CN1967269A - 一种阻抗测试方法 - Google Patents

Abstract

一种阻抗测试方法，包括以下步骤：各采样通道对同一测试信号进行电压测试，并将所获取的各电压测试值的比例值，作为采样通道间的通道差异参数；将被测阻抗与信源输出通道上的取样电阻的电压输出端口相连接，被校正的采样通道分别测试取样电阻的输入电压以及被测阻抗的输入电压；根据通道差异参数以及所述的电压测试值，获取各电压测试值对应的电压真实值之间的比值；将所述的比值代入被测试阻抗的阻抗计算公式，获取阻抗值。本发明由于对采样通道进行校正，获取采样通道差异参数，并使用该参数对结果进行校正，避免了采样通道的固有差异对测试结果的影响，进一步提高了测试精度。

Description

一种阻抗测试方法

技术领域

本发明涉及测试领域，具体是涉及一种阻抗测试方法。

背景技术

在电信领域，运营商通过市话电缆(通常是双绞线)，向用户同时提供宽带电信业务和窄带电信业务，如普通电话增开非对称数字用户线路(ADSL overPOTS)、综合业务数字网增开ADSL(ADSL over ISDN)、普通电话增开甚高速数字用户线路(VDSL over POTS)、ISDN增开VDSL(VDSL over ISDL)等业务，该类应用在国内和国外已经相当普遍。

在此类业务的运行和维护过程中，经常需要对用户线路参数进行测试，其中线路的阻抗测试是比较重要的一个功能，比如目前市场上宽带线路测试产品有的是采用通过测试线路低频阻抗特性推导出线路的XDSL业务频段插入损耗的方法，在这种方法中阻抗的精度直接影响着测试的结果，所以对于阻抗的测试精度要求极高。

对于阻抗测试方法，目前通常采用以下两种解决方案。

技术方案一：

如图1所示，进行测试时，将信源输出通道通过取样电阻与被测阻抗一端相连接，信源输出通道输出一信号源Vs，信号源经过信号处理之后，输入到取样电阻一端节点a，通过取样电阻另一端节点a1输出，被测阻抗一端与取样电阻的节点a1相连接，另一端接地，采样通道连接到节点a1上，测得节点a1的电压值为V1。设取样电阻两端a、a1的电压真实值分别是Va、Va1，根据欧姆定律以及分压理论，被测阻抗的阻抗可以表示为：

Z＝Va1/Iz＝Va1·/(Va-Va1)＝Rsa/(Va/Va1-1).................(1)，

将取样电阻一端节电a的输入电压Va近似为信源输出通道的输出信号源Vs，将Vs、V1代入式(1)，得到关系式：

Z＝Rsa/(Vs/V1-1)..............................(2)，

代入Vs、V1的数值，便可由式(2)计算出阻抗值。

本技术方案中，对取样电阻的输入电压近似成信源输出通道的输出信号源Vs，然而，由于信号源在信源输出通道的传输过程中，由于信号的信号处理以及线路阻抗的影响，不可避免的存在传输损耗，Va与Vs相比，幅度存在衰减(对于直流或交流信号)，相位存在偏移(对于交流信号)，显然如果用输出信号源Vs值近似替代节点a的Va，将会极大地影响阻抗的计算精度。

技术方案二：

如图2所示，信源输出通道与被测阻抗的连接关系于技术方案一相同，所不同之处在于，采样通道除了对取样电阻一端节点a1的输出电压Va1进行测试外，还对取样电阻的另一端节点a的输入电压Va进行测试。设采样通道对节点a测试，得到的电压测试值为V1，对节点a2测试，得到的电压测试值为V2，同理根据式(1)，将Va的测试值V1，Va1的测试值V2代入式(1)，得到：

Z＝V2/[(V1-V2)/Rsa]＝Rsa/(V/V2-1)................(3)，

代入测试值V1、V2的数值，便可根据式(3)计算出阻抗值。

相对于技术方案一，本技术方案由于对取样电阻的输入电压值进行了直接测试获取，而不采取输出信号源Vs近似替代节点a的Va的方式，避免了信源输出通道对信号的传输衰减误差，相对提高了阻抗的精度；然而，在信号测试过程中，任何一个信号通过采样通道，由于信号处理过程中的信号损耗，以及线路阻抗损耗，不可避免的存在一定的信号衰减，具体是幅度存在衰减(对于直流或交流信号)，相位存在偏移(对于交流信号)。因此采用该技术方案进行测试，仍然存在测试误差，导致所得到的阻抗精度不高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种阻抗测试方法，以获取高精度的阻抗值。

