JP4679012B2

JP4679012B2 - Balanced cable length measuring instrument

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Publication number: JP4679012B2
Application number: JP2001299882A
Authority: JP
Inventors: 洋一中村; 公一多羅沢
Original assignee: Hioki EE Corp
Current assignee: Hioki EE Corp
Priority date: 2001-09-28
Filing date: 2001-09-28
Publication date: 2011-04-27
Anticipated expiration: 2021-09-28
Also published as: JP2003106804A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＵＴＰ（Unshielded Twisted-Pair Cable）ケーブル等の平衡ケーブルのケーブル長を測定する平衡ケーブル長測定器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＴＤＲ（Time-Domain Reflectometry ）測定法に従って平衡ケーブルのケーブル長を測定する測定器として、図７，８に示す平衡ケーブル長測定器５１，６１が知られている。
【０００３】
平衡ケーブル長測定器５１は、図７に示すように、パルス生成部５２、送受信部５３，計測部４，制御部５５および表示部６を備えている。この場合、パルス生成部５２は、信号ＳＡを入力したときに、予め決められた所定時間幅で所定電圧値の検査用パルスＳＰ０を生成する。送受信部５３は、アンプ３ａ、出力抵抗３ｂ、バラン５３ｃ、差動型コンパレータ５３ｄおよびコネクタ３ｅを備えて構成されている。この送受信部５３は、パルス生成部５２によって生成された検査用パルスＳＰ０をアンプ３ａによって所定電圧値の検査用パルスＳＰ１に増幅すると共にバラン５３ｃを介して出力することによって平衡型パルスに変換し、変換した検査用パルスＳＰ１をコネクタ３ｅに接続された検査対象の平衡ケーブルＣＢにおける一対の信号ラインの各一端間に注入する。また、送受信部５３は、バラン５３ｃを介して一対の信号ラインの各一端間（入力端間）に発生する電圧波形（検査用パルスＳＰ１、およびこの検査用パルスＳＰ１の注入によって発生する反射波信号ＳＲ１）をコンパレータ５３ｄで波形整形して出力する。具体的には、コンパレータ５３ｄは、図４（ａ），（ｂ）に示すように、バラン５３ｃの入力側端部間に所定のしきい値電圧ＶＴＨ以上の電圧が入力されたときにハイレベルの信号を出力し、しきい値電圧ＶＴＨ未満のときにローレベルの信号を出力することにより、検査用パルスＳＰ１および反射波信号ＳＲ１を波形整形して検査用パルスＳＰ２および反射波信号ＳＲ２としてそれぞれ出力する。
【０００４】
計測部４は、送受信部５３のコンパレータ５３ｄから出力された検査用パルスＳＰ２および反射波信号ＳＲ２の両パルスの時間差Ｔ（図４参照）を計測し、この計測した時間差Ｔを時間データＤＴとして出力する。制御部５５は、信号ＳＡを出力してパルス生成部５２に検査用パルスＳＰ０を生成させる。また、制御部５５は、計測部４から出力された時間データＤＴに基づいて平衡ケーブルＣＢのケーブル長（電気長）Ｌを算出し、算出したケーブル長Ｌを表示部６に表示させる。この場合、制御部５５は、下記（１）式を用いてケーブル長Ｌを算出する。
Ｌ＝ＮＶＰ×（Ｔ／２）×Ｖｃ・・・・・・・（１）
ここで、ＮＶＰ（Nominal Velocity of Propagation ：１＞ＮＶＰ＞０）は伝搬係数であって、測定対象の平衡ケーブルＣＢに固有の値を意味する。例えば、ＵＴＰケーブルでは、ＮＶＰの値は約０．６程度である。また、Ｖｃは光速を意味する。さらに、ケーブル長Ｌは、後述するように平衡ケーブルＣＢが正常であれば、その全長を意味し、平衡ケーブルＣＢに断線故障や短絡故障などの故障箇所が生じている状態では、検査用パルスＳＰが入力される一端からこの故障箇所までの長さを意味する。
【０００５】
この平衡ケーブル長測定器５１では、まず、送受信部５３のコネクタ３ｅに平衡ケーブルＣＢの一端側に取り付けられたコネクタを接続する。この場合、平衡ケーブルＣＢの他端側は、平衡ケーブルＣＢの特性インピーダンスに対して不整合状態となるように設定しておく（例えば開放状態または短絡状態とする）。次に、制御部５５が信号ＳＡを生成してパルス生成部５２に出力することにより、パルス生成部５２が検査用パルスＳＰ０を生成して出力する。
【０００６】
次いで、送受信部５３は、生成された検査用パルスＳＰ０を増幅した後に平衡型パルスに変換して平衡ケーブルＣＢの一端側に注入する。この場合、平衡ケーブルＣＢに注入された検査用パルスＳＰ１は、平衡ケーブルＣＢにおける特性インピーダンスの不整合箇所において反射して一端（入力端）側に戻る。例えば、各信号ラインに故障箇所が生じていない正常な状態のときには、検査用パルスＳＰ１は平衡ケーブルＣＢの他端側（特性インピーダンスの不整合箇所）まで達し、この他端側で反射して入力端側に戻る。一方、いずれかの信号ラインがその途中で故障箇所が生じている状態のときには、その故障箇所が特性インピーダンスの不整合箇所となる。このため、注入された検査用パルスＳＰ１は、この故障箇所まで達した時点で反射して入力端に戻る。特に、送受信部５３では、平衡型パルスとしての検査用パルスＳＰ１を注入するため、一対の信号ラインのいずれかに故障箇所が存在していたとしても、この故障箇所が特性インピーダンスの不整合箇所となって反射が生ずる。したがって、平衡ケーブルＣＢの一端側、すなわちバラン５３ｃの入力端側には、図４（ａ）に示すように、検査用パルスＳＰ１がまず現れ、この検査用パルスＳＰ１に遅れて反射波信号ＳＲ１が現れる。この場合、平衡ケーブルＣＢに故障箇所が生じているときには、検査用パルスＳＰ１の注入から反射波信号ＳＲ１の出現までの時間が正常な平衡ケーブルＣＢと比較して早くなり、この時間は、平衡ケーブルＣＢの入力端から特性インピーダンスの不整合箇所（断線箇所や短絡箇所等の故障箇所）までの長さが短くなるほど早くなる。
【０００７】
次いで、送受信部５３は、バラン５３ｃの入力側端部間に発生する電圧波形（バラン５３ｃの入力側端部間に注入された検査用パルスＳＰ１、およびこの入力側端部間に発生するパルス状の反射波信号ＳＲ１）をコンパレータ５３ｄによって波形整形し、図４（ｂ）に示すような検査用パルスＳＰ２および反射波信号ＳＲ２として計測部４に出力する。計測部４は、検査用パルスＳＰ２と反射波信号ＳＲ２との時間差Ｔを計測し、この計測した時間差Ｔを時間データＤＴとして出力する。この場合、平衡ケーブルＣＢに故障箇所が生じているときには、時間差Ｔは正常な平衡ケーブルＣＢと比較して短くなり、この時間差Ｔは、平衡ケーブルＣＢの入力端から特性インピーダンスの不整合箇所（故障箇所）までの長さが短くなるほど短くなる。続いて、制御部５５は、時間データＤＴと上記（１）式とに基づいて平衡ケーブルＣＢのケーブル長Ｌを算出し、算出したケーブル長Ｌを表示部６に表示させる。
【０００８】
上記構成を採用したことにより、この平衡ケーブル長測定器５１では、平衡ケーブルＣＢにおけるケーブル長（電気長）の測定を自動的に実行して、測定結果を表示することができる。したがって、例えば平衡ケーブルＣＢの敷設作業者や検査作業者は、平衡ケーブルＣＢの敷設後や検査時において、平衡ケーブル長測定器５１を使用して平衡ケーブルＣＢの故障有無を検査することができる。具体的には、平衡ケーブル長測定器５１を使用して平衡ケーブルＣＢのケーブル長を測定する作業と共に表示部６に表示されたケーブル長と敷設した実際のケーブル長（既知）とを比較する作業を実施することにより、測定したケーブル長Ｌと敷設したケーブル長とが相違する場合には、平衡ケーブルＣＢに故障箇所が生じていることを検出することができる。また、その際に、平衡ケーブルＣＢの一端側からケーブル長Ｌだけ離間した部位に故障箇所が生じていると特定することができる。
【０００９】
次に、平衡ケーブル長測定器６１について、図８を参照して説明する。平衡ケーブル長測定器６１は、平衡ケーブル長測定器５１とは異なり、バラン５３ｃや差動型コンパレータ５３ｄを用いて送受信部５３を平衡型回路に構成することに起因した製品のコストアップを回避するために開発されたものである。このため、平衡ケーブル長測定器６１は、平衡ケーブル長測定器５１の送受信部５３におけるバラン５３ｃとコンパレータ５３ｄを除く他の構成要素は、平衡ケーブル長測定器５１の対応する構成要素と同一に構成されている。したがって、平衡ケーブル長測定器５１と同一の構成要素については同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
