時(shí)域反射儀的硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)----關(guān)鍵電路設(shè)計(jì)（五）

從上面兩個(gè)測(cè)量波形可以看出，利用波形運(yùn)算的方法，可以消除一定的測(cè)量盲區(qū)。在測(cè)量短距離情況下，如果用較窄的測(cè)量脈沖，屏幕上顯示的波形前沿不夠好。通過(guò)增加測(cè)量脈沖信號(hào)的寬度以后，再利用波形減法運(yùn)算，可以得到比較好的測(cè)試結(jié)果，同時(shí)使測(cè)量盲區(qū)保持在lm以內(nèi)。圖5-6的測(cè)量結(jié)果顯示，在短距離測(cè)量情況，測(cè)量誤差比較明顯。因?yàn)樵谠摃r(shí)基狀態(tài)下的分辨率為0.4m，為實(shí)際長(zhǎng)度的20%，由于分辨率相對(duì)于2m的電纜來(lái)說(shuō)已經(jīng)比較大了，所以導(dǎo)致測(cè)量的不準(zhǔn)確，同時(shí)儀器本身還引入了一定的系統(tǒng)誤差，實(shí)際測(cè)量誤差為0.34m，相對(duì)誤差為17%.如果采用更小檔位的時(shí)基，測(cè)量結(jié)果應(yīng)該更加準(zhǔn)確。但由于在更小檔位下，屏幕上顯示的波形因順序等效采樣的不理想，導(dǎo)致顯示出的波形較難分辨出脈沖前沿，因此在這里沒(méi)有給出。表5-2給出來(lái)不同時(shí)基檔位下進(jìn)行電纜測(cè)量的相關(guān)參數(shù)。

4.2 結(jié)論

經(jīng)過(guò)對(duì)本設(shè)計(jì)硬件部分的分析論證和設(shè)計(jì)，以及在后期的不斷的電路調(diào)試和方案修改，基本上完成了本文的設(shè)計(jì)任務(wù)。

本設(shè)計(jì)以傳輸線傳輸理論為基礎(chǔ)，利用脈沖反射的原理，完成了時(shí)域反射儀的整體的硬件部分的設(shè)計(jì)。通過(guò)論文工作，作者基本完成了以下內(nèi)容：

1.利用FPGA內(nèi)部數(shù)字邏輯單元完成了寬度可變的脈沖信號(hào)，同時(shí)利用了游標(biāo)卡尺原理在FPGA完成了脈沖信號(hào)的等效延時(shí)模塊設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了脈沖信號(hào)的高速等效采樣。

2.將由數(shù)字電路產(chǎn)生的脈沖信號(hào)做放大處理，并利用功率分配電路將測(cè)試脈沖送到測(cè)試端。

3.脈沖信號(hào)的調(diào)理模擬通道的設(shè)計(jì)，包括粗衰減、阻抗變換、可變?cè)鲆娣糯箅娐罚{(diào)整垂直偏移電路、通道前端串轉(zhuǎn)并控制電路。

4.高速數(shù)據(jù)采集和存儲(chǔ)部分電路設(shè)計(jì)，包括數(shù)據(jù)高速采集電路、峰值檢測(cè)模塊、預(yù)觸發(fā)模塊。

5.手持式設(shè)備電源部分設(shè)計(jì)：鏗電池充電管理電路設(shè)計(jì)、利用DC/DC變換器將電池電壓轉(zhuǎn)換成系統(tǒng)所需要的各種直流電壓，防反跳開關(guān)控制器電路設(shè)計(jì)。

6.其它本文沒(méi)有介紹的部分，如真有效值萬(wàn)用表電路的設(shè)計(jì)，鍵盤電路，具有光電隔離RS232轉(zhuǎn)USB接口電路設(shè)計(jì)，CPLD驅(qū)動(dòng)液晶顯示部分設(shè)計(jì)，涉及到顯示數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、調(diào)出和修改等。

在本課題的研究和設(shè)計(jì)基本上完成了預(yù)定目標(biāo)，但通過(guò)最終的測(cè)試和驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)還有許多問(wèn)題需要進(jìn)一步改進(jìn)和解決。