176107. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és kapcsolási elrendezés gyors szintváltozások meghatározására, különösen rövid időtartamú szintcsökkenések és/vagy szintugrások mérésére
5 176107 6 zés fontosabb pontjain megjelenő villamos jelek idődiagramjai, a 3. ábra a találmány szerinti kapcsolási elrendezés egy másik kiviteli alakjának tömbvázlata, és a 4a—4e ábrák a 3. ábrán vázolt kapcsolási elrendezés jellegzetes pontjain mérhető villamos jelek idődiagramjai. Az 1. ábrán a találmány szerinti kapcsolási elrendezés általános tömbvázlatát tüntettük fel, amely nem tartalmazza a vizsgálandó vonal távoli végéhez kapcsolt mérőgenerátort. A kapcsolási elrendezés 11 bemenete a mérőgenerátor által előállított és a vonalon keresztülhaladt mérőjelet veszi. A kapcsolási elrendezésben all bemenetre érkező jelek 10 bemeneti erősítőn keresztül annak 12 kimenetére érkeznek. A 12 kimenet egyrészt 45 első abszolút érték erősítő bemenetéhez, másrészt 15 szinkron generátor bemenetéhez csatlakozik. A 15 szinkron generátor feladata, hogy a 12 kimeneten megjelenő jelekkel frekvenciára és fázisra megegyező állandó amplitúdójú négyszögjeleket hozzon létre 16 kimenetén. A 16 kimenet 20 jelalak átalakítóhoz csatlakozik, amely a bemenetére vezetett négyszögjelekből szabályos szinuszos kimeneti jelet hoz létre. A 20 jelalak átalakító 21 kimenete 25 második abszolút érték erősítővel van összekötve, és ennek 26 kimenete állítható osztásarányú 30 osztó bemenetéhez csatlakozik. Az 50 komparátor 48 jelbemenete a 45 első abszolút érték erősítő kimenetével van összekötve. A 30 osztó 31 kimenete 50 komparátor 49 referencia bemenetéhez és a mérési periódusokat kijelölő 35 egység 34 bemenetéhez csatlakozik. Az egyszerűség kedvéért a példakénti kiviteli alaknál a 35 egységet komparátor képezi. A 35 egység kimenete 40 logikai és kijelző egység 41 vezérlő bemenetével van összekötve. A 40 logikai és kijelző egység jelbemenete az 50 komparátor 51 kimenetével van összekötve, 42 kimenete pedig a kapcsolási elrendezés kimenetét képezi. A találmány szerinti megoldás lényege és legfontosabb tulajdonságai az 1. ábrán vázolt kapcsolási elrendezés alább ismertetett működése alapján érthetővé válnak. All bemenetre a vonal másik végén elhelyezett és például a CCITT 0,61 és 0,62 ajánlásoknak megfelelő mérőberendezések 2 kHz-es mérőfrekvenciát küldenek, amely adott mértékben felerősítve megjelenik a 10 bemeneti erősítő 12 kimenetén. A 45 első abszolút érték erősítő előállítja ennek a bemeneti jelnek az abszolút értékét, és az 50 komparátor 48 jelbemenetén a 2a ábrán teljes vonallal kihúzott jelalak mérhető. Ez a jel hűen követi all bemenetre érkező mérőjel összes változását. A 2. ábrán a mérőjel abszolút értékének összesen három félperiódusát tüntettük fel, és a harmadik félperiódusban egy meghatározott szintugrást is feltüntettünk. A bemeneti jel a 12 kimenetről a 15 szinkron generátort is vezérli, amely a már említett módon a bemeneti jellel szinkron négyszögjeleket hoz létre 16 kimenetén, amelyek amplitúdója már független a bemeneti jel ingadozásaitól. A 20 jelalak átalakító a bemeneti jellel szinkronizált, azzal fázisra is pontosan megegyező ideális szinuszos jelet hoz létre 21 kimenetén. A 25 második abszolút érték erősítő előállítja ennek az állandó amplitúdójú szinuszos jelnek az abszolút értékét. A 30 osztó 31 kimenetén a 2c ábrán teljes vonallal, a 2a ábrán pedig szaggatott vonallal vázolt állandó amplitúdójú kimeneti jelet hozza létre. A 30 osztó osztási arányának