【００１０】
平衡ケーブル長測定器６１は、パルス生成部５２、送受信部６３，計測部４，制御部５５および表示部６を備えている。この場合、送受信部６３は、アンプ３ａ、抵抗３ｂ、非差動型コンパレータ３ｄおよびコネクタ３ｅを備え、入力した検査用パルスＳＰ０を不平衡型パルスとしての検査用パルスＳＰ１に変換して、平衡ケーブルＣＢにおける一対の信号ラインのいずれか一方の一端側（入力端）と基準電位としてのアースとの間に検査用パルスＳＰ１を注入する。また、送受信部６３では、コンパレータ３ｄが、この一方の信号ラインの入力端とアース電位との間に生じている電圧が所定のしきい値電圧ＶＴＨ以上のときに検査用パルスＳＰ１と反射波信号ＳＲ１とをそれぞれ波形整形して、検査用パルスＳＰ２および反射波信号ＳＲ２として出力する。
【００１１】
この平衡ケーブル長測定器６１も、平衡ケーブル長測定器５１と同様にして、検査用パルスＳＰ１を平衡ケーブルＣＢにおける一方の信号ラインに注入し、波形整形された検査用パルスＳＰ２および反射波信号ＳＲ２の時間差Ｔに基づいて平衡ケーブルＣＢにおける一方の信号ラインのケーブル長を測定する。この平衡ケーブル長測定器６１では、この構成を採用したことにより、高価なバラン５３ｃを使用しないために、製品コストの低減を図ることが可能となっている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、これらの各平衡ケーブル長測定器５１，６１には以下の問題点がある。すなわち、平衡ケーブル長測定器５１，６１では、パルス生成部５２によって生成される検査用パルスＳＰ０は、固定の所定時間幅で、かつ固定の所定電圧値に予め規定された一種類のパルスを生成している。このため、短い平衡ケーブルＣＢのケーブル長Ｌを測定可能に検査用パルスＳＰ０のパルス幅を予め幅狭に規定した場合、図５（ａ）に示すように、ケーブル長が長くなるに従って反射波信号ＳＲ１の振幅が徐々に低下する結果、長い平衡ケーブルＣＢを測定するときには、反射波信号ＳＲ１の振幅がコンパレータ５３ｄ，３ｄのしきい値電圧ＶＴＨ以下となって反射波信号ＳＲ１を検出することができないことがあるという問題点が存在する。逆に、長い平衡ケーブルＣＢのケーブル長Ｌを測定可能に検査用パルスＳＰ０のパルス幅を予め幅広に規定した場合、短い平衡ケーブルＣＢを測定するときには、検査用パルスＳＰ１の注入から反射波信号ＳＲ１の発生までの時間が短時間になる結果、図６（ａ）に示すように、検査用パルスＳＰ１の注入期間中に反射波信号ＳＲ１が現れて双方が重なり合い、反射波信号ＳＲ１の出現を検出することができないという問題点がある。
【００１３】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、各種の長さの平衡ケーブルに対してそのケーブル長を測定し得る平衡ケーブル長測定器を提供することを主目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成すべく請求項１記載の平衡ケーブル長測定器は、検査用パルスを生成するパルス生成部と、当該生成された検査用パルスを検査対象の平衡ケーブルに注入すると共に当該注入した検査用パルスの反射波信号を検出する送受信部と、前記検査用パルスの注入から前記反射波信号の検出までの時間を計測する計測部と、前記平衡ケーブルにおける一対の信号ラインのいずれか一方を前記送受信部の出力部に接続すると共に当該一対の信号ラインいずれか他方を基準電位に接続切り替えする切替部と、前記パルス生成部を制御して前記検査用パルスを生成させると共に前記計測部による計測時間に基づいて前記平衡ケーブルのケーブル長を算出する制御部とを備えた平衡ケーブル長測定器であって、前記パルス生成部は、前記検査用パルスのパルス幅を伸縮可能に構成され、前記送受信部は、前記切替部を介して、前記いずれか一方の信号ラインに対する前記検査用パルスの送信および当該いずれか一方の信号ラインからの当該検査用パルスの受信を可能に構成されている。
【００１５】
請求項２記載の平衡ケーブル長測定器は、請求項１記載の平衡ケーブル長測定器において、前記制御部は、前記計測部によって前記反射波信号が検出されないときに、前記パルス生成部を制御して前記計測部によって前記反射波信号が検出されるまで前記検査用パルスのパルス幅を伸縮制御する。
【００１７】
請求項３記載の平衡ケーブル長測定器は、請求項１または２記載の平衡ケーブル長測定器において、前記制御部は、前記切替部を制御することによって前記一対の信号ラインの各々と前記基準電位との間に前記検査用パルスを注入すると共に当該各信号ラインに対応する前記各計測時間に基づいて当該各信号ラインの前記ケーブル長を算出し、当該算出した両ケーブル長のいずれか短いケーブル長を前記平衡ケーブルのケーブル長と判別する。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明に係る平衡ケーブル長測定器１の実施の形態について説明する。
【００１９】
最初に、図１を用いて、平衡ケーブル長測定器１の構成について説明する。なお、従来の平衡ケーブル長測定器５１，６１と同一の構成については同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
【００２０】
この平衡ケーブル長測定器１は、図１に示すように、パルス生成部２、送受信部３、計測部４、制御部５および表示部６を備えている。この場合、パルス生成部２は、信号ＳＡを入力したときに、制御部５から出力されるパルス幅データＤＰＬに対応するパルス幅で、かつ所定の電圧値の検査用パルスＳＰ０を生成して出力する。この場合、検査用パルスＳＰ０の電圧値は、後述するアンプ３ａおよび出力抵抗３ｂを介してコンパレータ３ｄに入力された際の電圧レベルが、コンパレータ３ｄにおけるしきい値電圧ＶＴＨを十分に超えるように予め設定されている。送受信部３は、アンプ３ａ、出力抵抗３ｂ、切替部としての信号切替器３ｃ、非差動型コンパレータ３ｄおよびコネクタ３ｅを備えて構成され、信号切替器３ｃを介して、後述するいずれか一方の信号ラインに対する検査用パルスＳＰ１の送信、およびそのいずれか一方の信号ラインからの検査用パルスＳＲ１の受信を行う。アンプ３ａは、パルス生成部２によって生成された検査用パルスＳＰ０を所定の電圧値まで増幅して検査用パルスＳＰ１として出力する。出力抵抗３ｂは、アンプ３ａの出力インピーダンスと平衡ケーブルＣＢの特性インピーダンスとを整合させる。信号切替器３ｃは、検査対象の平衡ケーブルＣＢにおける一対の信号ラインのいずれか一方をコネクタ３ｅの一方の端子を介して送受信部３の出力部に接続すると共に一対の信号ラインいずれか他方をコネクタ３ｅの他方の端子を介して基準電位としてのアース電位に接続切り替えする。具体的には、信号切替器３ｃは、入力した選択信号ＳＳＥＬに基づいて内部回路が選択的に切り替わり、出力抵抗３ｂを介して入力される検査用パルスＳＰ１を、コネクタ３ｅに接続された平衡ケーブルＣＢにおける一対の信号ラインのいずれか一方と、一対の信号ラインいずれか他方に接続されたアース電位との間に注入する。この場合、アース電位は、装置アースであって、平衡ケーブル長測定器１における各部のアース電位に共通接続されている。コンパレータ３ｄは、図４に示すように、その入力側（信号切替器３ｃの入力側端部）に現れる電圧波形（検査用パルスＳＰ１、およびこの検査用パルスＳＰ１の注入によって現れる反射波信号ＳＲ１の各電圧波形）がしきい値電圧ＶＴＨを超えるときにパルス状に波形整形して、検査用パルスＳＰ２および反射波信号ＳＲ２として出力する。
【００２１】
計測部４は、送受信部３から出力された検査用パルスＳＰ２および反射波信号ＳＲ２の両パルスの時間差Ｔ（図４参照）を計測し、計測した時間差（計測時間）Ｔを時間データＤＴとして制御部５に出力する。この場合、計測部４は、例えば、所定周期でカウントするカウンタと乗算回路とを内部に備えて構成されている。この計測部４では、カウンタが、リセット信号ＲＳＴを入力した際に、そのカウント値をリセットした後にカウント可能状態に移行する。また、カウンタは、このカウント可能状態において送受信部３から最初のパルス信号が出力された際に、このパルス信号を開始トリガとしてカウント動作を開始する。その後、カウンタは、ストップ信号としての次のパルス信号が送受信部３から出力されるまでの間、所定のカウント周期でカウント動作を続行する。一方、乗算器は、カウンタの最終カウント値とカウント周期とを乗算する。この場合、その乗算値が、最初のパルス信号（検査用パルスＳＰ２）と次のパルス信号（反射波信号ＳＲ２）との間の時間差Ｔを意味する。また、計測部４では、カウンタのカウント値に対して最大値を予め規定しておき、カウント値がこの最大値に達するまでに次のパルス信号（ストップ信号）が入力されないときには、反射波信号ＳＲ２を検出できなかった旨のデータＤＮを制御部５に出力する。
