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Verfahren ur,id Schaltungsanordnung zur Ortung fehlerhafter Impulsregeneratoren
bei PClf-Ubertragungssystemen Zur Übertragung mehrerer Sprachkanäle mittels Pulscodemodulation
werden diese in einem bestimmten zeitlichen Abstand nacheinander abgetastet. Für
jeden Abtastwert wird ansch'ießend bei der Codierung eine Impulsgruppe gebildet,
die z.B.
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aus sieben binären Elementen besteht. Diesen sieben den Nach richteninhalt
repräsentierenden binären Elementen kann zur Übertragung von Signalisier- und Synchronisierinformation
noch ein achtes Element angefügt werden. Mehrere solcher PCM-Impulsgruppen werden
zu Rahmen zusammengefaßt und nacheinander übertragen. Es ist auch eine Codierung
möglich, bei der für jeden Abtastwert Impulsgruppen mit acht binären Elementen gebildet
werden, wobei dann nach einer Reihe (z.B.15) von solchen Informationsimpulsgruppen
eine Impulsgruppe aus acht binären Elementen angefügt wird, die zur Signalisierung
und Synchronisierung dient. Auf der Empfangsseite werden die PCM-Impulsgruppen wieder
entschlüsselt und auf einzelne Kanäle aufgeteilt, mit Filtern wird die ursprüngliche
Sprachinformation wieder hergestellt. Durch die Synchronisierimpulse wird die richtige
Zuordnung der ankommenden Impulsgruppen zu den Kanälen und die richtige Entschlüsselung
ermöglicht.
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Bei einer längeren PCM-Übertragungsstrecke werden zwischen den bemannten
Endstellen noch eine Reihe von Zwischenverstärkerstellen eingerichtet, die in der
Regel unbemannt sind und über die Übertragungsleitungen ferngespeist werden. Diese-Zwischenverstärkerstellen
enthalten Regeeratoren sur Regenerierung der übertragenen Impulse, und zwar je einen
für jede Übertragungsrichtung und für jeden Übertraymgsweg.
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In diesen Regeneratoren wird durch die ankommende Impulsfolge ein
Oszillator auf die Grundtaktfrequenz synchronisiert und mit dieser wird ein Impulsgenerator
angesteuert.
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Mit einer Koiizidenzschaltung, deren Ansprechschwelle-z.B.
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der halben Amplitude der ausgesandten Impulse an der beiden stelle
entspricht, wird zu den Erwartllngszeitpunkten für einen Impuls geprüft, ob ein
Impuls vorliegt oder nicht und je nach dem Ergebnis dieser Prüfung wird ein im Generator
erzeugter Tmp1als ausgesandt oder nicht. Die vom Regenerator ausgesandte Impulsfolge
entspricht also der ursprünglichen Impulsfolge und ist von Störungen befreit.
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Eine dauernde Funktionsprüfung der Regeneratoren in den Zwischenverstärkerstellen
kann in den Endstellen durch Prüfung der Synchronisier- und Signalisierimpulse vorgenommen
werden.
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Es ist außerdem möglich, die Impulsfehlerrate zu messen und aus einem
Anstieg auf eine beginnende Funktionsuntüchtigkeit eines Regenerators in einer Zwischenverstärkerstelle
zu schließen. Im Fall einer Störung ist es dann wichtig, möglichst schnell und sicher
und mit möglichst geringem Aufwand den genauen Ort der Fehlerquelle zu erkennen,
damit die Störung schnell beseitigt werden kann und die Nachrichtenübertragung nur
kurzzeitig gestört ist.
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Eine Schaltungsanordnung zur Ortung eines fehlerhaften Regenerators
in einem PGN-Übertragungssystem ist aus der deutschen Patentschrift 1 öd9 19d bekanntgeworden.
