Устройство для определения расстояния до места повреждения линии интерфейса ввода-вывода Советский патент 1987 года по МПК G01R31/11 

W

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для автоматического определения расстояния до места обрыва или короткого замыкания многожильного кабеля.

Целью изобретения является повышение точности за счет исключения опшбки в измерении путем уменьшения длительности единичного сигнала пер вого триггера на величину внесенной ошибки, а также расширение функциональных возможностей путем проведения измерений для многожильного кабеля.

На фиг. 1 представлена схема предлагаемого устройства на фиг. 2 - временные диаграммы работы устройст- ва; а - зондирующий и отраженный от места обрыва и неоднородностей шины кабеля импульсы; б - зондирующий и отраженный импульсы от того же места короткого замыкания шины кабеля, где был обрьш; в - отраженный от места обрьша шины кабеля импульс после элемента задержки; г - сигнал с выхода расширителя импульсов, стрелкой показано направление изменения длительности при определении расстояния до места повреждения; д - обобщен- ньй импульс с выхода элемента ИЛИ для отраженных сигналов от одного и того же места при различных видах неисправностей шины кабеля; е - сигнал с первого триггера; ж - сигнал с выхода блока компенсации ошибки.

Устройство содержит генератор 1 зондирующих импульсов, первый элемент 2 задержки, расширитель 3 импульсов, первьй триггер 4, первый элемент 5 И, индикатор 6, блок 7 измерения, объект контроля (контролируемый кабель) 8, демультиплексор 9, второй триггер 10, счетчик 11 импульсов, первый 12 и второй 13 мультиплексоры, в торой элемент 14 задержки, блок 15 компенсации ошибки (состоящий из элемента задержки 16 и второго элемента 17 И) и элемент ИЛИ 18.

Выход генератора 1 зондирующих импульсов соединен с входами первого эдемента 2 задержки, первого триггера 4, расширителя 3 импульсов, выход которого соединен с первыми входами индикатора 6. и первого элемента 5 И, вьлход которого соединен с вторьт: входом первого триггера 4, выход первого элемента 2 задержки соединен с инфор20

25

мационным входом демультиплексора 9, управляющий вход которого соединен с выходом счетчика 11,.вторым входом индикатора 6 и п+1 входами первого 12 и второго 13 мультиплексоров, п-вы- ходов демультиплексора 9 соединены с п клеммами для подключения объекта контроля и пттвходами первого 12 и второго 13 мультиплексоров, выход второго мультиплексора 13 соединен с входом второго элемента 14 задержки, выход которого соединен с вторым входом элемента 18 ИЛИ и третьим входом индикатора 6, первьй вход элемен- 5 та 18 ИЛИ соединен с выходом первого мультиплексора 12 и четвертым входом индикатора 6, выход элемента 18 ИЛИ соединен с вторым входом первого элемента 5 И, выход которого соединен с первым входом второго триггера 10, второй вход которого соединен через ключ с общей шиной, выход второго триггера 10 соединен с вторым входом счетчика 11 импульсов, выход первого триггера 4 соединен с входом блока 15 компенсации ошибки, выход которого соединен с входом блока 7 измерения, вход блока I5 компенсации ошибки соединен с входом элемента 16 задержки и первым входом второго элемента 17 И, выход элемента 16 задержки соединен с вторым входом второго элемента 17 И, выход которого соединен с выходом блока 15 .компенсации ошибки.

Устройство работает следующим образом.

Генератор 1 зондирующих импульсов вырабатывает сигналы, поступающие на расширитель 3 импульсов, первый вход счетчика П импульсов. С поступлением входного сигнала расширитель 3 импульсов вырабатывает сигнал регулируемой длительности. Одновременно сигнал с генератора 1 зондирующих импульсов производит установку первого триггера 4 в единичное состояние. С выхода счетчика 11 импульсов, считающего импульсы, поступающие на его- первьй вход от генератора 1 зондиру- юпщх импульсов, поступает один и тот же код на (п+1)-е управляющие входы мультиплексоров 12 и 13 и управляющий вход демультиплексора 9. После поступления кода на демультиплексор 9 разрешается прохождение на одну из шин многожильного кабеля 8 зондирующего сигнала, поступающего на информационный вход демультиплексора 9 с

