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DE1233488B - Verstaerkerschaltung zur Entzerrung der bei einer nach der Impulsreflexionsmethode arbeitenden Anordnung zum Bestimmen von Fehler- oder Inhomogenitaetsstellen einer elektrischen Leitung auftretenden reflektierten Impulsspannungen - Google Patents

Verstaerkerschaltung zur Entzerrung der bei einer nach der Impulsreflexionsmethode arbeitenden Anordnung zum Bestimmen von Fehler- oder Inhomogenitaetsstellen einer elektrischen Leitung auftretenden reflektierten Impulsspannungen

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Publication number
DE1233488B
DE1233488B DES81760A DES0081760A DE1233488B DE 1233488 B DE1233488 B DE 1233488B DE S81760 A DES81760 A DE S81760A DE S0081760 A DES0081760 A DE S0081760A DE 1233488 B DE1233488 B DE 1233488B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
channel
amplifier
voltage
equalization
voltages
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
DES81760A
Other languages
English (en)
Inventor
Dipl-Ing Klaus Schlueter
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Corp
Original Assignee
Siemens Corp
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 Siemens Corp filed Critical Siemens Corp
Priority to DES81760A priority Critical patent/DE1233488B/de
Priority to US311595A priority patent/US3255406A/en
Priority to JP5155363A priority patent/JPS4015721B1/ja
Publication of DE1233488B publication Critical patent/DE1233488B/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/08Locating faults in cables, transmission lines, or networks
    • G01R31/11Locating faults in cables, transmission lines, or networks using pulse reflection methods

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Amplifiers (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Description

  • Verstärkerschaltung zur Entzerrung der bei einer nach der Impulsreflexionsmethode arbeitenden Anordnung zum Bestünmen von Fehler- oder Inhomogenitätsstellen einer elektrischen Leitung auftretenden reflektierten Impulsspannungen Die Erfindung bezieht sich auf eine Verstärkerschaltung zur punktweise auf eine vorgegebene Leitungslänge einstellbaren Entzerrung der bei einer nach der Impulsreflexionsmethode arbeitenden Anordnung zum Bestimmen von Fehler- oder Inhomogenitätsstellen einer elektrischen Leitung auftretenden reflektierten Impulsspannungen.
  • Nach der bekannten Impulsreflexionsmethode werden die Fehler- oder Inhomogenitätsstellen einer Leitung oder eines Kabels dadurch festgestellt, daß Prüfimpulse geeigneter Form auf den Leitungseingang gegeben werden und die beim Durchlaufen der Leitung an den Fehlerstellen entstehenden, an den Leitungseingang zurückkommenden Reflexionsspannungen empfangen und ausgewertet werden. Die Größe der Reflexionsspannungen läßt hierbei einen Rückschluß auf die Größe des Fehlers zu, während ihre Phasenlage bzw. ihre Laufzeit in bezug auf die gesendeten Prüfimpulse auf die Entfernung der Fehlerstellen vom Leitungseingang schließen läßt. Die Auswertung wird dabei üblicherweise so vorgenommen, daß der Strahl einer Elektronenstrahlröhre in horizontaler Richtung synchron mit der gesendeten Prüfimpulsfolge zeitlinear abgelenkt wird und die empfangenen Reflexionsspannungen der vertikalen Ablenkvorrichtung zugeführt werden, so daß sie auf dem Bildschirm als Auslenkungen von der horizontalen Zeitachse erscheinen. Ein bestimmter Abschnitt auf der Zeitachse entspricht hierbei einer bestimmten Impulslaufzeit und somit in weiterer Folge einer bestimmten Strecke auf der Leitung, gemessen vom Leitungseingang.
  • Wenn die Impulsreílexionsmethode zu exakten Meßergebnissen führen soll, ist es bekanntlich erforderlich, die frequenzabhängigen Dämpfungseigenschaften der Leitung bzw. des Kabels zu berücksichtigen. Der starke Anstieg der Leitungsdämpfung für höhere Frequenzen führt nämlich dazu, daß ein die Leitung durchlaufender Impuls in den höheren Frequenzen seines Frequenzspektrums stärker gedämpft wird, so daß eine Verformung eintritt, die sich hauptsächlich in einer Verfiachung der Impulsflanken und einer Abrundung der Impulsecken äußert. Da diese Impulsverformung mit dem Anwachsen der durchlaufenen Leitungslängen progressiv in Erscheinung tritt, können weiter vom Leitungseingang entfernte Fehler- bzw. Inhomogenitätsstellen ohne zusätzliche kompensierende Maßnahmen nur ungenau ausgewertet werden.
