一种基于低压脉冲反射法的电缆断点定位检测系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于低压脉冲反射法的电缆断点定位检测系统，它包括CPLD控制器、第一脉冲发射单元、第二脉冲发射单元和信号隔离整形单元；第一脉冲发射单元主要由第一或非门、第二或非门、第一电阻R1、第二电阻R2和电容C组成；第二脉冲发射单元主要由RS触发器和单刀双掷按键开关组成；第一脉冲发射单元的输出端与数据选择器的第一输入端相连接，第二脉冲发射单元的输出端与所述数据选择器的第二输入端相连接；数据选择器的输出端与模拟开关的第一输入输出口相连接。本实用新型专利技术具有能够根据检测距离选择具有不同脉冲宽度的探测信号，从而实现检测适应性更强的优点。

A cable breakpoint location and detection system based on low voltage pulse reflection method

The utility model discloses a cable breakpoint locating and detecting system based on low voltage pulse reflection method, which comprises a CPLD controller, a first pulse transmitting unit, a second pulse transmitting unit and a signal isolation and shaping unit; the first pulse transmitting unit is mainly composed of a first or non-gate, a second or non-gate, a first resistance R1, and a second resistance R2. The output of the first pulse transmitting unit is connected with the first input of the data selector, the output of the second pulse transmitting unit is connected with the second input of the data selector, and the output of the second pulse transmitting unit is connected with the second input of the data selector. The terminal is connected with the first input and output port of the analog switch. The utility model has the advantages that the detection signal with different pulse width can be selected according to the detection distance, and the detection adaptability is stronger.

【技术实现步骤摘要】
一种基于低压脉冲反射法的电缆断点定位检测系统
本技术涉及一种电缆断点检测定位电路，具体是一种适用于较长线路的电缆检测定位电路，属于检测检修仪器

