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        時域反射儀的硬件設計與實現----關鍵電路設計(五)

        作者: 時間:2013-04-24 來源:網絡 收藏
        發現,NVP的變化范圍已知保持在0.65至0.66之間變化,由此可得NVP引入的誤差為測試總長度的±1%.每產生一個新的NVP值后,該參數被存入ARM內部單元,以備在正式測試時作為已知參數使用。表5-1給出了經過10次校準,測得的NVP值的統計情況。

        多次校準NVP因子的統計表

        采用表5-1中計算的NVP值,并利用圖5-2所測得的時間變量t,帶入式(2-6)后計算出校準電纜的長度L為19.982m,與實際使用的長度基本一致。

        4.1.3實際電纜測試

        在實際電纜測試實驗中,選用了一根長度為200m的50Ω的同軸電纜,采用500ns的窄脈沖信號進行測試。如圖5-3和圖5-4,分別為負載開路和短路下的實測波形,實際測到的結果均為198.9m,與電纜實際長度相差1.lm,相對誤差為總長度的0.55%.又因為當時基在500ns/div情況下,分辨率隨時基變化而變化,此時的分辨率約為2m.

        負載開路的實測波形

        負載短路下的實測波形

        如果采用表5-1中計算出的NVP均值(0.653)進行200m電纜測量,采用圖5一3提供的時間間隔t(2.04us),則計算出的電纜長度約為199.8m,計算結果誤差只有0.2m,誤差為總長度的0.1%,比實際測量結果更好,由此可知如果經過多次校準求出NVP均值,測量的準確度將越高。從圖中可以看到時間增量為2.04us,如果采用200ns/div的時基,也可以對200m的電纜進行測試,對應了屏幕上的10大格,而此時的分辨率約為0.8m(0.65*3e8m/s*8ns/2=0.78m)。

        從圖中可以看到,發生脈沖和反射脈沖的形狀都發生了一定的變化,這是由于電纜長度相對于信號波長而言,電纜長度遠遠大于信號的波長,此時電纜被看作是一個分散模型。電纜本身的電阻和電感,電纜并行線之間電容和電導都對脈沖信號造成了影響,導致了脈沖波形發生變化,同時電纜的損耗也會對波形造成一定的影響。通過一定的補償電路可以將波形調整到比較正常的情況,同時也不會對測量造成影響。

        本設計要求測量長度能都達到1000m,由于沒有可用的測試電纜,因此沒有給出直接測量結果,但是從圖5-3中可用看到,在測量200m電纜時,反射脈沖的幅度接近3V,并沒有很大的衰減,因此可用推斷在測量100伽口的電纜時,仍然可用顯示出反射脈沖。如果反射脈沖的幅度較小,可利用通道的可變增益運放,將反射脈沖信號進行放大,這樣也能達到測量要求。

        4.1.4減小盲區測試

        在測量較短的電纜時誤差影響更大,該誤差主要表現在對脈沖信號的識別上,這是因為在短距離情況下,反射脈沖有可能與發射脈沖相疊加,導致對反射脈沖的前沿判斷不準確,光標定位不準,不能進行有效的測量,產生測量盲區。在這種情況下,將兩個通道上的脈沖信號做簡單的波形減法運算后,可以得到只剩下反射脈沖信號的M信號。這樣再進行測量的時候,光標2的位置就可以選在計算出的M信號脈沖的前沿,這樣就相當于進行光標測量的時候,光標選定的位



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