Устройство для определения номера жилы кабеля Советский патент 1991 года по МПК G01R31/02 

Изобретение относится к электротехнике и электронике, в частности к монтажу электротехнической, радиоэлектронной и аппаратуры связи, и может быть использовано для идентификации концов проводов в длинных жгутах, в частности в многожильных кабелях.

Цель изобретения - повышение производительности труда, расширение функциональных возможностей за счет автоматического выявления неисправности.

На фиг.1 приведена функциональная схема устройства; на фиг.2 - принципиальная схема блока выявления неисправности: на фиг.З - временные диаграммы.

Устройство для определения номера жилы кабеля содержит задающий генератор 1 импульсов, элемент ИЛИ 2, М-разрядный регистр 3 сдвига, элемент 4 выдержки времени, первый источник 5 питания, зажим 6 для подключения к известному проводнику. N зажимов 7 для подключения проводников, контролируемый кабель 8, электрический щуп 9, зажим 10 для подключения к известному проводнику, селектор 11 отрицательных импульсов, селектор 12 положительных импульсов, счетчик 13 импульсов, блок 14 выявления неисправности, дешифратор 15, индикатор 16, управляемый ключ 17, второй источник 18 питания.

Блок 14 выявления неисправности содержит логический элемент И 19, интегратор 20, пороговый элемент 21, триггер 22, элемент И 23, конденсатор 24, резистор 25, диод 26.

Выход задающего генератора 1 импульсов соединен с первым входом элемента ИЛИ 2 и вторым входом элемента 4 выдержки времени, первый вход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ 2 и с последним выходом регистра 3, выход элемента ИЛИ 2 соединен с первым входом регистра 3 и с первым общим зажимом 6 для подключения к известному проводнику, выход элемента 4 выдержки времени соединен с вюрым входом регистра 3 сдвига, N выходов N-разрядного регистра 3 сдвига соединен с N зажимами для подключения жил кабеля, выход электрического щупа 9 соединен с входом селектора 11 отрицательных импульсов и входом селектора 12 положительных импульсов, выход которого соединен с вторым входом блока 14 выявления неисправности, первый вход которого соединен с выходом селектора 11 отрицательных импульсов и с первым входом счетчика 13 импульсов, второй вход которого соединен с первым выходом блока 14 выявления неисправности, второй выход которого соединен с управляющим входом управляемого ключа 17, выход счетчика 13 импульсов соединен с входом дешифратора 15, выход которого соединен с первым входом индикатора 16 номера жилы кабеля, второй вход

которого соединен с выходом управляемого ключа 17, вход которого соединен с вторым выводом второго источника 18 питания, первый вывод которого соединен с зажимом 10 для подключения к известному проводнику.

Устройство работает следующим образом.

Кабель 8 расключается всеми жилами дальнего конца на N зажимов 7, первый

общий зажим 6 соединяется с землей, известной жилой или броней кабеля 8. Импульсы от генератора 1 поступают на первый вход элемента ИЛИ 2. который разрешает их прохождение на первый общий

зажим 6 и на i актовь й вход регистра 3 сдвига, если на втором его входе отсутствует сигнал заполнения последнего разряда ре(истра 3. При этом регистр 3 сдвига постепенно заполняется: сначала сигнал логической 1 появляется в первом, затем во втором, третьем разрядах и т.д. пока не заполнятся все разряды до N-ro включительно. С появлением лог. 1 в последнем разряде, т.е после прохождения N импульсов, на выходе эпеме та ИЛИ 2 на тактовом входе регистра 3 устанавливается уровень лог. О, а элемент 4 выдержки времени начинает отсчет времени, по истечении которого регистр 3 сдвига сбрасывается на нуль,

после чего процесс заполнения его повторяется.

