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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Gerät zur Überwachung der Integrität des Kommunikationskabels. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Messtechnik Kabelkommunikationsleitungen haben ihre eigenen Eigenschaften. Dies sind eine große Länge der Hauptleitung (bis zu mehreren zehn Kilometern), eine große Anzahl von Drähten im Kabel, das Vorhandensein von Signalen mit einer Amplitude von bis zu mehreren zehn Volt in den Drähten neben dem getesteten, und saisonale Änderungen der physikalischen Parameter der Kommunikationsleitung. Ein Einbruchalarm für ein Kabel wird normalerweise nach dem Prinzip der Überwachung der Integrität einer Schleife durchgeführt - einem Paar Drähte, an deren Ende ein Widerstand mit einem bestimmten Widerstand angeschlossen ist. Wenn die Drähte gebrochen oder kurzgeschlossen sind, ändert sich der Eingangswiderstand der Schleife erheblich, was durch das Signalgerät festgelegt wird. Diese Lösung hat sich bei einer relativ geringen Länge der gesteuerten Kette bewährt. Beim Versuch, mit einem solchen System den Zustand einer langen Kabelkommunikationsleitung zu überwachen, trat jedoch ein Problem auf: Während der Übertragung über benachbarte "Paare" des Induktorrufkabels (Wechselstromstöße mit einer Frequenz von 20 ... 50 Hz und einer Amplitude von 80 ... 100 V), werden falsch positive Signale beobachtet, obwohl in Wirklichkeit die Integrität des Kabels nicht verletzt wird. Außerdem führen jahreszeitliche Schwankungen der Parameter eines langen Kabels zu zu großen Schwankungen der Eingangsimpedanz der Schleife für eine fehlerfreie Regelung. Gefährlich wird es auch, wenn infolge eines Kabelschadens die Hochspannung der Rufmeldung von benachbarten Adern in den Eingang des Alarmgerätes gelangt. Dies kann seine Eingangsschaltung beschädigen. Zum Beispiel gibt es im KMG-Kabel (für Mehrkanal-Dichtgeräte) neben den üblichen "Twisted Pairs" auch Koaxialleitungen. In ihnen gibt es neben einem Niederspannungssignal eine hohe Gleichspannung (bis zu 2000 V), um die Ausrüstung der Zwischenverstärkungspunkte mit Strom zu versorgen. Die Folgen einer solchen Spannung, die in den Eingang herkömmlicher Einbruchmeldeanlagen eindringt, sind leicht vorhersehbar. Eine Variante der Steuerung ist mit der Übertragung eines Tonsignals mit ausreichend hoher Frequenz entlang der Schleife möglich. Es ermöglicht den Schutz der Geräte vor unzulässigen Werten von Gleich- oder Niederfrequenzspannung. Diese Option ist jedoch entscheidend für die Feinabstimmung des Schmalbandfilters auf der Empfangsseite und für die Drift der Steueroszillatorfrequenz. Außerdem darf die Frequenz des Pilotsignals nicht zu hoch gewählt werden, damit sein Einfluss auf benachbarte „Paare“ im Kabel nicht wahrnehmbar ist. Ein weiterer Nachteil der Hochfrequenzsteuerung ist die Möglichkeit des Signaldurchgangs zum Empfängereingang durch die Kapazität zwischen den Drähten und mit einer unterbrochenen Schleife. Bei einer Länge von mehreren zehn Kilometern kann diese Kapazität Zehntel Mikrofarad erreichen. Ich schlage eine Vorrichtung zum Überwachen des Zustands einer langen Kabelleitung unter Verwendung von symmetrischen Rechteckimpulsen vor. Das Signal wird an einen der Drähte des Paares angelegt und zur Steuerung von seinem zweiten Draht entfernt. Am anderen Ende des Kabels sind die Adern des Paares miteinander verbunden. Das gemeinsame Kabel von Generator und Empfänger ist geerdet.