  • Bei den bekannten Meßanordnungen wird daher eine Kompensation der Impulsverzerrungen in der Weise vorgenommen, daß die ausgesendeten Prüf- impulse und/oder die empfangenen Reflexionsspannungen über Entzerrungsglieder geführt werden, die in ihrem Frequenzgang einstellbar ausgebildet sind, und zwar derart, daß eine möglichst weitgehende Entzerrung der empfangenen Reflexionsspannungen für verschiedene und insbesondere möglichst für alle vorkommenden Leitungslängen bzw. Gesamtlaufzeiten wahlweise einstellbar ist. Die Gesamtlaufzeit setzt sich hierbei zusammen aus der Teillaufzeit des auf die Leitung gegebenen Prüfimpulses bis zum Erreichen der betrachteten Fehlerstelle und aus der Teillaufzeit der dort gebildeten Reflexionsspannungen bis zum Leitungseingang zurück. Als Entzerrungsglieder werden z.B. Verstärker verwendet, die in ihrem Verstärkungsgrad und Frequenzgang entsprechend einstellbar sind, oder es werden passive Dämpfungsvierpole mit einstellbaren oder wahlweise einschaltbaren Schaltelementen vorgesehen, deren Frequenzcharakteristik sich jeweils entsprechend verändert. Zur automatischen stetigen Entzerrung des Reflexionsbildes der gesamten Leitung müssen die Entzerrungsglieder zeitabhängig gesteuert bzw. umgeschaltet werden, wobei sich der Steuervorgang periodisch mit der Folgefrequenz der Prüfimpulse wiederholt.
  • Zur nichtlinearen Entzerrung einer Übertragungsstrecke ist es bekannt, dieser eine Verstärkerschaltung in Form einer Zweikanalschaltung mit in einem ausgangsseitigen Summierglied mündenden laufzeitgleichen Kanälen nachzuschalten. Hierbei enthält der erste Kanal einen Verstärker, dessen nichtlineare Verzerrungscharakteristik denselben oder einen ähnlichen Verlauf aufweist wie die nichtlineare Verzerrungscharakteristik der Übertragungsstrecke, während der zweite Kanal einen annähernd verzerrungsfreien Verstärker enthält. In dem Summierglied wird aus den Ausgangsgrößen beider Kanäle eine Differenzgröße gebildet, die bei geeigneter Wahl der Verstärkung des verzerrungsfreien Verstärkers der unverzerrten Ausgangsgröße der Übertragungsstrecke entspricht.
  • Zur Beseitigung nichtlinearer Verzerrungen in einem Verstärker ist es ebenfalls bekannt, diesen als Zweikanalverstärker mit in einem ausgangsseitigen Summierglied mündenden laufzeitgleichen Kanälen auszubilden. Dabei wird ein Teil der Ausgangsspannung eines im ersten Kanal angeordneten Verstärkers einem im zweiten Kanal befindlichen, differenzbildenden Netzwerk zugeführt und in diesem die Differenz zwischen der Ausgangsspannung und einem Teil der Eingangsspannung in der Weise gebildet, daß lediglich ein den nichtlinearen Verzerrungen des Verstärkers entsprechendes Signal übrigbleibt. Dieses wird nach einer verzerrungsfreien Verstärkung im zweiten Kanal dem ausgangsseitigen Summierglied mit einer derartigen Amplitude und Phase zugeführt, daß die nichtlinearen Verzerrungen der diesem gleichfalls zugeführten Verstärkerausgangsspannung hierdurch kompensiert werden.
  • Mit den beiden vorstehend beschriebenen bekannten Zweikanal-Verstärkerschaltungen lassen sich zwar nichtlineare Verzerrungen weitgehend vermeiden, doch ist eine Anwendung dieser Schaltungen zum Zwecke einer Entzerrung der bei einer nach der Impulsreflexionsmethode arbeitenden Anordnung der eingangs genannten Art auftretenden reflektierten Impulsspannungen nicht möglich.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art eine Impulsentzerrung der auftretenden Reflexionsspannungen vorzunehmen, die einerseits kontinuierlich, d. h. für jeden beliebigen Leitungsort, eingestellt werden kann und andererseits einen gegenüber den bekannten Anordnungen relativ geringfügigen schaltungstechnischen Aufwand benötigt.
  • Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß die Schaltung, wie zur nichtlinearen Entzerrung von Übertragungsstrecken an sich bekannt, als Zweikanalschaltung mit in einem ausgangsseitigen Summierglied mündenden laufzeitgleichen Kanälen ausgeführt ist, von denen der eine eine im Hinblick auf die vorzunehmende Entzerrung nichtlineare und der andere eine lineare Verstärkungscharakteristik hat, daß die Verstärkung des einen Kanals so bemessen ist, daß er für die maximale Leitungslänge richtig entzerrt, während die des anderen Kanals der für die Folgefrequenz der Impulsspannung des einen Kanals gegebenen Verstärkung gleich ist, und daß das Summierglied aus einer derart beschaffenen Spannungsteiler-Mischschaltung mit je einem Eingangspol für die Kanalausgänge und mit einem Ausgangspol besteht, daß an dem Ausgangspol eine durch die Stellung eines vorzugsweise periodisch steuerbaren Stellgliedes bestimmte, aus komplementären Anteilen der Kanalausgangsspannungen zusammengesetzte Mischspannung vor liegt, die für die durch die Einstellage des Stellgliedes gegebene Leitungslänge die zugehörige richtig entzerrte Spannung darstellt.
  • Weitere zur Ausgestaltung der Schaltung nach der Erfindung dienende Merkmale und deren Vorteile sind der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispieles entnehmbar.
  • Zunächst sei an Hand von Fig. 1, die eine teilweise bekannte Meßanordnung darstellt, das zugrunde liegende Prinzip der Bestimmung von Fehler-oder Inhomogenitätsstellen auf elektrischen Leitungen nach der Impulsreflexionsmethode allgemein beschrieben. Hierbei wird ein Impulsgenerator 1 zur Synchronisation eines die Prüfimpulse üblicher Form und Folgefrequenz aussendenden Impulsgenerators 2 verwendet. Die Prüfimpulse gelangen über eine Brückenschaltung 3 auf die in bezug auf Fehler- oder Inhomogenitätsstellen auszumessende elektrische Leitung X, die mit ihren Eingangsklemmen in einen Brückenzweig eingefügt ist. Ein Brückenvergleichszweig besteht aus einer Leitungsnachbildung 4. Die Brückenschaltung, die durch zwei weitere Zweige in Form von ohmschen Widerständen R vervollständigt wird, bewirkt dabei, daß die Prüfimpulse wohl auf die Leitung, jedoch nicht an den Eingang eines nachgeschalteten Differenzverstärkers 5 gelangen.
  • Dieser wird lediglich von den auf der Leitung gebildeten und vom Brückenausgang unsymmetrisch abgegebenen Reflexionsspannungen beeinflußt. Vom Ausgang des Differenzverstärkers gelangen die empfangenen Reflexionsspannungen zu einem einstellbaren Entzerrungsglied 6.
  • Wird zunächst die mit AS bezeichnete Schaltungseinheit außer acht gelassen und Klemme El mit Klemme A direkt verbunden gedacht, so gelangen die Reflexionsspannungen vom Ausgang des Entzerrungsgliedes 6 zu einem Niederfrequenzverstärker 9 und weiterhin an die vertikale Ablenkeinrichtung eines Elektronenstrahl-Oszillographen 18. Die horizontale Ablenkeinrichtung wird hierbei über eine Verbindungsleitung 19 von einem Sägezahngenerator 12 beaufschlagt, der über eine Verzögerungsschaltung 11 ausgelöst wird. Die Verzögerungsschaltung lt wird ihrerseits von dem Impulsgenerator 1 im Takt der ausgesendeten Prüfimpulse synchronisiert. Der zur Darstellung gelangende Teil des durch die Reflexionsspannung periodisch beschriebenen Reflexionsbildes wird in an sich bekannter Weise einerseits durch die Breite des von 12 erzeugten Sägezahnes und andererseits durch die von 11 bewirkte Verzögerung gegenüber den von 1 gelieferten Synchronisationsimpulsen bestimmt.
