基于传输线理论的机上电缆断点定位仪设计.pdf

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1、2015矩海军航空工程学院学报2015第30卷第2期JournalofNavalAeronauticalandAstronauticalUniversityV．01．30No．2文章编号：1673—1522(2015)02．0125—04DOI：10．7682~．issn．1673-1522．2015．02．006基于传输线理论的机上电缆断点定位仪设计应朝龙，李超，杨凡(海军航空工程学院a．基础实验部．b．研究生管理大队，山东烟台264001)摘要：在分析目前机上电缆传统测试方法所存在的弊端的基础上

2、，针对当前自动测试系统未解决的机上电缆测试问题，提出了一种基于传输线理论的机上电缆断点位置测试方法，给出了断点定位仪硬件电路设计和误差分析方法，并对误差分析得到的相关参数进行了仿真实验，根据仿真结果，给出断点定位仪的优化方法，可实现对机上电缆断点的精准定位。关键词：机上电缆；传输线原理；断点定位；鉴相误差中图分类号：V243文献标志码：A随着机载电子设备的不断发展，对其可靠性要求缆断点的位置，关系到机载电缆及时更换以及现场抢越来越高，机载自动测试设备在机载电子设备维护保修的效率和成本，也是机载电缆原

3、位测试的要点和难障中的重要性不断提高，并在各方面得到了广泛的应点。基于传输线理论并采用合适的信号处理方法，就用n。。机上电缆是实现机载电子设备信号传输和控可以解决机上电缆断点定位问题。制的必备部件。但现在的机载电子设备自动测试系1．1传输线方程及求解州统都只针对机载设备，没有将机上电缆纳入到测试对假设信号源是角频率为n，的正弦信号源，即电压象中，导致对机上电缆的测试还停留在手工测量上。和电流随着时间作时谐变化，此时传输线上电压和电从飞机日常维护保养出发，机上电缆的测试主要涉及流的瞬时值为tt(Z，和

4、，t)，则有：电缆内部的通断测试和断点定位。文献【3】所提出的机上电缆无线测试仪介绍了一种机上电缆测试方法，Iu，=Re【【，】erl、解决了机上电缆通断测试问题，提高了机上电缆的测I，)=ae[／(z)]e试效率，但没能解决电缆断点的定位。本文基于传输式(1)中，和，分别为传输线上z处电压和电流线理论，提出了一种确定电缆断点位置的方法，并给的复有效值，只是距离z的函数。出了断点位置测试仪硬件电路设计方案。对均匀传输线，因参数是沿线均匀分布的，故只须研究线元出的情况。设传输线上处的电压和电1基于传输

5、线理论的电缆断点检测原理流分别为“，和i(z，，：+出处的电压和电流分别为目前，机载电子设备的测试保障和故障隔离要求“+dz，t)和+dz，t)，此时线元可看作集总参数电路。越来越高，如何在最短的时间内最精确地确定机上电根据克希荷夫定律，有：)一掌=：+c出。式(3)中：R+jtoL=Z为传输线单位长度的串联阻抗；将式(1)代人式(2)，并且将、，分别写为G+jtoC=Y为传输线单位长度的并联导纳。{f百d2U-72U：o。(3)=(G+jwC)U。。(4)，一o。收稿日期：2014．10．08；修

6、回日期：2015．O1-16作者简介：应朝龙(1964一)，男，副教授，硕士。·l26·海军航空工租学院学报第30卷式(4)是均匀传输线的波动方程，其中：为传输式(9)中：U。、Uo分别为终端和始端的电压矢量；，。、线上波的传播常数，一般为复数，其实部口为衰减常，0分别为终端和始端的电流矢量；y为线路的传播常数，虚部为相移常数。式(4)的解为：数；z为线路长度；Z。为传输线的特性阻抗。I=Ale一+A2e(5)2电缆断点定位仪硬件电路设计1-~．zeyz)。根据式(9)可知，当外加正弦波信号从电缆始

7、端式(5)中：e表示波向+z方向传播；e表示波向一z向终端传输时，在终端会有一个反射信号，它与入射方向传播，传输线上电压和电流的解呈现出波动性；端的入射信号在检测点相遇，此反射信号与入射信号A。、A：为积分常数。方向相反，频率相同，只是相位不同。当传输线开路已知终端电压和电流，2，将z=l、vo=U2、时，此时可以将断点处视为终端，反射系数的模为1，10=12代人式(5)可得：也就是全反射。断点定位就是在这一设定情形下研{lA。=告+z。，2)e究问题，总体思想是在被测电缆的始端输入高频信号，(6)

8、并检测、处理发射信号和反射信号，从而获取发射信IA：=告-Z。，)e号和反射信号的时间间隔，进而达到确定断点具体位式中，z。是Z=R+jtoL的一个常数。置的目的。将式(6)代人式(5)得到：由于在机上电缆上传递的入射信号和反射信号已叠加在一起，因而要实现断点定位的首要问题就是f，)：．U．2+：o／2+TU2-Zo[2e要解决入射信号和反射信号的分解问题。由于电信。一嘻e-号的传输速度特别快，入射信号和反射信号的延时值一般也非常小，为了达到较高的定位精度，必须解决式