DE3426490A1

DE3426490A1 - Geraet und verfahren zur fehlerortung bei einer fernsprechleitung

Info

Publication number: DE3426490A1
Application number: DE3426490A
Authority: DE
Inventors: Raymond Mark Whippany N.J. Bulley
Original assignee: American Telephone and Telegraph Co Inc
Current assignee: AT&T Corp
Priority date: 1983-07-20
Filing date: 1984-07-18
Publication date: 1985-01-31
Also published as: CA1210452A; GB8418396D0; GB2144307A; GB2144307B; JPS6042972A; DE3426490C2; US4543524A

Description

Gerät und Verfahren zur Fehlerortung bei einer Fernsprechleitung

Die Erfindung betrifft Systeme zur Fehlerortung bei Übertragungsleitungen und im einzelnen im Verfahren und eine Vorrichtung zur Feststellung auf welcher Seite einer Wartungsanschlußeinheit sich ein Fehler befindet. Die Verwendung von Vorrichtungen zur Fehlerortung bei einer Übertragungsleitung wird insbesondere in Verbindung mit Fernsprechanlagen immer wichtiger. Bei Fernsprechteilnehmerleitungen stellen viele Teilnehmer ihre eigenen Anschlußeinrichtungen bereit und installieren ihre eigenen Leitungen. In typischer Weise ergibt sich dann ein Problem bei der Feststellung, ob sich ein Fehler, der die Fernsprechbedienung unterbricht, auf der Teilnehmerseite einer Netzwerk-Teilnehmerschnittstelle (NCI von network~_customer interface) befindet oder ob der Fehler auf der Netzwerkseite aufgetreten ist, anders gesagt, auf der Seite der Fernsprechgesellschaft (amtsseitig). Man beachte, daß die Netzwerk-Teilnehmerschnittstelle sich einfach nur auf einen Verbindungspunkt des amtsseitigen Abschnittes der Teilnehmerschleifer oder Übertragungsleitung und des teilnehmerseitigen Abschnittes bezieht.

Außerdem können Fehler auf beiden Seiten auftreten, d.h., ein Fehler tritt auf der Teilnehmerseite und ein anderer Fehler auf der Seite der Fernsprechgesellschaft (amtsseitig) der NCI-Schnittstelle auf. In diesem Fall ist es wichtig, festzustellen, auf welcher Seite der Schnittstelle ein Fehler vorliegt, der die Fernsprechbedienung unterbrochen hat. Häufig ist dies deswegen von Bedeutung, weil die Fernsprechgesellschaft gegebenenfalls einen Fehler auf ihrer Seite der Schnittstelle feststellt, eine Wartungsperson zur Beseitigung des Fehlers ausschickt und dann feststellt, daß der Fehler, der die Unterbrechung verursacht hat, tatsächlich auf der Teilnehmerseite lag.

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Es ist daher wichtig, daß nicht nur der Ort des Fehlers feststellbar ist, sondern auch die Größe der Fehler, die sich auf beiden Seiten der Schnittstelle befinden, berechnet werden kann* Solche Feststellungen können einer Fernsprechgesellschaft oder einer ähnlichen Versorgungseinrichtung die Möglichkeit geben, genau und auf wirtschaftliche Weise zu bestimmen, ob der jeweilige Fehler, der eine Unterbrechung bewirkt, sich auf ihrer Seite oder auf der Seite des Teilnehmers befindet.

Außerdem würde eine genaue Fehlerortung dieser Art besonders hilfreich für eine Fernsprechgesellschaft sein. Häufig bestimmt nämlich die Art und Schwere des Fehlers, welche Wartungsperson zur Beseitigung des Fehlers eingesetzt werden soll. Eine Fehlerortungseinrichtung der gerade beschriebenen Art würde also helfen, einen Fehler wirtschaftlicher zu reparieren.

Ähnliche Probleme ergeben sich in Übertragungsanlagen, bei denen es erwünscht ist, einen Fehler in einem oder einem anderen Abschnitt der übertragungsleitung zu orten, beispielsweise in einem frei zugänglichen oder einem in der Erde liegenden Abschnitt, einem Abschnitt innerhalb oder außerhalb von Gebäuden, in Abschnitten, die in gemeinsamem Eigentum stehen usw.

