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摘要：介紹了一種以單片機(jī)和FPGA為核心的ADSL線纜測(cè)試儀。通過采用嵌入式計(jì)算機(jī)技術(shù)，硬件電路模塊化設(shè)計(jì)技術(shù)，方便了測(cè)量通道的擴(kuò)展，實(shí)現(xiàn)了ADSL線纜的導(dǎo)通，絕緣，電壓，電容測(cè)試。闡述了該系統(tǒng)的工作原理、設(shè)計(jì)方案和硬件、軟件實(shí)現(xiàn)方法。試用結(jié)果表明，該測(cè)試儀能夠?qū)DSL線纜的絕緣，電壓等電氣性能參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)測(cè)量，能及時(shí)快速地檢測(cè)ADSL線纜存在的故障隱患，縮短檢測(cè)時(shí)間，提高檢測(cè)效率。
關(guān)鍵詞：ADSL線纜；FPGA；單片機(jī)；便攜
0 引言
近幾年來，不對(duì)稱數(shù)字用戶線(ADSL)作為網(wǎng)絡(luò)“最后一公里”問題解決方案在世界范圍內(nèi)得到了廣泛運(yùn)用。在我國(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。
其直接采用的是現(xiàn)有的市話銅纜線路傳輸信息，市內(nèi)電話線纜線路同時(shí)還擔(dān)負(fù)著傳遞長(zhǎng)途電話、市內(nèi)電話和其他通信業(yè)務(wù)的重要任務(wù)，是保證通信業(yè)務(wù)暢通無阻的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。如果市話線路發(fā)生障礙，少則十幾個(gè)用戶，多則上千個(gè)用戶會(huì)同時(shí)發(fā)生阻斷；如果是多局制的中繼線纜出現(xiàn)障礙，會(huì)使兩個(gè)局的全體用戶都不能相互通信。因此，無論是ADSL業(yè)務(wù)還是市話業(yè)務(wù)的開通，還是正常的運(yùn)營(yíng)維護(hù)，都需進(jìn)行一系列的測(cè)試工作，而自動(dòng)化的測(cè)試儀表是提高測(cè)試效率及準(zhǔn)確度的關(guān)鍵。針對(duì)傳統(tǒng)儀表設(shè)備不便攜帶，自動(dòng)化程度不高等特點(diǎn)設(shè)計(jì)了此型ADSL線路測(cè)試儀。
1 系統(tǒng)工作原理
線纜測(cè)試儀由MCU控制器電路、控制驅(qū)動(dòng)電路、A／D采集電路、通道切換電路、絕緣，環(huán)阻，電壓，電容，通斷測(cè)量電路、系統(tǒng)電源電路、顯示電路、人機(jī)鍵盤接口電路等部分組成。線纜測(cè)試儀系統(tǒng)原理組成方框圖如圖1所示。
MCU主控制器電路完成系統(tǒng)測(cè)試程序的運(yùn)行控制，進(jìn)行計(jì)算機(jī)控制、地址、數(shù)據(jù)命令的接收、發(fā)送、驅(qū)動(dòng)控制，進(jìn)行人機(jī)接口命令交互，與上位機(jī)通訊命令傳送，接收與之聯(lián)網(wǎng)的上位計(jì)算機(jī)發(fā)送的測(cè)試命令字，執(zhí)行測(cè)試過程及將測(cè)試結(jié)果顯示、通過串口輸出上傳等。
驅(qū)動(dòng)控制電路完成總線信號(hào)的驅(qū)動(dòng)和各種用戶功能接口板的地址譯碼、控制、通道切換、功能實(shí)現(xiàn)等工作。
絕緣阻抗測(cè)試單元：實(shí)現(xiàn)被測(cè)電纜的絕緣阻抗測(cè)試。將絕緣測(cè)試所需的高壓源或標(biāo)準(zhǔn)電阻通過通道切換電路切換到相應(yīng)的測(cè)量電路。
環(huán)路電阻測(cè)試單元：實(shí)現(xiàn)被測(cè)電纜的環(huán)路電阻測(cè)試。將環(huán)阻測(cè)試所需的電壓源或標(biāo)準(zhǔn)電阻通過通道切換電路切換到相應(yīng)的測(cè)量電路。
通斷測(cè)試單元：實(shí)現(xiàn)被測(cè)電纜的通斷測(cè)試，以及斷點(diǎn)位置的確定。
電壓測(cè)試單元：實(shí)現(xiàn)被測(cè)線纜A，B線之間的電壓測(cè)量。
電容測(cè)試單元：實(shí)現(xiàn)被測(cè)線纜A，B線之間的電容測(cè)量。
通道切換電路實(shí)現(xiàn)將被測(cè)電纜的被測(cè)點(diǎn)接通切換到相應(yīng)的測(cè)試線路通道。
人機(jī)接口單元接收面板鍵盤的命令，完成相應(yīng)的控制操作，并將信息送到LCD顯示屏顯示。
顯示電路實(shí)現(xiàn)開機(jī)畫面、系統(tǒng)主菜單、測(cè)試項(xiàng)目子菜單、自檢和校準(zhǔn)結(jié)果、測(cè)試結(jié)果、數(shù)據(jù)管理、電氣性能參數(shù)值等顯示信息。
2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
2．1 通斷測(cè)試單元
2．1．1 通斷測(cè)試原理
測(cè)試原理：測(cè)試時(shí)向電纜一端注入低壓脈沖，該脈沖沿電纜傳播(傳播速度與光速為同一級(jí)別)，當(dāng)遇到阻抗不匹配的地方，如短路點(diǎn)、故障點(diǎn)、中間接頭等，脈沖產(chǎn)生反射，反射信號(hào)回到測(cè)量點(diǎn)時(shí)被儀器記錄下來，波形發(fā)射脈沖與反射脈沖的時(shí)間差，脈沖在電纜中的波速度v，很容易得到阻抗不匹配點(diǎn)距離L。
