基于TDR的ADSL線纜斷點(diǎn)測(cè)試儀設(shè)計(jì)

1 引言
近幾年來(lái)，非對(duì)稱(chēng)數(shù)字用戶(hù)線ADSL(Asymmetric DigitalSubscriber Line)作為網(wǎng)絡(luò)“最后一公里”問(wèn)題解決方案應(yīng)用廣泛。我國(guó)ADSL業(yè)務(wù)已成為運(yùn)營(yíng)商收入的主要增長(zhǎng)點(diǎn)之一。因此，無(wú)論是ADSL業(yè)務(wù)的開(kāi)通，還是正常的運(yùn)營(yíng)維護(hù)，都需一系列測(cè)試，而斷點(diǎn)測(cè)試是其中一項(xiàng)重要測(cè)試。
而早期電橋測(cè)試儀表操作復(fù)雜，測(cè)試時(shí)要求雙方配合，并需知道準(zhǔn)確的線纜長(zhǎng)度等技術(shù)數(shù)據(jù)；測(cè)量精度受環(huán)境溫度、電磁干擾等因素的影響。且一般線務(wù)人員不易掌握，無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)量。現(xiàn)有線纜測(cè)試專(zhuān)用儀表都需對(duì)線務(wù)人員進(jìn)行培訓(xùn)，準(zhǔn)確定位并計(jì)算采集的波形方可得到測(cè)試結(jié)果。介紹一種運(yùn)用時(shí)域脈沖回波原理測(cè)量ADSL 線纜故障點(diǎn)位置的測(cè)試儀，只需單人操作，一鍵測(cè)試，小巧輕便，上手即會(huì)運(yùn)用。

2 時(shí)域脈沖回波原理
測(cè)試時(shí)向線纜一端注入低壓脈沖，該脈沖沿線纜傳播(傳播速度與光速為同一級(jí)別)，當(dāng)遇到故障點(diǎn)，脈沖產(chǎn)生反射回到測(cè)量點(diǎn)，通過(guò)儀器獲得發(fā)射脈沖與反射脈沖的時(shí)間差△t，又已知脈沖在線纜中的波速度v，可得到故障點(diǎn)距離L：

由于脈沖發(fā)射接收均在同一測(cè)試點(diǎn)，如果在一個(gè)脈沖時(shí)間內(nèi)發(fā)射脈沖與反射脈沖重疊，因此不能測(cè)出故障點(diǎn)距離，這樣則出現(xiàn)測(cè)試盲區(qū)。為減小測(cè)試盲區(qū)，必須減小脈沖寬度，但這會(huì)導(dǎo)致發(fā)射脈沖能量的減弱，從而反射脈沖獲取的難度，不利于長(zhǎng)距離測(cè)量增加。為解決上述矛盾，本線纜測(cè)試儀采用寬度可變的脈沖，并提高脈沖幅度，測(cè)試不同長(zhǎng)度的線路。

3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
3．1 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
圖1為該測(cè)試系統(tǒng)工作原理框圖。

其基本工作原理為：測(cè)試時(shí)通過(guò)人機(jī)鍵盤(pán)設(shè)置脈沖寬度，單片機(jī)發(fā)送測(cè)試開(kāi)始指令和脈寬控制字，F(xiàn)PGA接收到測(cè)試指令，根據(jù)脈寬控制字產(chǎn)生脈沖并開(kāi)始計(jì)數(shù)，脈沖經(jīng)發(fā)射電路到被測(cè)線纜。遇到斷點(diǎn)后，脈沖原路返回，再經(jīng)信號(hào)接收電路產(chǎn)生下降沿，使FPGA停止計(jì)數(shù)，并將計(jì)數(shù)值傳給單片機(jī)，從而計(jì)算出斷點(diǎn)位置，并通過(guò)顯示電路顯示，單片機(jī)通過(guò)串口與PC機(jī)通信，傳輸所測(cè)數(shù)據(jù)。而電源電路提供系統(tǒng)所需電源。