DE2263594A1

DE2263594A1 - Einrichtung zur lokalisierung von schleifenfehlern elektrischer nachrichtenwege

Info

Publication number: DE2263594A1
Application number: DE2263594A
Authority: DE
Inventors: Jun Charles William Kaiser
Original assignee: Western Electric Co Inc
Current assignee: AT&T Corp
Priority date: 1971-12-29
Filing date: 1972-12-27
Publication date: 1973-07-05
Also published as: IT976171B; DE2263594C3; GB1412270A; DE2263594B2; BE793428A; NL7217732A; US3751606A; JPS4874909A; FR2166156B1; SE388288B; FR2166156A1; CA951842A; NL150983B

Description

viestern Electric Company, Incorporated Kaiser,C .νί·, 1 New York, IT.Y. 10007, Y.ot.A,

Einrichtung zur Lokalisierung von Schleifenfehlern elektrischer Ncchrichtenweffe

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Lokalisierung von Schleifenfehlern, die als Impedanzabweichungen auf einem elektrischen Hachrichtenweg feststellbar .sind.

In Fernsprechschleifen fallen von Zeit zu Zeit eine Reihe von üblichen Fehlern an, die festgestellt, lokalisiert und behoben werden müssen. Hauptsächlich bestehen diese Fehler aus: doppelseitigen Fehlern (sowohl die A- als auch die B-Adern eines Adernpaares, das an einem einzigen Punkt fehlerhaft ist) wie z.B. Kurzschlüssen und Unterbrechungen, und einseitigen Fehlern (entweder die A- oder die B-Ader eines Adernpaares, das an einem einzigen Punkt fehlerhaft ist) wie Unterbrechungen, Erdschlüssen, Querschlüssen usw., und Herstellungsdefekten oder allgemeiner äußeren Beschädigungen des Kabels im Gebrauch.

Es hat sich bisher als nicht leicht erwiesen, jeden Fehler schnell und billig zu lokalisieren.'Wenn ein Fehler außerhalb des Hauptamtes festgestellt ist, wird gewöhnlich ein Amtstechniker zum Teilnehmer geschickt, um.den Teilnehmer-Apparat zu überprüfen. Wenn dort kein Fehler vorliegt, macht anschließend ein Kabeltechniker an ihm zugänglichen Punkten längs des Kabel-Paares mit einigen tragbaren Testgeräten, die entsprechend dem Fehlertyp ausgewählt werden, einige Gleichstrom- oder Niederfrequenz-I-Iessungen. Sein Ziel ist es,

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den Bereich, in dem der Fehler auftritt, festzustellen, den Fehler dort zu lokalisieren und ihn schließlich örtlich genau festzulegen und dann zu beheben. Die Fehlerlokalisierung ist sehr zeitraubend und aufwendig.

* Bei der Überprüfung von Koaxialkabeln nach ihrer Herstellung, nach Kenntnis der Anraelderin nur in diesem Fall, wurde eine Anlage zur FehlerbeStimmung mit einem Gleitfrequenz-Ausgang über eine Bandbreite von beispielsweise 2,0 bis 12,4 GHz verwendet. In dieser Anlage können die Arten der gesuchten Fehler des Koaxialkabels ein nichtabgeschlosisenes Ende, eine große Impedanzabweichung durch eine Zusammendrückung des Außemnantels usw. sein. Der Ausgang eines Gleitfrequenz-Oszillators wird mit dem Kabel verbunden, und eine Impedanz-Diskontinuität erzeugt eine Reflexion, die sich mit dem. auf einem Kristall-Detektor ankommenden Signal in einer Phasenlage mischt, die sich sowohl mit der Entfernung von der Stelle der Diskontinuität als auch mit der Signalfrequenz ändert. Die Welligkeitszahl über die ganze Breite eines Oszillogramins ist ein Maß der Entfernung von der Stelle der Diskontinuität zum Detektor. \!enn Fehler an zwei Stellen des Kabels auftreten, wird die Vdtorsumme von zwei v/elligkeitsmustern oszillografisch dargestellt, und die einzelnen V/elligkeiten, die mit jedem Fehler verknüpft sind, müssen optisch zum Zwecke der Fehlerlokalisierung unterschieden werden.

