WO1994022030A1 - Cable inspection device - Google Patents

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WO1994022030A1
WO1994022030A1 PCT/DE1994/000328 DE9400328W WO9422030A1 WO 1994022030 A1 WO1994022030 A1 WO 1994022030A1 DE 9400328 W DE9400328 W DE 9400328W WO 9422030 A1 WO9422030 A1 WO 9422030A1
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WO
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signal
comparator
cable
pulse
time
Prior art date
Application number
PCT/DE1994/000328
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Robert Hoffmann
Original Assignee
Seba-Dynatronic Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seba-Dynatronic Gmbh filed Critical Seba-Dynatronic Gmbh
Publication of WO1994022030A1 publication Critical patent/WO1994022030A1/en

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/08—Locating faults in cables, transmission lines, or networks
    • G01R31/088—Aspects of digital computing

Definitions

  • the invention relates to a device for testing cables according to the preamble of patent claim 1.
  • Such devices are used in particular to determine cable inhomogeneities, i.e. from places in a cable whose impedance is greater or less than the nominal characteristic impedance of the cable.
  • a generic device for testing cables is known from DE 39 21 594 AI.
  • This device has a pulse generator, which feeds pulses into the cable to be tested as test signals, and an amplifier, at whose input connection the pulse signal reflected by an inhomogeneity is present. Furthermore, a comparator and a control and evaluation unit are provided which determine the signal transit time to an error location from the output signal of the comparator.
  • this known generic device is not easily able to determine several cable inhomogeneities arranged one after the other.
  • the adaptation to different cable types is not easily possible.
  • the invention is based on the object of specifying a device for testing cables which allows the determination not only of the inhomogeneity closest to the feed-in point of a test signal, but of all inhomogeneities present in a cable.
  • the object of the invention is achieved by starting from a device according to the preamble of claim 1 and further developing this device by the features specified in the characterizing part of claim 1.
  • Embodiments of the invention are the subject of the subclaims.
  • the control and evaluation unit controls the pulse generator in such a way that it feeds a series of pulses into the cable one after the other.
  • the control and evaluation unit only evaluates the reflected signal during a time window, the start of which compared to the respective pulse by a delay time T-. is delayed, and its width is T., the delay times being varied such that the time windows at least partially cover the signal transit time range for the part of the cable to be checked.
  • a comparison value formation circuit is connected between the amplifier and the comparator, which derives a comparison value from the reflected pulse signal applied to it up to the beginning of the time window, which is applied to the comparator such that the pulse response of the undisturbed signal is approximately the same is compensated.
  • the device according to the invention thus works according to the classic pulse echo method on changes in impedance a line.
  • the control and evaluation unit there is no need to manually adjust a cursor on a reflectogram, as is the case with conventional pulse reflectometers.
  • the comparison value formation circuit By compensating the impulse response of the undisturbed signal by the comparison value formation circuit, it is possible to test the most varied cable lengths and the most varied cable types, for example coax lines or two-wire lines, without a change in the circuit or a change in the set parameters being carried out ought to.
  • the comparison formation circuit it is possible with the comparison formation circuit to achieve a dead zone of 0 m by forming the comparison value directly during the pulse coupled into the cable. This means that the multiplexer is not overdriven and there are no recovery times that cause the dead zone. Inhomogeneities that are located after the entry point can thus also be detected.
  • comparison value formation circuit characterized in claim 2
  • it has at least one capacitor which is charged to the mean value of the reflected voltage during the respective time window.
  • electronic circuits and in particular active circuits including arithmetic circuits for the comparison value formation circuit which implement the function described above.
  • the time window is shifted in such a way that cable sections are measured during successive measurements Distance from the feed point of the pulses is greater than the distance of the sections measured with the previous pulse; with this applies:
  • the pulse width (t.) Increases with increasing delay time (T) and possibly with increasing width of the time window (T.) (claim 5).
  • Any pulses for example rectangular pulses, but also other pulses can be used as pulses.
  • control and evaluation unit calculates the distance (s) of this fault location from the signal feed point from the determined signal transit time and the signal propagation speed known for a specific cable type, which is entered as a parameter.
  • Fig. 1 is a block diagram of an inventive
  • Fig. 2 shows a pulse / time diagram.
  • FIG. 1 shows an exemplary embodiment of a device according to the invention for testing a cable, of which essentially only the signal feed points (connections) E are shown in FIG. 1, to which the measuring signal is also coupled out in the exemplary embodiment shown .
  • the device has a pulse generator 1, which feeds pulses as test signals into the cable to be tested at the feed-in points E. These impulses are reflected in cable inhomogeneities, i.e. at locations whose wave resistance is greater or less than the nominal wave resistance.
  • an amplifier 2 is connected to the terminals E, which amplifies the reflected pulse signal.
  • the output connection of the amplifier 2 is connected to a comparison value forming circuit 3.
  • the circuit 3 derives a comparison value from the reflected pulse signal, which is applied via a multiplexer 4 to a comparator 5 such that the impulse response of the undisturbed signal is approximately compensated.
