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Schaltungsanordnung zur Bestimmung des durch Fehlerstellen eines Kabels
hervorgerufenen Mitflusses Fabrikmäßig hergestellte Kabel unterscheiden sich von
ihren idealen Typen dadurch, daß sie Fehlerstellen aufweisen. Da solch eine Fehlerstelle,
auch Stoßstelle genannt, für eine elektrische Welle eine Reflexionsstelle darstellt,
entsteht ein sogenannter Rückfluß, und bei mehr als einer Stoßstelle, wobei die
Kabelenden auch als solche wirken können, entsteht durch doppelte oder auch mehrfache
Reflexion ein sogenannter Nilit fluß. Wenn die Ausbreitungsgeschwindigkeit der elektrischen
Welle in diesem Kabel bekannt ist, kann aus der in das Kabel eingespeisten Welle
und aus ihrem durch die Stoßstellen verursachten Rückfluß auf die Entfernung des
Fehlerortes vom Kabelanfang geschlossen werden.
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Es ist bekannt, zur Bestimmung des Fehlerortes einen sogenannten
Echoimpulsmesser zu verwenden; hierbei wird ein elektrischer Impuls definierter
Form, Länge und Folge in das Kabel eingespeist. Der in das Kabel eingespeiste Impuls
einerseits und der von der Fehlerstelle des Kabels hervorgerufene reflektierte Anteil
des Impulses andererseits werden, letzterer erst nach genügend hoher Verstärkung,
auf dem Schirm einer Braunschen Röhre miteinander verglichen, wobei die entweder
an dem Bildschirm der Braunschen Röhre oder direkt an einem Phasenschieber abzulesende
Phasenverschiebung ein ÄIaß für die Entfernung des Fehlerortes vom Kabelanfang darstellt.
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Verfahren zur Bestimmung des Fehlerortes von Kabeln, die nach obigem
Prinzip arbeiten, haben den Nachteil, daß sie nur für kurze Kabellängen, in der
Größenordnung von einigen Fabrikationslängen verwendet werden können. Bei größer
werdenden Kabellängen lassen solche Verfahren auf Grund von Laufzeitverzerrungen
und Leitungsdämpfung eine einigermaßen brauchbare Fehlerortangabe unmöglich werden,
da Örtsangaben zu ungenau werden.
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Bei Verfahren zur Messung des durch Fehlerstellen eines Kabels hervorgerufenen
Rückflusses ist es außerdem bekannt, der das Kabel speisenden, von einem Impulsgenerator
gelieferten Spannung die Spannung des von den Fehlerstellen im Kabel hervorgerufenen
Rückflusses zu überlagern und einen Entzerrer vorzusehen, der die sich mit der Entfernung
längs des Kabels ändernde Kabeldämpfung ausgleicht und gleichzeitig einem Niederfrequenzverstärker
einen vorgeschriebenen Frequenzgang aufprägt.
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Andererseits sind Verfahren zur Bestimmung des durch Fehlerstellen
eines Kabels hervorgerufenen NIitflusses bekannt, bei denen auf Grund der am Kabelanfang
eingespeisten, konstante Amplitude und sich in Abhängigkeit von der Zeit in bestimmten
Grenzen periodisch, z. B. nach einer Dreiecksfunktion, ändernde Frequenz besitzenden
Spannung die je einer Fehlenstelle entsprechende Differenzfrequenz in einer
am Kabelende
angeordneten Überlagerungseinrichtung aus den am Kabelende auftretenden Frequenzen
ermittelt wird. 5Iit solch einem Verfahren kann man den Abstand von Impedanzunregelmäßigkeiten
messen.
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Es wird dabei mit einem veränderlichen Zwischenfrequenzfilter die
solch einem Abstand entsprechende Differenzfrequenz herausgesiebt und sodann zur
Anzeige gebracht.