Die Anpassung einer Gleitdtequenz-Anlage an die Ortungs-

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stelle von Fensprechschleifen-Felilern ist nicht trivial. Unbelastete vieladrige Fernsprechkabel haben typischerweise eine installierte Länge bis 18.000 FuB und eine stark frequenzabhängige Dämpfung und AusbreitungsgeGchwindigkeit. Die llessungsbandbreite reicht gleitend von niedrigen bis τχ>. hohen Frequenzen.' Zunehmende Dämpfung bewirkt, daß die Welligkeitsamplitude gleichförmig abnimmt, und zunehmende Übertragungsgeschwindigkeit bewirkt, daß die -i'elligkeitsperiode gleichförmig abnimmt.

Im Gegensatz dazu richteten sich die bekannten Gleitfrequenz Verfahren auf Koaxialkabel von weniger als 100 Fuß Länge, die eine relativ konstante Dämpfung und Übertragungsgeschwindigkeit über den ganzen Bereich der Gleitfrequenz-Bandbreite haben. Diese Unterschiede erschweren zusammen mit den mit hoher Wahrscheinlichkeit auftretenden•.Impedanzabweichungen des fehlerfreien Typs (auf Periisprechschleifen) wie z.B. Querschnittsänderungen und überbrückte Abgriffe die Deutung des Welligkeits-Signals am Ausgang'zumindest in seiner groben visuell wahrnehmbaren Form und macht sie in den meisten Fällen unmöglich.

■ Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese ITachteile zu beseitigen. ·

' Zur Lösung dieser ufgabe geht die Erfindung von einer Einrichtung aus, die eine Brückenschaltung für Rücksignaldämpfung mit einem ersten Zweig mit einer Impedanz, die. den ¥ellenwiderstand des "Weges annähert, und einen zweiten

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Zweig mit der über den Eingangsanschlüssen des Weges gemessenen Schleifenimpedanz, eine Signalquelle variabler Frequenz zum periodischen Anlegen eines Signals über eine vorherbestimmte Gruppe von Frequenzbereichen an die Brückenschaltung, Schaltungseinrichtungen zur Erzeugung von periodischen Zeitfunktionen, die mit der Brückenschaltung verbunden sind, und einen Energiespektrumanalysator zur Bestimmung des Energiespektrums der periodischen Zeitfunktionen, wobei die Frequenzen der Maxima des Spektrums dazu benutzt v/erden, die Abstände der Eingangsanschlüsse bis zu den Stellen der Impedanzabweichungen der Schleife zu messen, enthält.

Erfindungsgemäß} ist vorteilhaft vorgesehen, den Kosten- und λ Zeitaufwand für die Lokalisierung von Fehlern auf Fernsprechschleifen zu vermindern und die Lokalisierungsarbeit zusammenzufassen.

Ein weiterer vorteilhafter Aspekt der Erfindung besteht darin, doppelte Prüfungen längs eines Kabels mit Hilfe der Testeinrichtung und in Form örtlicher Messungen einzuschränken.

Ein noch zusätzlich günstiger Aspekt der Erfindung besteht darin, daß eine eindeutige optische Interpretation des Ausgangssignals, das sich bei der Messung der Impedanz einer • Fernsprechschleife mit vermuteten Fehlern und bekannten Impedanzabweichungen ergibt, möglich ist.

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Erfindungsgemäß werden durch sukzessives Anlegen von Gleitfrequenzen verschiedener Bandbreite immer längere Abschnitte eines geschlossenen Fernsprechadernpaars nacheinander untersucht. Also entsprechen der einen erfindungsgemäßen Lösung zufolge die Gleitfrequenzen verschiedener Bandbreite, beispielsweise in acht verschiedenen Bandbreiten, den Abschnitten der Adernpaare, die sich überlappen. Eine vorhandene Impedanzabweichung erscheint also als eine Spitze des Energiespektruns in zumindest zwei der verschiedenbändigen Spektren, v/eil diese Spektren den Abschnitten der Adernpaare- entsprechen, die die Impedanzabweichung aufweisen·

Eine weitere erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß das Grundverfahren eine Messung entweder des Real- öder des Immaglnärteils der komplexen Rücksignaldämpfung über einen Frequenzbereich von mehreren OktaVen oberhalb 10 kHz einschließt. Sine periodische Zeitfunktion g (t) wird durch ein periodisches Durchlaufen oder Abtasten der Meß-Bandbreite erzeugt. Das EnergieSpektrum der Funktion g (t) wird ermittelt, und die Frequenzen der-Maxima des" Energiespektrums werden dazu benutzt, die Abstände der Eingangsansehlüsse bis ztt den Stellen der Impe;danzabweichungen der Schleife zn me-s·*·- sen.