állításával elérhető, hogy ez a jel, amelyet a továbbiakban referencia jelnek nevezünk, előírt mértékben nagyobb vagy kisebb legyen a 48 jelbemenetre vezetett mérőjelnél. Ha 3 dB-es ugrásokat akarunk mérni, akkor a referenciajelet éppen 3 dB-lel kell a mérőjel normál szintje fölé állítani, ami a 30 osztóval könnyen megoldható. A 2a ábrán tehát feltüntettük mind a referencia, mind pedig a mérőjelet, amelyek az 50 komparátor 49 referencia bemenetéhez, illet ve 48 jelbemenetéhez csatlakoznak. Az 50 komparátor 51 kimenetén (2b ábra) csak akkor jelenik meg logikai szint, ha a mérőjel nagysága a referencia jelét meghaladja. A 2a ábrán látható, hogy az első két félperiódusban a mérőjel mindvégig a referencia jel szintje alatt van, ezért az 51 kimeneten általában kimeneti jel nem mérhető. A félperiódusok kezdete és vége környezetében (tehát a mérő és referencia jel nullátmeneti tartományában) az 50 komparátor mindkét bemenetén nagyon kicsi a jelszint, ezért az 50 komparátor logikai állapota bizonytalanná válik. A 2b ábrán ezt a helyzetet ingadozó komparátor kimeneti feszültséggel jelöltük. A mérésekből a nullátmenet közelébe eső tartományt éppen ezért ki fogjuk zárni. A harmadik félperiódusban bekövetkező szintugrás miatt a ti időpontban a mérőjel értéke a referencia jelnél nagyobb lesz, és az 50 komparátor 51 kimenetén a ti időpontban logikai jel keletkezik, amely a 40 logikai és kijelző egység jelbemenetét vezérelve az előre beállított ugrási küszöbszintet meghaladó szintugrást jelez. Abból a célból, hogy a mérési periódusok ne tartalmazzák a nullátmenet körüli bizonytalanságot, a mérési periódusokat kijelölő 35 egység 33 referencia bemenetére 37 referencia feszültségforrásból UR feszültséget kapcsolunk. A 2c ábrán látható, hogy ez a referencia feszültség a 31 kimeneten mérhető referencia jelből a t0 és a t2 időpontok közötti szakaszt kimetszi. A 35 egység 36 kimenetén a 2d ábrán vázolt kapuimpulzusok keletkeznek, és ezek vezérlik a 40 logikai és kijelző egység 41 vezérlő bemenetét. A 40 logikai és kijelző egység a 42 kimeneten a 2e ábrán vázolt logikai jelet hozza létre, amely külső regisztráló egység felé jelzi, hogy a harmadik félperiódusban az előírt 3 dB-es értéket meghaladó ugrás következett be. Ugyanezt a tényt a 40 logikai és kijelző egység saját kijelző mezején is feltünteti. Az ismertetett működés alapján belátható, hogy a kapcsolás ugyanígy felhasználható előírt nagyságú szakadások érzékelésére is. Ehhez mindössze aria van szükség, hogy az 50 komparátor bekötését megcseréljük, vagy a 40 logikai és kijelző egységet úgy átállítsuk, hogy akkor jelezzen szakadást, ha a mérőjel a referencia jel szintje alá süllyed. Ugyanakkor a 30 osztó segítségével a referencia jelet az előírt szakadási küszöbszintnek megfelelő mértékben a mérőjel normál szintje alá kell állítani. Ha az 50 komparátort ablakkomparátorként, a 30 osztót pedig kettős osztóként képezzük ki, akkor a kapcsolási elrendezés egyidejűleg alkalmas szakadás és/vagy ugrás mérésére. A találmány szerinti megoldás a vázolt működés alapján számos változatban realizálható. A legtöbb változtatási lehetőség a 15 szinkron generátor és a mérési periódusokat kijelölő 35 egység megvalósításában rejlik. A lehetséges kiviteli alakok közül a 3. ábrán egy olyan példakénti kiviteli alakot ismertetünk, amely pontosság, megbízhatóság és egyszerűség szempontjából különösen előnyösnek bizonyult. A 3. ábrán vázolt kapcsolási elrendezésben a szaggatott 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
