RU2183052C1 - Device measuring length of data transmission line - Google Patents
Device measuring length of data transmission line Download PDFInfo
- Publication number
- RU2183052C1 RU2183052C1 RU2000127903/09A RU2000127903A RU2183052C1 RU 2183052 C1 RU2183052 C1 RU 2183052C1 RU 2000127903/09 A RU2000127903/09 A RU 2000127903/09A RU 2000127903 A RU2000127903 A RU 2000127903A RU 2183052 C1 RU2183052 C1 RU 2183052C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- line
- inputs
- output
- unit
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к измерительным устройствам, использующим электрические средства для измерения длины линии передачи данных (кабеля). The present invention relates to measuring devices using electrical means for measuring the length of a data line (cable).
Известно устройство [1] для измерения длины линии передачи данных, использующее метод рефлектометрии, основанный на посылке в линию зондирующего и приеме отраженного импульсов. Это устройство содержит генератор зондирующего импульса, приемник отраженного импульса, микрокомпьютер, аналого-цифровой преобразователь, блок памяти и два усилителя. Выход генератора зондирующего импульса соединен с входом приемника отраженного импульса и подключен к проверяемой линии. Микрокомпьютер соединен с генератором зондирующего импульса, приемником отраженного импульса, аналого-цифровым преобразователем, блоком памяти и усилителями. A device [1] is known for measuring the length of a data transmission line using the scatterometry method based on sending probing pulses to a line and receiving reflected pulses. This device contains a probe pulse generator, a reflected pulse receiver, a microcomputer, an analog-to-digital converter, a memory unit, and two amplifiers. The output of the probe pulse generator is connected to the input of the reflected pulse receiver and is connected to the line under test. The microcomputer is connected to a probe pulse generator, a reflected pulse receiver, an analog-to-digital converter, a memory unit, and amplifiers.
Недостатком устройства [1] является небольшой диапазон длин измеряемых линий. Это связано с тем, что, с одной стороны, короткий зондирующий импульс не может преодолеть достаточно длинную линию и вернуться обратно - он сильно затухает и не может быть надежно распознан на фоне шумов. С другой стороны, с увеличением длительности зондирующего импульса диапазон длин измеряемых линий расширяется, но быстро входит в насыщение. Это обусловлено тем, что длительность зондирующего импульса становится соизмеримой с временем его распространения к удаленному концу линии и обратно. В результате получаемые рефлектограммы становятся не пригодными для надежного распознавания отраженного импульса на фоне зондирующего из-за их интерференции и влияния других факторов. The disadvantage of the device [1] is the small range of lengths of the measured lines. This is due to the fact that, on the one hand, a short probe pulse cannot cross a sufficiently long line and return back - it attenuates strongly and cannot be reliably recognized against the background of noise. On the other hand, with an increase in the duration of the probe pulse, the range of lengths of the measured lines expands, but quickly enters saturation. This is due to the fact that the duration of the probe pulse becomes comparable with the time of its propagation to the remote end of the line and vice versa. As a result, the obtained reflectograms become unsuitable for reliable recognition of the reflected pulse against the background of the probing one due to their interference and the influence of other factors.
Экспериментально установлено, что рефлектометрический метод измерения длины стандартного телефонного кабеля типа ТПП-0,5 (представляющего набор витых пар проводов с диаметром медной жилы 0,5 мм) не позволяет работать на дистанциях, превышающих 4 км, что явно недостаточно для практических целей (когда необходим диапазон, измеряемый десятками километров). It was experimentally established that the reflectometric method for measuring the length of a standard telephone cable of the TPP-0.5 type (representing a set of twisted pairs of wires with a copper core diameter of 0.5 mm) does not allow working at distances exceeding 4 km, which is clearly insufficient for practical purposes (when a range of tens of kilometers is needed).
Известно устройство [2] для измерения длины линии передачи данных, содержащее ведущий и ведомый блоки, подключенные к противоположным сторонам проверяемой линии передачи данных, ведущий блок содержит микрокомпьютер, генератор импульсов, первый линейный передатчик, первый линейный приемник и первый согласующий резистор, ведомый блок содержит второй линейный передатчик, второй линейный приемник и второй согласующий резистор, первый и второй выходы первого линейного передатчика соединены через первую пару проводов проверяемой линии передачи данных со вторым согласующим резистором и с первым и вторым входами второго линейного приемника, первый и второй выходы второго линейного передатчика соединены через вторую пару проводов проверяемой линии передачи данных с первым согласующим резистором и с первым и вторым входами первого линейного приемника. A device [2] is known for measuring the length of a data transmission line, comprising a master and slave units connected to opposite sides of the data transmission line under test, the master unit contains a microcomputer, a pulse generator, a first line transmitter, a first line receiver and a first termination resistor, and the slave unit contains a second linear transmitter, a second linear receiver and a second terminating resistor, the first and second outputs of the first linear transmitter are connected through the first pair of wires of the tested line data testify to a second terminating resistor, and the first and second inputs of the second line receiver, the first and second outputs of the second line transmitter connected through a second pair of wires of the tested data transmission line to a first terminating resistor and the first and second inputs of the first line receiver.
