DE69404043T2 - Vorrichtung zum elektrischen prüfen eines elements einer elektrichen verbindung - Google Patents

Description

• Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zum elektrischen Prüfen eines Elements einer elektrischen Verbindung, die von einer Hauptleitung und n mit der Hauptleitung durch Kupplungen verbundenen Zweigleitungen gebildet ist.
• Die Erfindung betrifft genauer eine Vorrichtung, mit der elektrische Tests angewandt werden können, um die elektrischen Übertragungseigenschaften zwischen verschiedenen elektrischen Bauteilen zu bestimmen und zu überprüfen, die an eine Hauptleitug durch Zweigleitungen angeschlossen sind, die mit der Hauptleitung durch Kupplungen verbunden sind. Es gibt eine bestimmte Anzahl von elektrischen Montagen, in denen man verschiedene elektrische oder elektronische Bauteile findet, die insbesondere aus Sensoren oder Stellgliedern bestehen, die über eine einzige Hauptleitung untereinander Informationen austauschen, wobei dieser Verbindungstyp meist BUS oder Kabelbaum/BUS genannt wird. Diese Anordnung ist insbesondere bei elektrischen Schaltungen zu finden, die z.B. in Raketen für die Raumfahrt eingebaut sind, um verschiedene Sensoren oder Stellglieder der Rakete miteinander zu verbinden. In Anbetracht der Kosten für eine solche Rakete und ihren Start ist offensichtlich entscheidend, daß die Elemente zur elektrischen Verbindung dieser verschiedenen Bauteile vor dem Einbau in die Rakete oder eine ähnliche Anlage ganz durchgetestet werden können, damit sich die Gefahren eines Ausfalls oder schlechter Funktionsweise vermeiden lassen.
• Im speziellen Fall von Anlagen für die Raumfahrt muß diese Verschaltung vom sogenannten Typ Kabelbaum/Bus der Norm MIL-STD- 1553B genügen. Allerdings ist bei anderen Anlagentypen eine Überprüfung erforderlich, ob die Verschaltungen Normen des gleichen Typs genügen.
• Allgemein müssen die verschiedenen Verschaltungssysteme in verschiedenen Konfigurationen getestet werden, d.h., wenn sich jedes der durch die Zweigleitungen verbundenen Bauteile als Sender verhält, wenn es sich als Empfänger verhält, wenn daran eine Eingangsladung angelegt wird, die eine Karte simuliert, d.h. eine elektronische Schaltung, und möglicherweise, wenn einer der Empfänger oder Sender, die später Teilnehmer heißen, in Kurzschluß oder als Leerlauf schaltung vorliegt, um einen Defekt an der gesamten Anlage zu simulieren und damit ihr Verhalten in einer solchen Konfiguration zu testen.
• Es ist leicht zu verstehen, daß dann, wenn der Kabelbaum/Bus zur Verschaltung einer großen Anzahl von Bauteilen, z.B. etwa zehn dient, eine sehr große Anzahl von verschiedenen Konfigurationen getestet werden muß, um zu gewährleisten, daß jede Zweigleitung geeignet mit der Hauptleitung gekoppelt ist.
• Bei den aktuell verwendeten Mitteln, also im wesentlichen manuellen und nichtautomatischen Mitteln wird die Zeit inakzeptabel, die zum wirksamen Testen jeder Konfiguration erforderlich wäre. Folglich wird nur eine begrenzte Anzahl kritischer Konfigurationen tatsächlich getestet. Es ist zu verstehen, daß eine solche Testprozedur zwar die statistische Erfassung der häufigsten Ausfälle oder Defekte ermöglicht, aber nicht gewährleistet werden kann, daß die Verschaltungsanlage in allen möglichen Konfigurationen wirksam funktioniert.
• Oben wurde bereits kurz angedeutet, daß dann, wenn dieses System von Verschaltungen und seine Betriebsqualität kritische Punkte zum Betrieb einer Rakete oder eines ähnlichen Materials sind, das sehr viel kostet, ein Interesse darin liegt, sich so vollständig wie möglich von der guten Funktion der elektrischen Verbindungen zu überzeugen, bevor diese an der Rakete montiert werden.