Сигналы на первом общем зажиме 6 и каждом из зажимов 7 имеют одну и ту же

полярность относительно общего провода элементов 1 -- 4 и первого источника 5 питания. Вместе с тем разность потенциалов между общими зажимами 6, 1C и каждым из зажимов 7 может быть как положительной,

5 так и отрицательной или равна нулю. Таким образом, на каждой из N жил кабеля 8 образуются серии импульсов, состоящие каждая из пачки отрицательных и пачки положительных импульсов, с паузой между серия0 ми определяемой элементом 4 выдержки времени

Имп/льсы одной полярности, следующие в серии первыми (например, отрицательные), используются для подготовки

5 схемы устройства к счету импульсов противоположной полярности (например, положительных), число которых в пачке равно номеру данной жилы. Во время паузы на жилах кабеля действует потенциал лог. 1 (положительный)

При касании щупом 9 одной из жил на ближнем конце кабеля 8 серия разнополяр- ных импульсов поступает на входы селекторов 11 и 12, в которых они усиливаются и разделяются на две серии униполярных нормированных импульсов, одна из которых соответствует последовательности отрицательных, а другая - положительных импульсов на входах селекторов 11 и 12. Импульсы с выхода селектора 11 сбрасывают счетчик 13 в нуль и поступают на первый вход блока 14 выявления неисправности кабеля. Импульсы с выхода селектора 12, число которых равно номеру контролируемой жилы, проходят на второй вход блока 14. Когда замыкание между жилами отсутствует, эти импульсы с первого выхода блока 14 поступают на счетный вход счетчика 13 и подсчитываются им.

Дешифратор 15 преобразует двоичное число в счетчике 13 в десятичное, которое высвечивается на табло индикатора 16 номера жилы. Индикация производится в период паузы между сериями импульсов при условии, что ключ 17 в цепи питания индикатора 16 замкнут. Управление ключом 17 осуществляется от второго выхода блока 14 выявления неисправности, который разрешает включение индикатора 16 при наличии сигнала лог. 1 на щупе, при обрыве контролируемой жилы этот сигнал отсутствует и индикация не включается. При замыкании между жилами на втором выходе блока 14 также вырабатывается разрешающий сигнал для включения индикации в паузах между пачками импульсов, но в этом случае импульсы с первого выхода блока 14 в счетчик 13 не поступают, и на табло индикатора 16 высвечиваются нули.

Блок 14 выявления неисправности кабеля (фиг.2) работает следующим образом.

Импульсы с выхода селектор 11, сбрасывающие счетчик 13 в нуль, поступают также на первый вход блока 14 и устанавливают или подтверждают состояние триггера 22, разрешающее прохождение импульсов с выхода селектора 12 через второй элемент И 23 на счетный вход счетчика 13. Импульсы с выходов селекторов 11 и 12 через первый элемент И 19 поступают на вход интегратора 20. Конденсатор 24 заряжается импульсом через резистор 25 и разряжается через диод 26 в паузе между импульсами, причем постоянная времени цепи заряда намного превышает постоянную времени цепи разряда. Чем больше длительность импульса, тем больше значение напряжения, до которого зарядится конденсатор 24.

Параметры интегратора выбраны так, что при отсутствии замыкания между жилами конденсатор 24 заряжается до напряжения, меньшего порога срабатывания эле- 5 мента 21. При замыкании между жилами в серии импульсов на выходе элемента 19 непосредственно перед пачкой импульсов, поступающих на вход счетчика 13, возникает импульс большей длительности, чем при ис10 правном кабеле, и конденсатор 24 заряжается до напряжения, при котором пороговый элемент 21 срабатывает и перебрасывает триггер 22 в состояние, при котором запрещается прохождение импульсов

