專利名稱：一種多芯通信電纜綜合測試儀的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及電纜的測試裝置，尤其涉及一種可同時對遠距離多芯通信電纜兩 端逐一定位和標識并檢測電纜故障類型和故障定點的多芯通信電纜綜合測試儀。
背景技術：
在各種與通信電纜相關的連接、檢修工程中，施工、維護人員在安裝維修電纜過程 時，經(jīng)常遇到的由于導線數(shù)目較多且無法區(qū)分造成的難題，同時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，減緩工作進度，浪費大量人力物力。目前國內(nèi)相關 產(chǎn)品主要局限于故障點檢測部分，尚無廠家研制和生產(chǎn)此類綜合測試儀器，國內(nèi)市場銷售 的此類產(chǎn)品都是從國外進口，價格十分昂貴，其中德國BEHA公司研制生產(chǎn)的型號為9016 的此類產(chǎn)品市場售價在592美元，此產(chǎn)品主要采用電阻分壓的原理，其缺點是電阻值容易 受到外界條件和電纜長度的影響，從而影響測量的準確性，抗干擾性差。另外，由于分壓的 信號是直流信號，很難在功能上進行擴展，并且在使用中，必須引入一條導電良好的參考地 線，這使得在長距離的電纜檢測和維修中，造成了不必要的麻煩。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種能在無公共的回路以及兩端電纜線序未知的情況 下，進行電路測量和完成線序標識，并進行電纜故障點的確定，解決了盲區(qū)問題和采樣率問 題，成本低廉的多芯通信電纜綜合測試儀，它解決了現(xiàn)有技術的上述技術缺點。本實用新型的上述技術目的是通過以下技術方案得以實現(xiàn)的多芯通信電纜綜合 測試儀，包括線序測試信號發(fā)送器和主機，其特征在于所述線序測試信號發(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；所述主機包含解碼CPU、編碼接 收電路、故障點測距信號發(fā)射/接收電路、顯示器和鍵盤，所述編碼接收電路、故障點測距 信號發(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)送電路都設有光耦與待測電纜隔離。作為優(yōu)選，所述線序測試信號發(fā)送器的外圍接口為16位電纜夾具，所述16位電纜 夾具上分別標注了線序號碼。作為優(yōu)選，所述主機外圍接口設有16位電纜夾具和故障點測距信號發(fā)送/接收夾 具，所述16位電纜夾具上分別標注了線序號碼。作為優(yōu)選，所述編碼接收電路和所述編碼發(fā)送電路都通過光耦與相對應的16位 電纜夾具相連接。綜上所述，本實用新型具有以下有益效果1、本實用新型采用了軟件模擬接地而無需使用參考地線的電纜分線器，可測試更 大長度的電纜；2、本實用新型采用低速A/D芯片，元件少，因此價格便宜；3、本實用新型采用光耦隔離，其測試可靠性高，具有良好的抗干擾性；[0012]4、本實用新型結構簡單，組成部件少，體積小，便攜，操作簡單方便，易于現(xiàn)場使 用；5、本實用新型通過帶序號編碼信號的編碼檢測可以檢測電纜短路，開路故障；6、本實用新型電壓脈沖信號的波形監(jiān)測分析可探測故障點距離。


圖1是本實用新型系統(tǒng)硬件結構框圖；圖2是有限長傳輸線模型；圖3是斷線時的理論反射波形；圖4是混線時的理論反射波形；圖5是正常情況時的理論反射波形；圖6是本實用新型的外觀圖；圖7是線序測試信號發(fā)送器的電路原理圖；圖8是主機的電路原理圖。
具體實施方式

以下結合附圖對實用新型作進一步詳細說明。實施例1 —種電纜綜合測試儀，它的硬件主要有兩部分線序測試信號發(fā)送器7和主機11， 其中線序測試信號發(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11包含解碼CPU3、編碼接收電路5、故障點測距信號發(fā)射/接收電路1、顯示 器2和鍵盤4等幾個部分，所述編碼接收電路5、故障點測距信號發(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都設有光耦15與待測電纜6隔離。線序測試信號發(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) 分別標注了線序號碼，以供在測試完成后通過兩端數(shù)據(jù)的匹配確定電纜配對結果。主機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 試，提高測試的效率。測試開始前，接通線序測試信號發(fā)送器7和主機11上的電源，選擇鍵 盤4上“線序配對”按鍵，即可在規(guī)定的時間內(nèi)完成線序測試工作。測試完成后的數(shù)據(jù)將直 接在顯示器2上顯示，通過對測試數(shù)據(jù)的匹配即可知道對應的是第幾號電纜，同時還可以 知道斷線和混線的具體情況。在得到斷線和混線的條件下，把被測電纜6的故障電纜線再 連接到主機11的故障點測距信號發(fā)送/接收夾具13上，通過選擇鍵盤4上“故障點測距” 按鍵，即可完成自動的故障點測距功能，同樣可以在顯示器2上描述測試的結果。