  • Das in Fig. 1 mit 6 bezeichnete, zur Entzerrung der empfangenen Reflexionsspannungen dienende Entzerrungsglied besteht nach der Eriindung im wesentlichen aus einem Zweikanalverstärker, der in F i g. 2 schematisch dargestellt ist. Der erste Kanal 1 enthält einen Verstärker 20, der eine zur Entzerrung einer einer vorgegebenen Leitungslänge entsprechenden Verzerrung geeignete Verstärkungscharakteristik aufweist, während der zweite Kanal II eine möglichst frequenzunabhängige, also lineare, und der Grundverstärkung des ersten Kanals entsprechende Verstärkung und ein die mittlere Laufzeit des ersten Kanals I nachbildendes Laufzeitglied 21 enthält. Als Grundverstärkung ist hierbei die für die Folgefrequenz der Impulsspannung vorliegende Verstärkung bezeichnet.
  • Die Kanalausgänge 27 und 28 sind, wie in F i g. 2 schematisch angedeutet, an die Enden eines Potentiometers 22 geschaltet, dessen verschiebbarer Abgriff an die Ausgangsklemme El des Entzerrungsgliedes angeschlossen ist. Die jeweilige Stellung des Abgriffes bestimmt, zu welchen Anteilen sich die Ausgangsspannungen an El aus den Ausgangsspannungen der Kanäle I und II zusammensetzen. Befindet sich der Abgriff in der oberen Endlage27, so wird die Ausgangsspannung des Kanals 1, die entsprechend der Verstärkungscharakteristik von 20 für eine vorgegebene maximale Leitungslänge entzerrt ist, abgeriffen, während in der unteren Endlage 28 des Abgriffes das unverzerrte, über den Kanal II übertragene Signal abgegriffen wird. Durch stetige Einstellung zwischen diesen beiden Endlagen ist es möglich, eine richtige Entzerrung für jeden beliebigen Leitungsort innerhalb der vorgegebenen Leitungslänge zu erzielen. Die Einstellung des Abgriffes kann beispielsweise mechanisch über eine Steuereinrichtung 23 erfolgen, der über eine Klemme S1 eine Steuerspannung zugeführt wird.
  • Eine elektronisch arbeitende Mischeinrichtung, die das Potentiometer 22 in Fig.2 ersetzt, ist in F i g. 3 dargestellt. Sie besteht im einzelnen aus zwei kathodengekoppelten Regelröhren 24, 25 mit einem gemeinsamen Kathodenwiderstand 26, deren Steuergittern die Ausgangsspannungen der Kanäle I und II über die Klemmen 27 und 28 und Koppelkondensatoren 29, 30 zugeführt werden. Gleichzeitig werden über die KlemmenS1' und S1" sowie Widerstände 31 und 32 Regelspannungen zugeführt, die die an Hand von Fig.2 beschriebene ausgangsseitige Mischung der an den Kanalausgängen27 und 28 liegenden Spannungen bewirken. Im einzelnen sind in F i g. 3 zwei gegenphasige sägezahnförmige Regelspannungen schematisch dargestellt, die in dem Zeitpunkt des Auftretens der minimalen Amplitude an St' bzw. der maximalen Amplitude an St" die an der Klemme 28 anliegende Eingangsspannung praktisch vollständig über einen Koppelkondensator 50 an den Ausgang 33 durchschalten, während sie zum Zeitpunkt des Auftretens der maximalen Amplitude an S1' bzw. der minimalen Amplitude an S1" eine Durchschaltung der an der Klemme 27 anliegenden Eingangsspannung an den Ausgang 33 bewirken.
  • Zwischen diesen genannten Extremwerten der Regelspannungen erfolgt entsprechend den zwischen den Endlagen möglichen Abgriffstellungen des Potentiometers 22 in F i g. 2 eine jeweils unterschiedliche Mischung der Kanalausgangsspannungen.