Определение длины линии устройством [2] проводится по следующей методике. К удаленному концу линии подключается источник сигнала с заранее известным выходным уровнем. Чем длиннее линия, тем больше затухание сигнала. Принятый (ослабленный) сигнал усиливается до некоторого заданного уровня. Чем сильнее ослаблен сигнал, тем больше он усиливается Таким образом, требуемый коэффициент усиления пропорционален длине линии. Зная величину удельного затухания сигнала в линии и требуемый коэффициент усиления, можно вычислить длину линии. The determination of the line length by the device [2] is carried out according to the following procedure. A signal source with a predetermined output level is connected to the remote end of the line. The longer the line, the greater the attenuation of the signal. The received (attenuated) signal is amplified to a predetermined level. The stronger the signal is attenuated, the more it is amplified. Thus, the required gain is proportional to the length of the line. Knowing the specific attenuation of the signal in the line and the required gain, you can calculate the line length.
Недостатком устройства [2] является относительно небольшой диапазон измерения длины. Методика измерений предполагает, что установлена устойчивая связь между ведущим и ведомым (удаленным) блоками. При этом уровень выходного сигнала ведомого блока должен быть достаточно низким, чтобы не создавать помех в соседних линиях кабеля. Поэтому если достигнут некоторый предел дальности, устойчивость связи теряется, устройство теряет работоспособность. The disadvantage of the device [2] is the relatively small range of measurement of length. The measurement technique assumes that a stable connection is established between the master and slave (remote) units. At the same time, the output signal level of the slave unit must be low enough so as not to interfere with adjacent cable lines. Therefore, if a certain range limit is reached, communication stability is lost, the device loses its working capacity.
Цель изобретения - увеличение диапазона измерения. The purpose of the invention is to increase the measuring range.
Цель достигается тем, что в устройстве для измерения длины линии передачи данных, содержащем ведущий и ведомый блоки, подключенные к противоположным сторонам проверяемой линии передачи данных, ведущий блок содержит микрокомпьютер, генератор импульсов, первый линейный передатчик, первый линейный приемник и первый согласующий резистор, ведомый блок содержит второй линейный передатчик, второй линейный приемник и второй согласующий резистор, первый и второй выходы первого линейного передатчика соединены через первую пару проводов проверяемой линии передачи данных со вторым согласующим резистором и с первым и вторым входами второго линейного приемника, первый и второй выходы второго линейного передатчика соединены через вторую пару проводов проверяемой линии передачи данных с первым согласующим резистором и с первым и вторым входами первого линейного приемника, ведущий блок дополнительно содержит счетчик и блок регистрации формы сигнала, первый выход генератора соединен с входом первого линейного передатчика, с входом установки нуля счетчика и с первым входным портом микрокомпьютера, второй выход генератора соединен с входом синхронизации счетчика, третий выход генератора соединен с первым входом блока регистрации формы сигнала, второй и третий входы которого соединены с первым и вторым выходными портами микрокомпьютера, четвертый и пятый входы блока регистрации формы сигнала соединены с входами первого линейного приемника, группа выходов блока регистрации формы сигнала соединена с вторым входным портом микрокомпьютера, выходы счетчика соединены с третьим входным портом микрокомпьютера, вход остановки работы счетчика соединен с выходом первого линейного приемника и с четвертым входным портом микрокомпьютера, в ведомом блоке выход второго линейного приемника соединен с входом второго линейного передатчика. The goal is achieved by the fact that in the device for measuring the length of the data line containing the master and slave units connected to opposite sides of the tested data line, the master unit contains a microcomputer, a pulse generator, a first line transmitter, a first line receiver and a first terminating resistor, a slave the block contains a second linear transmitter, a second linear receiver and a second terminating resistor, the first and second outputs of the first linear transmitter are connected through a first pair of wires a variable data line with a second matching resistor and with the first and second inputs of the second line receiver, the first and second outputs of the second linear transmitter are connected through a second pair of wires of the checked data line with the first matching resistor and with the first and second inputs of the first linear receiver additionally contains a counter and a waveform registration unit, the first output of the generator is connected to the input of the first linear transmitter, to the counter zero input and to the first input port m of the microcomputer, the second output of the generator is connected to the counter clock input, the third output of the generator is connected to the first input of the waveform registration unit, the second and third inputs of which are connected to the first and second output ports of the microcomputer, the fourth and fifth inputs of the waveform registration unit are connected to the inputs of the first a linear receiver, the group of outputs of the waveform registration unit is connected to the second input port of the microcomputer, the outputs of the counter are connected to the third input port of the microcomputer, the input is the operation of the counter is connected to the output of the first linear receiver and to the fourth input port of the microcomputer, in the slave unit, the output of the second linear receiver is connected to the input of the second linear transmitter.