5 на счетчик 13 через второй элемент И 23. Во время паузы между сериями импульсов, длительность которой намного превышает длительность импульса задающего генератора 1, также срабатывает пороговый эле0 мент 21 и триггер 22 перебрасывается. Однако, поскольку пауза следует после прохождения пачки счетных импульсов, поступивших на второй вход блока 14, к началу паузы номер жилы оказывается зафиксиро5 ванным в счетчике 13. При срабатывании порогового элемента 21 сигнал на его выходе действует также на замыкание ключа 17 в цепи питания индикатора 16. Таким образом, ключ 17 замыкает цепь питания инди0 катора 16 только на время паузы, необходимое для индикации номера жилы. Когда индикация не производится, цепь питания индикатора 16 разомкнута, что обеспечивает экономичное расходование

5 энергоресурса второго источника 18 питания. Серии импульсов непрерывно повторяются, благодаря чему достоверность информации о номере жилы периодически подтверждается. Счетные импульсы во

0 всех жилах синфазны, а во время следования импульсов противоположной полярности счетчик импульсов сбрасывается с поступлением каждого импульса. Этим обеспечивается высокая помехоустойчи5 вость устройства, которое не воспринимает наводки, создаваемые импульсами напряжения в соседних жилах кабеля.

Работа устройства поясняется временными диаграммами на фиг.З.

0 Импульсы задающего генератора 1 (фиг.За) проходят через элемент ИЛИ 2, инвертируются и поступают на первый общий зажим 6 и на тактовый вход регистра 3 сдвига (фиг.Зб). Последовательно заполняются

5 все разряды регистра от 1 до N-ro включительно, в качестве примера на фиг.Зв.г.д, показаны соответственно эпюры напряжений на выходах 3, 5 и последнего N-ro разряда регистра 3. С появлением лог. 1 в старшем N разряде регистра в момент времени t прекращается подача импульсов на первый общий зажим 6 и начинается период паузы между сериями импульсов.

На фиг.3а,б,в.г,д представлены напряжения относительно общего провода первого источника 5 питания, остальные относительно общих зажимов 6 и 10 устройства. На фиг.Зе показаны сигналы на щупе Э, подсоединенном через контролируемую жилу кабеля 8 к выходу 3-го разряда регистра 3. которые получают, как разность потенциалов между соответствующим выходом регистра 3 и первым общим зажимом 6 (ti - произвольный момент подсоединения щупа к жиле кабеля 8). Когда щуп 9 не подсоединен к жиле или при ее обрыве, потенциал на нем равен нулю. Если на общем зажиме 6 присутствует потенциал лог. О, а на выходе регистра 3 - лог. 1, то на щупе 9 потенциал лог. 1, при обратной полярности - отрицательный сигнал того же уровня, при одинаковых потенциалах на щупе потенциал лог. О.

На фиг.Зж и з представлены эпюры выходных сигналов селектора 11 отрицательных и селектора 12 положительных импульсов. Эти сигналы составляют две пачки нормированных по амплитуде униполярных импульсов, одна из которых соответствует последовательности отрицательных, другая - положительных импульсов на входах селекторов. Число импульсов во второй пачке подсчитывается счетчиком 13 и индицируется как номер жилы

На фиг.Зи показана импульсная последовательность на выходе элемента И 19. В интервалах времени ti - 13, t - ts конденсатор 24 заряжается (фиг.Зк) и в моменты времени t2, ta срабатывает пороговый элемент 21 (фиг.Зл) и производится индикация номера жилы.

При коротком замыкании между жилами сигналы на них получаются алгебраическим суммированием сигналов на каждой из них. В качестве примера на фиг.Зм представлена эпюра импульсов на жиле, подключенной к 5 разряду регистра 3, а .на фиг Зн - результирующая последовательность импульсов при замыкании этой жилы с жилой, подключенной к 3-му разряду (фиг.Зе). При этом амплитуда двух отрицательных и двух положительных импульсов уменьшается вдвое, поскольку сопротивления выходных цепей регистра одинаковы, в общем случае число таких импульсов равно разности номеров замкнутых между собой жил. На работу схемы это обстоятельство влияния не оказывает, так как,эти импульсы усиливаются и нормируются в селекторах,

выходные сигналы которых представлены на фиг.Зо и Зп.