  • Mit der beschriebenen, in Fig.3 beispielsweise dargestellten Ausbildung der Mischeinrichtung ist es möglich, eine automatische Entzerrung der Reflexionsspannungen durchzuführen, wobei der Regelvorgang periodisch im Takt der Prüfimpulse erfolgt, so daß der jeweils am Oszillographen 18 geschriebene Bildpunkt bereits entzerrt dargestellt wird. Hierbei ist es zweckmäßig, die der Steuerklemme S1 zuzuführende, die automatische und stetige Entzerrung bewirkende Steuerspannung von der Ausgangsspannung des Sägezahngenerators 12 über eine Verbindungsleitung 19' (vgl. F i g. 1) abzuleiten. Die Steuereinrichtung 23 dient zur Erzeugung der den Klemmen St' und S1" zuzuführenden, in Gegenphase liegenden Regelspannungen aus der S1 zugeführten Sägezahnspannung. Zur Erzielung der gewünschten Mischwirkung ist es bei der in F i g. 3 dargestellten Schaltung auch möglich, eine der beiden an St' und S1" anliegenden Regelspannungen durch eine Gleichspannung zu ersetzen, da auch in diesem Fall über den gemeinsamen Kathodenwiderstand 26 eine Aus- steuerung beider Regelröhrchen automatisch erfolgt.
  • Durch den exponentiellen Verlauf der Regelröhrenkennlinien ist dabei ein linearer Zusammenhang zwischen der jeweils entzerrten Leitungslänge und der Amplitude der Regelspannungen gegeben. Falls der Verlauf der Regelröhrenkennlinien jedoch von einer Exponentialkurve abweicht, kann durch eine entsprechende Vorverzerrung der Regelspannungen der lineare Zusammenhang wiederhergestellt werden.
  • Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des Erfindungsgedankens wird bei größeren zu entzerrenden Leitungslängen eine Kombination des bisher beschriebenen Zweikanalverstärkers mit einer oder mehreren in Serie zugeschalteten Verstärkereinheiten 34, 35, 36 (F i g. 2) vorgesehen, die jeweils Verstärkungscharakteristiken aufweisen, die derjenigen des Kanals 1 des Zweikanalverstärkers möglichst weitgehend angeglichen sind. Bei Zuschaltung einer Verstärkereinheit wird dabei die entzerrbare Leitungslänge verdoppelt, bei Zuschaltung einer zweiten Verstärkereinheit verdreifacht usw.
  • Die Verstärkereinheiten 34, 35, 36 sind zweckmäßigerweise gemäß F i g. 4 aufgebaut. Sie bestehen im einzelnen aus einer Verstärkerröhre 37 mit einem Anodenwiderstand 38, einem Kathodenwiderstand 39, einem Gitterableitwiderstand 40 und Koppelkondensatoren 41 und 42. Ein Teil des Kathodenwiderstandes 39 ist durch ein RC-Netzwerk, das aus mehreren RC-Serienkombinationen R1, C1; R2, C2; R3, C3 besteht, überbrückbar. Dazu dient ein nicht näher bezeichneter Schalter. Das RC-Netzwerk ist so dimensioniert, daß die gewünschte Verstärkungscharakteristik, welche die vorgegebene Leitungslänge gerade entzerrt, erreicht wird. Wird der Kathodenwiderstand 39 so dimensioniert, daß bei nicht überbrücktem Kathodenwiderstand die Verstärkung der Verstärkerstufe eins beträgt, so ist es in vorteilhafter Weise möglich, die Verstärkereinheiten 34, 35, 36 in Serie zu dem Zweikanalverstärker ständig eingeschaltet zu belassen und lediglich zur stufenweisen Vergrößerung der entzerrenden Wirkung auf die Reflexionsspannungen nacheinander die den einzelnen Verstärkereinheiten zugeordneten RC-Netzwerke 43, 44, 45 (Fig. 2) zuzuschalten. Dies wird über Kontakte 46, 47 und 48 bewirkt, die von einer Steuereinrichtung 49 betätigt werden. Die Steuereinrichtung 49 erhält dabei über eine Steuerklemme S2 jeweils die zur Einschaltung der einzelnen RC-Netzwerke vorgesehenen Steuerbefehle. Die Kontakte 46, 47 und 48 können selbstverständlich auch durch elektronische Schalter, wie z. B. Schaltdioden oder Schalttransistoren, ersetzt werden.
