Пристрій контролю цілісності кабелю зв'язку. Схема, опис

Безкоштовна технічна бібліотека

ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ
Безкоштовна бібліотека / Схеми радіоелектронних та електротехнічних пристроїв

Пристрій контролю цілісності кабелю зв'язку. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Безкоштовна технічна бібліотека

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Вимірювальна техніка

Коментарі до статті

Кабельні лінії зв'язку мають особливості. Це - велика довжина магістралі (до кількох десятків кілометрів), велика кількість проводів у кабелі, наявність у проводах, сусідніх із перевіряним, сигналів амплітудою до кількох десятків вольт, сезонна зміна фізичних параметрів лінії зв'язку.

Охоронну сигналізацію кабелю зазвичай виконують за принципом контролю цілісності шлейфу - пари проводів, на кінці якої підключений резистор певного опору. При обриві або замиканні проводів вхідний опір шлейфу суттєво змінюється, що фіксує сигналізатор.

Таке рішення добре зарекомендувало себе при порівняно невеликій довжині контрольованого ланцюга. Але при спробі використовувати подібну систему для контролю стану довгої кабельної лінії зв'язку виникла проблема: під час передачі по сусідніх "парах" кабелю індукторного виклику (надсилки змінного струму частотою 20...50 Гц і амплітудою 80... 100 В) спостерігаються помилкові спрацьовування сигналізації, хоча насправді цілісність кабелю не порушена. До того ж, сезонні коливання параметрів довгого кабелю призводять до занадто великих для безпомилкового контролю коливань вхідного опору шлейфу. Небезпека становить і ситуація, коли внаслідок пошкодження кабелю висока напруга виклику з сусідніх проводів потрапляє на вхід пристрою сигналізації. Це може вивести з ладу його вхідний ланцюг. Наприклад, у кабелі КМГ (для багатоканальної апаратури ущільнення), крім звичайних "кручених пар", є і коаксіальні лінії. У них, крім сигналу низької напруги, є висока постійна напруга (до 2000 В) для живлення апаратури проміжних підсилювальних пунктів. Наслідки влучення такої напруги на вхід звичайної апаратури охоронної сигналізації легко передбачувані.

Можливий варіант контролю з передачею шлейфу тонального сигналу досить високої частоти. Він дає можливість захистити апаратуру від неприпустимих значень постійної чи низькочастотної напруги. Але такий варіант критичний до точного настроювання вузькосмугового фільтра на приймальній стороні та до відходу частоти контрольного генератора. До того ж частоту контрольного сигналу не можна вибирати занадто високою, щоб не було помітно його впливу на сусідні пари в кабелі. Ще один недолік високочастотного контролю - можливість проникнення сигналу на вхід приймача через ємність між проводами та при обірваному шлейфі. При його довжині в кілька десятків кілометрів ця ємність може досягати десятих часток мікрофаради.

Пропоную пристрій контролю стану кабельної лінії великої протяжності з використанням прямокутних симетричних імпульсів. Сигнал подають на один із проводів пари, а знімають для контролю з другого проводу. На дальньому кінці кабелю дроти пари з'єднані між собою. Загальний провід генератора та приймача заземлений.

Пристрій контролю цілісності кабелю зв'язку
Рис. 1

Схема пристрою наведено на рис. 1. Задає генератор виконаний на елементах DD1.1 та DD1.2 за звичайною схемою. Резистор R4 переводить елемент DD1.1 активний режим. Добуток опору цього резистора на ємність конденсатора С1 визначає частоту генерації. З виходу елемента DD1.2 тактові імпульси надходять на лічильний вхід тригера DD3.1, що ділить їх частоту на два. З прямого виходу тригера імпульсна послідовність через підсилювач, зібраний на транзисторах VT1 і VT2 різної структури, і C3 конденсатор надходить в контрольовану лінію.

Другий провід лінії, як уже сказано, підключають до входу приймальної частини пристрою. Якщо лінія не порушена, то за частотою та тривалістю вхідні імпульси збігаються з вихідними, але мають затягнуті фронти та спади. Ступінь спотворення залежить від параметрів та довжини лінії. У разі обриву імпульси набувають гострої форми і стають біполярними. Розрізняти справну та несправну лінії тільки за амплітудою імпульсів не вдається, тому застосовано селекцію за часом - контроль проводиться у другій половині тривалості імпульсу, коли всі перехідні процеси вже закінчилися.