【００２２】
制御部５は、内部メモリを備え、この内部メモリには、複数種類のパルス幅データＤＰＬがパルス幅データテーブルとして予め記憶されている。例えば、パルス幅データテーブルには、パルス幅の狭い順（または広い順）にパルス幅データＤＰＬが記憶されている。制御部５は、このパルス幅データテーブルから一つのパルス幅データＤＰＬを順次（パルス幅の狭い方から順次、またはパルス幅の広い方から順次）取り出してパルス生成部２に出力すると共に、信号ＳＡをパルス生成部２に出力する。また、制御部５は、選択信号ＳＳＥＬを信号切替器３ｃに出力する。さらに、制御部５は、計測部４に対してリセット信号ＲＳＴを出力すると共に、計測部４から時間データＤＴが出力された際には、この時間データＤＴと上記（１）式とに基づいて平衡ケーブルＣＢのケーブル長（電気長）Ｌを算出し、算出したケーブル長Ｌを表示部６に表示させる。また、データＤＮが計測部４から出力された際には、パルス幅データテーブルから次のパルス幅データＤＰＬを取り出して、パルス生成部２に出力する。また、制御部５は、測定開始時、およびパルス幅データＤＰＬをパルス生成部２に出力する都度、リセット信号ＲＳＴを計測部４に出力する。
【００２３】
次に、検査対象の平衡ケーブルＣＢのケーブル長Ｌを測定する際の平衡ケーブルＣＢのケーブル長測定処理について、図２，３を参照して説明する。なお、測定に先立って、送受信部３のコネクタ３ｅに検査対象の平衡ケーブルＣＢの一端側に取り付けられたコネクタを接続し、平衡ケーブルＣＢの他端側をその特性インピーダンスに対して不整合状態となるように予め設定しておく（例えば開放状態または短絡状態のいずれかに設定する）ものとする。
【００２４】
この状態において、平衡ケーブル長測定器１では、まず、制御部５が、選択信号ＳＳＥＬを信号切替器３ｃに出力することにより、図２に示すように、平衡ケーブルＣＢにおける一対の信号ラインの一方（第１信号ライン：詳しくは、この第１信号ラインと基準電位としてのアースとの間）に検査用パルスＳＰ１を注入できる状態に信号切替器３ｃを設定する（ステップ１０１）。
【００２５】
次いで、制御部５は、この第１信号ラインに対するケーブル長測定処理を実施する（ステップ１０２）。具体的には、図３に示すように、制御部５は、パルス幅データテーブルから最初のパルス幅データＤＰＬを取り出してパルス生成部２に出力することにより、パルス生成部２によって生成される検査用パルスＳＰ０の時間幅（パルス幅）を設定する。続いて、制御部５は、パルス生成部２に信号ＳＡを出力することにより、設定したパルス幅の検査用パルスＳＰ０を生成させる。この検査用パルスＳＰ０は、送受信部３のアンプ３ａに入力されて（電圧）増幅された後に、検査用パルスＳＰ１として、出力抵抗３ｂおよび信号切替器３ｃを介して第１信号ラインおよびアース間に注入される（ステップ２０１）。この際に、検査用パルスＳＰ１は出力抵抗３ｂを介してコンパレータ３ｄにも入力される。このため、コンパレータ３ｄは、波形整形した検査用パルスＳＰ２を開始トリガとして計測部４に出力し、その結果、計測部４がカウント動作を開始する。
【００２６】
また、第１信号ラインの一端側に注入された検査用パルスＳＰ１は、第１信号ライン中を他端側に向けて減衰しつつ伝搬し、第１信号ラインにおける不整合箇所に達した時点で反射される。また、この不整合箇所で反射した反射波信号ＳＲ１は、第１信号ライン中を一端側に向けて減衰しつつ伝搬してこの一端側に達する。このため、第１信号ラインの一端側、すなわちコンパレータ３ｄの入力側には、図４（ａ）に示すように、検査用パルスＳＰ１と、この検査用パルスＳＰ１から所定時間だけ遅れて反射波信号ＳＲ１とが現れる。この場合、この所定時間は、第１信号ラインの一端からこの不整合箇所までの長さに比例した時間となる。一方、コンパレータ３ｄは、入力電圧がしきい値電圧ＶＴＨを超えたときに、同図（ｂ）に示すように、検査用パルスＳＰ２をストップ信号として出力する。この際に、計測部４は、反射波信号ＳＲ２が入力されたときに（ステップ２０２）、そのカウント動作を正常に停止し、その後、検査用パルスＳＰ２と反射波信号ＳＲ２との時間差Ｔを算出して時間データＤＴとして出力する。
【００２７】
制御部５は、計測部４から時間データＤＴが出力された際に、この時間データＤＴと上記（１）式とに基づいて、平衡ケーブルＣＢにおける第１信号ラインのケーブル長Ｌ１を算出する（ステップ２０３）。次いで、制御部５は、算出したケーブル長Ｌ１を内部メモリに記憶した後に、この処理を終了して、平衡ケーブルのケーブル長測定処理におけるステップ１０３に移行する。
【００２８】
一方、第１信号ラインの一端側から不整合箇所までの長さが長くなると、第１信号ライン中を伝搬する検査用パルスＳＰ１および反射波信号ＳＲ１の減衰が大きくなる結果、図５（ａ）に示すように、コンパレータ３ｄの入力側に現れる反射波信号ＳＲ１の電圧レベルがこの長さに比例して徐々に低下する。このため、第１信号ラインの一端側から不整合箇所までの長さが所定長以上になると、第１信号ラインの一端側に達した反射波信号ＳＲ１の電圧レベルがコンパレータ３ｄのしきい値電圧ＶＴＨ以下になり、コンパレータ３ｄは、反射波信号ＳＲを波形整形できなくなる。したがって、上記したステップ２０２において、ストップ信号としての反射波信号ＳＲ２が計測部４に入力されないこととなる。したがって、計測部４は、そのカウント値が最大値に達するため、反射波信号ＳＲ２を検出できなかった旨のデータＤＮを出力する。
【００２９】
データＤＮが出力された際には、制御部５は、計測部４に対してリセット信号ＲＳＴを出力すると共に、パルス幅データテーブル内に未使用のパルス幅データＤＰＬが存在するか否かを判別する（ステップ２０４）。未使用のパルス幅データＤＰＬが存在するときには、パルス幅が次に広いパルス幅データＤＰＬをパルス生成部２に出力すべきパルス幅データＤＰＬとして決定する（ステップ２０５）。その後、制御部５は、ステップ２０１に戻り、この新たなパルス幅データＤＰＬをパルス生成部２に出力してパルス生成部２によって生成される検査用パルスＳＰ０の時間幅（パルス幅）を再設定すると共に、パルス生成部２に信号ＳＡを出力することにより、新たなパルス幅の検査用パルスＳＰ０を生成させる。
【００３０】
また、制御部５は、上述したように第１信号ラインの一端で反射波信号ＳＲ２が検出されて計測部４によるカウント動作が正常に停止したとき（ステップ２０２）、またはパルス幅データテーブル内に未使用のパルス幅データＤＰＬが存在しないとき（ステップ２０４）のいずれかの状態に至るまで、上記ステップ２０１〜２０５を繰り返して実行する。この場合、ステップ２０４において、制御部５が、パルス幅データテーブル内に未使用のパルス幅データＤＰＬが存在しないと判別したときに、制御部５は、第１信号ケーブルのケーブル長Ｌの測定が不可であると判別する（ステップ２０６）と共に、その旨を内部メモリに記憶し、その後、信号ラインのケーブル長測定処理を終了して、平衡ケーブルのケーブル長測定処理におけるステップ１０３に移行する。
【００３１】
制御部５は、第１信号ラインに対するケーブル長Ｌの測定処理を終了した後に、図２におけるステップ１０３に戻り、選択信号ＳＳＥＬを信号切替器３ｃに出力し、平衡ケーブルＣＢにおける一対の信号ラインの他方（第２信号ライン）に検査用パルスＳＰ１を注入できる状態に信号切替器３ｃの内部回路を設定する（ステップ１０３）。
【００３２】
その後、制御部５は、上述したケーブル長測定処理に従い、第１信号ラインと同様にして、第２信号ラインのケーブル長を測定する（ステップ１０４）。この場合、第２信号ラインのケーブル長Ｌ２を測定できたときには、制御部５は、内部メモリにそのケーブル長Ｌ２を記憶し、第２信号ケーブルのケーブル長Ｌ２を測定できなかったときには、その旨を内部メモリに記憶する。
【００３３】
次いで、制御部５は、第２信号ラインに対するケーブル長の測定処理が終了した後に、内部メモリに記憶した測定結果を参照して、第１信号ラインおよび第２信号ラインのいずれか一方のケーブル長Ｌ１，Ｌ２の測定ができなかったか否かを判別する（ステップ１０５）。この判別の結果、第１信号ラインおよび第２信号ラインのいずれか一方についてのケーブル長Ｌの測定ができなかったと判別したときには、制御部５は、表示部６に「平衡ケーブルのケーブル長が測定不可」の旨の表示を行い（ステップ１０６）、平衡ケーブルＣＢに対するケーブル長測定処理を終了する。
【００３４】
