專利名稱：一種阻抗測(cè)試方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及測(cè)試領(lǐng)域，具體是涉及一種阻抗測(cè)試方法。
背景技術(shù)：
在電信領(lǐng)域，運(yùn)營(yíng)商通過(guò)市話電纜(通常是雙絞線)，向用戶同時(shí)提供寬帶電信業(yè)務(wù)和窄帶電信業(yè)務(wù)，如普通電話增開非對(duì)稱數(shù)字用戶線路(ADSL overPOTS)、綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)增開ADSL(ADSL over ISDN)、普通電話增開甚高速數(shù)字用戶線路(VDSL over POTS)、ISDN增開VDSL(VDSL over ISDL)等業(yè)務(wù)，該類應(yīng)用在國(guó)內(nèi)和國(guó)外已經(jīng)相當(dāng)普遍。
在此類業(yè)務(wù)的運(yùn)行和維護(hù)過(guò)程中，經(jīng)常需要對(duì)用戶線路參數(shù)進(jìn)行測(cè)試，其中線路的阻抗測(cè)試是比較重要的一個(gè)功能，比如目前市場(chǎng)上寬帶線路測(cè)試產(chǎn)品有的是采用通過(guò)測(cè)試線路低頻阻抗特性推導(dǎo)出線路的XDSL業(yè)務(wù)頻段插入損耗的方法，在這種方法中阻抗的精度直接影響著測(cè)試的結(jié)果，所以對(duì)于阻抗的測(cè)試精度要求極高。
對(duì)于阻抗測(cè)試方法，目前通常采用以下兩種解決方案。
技術(shù)方案一如圖1所示，進(jìn)行測(cè)試時(shí)，將信源輸出通道通過(guò)取樣電阻與被測(cè)阻抗一端相連接，信源輸出通道輸出一信號(hào)源Vs，信號(hào)源經(jīng)過(guò)信號(hào)處理之后，輸入到取樣電阻一端節(jié)點(diǎn)a，通過(guò)取樣電阻另一端節(jié)點(diǎn)a1輸出，被測(cè)阻抗一端與取樣電阻的節(jié)點(diǎn)a1相連接，另一端接地，采樣通道連接到節(jié)點(diǎn)a1上，測(cè)得節(jié)點(diǎn)a1的電壓值為V1。設(shè)取樣電阻兩端a、a1的電壓真實(shí)值分別是Va、Va1，根據(jù)歐姆定律以及分壓理論，被測(cè)阻抗的阻抗可以表示為Z＝Va1/Iz＝Va1·/(Va-Va1)＝Rsa/(Va/Va1-1).................(1)，將取樣電阻一端節(jié)電a的輸入電壓Va近似為信源輸出通道的輸出信號(hào)源Vs，將Vs、V1代入式(1)，得到關(guān)系式Z＝Rsa/(Vs/V1-1)..............................(2)，
代入Vs、V1的數(shù)值，便可由式(2)計(jì)算出阻抗值。
本技術(shù)方案中，對(duì)取樣電阻的輸入電壓近似成信源輸出通道的輸出信號(hào)源Vs，然而，由于信號(hào)源在信源輸出通道的傳輸過(guò)程中，由于信號(hào)的信號(hào)處理以及線路阻抗的影響，不可避免的存在傳輸損耗，Va與Vs相比，幅度存在衰減(對(duì)于直流或交流信號(hào))，相位存在偏移(對(duì)于交流信號(hào))，顯然如果用輸出信號(hào)源Vs值近似替代節(jié)點(diǎn)a的Va，將會(huì)極大地影響阻抗的計(jì)算精度。
技術(shù)方案二如圖2所示，信源輸出通道與被測(cè)阻抗的連接關(guān)系于技術(shù)方案一相同，所不同之處在于，采樣通道除了對(duì)取樣電阻一端節(jié)點(diǎn)a1的輸出電壓Va1進(jìn)行測(cè)試外，還對(duì)取樣電阻的另一端節(jié)點(diǎn)a的輸入電壓Va進(jìn)行測(cè)試。設(shè)采樣通道對(duì)節(jié)點(diǎn)a測(cè)試，得到的電壓測(cè)試值為V1，對(duì)節(jié)點(diǎn)a2測(cè)試，得到的電壓測(cè)試值為V2，同理根據(jù)式(1)，將Va的測(cè)試值V1，Va1的測(cè)試值V2代入式(1)，得到Z＝V2/[(V1-V2)/Rsa]＝Rsa/(V/V2-1)................(3)，代入測(cè)試值V1、V2的數(shù)值，便可根據(jù)式(3)計(jì)算出阻抗值。
