УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАССТОЯНИЯ ДО МЕСТА ПОВРЕЖДЕНИЯ ПРОВОДОВ И КАБЕЛЕЙ ЛОКАЦИОННЫММЕТОДОМ1'2 Советский патент 1970 года по МПК G01R31/11 

Известные устройства для определения расстояния до места повреждения проводов и кабелей локационным методом, содержащие блок питания, генераторы тактовых, зондирующих и измерительных импульсов и линейно изменяющегося напрял ения, компаратор, импульсный модулятор и усилители, не устойчивы к помехам на линии, не обеспечивают высокой точности при определении расстояния до места повреждения и сложны по устройству, так как обычно в качестве индикатора используют электроннолучевую трубку.

Предлагаемое устройство для повышения помехоустойчивости, точности и упрощения снабжено измерителем напряжения постоянного тока, интеграторами с двумя конденсаторами, двумя переключателями, коммутатором и блоком импульсов управления. Указанный измеритель напряжения включен между зажимами двух конденсаторов интеграторов, подключенных соответственно к выходам одного переключателя и входам другого, причем вход первого переключателя соединен с выходом усилителя, а выход второго - со входом импульсного модулятора. Управляющие входы переключателей подсоединены к первому выходу блока импульсов управления, подключенного своим входом к тактовому генератору и формирующего прямоугольные импульсы-меандры на указанном первом выходе и однополярные импульсы на втором выходе, подключенном ко входу генератора линейно изменяющегося напряжения. Коммутатор, замыкающий и размыкающий цепь между первым выходом генератора линейно изменяющегося напряжения и входом генератора зондирующих импульсов, имеет унравляющий вход, присоединенный к первому выходу блока импульсов унравления.

Для устранения влияния на работу устройства паразитных импульсов блока питания и повыщения стабильности напряжения питания блок питания снабжен преобразователем, выполненным на основе двухтактного полупроводникового генератора прямоугольных имнульсов управления, к коллектору одного из транзисторов которого подключен вход блока импульсов управления.

Для развязки генератора измерительных импульсов от низкого входного сопротивления контролируемого кабеля и расширения динамического диапазона измерения импульсный модулятор может быть вынолнен по схеме последовательного соединения диода с переходом эмиттер-коллектор транзистора, включенного по схеме с общей базой, и конденсатора, причем смещение с выхода второго переключателя и измерительные имнульсы подаются на один из электродов диода, а напряжение с контролируемого кабеля - на базу транзистора. Для обеспечения возможности регулирования задержки зондирующего импульса относительно тактового без снижения точности измерения генератор линейно изменяющегося напряжения может быть выполнен по схеме заряда конденсатора через резистор от высокопотенциального источника, к конденсатору которого подключена через днод и резистор, соединенный с дополнительным источником, база транзистора, включенного по ключевой схеме с порогом открывания, регулируемым потенциалом эмиттера, а с коллектора снимается сигнал к коммутатору. На фиг. 1 приведена принципиальная блоксхема предлагаемого устройства; на фиг. 2 и 3 изображены эпюры напрял ений на входе и выходе блоков фиг. 1; на фиг. 4 - принципиальная электрическая схема генератора линейно изменяющегося напряжения; на фиг. 5 - принципиальная электрическая схема импульсного модулятора. Преобразователь питания 1 выполняет одновременно функции тактового генератора и вырабатывает прямоугольные импульсы-меандры (см. фиг. 2,а), поступающие на вход блока 2 импульсов управления. Этот блок формирует на своем выходе 1 меандры вдвое меньшей частоты (фиг. 2,6) и однополярные прямоугольные импульсы на своем выходе // (фиг. 2,б). Последние запускают генератор 3 линейно изменяющегося напряжения, вырабатывающий на выходе / короткие импульсы (фиг. 2,г), идущие через коммутатор 4 на запуск генератора 5 зондирующих имнульсов (фиг. 2,д) и на выходе // линейно изменяющееся напряжение (фиг. 2,ж), поступающее на вход / компаратора 6. Образование коротких импульсов, фронт которых точно совпадает с началом (нулевым уровнем) линейно изменяющегося напрял :ения, обеспечивающего точность измерений, достигается схемой, показанной на фиг. 4. Упомянутые прямоугольные импульсы, поступающие на вход блока 2, запирают ключ управления, шунтирующий конденсатор Сь давая возможность этому конденсатору заряжаться одновременно от источника i через резистор Ri и от источника EZ через резистор RZ- По достижении напряжения на конденсаторе уровня напряжения эмиттера транзистора TI (нулевого уровня) последний открывается, и на его коллекторе выделяется короткий импульс (фиг. 2,г), поступающий к коммутатору 4. Одновременно запирается диод Дь обеспечивая участие в заряде конденсатора Ci только высокопотенциального источника EI (фиг. 2,ж), то есть отсутствие искажений линейно изменяющегося напряжения. Компаратор 6 (фиг. 1) имеет вход , на котором оператор, производящий измерение, устанавливает потенциометром тот или иной уровень напряжения. Так как на выходе компаратора выделяется импульс в момент достижения линейно изменяющимся напряжением тельно, интервал времени между посылкой зондирующего импульса (фронтом короткого импульса из генератора 3) и импульсол с выхода компаратора 6 пропорционален уровню напряжения на его входе //. Этот интервал времени прямо пропорционален расстоянию до просматриваемой оператором точки линии. Поэтому потенциометр на входе // компаратора отградуирован в метрах. Импульсы с выхода компаратора 6 синхронно запускают генератор измерительных импульсов 7 (фиг. 3,а), импульсы с выхода которого попадают на вход П импульсного модулятора 8. На вход / этого модулятора поступает напрял ение с контролируемого кабеля, состоящее калсдый нечетный такт (от импульсов управления с блока 2) из зондирующих и отрал :енных импульсов вместе с помехами (коммутатор 4 замкнут) и четный такт только из помех (коммутатор 4 разомкнут). С выхода модулятора 8 импульсы (фиг. 3,к) поступают в усилитель-расщиритель 9, который увеличивает их длительность, сохраняя амплрпуду. Расширенные имнульсы через переключатель 10 поочередно поступают (в соответствии с управляющими импульсами с выхода / блока 2) нечетный такт на один из конденсаторов 11 и каждый четный такт - на другой. Напряжение с конденсаторов с помощью второго аналогичного переключателя 12 поочередно поступает на вход // модулятора 8, обеспечивая отрицательную обратную связь для его устойчивой и точной работы в больщом динамическом диапазоне. Такой эффект достигается с помощью схемы импульсного модулятора, представленной на фиг. 5. До прихода очередногсз измерительного импульса от блока 7 диод Да и транзистор TS закрыты. В зависимости от смещения на аноде диода по обратной связи от нереключателя 12 и мгновенного значения напрялсения от измеряемого кабеля на базе транзистора к конденсатору Cz и далее к усилителю 9 приходит некоторая часть измерительного импульса (фиг. 3,к), пропорциональная напрял :ению на кабеле в момент прихода импульса от генератора измерительных импульсов 7. Соответствующие части измерительных имульсов, пройдя усилитель-расширитель 9 и ереключатель 10, подзаряжают через такт онденсаторы 11, соответственно изменяя смеения от обратной связи на диоде Д2. Через есколько тактов в замкнутом контуре блоков -.9-10--11-12-8 отрабатывается устаноивщийся режим, и на конденсаторах // устаавливается нанряжение, пропорциональное мпульсным напряжениям на кабеле в точке росмотра, то есть при заданном временном двиге относительно зондирующего импульса фиг. 3,л, м, н). Разность напряжений с конденсаторов 11 змеряется прибором 13. Помехи при этом выПо мер передвижения оператором ручки погенциометра, связанной с отградуированной в метрах шкалой, на входе // блока б показание прибора 13 изменяется соответственно импульсному напряжению на кабеле для этих расстояний от его начала.