Das Schema des Geräts ist in Abb. 1. Der Hauptoszillator wird auf die übliche Weise auf den Elementen DD1.1 und DD1.2 hergestellt. Der Widerstand R4 versetzt das Element DD1.1 in den aktiven Modus. Das Produkt aus dem Widerstandswert dieses Widerstands und der Kapazität des Kondensators C1 bestimmt die Erzeugungsfrequenz. Vom Ausgang des Elements DD1.2 werden dem Zähleingang des Triggers DD3.1 Taktimpulse zugeführt, deren Frequenz durch zwei geteilt wird. Vom direkten Ausgang des Triggers tritt die Impulsfolge durch den Verstärker, der auf den Transistoren VT1 und VT2 unterschiedlicher Struktur aufgebaut ist, und der Kondensator C3 in die gesteuerte Leitung ein. Der zweite Draht der Leitung ist, wie bereits erwähnt, mit dem Eingang des Empfangsteils des Geräts verbunden. Wenn die Linie nicht unterbrochen ist, stimmen Frequenz und Dauer der Eingangsimpulse mit den Ausgangsimpulsen überein, haben jedoch verlängerte Fronten und Rezessionen. Der Grad der Verzerrung hängt von den Parametern und der Länge der Leitung ab. Bei Unterbrechung nehmen die Pulse eine spitze Form an und werden bipolar. Eine Unterscheidung zwischen funktionstüchtigen und fehlerhaften Leitungen ist nicht nur durch die Amplitude der Impulse möglich, daher wird eine Zeitselektion angewendet - die Steuerung wird in der zweiten Hälfte der Impulsdauer durchgeführt, wenn alle Einschwingvorgänge bereits beendet sind. Impulse von der Leitung durch den Kondensator C2 und den Widerstand R1 werden dem Eingang des Formers am Transistor VT3 und dem Element DD4.1 zugeführt. Am Ausgang des Shapers haben sie Standard-Logikpegel, die nicht von der Amplitude des Eingangssignals abhängen. Ein weiterer Zweck des Shapers ist der Hochspannungsschutz. Es kann nur den VT3-Transistor beschädigen, der leicht zu ersetzen ist. Es wird auch durch eine Zenerdiode VD1 geschützt. Gate-Impulse bilden einen Knoten an den Elementen DD2.1-DD2.3. Sie gelangen an einen der Eingänge des Elements DD4.2, dessen zweiter Eingang mit dem Ausgang des Elements DD4.1 verbunden ist. Am Ausgang des Elements DD4.3 mit einer funktionierenden Leitung werden ähnliche Impulse wie Strobe-Impulse angezeigt, jedoch nicht mit einem fehlerhaften. Ein Amplitudendetektor an der VD4.3-Diode ist mit dem Ausgang des DD2-Elements verbunden. Bei Vorhandensein von Impulsen (gute Leitung) reicht die Ausgangsspannung am Glättungskondensator C5 aus, um den Transistor VT4 zu öffnen, die HL1-LED leuchtet. Wenn keine Impulse vorhanden sind (die Leitung ist fehlerhaft), erlischt die HL1-LED. Über den Kondensator C6 kommen die Impulse vom Ausgang des Elements DD4.3 im Nullzustand des Zählers DD5 an den Eingängen der Anlage an. Daher bleibt der Zähler bei einer guten Leitung in diesem Zustand, der Transistor VT5 ist geschlossen und die HL2-LED ist aus. Wenn an den Eingängen der Anfangseinstellung keine Impulse anliegen, beginnt der Zähler zu arbeiten und zählt die an seinem Eingang C1 anliegenden Taktimpulse. An seinem Ausgang 8 (Pin 11) wechseln sich hohe und niedrige Spannungspegel ab. Dadurch leuchtet die LED HL2 und der Schallgeber HA1 gibt ein Signal ab. Nach Beseitigung des Fehlers kehrt das Gerät in den Low-Pegel-Modus am Ausgang 8 des Zählers zurück. Die beschriebene Vorrichtung ist für die Änderung der Frequenz des Hauptoszillators unkritisch, da sowohl Steuer- als auch Strobe-Impulse von ihr erzeugt werden. Da sich Generator und Empfänger nebeneinander an einem Ende des überwachten Kabels befinden, tritt das Problem der Synchronisation dieser Impulse nicht auf.
Wenn es notwendig ist, die Effizienz des Geräts zu erhöhen, können darin Mikroschaltungen der Serie K561 mit geringfügigen Änderungen in der Schaltung verwendet werden. Die Kondensatoren C2 und C3 sollten für eine Spannung ausgewählt werden, die nicht niedriger ist als die im Notfall mögliche. Wenn beispielsweise die Klingelspannung 80 V erreicht, müssen diese Kondensatoren mindestens 100 V standhalten. Es ist wünschenswert, nicht Oxid-, sondern Filmkondensatoren zu verwenden, obwohl dies zu einer Vergrößerung der Abmessungen des Geräts führt. Das Signalgerät ist auf einer in Abb. 2 gezeigten Leiterplatte montiert. 6. Hier sind alle Teile verbaut, bis auf den Transistor VT1 mit Tongeber HA1 und LEDs HL2, HLXNUMX. Diese Elemente werden auf der Frontplatte des Gehäuses von einem kleinen Funkempfänger platziert, in dem die Platine platziert ist. An den Wänden des Gehäuses befinden sich Klemmen zum Anschließen einer gesteuerten Leitung und eines Stromanschlusses.