• Um diesen Nachteilen der Techniken aus dem Stand der Technik abzuhelfen, liegt der Gegenstand der Erfindung in einer Vorrichtung zum elektrischen Prüfen einer elektrischen Verbindung vom Typ Kabelbaum/Bus, mit der automatisch und bevorzugt mit Informatikmitteln alle Konfigurationen kontrolliert und getestet werden können, die die verschiedenen, durch ein elektrisches Verbindungslement verbundenen Bauteile annehmen können, indem ihre verschiedenen Situationen oder möglicherweise ihre Defekte simuliert werden.
• Um dieses Ziel zu erreichen, ist die Vorrichtung zum elektrischen Prüfen eines Elements einer elektrischen Verbindung, die von einer Hauptleitung und n mit der Hauptleitung durch Kupplungen verbundenen Zweigleitungen gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß sie folgendes aufweist:
• m Zweigleitungs-zustandsschaltungen, m ≥ n, wobei jede Zustandsschaltung einen mit einer Zweigleitung verbundenen Eingang, Kommutatormittel zur Verbindung des Eingangs mit einem von zwei Ausgangspaaren oder mit mindestens einem innerhalb der Schaltung befindlichen Bauteil und Steuerungsmitteln zum Steuern der Kommutatormittel aufweist;
• einen steuerbaren elektrischen Signalgeber;
• eine erste Kommutatoreinheit, die einen mit dem Signalgeber verbundenen Eingang, m Paare von Kontakten, wqbei jedes Kontaktpaar mit dem ersten Ausgangspaar einer Zweigleitungs- Zustandsschaitung elektrisch verbunden ist, und Steuermittel aufweist, um selektiv den Eingang mit einem der Kontaktpaare der ersten Kommutatoreinheit zu verbinden;
• eine Vorrichtung zum Messen elektrischer Signale;
• eine zweite Kommutatoreinheit, die einen mit der Meßvorrichtung verbundenen Ausgang, m Paare Einqangs-Anschlußklemmen, von denen jedes mit dem zweiten Ausgangsppar von einer der Zweigleitungs-Zustandsschaltungen elektrisch verbunden ist, und Steuermittel aufweist, um selektiv den Ausgang mit einem der Eingangs-Anschlußklemmenpaare der zweiten Kommutatoreinheit zu verbinden; und
• eine Steuereinheit, um die Steuermittel der Zweigleitungs- Zustandsschaltungen sowie der ersten und zweiten Kommutatoreinheit zu steuern sowie um die Erarbeitung eines elektrischen signals durch den Signalgeber in Abhängigkeit von einem Programm zum Prüfen des Elements einer elektrischen Verbindung zu steucm.
• Es ist zu verstehen, daß die Simulation der verschiedenen Testzustände der durch den Kabelbaum/Bus verschalteten Bauteile erfindungsgemäß mittels zweier Kommutatorstufen stattfindet. Die erste Stufe, in der jede Zweigleitung mit einer sogenannten Zweigleitungs-Zustandsschaltung verbunden ist, die später "Teilnehmer" heißt, ermöglicht einerseits eine Simulation, bei der sich das fiktiv mit diesem Zweig verbundene Bauteil wie ein Sender oder ein Empfänger verhält oder keines von beiden ist, oder andererseits einen Fehler wie einen Kurzschluß oder eine Leerlaufschaltung aufweist.
• Die zweite Stufe ist aus den beiden Kommutatoreinheiten gebildet, die es ermöglichen, selektiv jede "Teilnehmer"-Karte entweder durch die erste Kommutatoreinheit mit dem elektrischen Signalgeber oder durch die zweite Kommutatoreinheit mit der Vorrichtung zum Messen elektrischer Signale zu verbinden; wobei diese zwei Verbindungen selbstverständlich gleichzeitig realisiert werden können.
• Indem die "Positionen" der Kommutatoreinheiten und der durch die "Teilnehmer"-Karten realisierten Anschlüsse gesteuert werden, kann man nacheinander jedes der durch die Gruppe von elektrischen Verbindungen verbundenen Bauteile die verschiedenen Zustände annehmen lassen, die bei dem Test berücksichtigt werden müssen.
