Устройство для определения расстояний до мест повреждения кабелей Советский патент 1982 года по МПК G01R31/08 

сованного фильтра и компаратора, при чем вход блока модулятора фазы соединен с выходом блока формирователя ЗОНДИРУЮ1ЦИХ импульсов, выходы блока модулятора фазы соединены с соответствующими входами блока , согласованно го фильтра, выход которого соединен : входом блока формирователя однополярных импульсов, выход которого сое динен с блоком компаратора, выход которого соединен с S-входом счетчика импульсов. На чертеже изображена структурная электрическая схема устройства. Схема содержит кнопку 1,- включения, блок 2 генератора старт-импульсов, блок 3 формирователя зондирующих импульсов,, блок 4 формирователя опорных импульсов, счетчик 5 импульсов, блок 6 К3-триггера,:блок 7 измерителя временных интервалов, первый блок 8 временной задержки, i блок 9 формирователя имйульсов повторного запуска,второй блок 10 временной задержки, клеммы 11 для подключения объекта контроля, блок 12 модулятора фазы, блок 13 согласованного фильтра для подключения , блок 14 компаратора. Устройство работает следующим образом. При нажатии кнопки 1 блок 2 вырабатывает одиночный старт-импульс,под действием которого счетчик 5 импульсов устанавливается в нулевое состояние, блок 6 RS-триггера - в едини гное, блок 7 измерителя временных интервалов - в исходное (нулевое), а блок 3 формирователя вырабатывает зондирующий радиоимпульс с длительностью mtд, , где га - число полупе рирдов (дискретов) , длительность полупериодов зондирующего сигнала. Зондирующий гармонический радиоим пульс с длительностью с выхода блока 3 формирователя поступает на вход блока 12 модулятора фазы, в котором осуществляется модуляция зондирующего сигнала по фазе в соответствии с кодом Баркера и вырабатывается экспо ненциальный видеоимпульс с длительностью Т,, , t J „д , где tj максимально возможная задержка зондирующе го импульса в исследуемом кабеле. Экспоненциальный видеоимпульс с первого выхода блока 12 модулятора фазы подается на первый вход согласо ванного блока 13 фильтра. Под действием этого импульса изменяется коэффициент передачи блока 13 согласован ного фильтра обратно пропорционально закону затухания зондирующего сигнала в кабельной линии связи.. Зондирующий радиоимпульс, промодулированный по фазе, с второго выхода блока 12 модулятора фазы через дополнительный блок 10 временной задержки подается на вход исследуемой кабельной линии связи и непосредственно на второй вход блока 13 согласованного фильтра. В блоке 13 согласованного фильтра осуществляется сверка (сжатие) фазоманипулированного зондирующего сигнала и вырабатывается короткий импульс, длительности koToporo равнаТд, а также короткие мпульсы длительностью t с амплитудой в т раз меньше основной, так называемые остатки , которые не содержат полезной информации. Сжатый сигнал с выхода блока 13 согласованного фильтра поступает на вход блока 4 формирователя однополярных импульсов, на .выходе которого вырабатываются видеоимпульсы, представляющие собой огибающую сжатого сигнала. Видеоимпульсы с выхода блока 4 подаются на вход блока 14 компаратора,который вырабатывает короткий счетный импульс только при воздействии основного импульса сигнала из сжатого сигнала.Для этого порог срабатывания блока 14 устанавливается выше возможного уровня остатков и помеховых сигналов. Счетный импульс с выхода блока 14 поступает на вход S счетчика 5 импульсов и устанавливает его триггер младшего разряда в единичное состояние, т.е. на инверсном выходе этого триггера устанавливается низкий уровень напряжения. Блок 9 вырабатывает импульс повторного запуска только тогда, когда одновременно на его обоих входах действуют единичные (высокие) уровни напряжения. Первый импуль повторного запуска вырабатывается после установления счетчика импульсов 5 в нулевое состояние. Однако под действием первого импульса повторного запуска блок 3 не вырабатывает второго зондирующего импульса, так как на его первом входе еще продолжает действовать старт-импульс. Таким свойством обладают многие известные релаксационные формирователи. Отраженный от места повреждения кабеля фазокодоманипулированный сигнал появляется на втором входе блока 13 согласованного фильтра после выдачи зондирующего сигнала через время, определяемое задержкой зондирук)щего и отраженного сигналов в испытуемом кабеле и в блоке 10 временной задержки. Под действием отраженного сигнала блок 13,согласованного фильтра, блок 4 формирователя однополярных импульсов и блок 14 вырабатывают второй счетный импульс, который поступает на счетчик 5 импульсов и изменяет его состояние. На инверсном выходе младшего разряда счетчика 5 возникает единичный уровень напряжения, т.