專利名稱：一種多芯通信電纜綜合測(cè)試儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電纜的測(cè)試裝置，尤其涉及一種可同時(shí)對(duì)遠(yuǎn)距離多芯通信電纜兩 端逐一定位和標(biāo)識(shí)并檢測(cè)電纜故障類型和故障定點(diǎn)的多芯通信電纜綜合測(cè)試儀。
背景技術(shù)：
在各種與通信電纜相關(guān)的連接、檢修工程中，施工、維護(hù)人員在安裝維修電纜過(guò)程 時(shí)，經(jīng)常遇到的由于導(dǎo)線數(shù)目較多且無(wú)法區(qū)分造成的難題，同時(shí)確定電纜故障的類型和發(fā) 生故障距離也加大施工、檢修的工作量，減緩工作進(jìn)度，浪費(fèi)大量人力物力。目前國(guó)內(nèi)相關(guān) 產(chǎn)品主要局限于故障點(diǎn)檢測(cè)部分，尚無(wú)廠家研制和生產(chǎn)此類綜合測(cè)試儀器，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)銷售 的此類產(chǎn)品都是從國(guó)外進(jìn)口，價(jià)格十分昂貴，其中德國(guó)BEHA公司研制生產(chǎn)的型號(hào)為9016 的此類產(chǎn)品市場(chǎng)售價(jià)在592美元，此產(chǎn)品主要采用電阻分壓的原理，其缺點(diǎn)是電阻值容易 受到外界條件和電纜長(zhǎng)度的影響，從而影響測(cè)量的準(zhǔn)確性，抗干擾性差。另外，由于分壓的 信號(hào)是直流信號(hào)，很難在功能上進(jìn)行擴(kuò)展，并且在使用中，必須引入一條導(dǎo)電良好的參考地 線，這使得在長(zhǎng)距離的電纜檢測(cè)和維修中，造成了不必要的麻煩。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種能在無(wú)公共的回路以及兩端電纜線序未知的情況 下，進(jìn)行電路測(cè)量和完成線序標(biāo)識(shí)，并進(jìn)行電纜故障點(diǎn)的確定，解決了盲區(qū)問(wèn)題和采樣率問(wèn) 題，成本低廉的多芯通信電纜綜合測(cè)試儀，它解決了現(xiàn)有技術(shù)的上述技術(shù)缺點(diǎn)。本實(shí)用新型的上述技術(shù)目的是通過(guò)以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的多芯通信電纜綜合 測(cè)試儀，包括線序測(cè)試信號(hào)發(fā)送器和主機(jī)，其特征在于所述線序測(cè)試信號(hào)發(fā)送器包含編碼 CPU和與編碼CPU相連并受編碼CPU控制的編碼發(fā)送電路；所述主機(jī)包含解碼CPU、編碼接 收電路、故障點(diǎn)測(cè)距信號(hào)發(fā)射/接收電路、顯示器和鍵盤，所述編碼接收電路、故障點(diǎn)測(cè)距 信號(hào)發(fā)射/接收電路、顯示器和鍵盤分別與解碼CPU相連，所述編碼接收電路采用低速AD 芯片，所述編碼接收電路和所述編碼發(fā)送電路都設(shè)有光耦與待測(cè)電纜隔離。作為優(yōu)選，所述線序測(cè)試信號(hào)發(fā)送器的外圍接口為16位電纜夾具，所述16位電纜 夾具上分別標(biāo)注了線序號(hào)碼。作為優(yōu)選，所述主機(jī)外圍接口設(shè)有16位電纜夾具和故障點(diǎn)測(cè)距信號(hào)發(fā)送/接收夾 具，所述16位電纜夾具上分別標(biāo)注了線序號(hào)碼。作為優(yōu)選，所述編碼接收電路和所述編碼發(fā)送電路都通過(guò)光耦與相對(duì)應(yīng)的16位 電纜夾具相連接。綜上所述，本實(shí)用新型具有以下有益效果1、本實(shí)用新型采用了軟件模擬接地而無(wú)需使用參考地線的電纜分線器，可測(cè)試更 大長(zhǎng)度的電纜；2、本實(shí)用新型采用低速A/D芯片，元件少，因此價(jià)格便宜；3、本實(shí)用新型采用光耦隔離，其測(cè)試可靠性高，具有良好的抗干擾性；[0012]4、本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，組成部件少，體積小，便攜，操作簡(jiǎn)單方便，易于現(xiàn)場(chǎng)使 用；5、本實(shí)用新型通過(guò)帶序號(hào)編碼信號(hào)的編碼檢測(cè)可以檢測(cè)電纜短路，開(kāi)路故障；6、本實(shí)用新型電壓脈沖信號(hào)的波形監(jiān)測(cè)分析可探測(cè)故障點(diǎn)距離。