相對(duì)于技術(shù)方案一，本技術(shù)方案由于對(duì)取樣電阻的輸入電壓值進(jìn)行了直接測(cè)試獲取，而不采取輸出信號(hào)源Vs近似替代節(jié)點(diǎn)a的Va的方式，避免了信源輸出通道對(duì)信號(hào)的傳輸衰減誤差，相對(duì)提高了阻抗的精度；然而，在信號(hào)測(cè)試過(guò)程中，任何一個(gè)信號(hào)通過(guò)采樣通道，由于信號(hào)處理過(guò)程中的信號(hào)損耗，以及線路阻抗損耗，不可避免的存在一定的信號(hào)衰減，具體是幅度存在衰減(對(duì)于直流或交流信號(hào))，相位存在偏移(對(duì)于交流信號(hào))。因此采用該技術(shù)方案進(jìn)行測(cè)試，仍然存在測(cè)試誤差，導(dǎo)致所得到的阻抗精度不高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種阻抗測(cè)試方法，以獲取高精度的阻抗值。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種阻抗測(cè)試方法，包括以下步驟
采樣通道校正；各采樣通道對(duì)同一測(cè)試信號(hào)進(jìn)行電壓測(cè)試，并將所獲取的各電壓測(cè)試值的比例值，作為采樣通道間的通道差異參數(shù)；電壓測(cè)試將被測(cè)阻抗與信源輸出通道上的取樣電阻的電壓輸出一端相連接，信源輸出通道輸出測(cè)試信號(hào)，采樣通道測(cè)試取樣電阻的輸入電壓以及被測(cè)阻抗的輸入電壓，獲取電壓測(cè)試值；結(jié)果校正根據(jù)所述的通道差異參數(shù)以及電壓測(cè)試值，獲取各電壓測(cè)試值所對(duì)應(yīng)的電壓真實(shí)值的比值；阻抗計(jì)算將所述的電壓真實(shí)值的比值代入阻抗計(jì)算公式，獲取阻抗值。
本發(fā)明所述的方法，采樣通道校正步驟中，所述的同一測(cè)試信號(hào)由信源輸出通道提供，具體是在信源輸出通道上選取任意一節(jié)點(diǎn)，將該節(jié)點(diǎn)的信號(hào)作為所述同一測(cè)試信號(hào)。
本發(fā)明所述的方法，采樣通道校正步驟中，所述的測(cè)試具體是將各采樣通道共同連接到所述的節(jié)點(diǎn)，各采樣通道測(cè)量所述節(jié)點(diǎn)的同一時(shí)間的信號(hào)電壓值，獲取各電壓測(cè)試值。
本發(fā)明所述的方法，所述的結(jié)果校正步驟具體為將所述的通道差異參數(shù)乘以所述的電壓測(cè)試值的比值，得到所述電壓真實(shí)值的比值。
本發(fā)明所述的方法，所述的信號(hào)為直流信號(hào)。
本發(fā)明所述的方法，所述的信號(hào)為交流信號(hào)。
本發(fā)明所述的方法，所述的信號(hào)為調(diào)制信號(hào)。
以上技術(shù)方案可以看出，由于采用了采樣通道校正，獲取采樣通道差異參數(shù)，該參數(shù)反映各采樣通道對(duì)測(cè)試信號(hào)的衰減程度的差異；采用所述的差異參數(shù)代入到阻抗計(jì)算公式中去，對(duì)測(cè)試值進(jìn)行校正，減少了信號(hào)在采樣通道采樣測(cè)試過(guò)程中由于各采樣通道對(duì)信號(hào)的衰減程度差異而引起的測(cè)試誤差，大大提高了所得的阻抗的精度。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案一的阻抗測(cè)試方法示意圖；圖2為現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案二的阻抗測(cè)試方法示意圖；