Bei dieser Anordnung ist in den einzelnen Zwischenverstärkerstellen zwischen dem
Ausgang des Regenerators der Vorwärtsrichtung und dem Eingang des Regenerators der
Rückwärtsrichtung ein Verbindungsweg mit vorgegebener Dämpfung eingeschaltet, wobei
diese Dämpfung größer ist als die Dämpfung des Rückwärtsweges zwischen dem betreffenden
Regeneratorausgang und dem Ausgang des entsprechenden Regenerators in der der bemannten
Station abgewandten, benachbarten Station. Zur Ortung einer fehlerhaften Zwischenverstärkerstelle
wird die Übertragungsstrecke an beiden Undstellen von den normalerweise angeschlossenen
Sendern und Empfängern abgetrennt, so daß die Nachrichtenübertragung auf jeden Fal;
unterbrochen ist und auch in der Rückrichtung keine Nachrichtensignaie ankommen
können. Dann wird von einer Endstelle aus ein besonderes Fehlcrortuflgssignal ausgesandt
und es werden die Laufzeiten gemessen, die dieses Signal zur Püekkehr
von
den einzelnen Zwischenverstärkerstellen aus über die Rückvtärtsrichtung benötigt.
Die Rücksignale treffen also in der Reihenfolge ein, wie sie der Entfernung der
Zwischenverstärkerstellen von der Sendestelle entspricht und aus dem mehlen von
Rücksignalen kann auf den Fehl erort geschlossen werden.
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Bei dieser bekannten Anordnung sind zwar die Einrichtungen der einzelnen
Zwischenverstärkerstellen untereinander gleich, jedoch besteht der sehr große Nachteil,
daß durch die zusätzlich eingefügten Dämpfungsglieder -ein dauerndes Nebensprechen
verursacht wird. Nachteilig ist ferner, daß ein sehr großer Aufwand erforderlich
ist, denn es müssen sich die Impulshöhen der Nachrichtenimpulse wesentlich von den
Impulshöhen des Fehlerortungssignals unterscheiden, und in den Zwischenverstärkerstellen
müssen Regeneratoren mit sich automatisch in Abhängigkeit von den empfangenen Zeichen
über einen sehr großen Bereich ändernder Erkennungsschwelle bzw. es müssen geregelte
Regeneratoren mit sehr großem Regelbereich verwendet werden.
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Ein weiteres Verfahren zur Ortung fehlerhafter Zwischenverstärkerstellen
ist in dem Artikel "Experimental Study on Supervision of Short-Haul PCM Repeatered
linse" in der Zeitschrift Review of the Electrical Communication Laboratory Vo.13,
Nr.11-12, Nov.-Dec.1965, S.1052-1064 beschrieben. Die ses Verfahren unterscheidet
sich von dem in der deutschen Patentschrift 1 085 198 angegebenen wesentlich dadurch,
daß in jeder Zwischenverstärkerstelle unterschiedliche Einrichtungen verwendet werden
müssen. Es wird jeder Zwischenverstärkerstelle zu ihrer Kennzeichnung eine besondere
Überwachungsfrequenz zugeteilt, dazu wird in jeder ZwischenverstärkerstelleOam Ausgang
eines Re generators ein Niederfrequenzbandfilter angeordnet, dessen Durchlaßfrequenz
für die jeweilige Zwischenverstärkerstelle charakteristisch ist. Zur Durchführung
der Fehlerortung werden im prüfenden Endamt zwischen die üblichen bipolaren Elemente
des Pulsrahmens noch zusätzliche vnipolare Impulse eingefügt, wodurch Schwankungen
des Gleichstrommittelwertes des abgehenden Impulszuges erzeugt werden. Diese werden
durch
die Niederfrequenzbandfilter in den Zwischenverstärkerstellen aus gesiebt und über
eine Hilfsleitung in das prüfende Endanit zurückgesandt. Jedoch läßt sich dieses
Verfahren nur durchführen, wenn in den Zwischenverstarkerstellen Regeneratoren eingebaut
sind, die Verletzungen der J3ipolarittsregel nicht korrigieren. Die Eingangs- und
Ausgangsübertrager der Regeneratoren müssen für diese den Schwankungen des Gleichstrommittelwertes
entsprechende Niederfrequenz ausgelegt sein.