  • the device according to the invention has a CPU 6, two counters 7 and 8, a flip-flop 9 and a clock generator 10.
  • the pulse generator 1 also sends the cable to be tested (For example) rectangular pulses, the duration of which is preferably adapted to the measuring distance. Since the signals reflected by inhomogeneities in the cable are subject to length-dependent attenuation, the amplitudes of the "echoes" decrease with increasing line length. This damping consists of a real part and an imaginary part. While the real part only effects an amplitude damping, the imaginary part causes a dispersion, by which the echoes are broadened. The known pulse reflectometers therefore only have a comparatively small maximum range. There is also a dead zone for conventional digital reflectometers, which results from the smallest pulse width that can be coupled into the cable and the recovery time of the analog part.
  • the range is increased by a length-dependent damping compensation and a comparison value formation circuit 3, and a very small dead zone is realized by enabling length measurement during the pulse coupled into the cable:
  • the comparison value formation circuit 3 has an RC network formed by a capacitor C1 and a resistor R1 and a switch S1.
  • the capacitor C1 is charged to the mean value of the interval free of junction in front of the junction to be located.
  • this mean value is applied to the comparator by closing a switch S1, so that the comparator threshold is set as a function of the cable parameters (and of the measurement location).
  • the time axis divided into several time intervals, which are evaluated separately from each other. At least one transmit pulse is sent for each time interval.
  • time intervals it is possible to repeat the measurement several times in each time interval in order to increase the measuring accuracy.
  • the division of the time axis into several intervals makes it possible to set a very specific transmission pulse width for each individual interval and to consider each time interval independently of previous and subsequent intervals. Since the interval width applies that it is always smaller than the smallest expected joint width, it is possible to locate several joints independently of one another.
  • the following educational regulation applies to the time intervals:
  • the first time interval (“1") is the time from T L1 to (T L1 + TX.
  • the time interval “1” is followed by the interval "2" from ( ⁇ L1 + T ⁇ ) to [( L1 + T ⁇ ) . + T 2]
  • this law of formation is the area of maximum Meß ⁇ - ie cable length - classified into several independently of each considered time intervals resp cable sections..
  • the pulse width of the transmission pulse t_, the time T (beginning of the time interval) and the time T L + T "(end of the time interval) are provided by the generation of the time interval, which is carried out by means of the counters 8 and 9.
  • the transmission pulse is injected into the device under test and the reflected signal is received at the amplifier.
  • the plus / minus multiplexer 4 passes the inverted or the non-inverted time interval to the comparator 5 depending on the specification from the CPU 6. A separate location of smaller and larger impedances than the nominal characteristic impedance on the line is thus realized.
  • the output signal of the comparator 5 is present at the CPU 6, so that it receives information at the end of a time interval as to whether there is a joint or not.
  • the propagation velocity V. is a known line constant
  • the measured time t. T. + T. the distance of the junction i from the feed-in point E can be calculated, the speed of propagation of course having to be entered as a parameter before the measurement.
  • Cable lengths of 20 km and more can be checked with the circuit according to the invention. Nevertheless, it is possible to also detect joints that are very close to the feed point and that cannot be detected with conventional devices.

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Abstract

A cable inspection arrangement has a pulse generator which feeds pulses as checking signals into the cable to be checked, an amplifier to whose input terminal the reflected pulse-signal is applied, a comparator and a control and evaluation unit which determines the signal propagation time to a defective spot from the output signal of the comparator. In order to detect several spaced apart defective spots in the cable, the control and evaluation unit controls the pulse generator so that the latter successively feeds a series of pulses into the cable. The control and evaluation unit evaluates the reflected signal only during a time window whose start is delayed by a delay time TLi with respect to the respective pulse (I) and whose width equals Ti. The delay times vary so that the time windows at least partially overlap with the signal propagation time range for the part of the cable to be checked. A comparison value generating circuit connected between the amplifier and the comparator derives a comparison value from the reflected pulse signal it receives at the start of the time window and supplies it to the comparator, so that the pulse response of the undisturbed signal is more or less compensated.

Description

Einrlchtung zur Prüfung von Kabeln Device for testing cables
B e s c h r e i b u n gDescription
Technisches GebietTechnical field
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Prü¬ fung von Kabeln gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a device for testing cables according to the preamble of patent claim 1.
Stand der TechnikState of the art
Derartige Einrichtungen werden insbesondere zur Ermitte¬ lung von Kabel-Inhomogenitäten, d.h. von Stellen in einem Kabel eingesetzt, deren Impedanz größer oder kleiner als der nominelle Wellenwiderstand des Kabels ist.Such devices are used in particular to determine cable inhomogeneities, i.e. from places in a cable whose impedance is greater or less than the nominal characteristic impedance of the cable.