Імпульси з лінії через конденсатор С2 та резистор R1 надходять на вхід формувача на транзисторі VT3 та елементі DD4.1. На виході формувача вони мають стандартні логічні рівні, які не залежать від амплітуди вхідного сигналу. Ще одне призначення формувача – захист від високої напруги. Воно може пошкодити лише транзистор VT3, який замінити нескладно. Він захищений до того ж стабілітроном VD1.

Стробуючі імпульси формує вузол на елементах DD2.1-DD2.3.

Вони надходять на один із входів елемента DD4.2, другий вхід якого з'єднаний з виходом елемента DD4.1. На виході елемента DD4.3 при справній лінії будуть присутні імпульси, аналогічні стробуючі, а при несправній - ні.

До виходу елемента DD4.3 підключено амплітудний детектор на діоді VD2. За наявності імпульсів (справної лінії) вихідна напруга на конденсаторі, що згладжує, С5 достатньо для відкривання транзистора VT4, світлодіод HL1 включений. Якщо імпульсів немає (лінія несправна), світлодіод HL1 згасне.

Через конденсатор С6 імпульси з виходу елемента DD4.3 надходять на входи установки в нульовий стан лічильника DD5. Тому при справній лінії лічильник залишається в цьому стані транзистор VT5 закритий, а світлодіод HL2 погашений.

За відсутності імпульсів на входах початкової установки лічильник почне працювати, підраховуючи подані з його вхід С1 тактові імпульси. На його виході 8 (висновку 11) чергуватимуть високий і низький рівні напруги. Це призведе до світіння світлодіоду HL2 і подачі сигналу випромінювачем звуку НА1. Після усунення несправності пристрій повернеться до режиму з низьким рівнем на виході 8 лічильника.

Описаний пристрій некритично до зміни частоти генератора, що задає, так як від нього формуються і контрольні, і стробуючі імпульси. Оскільки генератор і приймач знаходяться поруч одному кінці контрольованого кабелю, проблема синхронізації цих імпульсів немає.

Пристрій контролю цілісності кабелю зв'язку
Рис. 2

Якщо необхідно підвищити економічність пристрою, у ньому із незначними змінами у схемі можна використовувати мікросхеми серії К561. Конденсатори С2 та C3 слід вибирати на напругу не нижче, ніж можливе в аварійній ситуації. Наприклад, якщо виклична напруга досягає 80, ці конденсатори повинні витримувати не менше 100 В. Бажано застосувати не оксидні, а плівкові конденсатори, хоча це і призведе до збільшення габаритів пристрою.

Сигналізатор зібраний на друкованій платі, зображеній на рис. 2. Тут встановлені всі деталі, крім транзистора VT6 з випромінювачем звуку НА1 та світлодіодів HL1, HL2. Ці елементи винесені на передню панель корпусу від малогабаритного радіо, у який вміщена плата. На стінках корпусу розміщені затискачі для підключення контрольованої лінії та роз'єм живлення.

Пристрій контролю цілісності кабелю зв'язку
Рис. 3

Блок живлення, схема якого показано на рис. 3, виготовлений з електронного баласту від "енергозберігаючої" освітлювальної лампи, згідно з рекомендаціями, даними у статті В. Стрюкова "Малогабаритний блок живлення - з електронного баласту" ("Радіо", 2004 № 3, с. 38, 39). Переробки піддав несправний блок від лампи потужністю 20 Вт. Для відновлення його працездатності потрібно лише замінити конденсатор С2.

Відповідно до згаданої статті, баластний дросель перероблений трансформатор Т1. Його обмотка I містить 400 витків дроту ПЕЛ 0,1, а обмотка II намотана дротом ПЕЛ 0,6 майже до заповнення каркаса. Особливу увагу необхідно звернути на якість міжобмотувальної ізоляції, оскільки від цього залежить безпека роботи з сигналізатором. Найкраще ізолювати одну обмотку від іншої двома-трьома шарами лакоткані.

До виходу випрямляча на діоді VD6 підключений стабілізатор напруги на стабілітроні VD7 та транзисторі VT3. Потужність, що розсіюється на цьому транзисторі, невелика, тому може працювати без тепловідведення. Про наявність напруги на виході блоку сигналізує світлодіод HL1.