圖3為阻抗測(cè)試裝置示意圖；圖4為本發(fā)明的一種采樣通道校正方法的示意圖；圖5為本發(fā)明的另一種采樣通道校正方法的示意圖；圖6為本發(fā)明的阻抗測(cè)試方法示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的核心思想是各采樣通道對(duì)同一信號(hào)進(jìn)行電壓測(cè)試，獲取各測(cè)試值，取各測(cè)試值的比例值作為采樣通道的差異參數(shù)，該通道差異參數(shù)表示各采樣通道的參數(shù)差異，具體為各采樣通道對(duì)測(cè)試點(diǎn)的真實(shí)信號(hào)的幅度和相位的影響差異，具體表現(xiàn)為各采樣通道各電壓測(cè)試值，相對(duì)于該同一被測(cè)電壓的真實(shí)值的幅度以及相位的衰減程度的差異；將被測(cè)阻抗與信源輸出通道采樣通道的取樣電阻的輸出端相連接，根據(jù)歐姆定律以及分壓理論，將被測(cè)阻抗的阻抗用取樣電阻的輸入、輸出電壓以及取樣電阻的阻抗值來(lái)表示，獲取阻抗表達(dá)式；采樣通道測(cè)試取樣電阻的輸入電壓、以及被測(cè)阻抗的輸入電壓，獲取相應(yīng)的電壓測(cè)試值，并將所述的通道差異參數(shù)乘以所述的電壓測(cè)試值的比值，獲取所述電壓真實(shí)值的比值。并將所述的所述電壓真實(shí)值的比值代入所述的阻抗表達(dá)式，獲取高精度的阻抗值。
為了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好的理解本發(fā)明技術(shù)方案，以下結(jié)合附圖以及具體實(shí)施例作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
如圖3所示為用于阻抗測(cè)試的測(cè)試裝置，該阻抗測(cè)試裝置包括系統(tǒng)控制模塊、信源輸出通道、采樣通道，其中所述的信源輸出通道以及采樣通道分別與系統(tǒng)控制模塊相連接，受控于系統(tǒng)控制模塊。所述的信源輸出通道的輸出端串聯(lián)有一取樣電阻，信源輸出通道用于輸出測(cè)試信號(hào)，采樣通道用于采樣測(cè)試。其中信源輸出通道以及采樣通道可以根據(jù)測(cè)試的實(shí)際需要進(jìn)行增加。
該系統(tǒng)控制模塊根據(jù)系統(tǒng)的需要可以選用DSP、CPU或FPGA或者其組合。信源輸出通道用于提供測(cè)試信號(hào)源，該通道由數(shù)模轉(zhuǎn)換器、低通濾波器、運(yùn)算放大器和取樣電阻構(gòu)成。系統(tǒng)控制器輸出的數(shù)字信號(hào)源經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)后，經(jīng)過(guò)低通濾波和運(yùn)算放大的信號(hào)處理得到質(zhì)量較好的測(cè)試信號(hào)，輸入到取樣電阻，經(jīng)過(guò)取樣電阻分壓輸出。采樣通道包括運(yùn)算放大器、低通濾波器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器。采樣信號(hào)經(jīng)過(guò)采樣通道的運(yùn)算放大器和低通濾波器進(jìn)行信號(hào)處理后，輸入到模數(shù)轉(zhuǎn)換器，模數(shù)轉(zhuǎn)換器將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)輸入到系統(tǒng)控制模塊，由系統(tǒng)控制模塊對(duì)該采樣信號(hào)進(jìn)行信號(hào)處理，完成采樣信號(hào)的讀取和顯示或其他功能。其中采樣通道是一電壓測(cè)試通道，其流過(guò)的電流可以忽略不計(jì)。