• ■

Das erfindungsgemäße Ausführungsbeispiel eines Analog-Digital-lfandlers dient zur Abtastung und Digitalis! erttng der Analogspannung g (t)* Zur digitalen Analyse des Energiespektrums dieser getasteten Zeitfunktiön wird eip Rechner

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verv/endet.

Gemäß einer v/eiteren günstigen Ausbildung des" erfindungsgemäßen Gegenstandes können verschiedene große Impedanzabweichungen auf unbelasteten Schleifen gleichzeitig lokalisiert werden.

Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 ein Schaltbild einer Schleife mit verschiedenen Impedanzabweichungen,

Fig. 2, 3 und 4 grafische Darstellungen Von Ter»en gemäß Gleichung 2,
Fig. 5» 6 und 7 grafische Darstellungen der Gleichungen 5 bis 9

Fig. 8 ein Blockdiagramm einer Analog-Reälisierung, Fig. 9 ein Blockdiagramm einer Digital-Realisierung, Fig. 10 ein Schaltbild einer Brücke mit Rücksigjiiäldäiripfimg gemeinsam mit einer doppelseitigen ÄjiördJMöig zttr Fehler-Lokalisierung,

Fig. 11 ein SchalttäLd des Produict-Demodulatörs, Fig. 12eine grafische Darstellung der I-Ia&iöS döö Eifergiiespektrums eines Gleitfrequenzsigna-Ιέ,

Fig/13 und 14 Mittel zur optischen Felilerbiö^liSiiiÄif idäd Fig. 15 eine Tabelle mit verschiedenen E als Funktionen der B-.ndbreitö der

3 0 § Ö 2 7 / Ö11 2 BAD ORIGINAL

Fig. 1 stellt ein abgeglichenes Adernpaar 10 der Übertragungsleitung dar und hat beispielsweise vier auf einen Punkt konzentrierte Impedanzabweichungen. Die Impedanzen Z-g und Zy. sind Kur ζ Schluß impedanz en und die Impedanz Zo bildet eine einseitige unterbrechung nach. Die vierte Impedanzabweichung wird durch einen gebrückten Abgriff verursacht und nicht durch einen Fehler, und liegt auf der Verbindungsstelle. Die Abstände von den Anschlüssen- m eines Hauptamtes bis zu den Stellen der Impedanzabweichungen sind:

^d1 =	«1	A
d₂ -	I_{1 +}	e₂
d₃ =	A_{1 +}
^d4 =	E₁ +

Das Ziel besteht darin, die Vbstände d^ λ durch Einzelmessungen an den Anschlüssen m zu bestimmen.

Eine komplexe Rücksignaldämpfung RL kann durch folgende Beziehung bestimmt werden:

RL *

^Zin ^+Zs

v;orin Z. die komplexe Singangsimpedanz der fehlerhaften Schaltung gemäß Fig. 1 und Z^ eine komplexe Standard-Impedanz ist. Der Betrag RL wird, als Funktion der Amtsfrecuenz geraessen.

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Es kann gezeigt werden, daß der Realteil der Rücksignaldämpfung RL frequenzabhängig ist:

4 p2a (f) d,Π Γ Re RL (f) = A_n (f) +y~l le J J A. (f )cos(2K .c. ^+Φ,)

i = 1

+ Re (M.R.T.) /₂\ ■ wobei O₁ = 2K₂ d_± ist (i = 1-4). (3)

Aq (f) ist in Annäherung ein Gleichstrom-Term, der durch irgendeine Impedanz-Fehlanpassung am Meßpunkt erzeugt wird. Die A. (f) sind Koeffizienten, die sich mit wachsender Frequenz viel langsamer ändern als die Cosinusfunktion und deshalb als bedingt frequenzunabhängig angenommen werden können. ^Cist die Konstante der Leitungsdämpfung. Die d_i sind die Abstände vom Meßpunkt zu den Stellen der vier Inpedanzabweichungen. K₁ und K₂ sind bekannte Konstanten, die dazu ausgewählt sind, die Phasenkonstante ρ der Leitung als eine lineare Funktion der Frequenz approximativ anzunähern:

(J (f) = K₁ f + K₂ (4)

M.R.T. steht für die multiplen Reflexionsterme, die vernachlässigt werden.