При этом блок регистрации формы сигнала содержит блок памяти, аналого-цифровой преобразователь и мультиплексор, входы данных мультиплексора являются первым и вторым входами блока регистрации формы сигнала, управляющий вход мультиплексора соединен с входом разрешения работы аналого-цифрового преобразователя и является третьим входом блока регистрации формы сигнала, четвертый и пятый входы этого блока соединены с сигнальными входами аналого-цифрового преобразователя, выходы которого соединены с входами данных блока памяти, выходы которого являются группой выходов блока регистрации формы сигнала, выход мультиплексора соединен с входом синхронизации блока памяти и с входом пуска аналого-цифрового преобразователя. Moreover, the waveform registration unit contains a memory unit, an analog-to-digital converter and a multiplexer, the multiplexer data inputs are the first and second inputs of the waveform registration unit, the control input of the multiplexer is connected to the operation enable input of the analog-to-digital converter and is the third input of the signal form registration unit , the fourth and fifth inputs of this block are connected to the signal inputs of an analog-to-digital converter, the outputs of which are connected to the data inputs of the memory block, the outputs are orogo are a group of registration waveform output unit multiplexer output coupled to an input of the synchronization storage unit and to an input of the start analog to digital converter.
На фиг.1 представлена функциональная схема устройства, на фиг.2 - временные диаграммы его работы, на фиг.3 - временные диаграммы, поясняющие принцип действия блока регистрации формы сигнала. Figure 1 presents a functional diagram of the device, figure 2 is a timing diagram of its operation, figure 3 is a timing diagram explaining the principle of operation of the registration unit waveform.
Устройство для измерения длины линии передачи данных (фиг.1) содержит ведущий 1 и ведомый 2 блоки, подключенные к противоположным сторонам проверяемой линии 3 передачи данных. Ведущий блок 1 содержит микрокомпьютер 4, генератор 5 импульсов, первый линейный передатчик 6, первый линейный приемник 7 и первый согласующий резистор 8. Ведомый блок 2 содержит второй линейный передатчик 9, второй линейный приемник 10 и второй согласующий резистор 11. Первый 12 и второй 13 выходы первого линейного передатчика 6 соединены через первую пару 14 проводов проверяемой линии 3 передачи данных со вторым согласующим резистором 11 и с первым 15 и вторым 16 входами второго линейного приемника 10. Первый 17 и второй 18 выходы второго линейного передатчика 9 соединены через вторую пару 19 проводов проверяемой линии 3 передачи данных с первым согласующим резистором 8 и с первым 20 и вторым 21 входами первого линейного приемника 7. A device for measuring the length of the data line (figure 1) contains the leading 1 and
При этом ведущий блок 1 содержит также счетчик 22 и блок 23 регистрации формы сигнала, первый выход 24 генератора 5 соединен с входом первого линейного передатчика 6, с входом 25 установки нуля счетчика 22 и с первым входным портом 26 микрокомпьютера 4, второй выход 27 генератора 5 соединен с входом 28 синхронизации счетчика 22, третий выход 29 генератора 5 соединен с первым входом 30 блока 23 регистрации формы сигнала, второй 31 и третий 32 входы которого соединены с первым 33 и вторым 34 выходными портами микрокомпьютера 4. Четвертый 35 и пятый 36 входы блока 23 регистрации формы сигнала соединены с входами первого линейного приемника 7, группа 37 выходов блока 23 регистрации формы сигнала соединена с вторым входным портом 38 микрокомпьютера 4, выходы 39 счетчика соединены с третьим входным портом 40 микрокомпьютера 4. Вход 41 остановки работы счетчика 22 соединен с выходом первого линейного приемника 7 и с четвертым входным портом 42 микрокомпьютера 4. В ведомом блоке 2 выход второго линейного приемника 10 соединен с входом второго линейного передатчика 9. In this case, the leading
Блок 23 регистрации формы сигнала содержит блок 43 памяти, аналого-цифровой преобразователь 44 и мультиплексор 45, входы данных мультиплексора 45 являются первым 30 и вторым 31 входами блока 23 регистрации формы сигнала, управляющий вход мультиплексора 45 соединен с входом 46 разрешения работы аналого-цифрового преобразователя 44 и является третьим входом 32 блока регистрации формы сигнала. Четвертый 35 и пятый 36 входы этого блока соединены с сигнальными входами аналого-цифрового преобразователя 44, выходы которого соединены с входами данных блока 43 памяти, выходы которого являются группой 37 выходов блока 23 регистрации формы сигнала. Выход мультиплексора 45 соединен с входом 47 синхронизации блока памяти и с входом 48 пуска аналого-цифрового преобразователя 44. The waveform registration unit 23 contains a memory unit 43, an analog-to-digital converter 44, and a multiplexer 45, the data inputs of the multiplexer 45 are the first 30 and second 31 inputs of the waveform registration unit 23, the control input of the multiplexer 45 is connected to the input 46 for enabling the operation of the analog-to-digital converter 44 and is the third input 32 of the waveform registration unit. The fourth 35 and fifth 36 inputs of this unit are connected to the signal inputs of the analog-to-digital converter 44, the outputs of which are connected to the data inputs of the memory unit 43, the outputs of which are a group of 37 outputs of the waveform registration unit 23. The output of the multiplexer 45 is connected to the input 47 of the synchronization of the memory unit and to the input 48 of the start analog-to-digital Converter 44.