Eine gattungsgemäße Einrichtung zur Prüfung von Kabeln ist aus der DE 39 21 594 AI bekannt. Diese Einrichtung weist einen Impulsgenerator, der als Prüf-Signale Impulse in das zu prüfende Kabel einspeist, und einen Verstärker auf, an dessen Eingangsanschluß das an einer Inhomogenität reflek¬ tierte Impuls-Signal ansteht. Ferner sind ein Komparator und eine Steuer- und Auswerteeinheit vorgesehen, die aus dem Ausgangssignal des Komparators die Signal-Laufzeit zu einer Fehlerstelle ermittelt. Diese bekannte gattungsge¬ mäße Einrichtung ist jedoch nicht ohne weiteres in der Lage, mehrere nacheinander angeordnete Kabel-Inhomogenitä¬ ten zu ermitteln. Darüberhinaus ist die Anpassung an un¬ terschiedliche Kabeltypen nicht ohne weiteres möglich.A generic device for testing cables is known from DE 39 21 594 AI. This device has a pulse generator, which feeds pulses into the cable to be tested as test signals, and an amplifier, at whose input connection the pulse signal reflected by an inhomogeneity is present. Furthermore, a comparator and a control and evaluation unit are provided which determine the signal transit time to an error location from the output signal of the comparator. However, this known generic device is not easily able to determine several cable inhomogeneities arranged one after the other. In addition, the adaptation to different cable types is not easily possible.
Weitere Einrichtungen zur Prüfung von Kabeln sind u.a. in der DE 32 35 239 C2, der DE 33 47 420 AI, der DE 36 29 153 AI und der DE 37 11 593 AI beschrieben. Darstellung der ErfindungOther devices for testing cables are described in DE 32 35 239 C2, DE 33 47 420 AI, DE 36 29 153 AI and DE 37 11 593 AI. Presentation of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Prüfung von Kabeln anzugeben, die die Ermittlung nicht nur der dem Einspeisepunkt eines Prüfsignals am nächsten gelegenen Inhomogenität, sondern sämtlicher in einem Kabel vorhandener Inhomogenitäten erlaubt.The invention is based on the object of specifying a device for testing cables which allows the determination not only of the inhomogeneity closest to the feed-in point of a test signal, but of all inhomogeneities present in a cable.
Die erfindungsgemäß gestellte Aufgabe wird dadurch ge¬ löst, daß von einer Einrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ausgegangen und diese Einrichtung durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale weitergebildet wird. Ausgestaltungen der Erfin¬ dung sind Gegenstand der Unteransprüche.The object of the invention is achieved by starting from a device according to the preamble of claim 1 and further developing this device by the features specified in the characterizing part of claim 1. Embodiments of the invention are the subject of the subclaims.
Zur Ermittlung mehrerer beabstandeter Fehlerstellen im Kabel steuert die Steuer- und Auswerteeinheit den Impuls¬ generator derart an, daß er nacheinander eine Reihe von Impulsen in das Kabel einspeist. Die Steuer- und Auswerte¬ einheit wertet das reflektierte Signal jeweils nur während eines Zeitfensters aus, dessen Beginn gegenüber dem jewei¬ ligen Impuls um eine Verzögerungs-Zeit T- . verzögert ist, und dessen Breite T. beträgt, wobei die Verzögerungs- Zeiten derart variiert werden, daß die Zeitfenster den Signal-Laufzeit-Bereich für den zu überprüfenden Teil des Kabels wenigstens teilweise abdecken. Zwischen Verstärker und Komparator ist eine Vergleichswert-Bildungsschaltung geschaltet, die aus dem bis zum Beginn des Zeitfensters an ihr anliegendem reflektierten Impuls-Signal einen Ver¬ gleichswert ableitet, der an dem Komparator derart an¬ liegt, daß die I pulsantwort des ungestörten Signals in etwa kompensiert wird.To determine several spaced-apart fault locations in the cable, the control and evaluation unit controls the pulse generator in such a way that it feeds a series of pulses into the cable one after the other. The control and evaluation unit only evaluates the reflected signal during a time window, the start of which compared to the respective pulse by a delay time T-. is delayed, and its width is T., the delay times being varied such that the time windows at least partially cover the signal transit time range for the part of the cable to be checked. A comparison value formation circuit is connected between the amplifier and the comparator, which derives a comparison value from the reflected pulse signal applied to it up to the beginning of the time window, which is applied to the comparator such that the pulse response of the undisturbed signal is approximately the same is compensated.