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Die Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung zur Bestimmung des durch
Fehlerstellen eines Kabels hervorgerufenen Mitflusses, bei der am Eingang des zu
prüfenden und mit seinem Wellenwiderstand abgeschlossenen Kabels ein eine Spannung
konstanter Amplitude und sich in Abhängigkeit von der Zeit in bestimmten Grenzen
periodisch, z. B. nach einer Dreiecks- oder Sägezahnfunktion, ändernder Frequenz
aufweisender Generator angeordnet ist und unter Verwendung eines am Kabelausgang
angeordneten Hochfrequenzverstärkers neben einer Meß- und einer trnberlagerungseinrichtung,
die die von den Fehlerstellen des Kabels hervorgerufenen Differenzfrequenzen aus
den am Kabelende auftretenden Frequenzen ermittelt, ist dadurch gekennzeichnet,
daß die am Kabelende angeordnete Meßeinrichtung wenigstens einen eine Anzeigevorrichtung
besitzenden Frequenzanalysator enthält, vor dem sich ein Niederfrequenzverstärker
befindet, dem ein die mit der Entfernung längs des Kabels ändernde Kabeldämpfung
ausgleichender und gleichzeitig dem Niederfrequenzverstärker einen vorgeschriebenen
Frequenzgang aufprägender Entzerrer zugeordnet ist. Vorzugsweise ist ein nach dem
Überlagerungsprinzip
arbeitender Frequenzanalysator vorgesehen.
Zweckmäßigerweise sind Frequenzanalysator und die zur Anzeigevorrichtung gehörige
Sehaltungsanordnung derart gestaltet, daß sie wahlweise das ganze der Gesamtlänge
des zu untersuchenden Kabels entsprechende Frequenzband als auch für Feinanalyse
einzelne den näher zu untersuchenden, beliebig kurze Teilstrecken des Kabels entsprechende
Ausschnitte dieses Frequenzbandes darzustellen vermögen.
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Durch die Schaltungsanordnung zur Bestimmung des durch Fehlerstellen
eines Kabels hervorgerufenen Mitflusses kann keine konkrete Stoßstelle festgestellt
werden. Im allgemeinen ist es üblich, durch die Messung des Rückflusses auf die
Größe des Älitflusses zu schließen. Nun ist aber gerade der Mitfluß diejenige Erscheinung,
die im Gegensatz zum Rückfluß die störungsfreie Ankunft des Nachrichtenbandes am
Ende der Leitung beeinträchtigt. Einzelne durch Stoßstellen im Kabel hervorgerufene
Mitflußquellen bleiben im allgemeinen unter einem bestimmten zugelassenen Wert,
beispielsweise unter 10/o. Durch die Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung soll
zunächst einmal festgestellt werden, ob einzelne, beispielsweise an den Fabrikationsenden
der Kabel hervorgerufen Stoßstellen sich ständig addieren und daher die Brauchbarkeit
des Kabels beeinträchtigen. Andererseits schafft die Schaltungsanordnung gemäß der
Erfindung die Möglichkeit, die Höhe des störenden Älitflusses über ein oder sogar
über mehrere Verstärkerfelder zu ermitteln. Der Vorteil, den die Schaltungsanordnung
gemäß der Erfindung gegenüber einer Impulsmethode besitzt, besteht darin, daß keine
Übersteuerung der in der Leitung befindlichen Verstärker erfolgt, welche bei der
Impulsmethode durch die erforderliche Größe der Impulse gew-öhnlich auftritt.
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Während bei den bekannten Verfahren zur Ermittlung des Mitflusses
der Abstand von Impedanzunregelmäßigkeiten dadurch gemessen wird, daß diesen Abständen
entsprechende Differenzfrequenzen mittels eines veränderlichen Zwischenfrequenzfilters
herausgesiebt werden und sodann zur Anzeige gebracht werden, besteht die Aufgabe
der vorliegenden Erfindung darin, eine Aussage über den gesamten Mitfluß zu machen.
Zu diesem Zweck ist der Frequenzanalysator angeordnet, bei dem sich ein Zwischenfrequenzverstärker
mit einem ihm zugeordneten Entzerrer befindet. Dieser hat die Aufgabe, die sich
mit der Entfernung längs des Kabels ändernde Kabeldämpfung auszugleichen und gleichzeitig
dem Niederfrequenzverstärker den vorgeschriebenen Frequenzgang aufzuprägen. Der
Frequenzanalysator vermag alle entsprechenden Differenzfrequenzen gleichzeitig und
bezüglich ihrer relativen Lage anzugeben. Auf diese Weise wird auf dem Schirm einer
Braunschen Röhre der Mitfluß in seiner Gesamtheit dargestellt, und zwar sowohl was
seine amplitudenmäßige Größe als auch. und das ist vor allen Dingen wichtig, was
seine Zeitdauer betrifft.