Временные диаграммы 49-56 (фиг.2) поясняют принцип действия устройства и отображают сигналы: на выходах 24, 27, 29 генератора импульсов 5 (диаграммы 49, 50, 51 соответственно); на выходах линейного передатчика 6 (диаграмма 52); на входах линейного приемника 10 (диаграмма 53), на выходах линейного передатчика 9 (диаграмма 54); на входах и выходе линейного приемника 7 (диаграммы 55 и 56 соответственно). Timing diagrams 49-56 (figure 2) explain the principle of the device and display the signals: at the outputs 24, 27, 29 of the pulse generator 5 (diagrams 49, 50, 51, respectively); at the outputs of the linear transmitter 6 (diagram 52); at the inputs of the linear receiver 10 (diagram 53), at the outputs of the linear transmitter 9 (diagram 54); at the inputs and outputs of the linear receiver 7 (diagrams 55 and 56, respectively).
Временные диаграммы 57 и 58 (фиг.3) поясняют принцип действия блока 23 регистрации формы сигнала и отображают сигналы на входе 47 синхронизации блока памяти 43 (диаграмма 57) и на входах 35 и 36 аналого-цифрового преобразователя 44 (диаграмма 58). Timing diagrams 57 and 58 (Fig. 3) explain the principle of operation of the waveform registration unit 23 and display the signals at the synchronization input 47 of the memory unit 43 (diagram 57) and at the inputs 35 and 36 of the analog-to-digital converter 44 (diagram 58).
Ниже рассмотрена работа составных частей устройства. The following describes the operation of the components of the device.
Генератор импульсов 5 выполнен по схеме с кварцевой стабилизацией частоты и формирует на выходах 24, 27 и 29 непрерывную последовательность импульсов со скважностью, равной двум (см. соответствующие временные диаграммы 49, 50 и 51, приведенные на фиг.2). Частота сигнала на выходе 24 генератора выбирается достаточно низкой (например, 50 Гц или ниже, вплоть до долей герца) для того чтобы длительность импульса, передаваемого по линии, была несопоставимо большей времени распространения сигнала по этой линии. Иными словами, можно считать, что фактически устройство оперирует не импульсами (как в рефлектометрах), а перепадами "статического" сигнала, как будет описано далее. The
Частота сигнала на выходе 27 генератора определяет шаг квантования при регистрации интервала времени между фронтами переданного и полученного из линии 3 сигналов и может составлять, например, 100 МГц. Частота сигнала на выходе 29 генератора задает число точек, по которым воспроизводится форма сигнала (для распознавания начала фронта) после его прохождения по линии (см. фиг.3) и может составлять, например, 10 МГц. The frequency of the signal at the output of the generator 27 determines the quantization step when registering the time interval between the edges of the transmitted and received signals from line 3 and can be, for example, 100 MHz. The frequency of the signal at the output of the generator 29 sets the number of points by which the waveform is reproduced (to recognize the beginning of the front) after it passes along the line (see figure 3) and can be, for example, 10 MHz.
Счетчик 22 прибавляет единицу к текущему содержимому по фронту сигнала CL на входе 28 при условии, что R=1 и STOP=0. При R=1 и STOP=1 счет останавливается, т. е. прекращается прибавление единиц к содержимому счетчика. При R= 0 счетчик устанавливается в нуль независимо от состояния сигналов на других входах. The counter 22 adds one to the current content along the edge of the signal CL at input 28, provided that R = 1 and STOP = 0. With R = 1 and STOP = 1, the count stops, that is, the addition of units to the contents of the counter stops. At R = 0, the counter is set to zero regardless of the state of the signals at the other inputs.