е. выполняете условие срабатывания блока 9 формирователя импульсов повторного запуска. Блок 3 вырабатывает второй гармонический зондирующий радиоимпульс, который поступает на бло 12 модулятора фазы. Под действием этого импульса на первом выходе блока 12 вырабатывается второй экспонен циальный импульс, а на втором - зон|Дирующий фазокодоманипулированный сигнал, который через блок 10 временной задержки поступает в исследуемый кабель и непосредственно на второй вход блока 13 согласованного фильтра. В результате обработки второго зондирующего сигнала с помощью блока 13 согласованного фильтра,блока 4и блока 14 на входе счетчика 5 появляется третий счетный импульс, который измеряет состояние счетчика 5. При этом триггер младшего разряда счетчика 5 устанавливается в единичное состояние (на инверсном выходе низкий уровень напряжения). Блок 9 формирователя импульсов повторного запуска устанавливается в исходное состояние. При поступлении второго и последу ющих отраженных сигналов процессы повторяются до тех пор, пока на выходе счетчика 5 импульсов (на прямом выходе старшего разряда)не устанавливается единичный уровень напряжения, а на инверсном выходе старшего разряда - низкий уровень напряжения, при котором нарушаются условия срабатывания блока 9 формирователя импульсов повторного запуска. I При установлении единичного уровня напряжения на выходе счетчика 5 импульсов (на прямом выходе старшего разряда) блок 6 RS-триггера устанавливается в нулевое состояние. Блок 7 измерителя временных интервалов фиксирует ЧИСЛОМ--- , где Тр измеряемый временной интер вал (длительность положительного процесса на выходе блока б RS-триггера), который определяется коэффициентом пересчета счетчика 5 импульсов, т.е. чис лом т. зондирований исследуемого кабеля за одно измерение и задержками зондирующего и отраженного сигналов в блоках 8 и 10 временной задержки; период следования счетных импульсов в блоке 7 измери теля временных интервалов. Обеспечивая, напрмер, соответству ющий коэффициент пересчета счетчика 5импульсов или период счетных импульсов Тэ в блоке 7 и представляя число N подсчитанных импульсов в десятичной форме, результаты измерения можно регистрировать в десятичной форме (км). Полученный результат измерения N, в общем случае, в п раз больше реального. Это необходимо учитывать при реализации отсчетного устройства. Введение в состав устройства мрд улятора фазы, согласованного фильтра и компаратора обеспечивает его работоспособность при гармоническом зондирующем радиоимпульсе с большой мощностью. Повышение мощности зондирующего сигнала достигается за счет увеличения его длительности. Чтобы сохранить высокую точность и разрешающую способ,ность осуществляется модуляция зондирующего сигнала по фазе, например, по коду Баркера или в более общем случае по закону М-кода с последующим сжатием (оптимальной обработкой) в согласованном фильтре доТд как зондирующий, так и- отраженныхсигналов. Введение в состав устройства компаратора обеспечивает повышение помехозащищенности,т.е. исключается срабатывание устройства от помеховых отражённых сигналов и от остаточных после сжатия импульсов. Анализ показывает, что в предлагаемом устройстве мощность зондирующего сигнала примерно на порядок выше по сравнению с известным (в m раз). Расчеты свидетельствуют о том,что предлагаемое устройство позволяет увеличить дальность устойчивого зондирования исследуемых кабелей на , длина исследуемых кабелей при зондировании короткими видеоимпульсами; длина исследуемых; кабелей при зондировании фазокодоманипулированным сигналом; коэффициент ослабления сигнала в кабеле; число дискрет фазокодонанипулированного сигнала. Таким образом, устройство превосходит известное по дальности зондирования кабелей примерно на порядок. При этом сохраняются высокими точность и разрешающая способность. Формула изобретения Устройство для определения расстояний до мест повреждения кабелей, содержащее кнопку включения, соединенную через блок генератора стартимпульсов с первым входом блока формирователя зондирующих импульсов, блок формирователя однополярных импульсов, счетчик импульсов, соответствующие выходы которого соединены с входами блока формирователя импульсов повторного запуска, выход которого соединен с вторым входом блока

Формирователя зондирующих импульсов первый блок временной задержки, вход которого соединен с выходом блока генератора старт-импульсов и с R-выходом счетчика импульсов, выход первого блока временной задержки соединен с S-входом блока RS-триггера и с R-входом блока измерителя временных интервалов, соответствующий выход счетчика цмпульсов соединен с R-входом блока RS-триггера выход которого соединен с J-входом блока измерителя временных интервалов, второй блок временной задержки, выход которого соединен с, клеммами для подключения объекта контроля, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения,в него введены блоки модулятора фазы, согласованного фильтра и компаратора-, причем вход блока модулятора фазы соединен с выходом блока формировате.ля зондирующих импульсов, выходы блока модулятора фазы соединены с соответствующими входами блока согласованного фильтра, выход которого соединен с входом блока формирователя однополярных импульсов, выход которого соединен с блоком компаратора, выход которого соединен с S-входом счетчика импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертиээ 15 1, Авторское свидетельство СССР № 573780, кл. G 01 R 31/08, 1976.