Die Lösung der sich daraus ergebenden Aufgabe ist in den Patentansprüchen 1 und 5 angegeben.

Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird eine Wartungsanschlußeinheit mit einer vormagnetisierten Induktivität verwendet. Die Einheit umfaßt eine Induktivität mit sättigbarem Kern, die an eine Übertragungsleitung angeschlossen ist, einen dicht bei der Induktivität angeordneten Permanentmagneten und einen identifizierbaren Abschluß, der auf der Teilnehmerseite der Induktivität über die Übertragungsleitung geschaltet ist. Die Einheit ist direkt bei der NCI-Schnittstelle in Reihe mit dem Adernpaar einer Übertragungsleitung geschaltet. Diese Einheit liefert in Verbindung mit einer Prüfvorrichtung, die sich an einer entfernten Stelle (einer Wartungszentrale der Fernsprechgesellschaft) befindet, die zur Feh-

—ΟΙ lerortung erforderlichen Informationen. Die Prüfeinrichtung enthält bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel einen Wechselstromgenerator und einen variablen, über die Übertragungsleitung geschalteten Gleichstromgenerator sowie ein an die Leitung angeschaltetes Hochpassfilter. Das Ausgangssignal des Hochpassfilters ist an einen Spektrum-Analysator sowie zur Erläuterung an ein Oszilloskop angeschaltet.

Die verschiedenen Teile der Prüfeinrichtung werden durch eine Steuerung zur Fehlerortung auf die folgende Weise gehandhabt. Die Steuerung kann eine Person sein, die die Folge von Operationen versteht, oder ein Rechner mit einem Programm, das die erforderliche Folge von Operationen verwirklicht.

Der Wechselstromgenerator sendet vorzugsweise ein niederfrequentes, sinusförmiges Wechselstromsignal (in typischer Weise 60 Hz) über die übertragungsleitung zur Wartungsabschlußeinheit. Diese erzeugt unter Ansprechen auf das Wechselstromsignal eine Folge von Spannungsspitzen, die dem Wechselsignal überlagert sind. Die überlagerten spitzenförmigen Signale kehren über die Übertragungsleitung zur Prüfeinrichtung in der Wartungszentrale zurück. In der Prüfeinrichtung wird das Signal über Widerstände an ein Hochpassfilter angekoppelt, von wo es zu dem-Spektrum-Analysator gegeben wird. Außerdem kann man das spitzenförmige Signal auf einem Oszilloskop sehen, das parallel zum Spektrum-Analysator geschaltet ist.

Die positiven und negativen Spannungsspitzen, die man auf dem Oszilloskop sieht, haben keinen gleichmäßigen zeitlichen Abstand. Diese zeitliche Verlagerung wird durch eine konstante magnetomotorische Kraft im Kern der Induktivität verursacht, die durch den Permanentmagneten erzeugt wird. Diese konstante magnetomotorische Kraft wird als vormagnetisierende magnetomotorische Kraft bezeichnet. Danach wird ein variables Gleichstromprüfsignal an die Übertragungsleitung gegeben, um zu versuchen, die durch den Permanentmagneten erzeugte, vormagnetisierende magnetomotorische Kraft auf Null zu bringen.

Der Wert des durch die Wicklungen der Induktivität fließenden Gleichstroms, der die vormagnetisierende magnetomotorische Kraft genau auslöscht, wird als -Lj₃JaO bezeichnet. Jede Wartungsanschlußeinheit in der Fehlerortungsanlage wird beim Hersteller so geeicht, daß sie genau die gleiche vormagnetisierende magnetomotorische Kraft und demgemäß den gleichen Wert 1^₁₀₃ besitzt.

Wenn die durch den Permanentmagneten erzeugte vormagnetisierende magnetomotorische Kraft nicht durch das Gleichstromprüfsignal ausgelöscht werden kann, befindet sich der Fehler vor der Wartungsanschlußeinheit oder auf der Amtsseite oder der Seite der Fernsprechgesellschaft der Einheit.