Die erfindungsgemäße Einrichtung arbeitet also nach dem klassischen Impulsechoverfahren an Impedanzänderungen einer Leitung. Durch die selbsttätige Verschiebung des Zeitfensters durch die Steuer- und Auswerteeinheit ent¬ fällt die bei herkömmlichen Impulsreflektometern erforder¬ liche Einstellung eines Cursors von Hand auf einem Reflek- togramm. Durch die Kompensation der Impulsantwort des ungestörten Signals durch die Vergleichswert-Bildungs¬ schaltung ist es möglich, die unterschiedlichsten Kabel¬ längen und die unterschiedlichsten Kabeltypen, beispiels¬ weise Koaxleitungen oder Zweidrahtleitungen zu prüfen, ohne daß eine Schaltungsänderung oder eine Änderung von eingestellten Parametern vorgenommen werden müßte. Weiter¬ hin ist es mit der Vergleichs-Bildungsschaltung möglich eine Totzone von 0 m zu erreichen, indem der Vergleichs¬ wert direkt während des in das Kabel eingekoppelten Impul¬ ses gebildet wird. Damit entfällt die Übersteuerung des Multiplexers und es fallen auch keine Erholzeiten an, welche die Totzone verursachen. Damit können auch Inhomo¬ genitäten erfaßt werden, die sich nach dem Einspeiseort befinden.The device according to the invention thus works according to the classic pulse echo method on changes in impedance a line. As a result of the automatic shifting of the time window by the control and evaluation unit, there is no need to manually adjust a cursor on a reflectogram, as is the case with conventional pulse reflectometers. By compensating the impulse response of the undisturbed signal by the comparison value formation circuit, it is possible to test the most varied cable lengths and the most varied cable types, for example coax lines or two-wire lines, without a change in the circuit or a change in the set parameters being carried out ought to. Furthermore, it is possible with the comparison formation circuit to achieve a dead zone of 0 m by forming the comparison value directly during the pulse coupled into the cable. This means that the multiplexer is not overdriven and there are no recovery times that cause the dead zone. Inhomogeneities that are located after the entry point can thus also be detected.
Bei einer im Anspruch 2 gekennzeichneten Ausgestaltung der Vergleichswert-Bildungsschaltung weist diese wenigstens einen Kondensator auf, der während dem jeweiligen Zeitfen¬ ster auf den Mittelwert der reflektierten Spannung aufge¬ laden wird. Anstelle des im Anspruch 2 gekennzeichneten einfachen RC-Netzwerkes ist es selbstverständlich auch möglich, für die Vergleichswert-Bildungsschaltung elektro¬ nische Schaltungen und insbesondere aktive Schaltungen einschließlich von Rechenschaltungen zu verwenden, die die vorstehend beschriebene Funktion realisieren.In an embodiment of the comparison value formation circuit characterized in claim 2, it has at least one capacitor which is charged to the mean value of the reflected voltage during the respective time window. Instead of the simple RC network characterized in claim 2, it is of course also possible to use electronic circuits and in particular active circuits including arithmetic circuits for the comparison value formation circuit, which implement the function described above.
Gemäß der im Anspruch 3 angegebenen Weiterbildung wird das Zeitfenster derart verschoben, daß bei aufeinanderfolgen¬ den Messungen Kabelabschnitte vermessen werden, deren Abstand vom Einspeispunkt der Impulse größer' ist als der Abstand der mit dem vorhergehenden Impuls vermessenen Abschnitte; damit gilt:According to the development specified in claim 3, the time window is shifted in such a way that cable sections are measured during successive measurements Distance from the feed point of the pulses is greater than the distance of the sections measured with the previous pulse; with this applies:
Figure imgf000006_0001
Figure imgf000006_0001
Dabei ist es bevorzugt, wenn die Breite des Zeitfensters ( (TT 1.. )) mmiitt 2zunehmender Verzögerungszeit (TτJ_J1. ) zunimmt (An- spruch 4) :It is preferred if the width of the time window ((TT 1 ..)) increases with increasing delay time (T τ J_J1.) (Claim 4):
Figure imgf000006_0002
Figure imgf000006_0002
Aus meßtechnischen Gründen ist es weiter von Vorteil, wenn die Impulsbreite (t. ) mit zunehmender Verzögerungszeit (T ) sowie gegebenenfalls zunehmender Breite des Zeitfen¬ sters (T. ) zunimmt (Anspruch 5) . Als Impulse können dabei beliebige Impulse, beispielsweise Rechteckimpulse, aber auch andere Impulse verwendet werden.For reasons of measurement technology, it is also advantageous if the pulse width (t.) Increases with increasing delay time (T) and possibly with increasing width of the time window (T.) (claim 5). Any pulses, for example rectangular pulses, but also other pulses can be used as pulses.
In den Ansprüchen 6 bis 9 sind weitere vorteilhafte Schal¬ tungsausgestaltungen angegeben.Further advantageous circuit configurations are specified in claims 6 to 9.
Gemäß Anspruch 10 berechnet die Steuer- und Auswerteein¬ heit aus der ermittelten Signal-Laufzeit und der für einen bestimmten Kabeltyp bekannten Signal-Ausbreitungsgeschwin¬ digkeit, die als Parameter eingegeben wird, den Abstand (s) dieser Fehlerstelle vom Signal-Einspeisungspunk .According to claim 10, the control and evaluation unit calculates the distance (s) of this fault location from the signal feed point from the determined signal transit time and the signal propagation speed known for a specific cable type, which is entered as a parameter.