.Nach Erweiterung der in Gleichung 2 dargestellten Summe ist zu erkennen, daß der zweite bis 5. Term jeweils ähnliche Funktionen der Abstände bis zu den Stellen der vier Inipe-

• · ·. 309827/0872

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danzabweichungen sind. Jeder dieser Terme ist als eine Funktion der wachsenden Frequenz ein exponentiell bedampfter, sinusförmiger Term.. Die Frequenzen ändern sich sinusförmig und sind in bezug auf die Abstände cL λ zu den Stellen der Impedanzabweichungen linear. Der zweite Term wird in Fig. 2 und der fünfte Term zum Vergleich in Fig. 3 dargestellt. Der Realteil von RL (f) , der die Summe all dieser Terme bildet, wird in Fig. 4 dargestellt.

Zusammenfassend kann gesagt werden, daß die Abstände d^. von den Anschlüssen m bis zu den Stellen der Impedanzabweichungen durch Messung der vier sich sinusförmig ändernden Frequenzen, die jeweils in dem zweiten bis fünften Term gemäß Gleichung 2 dargestellt sind, bestimmt werden.

Die Fourier-Analyse kann dazu·verwendet werden, den Frequenzinhalt von periodischen Funktionen zu bestimmen. Eine Reihe von periodischen Zeitfunktionen PjCt) kann deshalb wie folgt bestimmt werden:

Pi(t) έ £ α, (i-_M7j (Uo-γ) (S)

M=-nc

Wobei

ο■ <t ^=

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I /7 ^/rt/r/Λ· Λ 'TV·/*'«« Ißt ^ M ^ ί Τ * /

In den Fig. 5 und 6 sind jeweils Beispiele von a.(t) und P.(t) aufgeiülirt. Ilan betrachte nun eine wie folgt definierte Funktion g (t):

Λ Λ

die eine periodische Entwicklung gerade der Funktion Re RL(f) ist"(s. auch Fig. 7). Es kann gezeigt werden, daß das Energiespektrum von P-(t) mit i = 1-4 ein Maximum hat bei:

A.^1 V—o — — λ /t-M / j> \ I <- Il f s λ ι. \

Weil g (t) eine Summe von P₁-(t)-Termen ist, wird sein Energie spektruin vier Maxima bei den Frequenzen haben, die durch die Gleichung 10 gegeben sind, vorausgesetzt, daß der Terra Pg(t) und die multiplen RefLexionsterme der Gleichung 9 vernachlässigt werden können, und ferner vorausgesetzt, daß die vier Maxima einen frequenzmäßig ausreichenden Abstand haben, damit die Wechselwirkung zwisehen den Frequenzspektren des zweiten bis fünften Terms ihre örtliche Festlegung nicht signifikant beeinträchtigt. Diese Anwendungsvoraussetzungen sind in bezug auf die Lokalisierung von Fehlern in Fernsprechschleifen vernünftig und begründet. Es folgt, daß die Abstände d*__i, bis zu den Stellen der vier punktfömigen Impedanzabweichungen der Übertragungsleitung nach Fig. 1 sind:

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-
¹

Es sollte besonders erwähnt v/erden, daß bei Änderungen der Bandbreite sich auch der V/ert von (f _„V. ändert, weil der

1113.2». J.

Abstand d.. natürlich derselbe bleibt. Es erscheint also bei verschiedenen Frequenzen der unveränderte Abstand.

Die Realisierung des oben beschriebenen Verfahrens zur Fehlerlokalisierung ist in den Fig. 8 und 9 jeweils in Form eines Blockdiagrarans für analoge und digitale Ausführungsbeispiele dargestellt. Ein Gleitfrequenzoszillator 20 für das analoge Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 8 erzeugt als Ausgangssignal eine Cosinuswelle von konstanter Amplitude, die zur Erzielung eines linearen Frequenzhubes durch eine Kippfunktion gev/obbelt ist. Das Gleitfrequenzausgangssignal' wird einer Brückenschaltung für Rücksignaldämpfung 21 zugeführt. Das Beispiel einer Brückenschaltung für Rücksignaldämpfung ist in Fig. 10 dargestellt. Die Standardschaltung kann aus einem Adernpaar ähnlicher Ausführung wie das Adernpaar der gestörten Schaltung oder einem diskreten Netzwerk, das den vvellenwiderstand des Adernpaares der gestörten Schaltung annähert, bestehen. Ein geeigneter Produkt-Demodulator ist in Fig. 11 dargestellt.