Wenn das Gleichstromprüfsignal so eingestellt werden kann, daß es die durch den Permanentmagneten erzeugte, vormagnetisierende magnetomotorische Kraft auslöscht, so ist ein Fehler hinter der Wartungsanschlußeinheit aufgetreten, d.h., bei diesem Ausführungsbeispiel auf der Teilnehmerseite der Einheit. Es kann jedoch ein gleichzeitiger Fehler auf der Amtsseite vorliegen. Daher wird der Wert des Gleichstromprüfsignals mit Hilfe üblicher Verfahren gemessen. Bei einem Ausführungsbeispiel liegt, wenn bei dem Nullzustand der Wert des Gleichstromprüfsignals gleich i"k_ias ist, ein Fehler nur auf der Teilnehmerseite der Wartungsanschlußeinheit vor. Wenn der Wert des Gleichstromprüf signals größer als i^ias ist, dann liegt ein Fehler auf beiden Seiten der Wartungsanschlußeinheit vor.

Bei dem Ausführungsbeispiel kann das Oszilloskop oder der Spektrum-Analysator zusammen mit dem Wert des variablen Gleichstromprüfsignal in Verbindung mit der Wartungsanschlußeinheit benutzt werden, um 1) festzustellen, auf welcher Seite der Wartungsanschlußeinheit der Fehler aufgetreten ist, und 2) um den Widerstandswert des Fehlers auf jeder Seite der Wartungsanschlußeinheit zu bestimmen. Der Spektrum-Analysator kann sich mit Vorteil bei dem Ausführungsbeispiel verwenden lassen, um genauer denjenigen Punkt anzugeben, an welchem ein Nullzustand

auftritt.

In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine Übertragungsleitung mit einer Wartungsanschlußeinheit, die eine vormagnetisierte Induktivität enthält, und einer angeschalteteen Prüfeinrichtung;

Fig. 2 ein durch die Wartungsanschlußeinheit erzeugtes spitzenförmiges Spannungssignal;

Fig. 3 eine Annäherung des Signals gemäß Fig. 2 mit Rechteckimpulsen;

!Q Fig. 4 das spitzenförmige Spannungssignal beim Nullzustand;

Fig. 5 eine Annäherung des Signals gemäß Fig. 4 mit Rechteckimpulsen;

Fig. 6 eine Fourier-Transformation des Signals gemäß Fig. 3;

Fig. 7 eine Fourier-Transformation des Signals gemäß Fig. 5.

Gemäß Fig. 1 vermindert eine Fernsprechteilnehmerleitung 11,13 die Wartungszentrale 10 einer Fernsprechgesellschaft mit einer Teilnehmereinrichtung 12, die eine eigene Innenverdrahtung besitzt. Bei der Teilnehmereinrichtung 12 ist eine Wartungsanschlußeinheit (MTU von maintenance termination unit) 30 gezeigt, die eine Induktivität 31 mit sättigbarem Kern enthält. Die Induktivität 31 besitzt einen Kern 14 und zwei Wicklungen 15*17. Diese sind wiederum mit den Adern 11 bzw. 13 der Teilnehmerleitung verbunden Andererseits sind die Wicklungen 15, 17 mit Adern 19 bzw. 21 der Innenverdrahtung verbunden.

Dicht neben der Induktivität 31 ist als Teil der Einheit 30 ein Permanentmagnet 90 angeordnet. Der Kern 14 ist vorzugsweise ein aus einem Band gewickleter Kern, und die dielektrische Beschichtung des Bandes erzeugt einen spiralförmigen Spalt 93 innerhalb des Kerns. Der Permanentmagnet erzeugt in Verbindung mit dem spiralförmigen Luftspalt 93 eine vormagnetisierende magnetonjotorische Kraft im Kern 14. Der Permanentmagnet 90 induziert ein radial gerichtetes Magnetfeld im Kern 14. Der spiralförmige Luftspalt 93 im Kern 14 wandelt einen

Teil des radialen Feldes in eine in Umfangsrichtung verlaufende, vormagnetisierende magnetomotorische Kraft. Diese magnetomotorische Kraft ist ähnlich der, die mit einer zusätzlichen Wicklung erzeugt werden könnte, die einen Gleichstrom mit dem Wert L, führt. Über die Adern 19,21 ist ein Abschlußnetzwerk 16 gelegt, das ebenfalls Teil der Wartungsanschlußeinheit 30 ist und in Reihe einen Varistor 151» einen Kondensator 18 und einen Widerstand 20 mit parallel zum Widerstand 20 geschalteten Kondensator 22 enthält.

