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时域反射仪的硬件设计与实现----关键电路设计(五)

作者:时间:2013-04-24来源:网络收藏
发现,NVP的变化范围已知保持在0.65至0.66之间变化,由此可得NVP引入的误差为测试总长度的±1%.每产生一个新的NVP值后,该参数被存入ARM内部单元,以备在正式测试时作为已知参数使用。表5-1给出了经过10次校准,测得的NVP值的统计情况。

多次校准NVP因子的统计表

采用表5-1中计算的NVP值,并利用图5-2所测得的时间变量t,带入式(2-6)后计算出校准电缆的长度L为19.982m,与实际使用的长度基本一致。

4.1.3实际电缆测试

在实际电缆测试实验中,选用了一根长度为200m的50Ω的同轴电缆,采用500ns的窄脉冲信号进行测试。如图5-3和图5-4,分别为负载开路和短路下的实测波形,实际测到的结果均为198.9m,与电缆实际长度相差1.lm,相对误差为总长度的0.55%.又因为当时基在500ns/div情况下,分辨率随时基变化而变化,此时的分辨率约为2m.

负载开路的实测波形

负载短路下的实测波形

如果采用表5-1中计算出的NVP均值(0.653)进行200m电缆测量,采用图5一3提供的时间间隔t(2.04us),则计算出的电缆长度约为199.8m,计算结果误差只有0.2m,误差为总长度的0.1%,比实际测量结果更好,由此可知如果经过多次校准求出NVP均值,测量的准确度将越高。从图中可以看到时间增量为2.04us,如果采用200ns/div的时基,也可以对200m的电缆进行测试,对应了屏幕上的10大格,而此时的分辨率约为0.8m(0.65*3e8m/s*8ns/2=0.78m)。

从图中可以看到,发生脉冲和反射脉冲的形状都发生了一定的变化,这是由于电缆长度相对于信号波长而言,电缆长度远远大于信号的波长,此时电缆被看作是一个分散模型。电缆本身的电阻和电感,电缆并行线之间电容和电导都对脉冲信号造成了影响,导致了脉冲波形发生变化,同时电缆的损耗也会对波形造成一定的影响。通过一定的补偿电路可以将波形调整到比较正常的情况,同时也不会对测量造成影响。

本设计要求测量长度能都达到1000m,由于没有可用的测试电缆,因此没有给出直接测量结果,但是从图5-3中可用看到,在测量200m电缆时,反射脉冲的幅度接近3V,并没有很大的衰减,因此可用推断在测量100伽口的电缆时,仍然可用显示出反射脉冲。如果反射脉冲的幅度较小,可利用通道的可变增益运放,将反射脉冲信号进行放大,这样也能达到测量要求。

4.1.4减小盲区测试

在测量较短的电缆时误差影响更大,该误差主要表现在对脉冲信号的识别上,这是因为在短距离情况下,反射脉冲有可能与发射脉冲相叠加,导致对反射脉冲的前沿判断不准确,光标定位不准,不能进行有效的测量,产生测量盲区。在这种情况下,将两个通道上的脉冲信号做简单的波形减法运算后,可以得到只剩下反射脉冲信号的M信号。这样再进行测量的时候,光标2的位置就可以选在计算出的M信号脉冲的前沿,这样就相当于进行光标测量的时候,光标选定的位



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