30

35

40

45

50

55

первого элемента 2 задержки. Таким образом, каждый зондирующий импульс, поступающий с генератора 1 зондирующих импульсов, будет зафиксирован счетчиком 11 импульсов и после первого элемента 2 задержки поступит на соответствующую коду шину многожильного кабеля 8. После переполнения счетчик I1 импульсов начнет работать сначала. Поочередно на каждую шину многожильного кабеля 8 будет поступать зондирующий импульс. Одновременно на управляющие (п+1)-е входа мультиплексоров 12 и 3 поступает со счетчика 11 импульсов код, который открывает входы, соответствующие номеру шин кабеля, возбужденного зон- дярую1Щ1М импульсов. Соответствующие входы мультиплексоров 12 и 13 открыты до прихода следующего зондирующего сигнала. Отраженный от места обрыва шин кабеля 8 положительный сигнал поступает на соответствующий коду вход мультиплексоров 12 и 13. Второй мультиплексор 13 настроен на работу с положительными сигналами, поэтому он разрешает прохождение единичного сигнала от места обрыва через элемент 14 задержки на индикатор 6, на второй вход элемента 18 ИЛИ Мультиплексор 12 настроен на работу с отрицательными сигналами, поэтому он разрешает прохождение инвертированного сигнала только от места ко

роткого замыкания на первый вход эле- 35 ет длительность единичного сигнала

мента 18 ШМ и индикатор б. С выхода элемента 18 ИЛИ сигнал от места обрыва или от места короткого, замыкания поступает на второй вход элемента 5 И В связи с тем, что отраженный сигнал от места короткого замыкания шины в кабеле 8 задержан по времени, в соответствии с теорией длинных линий от- носительно отраженного сигнала от того же места в случае обрьша шин ка- беля 8 установлен второй элемент 14 задержки, который задерживает отраженный сигнал от места обрыва в шине кабеля 8. На индикаторе 6 визуально просматривается вид неисправности: короткое замыкание или обрыв..

Так как после места повреждения шины кабеля 8 оставшаяся ее часть не возбуждается зондирующим сигналом, то регулировка длительности в рас- ширителе 3 импульсов выполнена с помощью потенциометра так, что длительность сигнала разрешения уменьшается от максимального значения до ве-

O

5

0

5

личины длительности импульса генератора 1 зондирующих импульсов. Тем самым обеспечивается поиск отраженных сигналов от места повреждения, начиная с конца линии. Поэтому все отраженные от неоднородностей импульсы, расположенные по времени между зондирующим и отраженным от места повреждения импульсом, оказывать влияния на измерение расстояния не будут. При совпадении по времени первого с конца линии отраженного импульса с импульсом разрешения в элементе 5 И вырабатывается сигнал, который поступает на второй вход первого триггера 4 и переводит его в нулевое состояние, а индикатор 6 будет сигнализировать о наличии первой неоднородности, которая является местом повреждения линии. Дальнейшее уменьшение длительности сигнала с расширителя 3 импульсов no3BOjmT зафиксировать другие неоднородности в шинах кабеля 8.

С выхода первого триггера 4 единичный сигнал поступает на блок 15 компенсации ошибки. Длительность единичного сигнала увеличена вследствие ошибки, возникшей по причине задержки отраженного сигнала от места короткого замыкаьшя в шине кабеля и искусственно введенной задержки отраженного сигнала от. места обрыва. Блок 15 компенсации ошибки уменьша-

первого триггера 4 на величину внесенной ошибки. Это достигается путем задержки единичного сигнала с выхода первого триггера 4 на время, равное задержке отраженного сигнала от места короткого замыкания или искусственной задержке отраженного сигнала от места обрыва. Задержанный с помощью элемента задержки 16 единичный сигнал поступает на первый вход элемента 17 И, входящий в состав блока 15 компенсации ошибки, на второй его вход поступает единичный сигнал без задержки. Таким образом., на выходе блока 15 сигнал будет по длительности уменьшен на величину ошибки. Блок 7 измерения 12 производит измерение длительности импульса первого триггера 4 и тем самым обеспечивает измерение расстояния до места повреждения непосредственно в единицах длины. Измерение расстояния до места повреждения в линии связи блоком 7 производится путем выделения.

постоянной составляющей из единичного сигнала первого триггера 4. Постоянная составляющая единичного сигнала триггера 4 фиксируется микроамперметром и по шкале прибора, проградуиро- ванного в единицах длины, производится отсчет расстояния до места повреждения .