技术介绍
通信电缆是信息交互的主要媒介，对通信系统的可靠性起着重要的作用。为了准确找到通信电缆故障发生的位置需要依靠必要的仪器设备。电缆断点定位设备是常见的检修仪器之一。电缆断点定位设备所采用的测量原理主要有：电桥法、低压脉冲反射法和二次脉冲法。其中电桥法是60年代最早出现的智能检测方法，它利用电桥平衡原理进行检测，主要有电阻电桥、电容电桥等，在计算机技术广泛应用的几天这种技术智能化程度较低下。二次脉冲法是利用高压脉冲击穿高阻故障的瞬间给故障电缆发射低压脉冲信号，用低压脉冲短路故障波形测试电缆高阻故障，这是较为前沿的检测方法，但是电路结构比较复杂。目前广泛采用的还是低压脉冲反射法，它的基本原理是向被测电缆发射一个低压脉冲，当脉冲信号遇到故障点时会反射一个脉冲信号，通过计算发射脉冲与反射脉的往返时间差，再结合脉冲在特定电缆中传播的波速度，便可计算出测试点与故障点之间的粗略距离，实现故障断点的初步定位。低压脉冲反射法中，发射脉冲应当具有适合的脉冲宽度t，那么如果发射脉冲的脉冲宽度t大于低压电脉冲在被测电缆中的往返时间(也即是在t时间内反射波已经到达发出发射波的测试点位置)那么发射波将与反射波重叠，无法区分出来，单片机等智能处理器便无法进行检测定位，出现了测量盲区。例如发射波的脉冲宽度t为0.5μs，而低压脉冲信号在电缆中的传播速度为160m/μs，那么测量盲区就是40m，低压脉冲信号只需要0.5μs即可在被测电缆中跑一个来回，反射波到达测试点，两个脉冲信号重叠在一起，测试无法得出结果。因此为了提高检测适应性，应当适度降低发射信号的脉冲宽度。而现有技术中，通常利用基本数字模块实现的脉冲发生电路的脉冲宽度大多为μs级，难以适应检测盲区要求小的设计，为了得到更窄脉冲发射信号往往采用FPGA等高速处理器通过复杂算法实现，但是这必然导致系统软硬件设计难度增加；因此能使用低成本的器件和简单的电路结构提供窄脉宽的探测脉冲具有较大的工程实践意义。但是，众所周知的，脉冲宽度越窄，所包含的高频成分越丰富，而较大的电缆线路高频损耗也会使得反射脉冲幅值降低，也即是反射信号过于损耗殆尽，过于微弱，接收电路将无法对此反射信号进行接收处理，因而也无法进行时间差测量，进而无法完成断点定位。因而在探测电缆长度较长的情况下反而不应当使用脉冲宽度过窄的探测信号。综上所述，现有技术中需要一种能够根据探测现场电缆断点离测试点的粗略范围(也即是电缆粗略长度或者叫检测距离)选择具有不同脉冲宽度的探测信号的电缆断点定位检测系统。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述不足，本技术的目的是：提供一种能够根据检测距离选择具有不同脉冲宽度的探测信号，从而具有更强检测适应性的电缆断点定位检测系统。为了实现上述目的，本技术采用了以下的技术方案。一种基于低压脉冲反射法的电缆断点定位检测系统，其特征在于：它包括CPLD控制器、第一脉冲发射单元、第二脉冲发射单元和信号隔离整形单元；所述CPLD控制器主要由分频器单元、数据选择器单元和数器单元构成；所述信号隔离整形单元主要由模拟开关和运算放大器组成；所述第一脉冲发射单元主要由第一或非门、第二或非门、第一电阻R1、第二电阻R2和电容C组成；第一电阻R1与和第二电阻R2串联连接，连接电节点记为电节点A；第一电阻R1的另一端与所述分频器的输出端相连接；第二电阻R2的另一端接地；电节点A还与电容C的一端相连接，电容C的另一端接地；所述第一或非门的第一输入端与分频器的输出端相连接，第一或非门的第二输入端与电节点A相连接；所述第二或非门的第一输入端与分频器的输出端相连接，第二或非门的第二输入端与所述第一或非门的输出端相连接，第二或非门的输出端为第一脉冲发射单元的输出端；所述第二脉冲发射单元主要由RS触发器和单刀双掷按键开关组成，RS触发器的置位端与单刀双掷按键开关的第一固定端相连接，RS触发器的复位端与单刀双掷按键开关的第二固定端相连接，单刀双掷按键开关的活动端接地，RS触发器的置位端和复位端均与电源正极VCC相连接，RS触发器的信号输出端为第二脉冲发射单元的输出端；所述第一脉冲发射单元的输出端与所述数据选择器的第一输入端相连接，所述第二脉冲发射单元的输出端与所述数据选择器的第二输入端相连接；所述数据选择器的输出端与模拟开关的第一输入输出口相连接；所述模拟开关的第二输入输出口与运算发大器的正输入端相连接，运算放大器的负输入端通过第三电阻R3与电源正极相连接，运算放大器的负输入端通过第四电阻R4与地相连接；所述运算放大器的输出端与计数器单元的计数停止端相连接，所述数据选择器的输出端与计数器单元的计数启动端相连接；所述模拟开关的公共端COM为电缆断点定位电路的测试接触端；模拟开关的数控选择端与单片机的输出口相连接；所述数据选择器的选择端与单片机的输出口相连接；所述CPLD控制器通过SPI接口与单片机相通信。进一步的，所述单片机与LCD显示器相连接。相比现有技术，本技术具有如下优点：本技术的第一脉冲发射单元产生的单脉冲信号是脉冲宽度为纳秒级的窄脉冲信号，因此即使在40m这样短的测试范围内，发射脉冲的脉冲宽度t也远远小于低压电脉冲在被测电缆中的往返时间，不会出现在t时间内反射波已经到达发出发射波的测试点位置，发射波与反射波重叠，无法区分，导致无法测算脉冲在电缆中往返时间的缺陷，综上所述，本技术具有避免短距离测量盲区出现的优点。此外，本技术设置在CPLD控制器中的数据选择器可根据单片机发送的控制信号在第一脉冲发射单元输出信号和第二脉冲发射单元输出信号之间进行数据选择，将选择结果信号发送给被测电缆进行想相关测量，第二脉冲发射电路所输出的探测信号的脉冲宽度相比第一脉冲发射单元输出的探测信号要宽，更适合于较长的探测距离。综上所述，也即是说本技术可以根据探测现场电缆断点离测试点的粗略范围(也即是电缆粗略长度或者叫检测距离)选择具有不同脉冲宽度的探测信号，从而实现检测适应性更强的优点(各种长度的检测距离均能有较为精确的检测结果)。附图说明图1为本技术电路结构图；图2位本技术中比较整形单元电路结构图；具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细说明。一、本技术具体电路结构如图1所示，本技术一种基于低压脉冲反射法的电缆断点定位检测系统，它由CPLD控制器、脉冲发射电路和信号隔离整形单元组成。CPLD控制器采用ALTERA公司提供的普通低端CPLD芯片即可(例如MAX3000)。第一脉冲发射单元由集成或非门芯片、两个电阻和一个电容构成基本元件。第二脉冲发射单元则主要由RS触发器构成。信号隔离整形单元主要由模拟开关和运算放大器组成。1、CPLD控制器主要由分频器单元、数据选择器单元和计数器单元构成，其中计数器单元具有一个计数启动端和一个计数停止端(当然还必须具有计数器输出端、时钟端和清零端等常规端口)，计数启动端接收到脉冲信号中包含的上升沿后能够启动计数器进行计数，计数停止端接收到脉冲信号中包含的上升沿后能够暂停计数，具体的可以通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于低压脉冲反射法的电缆断点定位检测系统，其特征在于：它包括CPLD控制器、第一脉冲发射单元、第二脉冲发射单元和信号隔离整形单元；所述CPLD控制器主要由分频器单元、数据选择器单元和数器单元构成；所述信号隔离整形单元主要由模拟开关和运算放大器组成；所述第一脉冲发射单元主要由第一或非门、第二或非门、第一电阻R1、第二电阻R2和电容C组成；第一电阻R1与和第二电阻R2串联连接，连接电节点记为电节点A；第一电阻R1的另一端与所述分频器的输出端相连接；第二电阻R2的另一端接地；电节点A还与电容C的一端相连接，电容C的另一端接地；所述第一或非门的第一输入端与分频器的输出端相连接，第一或非门的第二输入端与电节点A相连接；所述第二或非门的第一输入端与分频器的输出端相连接，第二或非门的第二输入端与所述第一或非门的输出端相连接，第二或非门的输出端为第一脉冲发射单元的输出端；所述第二脉冲发射单元主要由RS触发器和单刀双掷按键开关组成，RS触发器的置位端与单刀双掷按键开关的第一固定端相连接，RS触发器的复位端与单刀双掷按键开关的第二固定端相连接，单刀双掷按键开关的活动端接地，RS触发器的置位端和复位端均与电源正极VCC相连接，RS触发器的信号输出端为第二脉冲发射单元的输出端；所述第一脉冲发射单元的输出端与所述数据选择器的第一输入端相连接，所述第二脉冲发射单元的输出端与所述数据选择器的第二输入端相连接；所述数据选择器的输出端与模拟开关的第一输入输出口相连接；所述模拟开关的第二输入输出口与运算发大器的正输入端相连接，运算放大器的负输入端通过第三电阻R3与电源正极相连接，运算放大器的负输入端通过第四电阻R4与地相连接；所述运算放大器的输出端与计数器单元的计数停止端相连接，所述数据选择器的输出端与计数器单元的计数启动端相连接；所述模拟开关的公共端COM为电缆断点定位电路的测试接触端；模拟开关的数控选择端与单片机的输出口相连接；所述数据选择器的选择端与单片机的输出口相连接；所述CPLD控制器通过SPI接口与单片机相通信。...