Die angeschlossene Einrichtung, beispielsweise ein Fernsprechapparat 24, enthält in üblicher Weise einen Wecker 26 und einen Kondensator 28, die dauernd zwischen die Adern 19 und 21 geschaltet sind.

Die Wartungsanschlußeinheit 30 wird bevorzugt beim Eintritt der Fernsprechleitung 11,13 in die Teilnehmereinrichtung 12 auf dem Gelände des Teilnehmers, und zwar üblicherweise nahe und teilnehmerseitig einer Schutzeinrichtung (nicht gezeigt) angeordnet.

Es ergibt sich, daß die Wicklung 15 der Induktivität, die auf einer Seite mit der Ader 11 und auf der anderen Seite mit der Ader 19 verbunden ist, eine kontinuierliche und dauernde Verbindung zwischen der Verraittlungseinrichtung im Vermittlungsamt 34 und dem Fernsprechapparat 24 herstellt. Auf ähnliche Weise sorgt die Ader 13, die Wicklung 17 und die Ader 21 für eine kontinuierliche und dauernde Verbindung zwischen der Vermittlungsausrüstung 34 und dem Fernsprechapparat 24. Die Adern 11,15,19 und 13,17,21 werden gelegentlich auch als a- bzw. b-Adern bezeichnet.

Im normalen Fernsprechbetrieb fließt üblicherweise ein minimaler Schleifenstrom von etwa 20 mA über die Teilnehmerleitung 11,13. Ein solcher Schleifenstrom sättigt den Kern 14, so daß die Induktivität 31 im wesentlichen transparent für überlagerte Signale, beispielsweise Sprachsignale ist. Unter normalen Betriebsbedingungen beeinflußen demgemäß die Induktivität 14 und das Abschlußnetzwerk 16 die Nachrichtenübertragung

nicht.

Ein Wechselstromgenerator 48, der Teil der Einrichtung 98 ist, umfaßt eine Wechselstromquelle 51 und einen Transformator 52, bei dem eine Seite der Primärwicklung 60 über die Leitung 72 mit der Wechselstromquelle 51 verbunden ist. Die andere Seite der Primärwicklung 60 liegt über eine Leitung 71 an einer Seite eines Widerstandes 57, dessen andere Seite über eine Leitung 74 mit der Wechselstromquelle 51 und Erde verbunden ist.

Die Einrichtung 98 enthält außerdem ein Hochpassfilter 92, dessen Eingang über die Leitung 71 mit einer Seite des Widerstandes 57 verbunden ist. Der Ausgang des Filters 92 liegt über eine Leitung 102 an einem Spektrum-·Analysator 91 sowie an einem Oszilloskop 53-Das Hochpassfilter 92 verhindert, daß die niedrige Frequenz (60 Hz) des Wechselstromsignals den Spektrum-Analysator 91 und das Oszilloskop 53 übersteuern. Die Sekundärwicklung 61 des Transformators 52 ist auf einer Seite über eine Leitung 73 mit den b-Adern 42 und 13 verbunden. Die andere Seite der Sekundärwicklung 61 des Transformators 52 ist über eine Leitung 75 und. einen Kondensator 54 mit den a-Adern 40 und 11 verbunden. Der Kondensator 54 verhindert, daß ein Gleichstrom aus dem Gleichstromgenerator 56 über die Transformatorwicklung 61 fließt.

Der variable Gleichstromgenerator 56 ist über Leitungen 40 bzw. 42 mit den a- bzw. b-Adern 11 bzw. 13 verbunden. Der Generator 56 kann außerdem durch Betätigung der Schalter 210 bzw. 211 zwischen die a-Ader und Erde bzw. die b-Ader und Erde geschaltet werden. Die Steuerung 50 überwacht die Arbeitsweise des Spektrum-Analysators 91, des Oszilloskops 53, des variablen Gleichstromgenerators 56 und der Wechselstromquelle 51 über Adern 94, 95,96 bzw. 97.