Плата блоку живлення знаходиться в окремому корпусі (від блоку живлення мікрокалькулятора "Електроніка"). Якщо додати розв'язувальні діоди, то на випадок зникнення напруги можна організувати безперебійне живлення сигналізатора від акумуляторної батареї.

Сигнальний пристрій слід, перш за все, підключити до шлейфа, розімкнутого на кінці, при цьому має з'явитися стійке свічення світлодіода HL2 (тут і далі позначення елементів згідно з рис. 1). При замиканні шлейфу на дальньому кінці лінії увімкнеться світлодіод HL1. Опір замкнутого шлейфу має перевищувати 1,2 кОм.

Місткість конденсаторів С2 і C3 можна змінювати у бік зменшення. Фільтрацію високочастотних гармонік здійснюватиме сам кабель завдяки значній власній ємності. Але якщо довжина кабелю невелика, можна між виходом пристрою та загальним дротом підключити конденсатор. Його ємність підбирають мінімум перешкод у сусідніх каналах при збереженні надійного контролю цілісності кабелю.

Якщо виявиться, що в сусідніх каналах зв'язку контрольний сигнал прослуховується з занадто високим рівнем і заважає розмові, необхідно замінити резистор R9 підстроювальним, а сигнал в лінію подавати з двигуна. Рівень сигналу слід встановити лише трохи вище за рівень, при якому включається світлодіод HL1. Можна також знизити частоту контрольного сигналу, замінивши конденсатор С1 іншим більшої ємності.

При початковому підключенні приладу до розімкнутого шлейфу іноді спостерігається одночасне світлодіодів HL1 і HL2. Це свідчить у тому, що опір ізоляції між проводами кабелю недостатньо велика чи занадто велика ємність з-поміж них. У цьому випадку спробуйте вибрати для контролю іншу з наявних у кабелі вільних пар проводів. Можна спробувати використовувати і дроти з різних пар.

Прилад випробуваний на кабельних лініях зв'язку завдовжки до 40 км. Він спрацьовує і під час обриву контрольованих проводів, і при заземленні будь-якого з них.

Автор: А. Долінін, м. Байконур; Публікація: radioradar.net

Дивіться інші статті розділу Вимірювальна техніка.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Пастка для комах 01.05.2024

Сільське господарство - одна з ключових галузей економіки, і боротьба зі шкідниками є невід'ємною частиною цього процесу. Команда вчених з Індійської ради сільськогосподарських досліджень – Центрального науково-дослідного інституту картоплі (ICAR-CPRI) у Шимлі представила інноваційне вирішення цієї проблеми – повітряну пастку для комах, яка працює від вітру. Цей пристрій адресує недоліки традиційних методів боротьби зі шкідниками, надаючи дані про популяцію комах у реальному часі. Пастка повністю працює за рахунок енергії вітру, що робить її екологічно чистим рішенням, яке не вимагає електроживлення. Її унікальна конструкція дозволяє відстежувати як шкідливі, так і корисні комахи, забезпечуючи повний огляд популяції в будь-якій сільськогосподарській зоні. "Оцінюючи цільових шкідників у потрібний час, ми можемо вживати необхідних заходів для контролю як комах-шкідників, так і хвороб", - зазначає Капіл. ...>>

Загроза космічного сміття для магнітного поля Землі 01.05.2024

Все частіше ми чуємо про збільшення кількості космічного сміття, що оточує нашу планету. Однак не тільки активні супутники та космічні апарати сприяють цій проблемі, а й уламки старих місій. Зростання кількості супутників, які запускає компанії, як SpaceX, створює не тільки можливості для розвитку інтернету, але й серйозні загрози для космічної безпеки. Експерти тепер звертають увагу на потенційні наслідки для магнітного поля Землі. Доктор Джонатан Макдауелл з Гарвард-Смітсонівського центру астрофізики підкреслює, що компанії стрімко розвертають супутникові констеляції, і кількість супутників може зрости до 100 000 наступного десятиліття. Швидкий розвиток цих космічних армад супутників може призвести до забруднення плазмового середовища Землі небезпечними уламками та загрози стійкості магнітосфери. Металеві уламки від використаних ракет можуть порушити іоносферу та магнітосферу. Обидві ці системи відіграють ключову роль у захисті атмосфери і підтримують ...>>