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Nachteilig ist ferner, daß in jeder Zwischenverstärkerstelle andere
Filter verwendet werden müssen und die Geräte untereinander nicht austauschbar sind,
außerdem ist eine besondere Meldeleitung erforderlich. Die Austauschbarkeit der
Einrichtungen untereinander ist auch deshalb nicht möglich, weil die verwendeten
Regeneratoren selbst ebenfalls für jede Zwischenverstärkerstelle unterschiedlich
sind, sie benötigen jeweils unterschiedliche Entzerrer in Abhängigkeit von den Verstärkerfeldlängen.
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Ein ähnlich arbeitendes Verfahren ist aus der Zeitschrift "The Bell
System Technical Journalt', Jan.1952, S.7d" ff. bekanntgeworden. Es benutzt für
jede Zwischenverstärkerstelle unterschiedliche Kennfrequenzen und erfordert deshalb
unterschiedliche Einrichtunzen in jeder Zwischenverstärkerstelle, außerdem ist eine
besondere l¢eldeleitung erforderlich.
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Ein weiteres Fehlerortungsverfahren für PCId-Übertragungssysteme ist
aus der deutschen Auslegeschrift 1 29d 553 bekannt, dieses läßt sich jedoch auf
die beiden zuletzt genannten Verfahren zurückführen und arbeitet im Prinzip in der
gleichen Weise. Jeder Zwischenverstärkerstelle wird eine besondere Yennfrequenz
zugeordnet. Vom prüfenden Endamt aus wird ein einer normalen Folge von Pulscodeelementen
entsprechender Puls zu den Zwischenverstärkerstellen ausgesandt, wobei diesem Puls
eine sieh über mehrere Pulsrahmen erstreckende Verteilung der Rllscodeelernente
aufrnoduliert wird, die so gewählt wird, daß die Grundfrequenz der Impulsverteilung
im Pitis oder eine Harmonische derselben der Durchlaßfrequenz des Randpaßfilters
der zu prüfenden Zwischenverstärkerstelle entspricht.
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Nach Speisung des Bandpaßfilters mit dem demodulierten Ausgangssignal
des
Regenerators der zu prüfenden Zwischenverstärkerstelle wird ein Auftreten eines
Signals am Ausgang des Bandpaßfilters an das prüfende Endamt oder ein weiteres Endamt
signalisiert und dort ein Auswertevorgang ausgelöst. Eine Variante dieses Verfahrens
besteht darin, daß das Signal am Ausgang des Bandpaßfilters mittels einer Schalteinrichtung
einen Schleifenschluß zu einem anderen Übertragungsweg in der zu prüfenden Zwischenverstärkerstelle
steuert, oder aber, sofern ein solcher nicht vorhanden ist, zu einer besonderen
Hilfsleitung. Auch dieses Verfahren hat den schwerwiegenden Nachteil, daß die Einrichtungen
in den einzelnen Zwischenverstärkerstellen unterschiedlich und deshalb nicht austauschbar
sind. Hierdurch wird die Lagerhaltung verteuert und die Reparaturmöglichkeit erschwert.
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Aufgabe der Erfindung ist es, für ein PCM-Übertragungssystem mit zwei
voneinander getrennten Übertragungsleitungen für die beiden einander entgegengesetzten
Übertragungsrichtungen und Regeneratoren in beiden Übertragungsleitungen ein Verfahren
anzugeben, das in einfacher Weise die schnelle Ortung fehlerhafter Regeneratoren
in unbemannten Zwischenverstärkerstellen der Übertragungsstrecke ermöglicht und
bei dem für jede Zwischenverstärkerstelle die gleiche Einrichtung verwendet werden
kann, so daß diese Einrichtungen untereinander austauschbar -sind. Es muß außerdem
gewährleistet sein, daß die in den Endstellen und in den Zwischenverstärkern zur
Fehlerortung vorhandenen Einrichtungen die Übertragung der Informationsimpulsgruppen
nicht beeinflussen und auf diese nicht reagieren.