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Aus der Theorie linearer Systeme geht hervor, daß, wenn das Eingangssignal der Brückenscllaltung für Rücksignaldämpfung 21 eine Cosinusv/elle

x(t) = cos G) _ot (12)

im eingeschwungenen Zustand ist, das Ausgangssignal der Brückenschaltung für Rücksignaldämpfung 21 gegeben ist durch

y(t) = [Re RL (f_Q)J cos Ü_Qt - [im RL (f_Q)J sin U_Qt (13)

wobei OJ = 21Tf₀ ist. Das Ausgangssignal des Produkt-Demodulators 22 ist:

= [cos Ofä p jl

ζ[HeRL(Ic)]COa²cü_ot -fjwitt.(fr)]siu iCc+ccs(c_£i (16)

- f/2[^RL(fc;J i1fz\}ML(fo)]coS 2cü_ci-

1(1 [^ KL(Wj si/t 2 ωό* (<1)

Wenn die Sperrfrequenz des Tiefpassfilters 23 sehr viel kleiner als L}_Qist, dann liegt am Ausgang des Tiefpass-Filters 23 an:

g (t) = 1/2 [jle RL (f_oj] ■ (18)

Wenn ferner die am Eingang der Brückenschaltung für Rücksignaldämpfung 21 anliegende Cosinusv/elle mit der Periode T gewobbelt wird (Fig. 8), dann entspricht g(t) der in Gleichung 9 dargestellten mathematischen Funktion. Deshalb können die Frequenzen der Maxima von S (f), das Energie-

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Spektrum von g(t), in die Gleichung 11 eingesetzt werden, um 'die Abstände bis zu den Stellen der Impedanz^bweichungen auf der Leitung zu bestimmen. Dor Energiespektrunanalysator -24 stellt S_n-It) als eine Funktion der Frequenz dar, mit anderen l/orten, das Energiespektrum von g(t) und dieses Spektrum ist. in Fig. 12 abgebildet,, worin die Frequenzmaxina (f_nax)-]_./. entsprechend don vier Impedanzabweichungen, wie.sie in Fig. 1 dargestellt sind, festgestellt werden'können. An d.er Stellen der relativen Maxima (Spitzen) des Energiespektrums stimmen die Impedanzabweichungen mit den identischen Koeffizienten der Spannungsreflexion überein. Diese relativen Kaxima werden mit wachsender Frequenz in ihrer Amplitude monoton kleiner (Fig. 12), weil sich die von der ersten Impedanzabweichung reflektierte Energie nicht zu den anderen Impedanzabweichungen fortpflanzt und die Schleifendämpfung bis zur Stelle der ersten Impedanzabweichung auch kleiner ist als die Schleifendämpfung bis zu den Stellen der übrigen Impedanzabweichungen. Deshalb kann das Energiespektrum durch eine gleichförmig wahsende Funktion der Frequenz, wie z.B. eine Kippfunktion,, pegelmäßig so (vielfach-) übersetzt werden, daß sämtliche relativen Maxima von annähernd gleicherAmplitude sind. Dadurch wird sowohl die optische Auswertung des Energiespektrums als auch die selbsttätige Auswertung mittels einer einfachen Vorrichtung, wie z.B. eines Schwellwert.-Demodulators, er- · leichtert.

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Eine zvreite Realisierungsi>rn ist die in Fig. 9 gezeigte Digitale, die sich von dem analogen Ausführungsbeispiel dadurch unterscheidet, daß ein Λ/D-Unv/andler 25 verwendet Mira, um das Ausgangs signal g (t) des Filters 23 in Form einer analogen Spannung abzutasten und zu digitalisieren. Ein D:jg.talrechner 26 analysiert das digitale Spektrum der abgetasteten Zeitfunktion g(t_i). Es kann auf zwei Arten abgetastet v/erden. Erstens können die Periode T der Kippspannimg in Fig. 9 und die Tastgeschv/indigkeit des
A/D-Uinwandlers 25 auf gleichviele Abtastungen während einer Periode von g(t) eingestellt v/erden. Alternativ kann für die schon beschriebene Kippspannung eine treppenförmige Spannung verwendet v/erden. Die letztere läßt es zu, daß jede Abtastung wie im eingeschvungenen Zustand mit einer beliebigen Schrittweite durchgeführt werden kann. Für die erste Näherung ist ein breitbandigeres Tiefpaßfilter 23 nötiger als für die zweite.

