Істотно прискорити монтаж і перевірку багатопровідні кабелів допомагають так звані кабельні пробники. Вони дозволяють легко визначити умовні порядкові номери проводів, виявити їх замикання або обрив.

Кабельний пробник зазвичай містить дві основні частини: блок кодування і блок декодування і індикації (або просто – індикації). Перший з них, що підключається до одного кінця кабелю, ставить у відповідність кожному проводу певне значення електричного параметра, другий – на іншому кінці кабелю – розшифровує кодовані сигнали і відображає умовні порядкові номери проводів.

Блок кодування можна виконати на пасивних елементах: діодах [1], резисторах, конденсаторах і т. п. Такі пристрої прості в реалізації, а завдяки використанню сигналів з амплітудою до декількох десятків вольт, можуть бути застосовані для перевірки кабелів великої довжини. До недоліків пробників з подібним блоком кодування слід віднести громіздкість блоку індикації (особливо при великому числі перевірених проводів), помилки у визначенні номерів при замиканні проводів.

Більш досконалі пробники з використанням цифрової техніки. Блок кодування цих пристроїв значно складніше, він формує електричні імпульси, і кожному проводу кабелю відповідає певне значення одного з таких параметрів, як частота, фаза, амплітуда або шпаруватість. Завдяки цьому виключається перебір проводів при визначенні їх номерів, замикання не приводить до помилок у визначенні номерів незамкнутих проводів [2]. Зазвичай довжина кабелю, з яким може працювати прилад, що визначається напругою живлення мікросхем (при використанні мікросхем ТТЛ – 5 В), обмежена кількома сотнями метрів.

Пропонований увазі читачів пробник виконаний на мікросхемах КМОП серії К564. На відміну від приладу, описаного в [2], де умовний номер проводу передається в послідовному двійковому коді, в ньому застосовано широтно-імпульсна (ШИ) кодування номерів, що значно знижує рівень ємнісних перешкод, що виникають від імпульсів, переданих по інших проводах. Більш вузький спектр сигналів з ШИ модуляцією сприяє збільшенню «дальності» дії приладу.

Блок кодування містить у декілька разів менше число мікросхем (16 замість 114), а споживана потужність не перевищує кількох десятків мілліватт. Це дозволяє застосувати для живлення автономні джерела струму, що важливо при роботі в польових умовах чи місцях, де використання мережі утруднено.

Як і в пробники [2], проводи кабелю підключають до гнізд вихідний розетки блоку кодування. До проводам на іншому кінці кабелю торкаються вхідним щупом блоку індикації. Прилад розрахований на перевірку кабелів, що містять до 100 проводів.

Номери обірваних або замкнутих на оболонку проводів табло не відображає, а замкнутих між собою – відображає номером одного з них. Щоб визначити номер кожного з цих проводів окремо, достатньо змінити опір одного з резисторів (R2) в блоці індикації.

Довжина перевіряється пробником кабелю може досягати декількох сотень метрів. Це пояснюється некритичностью пристрою до крутизні фронтів переданих сигналів при їх декодуванні. «Діяльність» дії приладу можна істотно збільшити, підвищивши напруга живлення блоку кодування до 15 В і зменшивши ширину спектра переданого сигналу.

Принципова схема блоку кодування зображена на рис. 1, епюри сигналів в його характерних точках – на рис. 2, а. Блок містить стабілізований кварцовим резонатором ZQ1 задає генератор на інвертора DD1.1-DD1.3 (частота проходження імпульсів – 100 кГц), формувач тактових імпульсів на лічильнику DD2.1, формувач вихідних сигналів на регістрах зсуву DD4.2-DD16.2, вузол установки останніх у нульове стан на тригері DD3.1 і пристрій витримки часу на инвертор DD1.4, тригері DD3.2, лічильнику DD2.2 і регістрі DD4.1.

Рис. 2

При включенні харчування самовозбуждается задає генератор, і лічильник DD2.1 починає формувати на виході 8 імпульси з частотою повторення 6,25 кГц. Роботу інших вузлів блоку розглянемо з моменту появи на виході 4 регістра DD4.1 напруги з рівнем логічної 1. З приходом першого ж імпульсу тактовою частоти тригер DD3.1 встановлюється в одиничний стан (рис. 2, а) і переводить регістри DD4.2-DD16.2 в нульове. Напруга

з рівнем 1, що виникло на виході елемента DD1.4 в результаті інвертування сигналу, що знімається з виходу 4 регістра DD16.2, забороняє роботу тригера DD3.2 і встановлює в нульовий стан регістр DD4.1 і лічильник DD2.2.

З приходом другого тактового імпульсу тригер DD3.1 повертається в нульовий стан і тим самим дозволяє роботу регістрів DD4.2-DD16.2 в режимі зсуву логічної 1 в напрямку зростання номерів виходів пристрою. Іншими словами, тривалість імпульсу негативної полярності на гнізді 1 розетки XS1 дорівнює двом періодам тактової частоти. Неважко показати, що на гнізді 2 вона відповідає трьом періодів цієї частоти, на гнізді 3 – чотирьох і т д., на гнізді 100-101 періоду.