【技术特征摘要】
1.一种基于低压脉冲反射法的电缆断点定位检测系统，其特征在于：它包括CPLD控制器、第一脉冲发射单元、第二脉冲发射单元和信号隔离整形单元；所述CPLD控制器主要由分频器单元、数据选择器单元和数器单元构成；所述信号隔离整形单元主要由模拟开关和运算放大器组成；所述第一脉冲发射单元主要由第一或非门、第二或非门、第一电阻R1、第二电阻R2和电容C组成；第一电阻R1与和第二电阻R2串联连接，连接电节点记为电节点A；第一电阻R1的另一端与所述分频器的输出端相连接；第二电阻R2的另一端接地；电节点A还与电容C的一端相连接，电容C的另一端接地；所述第一或非门的第一输入端与分频器的输出端相连接，第一或非门的第二输入端与电节点A相连接；所述第二或非门的第一输入端与分频器的输出端相连接，第二或非门的第二输入端与所述第一或非门的输出端相连接，第二或非门的输出端为第一脉冲发射单元的输出端；所述第二脉冲发射单元主要由RS触发器和单刀双掷按键开关组成，RS触发器的置位端与单刀双掷按键开关的第一固定端相连接，RS触发器的复位端与单刀双掷按...

【专利技术属性】
技术研发人员：冀云，
申请(专利权)人：重庆电子工程职业学院，
类型：新型
国别省市：重庆,50