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Folglich ist die Empfindlichkeit in Bezug auf eiii Zufallsrauschen auf der Fernsprechschleife größer. Die zweite
Annäherung erfolgt langsamer, wenn sie auch gegenüber dem beschriebenen Zufallsrauschen unempfindlicher ist. Das
Energiespektrum der abgetasteten Zeitfunktion, die durch den 4/ft-Umwandler 25 erzeugt wurde, wird in dem Rechner 26 digital verarbeitet und zwar als diskrete Fourier-Transformation G(oj.) von g(t·) folgender Setzung:

g(t_±) <* G(IA^) (19)

Die bei der Transformation erforderliche konjugiert-komplexe Multiplikation bildet das diskrete Energiespektrum ) von g(t_±).

S_g(öl_d) = G((ü_d) . G*((dp, wobei (20)

. (21)

Die Frequenzen der Maxima können entsprechend Gleichung
(11) in die folgende Gleichung eingesetzt werden, um
die Abstände bis zu den Stellen der Impedanzabweichungen der Leitung zu bestimmen:

, = fr.(Hm_aY)i (± = 1,2,...) (22)

Vf-F -FI

^ ist eine ganzzahlige Harmonische, die mit einem
Maximum von S (f.) übereinstimmt.

Wie im Fall der analogen Realisierung, kann das Energie-

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Spektrum durch eine gleichförmig wachsende Funktion, wie z.B. eine Kippfunktion, (vielfach-) übersetzt werden, um die Auswertung der relativen Maxima (Spitzen) zu erleichtern.

Was die beiden oben beschriebenen Realisierungen betrifft, so nähert sich die Amplitude der sinusförmigen Welligkeit, die durch einen örtlich festliegenden Fehler bewirkt wird, abhängig vom Fehlerabstand oberhalb einer bestimmten Frequenz, dem Nullbetrag, was auf die Leitungsdämpfung zurückzuführen ist, die mit der Frequenz gleichförmig zunimmt. Änderungen oberhalb dieser Frequenz werden nur durch Impedanzabweichungen verursacht, die näher an der Meßstelle liegen als der Fehler selbst. Höhere Harmonische, die durch diese Änderungen erzeugt werden, führen zu einer undeutlichen Abbildung der relativen Maxima (Spitzen) im Energiespektrum. Folglich ist es günstig, eine Gruppe von Frequenzbändern zu bestimmen, die den Entfernungsfenstern entsprechen, oder Adernpaar-Abschnitte zu bestimmen, die sich überschneiden und unabhängig auf Fehler hin überprüft werden können. Eine Gruppe von Frequenzbändern und den ihnen entsprechenden Entfernungsfenstern sind in der Tabelle der Fig. 15 aufgeführt. j Ein vorgegebener Fehler, der der in einer bestimmten Entfernung vom Hauptamt örtlich festgelegt ist, wird durch mindestens zwei der Entfernungsfenster geprüft. Man betrachtet z.B. einen Schleifenfehler, der 7 kft entfernt vom Hauptamt auftritt. Wenn das Frequenzband sich zwischen

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10 bis 498 kHz entsprechend 4 bis 8 kft_ im Entfernungsfenster gleitend verschiebt, dann erscheint der Schleifenfehler als ein relatives Maximum (Spitze) auf der rechten Seite des in Fig. 13. dargestellten Entfernungsfensters. Wenn das Frequenzband sich zwischen.10 bis 335 kHz entsprechend 6 bis 12 kft im Entfernungsfenster gleitend verschiebt, dann erscheint der selbe Schleifenfehler als ein relatives Maximum (Spitze) auf der linken Seite des in Fig. 14 dargestellten Entfernungsfensters.

Bei einer Einteilung in Abschnitte von weniger als 1000 Fuß (wobei die abschnittsweise Einteilung als die Mindestentfernung zwischen zwei Impedanzabweichungen definiert ist, um diese sicher unterscheiden zu können), kann eine 95-?i>ige Genauigkeit erreicht werden, wenn die Einrichtung zur Lokalisierung von Schleifenfehlern auf Kurzschlüsse, Querschlüsse und Erdschlüsse von weniger als 1000 Ohm und Unterbrechungen von mehr als 10 Ohm bei Abständen von weniger als 10 kft,_ jmgewendet wird. Eine ähnliche Genauigkeit kann mit einer Einteilung in Abschnitte von weniger als 2000 ft in Bezug auf Kurzschlüsse, Querschlüsse, und Erdschlüsse von weniger als 100 Ohm und Unterbrechungen von mehr als 50 Ohm bei Abständen von weniger als 15 kft erreicht werden. Die örtliche Festlegung von als Bezugspunkten zu verwendenden Rastern entlang eines Adernpaars

