通信线路故障测试仪设计

gofnApparatusforthesn专业班级：电信0601 本文介绍了一种利用低压脉冲反射法测量通信电缆断点故障位置的方法89C51主控、发射电路、接收局部电路用Protel99se了原理图与对接收电路做了PCB计。linesbreakdownbrings,patrolseconomicalthelinemanpowerandthephysicalresource.Soitisveryimportanttostudyanddevelopaefficaciousoffaultlocationequipment.Themethodofmeasuringthedistanceofbreakpointfaultofmunicationcablewithlowvoltagepulsereflectionandrelatedsystemestablishedby89C52singlechipputeralepresented．Inthissystem，highfrequencypulsesweregeneratedandtheamplitudewereraised．Throughthecarrierofthedevice，thepulsewavewassendingintothecable．Thewavewouldbereflectedwhenitreachedthebreakpointbe．causeofthehighresistance．Thereflectivewavewouldbesentbacktopulsereceivingcircuitinthesystem ．Bycalculatingthetimeperiodbe-tweensendingandreceivingofthewave，accuratepositionofthebreakpointcouldbedetermined．Thesystemisinsimpleconstructionandeasyoperation Itofersprecisedistancemeasurementandexcellentefects.applyinactualthetheoreticaldesign，therange-measuringcircuitmasterpartialelectriccircuitshasbeenmadethePCBdesign.Keysmunicationsefaulttep目录目摘要I第1绪12通讯线路故障分析通讯线路故障产生的原因335测试方案的选择方案的选择4低压脉冲测测试法内部阻抗平衡技术内部平衡阻抗技术11513信息输入装置数码显示输出6167系统局部软件的设计主程序设计定时器T0附录A统主控单元电路连线图28附录B信号发射电路图29附录C号接收电路图附录D号接收电路的PCB建立工作环境原理图设计PCB第2第G表格1-2障形式分∞∞把Rf<100kΩ的故障称为低阻故障的习惯，其原因是传统的电桥法可以测量这类故障。3此时，据电桥平衡原理可得：R1R4=R2R3，即R3/R4=R1/R2==K由于R1、R2为电阻，设R1/R2值为K，那么

R3

l+l0Klx，而l+l0+lx2l，所lx

由上面推导得知：只要准确知道电缆长度l和测出电桥两电阻臂的比K，就能准冲击高压闪络法,又称冲闪法,是几乎所有的电缆故障都可以采用的方法,如图抗干扰性好,测试更准确,所以许多地方依然采用此方祛[6]。利难101射,冲法波形的分析,要把握住三点极性、幅度、时间[7]。的波形同时显示时，二者的分叉点比拟明显，容易识别，如图4-3示[8]。脉脉冲产生对接对接短路故障示波无故障芯线上观察的波对接头反射发送脉有故障芯线上观察的波从开路终端反射的正脉从短路点或接地故障点反射的负脉

T型接头回波对接头反射路上去。有无内部平衡作用的仪器测量波形如图4-5示。++A-8单片机16单片机；其8的单片机、16单片机都分别由INTER的MCS-51列和MCS-96列为代表。速度快，MCS-96列主要是用在工业控制中，而且结构比拟复杂，价格比拟昂贵。而MCS-51列结构简单、价格低廉等特点。位的AT89C51为本次设计的中央处理单元。十一位十进制数，需要几为十进制数可选择几片BCD拨盘拼接[11]。 位1L ××12

r——修正系数实际的应为百分比系数60%～95%之间具体到通讯线路r在70%～90取值。因此，设计中需要用两片BCD拨盘，通过一74LS240片与可采74LS245为线驱动/缓冲器〕。段LED77可以显0～9数字和A～F字母，实16制显示。静态显示就是将N共阴极LED示器的阴极连在接地，每一位LED8段选线与一个8并行口相连。当显示某一个字符时，相应的发光二极管就恒定地导通或截止。到各个LED示器上，因此，在每个瞬间，NLED能显示一样的字符，要想每一个的8“位选码〞[12]。所以能计的最长时间T=M/F=216/108=0.00065536s=655.36低压脉冲波在标准通讯电缆中的传播速度V≈160m/s，一般常用的通讯电缆与标准的通讯电缆间系数=VF=0.0006m<0.00m，判断系统所选的计时局部。下面简要说明连线形式：100MHz脉冲源接74LS390的CP074LS390串联方式接成100制计数器，计数输出最高为接到AT89C51T0口，8数据总线上〔P0〕口。具体电路接线图见附录A。脉冲发射电路框图如下列图6-1示。根据测量X的不同改变预置的数值，定时器就输出不同宽度的脉冲。象。内部阻抗平衡技术在4.3已作介绍，在此不再赘述[14]。触-≈假设BA1、A2的一个为高电平，输入中有一个或两个产生又10负跳变。阻接11+5V源之间。t通常R数值取2～30KΩ之间，C数值取10pF～10μF间，得到W的取值X可达20ns～200ms。t6-174121能 A1A2BQ❑QLXHLHXLHLHXXLLHHHXH↓H↓HH↓↓HLX↑XL↑其逻辑符号和功能作一简单介绍。图6-37474辑符号。6-2D发7474能输出DQLHXXHLHLXXLHHHHHLHHLLH 系统开始运行时，各个状态准备好后，通过对AT89C51INT1脚进展控制，来计数装置停止工作，同时引起AT89C51INT0断，进而开始信号处理工作。附录B的控制电路模5管脚在附录C，发送脉冲前INT1脚为低电-缆上。如附录中C，各个状态如表6-3示。6-3C各个采样带内的状010110011M=M*M*M，M=M*M 发送脉冲时，主控系统INT1脚发生电平正跳变INT1引脚，在附-1#单稳74121触发器的Q引脚发生经过一非门后变为，使与之相连的6-4附录C时各点状 11因为