また、制御部５は、ステップ１０５において、第１信号ラインおよび第２信号ラインの各ケーブル長Ｌ１，Ｌ２の両者を測定できたと判別したときには、測定した両ケーブル長Ｌ１，Ｌ２同士を比較する（ステップ１０７）。この際に、両ケーブル長Ｌ１，Ｌ２が互いに異なると判別したときには、制御部５は、ケーブル長が短い方の信号ラインの信号ライン名（識別データ）と共にそのケーブル長を表示部６に表示させ（ステップ１０８）、平衡ケーブルＣＢに対するケーブル長測定処理を終了する。一方、ステップ１０７において、両ケーブル長Ｌ１，Ｌ２が互いに同一長と判別したときには、制御部５は、両ケーブル長Ｌ１，Ｌ２が同一長である旨の表示と共に、このケーブル長を表示部６に表示させ（ステップ１０９）、平衡ケーブルＣＢに対するケーブル長測定処理を終了する。
【００３５】
このように、この平衡ケーブル長測定器１では、パルス生成部２によって生成される検査用パルスＳＰ０のパルス幅を伸縮可能に構成したことにより、例えば平衡ケーブルＣＢが長く、注入した検査用パルスＳＰ１および発生した反射波信号ＳＲ１の減衰が大きいことに起因して、送受信部３によって反射波信号ＳＲ２が検出できない場合（図５（ａ）における波形Ａの場合）であっても、図５（ｂ）に示すように、検査用パルスＳＰ０のパルス幅を順次伸長させることによって、検査用パルスＳＰ１の波形（同図の波形Ｂ参照）をしきい値電圧ＶＴＨよりも高い電圧に維持することが可能となり、送受信部３による反射波信号ＳＲ２の検出が可能となる。このため、従来の平衡ケーブル長測定器５１，６１では測定不能な長い平衡ケーブルＣＢに対してもそのケーブル長を確実に測定することができる。一方、例えば平衡ケーブルＣＢが短いために検査用パルスＳＰ１の注入から発生した反射波信号ＳＲ１が入力端に到達するまでの時間が短く、図６（ａ）に示すように、検査用パルスＳＰ１と反射波信号ＳＲ１とが重なり合って送受信部３によって反射波信号ＳＲ２を検出できない場合であっても、同図（ｂ），（ｃ）に示すように、検査用パルスＳＰ０（同図では検査用パルスＳＰ１）のパルス幅を順次縮長させて、送受信部３による反射波信号ＳＲ２の検出が可能となる。このため、従来の平衡ケーブル長測定器５１，６１では測定不能な短い平衡ケーブルＣＢに対してもそのケーブル長を確実に測定することができる。
【００３６】
また、この平衡ケーブル長測定器１では、送受信部３において信号切替器３ｃを用いて、平衡ケーブルＣＢの一対の信号ラインにそれぞれ検査用パルスＳＰ１を注入する構成を採用したことにより、平衡ケーブル長測定器５１とは異なり、バラン５３ｃを使用することなく各信号ラインの短絡故障や断線故障を検査することができる結果、製品コストを低減することができる。また、平衡ケーブルＣＢにおける一対の信号ラインの各ケーブル長Ｌ１，Ｌ２を個々に測定可能に構成し、かつ、ケーブル長の短い信号ライン名とそのケーブル長を表示したことにより、一方の信号ラインにおいてのみ故障箇所が存在し、かつ他方の信号ラインが正常な状態のときに、故障箇所が存在する信号ラインを確実かつ正確に特定することができる。したがって、平衡ケーブルＣＢの敷設時の検査および故障発生時の検査時における故障ケーブルの特定作業が極めて容易となる。
【００３７】
なお、平衡ケーブル長測定器１では、送受信部３として、不平衡型パルスを平衡ケーブルＣＢに注入する構成に代えて、平衡ケーブル長測定器５１における送受信部５３のように、平衡型パルスを注入する構成を採用することもできる。この構成を採用した場合、バランを使用するため、製品コストはアップするものの、信号切替器３ｃを用いて検査用パルスＳＰ１を各信号ラインに選択的に注入することなく、一対の信号ラインに検査用パルスＳＰ１を同時に注入することができるため、測定時間を十分に短縮することができる。また、制御部５として、検査用パルスＳＰ０のパルス幅を変更する際に、パルス幅データテーブル内に予め記憶しておいたパルス幅データＤＰＬをこのパルス幅データテーブルから順次取り出す構成に代えて、パルス幅を順次演算で求めながら検査用パルスＳＰ０のパルス幅を変更する構成を採用することもできる。さらに、信号切替器３ｃを送受信部３の外部に配設することもできる。
【００３８】
また、平衡ケーブルのケーブル長測定処理におけるステップ１０５では第１信号ラインおよび第２信号ラインのいずれか一方のケーブル長Ｌ１，Ｌ２の測定が不可の場合、ステップ１０６において測定不可表示を行っているが、制御部５が、ステップ１０２もしくはステップ１０４において、第１信号ラインおよび第２信号ラインの各ケーブル長Ｌ１，Ｌ２の少なくとも一方を測定できたときには、そのケーブル長を表示部６に表示させて、この処理を終了する制御フローを採用してもよい。
【００３９】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係る平衡ケーブル長測定器によれば、検査用パルスのパルス幅を伸縮可能にパルス生成部を構成したことにより、長さが異なる各種平衡ケーブルのケーブル長を確実に測定することができる。
【００４０】
また、本発明に係る平衡ケーブル長測定器によれば、計測部によって反射波信号を検出されないときに、制御部がパルス生成部を制御することによって計測部によって反射波信号を検出できるまで検査用パルスのパルス幅を伸縮制御することにより、長さの異なる各種平衡ケーブルのケーブル長を確実に自動測定することができる。
【００４１】
また、本発明に係る平衡ケーブル長測定器によれば、平衡ケーブルにおける一対の信号ラインのいずれか一方を送受信部の出力部に接続すると共に一対の信号ラインいずれか他方を基準電位に接続切り替えする切替部を設け、この切替部を介して、検査用パルスとしての不平衡型パルスの送受信を可能に送受信部を構成したことにより、バランを使用しないため、製品コストを低減しつつ、平衡ケーブルにおける両信号ラインのケーブル長を確実に測定することができる。
【００４２】
また、本発明に係る平衡ケーブル長測定器によれば、切替部を制御することによって一対の信号ラインの各々に検査用パルスを注入すると共に各信号ラインに対応する各計測時間に基づいて各信号ラインのケーブル長を算出し、算出した両ケーブル長のいずれか短いケーブル長を平衡ケーブルのケーブル長と判別するように制御部を構成したことにより、平衡ケーブルにおける一方の信号ラインにおいてのみ故障箇所が存在し、かつ他方の信号ラインが正常な状態のときに、故障箇所が存在する信号ラインを確実かつ正確に特定することができる。したがって、平衡ケーブルの敷設時の検査および故障発生時の検査時において、故障ケーブルを極めて容易に特定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る平衡ケーブル長測定器１の構成を説明するためのブロック図である。
【図２】平衡ケーブル長測定器１における平衡ケーブルＣＢのケーブル長測定処理を説明するためのフローチャートである。
【図３】図２における各信号ラインのケーブル長測定処理を説明するためのフローチャートである。
【図４】平衡ケーブル長測定器１の送受信部３における検査用パルスＳＰ２および反射波信号ＳＲ２の検出動作を説明するための電圧波形図であって、（ａ）はコンパレータ３ｄの入力電圧波形を示す電圧波形図、（ｂ）はコンパレータ３ｄの出力電圧波形を示す電圧波形図である。
【図５】（ａ）は、平衡ケーブルＣＢが長いときにおける反射波信号ＳＲ１の電圧波形の推移を示す電圧波形図、（ｂ）は、検査用パルスＳＰ１のパルス幅を広げたときの反射波信号ＳＲ１の電圧波形を示す電圧波形図である。
【図６】（ａ）は、平衡ケーブルＣＢが短く、検査用パルスＳＰ１に反射波信号ＳＲ１が重なった状態の電圧波形を示す電圧波形図、（ｂ）は、（ａ）において検査用パルスＳＰ１のパルス幅を狭めることにより、検査用パルスＳＰ１と反射波信号ＳＲ１とを分離した状態の電圧波形を示す電圧波形図、（ｃ）は、（ｂ）の電圧波形を入力したときのコンパレータ３ｄの出力電圧波形を示す電圧波形図である。
【図７】従来の平衡ケーブル長測定器５１の構成を説明するためのブロック図である。
【図８】従来の平衡ケーブル長測定器６１の構成を説明するためのブロック図である。
【符号の説明】
１平衡ケーブル長測定器
２パルス生成部
３送受信部
３ｃ信号切替器
４計測部
５制御部
６表示部
ＣＢ平衡ケーブル
ＳＰ０〜ＳＰ２検査用パルス
ＳＲ０〜ＳＲ２反射波信号
ＳＳＥＬ選択信号[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a balanced cable length measuring device for measuring the cable length of a balanced cable such as a UTP (Unshielded Twisted-Pair Cable) cable.