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Diese Aufgabe. wird gemäß der-Erfindung dadurch gelöst, daß das Fehlerortungssignal
aus zwei unterschiedlichen Teilsignalen besteht und zyklisch gesendet wird und das
erste Teilsignal einmal zu Beginn jedes Zyklus und anschließend wiederholt das zweite
Teilsignal gesendet wird und daß durch das erste Teilsignal in allen Zwischenverstärkerstellen
die Verbindungen zwischen den Regeneratorausgängen und den Ausgängen der Zwischenverstärkerstellen
unterbrochen werden und gleichzeitig in jeder Zwischenverstärkerstelle zwischen
dem Ausgang des Regenerators der Ubertraylngsrichtung und dem Ausgang des Regenerators
der
Rückrichtung eine Schleife gebildet wird und das erstmalig gesendete zweite Teilsignal
in der dem prüfenden Endamt benachbarten Zwischenvrstärkerstelle über die Schleife
zurückübertragen und mit seinem Ende diese Schleife unterbrochen wird und die genannten
Verbi-.ldllngen wieder hergestellt werden und daß mit den nachfolgend gesendeten
zweiten Teilsignalen die nachfolgenden Zwischenverstärkerstellen der Reihe nach
entsprechend geprüft werden.
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Das Fehlerortungssignal hat die Form des regulären PCM-Signals und
jedes der beiden Teilsignale enthält eine bestimmte diskrete Frequenz. Diese beiden
Frequenzen unterscheiden sich so stark von der Schwerpunktsfrequenz des PCI/I-Informationssignales,
daß sie dadurch nicht vorgetäuscht werden können.
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Im folgenden soll anhand des in der Figur gezeigten Ausführungsbeispiels
für eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des Fehlerortungsverfahrens gemäß
der Erfindung näher beschrieben und erläutert werden.
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Die Figur zeigt ein Blockschaltbild einer Zwischenverstärkerstelle.
Mit R1 und R2 sind die Regeneratoren für.die Übertragungsrichtung und für die Rückrichtung
bezeichnet. Ein solcher Regenerator besteht aus einem entzerrenden Vorverstärker,
einer Koinzidenzschaltung und einem Taktkreis und einem Sendeverstärker, der das
regenerierte Signal in geeigneter Form auf die Leitung bringt. In der Figur sind
diese Sendeverstärker mit V1 und V2 bezeichnet.
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Zu den Erwartungszeitpunkten für einen Impuls wird durch die Koinzidenzschaltung
der ankommende Impulszug darauf geprüft, ob ein Impuls vorliegt oder nicht und je
nach dem Ergebnis dieser Prüfung wird ein Impuls abgegeben oder nicht. Die Impulse
des ankommenden Impulszuges werden also nach zeitlicher Lage und nach der Amplitude
regeneriert.
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Jede Zwischenverstärkerstelle ist gleich aufgebaut, die Einrichtungen
sind also gegeneinander austauschbar, wodurch die Lagerhaltunl) vereinfacht und
verbilligt wird und die Beseitt gung, von FeqWerll durch eillfachen Stustausch der
defekten i:iiirichtungen leicht möglich ist.
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Zur Durchführung einer Fehlerortung sendet das prüfende Endamt das
aus den zwei unterschiedlichen Teilsignalen bestehende Fehlerortungssignal zyklisch
aus. Das erste Teilsignal enthält die Frequenz f1, es wird zu Beginn eines jeden
Zyklus einmal gesendet, das zweite Teilsignal enthält die Frequenz f2, seine Aussendung
wird während eines Zyklus mindestens so oft wiederholt, wie Zwrschenverstärerstellen
in einem Fehl erortungsbereich vorhanden sind.
