一种手持式线缆自动故障定位装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106707103A(43)申请公布日2017.05.24(21)申请号201611139546.0(22)申请日2016.12.12(71)申请人中国人民解放军海军航空工程学院地址264001山东省烟台市芝罘区二马路188号科研部(72)发明人汪兴海吕晓峰马羚周立军曹彪张磊曲晓燕陈佳琪(74)专利代理机构北京理工大学专利中心11120代理人李微微仇蕾安(51)Int.Cl.G01R31/08(2006.01)G01R31/02(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图2页(54)发明名称一种手持式线缆自动故障定位装置(57)摘要本发明公开了一种手持式线缆自动故障定位装置,可以自动判断线缆故障类型也可以自动定位故障距离，还可以根据线缆分叉情况进行测试范围选择；通过旋转开关手动选择待测线缆的测试距离，能有效解决分叉线缆的测试问题；通过4通道AD9288芯片实现高速采样，提高了定位精度和系统的稳定性；通过设置3米测试延长线提高短距离的故障定位精度，有效解决测试盲区的测试问题；通过内置SOPC实现对测试信号的实时计算，自动计算出故障类型和故障距离，提高测试效率。而且基于SOPC的设计具有很大灵活性，可随时根据用户需求进行升级；通过设置锁屏按键，能够实时锁存测试数据，方便用户记录测试结果。CN106707103ACN106707103A权利要求书1/2页1.一种线缆自动故障定位装置，包括手持机及内部控制电路，其特征在于，所述内部控制电路包括片上可编程系统SOPC(1)、FPGA控制逻辑模块(2)、4通道模数采集模块(3)、测试信号幅度控制模块(4)；所述FPGA控制逻辑(2)包括脉冲产生模块、脉冲选择模块、AD采样控制模块以及FIFO存储模块；所述脉冲产生模块产生测试可能所需的多种脉宽的测试脉冲信号；脉冲选择模块在片上可编程系统SOPC(1)的控制下对脉冲产生模块产生的多种测试脉冲信号中选择一种输出；所述幅度控制模块在片上可编程系统SOPC(1)的控制下对脉冲选择模块输出的脉冲信号进行幅度放大处理，并将处理后的测试脉冲信号通过BNC接口接入到被测线缆；同时，幅度控制模块在片上可编程系统SOPC(1)的控制下对从被测电缆接收的反射信号进行衰减处理，并将处理后的反射信号送入4通道高速模数采集模块(3)；所述AD采样控制模块在片上可编程系统SOPC(1)的控制下输出4路相位差为90度且频率可调的采样时钟；所述4通道高速模数采集模块(3)根据AD采样控制模块输出的4路采样时钟的控制，依次对测试脉冲信号以及线缆的反射信号进行采集，最后将采集的信号数据送入FIFO存储模块进行存储；所述FIFO存储模块用于存储测试脉冲信号和反射信号；所述片上可编程系统SOPC(1)用于：读取所述FIFO存储模块的测试脉冲信号和反射信号数据，判断待测线缆故障类型是开路还是短路，具体为：若|ymax2|＞|ymin2|，则认为故障类型为开路；若|ymax2|＜|ymin2|，则认为故障类型为短路，ymax1为测试脉冲信号的幅度最大值，ymax2为反射信号的幅度最大值，ymin2为反射信号的幅度最小值；然后根据外部输入的待测线缆电信号传播速度信息计算出故障点距离，具体为：故障类型为开路时，故障距离为故障类型为短路时故障距离为其中：tmax1未测试脉冲最大值ymax1对应的时间节点，tmax2为反射脉冲最大值ymax2对应时间节点，tmin2为反射脉冲最小值ymin2对应时间节点，v表示外部输入的线缆中电信号的传播波速，v0表示测试线缆的波速。2.如权利要求1所述的一种线缆自动故障定位装置，其特征在于，所述脉冲产生模块根据测试距离产生相应脉宽的测试脉冲信号，其中测试距离与脉宽的对应关系为：测试距离<10米时，脉宽为10ns；当10米<测试距离<50米时，脉宽为20ns；当50米<测试距离<100米时，脉宽为50ns；当100米<测试距离<500米时，脉宽为500ns；当500米<测试距离<1000米时，脉宽为1us。3.如权利要求1所述的一种线缆自动故障定位装置，其特征在于，所述片上可编程系统SOPC(1)对AD采样控制模块的采样时钟的采样频率调整方式为：当测试距离<10米时，4路采样时钟的频率均为100M，采样时钟相位偏移依次为0度、90度、180度和270度，并通过波形合成，实现400M的等效采样；当10米<测试距离<50米时，通过相位差为180度的其中2路100M采2CN106707103A权利要求书2/2页样时钟实现200M的等效采样；当50米<测试距离<100米时，采用其中一路100M的采样时钟实现200M的等效采样；当100米<测试距离<500米时，采用其中一路50M的采样时钟实