  • Die stetige Einstellung der Impulsentzerrung innerhalb der mit dem Zweikanalverstärker in Kombination mit mehreren Verstärkereinheiten entzerrbaren Leitungslänge wird nun so vorgenommen, daß zunächst bei geöffneten Schaltkontakten 46, 47 und 48 eine stetige Einstellung des Potentiometers 20 von der unteren in Richtung auf die obere Endlage des Abgriffes erfolgt und sodann nach Schließung des Kontaktes 46 und dadurch bedingter Einschaltung des RC-Netzwerkes 43 die Potentiometereinstellung für einen sich anschließenden Teilbereich auf der Leitung wiederholt wird, wobei dieses Verfahren durch die Wirksamschaltung der RC-Netzwerke der weiteren Verstärkereinheiten 35 und 36 jeweils um einen gleich großen Teilbereich auf der Leitung erweitert wird. Die stetige Entzerrungseinstellung innerhalb dieser einzelnen Teilbereiche kann dabei mechanisch durch Einstellung des Potentiometerabgriffes an 22 oder elektronisch durch Zuführung entsprechender Regelspannungen an den Klemmen S1' und S1" gemäß Fig. 3 erfolgen.
  • Die Schaltung nach der Erfindung ermöglicht eine besonders vorteilhafte Anwendung in Verbindung mit solchen an sich bekannten Meßanordnungen, die eine sogenannte stroboskopische Abtaststufe enthalten, die in F i g. 1 mit AS bezeichnet ist. Die Wirkungsweise einer derartigen Abtaststufe sei im folgenden kurz beschrieben. Die Abtaststufe besteht im einzelnen aus einer Mischeinrichtung 7 mit einem nachgeschalteten integrierenden Filter 8, einem Impulsgeber 16, dem Sägezahngenerator 12, der Verzögerungschaltung 11 und einer Spannungsvergleichsschaltung 13, einem weiteren Sägezahngenerator 14 und einem diesen synchronisierenden Impulsgenerator 15. Der bereits erwähnte Sägezahngenerator 12, der über die Verzögerungsschaltung 11 im Takt der auf die Leitung gegebenen Prüfimpulse verzögert ausgelöst wird und eine Sägezahnspannung erzeugt, die mit ihrer Sägezahnbreite das jeweils darzustellende Teilbild der Reflexionsspannungen definiert, speist den einen Eingang der Spannungsvergleichsschaltung 13, deren anderer Eingang von dem Sägezahngenerator 14 gespeist wird. Dieser erzeugt eine Sägezahn spannung wesentlich kleinerer Folgefrequenz, die auch als stroboskopische Zeitablenkspannung bezeichnet wird. Dabei ist die Folgefrequenz der stroboskopischen Zeitablenkspannung durch den synchronisierenden Impulsgenerator 15 festgelegt. In der Spannungsvergleichsschaltung wird jedesmal, wenn die Anstiegsflanke eines von 12 gebildeten Sägezahnes den Momentanwert der Zeitablenkspannung von 14 erreicht, ein Ausgangsimpuls erzeugt, der den nachgeschalteten Impulsgeber 16 zur Bildung eines Nadelimpulses veranlaßt. Diese Nadelimpulse liegen entsprechend der langsam ansteigenden stroboskopischen Zeitablenkspannung an jeweils geringfügig gegeneinander verschobenen Punkten der Anstiegsflanken der von 12 erzeugten Sägezähne und sind dementsprechend von Periode zu Periode der Reflexionsspannungen jeweils um einen gewissen kleinen Betrag gegeneinander phasenverschoben. Die Nadelimpulse werden der Mischeinrichtung 7 zugeführt, die z. B. als Gegentaktmodulatorschaltung ausgebildet ist, und schalten diese für die empfangenen Reflexionsspannungen jeweils durchlässig. Entsprechend der durch die Funktion der Spannungsvergleichsschaltungl3 festgelegten zeitlichen Folge der einzelnen Nadelimpulse werden daher die empfangenen Reflexionsspannungen in jeder Periode einmal für eine seilr kurze Zeit an den Ausgang der Mischeinrichtung 7 durchgeschaltet, so daß jeweils ein Momentanwert abgetastet wird. Da die Momentanwerte aufeinanderfolgender Perioden gegeneinander geringfügig phasenverschoben sind, erfolgt gewissermaßen eine punktweise stroboskopische Abtastung der Reflexionsspannungen mit der niedrigen Folgefrequenz der stroboskopischen Zeitablenkung. In dem nachgeschalteten integrierenden Bandfilter 8 werden die abgetasteten Momentanwerte der Reflexionsspannungen durch die Ausnutzung einer Speichenvirkung zu Impulsen wesentlich größerer Länge umgeformt, die praktisch ineinander übergehen, so daß die Ausgangsspannung des Filters 8 die Reflexionsspannungskurve gewissermaßen nachzeich- net, jedoch mit der niedrigen Folgefrequenz der stroboskopischen Zeitablenkspannung. Nach einer Verstärkung im Niederfrequenzverstärker 9 können diese Spannungen der vertikalen Ablenkvorrichtung eines Zweikoordinatenschreibers 10 zugeführt werden, dessen horizontale Ablenkvorrichtung von der von 14 erzeugten stroboskopischen Zeitablenkspannung beeinflußt wird. Hierbei kann auch die horizontale Ablenkvorrichtung des Oszillographen 18 in gleicher Weise von der stroboskopischen Zeitablenkspannung betätigt werden.
