時(shí)域反射儀的硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)----關(guān)鍵電路設(shè)計(jì)（五）

4.1時(shí)域反射測(cè)試

經(jīng)過較長(zhǎng)時(shí)間的硬件調(diào)試，以及軟硬件電路的相互配合，時(shí)域反射儀基本實(shí)現(xiàn)了電纜測(cè)試的功能，下面將分不同情況對(duì)時(shí)域反射測(cè)量進(jìn)行驗(yàn)證。

4.1.1無電纜下的測(cè)試

在進(jìn)行電纜故障測(cè)量前一般需要對(duì)反射儀做粗略的設(shè)置，即選定一個(gè)脈沖信號(hào)，使其在屏幕上方可以看到分別從兩個(gè)通道上輸入的發(fā)射脈沖信號(hào)，以確保時(shí)域反射儀處于正常工作狀態(tài)。圖5-1給出了在沒有接被測(cè)電纜情況下，在屏幕上顯示的波形。

從圖中可以看到，兩個(gè)通道波形基本相同，都看不到有反射信號(hào)的產(chǎn)生，從兩個(gè)角度可以分析該現(xiàn)象。

傳輸線理論分析：因?yàn)槊}沖信號(hào)經(jīng)過放大以后為8V，通過功率分配器分別送到兩個(gè)輸入端口，則經(jīng)過均分以后，每個(gè)脈沖的幅度變成了4V左右。當(dāng)沒有被測(cè)電纜的情況相當(dāng)于被測(cè)電纜長(zhǎng)度為0m，測(cè)量通道形成了負(fù)載開路的狀態(tài)，在脈沖輸入口處即發(fā)生了脈沖信號(hào)的反射，由于時(shí)間間隔很短，反射脈沖和發(fā)射脈沖完全重疊，幅度增加一倍;而參考通道由于內(nèi)部接了一個(gè)50Ω的電阻，相當(dāng)于負(fù)載完全匹配，則不會(huì)有反射脈沖信號(hào)，顯示出的幅度不變，則恰好對(duì)應(yīng)了屏幕上測(cè)量通道的脈沖信號(hào)幅度為參考通道脈沖信號(hào)幅度的兩倍。

電子線路理論分析：脈沖信號(hào)經(jīng)過放大以后為8V，不考慮傳輸線上的阻抗特性，從圖4-14中可以看到，脈沖信號(hào)在進(jìn)入通道之前，經(jīng)過了一個(gè)二分之一電阻分壓網(wǎng)絡(luò)，則實(shí)際上參考通道上的脈沖信號(hào)幅度只有原脈沖信號(hào)幅度的一般，即4V左右;脈沖進(jìn)入測(cè)量通道前由于沒有分壓網(wǎng)絡(luò)，且沒有連接電纜，由測(cè)量通道為高阻輸入，從信號(hào)測(cè)量角度來講，相當(dāng)于輸入測(cè)量通道的信號(hào)就是原脈沖信號(hào)，即為SV左右的發(fā)射脈沖信號(hào)。這樣也能合理的解釋為什么在屏幕上看到的測(cè)量通道的脈沖信號(hào)幅度是參考通道脈沖信號(hào)幅度的兩倍左右。

4.1.2電纜校準(zhǔn)測(cè)試

在進(jìn)行正常電纜測(cè)試前，一般先要對(duì)電纜做一次校準(zhǔn)，即對(duì)一根已知長(zhǎng)度(20m)且與被測(cè)電纜材料(50Ω高頻同軸電纜)相同的電纜做一次測(cè)試，通過對(duì)該電纜的測(cè)試，可以計(jì)算出一個(gè)波速因子NVP，即脈沖信號(hào)在電纜中的傳輸速度與電信號(hào)在真空中的傳輸速度的比值。圖5-2所示為利用標(biāo)準(zhǔn)電纜來校準(zhǔn)波速因子的顯示圖形，采用的是50ns的脈沖信號(hào)。

當(dāng)接上標(biāo)準(zhǔn)校準(zhǔn)用電纜(50Ω同軸電纜)以后，通過選擇合適的脈沖信號(hào)，此時(shí)只用測(cè)量通道即可完成波速因子的校準(zhǔn)。通過調(diào)整兩個(gè)垂直光標(biāo)的位置，當(dāng)兩個(gè)光標(biāo)與兩個(gè)脈沖沿基本對(duì)齊以后，屏幕上顯示了校準(zhǔn)所得的波峰因子NVP為0.65，為了保證測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性，最好是進(jìn)行多次校準(zhǔn)，因?yàn)镹VP的大小變化是以0.01為步進(jìn)，如果NVP的偏差0.01，則測(cè)量結(jié)果就會(huì)偏差±1%.經(jīng)過多次校準(zhǔn)