Kurze Beschreibung der ZeichnungBrief description of the drawing
Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des all¬ gemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbei- spielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung exemplarisch beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßenThe invention is described below by way of example without limitation of the general inventive idea on the basis of exemplary embodiments with reference to the drawing. Show it: Fig. 1 is a block diagram of an inventive
Einrichtung, und Fig. 2 ein Impuls/Zeit-Diagramm.Device, and Fig. 2 shows a pulse / time diagram.
Beschreibung von AusführungsbeispielenDescription of exemplary embodiments
Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemä¬ ßen Einrichtung zur Prüfung eines Kabels, von dem in Fig. 1 im wesentlichen nur die Signaleinspeisungspunkte (An¬ schlüsse) E dargestellt sind, an denen bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel gleichzeitig auch das Meßsignal ausge¬ koppelt wird.1 shows an exemplary embodiment of a device according to the invention for testing a cable, of which essentially only the signal feed points (connections) E are shown in FIG. 1, to which the measuring signal is also coupled out in the exemplary embodiment shown .
Die Einrichtung weist einen Impulsgenerator 1 auf, der als Prüf-Signale Impulse in das zu prüfende Kabel an den Ein- speisungspunkten E einspeist. Diese Impulse werden an Kabel-Inhomogenitäten, d.h. an Stellen, deren Wellenwider¬ stand größer oder kleiner als der nominelle Wellenwider¬ stand ist, reflektiert. Zur Erfassung des reflektierten Impuls-Signals ist mit den Anschlüssen E ein Verstärker 2 verbunden, der das reflektierte Impuls-Signal verstärkt. Der Ausgangsanschluß des Verstärkers 2 ist mit einer Ver¬ gleichswert-Bildungsschaltung 3 verbunden. Die Schaltung 3 leitet aus dem reflektierten Impuls-Signal einen Ver¬ gleichswert ab, der über einen Multiplexer 4 an einem Komperator 5 derart anliegt, daß die Impulsantwort des ungestörten Signals in etwa kompensiert wird. Ferner weist die erfindungsgemäße Einrichtung einen CPU 6, zwei Zähler 7 und 8, ein Flip-Flop 9 und einen Taktgenerator 10 auf.The device has a pulse generator 1, which feeds pulses as test signals into the cable to be tested at the feed-in points E. These impulses are reflected in cable inhomogeneities, i.e. at locations whose wave resistance is greater or less than the nominal wave resistance. To detect the reflected pulse signal, an amplifier 2 is connected to the terminals E, which amplifies the reflected pulse signal. The output connection of the amplifier 2 is connected to a comparison value forming circuit 3. The circuit 3 derives a comparison value from the reflected pulse signal, which is applied via a multiplexer 4 to a comparator 5 such that the impulse response of the undisturbed signal is approximately compensated. Furthermore, the device according to the invention has a CPU 6, two counters 7 and 8, a flip-flop 9 and a clock generator 10.
Im folgenden soll die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Schaltung unter Bezugnahme auf Fig. 2 näher erläutert werden:The mode of operation of the circuit according to the invention will be explained in more detail below with reference to FIG. 2:
Der Impulsgenerator 1 besendet das zu prüfende Kabel mit (bspw. ) rechteckförmigen Impulsen, deren Dauer bevorzugt der Meßentfernung angepaßt wird. Da die an Inhomogenitäten des Kabels reflektierten Signale einer längenabhängigen Dämpfung unterliegen, nehmen die Amplituden der "Echos" mit zunehmender Leitungslänge ab. Diese Dämpfung setzt sich aus einem Realteil und einem Imaginärteil zusammen. Während der Realteil nur eine amplitudenmäßige Dämpfung bewirkt, ruft der Imaginärteil eine Dispersion hervor, durch die die Echos verbreitert werden. Damit haben die bekannten Impulsreflektometer lediglich eine vergleichs¬ weise geringe maximale Reichweite. Außerdem existiert für herkömmliche digitale Reflektometer jeweils eine Totzone, die sich aus der kleinsten in das Kabel einkoppelbaren Impulsbreite und der Erhohlzeit des Analogteiles ergibt.The pulse generator 1 also sends the cable to be tested (For example) rectangular pulses, the duration of which is preferably adapted to the measuring distance. Since the signals reflected by inhomogeneities in the cable are subject to length-dependent attenuation, the amplitudes of the "echoes" decrease with increasing line length. This damping consists of a real part and an imaginary part. While the real part only effects an amplitude damping, the imaginary part causes a dispersion, by which the echoes are broadened. The known pulse reflectometers therefore only have a comparatively small maximum range. There is also a dead zone for conventional digital reflectometers, which results from the smallest pulse width that can be coupled into the cable and the recovery time of the analog part.
