CN2911703Y - 一种通信电缆故障定位装置 - Google Patents

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Abstract

一种通信电缆故障定位装置，其特征在于：它由单片机系统、高速A/D采样电路、电压控制电路、电压测试电路、环阻测试电路、绝缘测试电路、盲区抑制电路、脉冲发送电路、高压模块、继电器网络、键盘和LED显示电路组成。本实用新型的有益效果是：采用了计算机CPU技术和集成电路技术，使本装置在原理上综合了时域反射法测量法的优点，测量数据准确、快捷，集成化程度高，测试盲区小，操作使用方便，体积小，成本低，适合各种金属材料的通信电缆、电线的故障查找和例行测试。

Description

一种通信电缆故障定位装置
技术领域
本实用新型涉及一种通信线路测试装置，特别涉及一种通信电缆故障定位装置。
背景技术
现有通信电缆故障定位测试方法有三种：一是电缆电容综合分析法。这种方法是采用对电缆分布电容的综合测量，然后通过根据单位电缆长度上的分布电容大小计算出断线距离。这种方法只能对电缆的断线故障做出粗略的测量，其方法受环境温度、湿度等的影响较大。二是电桥测试法。此方法是经典的测试方法，可以测试电缆的绝缘不良故障，由于其工作原理的限制，该方法定位准确度不高。三是时域反射法。此方法是向被测电缆发射一电磁波，然后通过对反射回的能量进行采样分析，得到故障距离和故障类型。该方法精确度较高，定位较准确，但对反馈信号的采样速度较慢，测试时间相对较长。
发明内容
为了克服现有技术存在的测量精度不高、确定故障点不准确、测量时间长等缺陷，本实用新型的目的在于提供一种通信电缆故障定位装置，该装置测量精度高，测量时间短，测试数据精确，能有效抑制测试盲区，测试方便、显示直观，并且可以测量绝缘、断线、混线等多种通信线路的故障。
本实用新型的目的是这样实现的：一种通信电缆故障定位装置，其特征在于：它由单片机系统、高速A/D采样电路、电压控制电路、电压测试电路、环阻测试电路、绝缘测试电路、盲区抑制电路、脉冲发送电路、高压模块、继电器网络、键盘和LED显示电路组成；其中单片机系统分别连接高速A/D采样电路、电压控制电路、电压测试电路、环阻测试电路、绝缘测试电路、脉冲发送电路；电压测试电路、环阻测试电路、绝缘测试电路分别连接继电器网络；盲区抑制电路连接高速A/D采样电路；高压模块输出连接电压控制电路和继电器网络；电压控制电路输出连接脉冲发送电路；脉冲发送电路输出连接盲区抑制电路。
本实用新型的有益效果是：采用了计算机CPU技术和集成电路技术，使本装置在原理上综合了时域反射法测量的优点，测量数据准确、快捷，集成化程度高，测试盲区小，操作使用方便，体积小，成本低，适合各种金属材料的通信电缆、电线的故障查找和例行测试。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。
图1是本实用新型实施例的原理方框图。
图2是本实用新型实施例所采用的高速A/D采样电路原理图。
图3是本实用新型实施例所采用的单片机电路原理图。
图4是本实用新型实施例所采用的电压控制电路原理图。
具体实施方式
实施例：一种通信电缆故障定位装置，其特征在于：它由单片机系统、高速A/D采样电路、电压控制电路、电压测试电路、环阻测试电路、绝缘测试电路、盲区抑制电路、脉冲发送电路、高压模块、继电器网络、键盘和LED显示电路组成；其中单片机系统分别连接高速A/D采样电路、电压控制电路、电压测试电路、环阻测试电路、绝缘测试电路、脉冲发送电路；电压测试电路、环阻测试电路、绝缘测试电路分别连接继电器网络；盲区抑制电路连接高速A/D采样电路；高压模块输出连接电压控制电路和继电器网络；电压控制电路输出连接脉冲发送电路；脉冲发送电路输出连接盲区抑制电路。
参见图1，在电缆和单片机系统之间，加入一个高速A/D采样电路，将从电缆反射回来的模拟测试信号快速采样并进行数字转换，经过转换的模拟信号，以数字信号的方式送单片机系统进行分析处理后，分别控制LCD显示等其他相关电路。