• Nach einer bevorzugten Ausführungsform weist jede Kommutatoreinheit folgendes auf:
• zwei Leitungen, die den Eingang der ersten Kommutatoreinheit und des Ausgangs der zweiten Kommutatoreinheit bilden;
• p Kommutatorleitungen, 2P ≥ m, wobei die Leitung i mit 2i Kommutatoren versehen ist, von denen jeder eine Eingangsklemme, eine erste und zweite Ausgangsklemme sowie Mittel zur elektrischen Verbindung aufweist, die steuerbar sind, um selektiv die Eingangsklemme mit der ersten oder der zweiten Ausgangsklemme zu verbinden, wobei jede der ersten oder zweiten Ausgangsklemmen der Kommutatoren der Leitung i mit der Eingangsklemme eines Kommutators der Leitung i+1 elektrisch verbunden ist und die Außenklemmen entsprechend mit den Eingangsklemmen der beiden Kommutatoren der ersten Leitung verbunden sind; und
• Steuermittel, um gleichzeitig die Mittel zur elektrischen Verbindung zu steuern, die von der Gesamtheit der Kommutatoren derselben Leitung derart steuerbar sind, daß für alle Kommutatoren derselben Leitung die Eingangsklemme mit der ersten Ausgangskiemme oder mit der zweiten Ausgangsklemme gemäß den binären Steuerzuständen verbunden ist;
• jede der 2P ersten Ausgangsklemmen und jede der 2P zweiten Ausgangsklemmen ist mit einer der Eingangs- oder Ausgangs- Anschlußklemmen verbunden und die ersten und zweiten Ausgangsklemmen der Kommutatoren jeder i-ten Leitung sind mit den Kommuatoren der (i+1)ten Leitung derart verbunden, daß für jede Kombination der binären Steuerzustände zur Steuerung der Steurungsmittel der Kommutatorleitungen die zwei Außenklemmen der Kommutatoreinheit mit irgendeinem einzigen Eingangs oder Ausgangs-Anschlußklemmenpaar verbunden werden können.
• Es ist zu verstehen, daß die Kommutatoreinheit durch eine binäre baumförmige Struktur von Kommutatoreinheiten gebildet ist, die nach Zeilen angeordnet ist. Der Zustand der Kommutatoren ein und derselben Zeile wird gleichzeitig gesteuert, und der Steuerzustand jeder Kommutatorleitung ermöglicht die elektrische Verbindung der Außenklemmen der Kommutatoreinheit mit einem einzigen Paar von Ausgangs- oder Eingängs-Anschlußklemmen, wobei diese Klemmenpaare ihrerseits mit den Zweigleitungs- Zustandsleitungen, d.h. den "Teilnehmer"-Karten verbunden sind. Diese baumförmige Anordnung ermöglicht die Vereinfachung der Steuerung der Kommutatoreinheit und ermöglicht gleichzeitig die einzigartige Verbindung der Außen-Eingangs- oder Ausgangsklemmen mit den Ausgangs- oder Eingangs-Anschlußklemmen, die ihrerseits mit den "Teilnehmer"-Karten verbunden sind. Diese Anordnung ermöglicht auch eine Verkürzung der Leitungslänge.
• Weitere Merkmale und Vorteile der Beschreibung der vorliegenden Erfindung werden aus der Lektüre der folgenden Beschreibung einer bevorzugten, beispielhaft und nicht einschränkend angegebenen Ausführungsform. Die Beschreibung bezieht sich auf die beigefügten Figuren; darin zeigen:
• - Fig. 1 ein Blockschema der Einheit der Vorrichtung zum elektrischen Prüfen;
• - Fig. 2 eine Schema zur Veranschaulichung der Kommutatoreinheit beim Senden und einer "Teilnehmer"-Karte; und
• - Fig. 3 eine Ansicht ähnlich Fig. 2, die aber die Kommutatoreinheit beim Empfang zeigt.
• Unter Bezug auf Fig. 1 wird nun die Einheit der Vorrichtung zum elektrischen Prüfen beschrieben.
• In Fig. 1 wurde der zu testende Bus 10 dargestellt, der an die Testvorrichtung 12 angeschlossen ist. Der Bus 10 ist durch eine Hauptleitung 14 gebildet, an die n Zweigleitungen 16 angeschlossen ist. Jede Zweigleitung 16 ist durch eine elektrische Kupplung 18 mit der Hauptleitung 14 verbunden.