Кроме того, измерения расстояния

теля импульсов, выход которого соедиI -- иен г первыми входами индикатора и первого элемента И, выход которого соединен с вторым входом перво- 5 го триггера, отличающееся тем, что, с целью повьппения точности и расширения функциональных возможностей, в него введены демультиплек- сор, второй триггер, счетчик импульдо места повреждения в шинах кабеля 8 О сдд первый и второй мультиплексоры.

можно выполнить по шкале делении, нанесенной перед ручкой регулировки потенциометра расширителя 3 импульсов. На шкале делений наносятся единицы длины с учетом параметров кабеля.

С выхрда элемента 5 И сигнал поступает и на счетный вход второго триггера 10 и запрещает прохождение очередного сигнала с генератора 1 зондирующих импульсов. Счетчик 11 импульсов прекращает работу. На его

выходе устанавливается один и тот же код, который разрешает работу мультиплексоров 12 и I3 и демультиплексо- ра 9 только по той шине кабеля 8,где имеется неисправность. Кроме того, на индикаторе 6 в этом время высве.чивается номер повреждений шины кабеля -8, Для дальнейшего пуска устройства необходимо выполнить сброс второго триггера 10 вручную. В этом случае второй триггер 10 будет установлен в нулевое состояние, счетчик I1 импульсов продолжает счет им: пулосов от генератора 1 зондируняцих импульсов, а устройство начинает зондирование следующей по счету шины кабеля 8.

Форму л- а изобретения 40

1. Устройство для определения расстояния до места повреждения линии интерфейса ввода-вывода, содержащее генератор зондирующих импульсов, первый элемент задержки, расширитель импульсов, первьй триггер, первьй элемент И, индикатор, блок измерения,вы- .. ход генератора зондирующих импульсов соединен с входами первого элемента заде;ржки, первого триггера, расширителя импульсов, выход которого соеди -- иен г первыми входами индикатора и первого элемента И, выход которого соединен с вторым входом перво- го триггера, отличающееся тем, что, с целью повьппения точности и расширения функциональных возможностей, в него введены демультиплек- сор, второй триггер, счетчик импульсдд первый и второй мультиплексоры.

второй элемент задержки, блок кЬм- пёнсации ошибки, элемент ИЖ, выход первого элемента задержки соединен с. информационным входом демультиплексо- ра, управляющий вход которого соединен с выходом счетчика импульсов, вторым входом индикатора и п+1 входами первого и второго мультиплексоров, п-выходов демультиплексора соединены с п клеммами для подключения объекта контроля и п-входами первого и второго мультиплексоров, выход второго мультиплексора соединей с входом второго элемента задержки, выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ и третьим входом индикатора, первый вход элемента ИЛИ соединен с выходом первого мультиплексора и четвертым входом индикатора, выход элемента ИЛИ соединен с вторым входом первого элемента И, выход которого соединен с первым входом второго триггера, второй вход которого соединен через ключ с общей пшной, выход второго триггера соединен с вторым вхо- -дом счетчика импульсов, выход первого триггера соединен с входом блока компенсации ошибки, выход которого соединен с входом блока измерений.

2. Устройство по п. 1, о т л и чающееся тем, что блок компенсации ошибки содержит линию за- держки, второй элемент И, вход блока компенсации ошибки соединен с входом линии задержки и первым входом второго элемента И, выход элемента.задержки соединен с вторым входом второго элемента И, выход которого соединен

с выходом блока компенсации ошибки.

Зондирующие ut nt/JtbCbi

Отраженный от места обрыва

UMnt/J7bC

Фиг. 2

Составитель Е. Кущ Редактор М. Бандура Техред М.Ходанич

Заказ 7433/43 Тираж 730 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Корректор Т. Колб

Изобретение может, быть использовано для автоматического определе- нпя расстояния до места обрыва или короткого замыкания многожильного кабеля. Цель - повышение точности и расширение функциональных возможностей. Устройство содержит генератор 1 зондирующих импульсов, элемент 2 задержки, расширитель 3 импульсов, триггер 4, элемент 5 И, индикатор 6, блок 7 измерений. Введение демульти- плексора 9, триггера 10, счетчика 11 импульсов, мультиплексоров 12, 13 блока 15 компенсации ошибки, элемента 14 задержки, элемента 18 ИЛИ позволит исключить ошибку в измерении и проводить измерения для многожильного кабеля. Устройство не требует специальной схемы синхронизации работы. 1 с. и 1з.п.ф-лы, 2 ил. с fUi: t