При появі на виході 4 регістра DD16.2 (гніздо 100) напруги з рівнем 1 включається пристрій витримки часу: що виник на виході інвертора DD1.4 сигнал з низьким логічним рівнем знімає заборону на роботу тригера DD3.2, і той починає змінювати свій стан в такт з вступниками на його рахунковий вхід імпульсами лічильника DD2.1. Одночасно вихідний сигнал інвертора DD1.4 дозволяє роботу лічильника DD2.2 і регістра DD4.1. Перший з них формує на виході 8 імпульси з частотою проходження в 32 рази меншою тактовою, другий зрушує надходять на його вхід сигнали логічної 1 в напрямку зростання номерів виходів. У момент появи напруги з таким рівнем на виході

4       пауза закінчується і починається новий цикл формування вихідних сигналів.

Таким чином, тривалість паузи між появою сигналу 1 на гнізді 100 розетки XS1 і установкою регістрів DD4.2-DD16.2 в нульовий стан на початку наступного циклу роботи дорівнює 128 періодам тактовою частоти. Цього часу достатньо для чіткої фіксації показань індикаторів при відображенні номерів, близьких до сотого.

До складу блоку індикації (див. схему на рис. 3, епюри сигналів – на рис. 2,6) входять такі ж, як і в блоці кодування, що задає генератор і формувач тактових імпульсів (відповідно DD1.1-DD1. 3 і DD2.1), двудекадний лічильник на мікросхемах DD3, DD4 з дешифраторами DD5, DD6 і світлодіодними цифровими індикаторами HG1, HG2, будову формування тимчасового інтервалу на інвертора DD1.4, DD1.5 і лічильнику DD2.2 і вузол контролю напруги живлення, що складається з «точки» індикатора HG2 і струмообмежувального резистора R3.

За відсутності або при низькому логічному рівні вхідного сигналу (на виході інвертора DD1.5 – рівень 0) лічильник DD2.1 формує на виході 8 імпульси з такою ж, як і в блоці кодування, частотою проходження 6,25 кГц. Їх вважають лічильники DD3, DD4. Стани останніх дешифруються дешифраторами DD5, DD6, однак, оскільки на їх входи гасіння (Г) подано напругу з низьким логічним рівнем, індикатори HG1, HG2 не світяться.

При позитивному перепаді вхідного сигналу, коли сигнал логічного 0 на виході інвертора DD1.5 змінюється сигналом 1, лічильник DD2.1 встановлюється в нульовий стан, а індикатори HG1, HG2 висвічують умовний номер перевіряється дроти, відповідний станам лічильників DD3, DD4 в цей момент.

Наступна зміна рівнів сигналу на вході (розпочато імпульсу, що несе інформацію про номер чергового проводу) призводить до того, що лічильник DD2.1 знову включається в роботу, на виході DD2.2 з’являється сигнал з рівнем 1, що переводить лічильники DD3, DD4 в нульовий стан, а індикатори HG1, HG2 гаснуть. Перший же тактовий імпульс повертає лічильник DD2.2 в початковий стан. В результаті рівень 1 на його виході 1 змінюється рівнем 0, і лічильники DD3, 004 починають працювати.

Рахунок тактових імпульсів триває до тих пір, поки рівень напруги на вході знову не стане високим (кінець інформаційного сигналу).

Таким чином, число тактових імпульсів, зареєстрованих лічильниками DD3, DD4 за час дії інформаційного сигналу, виявляється на 1 менше того, яке з’явилося на виході лічильника DD2.1. Цим досягається відповідність показань індикаторів умовного номеру дроти. Номер 100-го проводу индицируется двома нулями.

Резистор R2 забезпечує більш чітку фіксацію стану елемента DD1.4 при низькому рівні або відсутності сигналу на вході. Лічильники DD2.1 в обох блоках служать для виключення помилок, обумовлених випадковістю фаз коливань задаючих генераторів, їх нестабільністю, а також впливом кабелю на тривалість інформаційних сигналів.

Блоки пробника змонтовані на платах з склотекстоліти товщиною 1,5 мм. Монтаж навісний.

Для підвищення перешкодозахищеності пристрою в ланцюгах живлення мікросхем встановлені блокувальні конденсатори ємністю 0,068 мк (з розрахунку один конденсатор на кожні 2-3 мікросхеми). Плата блоку кодування поміщена в пластмасовий корпус розмірами 110x90x40 мм, блоку індикації – в корпус розмірами 130x60x50 мм. Виходи блоку кодування з’єднані з гніздами розетки XS1 проводами довжиною близько 200 м м, пов’язаними в джгут.

У налагодженні пробник практично не потребує. Єдине, що, можливо, доведеться зробити в деяких випадках, – це домогтися стійкої роботи генератора, що задає в тому чи іншому блоці включенням конденсатора ємністю кілька десятків пікофарад між висновком 1 елемента DD1.1 і загальним проводом.

ЛІТЕРАТУРА

1. Єпіфанов А. Пробник монтаж ні ка-кабельника. – Радіо, 1980, № 3, с. 26.

2. Дробніци Н. Кабельний пробник. – Радіо, 1985, № 3, с. 24.

Джерело: Вимірювальні пробники. Сост. А. А. Халоян. – М.: ИП РадіоСофт, ЗАТ «Журнал« Радіо », 2003. – 244 с: ил. – (Радіобібліотечка. Вип. 20)