Erfindungsgemäß wird die Reichweite durch eine längenab¬ hängige Dämpfungskompensation und eine Vergleichswert- Bildungsschaltung 3 vergrößert, sowie eine sehr kleine Totzone realisiert, indem eine Längenmessung während des in das Kabel eingekoppelten Impulses ermöglicht wird:According to the invention, the range is increased by a length-dependent damping compensation and a comparison value formation circuit 3, and a very small dead zone is realized by enabling length measurement during the pulse coupled into the cable:
In Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel für die erfindungs¬ gemäß vorgesehene Vergleichswert-Bildungsschaltung 3 dar¬ gestellt. Die Vergleichswert-Bildungsschaltung 3 weist ein durch einen Kondensator Cl und einen Widerstand Rl gebil¬ detes RC-Netzwerk sowie einen Schalter Sl auf. Der Konden¬ sator Cl wird auf den Mittelwert des Stoßstellenfreien Intervalls vor der zu ortenden Stoßstelle aufgeladen. Bei der Messung im interessierenden Intervall wird dieser Mittelwert durch das Schließen eines Schalters Sl an den Komperator angelegt, so daß die Komperatorschwelle in Abhängigkeit von den Kabelparametern (und vom Meßort) eingestellt wird. Um nun mehrere hintereinanderliegende Inhomogenitäten ermitteln zu können, wird - vgl. Fig. 2 - erfindungsgemäß die Zeitachse in mehrere Zeitintervalle aufgeteilt, die jeweils getrennt voneinander ausgewertet werden. Dabei wird für jedes Zeitintervall wenigstens ein Sendeimpuls gesendet. Selbstverständlich ist es möglich, die Messung in jedem Zeitintervall mehrfach zu wiederholen, um die Meßgenauigkeit zu erhöhen. Die Aufteilung der Zeitachse in mehrere Intervalle erlaubt es, für jedes einzelne Inter¬ vall eine ganz bestimmte Sendeimpulsbreite einzustellen, und jedes Zeitintervall unabhängig von vorhergehend und nachfolgenden Intervallen zu betrachten. Da für die Inter¬ vallbreite gilt, daß sie immer kleiner ist als die klein¬ ste zu erwartende Stoßstellenbreite, wird eine Ortung von mehreren Stoßstellen unabhängig voneinander realisierbar. Für die Zeitintervalle gilt folgende Bildungsvorschrift:1 shows an exemplary embodiment of the comparison value formation circuit 3 provided according to the invention. The comparison value formation circuit 3 has an RC network formed by a capacitor C1 and a resistor R1 and a switch S1. The capacitor C1 is charged to the mean value of the interval free of junction in front of the junction to be located. When measuring in the interval of interest, this mean value is applied to the comparator by closing a switch S1, so that the comparator threshold is set as a function of the cable parameters (and of the measurement location). In order to be able to determine several consecutive inhomogeneities, cf. Fig. 2 - according to the invention, the time axis divided into several time intervals, which are evaluated separately from each other. At least one transmit pulse is sent for each time interval. Of course, it is possible to repeat the measurement several times in each time interval in order to increase the measuring accuracy. The division of the time axis into several intervals makes it possible to set a very specific transmission pulse width for each individual interval and to consider each time interval independently of previous and subsequent intervals. Since the interval width applies that it is always smaller than the smallest expected joint width, it is possible to locate several joints independently of one another. The following educational regulation applies to the time intervals:
Das erste Zeitintervall ("1") ist die Zeit von TL1 bis (TL1 + TX . An das Zeitintervall "1" schließt sich das Intervall "2" von (τL1 + Tχ) bis [ ( L1 + Tχ) + T2] an. Entsprechend diesem Bildungsgesetz wird der maximale Me߬ bereich - i.e. Kabellänge - in mehrere unabhängig von einander betrachtete Zeitintervalle resp. Kabelabschnitte eingeteilt.The first time interval ("1") is the time from T L1 to (T L1 + TX. The time interval "1" is followed by the interval "2" from (τ L1 + T χ ) to [( L1 + T χ ) . + T 2] According to this law of formation is the area of maximum Me߬ - ie cable length - classified into several independently of each considered time intervals resp cable sections..
Die Impulsbreite des Sendeimpulses t_ , die Zeit T (Be¬ ginn des Zeitintervalls) und die Zeit TL + T„ (Ende des Zeitintervalles) werden durch die Zeitintervallgenierung, die mittels der Zähler 8 und 9 erfolgt, bereit gestellt. Der Sendeimpuls wird in den Prüfling eingekoppelt und am Verstärker das refelktierte Signal empfangen. Während des durch die Zeitfenstergenerierung aktivierten Intervalls (T bis T +T) wird der Schalter S- in der Vergleichwert- Bildungsschaltung 3 geschlossen und somit der Ausgangsan- schluß des Verstärkers 2 wechselspannungsmäßig an den Eingangsanschluß des Plus/Minus-Multiplexers 4 angelegt. Wird die Zeit t_, die der Schalter S1 geschlossen ist, durch mehrere Versuche mit T. länger als t = N*T. > 5 * C1 * R-, (N ist die Anzahl der Versuche) , so nimmt C. den Mittelwert der Spannung des Zeitfensters T . bis T . + T. an. Diese Bildungsvorschrift für den Mittelwert der Span¬ nung wird ebenfalls während des Impulses realisiert, der in den Prüfling eingekoppelt wird.The pulse width of the transmission pulse t_, the time T (beginning of the time interval) and the time T L + T "(end of the time interval) are provided by the generation of the time interval, which is carried out by means of the counters 8 and 9. The transmission pulse is injected into the device under test and the reflected signal is received at the amplifier. During the interval activated by the time window generation (T to T + T), the switch S- in the comparison value formation circuit 3 is closed and thus the output circuit of the amplifier 2 AC voltage applied to the input terminal of the plus / minus multiplexer 4. If the time t_ that the switch S 1 is closed is longer than t = N * T by several attempts with T. > 5 * C 1 * R-, (N is the number of attempts), C. takes the mean value of the voltage of the time window T. to T. + T. on. This formation rule for the mean value of the voltage is also implemented during the pulse that is coupled into the test object.
