Изобретение относится к технике электросвязи и может быть использовано при измерении длины кабеля.
Известно устройство для измерения длины кабеля, содержащее генератор синусоидального сигнала, избирательный усилитель, мост переменного тока, кварцевый резонатор, переключатели, детектор и индикатор.
Недостатком этого устройства является относительно низкая достоверность результатов измерения, обусловленная тем, что результаты измерения связаны с длиной кабеля неоднозначно.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для измерения длины кабеля, содержащее индукционный датчик, первый и второй избирательные усилители, первый и второй умножители частоты, фазовый детектор, аналого-цифровой преобразователь, индикатор и широкополосный усилитель и генератор синусоидального сигнала, в котором первый выход генератора синусоидального сигнала соединен с первым входом широкополосного усилителя, второй выход генератора синусоидального сигнала соединен с входом второго умножителя частоты, соединенного своим выходом с вторым входом широкополосного усилителя, выход которого является входом измеряемого кабеля, выход индукционного датчика соединен с входами избирательных усилителей, первый умножитель частоты включен между выходом первого избирательного усилителя и первым входом фазового детектора, второй вход фазового детектора соединен с выходом второго избирательного усилителя, а аналого-цифровой преобразователь включен между выходом фазового детектора и входом индикатора.
Недостатками этого устройства являются сложность и относительно низкая надежность, обусловленные наличием в составе устройства двух умножителей частоты и двухвходового широкополосного усилителя.
Целью изобретения является упрощение устройства и повышение его надежности.
Поставленная цель достигается тем, что в известное устройство для измерения длины кабеля, содержащее индукционный датчик, первый и второй избирательные усилители, умножитель частоты, фазовый детектор, аналого-цифровой преобразователь, индикатор и широкополосный усилитель, выход широкополосного усилителя является входом измеряемого кабеля, выход индукционного датчика соединен с входами избирательных усилителей, умножитель частоты включен между выходом первого избирательного усилителя и первым входом фазового детектора, второй вход фазового детектора соединен с выходом второго избирательного усилителя, а аналого-цифровой преобразователь включен между выходом фазового детектора и входом индикатора, введен генератор прямоугольных импульсов, выход которого соединен с входом широкополосного усилителя.
Вновь введенные генератор прямоугольных импульсов и связь в совокупности с остальными элементами и связями устройства обеспечивает достижение положительного эффекта - упрощение устройства и повышение его надежности, поэтому предлагаемое устройство следует считать новым и удовлетворяющим критерию "существенные отличия".
На фиг. 1 приведена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - частотная зависимость коэффициента фазы β кабеля от частоты f.
Устройство для измерения длины кабеля содержит индукционный датчик 1, первый 2 и второй 3 избирательные усилители, умножитель 4 частоты, фазовый детектор 5, аналого-цифровой преобразователь 6, индикатор 7, генератор 8 прямоугольных импульсов и широкополосный усилитель 9.
Входы усилителей 2 и 3 соединены с выходом датчика 1. Умножитель 4 включен между выходом усилителя 2 и первым входом детектора 5, второй вход которого соединен с выходом усилителя 3. Преобразователь 6 включен между выходом детектора 5 и входом индикатора 7. Вход усилителя 9 соединен с выходом генератора 8, а выход является входом измеряемого кабеля.
Устройство работает следующим образом.
Генератор 8 формирует периодическую последовательность прямоугольных импульсов со скважностью 2. Сигнал с выхода генератора 8 усиливается усилителем 9 и с его выхода подается в начало кабельной линии.
Если рассмотреть график частотной зависимости коэффициента фазы β от частоты (см. фиг. 2) для кабеля связи любого типа, то можно заметить, что до определенной частоты fл эта зависимость нелинейна, а в области частот, больших fл - линейна. Например, для кабелей МКС 1Х4Х1,2, МКС 4х4х1,2, МКС 7Х4Х1,2, МКСА 4Х4Х1,2, ТГ ТПП при f≥10 кГц графики зависимости β (f) представляет собой прямую линию, а при f<10 кГц имеется резко выраженная нелинейность, особенно в области частот ниже 300 Гц.
Частота f1 сигнала генератора 8 выбирается в области 0-300 Гц. Этот сигнал может быть представлен как сумма гармоник (гармонических сигналов) с частотами, кратными частоте f1, с нулевыми начальными фазами.
На некотором расстоянии l от начала кабеля первая гармоника - гармонический сигнал частотой f1 сдвигается по фазе относительно начала кабеля на величину β1l, а n-я (n>1) гармоника - гармонический сигнал частотой f2=nf1 на величину β2l.