=M*M*

，当M由“0〞到“1〞跳变时，M

M=M

因而M14的状态也不确定。而 瞬时变化〔由“0〞变到“1〞〕，由M14的状态不定，因M17的状态也不定。M18瞬不能加到被测线路上。而此时附录C的各点状态如下表6-56-5点状 1100100´1111´00110´´´1当M01M21，M60，三态2足条件，输出M90；M21，M7为1，三态1满足条件，M10有信号。M71，三态1满足条件，M10当M01M20，M61，三态2满足条件，M9出无；M20，M7位0，三态1足条件M10输出1。态如下6-7：6- 00´´1´1110 M=M

=M374121稳触发器开始工作，在M20上引起脉冲跳变〔先“1〞到“0〞，再由“0〞到“1〞〕，由于系统INT0断负跳变触发是由软件设置的，即当M201〞变到“0〞时，就触发INT0断，然后继续进展后续的数据处理。时器T0的控制是不够的，系统还须有其它辅助电路。 由上表可见，TMOD4控制T14控制T0 计数器工作方式选择位。当C/T=1，选择T0或T1为计数器方式C/T=0，选择定时器工作方式。本次设计选用D6=0，D3=1；T1为定时器，T0 下T0成两8计数器，T1止计数。 满足，即：TR=1INT=1。7-2断允许存放器 由于本次设计要用到外部中断INT0、INT1和定时器，所以设中断允许IE=87H。主程序框图主程序框图见7-1是启动计数器清计数器开INT0、T0测X。定时器T0断子程序框图7-2清T0否是串口TXDTT测量实际距离的计算。在子程序中包括BCD转换、循环清零、查表程序。L

1×t

其中r是修正系数，由拨码盘输入控制；v是指在通讯线路上的速度值；t为计数装置否是清INTO 外部中断INT0子程序框结论结此次电路设计分三大部来设计，AT89C51单片机为核心主控电路，脉冲发射电路与[3]X栋国.电缆故障分析与测试[M].中国电力[4]X晖.电缆故障探测的开展[J].##电力,2006,30(4):31-[5]蒲利春.GPS在电力系统中的应用[J].##学院学报,2004,21(5):105-[6]X国栋,孙雷.电力电缆与其故障分析与测试[M].##:##科学技术,1996.32-[7]柴智,X正光,车秀阁.电信电缆监测仪的研制[J].电子测量与仪器学报,2006,(4):93-[8]高风波,X,X一种便携式智能电缆故障测试仪[J].测控技术,2003(12):21223.艾欣,杨以涵,周孝信.虚拟仪器技术与其在电力系统中的应用[J].电力系统自动何立民．MCS-51列单片机应用系统设计系统配置与接口技M].:航空航天大学，NA.TravelingWaveSolutionsofParabolicSystems[M].Washington:AmericanMathematicalSociety,2000.InformationsourcesforresearchandJohnHighhouse.AGuideforTelemunicationsCableSplicing[M].Ontario:ThomsonDelmarLearning,1997.Informationsourcesforresearchanddevelopment.ISBN:0827380666.97Finding[M].St.LouiNewnes,200Informationsourcesforresearchanddevelopment.ISBN:0750659238.21－30JohnCadick，Multi-AmpAvo.CablesandWiring[M].Ontario.ThomsonDelmarLearning，1998.Informationsourcesforresearchanddevelopmen.tISBN:0766802701.91－110 1

1412 242

2盘码拨5432

1盘码拨54323

910111

7659876543A7A6A5A4A3A2A1A0

19

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dpc25pF

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dpc 计计

141210864附录B5收 接 衡电衡平 电465Fp+ + 412 R12+3

N1NQ 61NR 3 5R R