上述高速A/D采样电路由集成电路U1、集成电路U2、集成电路U3、晶振XT1、电容C20～C27、电容C39、电感线圈L2组成；其中集成电路U1的第3、18、34、39、51、66、82、91脚接电源；集成电路U1第86脚接晶振XT1的第3脚；晶振XT1的第2脚接电容C39；；集成电路U2的第11脚～19脚分别对应连接集成电路U1的第3脚～10脚；集成电路U3第11脚连接电容C20、C21的正极；电容C20、C21的负极接地；电容C23、C25并联连接在集成电路U3的第13脚和地之间；集成电路U3的第14、15、18脚相连并经电感线圈L2和电源相接；集成电路U3的第16、17脚相接并连接电容C24的正极；电容C24的负极接地；电容C26、C27并联接于集成电路U3的第18脚和地之间；集成电路U3的第20、21脚接地，第22、23脚相接；集成电路U3第22脚与第20脚之间接有电容C22；电容C24的正极接集成电路U3的第22脚，电容C24的负极接地。
参见图2，由于本实用新型要求测试数据分辨率较高，故高速A/D采样电路要求采样频率较高。在波速度为200m/μs的情况下，要求波形采样频率达到100兆。一般情况下，单片机的执行速度无法控制如此高的A/D转换和存储。对于一般的集成电路芯片，其最高极限工作频率也不过是几十兆赫兹，无法完成100兆的高速数据采集任务。本实用新型的高速A/D采样电路，由可编程逻辑组件(CPLD)实现。100兆晶振被8分频，用来控制高速A/D采样电路以12.5兆的速度采样。由于本实用新型要求的采样频率为100兆，而高速A/D采样电路的采样频率为12.5兆。为了得到100兆的采样频率，采用了采样数据插入方法。原理是发射一次脉冲后，再发射脉冲，但延迟10ns后再采样；再发射再延迟20ns后采样，以此类推，完成8次采样后，将所得数据合成在同一时间轴上，由此得到了100兆的采样数据。所以本实用新型完成一次波形采样要发射8次脉冲。100M晶振产生的时钟被用来实现10ns的延时控制，由可编程逻辑组件(CPLD)完成。
上述单片机系统由集成电路U4、晶体CY1、电容C28、C29、二极管D、电阻R28组成；其中集成电路U4的第10、13、22、25、38、63、89脚接地；集成电路U4第26脚和第27脚之间接晶体CY1；集成电路U4第26脚、第27脚与地之间分别接电容C28和C29；集成电路U4第99脚接有电阻R28；集成电路U4第100脚和地之间接有二极管D，二极管的正极接地；集成电路U4的P0.0-P0.3为串口、I2C接口；P1口连接键盘；P2口接高速A/D采样电路采集的波形数据输入；P3口与P0.4～P0.7端口的引脚接电源开关和时域测试控制；P4口接电源管理及继电器切换控制；P5口为LCD数据接口；P6口为LCD控制接口；P7口空置；DAC0端连接液晶对比度；DAC1连接高压模块；端口AIN0用于环阻测试电路、电压测试电路、绝缘测试电路的A/D转换中的模拟信号输入。
参见图3，U4为8位单片机，该单片机P0口可配置为特殊功能，此应用中P0.0～P0.3配置为串口、I2C接口。P1口接键盘输入口，P2口为高速A/D采样电路采集的波形数据输入，P3口与未使用的P0端口控制电源开关及时域测试的控制，P4口为电源管理及继电器倒换控制，P5口为LCD数据接口，P6口为LCD控制接口，P7口未用。DAC0用于控制液晶对比度的电路的基准输出，DAC1用于控制高压模块的输出电压。模拟输入端口AIN0用于环阻、电压、绝缘测试的AD输入。
上述电压控制电路由运算放大器A7A，三极管Q1、Q2，电阻R6、R7、R8、R11，二极管D2组成；其中运算放大器A7A第2脚输入“-”端连接单片机系统中集成电路U4的第99脚DA输出所接电阻R28的一端；运算放大器A7A第3脚输入“+”端连接电阻R8和R11的一端；运算放大器A7A第4脚接地，第8脚接电源；运算放大器A7A第1脚输入端接二极管D2的正极；二极管D2的负极连接三极管Q2的基极；电阻R7接于三极管Q2的基极和发射极之间；三极管Q2的发射极接地；三极管Q2的集电极和三极管Q1的基极相接；三极管Q1、Q2集电极之间接有电阻R6；三极管Q1的发射极经电阻R8和运算放大器A7A“+”输入端连接；三极管Q2发射极经电阻R11运算放大器“+”输入端连接。
参见图4和图1，电压控制电路是一恒压源。从单片机系统中的D/A转换通道送出的模拟电压信号，经电压控制电路，输出恒压源到脉冲发送电路，控制发射脉冲的电压，达到控制脉冲增益的目的。
在本例中，集成电路U1的型号为EPM3128；集成电路U2的型号为61C256；集成电路U3的型号为ADC1175；所述集成电路U4的型号为C8051F022；所述运算放大器A7A的型号为LM358。
进一步参见图1，本实用新型中的电压测试电路、环阻测试电路、绝缘测试电路、继电器网络、脉冲发送电路、盲区抑制电路均为现有公开技术。