Линейные передатчики 6 и 9 имеют низкое выходное сопротивление, в данном примере совпадающее с волновым сопротивлением линии (это условие рекомендуемое, но не обязательное). При переключении передатчика напряжение между его выходами меняет знак. Длительность фронта выходного сигнала передатчика может быть преднамеренно увеличена до некоторого заданного значения (которое учитывается в окончательных расчетах длины линии 3), а его форма сглажена, чтобы уменьшить перекрестные помехи, наводимые на соседние линии кабеля. В дальнейшем для упрощения изложения предполагается, что длительность фронта сигнала на выходах передатчиков 6 и 9 пренебрежимо мала. Linear transmitters 6 and 9 have a low output impedance, which in this example coincides with the line impedance (this condition is recommended, but not required). When the transmitter is switched, the voltage between its outputs changes sign. The duration of the front of the transmitter output signal can be deliberately increased to a certain set value (which is taken into account in the final calculations of the line length 3), and its shape is smoothed to reduce crosstalk induced on adjacent cable lines. In the future, to simplify the presentation, it is assumed that the duration of the signal front at the outputs of the transmitters 6 and 9 is negligible.
Линейные приемники 7 и 10 выполняют функции компараторов и регистрируют моменты смены полярности входного напряжения. Резисторы 8 и 11 в данном примере имеют сопротивление, соответствующее волновому сопротивлению линии (это условие также не является обязательным). Linear receivers 7 and 10 perform the functions of comparators and record the moments of polarity reversal of the input voltage. Resistors 8 and 11 in this example have a resistance corresponding to the wave impedance of the line (this condition is also not required).
Блок 23 регистрации формы сигнала при наличии разрешения (лог. 1) с выхода 34 микрокомпьютера 4 постоянно отслеживает "недавнюю предысторию" напряжения между точками 20 и 21 линии 3. Это позволяет расчетным путем с приемлемой точностью определить момент начала фронта поступившего (вернувшегося по петле 6 - 10 - 9 - 7) сигнала. Блок 23 содержит блок 43 памяти, аналого-цифровой преобразователь 44 и мультиплексор 45. Block 23 registering the waveform with permission (log. 1) from the output 34 of the microcomputer 4 constantly monitors the "recent history" of voltage between points 20 and 21 of line 3. This allows us to calculate with reasonable accuracy the moment of the beginning of the front of the incoming (returning from loop 6 - 10 - 9 - 7) of the signal. Block 23 comprises a memory block 43, an analog-to-digital converter 44, and a multiplexer 45.
Блок памяти 43 работает по принципу конвейера. Под действием фронта сигнала CL на входе 47 синхронизации очередной код с выходов аналого-цифрового преобразователя 44 записывается в начало "конвейера", в то же время в результате продвижения данных по "конвейеру" на его выход 37 пересылается очередной код, соответствующий наиболее давней предыстории. Длина "конвейера" может составлять, например, 256 ячеек. При отсутствии динамики сигнала CL содержимое блока памяти 43 остается неизменным. The memory unit 43 operates on the principle of a pipeline. Under the influence of the signal front CL at the synchronization input 47, the next code from the outputs of the analog-to-digital converter 44 is written to the beginning of the "pipeline", at the same time, as a result of data advancement along the "pipeline", the next code corresponding to the oldest history is sent to its output 37. The length of the "conveyor" may be, for example, 256 cells. In the absence of dynamics of the signal CL, the contents of the memory block 43 remains unchanged.
Аналого-цифровой преобразователь 44 работает при наличии статического сигнала разрешения EN= 1 на входе 46. Пуск очередного цикла преобразования происходит при поступлении сигнала синхронизации CL на вход 48. The analog-to-digital Converter 44 operates in the presence of a static signal of permission EN = 1 at input 46. The start of the next conversion cycle occurs when the synchronization signal CL is received at input 48.
Мультиплексор 45 при С=1 передает на выход сигнал с входа 30; при С=0 на выход передается сигнал с входа 31. The multiplexer 45 at C = 1 transmits to the output a signal from input 30; when C = 0, the signal from input 31 is transmitted to the output.
Ниже рассмотрена работа устройства. Below is the operation of the device.
Принцип действия устройства основан на измерении задержки между посланным и принятым из линии перепадами уровней напряжения с учетом поправок на вносимые линией искажения фронтов сигнала. Умножив известную скорость распространения сигнала в линии на полученную расчетным путем (на основе измеренных параметров) задержку прохождения сигнала по линии (в одну сторону), можно вычислить ее длину. The principle of operation of the device is based on measuring the delay between the voltage level differences sent and received from the line, taking into account corrections for the distortion of the signal edges introduced by the line. By multiplying the known signal propagation velocity in the line by the calculated delay (based on the measured parameters), the signal propagation delay along the line (in one direction), we can calculate its length.