Der Plus/Minus-Multiplexer 4 leitet je nach Vorgabe von der CPU 6 das invertierte oder das nicht invertierte Zeit¬ intervall dem Komperator 5 zu. Damit wird eine getrennte Ortung von kleineren und größeren Impedanzen als der nomi¬ nelle Wellenwiderstand an der Leitung realisiert. Das Ausgangssignal des Komperators 5 liegt an der CPU 6 an, so daß diese am Ende eines Zeitintervalls eine Information erhält, ob eine Stoßstelle vorliegt oder nicht.The plus / minus multiplexer 4 passes the inverted or the non-inverted time interval to the comparator 5 depending on the specification from the CPU 6. A separate location of smaller and larger impedances than the nominal characteristic impedance on the line is thus realized. The output signal of the comparator 5 is present at the CPU 6, so that it receives information at the end of a time interval as to whether there is a joint or not.
Da die Ausbreitungsgeschwindigkeit V. eine bekannte Lei¬ tungskonstante ist, kann aus der gemessenen Zeit t, . = T . + T. die Entfernung der Stoßstelle i vom Einspeisepunkt E berechnet werden, wobei selbstverständlich die Ausbrei¬ tungsgeschwindigkeit als Parameter vor der Messung einzu¬ geben ist.Since the propagation velocity V. is a known line constant, the measured time t. = T. + T. the distance of the junction i from the feed-in point E can be calculated, the speed of propagation of course having to be entered as a parameter before the measurement.
Mit der erfindungsgemäßen Schaltung können Kabellängen von 20 km und mehr überprüft werden. Trotzdem ist es möglich, auch Stoßstellen zu erfassen, die sich sehr nach am Ein¬ speisepunkt befinden und die mit herkömmlichen Einrichtun¬ gen nicht erfaßt werden können. Cable lengths of 20 km and more can be checked with the circuit according to the invention. Nevertheless, it is possible to also detect joints that are very close to the feed point and that cannot be detected with conventional devices.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e Patent claims
1. Einrichtung zur Prüfung von Kabeln mit einem Impulsgenerator, der als Prüf-Signale Impulse in das zu prüfende Kabel einspeist, einem Verstärker (2) , an dessen Eingangsanschluß das reflektierte Impuls-Signal ansteht, einem Komparator (5) , und einer Steuer- und Auswerteeinheit (CPU) , die aus dem Ausgangssignal des Komparators die Signal-Laufzeit zu einer Fehlerstelle ermittelt, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ermittlung mehrerer beabstandeter Fehlerstellen im Kabel die Steuer- und Auswerteeinheit (CPU) den Impulsgenerator derart an¬ steuert, daß er nacheinander eine Reihe von Impulsen (i) in das Kabel einspeist, daß die Steuer- und Auswerteeinheit das reflektierte Signal jeweils nur während eines Zeitfensters auswer¬ tet, dessen Beginn gegenüber dem jeweiligen Impuls (i) um eine Verzögerungs-Zeit TL- verzögert ist, und dessen Breite T. beträgt, wobei die Verzögerungs-Zeiten derart variiert werden, daß die Zeitfenster den Signal-Lauf¬ zeit-Bereich für den zu überprüfenden Teil des Kabels wenigstens teilweise abdecken, und daß zwischen Verstärker (2) und Komparator (5) eine Vergleichswert-Bildungsschaltung (3) geschaltet ist, die aus dem bis zum Beginn des Zeitfensters an ihr anliegendem reflektierten Impuls-Signal einen Ver¬ gleichswert ableitet, der an dem Komparator (5) derart anliegt, daß die Impulsantwort des ungestörten Signals und des gestörten Signals in etwa kompensiert wird. 1. Device for testing cables with a pulse generator, which feeds pulses into the cable to be tested as test signals, an amplifier (2), at whose input connection the reflected pulse signal is present, a comparator (5), and a control and evaluation unit (CPU), which determines the signal transit time to an error location from the output signal of the comparator, characterized in that, in order to determine a plurality of spaced error locations in the cable, the control and evaluation unit (CPU) controls the pulse generator in such a way that it successively a series of pulses (i) feeds into the cable so that the control and evaluation unit only evaluates the reflected signal during a time window, the start of which is delayed by a delay time T L - compared to the respective pulse (i), and whose width is T., the delay times being varied such that the time windows define the signal transit time range for the at least partially cover the testing part of the cable, and that a comparison value formation circuit (3) is connected between the amplifier (2) and comparator (5), which derives a comparison value from the reflected pulse signal applied to it until the beginning of the time window , which is applied to the comparator (5) such that the impulse response of the undisturbed signal and the disturbed signal is approximately compensated.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichswert-Bil¬ dungsschaltung (3) wenigstens einen Kondensator auf¬ weist, der während dem jeweiligen Zeitfenster auf den Mittelwert der reflektierten Spannung aufgeladen wird.2. Device according to claim 1, characterized in that the comparison value formation circuit (3) has at least one capacitor which is charged to the mean value of the reflected voltage during the respective time window.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß gilt:3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the following applies:
