CPLD 在線纜快速測試技術(shù)中的應(yīng)用

1.引言
隨著電子技術(shù)的發(fā)展，復(fù)雜可編程邏輯器件CPLD（Complex Programmable Logic Device）以其高速、高可靠以及開發(fā)便捷、規(guī)范、能完成任何數(shù)字器件功能的優(yōu)點[1]， 越來越廣泛地應(yīng)用于電子儀器中。

線纜的安裝質(zhì)量的好壞將直接影響電氣柜的質(zhì)量，因此線纜測試是電氣柜線纜安裝過程中非常重要的環(huán)節(jié)。線纜快速測試技術(shù)是指實時、高效、準(zhǔn)確、同時測試多條線纜的連通性能（通斷、短路、錯接），是目前多數(shù)電氣傳動類企業(yè)所希望使用的技術(shù)[2]。

本文根據(jù)國內(nèi)外線纜測試技術(shù)的發(fā)展及生產(chǎn)企業(yè)的實際要求，設(shè)計了一種新型便攜式線纜組快速測試系統(tǒng)。該測試系統(tǒng)采用兩塊CPLD 用于接口電路，從而實現(xiàn)多組線纜(內(nèi)有多條導(dǎo)線)同時測試，檢測線纜的通斷、短路和錯接情況，進(jìn)而達(dá)到快速檢測線纜連通性能的目的。

2.測試系統(tǒng)工作原理
線纜的連通性是指線纜中任意兩根線之間不得短路、斷路及錯接[3]，是其他線纜特性測試的基礎(chǔ)。電氣柜因型號不同，每組線纜的數(shù)量不同，多者可達(dá)幾十條，少者僅有幾條。為了使測試系統(tǒng)的應(yīng)用具有廣泛性，本文將CPLD引入設(shè)計中，將被測線纜組接于兩塊基于CPLD的接口電路之間。用戶通過鍵盤輸入待檢測線纜組的圖號，然后按開始鍵后CPLD工作，輸入的信號通過被測線纜輸出到另一CPLD進(jìn)行數(shù)據(jù)信息匯總，然后通過SPI（Serial Peripheral Interface）接口模塊將數(shù)據(jù)傳遞給單片機進(jìn)行處理，單片機對比接收和發(fā)射的數(shù)據(jù)，從而判斷出線纜組中每條線纜的連接狀況，并將測試結(jié)果通過液晶顯示屏顯示。測試系統(tǒng)原理框圖如圖1所示。

不同于雙絞線等其他線纜的測量[4-5]，電氣柜線纜組具備兩端測量的條件，因此可以采用施加數(shù)字信號來實現(xiàn)檢測。假設(shè)被測線纜組有n條線纜，施加的測試信號為 ,且

返回信號為，且：

則線纜連通良好的條件為：

例如，測試第一條線纜時，單片機輸出給CPLD1#的信號為 ，測試第二條線纜時，輸出給CPLD1#的信號為，以此類推，經(jīng)CPLD２#返回到單片機的信號y(xn )中“1”的個數(shù)與發(fā)出信號f (xn ) 中“1”的個數(shù)一致且位置對應(yīng)，說明線纜連通性良好；個數(shù)一致但位置不對應(yīng)，則可知線纜錯接；若“1”的個數(shù)多于測試信號中“1”的個數(shù)，說明線纜組中有線纜短路，通過確定返回信號中“1”的位置即可斷定哪幾條線纜之間發(fā)生了短路；若返回信號中沒有“1”，
則說明被測的這條線纜開路。