В исходном состоянии, до момента t0 (см. фиг.2), на выходе 24 генератора импульсов 5 (диаграмма 49) присутствует сигнал лог. 0, который удерживает счетчик 22 в нулевом состоянии. (На диаграмме 49 показан лишь фрагмент низкочастотного периодического сигнала низкой частоты, например равной 50 Гц). Микрокомпьютер 4 находится в режиме ожидания перехода этого сигнала в состояние лог. 1. На выходах 27 и 29 генератора формируются сигналы, приведенные на диаграммах 50 и 51. На выходе 34 микрокомпьютера 4 присутствует сигнал лог. 1, разрешающий работу аналого-цифрового преобразователя. Этот же сигнал настраивает мультиплексор 45 на передачу сигналов с входа 30. Таким образом, аналого-цифровой преобразователь 44 и блок памяти 43 непрерывно (с частотой дискретизации, определяемой сигналом на выходе 29 генератора 5) отслеживают "новейшую предысторию" состояния сигнала на входах приемника 7. "Выдвигаемая" из блока памяти 43 информация не воспринимается портом 38 микрокомпьютера 4 и теряется (как ненужная). На выходе 33 микрокомпьютера 4 сформирован сигнал лог. 0.In the initial state, until t 0 (see figure 2), at the output 24 of the pulse generator 5 (diagram 49) there is a log signal. 0, which holds the counter 22 in the zero state. (Diagram 49 shows only a fragment of a low-frequency periodic signal of a low frequency, for example, equal to 50 Hz). Microcomputer 4 is in standby mode for the transition of this signal to the log state. 1. At the outputs 27 and 29 of the generator, the signals are generated, shown in diagrams 50 and 51. At the output 34 of the microcomputer 4 there is a log signal. 1, allowing the operation of the analog-to-digital Converter. The same signal sets the multiplexer 45 to transmit signals from input 30. Thus, the analog-to-digital converter 44 and the memory unit 43 continuously (with a sampling frequency determined by the signal at the output 29 of the generator 5) monitor the “latest history” of the state of the signal at the inputs of the receiver 7 . "Pushed" from the memory block 43 information is not perceived by port 38 of the microcomputer 4 and is lost (as unnecessary). At the output 33 of the microcomputer 4, a log signal is generated. 0.
В момент t0 на выходе 24 генератора 5 формируется сигнал лог. 1, который разрешает работу счетчика 22. Микрокомпьютер 4, получив этот сигнал на вход 26, принимает к сведению факт начала цикла измерений и переходит к ожиданию его завершения, которое, как будет показано далее, сопровождается формированием сигнала лог. 1 на его входе 42.At time t 0 , a signal log is generated at the output 24 of the
В момент t1, близкий t0, напряжение между выходами 12 и 13 линейного передатчика 6 меняет знак (диаграмма 52). Перепад напряжения начинает распространяться по витой паре проводов 14 линии 3, и в момент t2 достигает дальнего конца линии. При этом фронт сигнала заметно "размывается", что условно показано наклонным участком временной диаграммы 53, соответствующей сигналу на входах удаленного приемника 10. После срабатывания приемника (компаратора) 10 и передатчика 9 (момент t3 восстановленный по форме сигнал (диаграмма 54) начинает распространяться в обратном направлении по витой паре проводов 19 линии 3 и в момент t4 достигает входов приемника 7 (диаграмма 55), который срабатывает в момент t5 (диаграмма 56).At time t 1 close to t 0 , the voltage between the outputs 12 and 13 of the linear transmitter 6 changes sign (diagram 52). The voltage drop begins to spread along the twisted pair of wires 14 of line 3, and at time t 2 reaches the far end of the line. In this case, the signal front is noticeably “blurred”, which is conventionally shown by the inclined section of the time diagram 53 corresponding to the signal at the inputs of the remote receiver 10. After the receiver (comparator) 10 and transmitter 9 are triggered (moment t 3, the reconstructed signal (diagram 54) begins to propagate in the opposite direction along a twisted pair of wires 19 of line 3 and at time t 4 it reaches the inputs of receiver 7 (diagram 55), which is triggered at time t 5 (diagram 56).