Работа устройства основывается на том, что в силу нелинейности частотой зависимости коэффициента фазы на начальном участке гармоника частотой f2 и умноженная по частоте в n раз первая гармоника в конце кабельной линии имеют фазовый сдвиг Δ ϕ. Для выделения этого сдвига гармонику на частоте f1 умножают по частоте в n раз, при этом получают сигнал со сдвигом по фазе относительно начала кабеля n β1l. При сравнении с сигналом n-й гармоники в конце кабельной линии получают величину
Δ ϕ =n β1l- β2l=(n β1- β2)l, прямо пропорциональную длине l кабеля.
Магнитное поле, окружающее кабель, в который подается сигнал с выхода усилителя 10, воспринимается датчиком 1.
Первая гармоника частотой f1 выделяется и усиливается усилителем 2, настроенная на частоту f1. Сигнал с выхода усилителя 2 умножается по частоте в n раз с помощью умножителя 4 и результат умножения поступает на первый вход детектора 5.
Сигнал частотой f2 (n-я гармоника сигнала генератора 8) выделяется и усиливается усилителем 3, настроенным на частоту f2. Сигнал с выхода усилителя 3 поступает на второй вход детектора 5.
На выходе детектора 5 формируется постоянный сигнал, уровень которого пропорционален фазовому сдвигу Δ ϕ, а следовательно, и длине l кабеля. Этот сигнал преобразуется преобразователем 6 в цифровую форму и результат преобразования отражается на индикаторе 7.
Предлагаемое устройство в отличие от прототипа содержит только один умножитель частоты. Кроме того, широкополосный усилитель в нем одновходовый (в прототипе двухвходовый). Вновь введенный генератор прямоугольных импульсов, в качестве которого может использоваться мультивибратор в автоколебательном режиме, не сложнее генератора синусоидального сигнала прототипа. Указанные обстоятельства делает предлагаемое устройство более простым. Большая простота предлагаемого устройства обеспечивает ему более высокую надежность. Расчет показывает, что наработка на отказ у предлагаемого устройства на (10-15)% выше, чем у прототипа.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
Устройство для измерения длины кабеля | 1988 |
|
SU1580570A1 |
ЦИФРОВОЙ СЛЕДЯЩИЙ УМНОЖИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ | 1991 |
|
RU2042977C1 |
ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ФАЗОВЫХ ФЛЮКТУАЦИЙ | 1991 |
|
RU2023272C1 |
ТРАССОПОИСКОВЫЙ ПРИЕМНИК | 2011 |
|
RU2482517C1 |
ЦИФРОАНАЛОГОВЫЙ ФАЗОВРАЩАТЕЛЬ | 1992 |
|
RU2023273C1 |
ФАЗОРАЗНОСТНАЯ РАДИОНАВИГАЦИОННАЯ СИСТЕМА С ШИРОКОПОЛОСНЫМ СИГНАЛОМ | 2015 |
|
RU2602506C1 |
КОРАБЕЛЬНАЯ СТАНЦИЯ ИМПУЛЬСНЫХ И МАСКИРУЮЩИХ ПОМЕХ | 2017 |
|
RU2673251C1 |
Преобразователь амплитуды механических колебаний в код | 1990 |
|
SU1802414A1 |
Устройство для измерения индукции переменного магнитного поля | 1987 |
|
SU1449953A1 |
Устройство для измерения коэффициента нелинейных искажений | 1980 |
|
SU918878A1 |
Использование: электросвязь. Сущность изобретения: устройство содержит индукционный датчик 1, избирательные усилители 2, 3, умножитель частоты 4, фазовый детектор 5, АЦП 6, индикатор 7, генератор прямоугольных импульсов 8 и широкополосный усилитель 9. 1 - 2 - 4 - 5 - 6 - 7, 1 - 3 - 5, 8 - 9. 2 ил.
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДЛИНЫ КАБЕЛЯ, содержащее последовательно соединенные индукционный датчик, первый избирательный усилитель, вход которого объединен с входом второго избирательного усилителя, умножитель частоты, фазовый детектор, второй вход которого соединен с выходом второго избирательного усилителя, аналого-цифровой преобразователь и индикатор, широкополосный усилитель, отличающееся тем, что в него введены генератор прямоугольных импульсов, выход которого соединен с входом широкополосного усилителя, выход которого является входом сигнала измеряемого кабеля.
Устройство для измерения длины кабеля | 1988 |
|
SU1580570A1 |
Очаг для массовой варки пищи, выпечки хлеба и кипячения воды | 1921 |
|
SU4A1 |
Авторы
Даты
1994-07-30—Публикация
1991-07-01—Подача