  • Sollen einzelne Meßabschnitte der zu überprüfenden Leitung in Form von eigenen Reflexionsteilbildern auf dem Zweikoordinatenschreiber 10 in jeweils eigenen Zeilen dargestellt werden, so wird die Sägezahnbreite der von 12 erzeugten Sägezahnspannung auf die gewünschte Breite eines Reflexionsteilbildes eingestellt und die Verzögerungsschaltung 11 in der Weise betätigt, daß nacheinander auf eine Reihe von bestimmten Verzögerungswerten eingestellt wird, die jeweils den Anfängen der einzelnen Meßabschnitte bzw. Reflexionsteilbildern entsprechen. Die Umschaltung von einem Verzögerungswert auf den nächsthöheren erfolgt dabei z. B. mit Hilfe von Schaltimpulsen, die vom Impulsgenerator 15 abgeleitet sind. Dabei wird gleichzeitig vom Impulsgenerator 15 ein Generator 17 gesteuert, dessen Ausgangsspannung in ihrer Amplitude stufenweise einstellbar ist. Durch die im Takt der von 15 abgegebenen Schaltimpulse erfolgende Umschaltung der Amplitude von 17 wird die vertikale Ablenkvorrichtung des Zweikoordinatenschreibers 10 auf verschiedene, jeweils untereinander angeordnete Zeilen eingestellt.
  • Die Anwendung der gemäß der Erfindung ausgebildeten Schaltungsanordnung zur Entzerrung der Reflexionsspannungen in Kombination mit einer derartigen stroboskopischen Abtaststufe bringt dabei den wesentlichen Vorteil mit sich, daß eine automatische, d. h. kontinuierliche Entzerrung mit Hilfe der stroboskopischen Zeitablenkspannung von 14 gesteuert werden kann, wobei die Zeitbedingungen derart vereinfacht werden, daß die Mischeinrichtung des Zweikanalverstärkers bei einer elektronischen Ausbildung, z. B. entsprechend F i g. 3, sehr vereinfacht ausgebildet werden kann, oder insbesondere auch als Potentiometer entsprechend F i g. 2 mit mechanischen Einstellmitteln ausgeführt sein kann. Dies ist in F i g. 1 in der Weise angedeutet, daß die für die kontinuierliche Einstellung des Entzerrungsgliedes 6 vorgesehene Steuerklemme 51 mit dem Sägezahngenerator 14 verbunden ist. Bei einer Mehrzeilendarstellung mit verschiedenen Reflexionsteilbildern erfolgt dann weiterhin eine stufenweise Einschaltung der RC-Netzwerke 43, 44, 45 (F i g. 2) mittels der an der KlemmeS2 anliegenden, vom Impulsgenerator 15 gelieferten Schaltimpulse. Hierbei ist es von wesentlicher Bedeutung, daß die Folgefrequenz der von 15 gelieferten Schaltimpulse derart niedrig ist, daß die Einschaltung der RC-Netzwerke 43, 44 und 45 zur Verringerung des schaltungstechnischen Aufwandes über mechanische Schalter46, 47 und 48 vorgenommen werden kann.

