時域反射儀的硬件設(shè)計與實現(xiàn)----關(guān)鍵電路設(shè)計（五）

4.1時域反射測試

經(jīng)過較長時間的硬件調(diào)試，以及軟硬件電路的相互配合，時域反射儀基本實現(xiàn)了電纜測試的功能，下面將分不同情況對時域反射測量進行驗證。

4.1.1無電纜下的測試

在進行電纜故障測量前一般需要對反射儀做粗略的設(shè)置，即選定一個脈沖信號，使其在屏幕上方可以看到分別從兩個通道上輸入的發(fā)射脈沖信號，以確保時域反射儀處于正常工作狀態(tài)。圖5-1給出了在沒有接被測電纜情況下，在屏幕上顯示的波形。

從圖中可以看到，兩個通道波形基本相同，都看不到有反射信號的產(chǎn)生，從兩個角度可以分析該現(xiàn)象。

傳輸線理論分析：因為脈沖信號經(jīng)過放大以后為8V，通過功率分配器分別送到兩個輸入端口，則經(jīng)過均分以后，每個脈沖的幅度變成了4V左右。當(dāng)沒有被測電纜的情況相當(dāng)于被測電纜長度為0m，測量通道形成了負(fù)載開路的狀態(tài)，在脈沖輸入口處即發(fā)生了脈沖信號的反射，由于時間間隔很短，反射脈沖和發(fā)射脈沖完全重疊，幅度增加一倍;而參考通道由于內(nèi)部接了一個50Ω的電阻，相當(dāng)于負(fù)載完全匹配，則不會有反射脈沖信號，顯示出的幅度不變，則恰好對應(yīng)了屏幕上測量通道的脈沖信號幅度為參考通道脈沖信號幅度的兩倍。

電子線路理論分析：脈沖信號經(jīng)過放大以后為8V，不考慮傳輸線上的阻抗特性，從圖4-14中可以看到，脈沖信號在進入通道之前，經(jīng)過了一個二分之一電阻分壓網(wǎng)絡(luò)，則實際上參考通道上的脈沖信號幅度只有原脈沖信號幅度的一般，即4V左右;脈沖進入測量通道前由于沒有分壓網(wǎng)絡(luò)，且沒有連接電纜，由測量通道為高阻輸入，從信號測量角度來講，相當(dāng)于輸入測量通道的信號就是原脈沖信號，即為SV左右的發(fā)射脈沖信號。這樣也能合理的解釋為什么在屏幕上看到的測量通道的脈沖信號幅度是參考通道脈沖信號幅度的兩倍左右。

4.1.2電纜校準(zhǔn)測試

在進行正常電纜測試前，一般先要對電纜做一次校準(zhǔn)，即對一根已知長度(20m)且與被測電纜材料(50Ω高頻同軸電纜)相同的電纜做一次測試，通過對該電纜的測試，可以計算出一個波速因子NVP，即脈沖信號在電纜中的傳輸速度與電信號在真空中的傳輸速度的比值。圖5-2所示為利用標(biāo)準(zhǔn)電纜來校準(zhǔn)波速因子的顯示圖形，采用的是50ns的脈沖信號。

當(dāng)接上標(biāo)準(zhǔn)校準(zhǔn)用電纜(50Ω同軸電纜)以后，通過選擇合適的脈沖信號，此時只用測量通道即可完成波速因子的校準(zhǔn)。通過調(diào)整兩個垂直光標(biāo)的位置，當(dāng)兩個光標(biāo)與兩個脈沖沿基本對齊以后，屏幕上顯示了校準(zhǔn)所得的波峰因子NVP為0.65，為了保證測量結(jié)果的準(zhǔn)確性，最好是進行多次校準(zhǔn)，因為NVP的大小變化是以0.01為步進，如果NVP的偏差0.01，則測量結(jié)果就會偏差±1%.經(jīng)過多次校準(zhǔn)