• Die Vorrichtung zum elektrischen Prüfen besteht im wesentlichen aus einer Steuereinheit 20, die es ermöglicht, die Batterie von Tests anzulegen und zu steuern, der der Bus 10 unterzogen werden soll, einer elektrischen Meßvorrichtung 22 wie einem Oszilloskop oder einem Aufzeichnungsgerät, einem steuerbaren elektrischen Signalgeber 24, einem ersten und einem zweiten elektrischen Kommutator, die mit 26 bzw. 28 bezeichnet sind, und m Zweigleitungs-Zustandsschaltungen, die die generische Bezugsziffer 30 tragen und später der Einfachheit halber "Teilnehmer"-Karten genannt werden.
• Die Steuereinheit 20 besteht im wesentlichen aus einer Informatikmaschine 32, die einem Programmspeicher 34 zugeordnet ist, der die Ablaufsteuerung der verschiedenen, an den Bus 10 anzulegenden Testkonfigurationen ermöglicht. Die Informatikeinrichtung 32 ist bevorzugt Mitteln 36 zur Anzeige und zum Drucken von Ergebnissen zugeordnet. Die Informatiksteuereinrichtung 32 ist auch mit einem Wandler 38 gekoppelt, der die von der Informatikeinrichtung 32 ausgesendeten Anweisungen in ausführbare Steuersignale konvertieren kann, mit denen der Zustand der verschiedenen Bauteile der Prüfvorrichtung 12 kontrolliert werden kann. Die Informatiksteuereinrichtung 32 ist auch mit dem Steuereingang 24a des elektrischen Signalgebers 24 verbunden, um die Form des elektrischen Signais zu definieren, das für die betrachtete Testphase angelegt wird.
• Genauer zeigt Fig. 1, daß jede Zweigleitung 16 des Busses 10 mit dem Eingang und/oder Ausgang einer "Teilnehmer"-Karte 30 verbunden ist. Jede "Teilnehmer"-Karte 30 ist mit einem Ausgang 40 des ersten Kommutators 26 und einem Eingang 42 des zweiten Kommutators 28 verbunden. Der Eingang 44 des Kommutators 26 ist mit dem Ausgang des elektrischen Signalgebers 24 verbunden, während der Ausgang 46 des zweiten Kommutators 28 mit dem Eingang der elektrischen Meßvorrichtung 22 verbunden ist. Der Wandler 38 weist einen ersten Ausgang 48 auf, der mit dem Steuereingang 28a des Kommutators 28 verbunden ist, sowie einen zweiten Steuerausgang 50, der mit dem Steuereingang 26a des ersten Kommutators 26 verbunden ist.
• In Verbindung mit Fig. 2 und 3 wird später im einzelnen erläutert, daß der Eingang 44 des Kommutators 26 mit einem der Ausgänge 40 dieses Kommutators und demnach mit einer der m "Teilnehmer"-Karten 30 verbunden werden kanne Ebenso kann einer der Eingänge 42 des Kommutators 28, d.h. eine der "Teilnehmer"- Karten 30 mit seinem Ausgang 46, d.h. dem Meßgerät 22 verbunden werden. Die Wandlereinrichtung 38 weist einen dritten Steuerausgang 52 auf, der mit dem Steuereingang 30a jeder der "Teilnehmer"-Karten 30 verbunden ist. über den Ausgang 52 kann der Wandler an jede "Teilnehmer"-Karte ein Steuersignal anlegen, mit dem bei einer Prüfphase der Zustand jeder Zweigleitung 16 definiert werden kann, was später im einzelnen erläutert wird. Je nach dem an die Eingänge der "Teilnehmer"-Karte 30 angelegten Steuersignal kann diese die ihr zugeordnete Zweigleitung mit dem elektrischen Signalgeber 24 oder auch mit dem Meßgerät 22 oder mit keiner dieser Vorrichtungen verbinden. Im letzten Fall kann das Steuersignal die "Teilnehmer"-Karte in einen Zustand bringen, der einem Kurzschluß der entsprechenden Zweigleitung 16 entspricht, oder die normale, daran angelegte Betriebs last darstellen.