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Bekanntlich ist bei der Beurteilung der Störung eines Mitflusses
neben der Größe auch die Kenntnis der zeitlichen Dauer wichtig. Beispielsweise ist
der Mitfluß, wie bekannt, für die Störungen bei Fernsehübertragungen maßgebend,
entsprechend den Vorgängen an einer schwarzweiß Kante im Fernsehbild beim Ausschalten
einer Wechselspannung. Infolge des Mitflusses bricht die Spannung am Kabelende nicht
plötzlich ab, wie die am Kabelanfang liegende Spannung, sondern es bleibt eine sogenannte
Mitflußschleppe bestehen, die, nach Amplitude und zeitlicher Dauer zu erfassen,
Aufgabe der vorliegenden Erfin-
dung ist, die langsam abklingt und sich als Störung
im Fernsehbild bemerkbar macht.
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Den besonderen Vorteil, den die Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung
besitzt, besteht darin, daß nach Kenntnis des Mitflusses (seiner amplitudenmäßigen
Größe und seines zeitlichen Verlaufes nach) beispielsweise an zentralen Stellen
einer Fernsehübertragungseinrichtung zusätzlich Mittel angebracht sein können, die
einen Älitfluß erzeugen, der dem vom Ausgang des Frequenzanalysators gelieferten,
auf dem Schirm der Braunschen Röhre dargestellten Mitfluß komplementär ist, so daß
eine Mitflußkompensation vorgenommen werden kann.
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Die Erfindung wird an Hand der Fig. 1 bis 4 näher erläutert.
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Fig. I zeigt ein Ausführungsbeispiel der Schaltungsanordnung gemäß
der Erfindung. Am Eingang des zu prüfenden und mit seinem Wellenwiderstand W abgeschlossenen
Kabels K befindet sich der die erforderliche Spannung abgebende Generator G und
am Kabelausgang ein Hochfrequenzverstärker H, eine Überlagerungseinrichtung M, um
aus den am Kabelende auftretenden Frequenzen die Differenzfrequenz zu ermitteln,
und eine Meßeinrichtung E.
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Die in der Schaltungsanordnung zur Bestimmung des Mitflusses vorgesehene
Äleßeinrichtung E zeigt Fig. 2. Sie enthält einen Niederfrequenzverstärker v mit
einem diesem zugeordneten Entzerrer Z, der die sich mit der Entfernung längs des
Kabels ändernde Kabeldämpfung ausgleicht und gleichzeitig dem Verstärker einen vorgeschriebenen
Frequenzgang aufprägt, einen FrequenzanalysatorA und als Anzeigevorrichtung vorzugsweise
eine von einem Kippgenerator S gesteuerte Braunsche Röhre R.
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Die grundsätzliche Wirkungsweise der Schaltungsanordnung gemäß der
Erfindung zur Messung des durch Fehlerstellen des Kabels hervorgerufenen Mitflusses
ist folgende: Die Frequenz des Generators G wird bei konstanter Amplitude in Abhängigkeit
von der Zeit in bestimmten Grenzen, beispielsweise zwischen 5 bis 6 MHz, periodisch
geändert, und zwar entweder, wie in Fig. 3 dargestellt, nach einer Dreiecksfunktion
oder, wie in Fig. 4 dargestellt, nach einer Sägezahnfunktion. Der durch die Fehler
am Kabel hervorgerufene Ä,Iitfluß erscheint am Kabelausgang mit der in die Fig.
3 und 4 strichliert eingetragenen zeitlichen Nacheilung, so daß dort zwei sich ändernde
Frequenzen vorhanden sind, deren Differenz f, konstant ist.
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Eine große Zahl von Stoßstellen ergeben ein großes Frequenzspektrum,
das mittels einer in dem in der Schaltungsanordnullg nach Fig. 2 dargestellten Frequenzanalysator
A vorgenommene Frequenzanalyse zergliedert wird, wobei die Frequenz2 die zeitliche
Nacheilung des Mitflusses vom Hauptfluß und die Amplitude der Spannung der Differenzfrequenz
für die Größe des Mitflusses angibt. Diese Amplitude hat entsprechend der Kabeldämpfung
einen starken Frequenzgang, den man durch eine mit der Frequenz ansteigenden Verstärkung
des Niederfrequenzverstärkers T ausgleichen kann.