一种时域反射仪制造技术

一种时域反射仪，属于测量领域，包括信号接收／发射装置、微处理器和信号处理装置，其特征在于：在信号接收／发射装置和信号处理装置之间设置动态增益调节装置。与现有技术相比，该方法可以延长线缆的测试距离，有效地避免仪器盲区和放大器阻塞，使得对故障的检测更加准确。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种时域反射仪，属于测量领域。
技术介绍
时域反射仪是一种利用回波定位原理工作的仪器，主要用途是查找并且确定一段电线或者电缆中的断线和短路故障点的位置。工作时，仪器主动向线路发射电磁信号，电磁信号会沿着线路传播。如果线路中没有断线和短路故障，信号会一直沿着线路传播，如果线路中有类似故障，电磁信号传播到这一点时就会产生反射信号，反射信号会沿着线路往回传播，并且被仪器接收到。电磁波在线路中有确定的传播速度，电磁波从被仪器发射出来到碰到故障点再反射回仪器所经历的时间可以被仪器记录下来，仪器根据这段时间和电磁波在线路中的传播速度能够计算出故障点的距离。电磁波在线路中传播时有衰减特性。也就是当电磁波向更远的距离传播时，电磁波的信号强度会随之减弱。同样，反射回来的信号强度也会随距离的加长而减弱。当线路比较长而故障点距离比较远时，仪器的信号放大环节一般被设置在较高的增益水平上，这样可以把微弱的反射信号加以放大，经过放大后的反射信号强度较高，才能够构被仪器接受和分析。信号放大器本身有这样一种工作特性，当被设置在比较高的增益水平上时，遇到较强的输入信号容易引发饱和失真。而且一旦发生饱和，即使撤掉输入信号，信号放大器也不能够立即退出饱和，而是要延续一段时间才能恢复到正常的工作状态下，在这段时间内，放大器如同被阻塞住一样不能起到放大信号的作用。放大器的这种特性被称为饱和阻塞。根据以上原理和特性，目前各种时域反射仪在测试线路的时候，普遍采用的是先设置信号放大环节的增益在一固定水平上，此时线路越长，增益设置也应越高。然后在发射电磁信号的同时接收放大后的反射信号。最后对接收到的信号加以处理和分析。以上方法在进行短距离线路的测试时，因为反射信号强度的衰减并不明显，对接收反射信号影响不大，当进行长距离线路的测试时，为避免反射信号强度的衰减，一方面仪器的信号放大环节必须要设置在一个较高的增益水平上，另一方面由于信号放大器在高增益下会出现饱和阻塞，影响到对反射信号的接收，严重时还会出现完全不能接收反射信号的现象。因此，传统的测试方法使长距离线路的测试受到了限制。
技术实现思路
根据以上现有技术中设置信号增益中的不足，本技术要解决的技术问题是提供一种使仪器能够不受信号放大器和阻塞的影响，显著的提高测试距离的方法。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是在信号接收/发射装置和信号处理装置之间设置动态增益调节装置。动态增益调节装置包括动态增益控制器和可变增益放大器。动态增益控制器和可变增益放大器之间设置有滤波网络。动态增益控制器至少包括一个数字电位器。动态增益控制器也可以采用D/A转换器。滤波网络为阻容式滤波网络。微处理器的2个I/O接口接在数字电位器的第1、2脚，可变增益放大器的第11脚连接模/数转换装置。来自微处理器的2个I/O口，I/O_U/D和I/O_INC，连接到数字电位器的第1、2脚，调节数字电位器的输出电平。数字电位器的输出由第5脚连接到阻容滤波网络，然后经由阻容滤波后连接到可变增益放大器的第9和第16脚。信号发射/接收电路传输过来的输入信号Signal_in，连接到可变增益放大器的第2脚，可变增益放大器的输出信号Signal_out，由可变增益放大器的第11脚连接到模/数转换装置。与现有技术相比，该一种时域反射仪所具有的有益效果是可以延长线缆的测试距离，有效地避免仪器盲区和放大器阻塞，使得对故障的检测更加准确。附图说明图1是本技术的方框图；图2是动态增益调节的主要波形图；图3是可变增益放大器调节信号对增益值的波形；图4是现有的时域反射仪测试波形2和本技术测试波形1比较；图5是动态增益调节装置的电路原理图。