• Nun wird das Funktionsprinzip der Vorrichtung 12 zum elektrischen Prüfen beschrieben. Für jede Stufe einer Testreihe ist eine Zweigleitung sendend, eine Zweigleitung empfangend, und die anderen Zweigleitungen sind entweder im Kurzschluß, um eine Störung zu simulieren, oder in Leerlaufschaltung oder aber ihrer normalen Last zugewiesen. Die Durchführung des Testschritts besteht demnach darin, daß von dem Programm 34 die Nummer der sendenden Zweigleiung 16, die Nummer der empfangenden Zweigleitung 16 sowie der Zustand jeder der anderen Zweigleitungen definiert wird. Ebenso muß die Information definiert werden, die die Merkmale des Signals angibt, das von der sendenden Zweigleitung ausgesendet werden soll, sowie möglicherweise die Art der durchzuführenden Messungen.
• Diese verschiedenen Informationen werden zu dem Wandler 38 übertragen, der einerseits die verschiedenen "Teilnehmer"- Karten 30 in Abhängigkeit vom Zustand der ihnen zugeordneten Zweigleitung steuert. Genauer wird eine der "Teilnehmer"-Karten gesteuert, um die Zweigleitung mit dem elektrischen Signalgeber 24 zu verbinden, und eine andere Karte, um die "Teilnehmer"- Karte mit dem Meßgerät zu verbinden. Die anderen "Teilnehmer"- Karten werden derart gesteuert, daß sie einen der anderen möglichen Zustände annimmt. Gleichzeitig steuert der Wandler 38 die Kommutatoren 26 und 28 derart, daß die sendende "Teilnehmer"-Karte wirksam mit dem Geber 24 verbunden ist und die empfangende "Teilnehmer"-Karte wirksam mit der Meßvorrichtung 22 verbunden ist. Der elektrische Signalgeber 24 wird ferner gesteuert, um die für den Test gewünschte Form des elektrischen Signals anzulegen Sind diese verschiedenen Anschlüsse durchgeführt, dann erarbeitet das Meßgerät 22 die bei dem Test vorgesehenen Messungen elektrischer Eigenschaften, wobei diese Messungen zu der Informatikeinrichtung 32 übertragen werden, die ihre Verarbeitung und gegebenenfalls ihre Anzeige an der Anzeigeeinrichtung 36 oder auf einem Papierträger oder auch ihre Speicherung auf einem Informatikträger ermöglicht.
• Es ist zu verstehen, daß es dank der allgemeinen Organisation der Prüfvorrichtung tatsächlich möglich ist, daß in einem relativ begrenzten Zeitraum jede Zweigleitung die Rolle eines Senders spielt, indem sie nacheinander mit jeder der anderen Zweigleitungen kombiniert wird, die die Empfängerrolle spielen, sowie indem diese verschiedenen Zustände mit den verschiedenen möglichen Konfigurationen für die anderen Zweigleitungen kombiniert werden, die weder die Rolle eines Senders noch die Rolle eines Empfängers spielen. Der Übergang von einer Konfiguration zu einer anderen wird nämlich automatisch von dem Informatikprogramm gesteuert, das von der Informatikeinrichtung 32 verwendet wird, deren Anweisungen von dem Wandler 38 in elektrische Signale konvertiert werden.
• Unter Bezug auf Fig. 2 wird nun eine bevorzugte Ausführungsform des ersten Kommutators 26, mit der die "Teilnehmer"-Karten mit den elektrischen Signalgebern 24 verbunden werden können, sowie eine bevorzugte Ausführungsform einer "Teilnehmer"-Karte 30 beschrieben.