Figure imgf000012_0001
Figure imgf000012_0001
4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des Zeitfensters (T 1. ) mit zunehmender Verzögerungszeit (Tiτ-ιl. ) zunimmt:4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the width of the time window (T 1.) increases with increasing delay time (Ti τ -ιl.):
Ti ≥ Ti-1 = f(TLi} T i ≥ T i-1 = f (T Li }
5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulsbreite (t. ) mit zunehmender Verzögerungszeit (Tττ) sowie gegebenenfalls zunehmender Breite des Zeitfensters (T.) zunimmt.5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the pulse width (t.) Increases with increasing delay time (T ττ ) and possibly increasing width of the time window (T.).
6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerte- und Steuer¬ einheit das Zeitfenster durch Ansteuern des Komparators öffnet und am Ende des Zeitfensters der Komparator das Ergebnis speichert.6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the evaluation and control unit opens the time window by driving the comparator and at the end of the time window the comparator saves the result.
7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß Komparator ein Komparator mit Strobeingang (gelatchter Komparator) ist. 7. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the comparator is a comparator with a strobe input (latched comparator).
8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, ein Multiplexer zwischen Verstär¬ ker und Komparator geschaltet ist.8. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that a multiplexer is connected between amplifier and comparator.
9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Flipflop und ein Zähler vorgesehen sind.9. Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that a flip-flop and a counter are provided.
//
10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer- und Auswerteein¬ heit aus der ermittelten Signal-Laufzeit und der für einen bestimmten Kabeltyp bekannten Signal-Ausbreitungsgeschwin¬ digkeit den Abstand (s) dieser Fehlerstelle vom Signal- Einspeisungspunkt ermittelt.10. Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the control and evaluation unit from the determined signal propagation time and the signal propagation speed known for a specific cable type the distance (s) of this fault location from the signal Infeed point determined.
11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß Inhomogenitäten 'sowohl während des in den Prüfling eingekoppelten Impulses als auch außerhalb dieses Impulses ortbar sind. 11. Device according to one of claims 1 to 10, characterized in that inhomogeneities' can be located both during the pulse coupled into the device under test and outside of this pulse.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1193890A2 (en) * 2000-09-29 2002-04-03 Siemens Aktiengesellschaft Method and apparatus for line transmission diagnostic of a bus system

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19826230C2 (en) * 1997-12-12 2002-03-28 Siemens Ag Method and device for assessing the condition of a railway track

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3235239A1 (en) * 1982-09-23 1984-03-29 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Method for locating faults on a line
DE3629153A1 (en) * 1986-08-27 1988-03-10 Strauss System Elektronik Gmbh Method for detecting and recording transient and periodic events
DE3711593A1 (en) * 1987-04-06 1988-10-20 Seba Mess Ortungstech Burn-out unit for locating cable faults
DE3921594A1 (en) * 1989-06-28 1991-01-10 Wolfgang Sprodofsky Pulse echo measurement appts. with automatic threshold matching - measures time between sent and received pulse to register fault type in two=wire and coaxial leads

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3347420A1 (en) * 1983-12-29 1985-07-11 Nukem Gmbh, 6450 Hanau Method for measuring the time interval between two electrical pulses, and device for carrying out the method

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3235239A1 (en) * 1982-09-23 1984-03-29 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Method for locating faults on a line
DE3629153A1 (en) * 1986-08-27 1988-03-10 Strauss System Elektronik Gmbh Method for detecting and recording transient and periodic events
DE3711593A1 (en) * 1987-04-06 1988-10-20 Seba Mess Ortungstech Burn-out unit for locating cable faults
DE3921594A1 (en) * 1989-06-28 1991-01-10 Wolfgang Sprodofsky Pulse echo measurement appts. with automatic threshold matching - measures time between sent and received pulse to register fault type in two=wire and coaxial leads

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1193890A2 (en) * 2000-09-29 2002-04-03 Siemens Aktiengesellschaft Method and apparatus for line transmission diagnostic of a bus system
EP1193890A3 (en) * 2000-09-29 2005-12-21 Siemens Aktiengesellschaft Method and apparatus for line transmission diagnostic of a bus system

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