Застигання сипких речовин 30.04.2024

У світі науки існує досить загадок, і однією з них є дивна поведінка сипких матеріалів. Вони можуть поводитися як тверде тіло, але раптово перетворюватися на текучу рідину. Цей феномен став об'єктом уваги багатьох дослідників, і, можливо, нарешті ми наближаємося до розгадки цієї загадки. Уявіть собі пісок у пісочному годиннику. Зазвичай він тече вільно, але в деяких випадках його частинки починають застрягати, перетворюючись з рідкого стану на тверде. Цей перехід має важливе значення для багатьох областей, починаючи від виробництва ліків та закінчуючи будівництвом. Дослідники зі США спробували описати цей феномен і наблизитися до його розуміння. У ході дослідження вчені провели моделювання в лабораторії, використовуючи дані про пакети полістиролових кульок. Вони виявили, що вібрації усередині цих комплектів мають певні частоти, що означає, що через матеріал можуть поширюватись лише певні типи вібрацій. Отримані ...>>

Випадкова новина з Архіву

Поліпшення широкосмугового підключення 16.05.2021

У міру зростання попиту багато зрілих ринків досягли майже 100-відсоткового охоплення домогосподарств широкосмуговим підключенням, що призвело до посилення конкуренції серед операторів. Розгортання рішень та послуг, що забезпечують зручнішу роботу користувачів, стає критично важливим для операторів широкосмугового зв'язку у досягненні успіху на зрілих ринках.

На думку фахівців аналітичної компанії ABI Research, "розумні" мережі Wi-Fi та стаціонарний бездротовий доступ (FWA) стають одними з ключових рішень для покращення існуючих послуг та підтримки "подібного до оптоволоконного" підключення без фактичного розгортання оптоволоконних ліній на кінцевій ділянці. Експерти ABI Research прогнозують, що постачання відповідного обладнання пористих мереж Wi-Fi і 5G FWA, що розміщується на стороні споживача (CPE), у 2025 році досягнуть 40,6 млн. і 14,6 млн. одиниць відповідно.

Незважаючи на зусилля операторів з надання послуг високошвидкісного широкосмугового доступу, лише інвестицій у модернізацію інфраструктури вже недостатньо для кращої взаємодії з користувачем. У міру того, як кількість підключених пристроїв у розрахунку на домогосподарство продовжує зростати, користувачі все частіше потребують покращених домашніх мереж Wi-Fi.

Комірчасті системи Wi-Fi набирають популярності як засіб забезпечення повного домашнього покриття Wi-Fi та для підтримки інструментів управління мережею, таких як батьківський контроль, контроль трафіку на рівні пристрою та самодіагностика у разі технічних проблем. Ці функції й надалі сприятимуть впровадженню пористих рішень у побутові послуги широкосмугового доступу. Надання відповідного обладнання дозволяє операторам широкосмугового зв'язку покращити взаємодію з користувачем, а також збільшити середній дохід для користувачів, оскільки споживачі платять додаткову щомісячну плату за комірчасті системи.

Оператори широкосмугового зв'язку також додають послуги FWA для підтримки гарантованої якості обслуговування (QoS). Впровадження 5G FWA у міських районах із високою щільністю населення дозволяє, зокрема, запропонувати додаткову послугу для користувачів дротового широкосмугового доступу: підключення FWA у разі технічних проблем із дротовим підключенням.

Інші цікаві новини:

▪ Дощові черв'яки можуть замінити синтетичні добрива

▪ Платформа AMD AM1 (Kabini)

▪ Нова мета для космічної станції New Horizons

▪ Нова лінійка перешкодозахисних фільтрів TDK-Lambda

▪ Блок живлення Flex ATX 500 W 80 Plus Platinum

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Цифрова техніка. Добірка статей

▪ Принцеса стаття на горошині. Крилатий вислів

▪ статья Яка мова програмування отримала ім'я на честь комедійного серіалу? Детальна відповідь

▪ стаття Начальник комерційного відділу. Посадова інструкція

▪ стаття Альтернативні джерела енергії. Довідник

▪ стаття Дробовий квантовий ефект Холла. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages of this page

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт