сигналов в этой же точке линии.

ЦАП 14 преобразует код с выходов счетчиков 11 и 12 в напряжение и подает его на второй вход блока 10 сравнения.

Вычитатель 15 кодов предназначен для вычитания кодов с выходов счетчиков 11 и 12. Его выход соединен с вертикальным входом индикатора 16 и клеммой для подключения к ЭВМ 17 °

Индикатор. 16 представляет собой двухкоординатную матрицу светоизлучающих элементов или злектролучевой прибор.

Устройство работает следующим образом.

Тактовый генератор 1 формирует импульсы, которые поступают на счетный вход делителя 2 и синхронизируют элемент 4 задержки. Делитель частоты на два каждым вторым импульсом (через такт ) запускает генератор 3 зондирующих импульсов, который, в свою очередь, посылает в линию импульсное воздействие.

На выходе элемента 4 задержки формируются импульсы, с каждым тактом сдвигаемые (автоматически или вручную )по отношению к запускающим и частота следования которых вдвое выше частоты зондирующих импульсов.

Эти импульсы поступают на первый вход коммутатора 9 и на стробирующий вход блока 10 сравнения. При этом делитель 2 управляет коммутатором 9 так, что последний направляет импульс с выхода схемы 4 в информацирнный такт на счетный вход реверсивного счетчика 11, а в опорный такт — на счетный вход реверсивного счетчика 12. Импульсами с выхода элемента 4 запускается также генератор 5 стробирующих импульсов, с выхода которого короткие стробирующие импульсы поступают на модулятор 7.

На втором выходе элемента 4 задержки формируется напряжение развертки, которое поступает на временные входы индикатора 16.

1081571 ля 2 частоты на два. При этом поступление импульсов на стробирующий вход блока 10 сравнения предшествует установление на его втором входе напряжения, которое определяется кодом соответствующего реверсивного счетчика. В момент поступления импульса на стробирующий вход блока 10 посдений сравнивает это напряженйе с промодулированным по амплитуде и расширенным сигналом, пропорциональным поступающему из исследуемой линии. В зависимости от амплитуды сигнала в стробируемый момент времени на выходе блока 10 сравнения форJ мируются логические ноль или единица,15 в результате чего код в соответствующем реверсивном счетчике изменяется на + 1 в направлении уравновешивания мгновенного значения исследуемого сигнала. В установившемся 70 режиме код в реверсивном счетчике 12 опорного канала соответствует сумме сигналов помехи в линии и напряжения шума, создаваемого модулятором 7, усилителем-расширителем 8 и блоком

10 сравнения, а код в реверсивном счетчике 11 информационного канала сумме сигналов зондирующего импульса, отраженного от неоднородности линии, помехи и шума. Эти коды поступают на вычитатель, на выходе которого формируется разность кодов, соответствующая мгновенному значению реакции зондирующего воздействия в исследуемой точке линии.

С выхода вычитателя 15 код, соответствующий мгновенному значению реакции линии на зондирующее воздействие, может быть заведен на ЭВМ для ,дальнейшей обработки и подается на вертикальные входы индикатора 16, на временные входы которого подается медленно изменяющееся напряжение развертки (или его код ) элемента 4 задержки. В результате на экране индикатора 16 наблюдается изображение временной диаграммы импульсной характеристики реакции линии на зондирующее воздействие. По изображению импульсной характеристики можно измерить величину и характер неоднородности и временной интервал, соответствующий расстоянию до неоднородности.

В предложенном устройстве в информационный такт и в опорный такт сигналы с линии до момента преобразования напряжения в код проходят одни и те же элементы — модулятор 7, усилитель-расширитель 8 и блок 10 сравнения, что обеспечивает полное вычитание всех мешающих сигналов (помехи, шумов, дрейфа нуля ) из полезного сигнала. Благодаря преобразованию мгновенного значения сигнала, поступающего иэ исследуемой линии в код, обеспечивается также стыковка устройства с ЭВМ.

Если в качестве двухкоординатного индикатора 16 используется ЭЛП, то между входом индикатора 16 и вычитателем 15 кодов необходимо поставить цифроаналоговый преобразователь (на схеме не показан ).

Предложенное решение позволяет практически полностью избавиться от влияния низкочастотных помех в линии, шумов и дрейфа нуля в усилителе вертикального тракта, что позволяет обнаружить даже незначительные изменения волнового сопротивления кабельной линии .

10S1571

Тираж 711 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Эаказ 1544/41

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðoä, ул.Проектная,4

Составитель A.Øêóðåèêoâ

Редактор С.Патрушева Техред N.Íàäü Корректор С.Шекмар