[0002]
[Prior art]
Balanced cable length measuring devices 51 and 61 shown in FIGS. 7 and 8 are known as measuring devices for measuring the cable length of a balanced cable according to a TDR (Time-Domain Reflectometry) measurement method.
[0003]
As shown in FIG. 7, the balanced cable length measuring instrument 51 includes a pulse generation unit 52, a transmission / reception unit 53, a measurement unit 4, a control unit 55, and a display unit 6. In this case, when the signal SA is input, the pulse generator 52 generates the inspection pulse SP0 having a predetermined voltage value with a predetermined time width. The transmitting / receiving unit 53 includes an amplifier 3a, an output resistor 3b, a balun 53c, a differential comparator 53d, and a connector 3e. The transmission / reception unit 53 amplifies the inspection pulse SP0 generated by the pulse generation unit 52 into an inspection pulse SP1 having a predetermined voltage value by the amplifier 3a and outputs it through the balun 53c to convert it into a balanced pulse. The converted inspection pulse SP1 is injected between each end of the pair of signal lines in the balanced cable CB to be inspected connected to the connector 3e. The transmission / reception unit 53 also generates a voltage waveform (inspection pulse SP1 and a reflected wave signal generated by injection of the inspection pulse SP1) between each one end (between input ends) of the pair of signal lines via the balun 53c. SR1) is waveform-shaped by the comparator 53d and output. Specifically, as shown in FIGS. 4A and 4B, the comparator 53d is at a high level when a voltage equal to or higher than a predetermined threshold voltage VTH is input between the input side ends of the balun 53c. And the inspection pulse SP1 and the reflected wave signal SR1 are shaped into waveforms as the inspection pulse SP2 and the reflected wave signal SR2, respectively. Output.
[0004]
The measuring unit 4 measures a time difference T (see FIG. 4) between both pulses of the inspection pulse SP2 and the reflected wave signal SR2 output from the comparator 53d of the transmission / reception unit 53, and outputs the measured time difference T as time data DT. To do. The controller 55 outputs the signal SA and causes the pulse generator 52 to generate the inspection pulse SP0. Further, the control unit 55 calculates the cable length (electric length) L of the balanced cable CB based on the time data DT output from the measurement unit 4 and causes the display unit 6 to display the calculated cable length L. In this case, the control unit 55 calculates the cable length L using the following equation (1).
L = NVP × (T / 2) × Vc (1)
Here, NVP (Nominal Velocity of Propagation: 1>NVP> 0) is a propagation coefficient and means a value specific to the balanced cable CB to be measured. For example, in a UTP cable, the value of NVP is about 0.6. Vc means the speed of light. Further, the cable length L means the total length of the balanced cable CB as will be described later. In the state where a failure location such as a disconnection failure or a short-circuit failure has occurred in the balanced cable CB, the inspection pulse SP. Means the length from one end of the input to this fault location.
[0005]
In this balanced cable length measuring instrument 51, first, a connector attached to one end of the balanced cable CB is connected to the connector 3e of the transmission / reception unit 53. In this case, the other end side of the balanced cable CB is set to be in a mismatched state with respect to the characteristic impedance of the balanced cable CB (for example, an open state or a short-circuit state). Next, the control unit 55 generates the signal SA and outputs it to the pulse generation unit 52, so that the pulse generation unit 52 generates and outputs the inspection pulse SP0.
[0006]
Next, the transmitter / receiver 53 amplifies the generated inspection pulse SP0, converts it into a balanced pulse, and injects it into one end of the balanced cable CB. In this case, the inspection pulse SP1 injected into the balanced cable CB is reflected at the mismatched portion of the characteristic impedance in the balanced cable CB and returns to one end (input end) side. For example, in a normal state in which no fault location has occurred in each signal line, the inspection pulse SP1 reaches the other end of the balanced cable CB (the location where the characteristic impedance is not matched) and is reflected and input at the other end. Return to the end. On the other hand, when any one of the signal lines is in a state where a failure occurs, the failure becomes a mismatched portion of characteristic impedance. For this reason, the injected inspection pulse SP1 is reflected and returned to the input terminal when it reaches the failure point. In particular, since the transmitter / receiver 53 injects the inspection pulse SP1 as a balanced pulse, even if a fault location exists in one of the pair of signal lines, this fault location is determined as a mismatched location of characteristic impedance. Reflection occurs. Therefore, as shown in FIG. 4A, the inspection pulse SP1 first appears on one end side of the balanced cable CB, that is, the input end side of the balun 53c, and the reflected wave signal SR1 is delayed with respect to the inspection pulse SP1. appear. In this case, when a failure location has occurred in the balanced cable CB, the time from the injection of the inspection pulse SP1 to the appearance of the reflected wave signal SR1 is earlier than that of the normal balanced cable CB. The shorter the length from the input end of the CB to the mismatched location of characteristic impedance (failure location such as disconnection location or short-circuit location) becomes faster.
[0007]
Next, the transmission / reception unit 53 generates a voltage waveform generated between the input side ends of the balun 53c (inspection pulse SP1 injected between the input side ends of the balun 53c and a pulse generated between the input side ends. The reflected wave signal SR1) is shaped by the comparator 53d and output to the measuring unit 4 as the inspection pulse SP2 and the reflected wave signal SR2 as shown in FIG. 4B. The measuring unit 4 measures a time difference T between the inspection pulse SP2 and the reflected wave signal SR2, and outputs the measured time difference T as time data DT. In this case, when a failure point occurs in the balanced cable CB, the time difference T is shorter than that of the normal balanced cable CB. The shorter the length to (location), the shorter. Subsequently, the control unit 55 calculates the cable length L of the balanced cable CB based on the time data DT and the above equation (1), and causes the display unit 6 to display the calculated cable length L.
[0008]
By adopting the above configuration, the balanced cable length measuring instrument 51 can automatically execute the measurement of the cable length (electric length) in the balanced cable CB and display the measurement result. Therefore, for example, a laying operator or an inspection worker of the balanced cable CB can inspect for a failure of the balanced cable CB using the balanced cable length measuring device 51 after the laying of the balanced cable CB or at the time of inspection. Specifically, the operation of measuring the cable length of the balanced cable CB using the balanced cable length measuring device 51 and the operation of comparing the cable length displayed on the display unit 6 with the actual cable length (known) laid. When the measured cable length L is different from the laid cable length, it is possible to detect that a failure location has occurred in the balanced cable CB. Further, at that time, it can be specified that a failure location has occurred in a portion separated from the one end side of the balanced cable CB by the cable length L.
[0009]
Next, the balanced cable length measuring device 61 will be described with reference to FIG. Unlike the balanced cable length measuring device 51, the balanced cable length measuring device 61 avoids an increase in product cost due to the configuration of the transmitting / receiving unit 53 in a balanced circuit using the balun 53c and the differential comparator 53d. It was developed for the purpose. Therefore, the balanced cable length measuring device 61 has the same configuration as the corresponding components of the balanced cable length measuring device 51 except for the balun 53c and the comparator 53d in the transmission / reception unit 53 of the balanced cable length measuring device 51. Has been. Therefore, the same components as those of the balanced cable length measuring instrument 51 are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
[0010]
The balanced cable length measuring device 61 includes a pulse generation unit 52, a transmission / reception unit 63, a measurement unit 4, a control unit 55, and a display unit 6. In this case, the transmission / reception unit 63 includes an amplifier 3a, a resistor 3b, a non-differential comparator 3d, and a connector 3e, converts the input inspection pulse SP0 into an inspection pulse SP1 as an unbalanced pulse, and outputs a balanced cable. An inspection pulse SP1 is injected between one end side (input end) of one of the pair of signal lines in the CB and the ground as a reference potential. In the transmitter / receiver 63, the comparator 3d allows the inspection pulse SP1 and the reflected wave signal when the voltage generated between the input end of the one signal line and the ground potential is equal to or higher than a predetermined threshold voltage VTH. SR1 is waveform-shaped and output as inspection pulse SP2 and reflected wave signal SR2.