Точка шкалы потенциометра, в момент прохождения которой прибор 13 начинает давать резкое отклонение (отраженный импульс), соответствует расстоянию до места повреждения.

Поскольку заметное перемещение потенциометра происходит не быстрее десятых долей секунды, то за это время успевают пройти десятки тактов работы устройства (частота порядка 10 кгц) и отрабатываться напряжения на конденсаторах //. Поэтому показание прибора 13 устойчиво соответствует импульсной характеристике линии для каждой ее точки.

Предмет изобретения

1. Устройство для определентя расстояния до места повреждения проводов и кабелей локационным методом, содержащее блок питания, генераторы тактовых, зондирующих и измерительных импульсов и линейно изменяющегося напряжения, компаратор, ИМПУЛЬСНЫЙ модулятор и усилители, отличающееся тем, что, с целью повыщения помехоустойчивости, точности и упроп1ения устройства, оно снабжено измерителем напряжения постоянного тока, интеграторами с двумя конденсаторами, двумя переключателями, коммутатором и блоком импульсов управления, причем указанный измеритель напряжения включен между зажимами двух конденсаторов интеграторов, подключенных соответственно к выходам одного переключателя и входам другого, при этом вход первого переключателя соединен с выходом усилителя, а выход второго - со входом импульсного модулятора, управляющие входы переключателей подсоединены к первому выходу блока импульсов управления, подключенного своим входом к тактовому генератору и формирующего нрямоугольные импульсымеандры на указанном первом выходе и однополярные импульсы на втором выходе, подключенном ко входу генератора линейно изменяющегося напряжения; вышеуказанный коммутатор, замыкающий и размыкающий цепь между первым выходом генератора линейно изменяющегося напряжения и входом генератора зондирующих импульсов, имеет управляющий вход, присоединенный к первому выходу блока импульсов управления.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью устранения влияния на работу устройства паразитных импульсов блока питания и повышения стабильности напряжения питания, блок питания снабжен преобразователем, выполненным на основе двухтактного полупроводникового генератора прямоугольных импульсов, к коллектору одного из транзисторов которого подключен вход блока имплльсов управления.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью развязки генератора измерительных ИМПУЛЬСОВ от низкого входного сопротивления контролируемого кабеля и расширения динамического диапазона измерения, импульсный людллятор выполнен по схеме последовательного соединения диода с переходом эмиттер-коллектор транзистора, включенного по схем,е с общей базой, и конденсатора, причем смещение с выхода второго переключателя и

измерительные ИМПУЛЬСЫ подаются на один из электродов диода, а напряжение с контролируемого кабеля - на базу транзистора.

4. Устройство по п. I, отличающееся тем, что, с целью обеспечения возможности регулирования задержки зондирующего импУльса относительно тактового без снижения точности измерения, генератор линейно изменяющегося напряжения выполнен по схеме заряда конденсатора через резистор от высокопотенциального источника, к конденсатору которого подключена через диод и резистор, соединенный с дополгнительным источником, база транзистора, включенного по ключевой схеме с порогом открывания, регулируемым потенциалом эмиттера, а с коллектора снимается сигнал к коммутатору.

f. О

От блока 5