Сигнал STOP= 1 с выхода приемника 7 останавливает накопление единиц в счетчике 22, так что в нем фиксируется промежуток времени T5 (см. фиг.2), выраженный в условных единицах - периодах сигнала на выходе 27 генератора 5. Сигнал с выхода приемника 7 поступает также на вход 42 микрокомпьютера 4 и вызывает его переход к программе завершения цикла измерения и обработки полученных результатов. Завершение цикла измерения заключается в приостановке работы блока 23, считывании данных из блока памяти 43 и опросе счетчика 22. The signal STOP = 1 from the output of the receiver 7 stops the accumulation of units in the counter 22, so that it fixes the time interval T5 (see figure 2), expressed in arbitrary units - the periods of the signal at the output 27 of the
Для приостановки работы блока 23 микрокомпьютер 4 формирует сигнал лог. 0 на выходе 34, запрещая работу аналогово-цифрового преобразователя 44 и настраивая мультиплексор 45 на передачу сигнала с входа 31. На этом входе пока присутствует статический сигнал лог. 0, поэтому на выходе мультиплексора формируется временная диаграмма 57, приведенная на фиг.3. В результате процесс регистрации формы сигнала (диаграмма 58) блоком 23 приостанавливается через небольшой промежуток времени после момента t5 срабатывания приемника 7 из-за инерционности микрокомпьютера. При этом в блоке памяти 43 хранятся данные, по которым в дальнейшем можно с некоторой точностью вычислить длительность интервала Т4=t5-t4, соответствующего половине длительности фронта принятого сигнала, см. последовательность отсчетов, показанную рядом точек на диаграмме 58.To suspend the operation of block 23, the microcomputer 4 generates a log signal. 0 at the output 34, prohibiting the operation of the analog-to-digital converter 44 and setting the multiplexer 45 to transmit a signal from input 31. At this input, there is still a static signal log. 0, therefore, at the output of the multiplexer, a timing diagram 57 shown in FIG. 3 is formed. As a result, the process of registering the waveform (diagram 58) by the block 23 is suspended after a short period of time after the moment t 5 of the operation of the receiver 7 due to the inertia of the microcomputer. At the same time, data is stored in the memory unit 43, according to which it is possible to calculate with some accuracy the duration of the interval T 4 = t 5 -t 4 corresponding to half the duration of the front of the received signal, see the sequence of samples shown by a number of points in diagram 58.
Считывание данных из блока памяти 43 в микрокомпьютер 4 происходит в сравнительно медленном темпе под управлением программы, которая периодически изменяет состояние выходного порта 33 и после каждого периода изменения считывает очередной отсчет, "выдвинутый" из блока памяти на его выходы 37. После считывания всех данных или их части, необходимой для вычисления длительности промежутка времени Т4=t5-t4, микрокомпьютер 4 опрашивает счетчик 22 через входной порт 40, рассчитывает длину линии, выдает результаты на индикатор (на чертежах не показан) и переходит в описанное ранее состояние ожидания следующего положительного фронта сигнала на выходе 24 генератора 5 для повторения измерения (например в режиме усреднения результатов), либо выполняет иные действия, предписанные командами оператора.Reading data from the memory unit 43 to the microcomputer 4 occurs at a relatively slow pace under the control of a program that periodically changes the state of the output port 33 and after each period of change reads the next sample, “extended” from the memory unit to its outputs 37. After reading all the data or of their parts necessary for calculating the duration of the time interval T 4 = t 5 -t 4 , the microcomputer 4 polls the counter 22 through the input port 40, calculates the length of the line, gives the results to the indicator (not shown in the drawings) and goes into the previously described waiting state of the next positive edge of the signal at the output 24 of the
Из временных диаграмм, представленных на фиг.2, следует, что, без учета задержек срабатывания линейных передатчиков и приемников, время ТX распространения фронта сигнала до дальнего конца линии и обратно составляет
ТX=Т1+Т3=Т5-Т2-Т4.From the timing diagrams presented in figure 2, it follows that, without taking into account the delays in the operation of linear transmitters and receivers, the time T X the propagation of the signal front to the far end of the line and back is
T X = T 1 + T 3 = T 5 -T 2 -T 4 .
Если предположить, что характеристики пар проводов 14 и 19 примерно одинаковы, то можно считать, что Т2=Т4; тогда ТX=T5-2Т4. Время ТY распространения сигнала в одну сторону при этом составит ТY=Т5/2-Т4. Значения Т5 и Т4 определены по результатам измерений. Искомая длина L линии вычисляется по формуле
L=с•TY/К,
где с - скорость света в вакууме;
К - так называемый "коэффициент укорочения", показывающий, во сколько раз скорость света в вакууме превосходит скорость распространения сигнала по кабелю (например, для кабеля типа ТПП-0,5 К=1,52).If we assume that the characteristics of the pairs of wires 14 and 19 are approximately the same, then we can assume that T 2 = T 4 ; then T X = T 5 -2T 4 . The time T Y of the propagation of the signal in one direction will be T Y = T 5 /2-T 4 . The values of T 5 and T 4 are determined by the measurement results. The desired length L of the line is calculated by the formula
L = s • T Y / K,
where c is the speed of light in vacuum;
K - the so-called "shortening coefficient", showing how many times the speed of light in vacuum exceeds the speed of signal propagation through the cable (for example, for cable type ТПП-0,5 К = 1,52).
Если принятое ранее условие примерного равенства промежутков времени Т2 и Т4 не соблюдается (что маловероятно), то можно провести измерение повторно, поменяв местами витые пары проводов 14 и 19 и усреднив результаты измерения.If the previously accepted condition for the approximate equality of the time intervals T 2 and T 4 is not observed (which is unlikely), then you can re-measure by swapping the twisted pairs of wires 14 and 19 and averaging the measurement results.