圖1是本實(shí)用新型系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖；圖2是有限長(zhǎng)傳輸線模型；圖3是斷線時(shí)的理論反射波形；圖4是混線時(shí)的理論反射波形；圖5是正常情況時(shí)的理論反射波形；圖6是本實(shí)用新型的外觀圖；圖7是線序測(cè)試信號(hào)發(fā)送器的電路原理圖；圖8是主機(jī)的電路原理圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。實(shí)施例1 —種電纜綜合測(cè)試儀，它的硬件主要有兩部分線序測(cè)試信號(hào)發(fā)送器7和主機(jī)11， 其中線序測(cè)試信號(hào)發(fā)送器包含編碼CPU8和與編碼CPU8相連并受編碼CPU8控制的編碼發(fā) 送電路9，主機(jī)11包含解碼CPU3、編碼接收電路5、故障點(diǎn)測(cè)距信號(hào)發(fā)射/接收電路1、顯示 器2和鍵盤4等幾個(gè)部分，所述編碼接收電路5、故障點(diǎn)測(cè)距信號(hào)發(fā)射/接收電路1、顯示器 2和鍵盤4分別與解碼CPU3相連，并受解碼CPU3控制，所述編碼接收電路5采用低速AD芯 片14，所述編碼發(fā)送電路9和所述編碼接收電路5都設(shè)有光耦15與待測(cè)電纜6隔離。線序測(cè)試信號(hào)發(fā)送器7的外圍接口為16位的電纜夾具12，在電纜夾具12上已經(jīng) 分別標(biāo)注了線序號(hào)碼，以供在測(cè)試完成后通過(guò)兩端數(shù)據(jù)的匹配確定電纜配對(duì)結(jié)果。主機(jī)11上同樣提供了 16位的電纜夾具12，可以一次性完成16根電纜的線序測(cè) 試，提高測(cè)試的效率。測(cè)試開(kāi)始前，接通線序測(cè)試信號(hào)發(fā)送器7和主機(jī)11上的電源，選擇鍵 盤4上“線序配對(duì)”按鍵，即可在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成線序測(cè)試工作。測(cè)試完成后的數(shù)據(jù)將直 接在顯示器2上顯示，通過(guò)對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)的匹配即可知道對(duì)應(yīng)的是第幾號(hào)電纜，同時(shí)還可以 知道斷線和混線的具體情況。在得到斷線和混線的條件下，把被測(cè)電纜6的故障電纜線再 連接到主機(jī)11的故障點(diǎn)測(cè)距信號(hào)發(fā)送/接收夾具13上，通過(guò)選擇鍵盤4上“故障點(diǎn)測(cè)距” 按鍵，即可完成自動(dòng)的故障點(diǎn)測(cè)距功能，同樣可以在顯示器2上描述測(cè)試的結(jié)果。通過(guò)選擇鍵盤4上的“向上”和“向下”按鍵，可以對(duì)測(cè)試過(guò)的數(shù)據(jù)進(jìn)行重新顯示， 以利于數(shù)據(jù)回放。本實(shí)用新型的工作原理是當(dāng)需要進(jìn)行電路測(cè)量和完成線序標(biāo)識(shí)或電纜故障類型 診斷時(shí)，由編碼CPU8產(chǎn)生線序檢測(cè)編碼信號(hào)，通過(guò)編碼發(fā)送電路向第一路電纜發(fā)送編碼信 號(hào)，其余(n-1)路全部置低電平，即實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)部接地功能；依次類推，系統(tǒng)的編碼發(fā)送電 路將依次產(chǎn)生并發(fā)送一路編碼信號(hào)，而其他路為公共地線回路。在編碼接收電路判斷接收 到的編碼信號(hào)并進(jìn)行解碼得到線序數(shù)據(jù)，最終在顯示器上描述測(cè)試得到的線路排列結(jié)果及 故障類型結(jié)果，可診斷得電纜的斷線，混線兩種經(jīng)常性故障。[0032]當(dāng)需對(duì)電纜故障點(diǎn)進(jìn)行測(cè)距和定點(diǎn)時(shí)，根據(jù)傳輸線理論可建立有限長(zhǎng)傳輸線模 型，如圖2所示，其波動(dòng)方程如下所示， 式中L0、M12、M21、...分別為自感和互感，R0為等效電阻，il、i2、...為電流。由 上述數(shù)學(xué)模型可得到理論反射脈沖波形，如圖3、4、5中的電纜16、測(cè)試起點(diǎn)17、斷線點(diǎn)18、 混線點(diǎn)19，由此可得，通過(guò)向電纜一端輸入電壓脈沖，該脈沖沿電纜傳播，傳播速度與光速 為同一級(jí)別，當(dāng)遇到阻抗不匹配，如斷線點(diǎn)，混線點(diǎn)時(shí)，脈沖產(chǎn)生反射，利用儀器記錄反射信 號(hào)回到測(cè)量點(diǎn)時(shí)的波形，分析波形發(fā)射脈沖與反射脈沖的時(shí)間差t，脈沖在電纜中的波速 度v，可以得到阻抗不匹配點(diǎn)，即故障點(diǎn)，距離L = vX T /2，并且通過(guò)對(duì)反射波形的分析也 可以得到電纜的故障特性。