为解决上述技术问题，本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种阻抗测试方法，包括以下步骤：

采样通道校正；各采样通道对同一测试信号进行电压测试，并将所获取的各电压测试值的比例值，作为采样通道间的通道差异参数；

电压测试：将被测阻抗与信源输出通道上的取样电阻的电压输出一端相连接，信源输出通道输出测试信号，采样通道测试取样电阻的输入电压以及被测阻抗的输入电压，获取电压测试值；

结果校正：根据所述的通道差异参数以及电压测试值，获取各电压测试值所对应的电压真实值的比值；

阻抗计算：将所述的电压真实值的比值代入阻抗计算公式，获取阻抗值。

本发明所述的方法，采样通道校正步骤中，所述的同一测试信号由信源输出通道提供，具体是在信源输出通道上选取任意一节点，将该节点的信号作为所述同一测试信号。

本发明所述的方法，采样通道校正步骤中，所述的测试具体是：将各采样通道共同连接到所述的节点，各采样通道测量所述节点的同一时间的信号电压值，获取各电压测试值。

本发明所述的方法，所述的结果校正步骤具体为：将所述的通道差异参数乘以所述的电压测试值的比值，得到所述电压真实值的比值。

本发明所述的方法，所述的信号为直流信号。

本发明所述的方法，所述的信号为交流信号。

本发明所述的方法，所述的信号为调制信号。

以上技术方案可以看出，由于采用了采样通道校正，获取采样通道差异参数，该参数反映各采样通道对测试信号的衰减程度的差异；采用所述的差异参数代入到阻抗计算公式中去，对测试值进行校正，减少了信号在采样通道采样测试过程中由于各采样通道对信号的衰减程度差异而引起的测试误差，大大提高了所得的阻抗的精度。

附图说明

图1为现有技术中的技术方案一的阻抗测试方法示意图；

图2为现有技术中的技术方案二的阻抗测试方法示意图；

图3为阻抗测试装置示意图；

图4为本发明的一种采样通道校正方法的示意图；

图5为本发明的另一种采样通道校正方法的示意图；

图6为本发明的阻抗测试方法示意图。

具体实施方式

本发明的核心思想是：各采样通道对同一信号进行电压测试，获取各测试值，取各测试值的比例值作为采样通道的差异参数，该通道差异参数表示各采样通道的参数差异，具体为各采样通道对测试点的真实信号的幅度和相位的影响差异，具体表现为各采样通道各电压测试值，相对于该同一被测电压的真实值的幅度以及相位的衰减程度的差异；将被测阻抗与信源输出通道采样通道的取样电阻的输出端相连接，根据欧姆定律以及分压理论，将被测阻抗的阻抗用取样电阻的输入、输出电压以及取样电阻的阻抗值来表示，获取阻抗表达式；采样通道测试取样电阻的输入电压、以及被测阻抗的输入电压，获取相应的电压测试值，并将所述的通道差异参数乘以所述的电压测试值的比值，获取所述电压真实值的比值。并将所述的所述电压真实值的比值代入所述的阻抗表达式，获取高精度的阻抗值。

为了使本领域的技术人员更好的理解本发明技术方案，以下结合附图以及具体实施例作进一步的详细说明。

如图3所示为用于阻抗测试的测试装置，该阻抗测试装置包括系统控制模块、信源输出通道、采样通道，其中所述的信源输出通道以及采样通道分别与系统控制模块相连接，受控于系统控制模块。所述的信源输出通道的输出端串联有一取样电阻，信源输出通道用于输出测试信号，采样通道用于采样测试。其中信源输出通道以及采样通道可以根据测试的实际需要进行增加。

该系统控制模块根据系统的需要可以选用DSP、CPU或FPGA或者其组合。信源输出通道用于提供测试信号源，该通道由数模转换器、低通滤波器、运算放大器和取样电阻构成。系统控制器输出的数字信号源经数模转换器转换为模拟信号后，经过低通滤波和运算放大的信号处理得到质量较好的测试信号，输入到取样电阻，经过取样电阻分压输出。采样通道包括运算放大器、低通滤波器和模数转换器。采样信号经过采样通道的运算放大器和低通滤波器进行信号处理后，输入到模数转换器，模数转换器将模拟信号转换为数字信号输入到系统控制模块，由系统控制模块对该采样信号进行信号处理，完成采样信号的读取和显示或其他功能。其中采样通道是一电压测试通道，其流过的电流可以忽略不计。