其中R1～R7电阻 C1～C11电容 V1～V4二极管 V5稳压二极管 L1、L2感抗IC1数字电位器 IC2可变增益放大器 K1转换开关具体实施方式以下结合附图对本技术做进一步的描述 如图1所示，一台本技术由信号接收/发射装置、微处理器、动态增益调节装置和信号处理装置组成。微处理器控制电脉冲产生、电脉冲收发、动态增益控制器、信号运算处理和运算结果显示。动态增益控制器控制可变增益放大器。可变增益放大器放大信号，并且输送到模/数转换装置，然后输送到信号运算处理。如图4所示，波形1为传统测试方法显示波形，波形2为本技术显示波形。其中，A点为传统测试方法显示的故障点，B点为本技术测试显示的故障点。比较可知，B点比A点更加明显。如图5所示，动态增益调节装置的电路原理图连接来自信号接收/发射装置的信号接入转换开关K1的4脚。转换开关K1的4脚和2脚之间接有电阻R4，2脚和公共端之间接有电阻R3，3脚通过电容C5接在可变增益放大器IC2的2脚上。转换开关K1的3脚和公共端之间分别串接有首尾相连的二极管V1、V2和二极管V3、V4，二极管V1的负极和二极管V3的正极接公共端。可变增益放大器IC2的3脚、4脚、5脚、6脚、10脚、15脚接公共端。可变增益放大器IC2的1脚和8脚相连，然后和公共端之间接有电阻R5和电容C10、C11。可变增益放大器IC2的7脚通过电容C4接公共端，7脚和14脚之间接有电阻R2和电容C2。可变增益放大器IC2的9脚和16脚相连。可变增益放大器IC2的12脚通过感抗L1接-5V，同时通过并联的电容C6、C7接公共端。可变增益放大器IC2的13脚通过感抗L2接+5V，同时通过并联的电容C8、C9接公共端。可变增益放大器IC2的16脚通过电容C3接公共端，11脚通过电容C1耦合输出信号。数字电位器IC1的1脚、2脚接收微处理器的控制信号。数字电位器IC1的3脚通过电阻R7接+5V，并且与可变增益放大器IC2的1脚之间接有电阻R6，和公共端之间接有稳压二极管V5。数字电位器IC1的5脚通过电阻R1接可变增益放大器IC2的9脚和16脚，然后通过电容C3接公共端。数字电位器IC1的6脚接公共端。数字电位器IC1的4脚和7脚共接，然后接地。图中，I/O_U/D和I/O_INC是微处理器的2个I/O口，连接到数字电位器的第1、2脚，调节数字电位器的输出电平。数字电位器的输出由第5脚连接到阻容滤波网络，然后经由阻容滤波后连接到可变增益放大器的第9和第16脚。Signal_in是信号发射/接收电路传输过来的输入信号，连接到可变增益放大器的第2脚，Signal_out是可变增益放大器的输出信号，由可变增益放大器的第11脚连接到模/数转换装置。其中，除了采用数字电位器实现外，也可以采用D/A转换器实现，例如AD9708，但D/A转换器不限于AD9708。工作原理时域反射仪工作的时候，首先给动态增益控制电路一个较小的固定的输入信号，如图2的波形1，使得动态增益控制电路的输出信号也较小，如图2的波形2和波形3，使得可变增益放大器处在一个较小的增益水平，如图3所示。然后仪器发射电磁信号，同时根据预先设定好的对应关系随时间改变动态增益控制电路的输入信号，如图2的波形1，使得动态增益控制电路的输出信号随时间逐渐加大，如图2的波形2和波形3，相应的，可变增益放大器的增益也随时间逐渐加大，如图3。由于开始的时候可变增益放大器的增益水平比较低，虽然这时候线路上会反射一些近端的比较本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种时域反射仪，包括信号接收／发射装置、微处理器和信号处理装置，其特征在于：在信号接收／发射装置和信号处理装置之间设置动态增益调节装置，动态增益调节装置包括动态增益控制器和可变增益放大器，微处理器连接电脉冲产生、电脉冲收发、动态增益控制器、信号运算处理和运算结果显示，动态增益控制器连接可变增益放大器，可变增益放大器和模／数转换装置。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李峰，徐丙垠，
申请(专利权)人：淄博科汇电气有限公司，
类型：实用新型
国别省市：37[中国|山东]