Wenn die Teilnehmerschleife als fehlerhaft gemeldet wird, muß festgestellt werden, ob der Fehler sich auf der Teilnehmerseite oder der Amtsseite der Wartungs-

anschlußeinheit 30 befindet. Außerdem ist es wichtig, festzustellen, ob ein Fehler auf beiden Seiten der Einheit 30 vorliegt. Nachdem festgestellt worden ist, wo sich der Fehler befindet, wird eine Wartungsperson beauftragt, den Fehler zu beheben. Wenn andererseits der Teilnehmer Eigentümer des Abschnittes der Teilnehmerschleife hinter der Wartungsanschlußeinheit 30 ist, wird durch die Fehlerordnung der Verantwortlichkeit zur Beseitigung des Fehlers festgelegt.

Durch das folgende Prüfverfahren läßt sich der Ort eines Fehlers bestimmen.

Wenn ein Fehler gemeldet wird, so wird die Vermittlungseinrichtung 34 veranlaßt, die Prüfeinrichtung 98 mit der zu prüfenden Teilnehmerschleife (Adern 11 und

13) zu verbinden. Die Steuerung 50 veranlaßt danach, die Wechselstromquelle 51, ein Wechselstromprüfsignal zwischen die a- und b-Adern 11 und 13 zu legen. Das Wechselstromprüfsignal fließt über den Transformator 52 und die Teilnehmerschleife 11,13 durch die Wicklung der Induktivität, wobei bewirkt wird, daß der im Kern 14 induzierte Magnetfluß periodisch umgeschaltet wird.

Die Umschaltung des Magnetflusses induziert eine Spannung in den Wicklungen 15 und 17, die in Form einer Folge von Spannungsspitzen überlagert auf dem Wechselstromprüfsignal erscheinen. Das Abschlußnetzwerk 16 und, falls vorhanden, der Wecker 24 schließen den Stromweg sowohl für das Wechselstromprüfsignal als auch das spitzenförmige Signal. Im einzelnen vervollständigt der Kondensator 22 den Stromweg für das spitzenförmige Signal. Demgemäß kann dieses Signal über die Teilnehmerschleife 11,13 zurück zur Prüfeinrichtung 98 laufen. Der Widerstand 57 führt das spitzenförmige Signal und auch das Wechselstromprüfsignal dem Hochpassfilter 92 zu. Die durch den Permanentmagneten 90 erzeugte, vormagnetisierende magnetomotorische Kraft bewirkt, daß die Spannungsspitzen entsprechend der Darstellung in Fig. ungleichmäßigen Abstand besitzen. Wenn jedoch ein Gleichstrom mit dem Wert i^_ias und entsprechendem Vor-

zeichen durch die Wicklung 15, einen Fehlerwiderstand zwischen den Adern 19,21 und zurück über die Wicklung 17 fließt, dann kompensiert dieser Strom die vormagnetisierende magnetomotorische Kraft und die Spannungsspitzen haben entsprechend der Darstellung in Fig. 4 gleichen Abstand,

Das spitzenförmige Signal kehrt über die Schleife zurück und wird dem Hochpassfilter 92 über den Widerstand 57 und die Leitung 71 zugeführt..Das Hochpassfilter 92 sperrt den niederfrequenten Anteil des über die Schleife zurückkehrenden Signals und überträgt den Rest des Sig~ nals zum Oszilloskop 53. Dort wird das Signal entsprechend der Darstellung in Fig. 2 mit dem ungleichen Abstand zwischen den positiven und negativen Spannungsspitzen 200 und 201 abgebildet.

Bei diesem Ausführungsbeispiel erzeugt der variable Gleichstromgenerator 56 ein Gleichstromprüfsignal, das zur Kompensation der vormagnetisierenden magnetomotorischen Kraft des Kern 14 benutzt wird. Dieser Null-Abgleich wird erreicht, wenn die positiven und negativen Spannungsspitzen 200 und 201 entsprechend der Darstellung in Fig. 4 gleichen Abstand voneinander haben.

