便携式adsl线缆测试仪的设计

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1、山西电子技术应用实践2010年第1期文章编号：1674-4578(2010)01-0037-02便携式ADSL线缆测试仪的设计许可，叶永恒，王英(1．重庆邮电大学计算机科学与技术学院，重庆400065；2．重庆邮电大学通信网测试技术工程研究中心，重庆400065)摘要：介绍了一种以单片机和FPGA为核心的ADSL线缆测试仪。通过采用嵌入式计算机技术，硬件电路模块化设计技术，方便了测量通道的扩展，实现了ADSL线缆的导通，绝缘，电压，电容测试。阐述了该系统的工作原理、设计方案和硬件、软件实现方法。试用结果表明，该测试仪能够对ADSL线缆的绝缘，电

2、压等电气性能参数进行自动测量，能及时快速地检测ADSL线缆存在的故障隐患，缩短检测时间，提高检测效率。关键词：ADSL线缆；FPGA；单片机；便携中图分类号：TP216文献标识码：A的上位计算机发送的测试命令字，执行测试过程及将测试结O引言果显示、通过串口输出上传等。近几年来，不对称数字用户线(ADSL)作为网络“最后驱动控制电路完成总线信号的驱动和各种用户功能接一公里”问题解决方案在世界范围内得到了广泛运用⋯。口板的地址译码、控制、通道切换、功能实现等工作。在我国，ADSL业务已成为运营商收入的主要增长点之一。绝缘阻抗测试单元：实现被测电缆的

3、绝缘阻抗测试。将其直接采用的是现有的市话铜缆线路传输信息，市内电话线绝缘测试所需的高压源或标准电阻通过通道切换电路切换缆线路同时还担负着传递长途电话、市内电话和其他通信业到相应的测量电路。务的重要任务，是保证通信业务畅通无阻的关键环节。如果环路电阻测试单元：实现被测电缆的环路电阻测试。将市话线路发生障碍，少则十几个用户，多则上千个用户会同环阻测试所需的电压源或标准电阻通过通道切换电路切换时发生阻断；如果是多局制的中继线缆出现障碍，会使两个到相应的测量电路。局的全体用户都不能相互通信。因此，无论是ADSL业务还通断测试单元：实现被测电缆的通断测试

4、，以及断点位是市话业务的开通，还是正常的运营维护，都需进行一系列置的确定。的测试工作，而自动化的测试仪表是提高测试效率及准确度电压测试单元：实现被测线缆A，B线之间的电压测量。的关键。针对传统仪表设备不便携带，自动化程度不高等特电容测试单元：实现被测线缆A，B线之问的电容测量。点设计了此型ADSL线路测试仪。通道切换电路实现将被测电缆的被测点接通切换到相1系统工作原理应的测试线路通道。线缆测试仪由MCU控制器电路、控制驱动电路、A／D采人机接口单元接收面板键盘的命令，完成相应的控制操集电路、通道切换电路、绝缘，环阻，电压，电容，通断测量电作，并

5、将信息送到LCD显示屏显示。路、系统电源电路、显示电路、人机键盘接口电路等部分组显示电路实现开机画面、系统主菜单、测试项目子菜单、成。线缆测试仪系统原理组成方框图如图1所示。自检和校准结果、测试结果、数据管理、电气性能参数值等显绝缘测量单元示信息。显示===二=l通环阻测量单元=DMCU电路2系统硬件设计被道====I转换系统测切电压测量单元=对换===二=二=l控制人机2．1通断测试单元象世单元键盘元电容测量单元#=====接口2．1．1通断测试原理电路通断测试单元1<2===测试原理：测试时向电缆一端注入低压脉冲，该脉冲沿L_—_．1望丝型

6、垂卜-——电缆传播(传播速度与光速为同一级别)，当遇到阻抗不匹图1线缆测试总体框图配的地方，如短路点、故障点、中间接头等，脉冲产生反射，反MCU主控制器电路完成系统测试程序的运行控制，进射信号回到测量点时被仪器记录下来，波形发射脉冲与反射行计算机控制、地址、数据命令的接收、发送、驱动控制，进行脉冲的时间差，脉冲在电缆中的波速度，很容易得到阻抗人机接121命令交互，与上位机通讯命令传送，接收与之联网不匹配点距离￡。收稿日期：2009—12—17作者简介：许可(1982一)，男，重庆南岸人，硕士，助教，主要研究方向：嵌入式系统。38山西电子技术20

7、10年2．1．2通断测试电路"容。采用555时基振荡电路。线对间电容与仪表内部电阻测试时通过人机键盘设置脉冲宽度，由单片机发送测试和555构成振荡电路，输出脉冲，通过对脉冲频率的测量，来开始指令和脉宽控制字，FPGA接收到测试指令，根据脉宽计算电容。控制字产生脉冲的同时开始计数，脉冲经发射电路到被测线用555定时器构成多谐振荡器的电路和工作波形如图缆。在遇到断点后，脉冲原路返回，再经过接收电路后产生4所示。下降沿，使FPGA停止计数，将计数值传给单片机，计算出断Vcc5V点位置后通过显示电路显示出来，MCU通过串口与PC机通信，可导出所测数据J

8、。为防止因信号损耗过大导致回波幅值较小不易辨别，】FPGA产生的脉冲通过放大电路放大到+5OV；同时为了避免因测试点阻抗不平衡导致发射脉冲幅度减小，在