[0011]
Similarly to the balanced cable length measuring device 51, the balanced cable length measuring device 61 also injects the inspection pulse SP1 into one signal line of the balanced cable CB, and the inspection pulse SP2 and the reflected wave signal SR2 that have been waveform-shaped. Based on the time difference T, the cable length of one signal line in the balanced cable CB is measured. In this balanced cable length measuring device 61, by adopting this configuration, the expensive balun 53c is not used, so that the product cost can be reduced.
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
However, these balanced cable length measuring instruments 51 and 61 have the following problems. In other words, in the balanced cable length measuring instruments 51 and 61, the inspection pulse SP0 generated by the pulse generator 52 generates one type of pulse having a fixed predetermined time width and a predetermined predetermined voltage value. is doing. For this reason, when the pulse width of the inspection pulse SP0 is defined to be narrow in advance so that the cable length L of the short balanced cable CB can be measured, the reflected wave signal is increased as the cable length increases as shown in FIG. As a result of the gradual decrease in the amplitude of SR1, when measuring a long balanced cable CB, the amplitude of the reflected wave signal SR1 becomes lower than the threshold voltage VTH of the comparators 53d and 3d and the reflected wave signal SR1 cannot be detected. There is a problem that there are things. On the other hand, when the pulse width of the inspection pulse SP0 is defined in advance so that the cable length L of the long balanced cable CB can be measured, when measuring the short balanced cable CB, the reflected wave signal SR1 is injected from the injection of the inspection pulse SP1. As a result of the short time until the occurrence of, the reflected wave signal SR1 appears during the injection period of the inspection pulse SP1 and overlaps to detect the appearance of the reflected wave signal SR1 as shown in FIG. There is a problem that cannot be done.
[0013]
The present invention has been made in view of such problems, and a main object of the present invention is to provide a balanced cable length measuring device capable of measuring the cable lengths of various lengths of balanced cables.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the balanced cable length measuring device according to claim 1 includes a pulse generator for generating a pulse for inspection, and injecting the generated inspection pulse into the balanced cable to be inspected and the injected inspection. A transmitting / receiving unit for detecting a reflected wave signal of the pulse for measurement, a measuring unit for measuring a time from injection of the inspection pulse to detection of the reflected wave signal, A switching unit that connects one of the pair of signal lines in the balanced cable to the output unit of the transmission / reception unit and switches the other of the pair of signal lines to a reference potential; A balanced cable length measuring instrument comprising: a control unit that controls the pulse generation unit to generate the inspection pulse and calculates a cable length of the balanced cable based on a measurement time by the measurement unit; The pulse generator is configured to be able to expand and contract the pulse width of the inspection pulse. The transmission / reception unit is configured to be capable of transmitting the inspection pulse to the one of the signal lines and receiving the inspection pulse from the one of the signal lines via the switching unit. ing.
[0015]
The balanced cable length measuring instrument according to claim 2 is the balanced cable length measuring instrument according to claim 1, wherein the control unit controls the pulse generating unit when the reflected wave signal is not detected by the measuring unit. Then, the pulse width of the inspection pulse is controlled to expand and contract until the reflected wave signal is detected by the measuring unit.
[0017]
Claim 3 The balanced cable length measuring instrument described in claim 1 or 2 In the balanced cable length measuring instrument described above, the control unit injects the inspection pulse between each of the pair of signal lines and the reference potential by controlling the switching unit, and applies to each signal line. The cable length of each signal line is calculated based on each corresponding measurement time, and the shorter one of the calculated cable lengths is determined as the cable length of the balanced cable.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a balanced cable length measuring device 1 according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0019]
First, the configuration of the balanced cable length measuring device 1 will be described with reference to FIG. In addition, about the structure same as the conventional balanced cable length measuring device 51 and 61, the same code | symbol is attached | subjected and the overlapping description is abbreviate | omitted.
[0020]
As shown in FIG. 1, the balanced cable length measuring instrument 1 includes a pulse generation unit 2, a transmission / reception unit 3, a measurement unit 4, a control unit 5, and a display unit 6. In this case, when the signal SA is input, the pulse generator 2 generates and outputs a test pulse SP0 having a pulse width corresponding to the pulse width data DPL output from the controller 5 and having a predetermined voltage value. To do. In this case, the voltage value of the test pulse SP0 is set in advance so that the voltage level when input to the comparator 3d via the amplifier 3a and output resistor 3b described later sufficiently exceeds the threshold voltage VTH in the comparator 3d. Is set. The transmission / reception unit 3 includes an amplifier 3a, an output resistor 3b, a signal switcher 3c as a switching unit, a non-differential comparator 3d, and a connector 3e, and either one of which will be described later via the signal switcher 3c. The inspection pulse SP1 is transmitted to the signal line, and the inspection pulse SR1 is received from either one of the signal lines. The amplifier 3a amplifies the inspection pulse SP0 generated by the pulse generator 2 to a predetermined voltage value and outputs it as the inspection pulse SP1. The output resistor 3b matches the output impedance of the amplifier 3a with the characteristic impedance of the balanced cable CB. The signal switch 3c connects either one of the pair of signal lines in the balanced cable CB to be inspected to the output unit of the transmission / reception unit 3 via one terminal of the connector 3e, and connects the other of the pair of signal lines to the connector. The connection is switched to the ground potential as the reference potential via the other terminal of 3e. Specifically, the signal switch 3c is a balanced cable in which the internal circuit is selectively switched based on the input selection signal SSEL and the inspection pulse SP1 input via the output resistor 3b is connected to the connector 3e. Injection is performed between one of the pair of signal lines in the CB and the ground potential connected to the other of the pair of signal lines. In this case, the ground potential is a device ground and is commonly connected to the ground potential of each part in the balanced cable length measuring instrument 1. As shown in FIG. 4, the comparator 3d has a voltage waveform (inspection pulse SP1 and a reflected wave signal SR1 that appears by injection of the inspection pulse SP1) that appears on the input side (input side end of the signal switch 3c). When each voltage waveform) exceeds the threshold voltage VTH, the waveform is shaped into a pulse shape and output as the inspection pulse SP2 and the reflected wave signal SR2.
[0021]
The measuring unit 4 measures a time difference T (see FIG. 4) between both the inspection pulse SP2 and the reflected wave signal SR2 output from the transmission / reception unit 3, and controls the measured time difference (measurement time) T as time data DT. Output to unit 5. In this case, for example, the measurement unit 4 includes a counter that counts at a predetermined period and a multiplication circuit. In the measurement unit 4, when the counter receives the reset signal RST, the counter shifts to a countable state after resetting the count value. Further, when the first pulse signal is output from the transmission / reception unit 3 in this countable state, the counter starts a counting operation using this pulse signal as a start trigger. Thereafter, the counter continues the count operation at a predetermined count cycle until the next pulse signal as a stop signal is output from the transmission / reception unit 3. On the other hand, the multiplier multiplies the final count value of the counter by the count period. In this case, the multiplication value means a time difference T between the first pulse signal (inspection pulse SP2) and the next pulse signal (reflected wave signal SR2). The measuring unit 4 predefines the maximum value for the count value of the counter, and when the next pulse signal (stop signal) is not input before the count value reaches the maximum value, the reflected wave signal SR2 Is output to the control unit 5.
[0022]
The control unit 5 includes an internal memory, and a plurality of types of pulse width data DPL are stored in advance as a pulse width data table in the internal memory. For example, the pulse width data table stores the pulse width data DPL in the order of narrower pulse width (or wider order). The control unit 5 sequentially extracts one pulse width data DPL from the pulse width data table (sequentially from the narrower pulse width or sequentially from the wider pulse width) and outputs it to the pulse generating unit 2 and also outputs the signal SA. Is output to the pulse generator 2. Further, the control unit 5 outputs the selection signal SSEL to the signal switch 3c. Further, the control unit 5 outputs a reset signal RST to the measuring unit 4 and, when the time data DT is output from the measuring unit 4, based on the time data DT and the above equation (1). The cable length (electric length) L of the balanced cable CB is calculated, and the calculated cable length L is displayed on the display unit 6. When the data DN is output from the measurement unit 4, the next pulse width data DPL is extracted from the pulse width data table and output to the pulse generation unit 2. Further, the control unit 5 outputs the reset signal RST to the measurement unit 4 at the start of measurement and whenever the pulse width data DPL is output to the pulse generation unit 2.