Использование изобретения позволяет измерять длину кабельных линий в значительно более широком диапазоне (по сравнению с аналогом и прототипом) за счет передачи по ним редких или даже однократных перепадов уровней (а не импульсов). При этом полезный сигнал распространяется по петле в одном направлении, отраженные сигналы не могут его опередить и даже догнать, так что к финишу приходит полноценный по форме сигнал уменьшенной амплитуды и имеющий "размытый" фронт. Диапазон измерений можно дополнительно увеличивать повышением уровня передаваемого сигнала с одновременным контролируемым увеличением длительности его фронта. Можно формировать фронт в виде четверти графика функции
y=sinх,
где -π/2≤x≤π/2.
Увеличение длительности фронта и сглаживание его формы уменьшает нежелательное влияние проверяемой линии на соседние, размещенные в том же кабеле. Но даже при заметном влиянии помехи окажутся редкими (или даже однократными).The use of the invention allows to measure the length of cable lines in a much wider range (compared with the analogue and prototype) due to the transmission of rare or even single level drops (rather than pulses) through them. In this case, the useful signal propagates along the loop in one direction, the reflected signals cannot get ahead of it and even catch up with it, so that the signal with a fully-shaped shape of reduced amplitude and having a “blurry” front comes to the finish line. The measurement range can be further increased by increasing the level of the transmitted signal with a simultaneous controlled increase in the duration of its front. You can form the front as a quarter of the function graph
y = sinx,
where -π / 2≤x≤π / 2.
An increase in the duration of the front and smoothing of its shape reduces the undesirable influence of the tested line on neighboring ones placed in the same cable. But even with a noticeable effect, interference will be rare (or even once).
Источники информации
1. Патент США 6.097.755.Sources of information
1. US patent 6.097.755.
2. Патент США 5.440.611 (прототип). 2. US patent 5.440.611 (prototype).
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000127903/09A RU2183052C1 (en) | 2000-11-10 | 2000-11-10 | Device measuring length of data transmission line |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000127903/09A RU2183052C1 (en) | 2000-11-10 | 2000-11-10 | Device measuring length of data transmission line |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2183052C1 true RU2183052C1 (en) | 2002-05-27 |
Family
ID=20241850
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2000127903/09A RU2183052C1 (en) | 2000-11-10 | 2000-11-10 | Device measuring length of data transmission line |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2183052C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013039430A1 (en) * | 2011-09-14 | 2013-03-21 | Khozyainov Boris Alekseevich | System for monitoring cable connections using a reflectometer and cellular device |
-
2000
- 2000-11-10 RU RU2000127903/09A patent/RU2183052C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013039430A1 (en) * | 2011-09-14 | 2013-03-21 | Khozyainov Boris Alekseevich | System for monitoring cable connections using a reflectometer and cellular device |
| RU2490807C2 (en) * | 2011-09-14 | 2013-08-20 | Борис Алексеевич Хозяинов | System for monitoring cable connections using reflectometer |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6381011B1 (en) | Optical fault locator | |
| US4606632A (en) | Method of measuring impulse durations, error locations and attenuation (or absorption) on cables and lightwave conductors | |
| US7385932B2 (en) | Wideband frequency domain reflectometry to determine the nature and location of subscriber line faults | |
| US7075309B2 (en) | System and method to locate an anomaly of a conductor | |
| US20080077343A1 (en) | Implementation of coded optical time-domain reflectometry | |
| US6366347B1 (en) | Instrument for measuring the near-end crosstalk per unit length of multicore fibers | |
| US5965876A (en) | Apparatus and method for detecting optical fiber fault location | |
| RU2183052C1 (en) | Device measuring length of data transmission line | |
| RU2187784C1 (en) | Device measuring length of data transmission line | |
| RU2233554C1 (en) | Device for metering length of two-wire data transfer line | |
| US20060217937A1 (en) | Reflectometer with echo canceller | |
| RU2695058C1 (en) | Multichannel fiber-optic device for recording vibration effects with one receiving registration module | |
| JPH02291941A (en) | Computation of characteristic of optical fiber | |
| RU2339929C1 (en) | Optical reflectometer | |
| EP0236386A1 (en) | A process for signal processing of reflected pulses and an apparatus for performing the process | |
| RU2098838C1 (en) | Method for detection of distance to fault location and length of wires of power supply line and communication line; device which implements said method | |
| RU2400783C1 (en) | Method of identifying multimode optical fibre with high differential modal delay | |
| JP2516422B2 (en) | Communication line fault location search device | |
| US7106427B2 (en) | Apparatus and method for measuring chromatic dispersion by variable wavelength | |
| US6989892B2 (en) | Optical fiber propagation time measurement | |
| RU2292559C1 (en) | Method of finding damages in distribution netweorks' power lines | |
| JPH044972Y2 (en) | ||
| CA2068599A1 (en) | Instrument for measuring optical fibre length | |
| JPH0810151B2 (en) | Ultrasonic velocity measuring device | |
| RU2047869C1 (en) | Method for locating fault in optical cable with metal components |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20031111 |