• Der Kommutator 26 besteht im wesentlichen aus p Zeilen von Elementarkommutatoren, die die allgemeine Bezeichnung K tragen. Die erste Zeile von Kommutatoren besteht aus zwei Elementarkommutatoren K1,1 bzw. K1,2, deren Eingänge die allgemeine Bezeichnung a tragen und an die Ausgangsklemmen 24b und 24c des Gebers 24 angeschlossen sind. Allgemein weist jeder Kommutator Ki,j zwei Ausgangsklemmen auf, die mit b bzw. c bezeichnet sind. Die zweite Kommutatorzeile weist vier Kommutatoren mit den Bezugszeichen K2,1 bis K2,4 auf. Jede erste Ausgangsklemme b eines Kommutators der Zeile i ist mit der Eingangsklemme eines Kommutators der Zeile i+1 verbunden, und jede Ausgangsklemme c eines Kommutators der Zeile i ist mit dem Eingang a eines anderen Kommutators der Zeile i+1 verbunden. Damit erhält man eine baumförmige Struktur von Kommutatoren, wobei eine Zeile i zweimal mehr Kommutatoren als die Zeile i-1 aufweist. Allgemeiner weist die Zeile i von Elementarkommutatoren Ki,j 2i Kommutatoren auf. Bei dem betrachteten Beispiel weist die Kommutatoreinheit vier Zeilen von Elementarkommutatoren auf, was bedeutet, daß die vierte Zeile 2&sup4; Elementarkommutatoren mit der Bezeichnung K4,1 bis K4,16 aufweist. Die Ausgänge b und c der Elementarkommutatoren K der letzten Zeile sind mit den positiven externen Ausgangsklemmen 40a der Kommutatoreinheit und den negativen Klemmen 40b der Kommutatoreinheit verbunden.
• Fig. 2 zeigt auch, daß der Kommutator eine Steuereinheit 60 aufweist, die so viele Steuerausgänge 62 aufweist, wie Zeilen von Elementarkommutatoren vorhanden sind, d.h. bei dem betrachteten Beispiel vier. Jeder Ausgang 62 der Steuereinrichtung 60 ermöglicht die gleichzeitige Verbindung der Eingänge a der Elementarkommutatoren der gleichen Zeile mit den Ausgangsklemmen b oder mit den Ausgangsklemmen c. Eine vollständige Steueranweiseung des Kommutators 26 besteht demnach aus vier Binärinformationen, die angeben, ob die Kommutatoren einer Zeile i in einer Position sein müssen, die den Eingang a mit der Klemme c verbindet, oder in einer Position, die den Eingang a mit der Klemme b verbindet.
• Die elektrischen Verbindungen zwischen den Ausgangsklemmen b, c der Elementarkommutatoren Ki der Zeile i und den Klemmen a der Kotommutatoren Ki+1 der Zeile i+1 sind derart, daß die Ausgänge 24b und 24c des elektrischen Gebers 24 mit einem beliebigen Paar von externen Ausgangsklemmen des Kommutators 20, 40a und 40b und mit einem einzigen Paar verbunden werden können. Fig. 2 zeigt eine mögliche Konfiguration dieser elektrischen Anschlüsse.
• Mit anderen Worten, wird ein Steuersignal an den Eingang 26a der Steuereinrichtung 60 des Kommutators 26 angelegt, dann nehmen die Kommutatoren der verschiedenen Zeilen einen Zustand an, der die Verbindung des Gebers 24 mit dem Paar der gewählten externen Ausgangsklemmen 40a, 40b ermöglicht, d.h. die die Verbindung des Gebers 24 mit einer bestimmten "Teilnehmer"-Karte 30 ermöglichen.
• Immer noch unter Bezug auf Fig. 2 wird eine bevorzugte Ausführungsform einer "Teilnehmer"-Karte 30 beschrieben. Diese weist ein erstes Eingangs-/Ausgangspaar auf, das aus der positiven Klemme 70a und der negativen Klemme 70b besteht. Es wurde bereits erläutert, daß die Klemmen 70a und 70b mit einer Zweigleitung 16 des zu testenden Busses 10 verbunden sind. Die "Teilnehmer"-Karte weist ein zweites Paar von externen Anschlußklemmen 72a, 72b auf, das zur Verbindung mit einem Paar von externen Ausgangsklemmen 40a, 40b des Kommutators 26 bestimmt ist. Die Karte 30 weist auch ein drittes Paar von externen Klemmen 74a, 74b auf, die zum Anschluß an die externen Eingangsklemmen des Kommutators 28 bestimmt sind, was später erläutert wird. Bipolare Kommutatoren 76 und 78 ermöglichen die sichere Verbindung zwischen den Anschlüssen 70a, 70b und den Anschlüssen 72a, 72b bzw. 74a, 74b oder, im Gegenteil, die Unterbrechung dieser Verbindung. Die Anschlüsse 70a, 70b können auch mit einer Ladung 80 verbunden werden, die die normale Ladung simuliert, die an eine Zweigleitung im Nichtsende- und Nichtempfangsbetrieb angelegt wird, wobei diese Verbindung durch den Kommutator 82 realisiert werden kann, oder es wird ein Kurzschluß simuliert, der von der leitfähigen Leitung 84 über den Kommutator 86 realisiert werden kann. Die "Teilnehmer"-Karte weist auch eine Steuerschaltung 88 auf, die die individuelle Steuerung der offenen oder geschlossenen Position der Kommutatoren 76, 78, 82 und 86 nach dem Zustand ermöglicht, in den die der "Teilnehmer"-Karte zugeordnete Zweigleitung gebracht werden soll. Mit anderen Worten, die Steuerschaltung 88 empfängt am Steuereingang der Karte 30a eine Reihe von Anweisungen, die das Schließen eines der vier Schalter steuern, wobei die drei anderen in geöffneter Position bleiben.