如圖4所示為采樣通道校正方法的示意圖，采樣通道1和采樣通道2分別連接到信源輸出通道的節(jié)點(diǎn)a上，信源輸出通道輸出信號(hào)源，設(shè)節(jié)點(diǎn)a的電壓真實(shí)值為Va，兩采樣通道分別Va進(jìn)行測(cè)試，采樣通道1、2的測(cè)試結(jié)果分別是V1、V2，假設(shè)A1＝V1/Va................................(4)，A2＝V2/Va........................(5)，A＝A1/A2＝V1/V2........................(6)，其中A1、A2或A可以為實(shí)數(shù)或復(fù)數(shù)。
顯然A1、A2分別可以用來(lái)表示采樣通道1、2在信號(hào)傳輸過(guò)程中對(duì)信號(hào)Va的衰減程度，因此A1、A2的比例值可以用來(lái)表示采樣通道1、2在信號(hào)傳輸過(guò)程中對(duì)信號(hào)的衰減程度的差異。我們將A稱為采樣通道差異參數(shù)，將對(duì)于Va、Va1的測(cè)試值V1、V2的數(shù)值代入到式(6)，便可計(jì)算得到采樣通道差異參數(shù)的值。
值得說(shuō)明的是，在采樣通道校正過(guò)程中，只要保證各采樣通道所測(cè)試的信號(hào)完全相同即可，并不一定要求該測(cè)試點(diǎn)一定是采樣通道上的某一點(diǎn)，或者必須同時(shí)測(cè)試。只是為了方便，我們優(yōu)選在信源輸出通道上選取某一點(diǎn)，將各采樣通道均連接到該點(diǎn)，同時(shí)測(cè)試該點(diǎn)信號(hào)，從而對(duì)采樣通道進(jìn)行測(cè)試校正。如圖5所示為采樣通道校正方法另一種點(diǎn)連接方法，由圖5可以看出，該方案是對(duì)采樣通道對(duì)取樣電阻后的節(jié)點(diǎn)a1進(jìn)行測(cè)試，獲取采樣通道差異參數(shù)，其原理與圖4所示的采樣通道校正方法同理。
如圖6所示為本發(fā)明的阻抗測(cè)試方法示意圖，如圖示，將被測(cè)阻抗的一端接地，另一端與信源輸出通道的取樣電阻相連接，信源輸出信號(hào)通過(guò)取樣電阻輸出到被測(cè)阻抗。信源輸出通道輸出一信號(hào)源，信號(hào)通過(guò)一系列的信號(hào)處理過(guò)程，輸入到取樣電阻，通過(guò)取樣電阻輸出到被測(cè)阻抗，根據(jù)電路連接情況，設(shè)取樣電阻兩端節(jié)點(diǎn)a、a1的電壓真實(shí)值分別應(yīng)該是Va′、Va1′，根據(jù)歐姆定律以及分壓理論得到Z＝Rsa/(Va′/Va1′-1)...................(7)。
將采樣通道1、2分別連接到取樣電阻的兩端節(jié)點(diǎn)a、a1，分別對(duì)兩節(jié)點(diǎn)信號(hào)進(jìn)行測(cè)試，采樣通道1對(duì)節(jié)點(diǎn)a所測(cè)的測(cè)試值為V1′，采樣通道2對(duì)節(jié)點(diǎn)a2所測(cè)得的測(cè)試值為V2′。
結(jié)合上面的采樣通道校正結(jié)果，由于所使用的采樣通道不變，因此采樣通道對(duì)信號(hào)的衰減程度可以認(rèn)為不變，即A1、A2、A不變，因此有對(duì)于采樣通道1有A1=V1′Va′---(8),]]>對(duì)于采樣通道2有A2=V2′Va1′---(9)]]>將式(8)和(9)代入式(7)有Z＝Rsa/(Va′/Va1′-1)＝Rsa/[(V1′/A1/V2′/A2)-1].........(10)。
將測(cè)試值V1′、V2′以及采樣通道校正中所獲取的采樣參議參數(shù)A的數(shù)值代入式(10)，便可計(jì)算得到阻抗值Z。
以上對(duì)本發(fā)明所提供的一種阻抗測(cè)試方法進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實(shí)施方式
