基于时域脉冲回波的通信线缆断点测试系统的设计与实现.doc

基于时域脉冲回波的通信线缆断点测试系统的设计与实现.doc基于时域脉冲回波的通信线缆断点测试系统的设计与实现摘要:介绍一种基于时域脉冲回波(TDR)原理的通信线缆断点测试系统。该系统设计以AT89C52单片机为控制核心,以FPGA为测试主体发射接收脉冲,采集脉冲往返线缆时间,实现通信线缆断点位置的测量。该系统结构简单、操作简便、测距精度较高、应用效果良好。关键词:时域脉冲回波(TDR);断点测试;通信线缆;FPGA;AT89C52 中图分类号:TP393文献标识码:A文章编号:1009-3044(2009)32-8962-02 municationCableBreakpointBasedonTDR TANGTao (workCenter,AnhuiUniversityofArchitecture,Hefei230022,China) Abstract:municationcablebreakpointbasedonTDR(timedomainreflection)-MCUasacontrolcore,andFPGA(Field-ProgrammableGateArray)astestmainbodytotransmitandreceivepulse,municationcable,. Keywords:timedomainreflection(TDR);municationcable;FPGA;AT89C52 线缆作为传输高速数据的介质,一旦产生故障,严重时可导致整个通信网络系统的瘫痪。线缆测距是排除线缆故障的前提条件,准确的线缆测距可以缩短发现故障点的时间,利于快速排除故障,减少损失。由于通信线缆的隐蔽性敷设,简单工具无法判定断点故障。现有线缆测试系统操作复杂,测试时要求知道准确的线缆长度等技术数据;测量精度受环境温度、电磁干扰等因素的影响,无法准确测量。本文介绍一种运用时域脉冲回波原理测量线缆断点故障的方法,较之传统的测试法,它具有在线载波检测、测距精度较高、自动化程度好、操作简便等优点。 1时域脉冲回波原理测试时向线缆一端注入低压脉冲,该脉冲沿线缆传播,当遇到故障点,脉冲产生反射回到测量点,通过仪器获得发射脉冲与反射脉冲的时间差?驻t,又已知脉冲在线缆中的波速度v,可得到故障点距离L: L=?驻vt/2(1) 在测量中,选择合适的脉冲宽度值可以使测量误差减小。考虑到脉宽越大则反射脉冲波分辨率越小,以及同轴电缆的低通特性,为使反射脉冲波保持一定的分辨率并减小其畸变,本线缆测试系统采用宽度可变的脉冲,并提高脉冲幅度,测试不同长度的线路。 2系统设计 、总线、存储器、发射电路、接收电路和外围设备(显示器和键盘等)组成,其结构如图1所示。系统的工作原理:测试时通过人机键盘设置脉冲宽度,单片机发送测试开始指令和脉宽控制字,FPGA接收到测试指令,根据脉宽控制字产生脉冲并开始计数,脉冲经发射电路到被测线缆。遇到断点后,脉冲原路返回,再经信