Как видно из фиг.Зр, на выходе элемента И 19 появляется широкий импульс длительностью u - te, которая в общем случае зависит от количества и номеров замкнутых жил. В любом случае конденсатор 24 успевает за это время зарядиться до напряжения срабатывания порогового элемента 21 в

0 момент времени ts. Напряжение на конденсаторе 24 показано на фиг.Зе, на выходе порогового элемента 21 - на фиг.Зт. Формула изобретения 1. Устройство для определения номера

5 жилы кабеля, содержащее задающий генератор импульсов, N-разрядный регистр сдвига, элемент выдержки времени, первый источник питания, второй источник питания, счетчик импульсов, дешифратор, инди0 катор, электрический щуп, управляемый ключ, N зажимов для подключения жил кабеля, первый общий зажим для подключения к известному проводнику, причем N выходов N-разрядного регистра сдвига сое5 динены с N зажимами для подключения жил кабеля, последний из N выходов N-разряд- ного регистра сдвига соединен с первым входом элемента выдержки времени, выход которого соединен с первым входом N-раз0 рядного регистра сдвига, выход счетчика импульсов соединен с входом дешифратора, выход которого соединен с первым входом индикатора, второй вход которого соединен с выходом управляемого ключа,

5 отличающееся тем, что, с целью повышения производительности труда оператора за счет автоматического выявления замыкания жил кабеля, оно дополнительно содержит селектор отрицательных и селек0 тор положительных импульсов, блок выявления неисправности кабеля и логический элемент ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом задающего генератора импульсов и вторым входом элемента

5 выдержки времени, выход элемента ИЛИ соединен с вторым входом N-разрядного регистра сдвига и с первым общим зажимом, второй вход элемента ИЛИ соединен с первым входом элемента выдержки времени и

0 с последним выходом N-разрядного регистра сдвига, входы селектора отрицательных и селек ооа полжительных импульсов соединены с электрическим щупом, выход селектора отрицательных импульсов сое5 динен с R-входом счетчика импульсов и первым входом блока выявления неисправности кабеля, второй вход которого соединен с выходом селектора положительных импульсов, а первый выход - со счетным входом счетчика импульсов, а второй выход

соединен с управляющим входом управляемого ключа, вход которого соединен с пер оым выходом второго источника питании второй выход которого соединен с зажимом для подключения к известному проводнику

2. Устройство поп.1,стличающее- с я тем, что блок выявления неисправности кабеля содержит первый и второй элементы И, интегратор, пороговый элемент, триггер, первый вход первого элемента И соединен с первым входом триггера и является первым входом блока выявления неисправно

сти. второй вход первого элемента И соединен с первым входом второго элемента И и является вторым входом блока выявления неисправности, выход первого элемента И соединен с входом интегратора, выход которого соединен с входом порогового элемента, выход которого соединен с вторым входом триггера, выход которого соединен с вторым входом второго элемента И, выход которого является первым выходом блока выявления неисправности, вторым выходом которого является иыход порогового элемента

Изобретение относится к электротехнике и электронике, в частности для идентификации концов проводов в длинных жгутах, например в многожильных кабелях. Цель изобретения - повышение производительности труда за счет автоматического выявления замыкания жил кабеля. Устройство содержит задающий генератор 1 импульсов, элемент ИЛИ 2, N-разрядный регистр 3 сдвига, элемент 4 выдержки времени, источник 5 питания, зажим 6 для подключения к известному проводнику, N зажимов 7 для подключения проводников, контролируемый кабель 8, электрический щуп 9, зажим 10 для подключения к известному проводнику, селектор 11 отрицательных импульсов, селектор 12 положительных импульсов, счетчик 13 импульсов, узел 14 выявления неисправности, дешифратор 15, индикатор 16, управляемый ключ 17, источник 18 питания. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. 1L СО С о го о го OK

М2 tj

Фчг.2

7«в

Фиг.З