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In jeder Zwischenversvtärkerstelle des Fehlerortungsbereiches spricht
beim Empfang des ersten Teilsignales die Erkennunpsschaltung El an und schaltet
das Flip-Flop PF in den Zustand "1". Der Ausgang des Flip-Flops ist mit den invertierenden
Eingängen der Und-Schaltungen Ul und U2 und mit einem Eingang der Und-Schaltung
U3 verbunden. Durch den Zustand "1" des Flip-Flops FF sind die Und-Schaltungen U1
und U2 für Impulse, die an den zweiten Eingängen dieser Und-Schaltungen anliegen,
undurchlässig und die Verbindung zwischen den Regeneratoren und den zugehörigen
Sendeverstärkern in jeder Zwischenverstärkerstelle unterbrochen. Das nach dem ersten
Teilsignal gesendete zweite Teilsignal kann deshalb nur die dem prüfenden Endamt
unmittelbar benachbarte Zwischenverstärkerstelle erreichen.
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Durch den Zustand "1" des Flip-Flops FF wird, außerdem die Und-Schaltung
U3 für Impulse durchlässig, so daß auf diese Weise eine Schleife zwischen dem Ausgang
des Regeneratbrs R1 in Übertragungsrichtung und dem Eingang des Regenerators R2
in Rückrichtung geschaffen ist. Über diese Schleife wird das nach dem ersten Teilsignal
gesendete zweite Teilsignal zum prüfende den Endamt zurückübertragen, wodurch dort
angezeigt ist, daß die Regeneratoren der ersten Zwischenverstärkerstelle und die
Leitungen bis dahin intakt sind. In der Schleife liegt noch die Oder-Schaltung OD.
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Gleichzeitig spricht jedoch die Erkeiinungsschaltung E2 in dieser
Zwischenverstärkerstelle auf dieses erste gesendete zweite Teilsignal an und setzt
mit seiner Rückflanke das Flip-Flop FF in den ursprünglichen Zustand zurück, wodurch
die mit der Und-Schaltung U3 gebildete Schleife wieder unterbrochen wird und die
durch die Und-Schaltungen U1 und U2 unterbrochenen Verbindungen
wieder
hergestellt werden. Darnit ist die auf diese erste Zwischenverstärkerstelle folgende
zweite Zwischenverstärkerstelle mit dem prüfenden Endamt wieder verbunden und kann
mit dem zweiten Teilsignal geprüft werden, wobei die gleichen VorgSnge ablaufen
wie bei der Prüfung der ersten Zwischenverstärkerstelle. Auf diese Weise können
der Reihe nach alle Zwischenverstärkerstellen eines Fehlerortllngsbereiches überwacht
werden. Aus der Laufzeit des Signales kann festgestellt werden, welche Verstrkerstelle
gerade eine Rückmeldung überträgt. Beim Ausbleiben einer Rückmeldung ist aus der
erwarteten Laufzeit sofort der Fehlerort erkennbar.
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Die unbemannten Zwischenverstärkerstellen werden von den Endämtern
aus ferngespeist und zwar im allgemeinen so, daß ein Endamt die halbe Strecke versorgt.
Die Regeneratoren der Ubertragungsrichtung und die Regeneratoren der Xückriciltung
liegen fernspeisestrommäßig in Reihe, so daß zwischen den Regeneratoren einer Zwischenverstärkerstelle
eine Potentialdifferenz besteht, die in der dem Endamt benachbarten Zwischenverstärkerstelle
am größten und in der letzten Zwischenverstarkerstelle des Fernspeisebereiches am
geringsten ist. Deshalb müssen insbesondere zwischen den invertierenden Eingängen
der Und-Schaltungen U1 und U2 potentialtrennende Koppelelemente eingesetzt werden,
die im Blockschaltbild der Übersichtlichkeit wegen nicht dargestellt sind. Die Stromversorgung
kann dann auch auf andere Weise für jeden Regenerator getrennt erfolgen. Im allgemeinen
entspricht ein Fernspeisebereich einem Fehlerortungsbereich.