Das Netzteil, dessen Schaltung in Abb. 3 besteht aus elektronischem Vorschaltgerät einer "energiesparenden" Beleuchtungslampe gemäß den Empfehlungen des Artikels von V. Stryukov "Kleine Stromversorgung - aus elektronischem Vorschaltgerät" ("Radio", 2004, Nr. 3, S. 38, 39). Ein defekter Block einer 20-W-Lampe wurde einer Änderung unterzogen. Um seine Leistung wiederherzustellen, musste nur der Kondensator C2 ausgetauscht werden. Laut besagtem Artikel wurde die Vorschaltdrossel in einen T1-Trafo umgebaut. Seine Wicklung I enthält 400 Windungen PEL 0,1-Draht, und Wicklung II ist mit PEL 0,6-Draht fast bis zum Füllen des Rahmens gewickelt. Besonderes Augenmerk muss auf die Qualität der Wicklungsisolation gelegt werden, da davon die Sicherheit beim Arbeiten mit dem Signalgeber abhängt. Am besten isolieren Sie eine Wicklung von der anderen mit zwei oder drei Lagen lackiertem Stoff. Ein Spannungsstabilisator ist mit dem Ausgang des Gleichrichters über die Diode VD6, die Zenerdiode VD7 und den Transistor VT3 verbunden. Die Verlustleistung in diesem Transistor ist gering, sodass er ohne Kühlkörper betrieben werden kann. Das Anliegen von Spannung am Ausgang des Gerätes wird durch die LED HL1 signalisiert. Die Stromversorgungsplatine befindet sich in einem separaten Gehäuse (von der Stromversorgung des Mikrorechners "Elektronik"). Wenn Sie Entkopplungsdioden hinzufügen, können Sie bei einem Stromausfall eine unterbrechungsfreie Stromversorgung des Signalgebers aus der Batterie organisieren. Der Signalgeber sollte zunächst an eine am Ende offene Schleife angeschlossen werden und es sollte ein Dauerlicht der HL2-LED erscheinen (im Folgenden die Bezeichnungen der Elemente gemäß Abb. 1). Wenn die Schleife am anderen Ende der Leitung geschlossen ist, leuchtet die HL1-LED auf. Der Widerstand des geschlossenen Kreises sollte 1,2 kOhm nicht überschreiten. Die Kapazität der Kondensatoren C2 und C3 kann nach unten verändert werden. Hochfrequente Oberwellen werden durch das Kabel selbst aufgrund seiner erheblichen Eigenkapazität gefiltert. Wenn die Kabellänge jedoch kurz ist, können Sie einen Kondensator zwischen dem Ausgang des Geräts und dem gemeinsamen Draht anschließen. Seine Kapazität ist so gewählt, dass Interferenzen in benachbarten Kanälen minimiert werden, während eine zuverlässige Kontrolle über die Integrität des Kabels aufrechterhalten wird. Wenn sich herausstellt, dass das Steuersignal in benachbarten Kommunikationskanälen zu hoch ist und das Gespräch stört, muss der R9-Widerstand durch einen Trimmer ersetzt und ein Signal von seinem Motor an die Leitung angelegt werden. Der Signalpegel sollte nur geringfügig über dem Pegel eingestellt werden, bei dem die HL1-LED aufleuchtet. Sie können die Frequenz des Pilotsignals auch verringern, indem Sie den Kondensator C1 durch eine andere, größere Kapazität ersetzen. Wenn das Gerät anfänglich an eine offene Schleife angeschlossen wird, wird manchmal das gleichzeitige Aufleuchten der LEDs HL1 und HL2 beobachtet. Dies weist darauf hin, dass der Isolationswiderstand zwischen den Kabeldrähten nicht hoch genug oder die Kapazität zwischen ihnen zu hoch ist. Versuchen Sie in diesem Fall, ein anderes der freien Adernpaare im Kabel zur Überwachung auszuwählen. Sie können versuchen, Drähte aus verschiedenen Paaren zu verwenden. Das Gerät wurde auf Kabelkommunikationsleitungen mit einer Länge von bis zu 40 km getestet. Es funktioniert sowohl, wenn die gesteuerten Drähte unterbrochen sind, als auch wenn einer von ihnen geerdet ist. Autor: A. Dolinin, Baikonur; Veröffentlichung: radioradar.net
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