探析时域反射测量技术在示波表中的应用

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1、分类号密级注1UDC学位论文时域反射测量技术在示波表中的应用胡轶指导教师姓名王厚军教授博导电子科技大学成都申请学位级别硕士专业名称检测技术与自动化装置论文提交日期2008.4论文答辩日期2008.5学位授予单位和日期电子科技大学答辩委员会主席评阅人2007年月日注1注明《国际十进分类法UDC》的类号独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的

2、任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。签名：日期：年月日关于论文使用授权的说明本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）签名：导师签名：日期：年月日摘要摘要数字示波表作为基本的电子测量工具广泛应用于各个领域。随着测量领域的不断拓宽，示波表需要具有越来越多的功能。现在的示波表一般都具有多用表功[1]能，可

3、以对电子元器件进行参数测量。本课题在此基础上，提出以示波表为平台，依据传输线原理，将时域反射测量技术应用到示波表中，使示波表的功能扩展应用到电缆故障测距领域中。本设计采用低压脉冲反射法的基本原理，在FPGA中构建程控可变宽度和延时的脉冲信号发生器。产生的源脉冲以及电缆的反射脉冲通过信号采样后，显示在人机界面上。利用光标测量出两个脉冲的时差并计算出电缆长度或故障位置，根据脉冲的相位差判断故障类型，还可通过测量定长电缆的脉冲时差计算信号在电缆中的额定传输率。本文主要介绍该课题相关的软件设计，微处理器使用NXP公司生产的LPC2138，基于ARM7TDMI-S核，在ADSv1

4、.2平台下进行软件开发。本文将整个软件系统分为脉冲信号产生模块、脉冲信号采集模块、光标测量参数模块、脉冲信号模拟通道控制模块和显示处理模块。脉冲信号产生模块主要介绍如何控制脉冲的延时和宽度；脉冲信号采集模块采用峰值采样和等效采样两种采样方式，着重介绍等效采样的波形重构原理；参数测量模块采用光标测量，通过光标的移动来测量参数，可选择不同的额定传输率值来计算距离；模拟通道控制模块介绍对串/并转换芯片和数/模转换芯片的控制，以及通道的自校准功能；显示模块介绍硬件接口电路，人机界面采用多级弹出式菜单设计。关键词：电缆故障，时域反射，脉冲波形拼合，光标测量，LPC2138IABS

5、TRACTABSTRACTPortableDigitalStorageOscilloscope(DSO),asakindofbasicmeasuringtool,isappliedtomanyfields.Duetotheexpansionofmeasuringfields,DSOhastobeembeddedwithmorefunctions.ModernDSOusuallyhasdigitalmultimeter,whichcanbeusedtomeasureelectricelements.BasedontheportableDSOandtransmissionl

6、inetheory,thisdesignclaimsthatutilizingTime-DomainReflectometry(TDR)intoit,bywhichcanitbeextendedtocables’faultlocationmeasuringfield.Inthisdesign,itusesthemethodoflowvoltagepulsereflectionwhichisimplementedinFPGAbymakingupaprogrammed-controlpulsesignalgeneratorhavingvariablepulsewidthan

7、ddelaytime.Thesourceandreflectedpulseswillbedisplayedonthescreenaftersampled.Usingthecursorscanmeasurethetimedifferenceoftwopulsesandcomputethelengthorfaultlocationofcables.ItalsocangettheNVPvaluebymeasuringacableofconstantlengthanddecidethefaulttypethroughviewingthephase