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Nach dem Senden des ersten Teilsignales kann die Aussendung des Fehlerortungssignales
unterbrochen und ein beliebiges PCM-Signal über die gerade gebildete Schleife übertragen
werden, womit die Eigenschaften der Regeneratoren in der Strecke geprüft werden
können, sofern in den Regeneratoren keine Korrektur von Polaritätsverletzungen erfolgt.
Durch das zwischengeschaltete Signal darf außerdem nicht das Ende des zweiten Teilsignales
vorgetäuscht werden.
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Es ist nicht ausgeschlossen, daß z.B. bei Störungen über die Leitung
Signale übertragen werden, die das erste Teilsignal vortäuschen. In diesem Falle
würde die leitung gesperrt sein,
ohne daß die Einrichtungen fehlerhaft
sind. Dem Flip-Flop FF ist deshalb noch eine Zeitschaltung zugeordnet, die nach
einer gewissen Zeit das Flip-Flop antomatisch wieder in die Ruhelage zurückstellt,
wenn es durch irgendein Ereignis in den Zustand "1" gesetzt worden war.
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Die zyklische Aussendung des Fehlerortungssignals und insbesondere
die Wiederholung des zweiten Teilsignales kann automatisch erfolgen, die Auswertung
der Rücksignale erfolgt dann z.B. durch Anzeige auf einem Oszillografenbildschirm.
Die Wiederholung des zweiten Teilsignales kann jedoch auch durch besondere Sendebefehle
erfolgen, die durch das Bedienungspersonal mittels eines besonderen Schalters an
den Fehlerortungssignalsender gegeben werden. Durch die Stellung dieses Schalters
kann dann unmittelbar das gerade geprüfte Verstärkerfeld angezeigt werden.
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Bei dem in der Figur gezeigten Ausführungsbeispiel für die erfindungsgemäße
Schaltungsanordnung sind die Sendeverstärker V1 bzw. V2 unmittelbar an den Ausgängen
der Zwischenverstärkerstelle angeordnet, die Und-Schaltungen U1 bzw. U2 liegen zwischen
den Regeneratoren und diesen Sendeverstärkern. Statt dessen können die'Sendeverstärker
auch unmittelbar an den Regeneratorausgängen angeschlossen und die Und-Schaltungen
zwischen den Sendeverstärkern und den Ausgängen der Zwischenverstärkerstelle liegen.
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Das erfindungsgemäße Fehlerortungsverfahren hat gegenüber allen anderen
bekanntgewordenen Verfahren die großen Vorteile, daß für alle Zwischenverstärkerstellen
die Fehlerortungseinrichtungen identisch sind und auch während des normalen Betriebes
angeschaltet sein können, ohne daß Nebensprechen hervorgerufen wird, das den Betrieb
stören könnte. Die Einrichtungen sind außerdem sehr einfach aufzubauen, die Lagerhaltung
wird sehr vereinfacht und dadurch verbilligt. Eine Fehlerortung ist sehr schnell
und sehr einfach durchzuführen. Außerdem hat dieses Verfahren den Vorteil, daß schon
der erste Impuls des zweiten Teilsignales über die Schleife in der gerade geprüften
Zwischenverstärkerstelle gelangt, So daß im prüf enden Endamt die Zeit zwischen
dem ersten gesendeten und dem ersten empfangenen
Impuls des zweiten
Teilsignales gemessen werden kann. Diese Zeit ist die reine Laufzeit der Impulse.
Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung kann bis auf die Filter in den Erkennungsschaltungen
El und E2 digital aufgebaut werden, wodurch Raunìbedarf und Stromverbrauch sehr
gering werden.
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Siegen die Frequenzen der beiden Teilsignale im Bereich zwischen 50
und 100 kHz, so werden die Filter besonders einfach, die Spulen sind klein und leicht
zu bauen.