[0023]
Next, the cable length measurement process of the balanced cable CB when measuring the cable length L of the balanced cable CB to be inspected will be described with reference to FIGS. Prior to the measurement, a connector attached to one end of the balanced cable CB to be inspected is connected to the connector 3e of the transmitting / receiving unit 3, and the other end of the balanced cable CB is in a mismatched state with respect to its characteristic impedance. It is preliminarily set to be (for example, set to either an open state or a short-circuit state).
[0024]
In this state, in the balanced cable length measuring instrument 1, first, the control unit 5 outputs the selection signal SSEL to the signal switch 3c, so that one of the pair of signal lines in the balanced cable CB is shown in FIG. The signal switch 3c is set in a state in which the inspection pulse SP1 can be injected into the first signal line (specifically, between the first signal line and the ground as the reference potential) (step 101).
[0025]
Next, the control unit 5 performs a cable length measurement process for the first signal line (step 102). Specifically, as shown in FIG. 3, the control unit 5 extracts the first pulse width data DPL from the pulse width data table and outputs it to the pulse generation unit 2, thereby generating an inspection generated by the pulse generation unit 2. The time width (pulse width) of the pulse for use SP0 is set. Subsequently, the control unit 5 outputs the signal SA to the pulse generation unit 2 to generate the inspection pulse SP0 having the set pulse width. This inspection pulse SP0 is inputted (voltage) amplified to the amplifier 3a of the transmission / reception unit 3, and then, as the inspection pulse SP1, is connected between the first signal line and the ground via the output resistor 3b and the signal switch 3c. Injected (step 201). At this time, the inspection pulse SP1 is also input to the comparator 3d via the output resistor 3b. For this reason, the comparator 3d outputs the waveform-shaped inspection pulse SP2 as a start trigger to the measuring unit 4, and as a result, the measuring unit 4 starts a counting operation.
[0026]
Further, when the inspection pulse SP1 injected into one end side of the first signal line propagates while being attenuated in the first signal line toward the other end side, and reaches the mismatched portion in the first signal line. Reflected. Further, the reflected wave signal SR1 reflected at the mismatched portion propagates while being attenuated toward the one end side in the first signal line and reaches this one end side. Therefore, at one end of the first signal line, that is, at the input side of the comparator 3d, as shown in FIG. 4A, the inspection pulse SP1 and the reflected wave signal delayed by a predetermined time from the inspection pulse SP1. SR1 appears. In this case, the predetermined time is a time proportional to the length from one end of the first signal line to the mismatched portion. On the other hand, when the input voltage exceeds the threshold voltage VTH, the comparator 3d outputs the inspection pulse SP2 as a stop signal as shown in FIG. At this time, when the reflected wave signal SR2 is input (step 202), the measuring unit 4 normally stops the counting operation, and then calculates the time difference T between the inspection pulse SP2 and the reflected wave signal SR2. And output as time data DT.
[0027]
When the time data DT is output from the measuring unit 4, the control unit 5 calculates the cable length L1 of the first signal line in the balanced cable CB based on the time data DT and the above equation (1) ( Step 203). Next, after storing the calculated cable length L1 in the internal memory, the control unit 5 ends this process, and proceeds to step 103 in the cable length measurement process of the balanced cable.
[0028]
On the other hand, when the length from the one end side of the first signal line to the mismatched portion is increased, the attenuation of the inspection pulse SP1 and the reflected wave signal SR1 propagating in the first signal line is increased. As a result, FIG. As shown, the voltage level of the reflected wave signal SR1 appearing on the input side of the comparator 3d gradually decreases in proportion to this length. For this reason, when the length from the one end side of the first signal line to the mismatched portion becomes a predetermined length or more, the voltage level of the reflected wave signal SR1 reaching the one end side of the first signal line becomes the threshold voltage of the comparator 3d. It becomes VTH or less, and the comparator 3d cannot shape the reflected wave signal SR. Therefore, in step 202 described above, the reflected wave signal SR2 as a stop signal is not input to the measurement unit 4. Accordingly, the measurement unit 4 outputs data DN indicating that the reflected wave signal SR2 could not be detected because the count value reaches the maximum value.
[0029]
When the data DN is output, the control unit 5 outputs a reset signal RST to the measurement unit 4 and determines whether or not unused pulse width data DPL exists in the pulse width data table. (Step 204). When unused pulse width data DPL exists, pulse width data DPL having the next largest pulse width is determined as pulse width data DPL to be output to the pulse generator 2 (step 205). Thereafter, the control unit 5 returns to step 201, outputs the new pulse width data DPL to the pulse generation unit 2, and resets the time width (pulse width) of the inspection pulse SP0 generated by the pulse generation unit 2. At the same time, by outputting the signal SA to the pulse generator 2, a test pulse SP0 having a new pulse width is generated.
[0030]
Further, as described above, the control unit 5 detects when the reflected wave signal SR2 is detected at one end of the first signal line and the counting operation by the measurement unit 4 stops normally (step 202), or in the pulse width data table. Steps 201 to 205 are repeated until reaching any state when there is no unused pulse width data DPL (step 204). In this case, when the control unit 5 determines in step 204 that there is no unused pulse width data DPL in the pulse width data table, the control unit 5 measures the cable length L of the first signal cable. It is determined that it is not possible (step 206), and the fact is stored in the internal memory. Thereafter, the signal line cable length measurement process is terminated, and the process proceeds to step 103 in the balanced cable cable length measurement process.
[0031]
After finishing the measurement process of the cable length L for the first signal line, the control unit 5 returns to Step 103 in FIG. 2 to output the selection signal SSEL to the signal switch 3c, and the pair of signal lines in the balanced cable CB. The internal circuit of the signal switch 3c is set so that the inspection pulse SP1 can be injected into the other (second signal line) (step 103).
[0032]
Thereafter, the control unit 5 measures the cable length of the second signal line in the same manner as the first signal line in accordance with the cable length measurement process described above (step 104). In this case, when the cable length L2 of the second signal line can be measured, the control unit 5 stores the cable length L2 in the internal memory, and when the cable length L2 of the second signal cable cannot be measured, to that effect. Is stored in the internal memory.
[0033]
Next, after the measurement process of the cable length for the second signal line is completed, the control unit 5 refers to the measurement result stored in the internal memory, and the cable length of one of the first signal line and the second signal line is determined. It is determined whether or not L1 and L2 could not be measured (step 105). As a result of the determination, when it is determined that the cable length L for either one of the first signal line and the second signal line cannot be measured, the control unit 5 displays “the cable length of the balanced cable is measured” on the display unit 6. “Impossible” is displayed (step 106), and the cable length measurement process for the balanced cable CB is terminated.
[0034]
Further, when the control unit 5 determines in step 105 that both the cable lengths L1 and L2 of the first signal line and the second signal line have been measured, the control unit 5 compares the measured cable lengths L1 and L2 with each other ( Step 107). At this time, when it is determined that the cable lengths L1 and L2 are different from each other, the control unit 5 causes the display unit 6 to display the cable length together with the signal line name (identification data) of the signal line having the shorter cable length. (Step 108), the cable length measurement process for the balanced cable CB is terminated. On the other hand, when it is determined in step 107 that both the cable lengths L1 and L2 are the same length, the control unit 5 displays the cable length L1 and L2 on the display unit 6 together with an indication that both cable lengths L1 and L2 are the same length. Display is made (step 109), and the cable length measurement process for the balanced cable CB is terminated.
[0035]
As described above, the balanced cable length measuring instrument 1 is configured so that the pulse width of the inspection pulse SP0 generated by the pulse generator 2 can be expanded and contracted, so that, for example, the balanced cable CB is long and the injected inspection pulse SP1. Even if the reflected wave signal SR2 cannot be detected by the transmitter / receiver 3 due to the large attenuation of the generated reflected wave signal SR1 (in the case of the waveform A in FIG. 5A), FIG. ), The waveform of the inspection pulse SP1 (see waveform B in the figure) can be maintained at a voltage higher than the threshold voltage VTH by sequentially expanding the pulse width of the inspection pulse SP0. Thus, the reflected wave signal SR2 can be detected by the transmission / reception unit 3. For this reason, the cable length can be reliably measured even for a long balanced cable CB that cannot be measured by the conventional balanced cable length measuring instruments 51 and 61. On the other hand, for example, because the balanced cable CB is short, the time until the reflected wave signal SR1 generated from the injection of the inspection pulse SP1 reaches the input end is short, and as shown in FIG. Even when the reflected wave signal SR1 overlaps and the transmission / reception unit 3 cannot detect the reflected wave signal SR2, as shown in FIGS. 5B and 5C, the inspection pulse SP0 (in FIG. It is possible to detect the reflected wave signal SR2 by the transmission / reception unit 3 by sequentially reducing the pulse width of SP1). Therefore, the cable length can be reliably measured even for a short balanced cable CB that cannot be measured by the conventional balanced cable length measuring instruments 51 and 61.