通過選擇鍵盤4上的“向上”和“向下”按鍵，可以對測試過的數(shù)據(jù)進行重新顯示， 以利于數(shù)據(jù)回放。本實用新型的工作原理是當需要進行電路測量和完成線序標識或電纜故障類型 診斷時，由編碼CPU8產(chǎn)生線序檢測編碼信號，通過編碼發(fā)送電路向第一路電纜發(fā)送編碼信 號，其余(n-1)路全部置低電平，即實現(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，而其他路為公共地線回路。在編碼接收電路判斷接收 到的編碼信號并進行解碼得到線序數(shù)據(jù)，最終在顯示器上描述測試得到的線路排列結果及 故障類型結果，可診斷得電纜的斷線，混線兩種經(jīng)常性故障。[0032]當需對電纜故障點進行測距和定點時，根據(jù)傳輸線理論可建立有限長傳輸線模 型，如圖2所示，其波動方程如下所示， 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)學模型可得到理論反射脈沖波形，如圖3、4、5中的電纜16、測試起點17、斷線點18、 混線點19，由此可得，通過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 為同一級別，當遇到阻抗不匹配，如斷線點，混線點時，脈沖產(chǎn)生反射，利用儀器記錄反射信 號回到測量點時的波形，分析波形發(fā)射脈沖與反射脈沖的時間差t，脈沖在電纜中的波速 度v，可以得到阻抗不匹配點，即故障點，距離L = vX T /2，并且通過對反射波形的分析也 可以得到電纜的故障特性。通過前期電路設計和實驗論證，添加盲區(qū)抑制電路，隔離發(fā)射信號，使其不進入接 收電路，反射脈沖正常進入接收電路，實現(xiàn)盲區(qū)抑制，有效的解決盲區(qū)問題，即在一個脈沖 的時間內(nèi)發(fā)射脈沖與反射脈沖重疊，無法區(qū)分，不能測出故障點的距離，出現(xiàn)測試盲區(qū)的問題。利用時域反射法檢測電纜需要精確測量發(fā)射脈沖與反射脈沖的時間差，因此對采 樣率的要求很高，而采樣率的提高在改善測量精度的同時，會極大的提高對A/D的性能要 求，從而極大的提高了整個系統(tǒng)的成本。實時采樣遵循奈奎斯特定律，通常是等時間間隔 的，它的最高采樣頻率是奈奎斯特極限頻率。本實用新型利用等效采樣的方法，等效采樣 是指對一個信號多個周期連續(xù)采樣來重構一個信號波形，采樣系統(tǒng)能以擴展的方式復現(xiàn)頻 率，大大超過奈奎斯特極限頻率的信號波形。在高采樣頻率的測試儀表中，達到同樣的采樣 頻率，相比于直接應用高速AD芯片直接采樣，用低速AD芯片14實現(xiàn)能大大降低整個系統(tǒng) 的成本。由編碼CPU8產(chǎn)生線序檢測編碼信號，通過編碼發(fā)送電路9使第一路發(fā)送編碼信 號，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公共地回路以 及兩端電纜線序未知的情況下，進行電路測量，完成線序標識的任務。
權利要求一種多芯通信電纜綜合測試儀，包括線序測試信號發(fā)送器(7)和主機(11)，其特征在于所述線序測試信號發(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(11)包含解碼CPU(3)、編碼接收電路(5)、故障點測距信號發(fā)射/接收電路(1)、顯示器(2)和鍵盤(4)，所述編碼接收電路(5)、故障點測距信號發(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)都設有光耦(15)與待測電纜(6)隔離。
2.根據(jù)權利要求1所述多芯通信電纜綜合測試儀，其特征在于所述線序測試信號發(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)上分別標注了線序號碼。
3.根據(jù)權利要求1所述多芯通信電纜綜合測試儀，其特征在于所述主機外圍接口設 有16位電纜夾具(12)和故障點測距信號發(fā)送/接收夾具(13)，所述16位電纜夾具(12) 上分別標注了線序號碼。
4.根據(jù)權利要求1所述多芯通信電纜綜合測試儀，其特征在于所述編碼接收電路和 所述編碼發(fā)送電路都通過光耦(15)與相對應的16位電纜夾具(12)相連接。
專利摘要多芯通信電纜綜合測試儀，包括線序測試信號發(fā)送器和主機，其特征在于所述線序測試信號發(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；所述主機包含解碼CPU、編碼接收電路、故障點測距信號發(fā)射/接收電路、顯示器和鍵盤，所述編碼接收電路、故障點測距信號發(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)送電路都設有光耦與待測電纜隔離。本實用新型結構簡單，成本低廉，可靠性高，抗干擾強，可測電纜長度長，適用于各種電纜相關的連接、檢修工程。
文檔編號G01R31/11GK201594125SQ20092020029
公開日2010年9月29日 申請日期2009年11月7日 優(yōu)先權日2009年11月7日
發(fā)明者周志青, 姚晴洲 申請人:姚晴洲;周志青