通過(guò)前期電路設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)論證，添加盲區(qū)抑制電路，隔離發(fā)射信號(hào)，使其不進(jìn)入接 收電路，反射脈沖正常進(jìn)入接收電路，實(shí)現(xiàn)盲區(qū)抑制，有效的解決盲區(qū)問(wèn)題，即在一個(gè)脈沖 的時(shí)間內(nèi)發(fā)射脈沖與反射脈沖重疊，無(wú)法區(qū)分，不能測(cè)出故障點(diǎn)的距離，出現(xiàn)測(cè)試盲區(qū)的問(wèn)題。利用時(shí)域反射法檢測(cè)電纜需要精確測(cè)量發(fā)射脈沖與反射脈沖的時(shí)間差，因此對(duì)采 樣率的要求很高，而采樣率的提高在改善測(cè)量精度的同時(shí)，會(huì)極大的提高對(duì)A/D的性能要 求，從而極大的提高了整個(gè)系統(tǒng)的成本。實(shí)時(shí)采樣遵循奈奎斯特定律，通常是等時(shí)間間隔 的，它的最高采樣頻率是奈奎斯特極限頻率。本實(shí)用新型利用等效采樣的方法，等效采樣 是指對(duì)一個(gè)信號(hào)多個(gè)周期連續(xù)采樣來(lái)重構(gòu)一個(gè)信號(hào)波形，采樣系統(tǒng)能以擴(kuò)展的方式復(fù)現(xiàn)頻 率，大大超過(guò)奈奎斯特極限頻率的信號(hào)波形。在高采樣頻率的測(cè)試儀表中，達(dá)到同樣的采樣 頻率，相比于直接應(yīng)用高速AD芯片直接采樣，用低速AD芯片14實(shí)現(xiàn)能大大降低整個(gè)系統(tǒng) 的成本。由編碼CPU8產(chǎn)生線序檢測(cè)編碼信號(hào)，通過(guò)編碼發(fā)送電路9使第一路發(fā)送編碼信 號(hào)，其余(n-1)路全部置低電平即共地回路。也就是用軟件方式解決了在無(wú)公共地回路以 及兩端電纜線序未知的情況下，進(jìn)行電路測(cè)量，完成線序標(biāo)識(shí)的任務(wù)。
權(quán)利要求一種多芯通信電纜綜合測(cè)試儀，包括線序測(cè)試信號(hào)發(fā)送器(7)和主機(jī)(11)，其特征在于所述線序測(cè)試信號(hào)發(fā)送器(7)包含編碼CPU(8)和與編碼CPU(8)相連并受編碼CPU(8)控制的編碼發(fā)送電路(9)；所述主機(jī)(11)包含解碼CPU(3)、編碼接收電路(5)、故障點(diǎn)測(cè)距信號(hào)發(fā)射/接收電路(1)、顯示器(2)和鍵盤(4)，所述編碼接收電路(5)、故障點(diǎn)測(cè)距信號(hào)發(fā)射/接收電路(1)、顯示器(2)和鍵盤(4)分別與解碼CPU(3)相連，所述編碼接收電路(5)采用低速AD芯片(14)，所述編碼接收電路(5)和所述編碼發(fā)送電路(9)都設(shè)有光耦(15)與待測(cè)電纜(6)隔離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述多芯通信電纜綜合測(cè)試儀，其特征在于所述線序測(cè)試信號(hào)發(fā) 送器的外圍接口為16位電纜夾具(12)，所述16位電纜夾具(12)上分別標(biāo)注了線序號(hào)碼。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述多芯通信電纜綜合測(cè)試儀，其特征在于所述主機(jī)外圍接口設(shè) 有16位電纜夾具(12)和故障點(diǎn)測(cè)距信號(hào)發(fā)送/接收夾具(13)，所述16位電纜夾具(12) 上分別標(biāo)注了線序號(hào)碼。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述多芯通信電纜綜合測(cè)試儀，其特征在于所述編碼接收電路和 所述編碼發(fā)送電路都通過(guò)光耦(15)與相對(duì)應(yīng)的16位電纜夾具(12)相連接。
專利摘要多芯通信電纜綜合測(cè)試儀，包括線序測(cè)試信號(hào)發(fā)送器和主機(jī)，其特征在于所述線序測(cè)試信號(hào)發(fā)送器包含編碼CPU和與編碼CPU相連并受編碼CPU控制的編碼發(fā)送電路；所述主機(jī)包含解碼CPU、編碼接收電路、故障點(diǎn)測(cè)距信號(hào)發(fā)射/接收電路、顯示器和鍵盤，所述編碼接收電路、故障點(diǎn)測(cè)距信號(hào)發(fā)射/接收電路、顯示器和鍵盤分別與解碼CPU相連，所述編碼接收電路采用低速AD芯片，所述編碼接收電路和所述編碼發(fā)送電路都設(shè)有光耦與待測(cè)電纜隔離。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，可靠性高，抗干擾強(qiáng)，可測(cè)電纜長(zhǎng)度長(zhǎng)，適用于各種電纜相關(guān)的連接、檢修工程。
文檔編號(hào)G01R31/11GK201594125SQ20092020029
公開(kāi)日2010年9月29日 申請(qǐng)日期2009年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月7日
發(fā)明者周志青, 姚晴洲 申請(qǐng)人:姚晴洲;周志青