如图4所示为采样通道校正方法的示意图，采样通道1和采样通道2分别连接到信源输出通道的节点a上，信源输出通道输出信号源，设节点a的电压真实值为Va，两采样通道分别Va进行测试，采样通道1、2的测试结果分别是V1、V2，假设：

A1＝V1/Va................................(4)，

A2＝V2/Va........................(5)，

A＝A1/A2＝V1/V2........................(6)，

其中A1、A2或A可以为实数或复数。

显然A1、A2分别可以用来表示采样通道1、2在信号传输过程中对信号Va的衰减程度，因此A1、A2的比例值可以用来表示采样通道1、2在信号传输过程中对信号的衰减程度的差异。我们将A称为采样通道差异参数，将对于Va、Va1的测试值V1、V2的数值代入到式(6)，便可计算得到采样通道差异参数的值。

值得说明的是，在采样通道校正过程中，只要保证各采样通道所测试的信号完全相同即可，并不一定要求该测试点一定是采样通道上的某一点，或者必须同时测试。只是为了方便，我们优选在信源输出通道上选取某一点，将各采样通道均连接到该点，同时测试该点信号，从而对采样通道进行测试校正。如图5所示为采样通道校正方法另一种点连接方法，由图5可以看出，该方案是对采样通道对取样电阻后的节点a1进行测试，获取采样通道差异参数，其原理与图4所示的采样通道校正方法同理。

如图6所示为本发明的阻抗测试方法示意图，如图示，将被测阻抗的一端接地，另一端与信源输出通道的取样电阻相连接，信源输出信号通过取样电阻输出到被测阻抗。信源输出通道输出一信号源，信号通过一系列的信号处理过程，输入到取样电阻，通过取样电阻输出到被测阻抗，根据电路连接情况，设取样电阻两端节点a、a1的电压真实值分别应该是Va′、Va1′，根据欧姆定律以及分压理论得到：

Z＝Rsa/(Va′/Va1′-1)...................(7)。

将采样通道1、2分别连接到取样电阻的两端节点a、a1，分别对两节点信号进行测试，采样通道1对节点a所测的测试值为V1′，采样通道2对节点a2所测得的测试值为V2′。

结合上面的采样通道校正结果，由于所使用的采样通道不变，因此采样通道对信号的衰减程度可以认为不变，即A1、A2、A不变，因此有：

对于采样通道1有： $A1=\frac{V{1}^{\′}}{V{a}^{\′}}---\left(8\right),$

对于采样通道2有： $A2=\frac{V{2}^{\′}}{\mathrm{Va}{1}^{\′}}---\left(9\right)$

将式(8)和(9)代入式(7)有：

Z＝Rsa/(Va′/Va1′-1)＝Rsa/[(V1′/A1/V2′/A2)-1].........(10)。

将测试值V1′、V2′以及采样通道校正中所获取的采样参议参数A的数值代入式(10)，便可计算得到阻抗值Z。

以上对本发明所提供的一种阻抗测试方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (7)

1、一种阻抗测试方法，包括以下步骤：

采样通道校正：各采样通道对同一测试信号进行电压测试，并将所获取的各电压测试值的比例值，作为采样通道间的通道差异参数；

电压测试：将被测阻抗与信源输出通道上的取样电阻的电压输出一端相连接，信源输出通道输出测试信号，采样通道测试取样电阻的输入电压以及被测阻抗的输入电压，获取电压测试值；

结果校正：根据所述的通道差异参数以及电压测试值，获取各电压测试值所对应的电压真实值的比值；

阻抗计算：将所述的电压真实值的比值代入阻抗计算公式，获取阻抗值。

2、根据权利要求1所述的阻抗测试方法，其特征是：采样通道校正步骤中，所述的同一测试信号由信源输出通道提供，具体是在信源输出通道上选取任意一节点，将该节点的信号作为所述同一测试信号。

3、根据权利要求2所述的阻抗测试方法，其特征是：采样通道校正步骤中，所述的测试具体是：将各采样通道共同连接到所述的节点，各采样通道测量所述节点的同一时间的信号电压值，获取各电压测试值。

4、根据权利要求1所述的阻抗测试方法，其特征是：所述的结果校正步骤具体为：将所述的通道差异参数乘以所述的电压测试值的比值，得到所述电压真实值的比值。

5、根据权利要求1所述的阻抗测试方法，其特征是：所述的信号为直流信号。

6、根据权利要求1所述的阻抗测试方法，其特征是：所述的信号为交流信号。

7、根据权利要求5或6所述的阻抗测试方法，其特征是：所述的信号为调制信号。

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