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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)

作者: 時(shí)間:2013-04-24 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
發(fā)現(xiàn),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(cè)試總長(zhǎng)度的±1%.每產(chǎn)生一個(gè)新的NVP值后,該參數(shù)被存入ARM內(nèi)部單元,以備在正式測(cè)試時(shí)作為已知參數(shù)使用。表5-1給出了經(jīng)過(guò)10次校準(zhǔn),測(cè)得的NVP值的統(tǒng)計(jì)情況。

多次校準(zhǔn)NVP因子的統(tǒng)計(jì)表

采用表5-1中計(jì)算的NVP值,并利用圖5-2所測(cè)得的時(shí)間變量t,帶入式(2-6)后計(jì)算出校準(zhǔn)電纜的長(zhǎng)度L為19.982m,與實(shí)際使用的長(zhǎng)度基本一致。

4.1.3實(shí)際電纜測(cè)試

在實(shí)際電纜測(cè)試實(shí)驗(yàn)中,選用了一根長(zhǎng)度為200m的50Ω的同軸電纜,采用500ns的窄脈沖信號(hào)進(jìn)行測(cè)試。如圖5-3和圖5-4,分別為負(fù)載開(kāi)路和短路下的實(shí)測(cè)波形,實(shí)際測(cè)到的結(jié)果均為198.9m,與電纜實(shí)際長(zhǎng)度相差1.lm,相對(duì)誤差為總長(zhǎng)度的0.55%.又因?yàn)楫?dāng)時(shí)基在500ns/div情況下,分辨率隨時(shí)基變化而變化,此時(shí)的分辨率約為2m.

負(fù)載開(kāi)路的實(shí)測(cè)波形

負(fù)載短路下的實(shí)測(cè)波形

如果采用表5-1中計(jì)算出的NVP均值(0.653)進(jìn)行200m電纜測(cè)量,采用圖5一3提供的時(shí)間間隔t(2.04us),則計(jì)算出的電纜長(zhǎng)度約為199.8m,計(jì)算結(jié)果誤差只有0.2m,誤差為總長(zhǎng)度的0.1%,比實(shí)際測(cè)量結(jié)果更好,由此可知如果經(jīng)過(guò)多次校準(zhǔn)求出NVP均值,測(cè)量的準(zhǔn)確度將越高。從圖中可以看到時(shí)間增量為2.04us,如果采用200ns/div的時(shí)基,也可以對(duì)200m的電纜進(jìn)行測(cè)試,對(duì)應(yīng)了屏幕上的10大格,而此時(shí)的分辨率約為0.8m(0.65*3e8m/s*8ns/2=0.78m)。

從圖中可以看到,發(fā)生脈沖和反射脈沖的形狀都發(fā)生了一定的變化,這是由于電纜長(zhǎng)度相對(duì)于信號(hào)波長(zhǎng)而言,電纜長(zhǎng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于信號(hào)的波長(zhǎng),此時(shí)電纜被看作是一個(gè)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(dǎo)都對(duì)脈沖信號(hào)造成了影響,導(dǎo)致了脈沖波形發(fā)生變化,同時(shí)電纜的損耗也會(huì)對(duì)波形造成一定的影響。通過(guò)一定的補(bǔ)償電路可以將波形調(diào)整到比較正常的情況,同時(shí)也不會(huì)對(duì)測(cè)量造成影響。

本設(shè)計(jì)要求測(cè)量長(zhǎng)度能都達(dá)到1000m,由于沒(méi)有可用的測(cè)試電纜,因此沒(méi)有給出直接測(cè)量結(jié)果,但是從圖5-3中可用看到,在測(cè)量200m電纜時(shí),反射脈沖的幅度接近3V,并沒(méi)有很大的衰減,因此可用推斷在測(cè)量100伽口的電纜時(shí),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?cè)鲆孢\(yùn)放,將反射脈沖信號(hào)進(jìn)行放大,這樣也能達(dá)到測(cè)量要求。

4.1.4減小盲區(qū)測(cè)試

在測(cè)量較短的電纜時(shí)誤差影響更大,該誤差主要表現(xiàn)在對(duì)脈沖信號(hào)的識(shí)別上,這是因?yàn)樵诙叹嚯x情況下,反射脈沖有可能與發(fā)射脈沖相疊加,導(dǎo)致對(duì)反射脈沖的前沿判斷不準(zhǔn)確,光標(biāo)定位不準(zhǔn),不能進(jìn)行有效的測(cè)量,產(chǎn)生測(cè)量盲區(qū)。在這種情況下,將兩個(gè)通道上的脈沖信號(hào)做簡(jiǎn)單的波形減法運(yùn)算后,可以得到只剩下反射脈沖信號(hào)的M信號(hào)。這樣再進(jìn)行測(cè)量的時(shí)候,光標(biāo)2的位置就可以選在計(jì)算出的M信號(hào)脈沖的前沿,這樣就相當(dāng)于進(jìn)行光標(biāo)測(cè)量的時(shí)候,光標(biāo)選定的位



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