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mit Hilfe einer Einrichtung zur Lokalisierung von Schleifenfehlern kann die Genauigkeit der Fehlerlokalisierung

verbessern. Die Lokalisierung der zugänglichen Bezugspunkte wie Spleißverschlüsse, Anschlußkästen oder Grundgestellen, die dem Fehler am nächsten liegen, ist leicht durchzuführen. Vom zugänglichen Bezugspunkt aus kann das passende tragbare Testgerät später zur genauen Festlegung der exakten Schleifenfehlerstelle verwendet werden.

Wie schwer es ist, einen Schleifenfehler direkt aus dem Gleitfrequenz-Ausgangssignal g(t) zu erkennen, ist in Fig. 7 dargestellt. Jede der vier Impedanzabweichungen gemäß Fig. 1 erzeugt eine sinusförmige Welligkeit über

j2>J. ,11— - V.

der gleitend veränderlichen. Bandbreite. Die Vetftorsumme dieser Welligkeiten ist als Funktion g(t) dargestellt. UnJ diese Funktion optisch in ihre vier sinusförmigen Komponenten zu zerlegen, ist sehr schwer. Jedoch lassen sich die vier relativen Frequenzmaxima (Spitzen) leicht aus dem Energiespektrum gemäß Fig. 12 bestimmen.

Die Fig. 8 stellt ein analoges Realisierungsbeispiel in Form einer zentralen Fehlerteststelle dar. Die Anlage links von der Sprechfrequenz-Verbindungsleitung 27 kann in einer Reihe von Hauptämtern ganz entsprechend eingesetzt werden. In jedem Amt kann irgendein Adernpaar vermittels

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eines'PrüfWählers über die Amtsvermittlungs-Einrichtung mit der Brückenschaltung für Rücksignaldämpfung 21 verbunden werden. Das Gleitfrequenz-Ausgangssignal g(t) wird zwecks Analyse durch eine Anlage, die rechts von der Sprechfrequenz-Verbindungsleitung 27 dargestellt ist, in analoger Form zu einer einzelnen zentralen Teststelle übermittelt. Eine ähnliche Darstellung für die digitale Realisierung zeigt Fig. 9. Die Sprechfrequenz-Verbindungsleitung A 28 wird zur Übertragung des Signals g(t) in analoger Form verwendet. Die Sprechfrequenz-Verbindungsleitung B 29 wird alternativ zur Übertragung des Signals g(t) in digitaler Form verwendet.

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Claims

• fl · · · · Patentansprüche

1. Einrichtung zur Lokalisierung von Schleifenfehlern, die als Impedanzabweichungen auf einem elektrischen Nachrichtenweg feststellbar sind,
dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung eine BrUckenschaltung für Rücksignaldämpfung (21) mit einem ersten Zweig mit einer Impedanz, die den Wellenwiderstand des Weges annähert, und einen zweiten Zweig mit der über den Eingangsanschlüssen des Weges gemessenen Schleifenimpedanz, einer Signalquelle variabler Frequenz (20) zum periodischen Anlegen eines Signals über eine vorherbestimmte Gruppe von Frequenzbereichen an die Brückenschaltung, Schaltungseinrichtungen (22, 23) zur Erzeugung von periodischen Zeitfunktionen g(t), die mit der BrUckenschaltung verbunden sind und einen Energiespektrum-Analysator (24) zur Bestimmung des Energiespektrums der periodischen Zeitfunktionen, wobei die Frequenzen der Maxima des Spektrums S (f) dazu benutzt werden,

die Abstände der Eingangsanschlüsse bis zu den Stellen der Impedanzabweichungen der Schleife zu messen, enthält.

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2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungseinrichtungen einen Produktdemodulator (22) und ein Filter (23), die zwischen der Brücke für Rücksignaldämpfung(2i) und dem Energiespektrum-Analysator (24) geschaltet sind, um die periodischen Zeitfunktionen zu erzeugen, umfassen.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Energiespektrum-Analysator einen Analog-Digital-Umwandler (25) zur Abtastung und Digitalisierung des ' Ausgangssignals des Filters (23) enthält.

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