Claims (6)

1、一种通信电缆故障定位装置，其特征在于：它由单片机系统、高速A/D采样电路、电压控制电路、电压测试电路、环阻测试电路、绝缘测试电路、盲区抑制电路、脉冲发送电路、高压模块、继电器网络、键盘和LED显示电路组成；其中单片机系统分别连接高速A/D采样电路、电压控制电路、电压测试电路、环阻测试电路、绝缘测试电路、脉冲发送电路；电压测试电路、环阻测试电路、绝缘测试电路分别连接继电器网络；盲区抑制电路连接高速A/D采样电路；高压模块输出连接电压控制电路和继电器网络；电压控制电路输出连接脉冲发送电路；脉冲发送电路输出连接盲区抑制电路。
2、根据权利要求1所述的通信电缆故障定位装置，其特征在于：所述高速A/D采样电路由集成电路U1、集成电路U2、集成电路U3、晶振XT1、电容C20～C27、电容C39、电感线圈L2组成；其中集成电路U1的第3、18、34、39、51、66、82、91脚接电源；集成电路U1第86脚接晶振XT1的第3脚；晶振XT1的第2脚接电容C39；集成电路U2的第11脚～19脚分别对应连接集成电路U1的第3脚～10脚；集成电路U3第11脚连接电容C20、C21的正极；电容C20、C21的负极接地；电容C23、C25并联连接在集成电路U3的第13脚和地之间；集成电路U3的第14、15、18脚相连并经电感线圈L2和电源相接；集成电路U3的第16、17脚相接并连接电容C24的正极；电容C24的负极接地；电容C26、C27并联接于集成电路U3的第18脚和地之间；集成电路U3的第20、21脚接地，第22、23脚相接；集成电路U3第22脚与第20脚之间接有电容C22；电容C24的正极接集成电路U3的第22脚，电容C24的负极接地。
3、根据权利要求1所述的通信电缆故障定位装置，其特征在于：所述单片机系统由集成电路U4、晶体CY1、电容C28、C29、二极管D、电阻R28组成；其中集成电路U4的第10、13、22、25、38、63、89脚接地；集成电路U4第26脚和第27脚之间接晶体CY1；集成电路U4第26脚、第27脚与地之间分别接电容C28和C29；集成电路U4第99脚接有电阻R28；集成电路U4第100脚和地之间接有二极管D，二极管的正极接地；集成电路U4的P0.0～P0.3为串口、I2C接口；P1口连接键盘；P2口接高速A/D采样电路采集的波形数据输入；P3口与P0.4～P0.7端口的引脚接电源开关和时域测试控制；P4口接电源管理及继电器切换控制；P5口为LCD数据接口；P6口为LCD控制接口；P7口空置；DAC0端连接液晶对比度；DAC1连接高压模块；端口AINO用于环阻测试电路、电压测试电路、绝缘测试电路的A/D转换中的模拟信号输入。
4、根据权利要求1或3所述的通信电缆故障定位装置，其特征在于：所述电压控制电路由运算放大器A7A，三极管Q1、Q2，电阻R6、R7、R8、R11，二极管D2组成；其中运算放大器A7A第2脚输入“-”端连接单片机系统中集成电路U4的第99脚DA输出所接电阻R28的一端；运算放大器A7A第3脚输入“+”端连接电阻R8和R11的一端；运算放大器A7A第4脚接地，第8脚接电源；运算放大器A7A第1脚输入端接二极管D2的正极；二极管D2的负极连接三极管Q2的基极；电阻R7接于三极管Q2的基极和发射极之间；三极管Q2的发射极接地；三极管Q2的集电极和三极管Q1的基极相接；三极管Q1、Q2集电极之间接有电阻R6；三极管Q1的发射极经电阻R8和运算放大器A7A“+”输入端连接；三极管Q2发射极经电阻R11运算放大器“+”输入端连接。
5、根据权利要求2或3所述的通信电缆故障定位装置，其特征在于：所述集成电路U1的型号为EPM3128；集成电路U2的型号为61C256；集成电路U3的型号为ADC1175；所述集成电路U4的型号为C8051F022。
6、根据权利要求4所述的通信电缆故障定位装置，其特征在于：所述运算放大器A7A的型号为LM358。
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