[0036]
Further, in this balanced cable length measuring device 1, by adopting a configuration in which the inspection pulse SP1 is injected into each of the pair of signal lines of the balanced cable CB using the signal switch 3c in the transmission / reception unit 3, the balanced cable length Unlike the measuring instrument 51, it is possible to inspect a short-circuit failure or a disconnection failure of each signal line without using the balun 53c. As a result, the product cost can be reduced. In addition, each cable length L1, L2 of the pair of signal lines in the balanced cable CB is configured to be individually measurable, and the short signal line name and the cable length are displayed. Only when a fault location exists and the other signal line is in a normal state, the signal line where the fault location exists can be reliably and accurately specified. Therefore, it is very easy to specify a faulty cable at the time of laying the balanced cable CB and at the time of fault occurrence.
[0037]
Na Oh, flat In the balance cable length measuring device 1, the transmission / reception unit 3 is configured to inject balanced pulses as in the transmission / reception unit 53 in the balanced cable length measurement device 51, instead of the configuration of injecting unbalanced pulses into the balanced cable CB. Can also be adopted. When this configuration is used, the balun is used, which increases the cost of the product, but does not inject the inspection pulse SP1 selectively into each signal line by using the signal switch 3c, but inspects a pair of signal lines. Since the working pulse SP1 can be injected at the same time, the measurement time can be sufficiently shortened. Further, when changing the pulse width of the inspection pulse SP0 as the control unit 5, instead of the configuration in which the pulse width data DPL previously stored in the pulse width data table is sequentially extracted from the pulse width data table, It is also possible to adopt a configuration in which the pulse width of the inspection pulse SP0 is changed while sequentially obtaining the pulse width. Furthermore, the signal switch 3c can be disposed outside the transmission / reception unit 3.
[0038]
In step 105 in the cable length measurement process of the balanced cable, when measurement of the cable lengths L1 and L2 of either the first signal line or the second signal line is impossible, measurement not possible display is performed in step 106. When the control unit 5 can measure at least one of the cable lengths L1 and L2 of the first signal line and the second signal line in step 102 or step 104, the control unit 5 displays the cable length on the display unit 6, You may employ | adopt the control flow which complete | finishes this process.
[0039]
【The invention's effect】
As described above, according to the balanced cable length measuring device according to the present invention, the length of the various balanced cables having different lengths can be reliably ensured by configuring the pulse generator so that the pulse width of the inspection pulse can be expanded and contracted. Can be measured.
[0040]
Further, according to the balanced cable length measuring instrument of the present invention, when the reflected wave signal is not detected by the measurement unit, the control unit controls the pulse generation unit until the reflected wave signal can be detected by the measurement unit. By controlling expansion and contraction of the pulse width of the pulse, the cable lengths of various balanced cables having different lengths can be automatically and reliably measured.
[0041]
In addition, according to the balanced cable length measuring instrument of the present invention, either one of the pair of signal lines in the balanced cable is connected to the output unit of the transmission / reception unit and the other of the pair of signal lines is switched to the reference potential. By providing a switching unit and configuring the transmitting / receiving unit to enable transmission / reception of unbalanced pulses as inspection pulses via this switching unit, since a balun is not used, the product cost is reduced while the balanced cable is used. The cable length of both signal lines can be reliably measured.
[0042]
Further, according to the balanced cable length measuring instrument of the present invention, the control unit is controlled to inject a test pulse into each of the pair of signal lines, and each signal based on each measurement time corresponding to each signal line. By calculating the cable length of the line and determining the shorter cable length of both the calculated cable lengths as the cable length of the balanced cable, the fault location is found only on one signal line of the balanced cable. When the signal line is present and the other signal line is in a normal state, the signal line where the fault exists can be reliably and accurately identified. Therefore, the fault cable can be identified very easily at the time of laying the balanced cable and at the time of the fault.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram for explaining a configuration of a balanced cable length measuring instrument 1 according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart for explaining cable length measurement processing of a balanced cable CB in the balanced cable length measuring instrument 1;
3 is a flowchart for explaining cable length measurement processing of each signal line in FIG. 2;
FIG. 4 is a voltage waveform diagram for explaining the detection operation of the inspection pulse SP2 and the reflected wave signal SR2 in the transmission / reception unit 3 of the balanced cable length measuring device 1, wherein (a) shows the input voltage waveform of the comparator 3d. (B) is a voltage waveform diagram showing an output voltage waveform of the comparator 3d.
5A is a voltage waveform diagram showing the transition of the voltage waveform of the reflected wave signal SR1 when the balanced cable CB is long, and FIG. 5B is a reflected wave when the pulse width of the inspection pulse SP1 is widened. FIG. 7 is a voltage waveform diagram showing a voltage waveform of a signal SR1.
6A is a voltage waveform diagram showing a voltage waveform in a state where the balanced cable CB is short and the reflected wave signal SR1 is overlapped with the inspection pulse SP1, and FIG. 6B is an inspection pulse SP1 in FIG. (C) is a voltage waveform diagram showing a voltage waveform in a state where the inspection pulse SP1 and the reflected wave signal SR1 are separated by narrowing the pulse width of (b), and (c) shows the comparator 3d when the voltage waveform of (b) is input. It is a voltage waveform diagram which shows an output voltage waveform.
7 is a block diagram for explaining a configuration of a conventional balanced cable length measuring device 51. FIG.
FIG. 8 is a block diagram for explaining the configuration of a conventional balanced cable length measuring device 61;
[Explanation of symbols]
1 Balance cable length measuring instrument
2 Pulse generator
3 Transceiver
3c Signal selector
4 Measurement unit
5 Control unit
6 Display section
CB balanced cable
SP0 to SP2 Inspection pulse
SR0 to SR2 Reflected wave signal
SSEL selection signal

Claims

検査用パルスを生成するパルス生成部と、当該生成された検査用パルスを検査対象の平衡ケーブルに注入すると共に当該注入した検査用パルスの反射波信号を検出する送受信部と、前記検査用パルスの注入から前記反射波信号の検出までの時間を計測する計測部と、前記平衡ケーブルにおける一対の信号ラインのいずれか一方を前記送受信部の出力部に接続すると共に当該一対の信号ラインいずれか他方を基準電位に接続切り替えする切替部と、前記パルス生成部を制御して前記検査用パルスを生成させると共に前記計測部による計測時間に基づいて前記平衡ケーブルのケーブル長を算出する制御部とを備えた平衡ケーブル長測定器であって、
前記パルス生成部は、前記検査用パルスのパルス幅を伸縮可能に構成され、
前記送受信部は、前記切替部を介して、前記いずれか一方の信号ラインに対する前記検査用パルスの送信および当該いずれか一方の信号ラインからの当該検査用パルスの受信を可能に構成されている平衡ケーブル長測定器。A pulse generator for generating an inspection pulse, a transmitter / receiver for injecting the generated inspection pulse into a balanced cable to be inspected and detecting a reflected wave signal of the injected inspection pulse, and A measuring unit that measures the time from injection to detection of the reflected wave signal, and one of the pair of signal lines in the balanced cable is connected to the output unit of the transmitting / receiving unit and the other of the pair of signal lines is connected A switching unit that switches connection to a reference potential; and a control unit that controls the pulse generation unit to generate the inspection pulse and calculates a cable length of the balanced cable based on a measurement time by the measurement unit. A balanced cable length measuring instrument,
The pulse generator is configured to be capable of expanding and contracting the pulse width of the inspection pulse ,
The transmission / reception unit is configured to transmit the inspection pulse to the one of the signal lines and receive the inspection pulse from the one of the signal lines via the switching unit . Cable length measuring instrument.

前記制御部は、前記計測部によって前記反射波信号が検出されないときに、前記パルス生成部を制御して前記計測部によって前記反射波信号が検出されるまで前記検査用パルスのパルス幅を伸縮制御する請求項１記載の平衡ケーブル長測定器。 When the reflected wave signal is not detected by the measurement unit, the control unit controls the pulse generation unit to control expansion and contraction of the pulse width of the inspection pulse until the reflected wave signal is detected by the measurement unit The balanced cable length measuring instrument according to claim 1.

前記制御部は、前記切替部を制御することによって前記一対の信号ラインの各々と前記基準電位との間に前記検査用パルスを注入すると共に当該各信号ラインに対応する前記各計測時間に基づいて当該各信号ラインの前記ケーブル長を算出し、当該算出した両ケーブル長のいずれか短いケーブル長を前記平衡ケーブルのケーブル長と判別する請求項１または２記載の平衡ケーブル長測定器。The control unit controls the switching unit to inject the inspection pulse between each of the pair of signal lines and the reference potential, and based on the measurement times corresponding to the signal lines. calculates the cable length of the respective signal lines, the balanced cable length measuring device according to claim 1 or 2, wherein one short cable lengths of both the cable length of the calculated to determine the cable length of the balanced cable.