• Die bipolaren Elementarkommutatoren K können beliebig beschaffen sein. Ebenso können die Steuermittel des "beweglichen Kontakts" der Kommutatoren, die in Fig. 2 und 3 nur symbolisch gestrichelt dargestellt sind, beliebig beschaffen sein. Insbesondere können Relais verwendet werden, deren Zustand über optoelektronische Kopplungselemente gesteuert wird.
• Fig. 3 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform des Kommutators 28. Dieser besitzt genau die gleiche Architektur wie der Kommutator 26. Es ist einfach zu verstehehn, daß die früheren externen Ausgangsklemmen nun die externen Eingangsklemmen 42a und 42b des Kommutators bilden, um jede "Teilnehmer"-Karte 30 mit einem elektrischen Meßgerät 22 zu verbinden. In Fig. 3 ist gezeigt, daß genauer die Klemen 74a und 74b der "Teilnehmer"- Karte 30 mit den externen Eingangsklemmen 42a und 42b des Kommutators 28 verbunden sind. Dieser wird zeilenweise durch die Steuerschaltung 90 gesteuert, die ihre Anweisungen am Eingang 28a empfängt.
• Die baumförmige Struktur der Kommutatoren 26 und 28 bietet zahlreiche Vorteile. Einerseits ist der Kommutator leichter zu steuern, da es genügt, p Binärinformationen zu liefern, um die externen Klemmen, die an die Signalgeber oder an das Meßgerät angeschlossen sind, mit einem der 2P Klemmenpaare zu verbinden, die mit den "Teilnehmer"-Karten verbunden sind. Andererseits weist jeder zwischen dem Paar von Eingangsklemmen und einer beliebigen Ausgangsklemme definierte elektrische Pfad die gleiche Anzahl von Zwischenkontakten auf, womit unabhängig von dem Pfad die gleichen Eigenschaften der elektrischen Leitung sichergestellt sind, wobei die Pfadlängen im übrigen alle im wesentlichen gleich sind. Außerdem bilden die Elementarkommutatoren für jede Steuerung nur zwei elektrische Pfade, die tatsächlich von den Eingangsklemmen zu einem Paar von Ausgangsklemmen gehen, und keinen Teilpfad aus der Sicht von den Eingangsklemmen, wodurch parasitäre Phänomene vermieden werden, die durch mit den Eingangsklemmen verbundene Teilpfade eingebracht werden könnten.