Die Steuerung 50 veranlaßt den variablen Gleichstromgenerator 56, eine Auslöschung der durch den Permanentmagneten erzeugten magnetomotorischen Kraft zu versuchen. Wenn nach Einstellung des variablen Gleichstromgenerators auf seinen maximalen Strom trotzdem keine Änderung in der zeitlichen Beziehung zwischen den positiven und negativen Spannungsspitzen 200 und 201 erreicht wird, dann fließt kein Gleichstrom über die Wartungsanschlußeinheit 30 und folglich liegt der Fehler auf der Amtsseite der Einheit 30. Dann kann die Fernsprechgesellschaft oder eine ähnliche Einrichtung ihr jeweiliges Wartungspersonal ausschicken.

Wenn jedoch der Mull-Abgleich erreicht wird und der vom variablen Gleichstromgenerator 56 gelieferte Strom gleich dem Wert i_bias ist, dann liegt ein einziger ohm'-scher Fehler auf der Teilnehmerseite der Wartungsanschluß-

einheit vor. Sein Wert läßt sich durch die folgende Gleichung (1) bestimmen:

R_c =
^c

wobei R_ die Summe aus dem Schleifenwiderstand und dem Wert des ohm¹sehen Fehlers auf der Teilnehmerseite der Einheit 30, V^₀ der Wert der Gleichspannung zwischen den Adern 40,42 bei Erreichen des Null-Abgleiches und ¹MaS ^^er Wert ä-^es Gleichstroms sind, der zur Auslöschung der durch den Permanentmagneten erzeugten, vormagnetisierenden magnetomotorischen Kraft erforderlich ist.

Wenn die Gleichspannung gemessen wird, läßt sich der Wert des ohm¹sehen Fehlers beim Teilnehmer leicht unter Verwendung der oben angegebenen Gleichung bestimmen, da der Wert i_b^_as eine Konstante für die Anlage ist.

Wenn andererseits der Null-Abgleich erreicht wird und der vom variablen Gleichstromgenerator 56 gelieferte Strom größer ist als der Wert i^ag» dann liegen Fehler sowohl amtsseitig als auch teilnehmerseitig vor. Der Wert der jeweiligen Fehler läßt sich unter Verwendung von Gleichung (1) in Verbindung mit der nachfolgenden Gleichung (2) bestimmen:

R ^Vdc (2)

ⁿ id

wobei R der ohm'sche Fehler auf der Amtsseite der Einheit 30 und i, die Größe des vom Gleichstromgenerators 56 gelieferten Stroms ist, der zur Erzeugung des Null-Abgleiches erforderlich ist.(R„ enthält natürlich einen Teil des Schleifenwiderstandes). Wie die Gleichungen (1) und (2) zeigen, läßt sich die Größe der ohm¹sehen Fehler (R₀ und R) ebenfalls leicht mit der oben beschriebenen Einrichtung bestimmen.

Die vorstehenden Erläuterungen beziehen sich auf ohm'sche Fehler zwischen den a- und b-Adern 11 und 13 (Fig.1). Die Prüfeinrichtung läßt sich ebenso gut zur Fehlerortung von ohm¹sehen Fehlern zwischen entweder

der a-Ader 11 und Erde oder der b-Ader und Erde verwenden. Dies wird durch Wiederholen des beschriebenen Verfahrens bei Betätigung entweder des Schalters 210 (für Fehler zwischen der a-Ader und Erde) oder des Schalters 211·. (für ^Fehler zwischen, der b-Ader und Erde) erreichen. In beiden Fällen ist zu beachten, daß der Gleichstrom nur über eine Wicklung 15 oder 17 der Induktivität fließt, und folglich sein Wert beim Null-Abgleich 2i_bias beträgt. In jeder anderen Beziehung ist das Fehlerortungsverfahren identisch mit dem beschriebenen Fall für Fehler zwischen der a- und b-Ader.

Wie oben beschrieben, wird der Null-Abgleich gefunden, indem der vom Gleichstromgenerator gelieferte Strom geändert wird, bis die positiven und negativen Spannungsspitzen 200 und 201 gleichen Abstand haben, wie in Fig. 4 gezeigt. Als weitere Verfeinerung wird ein Spektrum-Analysator 91 benutzt, um den Null-Abgleich genauer anzuzeigen.