及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說(shuō)明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
權(quán)利要求
1.一種阻抗測(cè)試方法，包括以下步驟采樣通道校正各采樣通道對(duì)同一測(cè)試信號(hào)進(jìn)行電壓測(cè)試，并將所獲取的各電壓測(cè)試值的比例值，作為采樣通道間的通道差異參數(shù)；電壓測(cè)試將被測(cè)阻抗與信源輸出通道上的取樣電阻的電壓輸出一端相連接，信源輸出通道輸出測(cè)試信號(hào)，采樣通道測(cè)試取樣電阻的輸入電壓以及被測(cè)阻抗的輸入電壓，獲取電壓測(cè)試值；結(jié)果校正根據(jù)所述的通道差異參數(shù)以及電壓測(cè)試值，獲取各電壓測(cè)試值所對(duì)應(yīng)的電壓真實(shí)值的比值；阻抗計(jì)算將所述的電壓真實(shí)值的比值代入阻抗計(jì)算公式，獲取阻抗值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻抗測(cè)試方法，其特征是采樣通道校正步驟中，所述的同一測(cè)試信號(hào)由信源輸出通道提供，具體是在信源輸出通道上選取任意一節(jié)點(diǎn)，將該節(jié)點(diǎn)的信號(hào)作為所述同一測(cè)試信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的阻抗測(cè)試方法，其特征是采樣通道校正步驟中，所述的測(cè)試具體是將各采樣通道共同連接到所述的節(jié)點(diǎn)，各采樣通道測(cè)量所述節(jié)點(diǎn)的同一時(shí)間的信號(hào)電壓值，獲取各電壓測(cè)試值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻抗測(cè)試方法，其特征是所述的結(jié)果校正步驟具體為將所述的通道差異參數(shù)乘以所述的電壓測(cè)試值的比值，得到所述電壓真實(shí)值的比值。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻抗測(cè)試方法，其特征是所述的信號(hào)為直流信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻抗測(cè)試方法，其特征是所述的信號(hào)為交流信號(hào)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的阻抗測(cè)試方法，其特征是所述的信號(hào)為調(diào)制信號(hào)。
全文摘要
一種阻抗測(cè)試方法，包括以下步驟各采樣通道對(duì)同一測(cè)試信號(hào)進(jìn)行電壓測(cè)試，并將所獲取的各電壓測(cè)試值的比例值，作為采樣通道間的通道差異參數(shù)；將被測(cè)阻抗與信源輸出通道上的取樣電阻的電壓輸出端口相連接，被校正的采樣通道分別測(cè)試取樣電阻的輸入電壓以及被測(cè)阻抗的輸入電壓；根據(jù)通道差異參數(shù)以及所述的電壓測(cè)試值，獲取各電壓測(cè)試值對(duì)應(yīng)的電壓真實(shí)值之間的比值；將所述的比值代入被測(cè)試阻抗的阻抗計(jì)算公式，獲取阻抗值。本發(fā)明由于對(duì)采樣通道進(jìn)行校正，獲取采樣通道差異參數(shù)，并使用該參數(shù)對(duì)結(jié)果進(jìn)行校正，避免了采樣通道的固有差異對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響，進(jìn)一步提高了測(cè)試精度。
文檔編號(hào)G01R27/28GK1967269SQ20061008063
公開日2007年5月23日 申請(qǐng)日期2006年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月23日
發(fā)明者李飛, 徐貴今 申請(qǐng)人:華為技術(shù)有限公司