Claims (3)

1. Vorrichtung zum elektrischen Prüfen eines Elements einer elektrischen Verbindung, die von einer Hauptleitung und n mit der Hauptleitung durch Kupplungen verbundenen Zweigleitungen gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß sie folgendes aufweist:

m Zweigleitungs-Zustandsschaltungen (30), m ≥ n, wobei jede Zustandsschaltung (70a, 70b) einen mit einer Zweigleitung (16) verbundenen Eingang, Kommutatormittel (76, 78, 82, 86) zur Verbindung des Eingangs mit einem von zwei Ausgangspaaren (72a, 72b; 74a, 74b) oder mit mindestens einem innerhalb der Schaltung befindlichen Bauteil (80, 84) und Steuerungsmitteln (88) zum Steuern der Kommutatormittel aufweist;

einen steuerbaren elektrischen Signalgeber (24);

eine erste Kommutatoreinheit (26), die einen mit dem Signalgeber (24) verbundenen Eingang, m Paare Ausgangs-Anschlußklemmen (40a, 40b), von denen jedes mit dem ersten Ausgangspaar (72a, 72b) einer Zweigleitungs-Zustandsschaltung (30) elektrisch verbunden ist, und Steuermittel (60) aufweist, um selektiv den Eingang mit einem der Ausgangs-Anschlußklemmenpaare der Kommutatoreinheit zu verbinden;

eine Vorrichtung zum Messen elektrischer Signale (22);

eine zweite Kommutatoreinheit (28), die einen mit der Meßvorrichtung (22) verbundenen Ausgang, m Paare Eingangs-Anschlußklemmen (42a, 42b), von denen jedes mit dem zweiten Ausgangspaar (74a, 74b) von einer der Zweigleitungs-Zustandsschaltungen (30) elektrisch verbunden ist, und Steuermittel (90) aufweist, um selektiv den Ausgang mit einem der Eingangs-Anschlußklemmenpaare der zweiten Kommutatoreinheit zu verbinden; und

eine Steuereinheit (20), um die Steuermittel der Zweigleitungs-Zustandsschaltungen sowie der ersten und zweiten Kommutatoreinheit zu steuern sowie um die Verarbeitung eines elektrischen Signals durch den Signalgeber (24) in Abhängigkeit von einem Programm zum Prüfen des Elements einer elektrischen Verbindung zu steuern.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Kommutatoreinheit folgendes aufweist:

zwei Außenklemmen, die den Eingang der ersten Kommutatoreinheit und des Ausgangs der zweiten Kommutatoreinheit bilden;

p Kommutatorleitungen, 2P ≥ m, wobei die Leitung i mit 2i Kommuzatoren (K) versehen ist, von denen jeder eine Eingangsklemme (a) eine erste (b) und eine zweite (c) Ausgangsklemme sowie Mittel zur elektrischen Verbindung aufweist, die steuerbar sind, um selektiv die Eingangsklemme mit der ersten oder der zweiten Ausgangsklemme zu verbinden, wobei jede der ersten oder zweiten Ausgangsklemmen der Kommutatoren der Leitung i mit der Eingangsklemme (a) eines Kommutators der Leitung i + 1 elektrisch verbunden ist und die Außenklemmen entsprechend mit den Eingangsklemmen der beiden Kommutatoren (K&sub1;, &sub1;, K&sub1;, &sub2;) der ersten Leitung verbunden sind; und

Steuermittel (60, 90), um gleichzeitig die Mittel zur elektrischen Verbindung zu steuern, die von der Gesamtheit der Kommutatoren derselben Leitung derart steuerbar sind, daß für alle Kommutatoren (Ki, j) derselben Leitung die Eingangsklemme (a) mit der ersten Ausgangsklemme (b) oder mit der zweiten Ausgangsklemme (c) gemäß den binären Steuerzuständen verbunden ist;

jede der 2P ersten Ausgangsklemmen und jede der 2P zweiten Ausgangsklemmen ist mit einer der Eingangs- oder der Ausgangs-Anschlußklemmen verbunden und die ersten und zweiten Ausgangsklemmen der Kommutatoren der i-ten Leitung sind mit den Eingangsklemmen der Kommutatoren der i + 1-ten Leitung derart verbunden, daß für jede Kombination der binären Steuerzustände zur Steuerung der Steuerungsmittel der Kommutatorleitungen die zwei Außenklemmen der Kommutatoreinheit mit irgendeinem einzigen Eingangs- (42a, 42b) oder Ausgangs- (40a, 40b) Anschlußklemmenpaar verbunden werden können.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Zweigleitungs-Zustandsschaltung (30) erste Kommutatormittel (76, 78), um den Eingang (70) direkt mit dem einen oder dem anderen der beiden Ausgangspaare (72a, 72b; 74a, 74b) zu verbinden oder um diese Verbindung zu unterdrücken, zweite Kommutatormittel (76, 78, 82), um eines der Ausgangspaare mit einer elektrischen Ladung (80) zu verbinden, dritte Kommutatormittel (76, 78, 86), um eines der zwei Ausgangspaare in Kurzschluß (84) zu bringen, und Mittel (88) zur gesonderten Steuerung der Position der ersten, zweiten und dritten Kommutatormittel aufweist.