Es sei darauf hingewiesen, daß es bei der Feststellung des Null-Abgleiches gelegentlich schwierig ist, visuell (unter Verwendung eines Oszilloskops) festzustellen, ob die durch das Umschalten des Kerns 14 (Fig. 1) erzeugten, überlagerten Spannungsspitzen 200 und 201 (Fig. 2) gleichen Abstand voneinander haben. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel der Erfindung wird mit Vorteil ein Spektrum-Analysator 91 benutzt, um eine Fourier-Transformation des von der Wartungsanschlußeinheit 30 (Fig.1) empfangenen, spitzenförmigen Signals durchzuführen und damit genauer den Null-Abgleich festzustellen.

Es ist bekannt, daß sich ein Spektrum des Signals gemäß Fig. 3 (eine Rechteck-Annäherung gemäß Fig. 2) mit der folgenden Form gewinnen läßt:

Λ m ■£-?·£—=·' \/l-cos nw cos 4mA- (3) η Τ V ..

Dabei bedeuten A die Amplitude der Komponente mit der Frequenz m, t die Impulsbreite, 2At die Zeitverschiebung der Spannungsspitzen gemäß Fig. 3, η die Ordnungs-

nummer der Spektrallinie und T die Periode der Kurvenform (die natürlich gleich der Periode des Wechselstromprüfsignals ist). Der Satz aller Spektrallinien (αΛ läßt sich als zwei ineinander geschobene Spektren anse hen, nämlich eines, das aus ungeraden und ein weiteres, das aus geraden Harmonischen besteht. Für die ungeraden Harmonischen reduziert sich Gleichung (3) zu

^An " T~ ^{cos 2nB}T~ (n-ungerade) (4) und für die geraden Harmonischen reduziert sich Gleichung (3) zu

sin 2nrt~- (n-gerade) (5) Für Gleichungen (4) und (5) läßt sich mathematisch zeigen, daß, wenn 24t (die zeitliche Versetzung zwischen den positiven und negativen Spannungsspitzen gemäß Fig. 2 und 3) gleich Null ist (d.h., wenn der Null-Abgleich vorhanden ist), das Spektrum der geraden Harmonischen verschwindet und das Spektrum der ungeraden Harmonischen aus Komponenten gleicher Amplitude gemäß Gleichung (6) und (7) bestehen:

A β ii! (ungerade Harmonische) (6) ^An * ^ (gerade Harmonische) (7)

Es ergibt sich demgemäß, daß, wenn die durch den Permanentmagnet erzeugte, vormagnetisierende magnetomotorische Kraft ausgelöscht wird, nur noch das Signal mit ungeraden Harmonischen verbleibt.

Fig. 6 zeigt das Spektrum des Signals gemäß Fig. 3 mit den ineinander geschobenen Höhkurven 202 und 203 für die ungeraden bzw. geraden Harmonischen. Den Höhkurven 202 und 203 sind Spektrallinien 204 zugeordnet,.die die Energie des Signals bei seinen harmonischen Frequenzen (F) enthalten.

Fig. 7 zeigt das Spektrum des Signals gemäß Fig. 5 (eine Rechteckimpuls-Näherung von Fig. 3). Wie oben angegeben, verbleibt nur die Höhkurve der ungeraden Harmonischen, wenn die vormagnetisierende magnetomotorische

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Kraft ausgelöscht wird. Wenn demgemäß die magnetomotorische Kraft durch Einstellen des variablen Gleichstromgenerator 56 (Fig.1) auf Null gebracht wird, haben die Spannungsspitzen 200 und 201 gleichen Abstand in der Darstellung nach Fig. 4 und die ungeraden Harmonischen 202, die vom Spektrum-Analysator 91 (Fig. 1) dargestellt λ^γο.ΘλΙ, ve2'^cr_v,incL=!r..