Claims (7)

  1. Patentansprüche: 1. Verstärkerschaltung zur punktweise auf eine vorgegebene Leitungslänge einstellbaren Entzerrung der bei einer nach der Impulsreflexionsmethode arbeitenden Anordnung zum Bestimmen von Fehler- oder Inhomogenitätsstellen einer elektrischen Leitung auftretenden reflektierten Impulsspannungen, dadurch gekennzeichne t, daß die Schaltung, wie zur nichtlinearen Entzerrung von Übertragungsstrecken an sich bekannt, als Zweikanalschaltung mit in einem ausgangsseitigen Summierglied mündenden laufzeitgleichen Kanälen ausgeführt ist, von denen der eine (I) eine im Hinblick auf die vorzunehmende Entzerrung nichtlineare und der andere (II) eine lineare Verstärkungscharakteristik hat, daß die Verstärkung des einen Kanals (1) so bemessen ist, daß er für die maximale Leitungslänge richtig entzerrt, während die des anderen Kanals (II) der für die Folgefrequenz der Impulsspannung des einen Kanals (1) gegebenen Verstärkung gleich ist, und daß das Summierglied aus einer derart beschaffenen Spannungsteiler-Mischschaltung (22) mit je einem Eingangspol (27, 28) für die Kanalausgänge und mit einem Ausgangspol (El) besteht, daß an dem Ausgangspol (E1) eine durch die Stellung eines vorzugsweise periodisch steuerbaren Stellgliedes (23) bestimmte, aus komplementären Anteilen der Kanalausgangsspannungen zusammengesetzte Mischspannung vorliegt, die für die durch die Einstellage des Stellgliedes (23) gegebene Leitungslänge die zugehörige, richtig entzerrte Spannung darstellt.
  2. 2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischeinrichtung aus zwei kathodengekoppelten Regelröhren (24, 25) besteht, deren Steuergittern die Kanalausgangsspannungen jeweils zugeführt sind, und daß wenigstens eine Regelröhre mit einer periodischen, mit den Reflexionsspannungen synchronen, insbesondere sägezahnförmigen Spannung beaufschlagt ist.
  3. 3. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischeinrichtung aus einem an beide Kanalausgänge (27,28) angeschalteten Potentiometer (22) mit verschiebbarem Abgriff besteht (Fig. 2).
  4. 4. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch die Vorschaltung einer oder mehrerer, in Serie zugeschalteter Verstärkereinheiten (34, 35, 36), deren untereinander gleiche Verstärkungscharakteristiken derjenigen des ersten Kanals (1) des Zweikanalverstärkers möglichst weitgehend angeglichen sind (Fig. 2).
  5. 5. Schaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkereinheiten (34, 35, 36) sowie der erste Kanal (I) des Zweikanalverstärkers jeweils aus einer Verstärkerstufe (37) bestehen, deren Kathodenwiderstand (39) teilweise durch ein vorzugsweise als Parallelschaltung mehrerer RC-Serienkombinationen ausgebildetes RC-Netzwerk (R1, C1; R2, C2; R3, C3) derartiger Bemessung überbrückbar ist, daß eine zur Entzerrung einer vorgegebenen Leitungslänge geeignete Verstärkungscharakteristik entsteht (F i g. 4).
  6. 6. Schaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die RC-Netzwerke (43, 44, 45) der zugeschalteten Verstärkereinheiten (34, 35, 36) jeweils über Schaltorgane (46, 47, 48) unabhängig voneinander parallel zu einem Teil des jeweiligen Kathodenwiderstandes schaltbar sind (Fig. 2).
  7. 7. Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ihre Verwendung in Verbindung mit einer die Reflexionsspannungen beeinflussenden stroboskopischen Abtaststufe (AS), derart, daß die der Mischeinrichtung (22; 24, 25) zugeführte zeitliche veränderbare Steuergröße von der stroboskopischen Zeitablenkspannung gebildet oder abgeleitet wird und daß gegebenenfalls die Schaltorgane (46, 47, 48) der einzelnen Verstärkereinheiten nacheinander jeweils zu Beginn der einzelnen Zeitablenkspannungsperioden betätigbar sind (Fig. 1).
    In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschriften Nr. 1 004 667, 1 085 194.
DES81760A 1962-09-28 1962-09-28 Verstaerkerschaltung zur Entzerrung der bei einer nach der Impulsreflexionsmethode arbeitenden Anordnung zum Bestimmen von Fehler- oder Inhomogenitaetsstellen einer elektrischen Leitung auftretenden reflektierten Impulsspannungen Pending DE1233488B (de)

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US311595A US3255406A (en) 1962-09-28 1963-09-25 Apparatus for determining disturbances along electrical lines utilizing the impulse reflection method including controllable equalizing means comprising a two-channel amplifier
JP5155363A JPS4015721B1 (de) 1962-09-28 1963-09-28

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