Durch Betrachtung des Spektrum-Analysaxors 91 una Einstellen des Gleichstromgenerator 56 laßt sich demgemäß der Null-Abgleich leicht verwirklichen. Der Spektrum-Analysator wird bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel benutzt, um den Null-Abgleich bequemer erkennen zu können. Der Fachmann weiß jedoch, daß, wenn ein sehr beschränkter Satz von Frequenzen benutzt wird, der Spektrum-Analysator durch einen wesentlich einfacheren, digitalen Signalprozessor ersetzt werden kann.

Die Erfindung schafft die Möglichkeit, den Wert und den Ort von Fehlern einer Übertragungsleitung festzustellen, die die Bedienung unterbricht. Dadurch wird es für eine Fernsprechgesellschaft oder eine andere Einrichtung einfacher, zu entscheiden, ob Wartungspersonen zur Beseitigung des Fehlers beauftragt werden sollen, oder ob die Reparatur unter die Verantwortlichkeit des Teilnehmers fallen.

Claims

Patentansprüche

,1.j Gerät zur Fehlerortung bei einer Fernsprechleitung,

dadurch gekennzeichnet,

daß eine Induktivität (31) mit sättigbarera Kern, die an die Fernsprechleitung anschaltbar ist, und eine Vorspannungserzeugungseinrichtung (90) vorgesehen sind, die mit der Induktivität zur Erzeugung einer vorrnagnetisierenden magnetomotorischen Kraft in der Induktivität koppelbar ist,

daß die Induktivität (31) mit sättigbarem Kern auf ein Prüfsignal unter Erzeugung einer im Gegensinn vormagneti si er end en rna gnetomo tori sehen Kraft anspricht und daß ein Fehlerzustand identifiziert wird, wenn die durch das Prüfsignal erzeugte, im Gegensinn vormagnetisierende magnetomotorische Kraft die vormagnetisierende magnetomotorische Kraft auf Null bringen kann und ein anderer Fehler identifiziert wird, wenn die durch das Prüfsignal erzeugte, im Gegensinn vormagnetisierende magnetomotorische Kraft die vormagnetisierende magnetomotorische Kraft nicht auf Null bringen kann.

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2. Gerät nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die Induktivität (31) mit sättigbarem Kern (IA) eine Vielzahl von Wicklungen (15, 17) umfaßt.
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3. Gerät nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannungserzeugungseinrichtung einen Permanentmagneten (90) umfaßt, der nahe der Induktivität (31) angeordnet ist.
4. Gerät nach Anspruch 3,

gekennzeichnet durch eine Detektoreinrichtung, die so angekoppelt ist, daß sie den Wert des Prüfsignals mißt, um festzustellen, ob der Strom, der zur Erzeugung einer im Gegensinn vormagnetisierenden magnetomotorischen Kraft, welche die vormagnetisierende magnetomotorische Kraft auf Null bringt, erforderliche Strom gleich oder verschieden von einem vorbestimmten Wert ist, wodurch ein weiterer Fehlerzustand identifiziert wird.
5. Verfahren zur Fehlerortung bei einer Fernsprechleitung,

dadurch gekennzeichnet, daß ein Wechselstromsignal von einer Prüfvorrichtung über die Fernsprechleitung zu einer Wartungsanschlußeinheit übertragen wird, der die Wartungsanschlußeinheit veranlaßt, umzuschalten und ein spitzenförmiges Signal zurück über die Leitung auszusenden, das gerade und ungerade Harmonische des spitzenförmigen Signals festgestellt werden, daß die geraden Harmonischen des überlagerten spitzenförmigen Signals mit einem variablen, von der Prüfvorrichtung übertragenen Gleichstromprüfsignal auf Null gebracht werden, wobei bei Erreichen der Nullbedingung der über die Wartungsanschlußeinheit fließende Strom einen Wert i_bias hat,

daß der Wert des variablen Gleichstromprüfsignals bei der Prüfvorrichtung gemessen wird, und daß der Wert des Gleichstromprüfsignals, der den Nullzu-

1 stand erzeugt, mit dem bekannten Wert i-uig.«, der Wartungsanschlußeinheit verglichen wird, um festzustellen, o"b ein Fehler auf der einen, der anderen oder beiden Seiten der Wartungsanschlußeinheit vorliegt.