通信线缆的故障测距装置的制作方法

1.本技术涉及线缆检测技术领域，特别涉及一种通信线缆的故障测距装置。


背景技术：

2.通信线缆故障测距是检测线路故障的一种重要手段，现今市面上常用测量方案有采用分布电容测量法的装置和采用tdr时域反射测量法的装置。
3.其中，分布电容测量法是根据一对通信线缆的长度跟它们之间的分布电容的大小成正比的特性，通过计算线缆的分布电容间接得到线缆的长度，由于分布电容容易受到温度、导体材质、导体粗细等影响，该采用分布电容测量法的装置的测量结果误差大，并且没有办法测量短路故障点的距离，仅适用于精度要求不高的场景下。
4.tdr时域反射测量法是向线缆注入快沿脉冲，然后计算出故障点反射脉冲与发射脉冲的时间差即可得到故障点的距离，由于脉冲在导线中的传播速度和导体的材质无关，只跟线缆绝缘层的介电常数相关。因此，只要知道导体绝缘材料就可以精准测量到故障点的距离，并能测量短路故障点的距离。但是，采用该tdr时域反射测量法的装置需要用到高速adc或高速计算器等器件，因此成本较高，市场普及率低。
5.综上，有必要发明一种在保证高精度的前提下，系统复杂程度低及成本低的线缆故障测距装置。
6.需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。


技术实现要素：

7.鉴于以上技术问题中的至少一项，本技术提供一种通信线缆的故障测距装置。
8.根据本技术第一个方面的实施例，提供一种通信线缆的故障测距装置，包括：
9.控制模块，包括第一接口及第二接口；
10.线缆插座，包括第一触点，所述第一触点与第一线缆电性连接；
11.第一脉冲整形模块，其一端连接在所述第二接口上，另一端连接在所述第一触点；
12.第二脉冲整形模块，其一端连接在所述第一接口上，另一端连接在所述第一触点；
13.当第一线缆具有故障点的情况下，所述控制模块发送第一脉冲信号经过第一脉冲整形模块、线缆插座的第一触点至所述第一线缆上；第一脉冲到达第一线缆的故障点反射并经过线缆插座的第一触点、第二脉冲整形模块至所述控制模块上；再由所述控制模块检测该反射回来的第一脉冲信号的反射时间，并根据该反射时间计算出故障点距离。
14.本技术实施例具有如下技术效果：本装置通过控制模块、第一脉冲整形模块及第二脉冲整形模块配合，在保证高精度测量的前提下，测量原理简单，在量程范围内没有测量盲区，且不需要高速adc、高速运放等元器件，成本造价低。
15.在一种实现方式中，所述控制模块还包括第三接口；
16.所述线缆插座还包括第二触点，所述第二触点与第二线缆电性连接；
17.模拟开关，该模拟开关的第一端与所述第三接口连接，该模拟开关的第二端与所述第二触点连接，该模拟开关的第三端接地。
18.在一种实现方式中，所述模拟开关为场效应管，该模拟开关的栅极与所述第三接口连接，该模拟开关的漏级与所述第二触点连接，该模拟开关的源极接地。
19.在一种实现方式中，所述模拟开关为n通道场效应管。
20.在一种实现方式中，所述第一脉冲整形模块包括依次串联的第一施密特触发器、第一电阻及第一电容，所述第一施密特触发器的反相输入端与所述第二接口连接，所述第一电容的一端与所述第一触点连接。
21.在一种实现方式中，所述第二脉冲整形模块包括依次串联的第二电容、第二电阻及第二施密特触发器，所述第二电容的一端与所述第一触点连接，所述第二施密特触发器的反相输出端与所述第一接口连接。
22.在一种实现方式中，所述控制模块为fpga芯片。
23.下面结合附图与实施例，对本实用新型进一步说明。
附图说明
24.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
25.图1是本技术实施例提供的故障测距装置的结构示意图；
26.图2是本技术实施例提供的故障测距装置的电路原理图；
具体实施方式
27.为使本技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本技术。但是本技术能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本技术内涵的情况下做类似改进，因此本技术不受下面公开的具体实施例的限制。
28.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
29.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
30.在本技术实施例中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根
据具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。
31.在现有技术中，常用分布电容测量法和tdr时域反射测量法对线缆故障点距离进行测算。而本技术采用tdr和线性叠加定理相结合的方法的装置测量故障点距离，向测试点发送第一脉冲，若第一脉冲的脉宽大于行波反射回到装置的时间，那么经过反射时间后，装置会出现发射波和反射波线性叠加的现象，再根据这一特征计算出线缆故障点距离及故障点状态。
32.如图1及图2所示，根据本技术第一个方面的实施例，提供一种通信线缆的故障测距装置，包括：
33.控制模块u1，包括第一接口io1及第二接口io2。控制模块u1用于发送第一脉冲信号以及接收反射回来的第一脉冲信号。该第一脉冲信号的脉宽为6微秒，可测量长度为500米以内的线缆。
34.线缆插座e1，包括第一触点，所述第一触点与第一线缆a电性连接；
35.第一脉冲整形模块100，其一端连接在所述第二接口io2上，另一端连接在所述第一触点。第一脉冲整形模块100用于对第一脉冲信号整形，并耦合至线缆插座e1上。
36.第二脉冲整形模块200，其一端连接在所述第一接口io1上，另一端连接在所述第一触点。第二脉冲整形模块200用于对反射回来的第一脉冲信号耦合，并整形到控制模块u1上。
37.当第一线缆a具有故障点的情况下，所述控制模块u1发送第一脉冲信号经过第一脉冲整形模块100、线缆插座e1的第一触点至所述第一线缆a上；第一脉冲到达第一线缆a的故障点反射并经过线缆插座e1的第一触点、第二脉冲整形模块200至所述控制模块u1上；再由所述控制模块u1检测该反射回来的第一脉冲信号的反射时间，并根据该反射时间计算出故障点距离。
38.具体的，控制模块u1在检测反射回来的第一脉冲信号在反射时间内有没有出现上升沿或者下降沿。若出现上升沿则表明故障点为开路状态。若出现下降沿则表明故障点为短路状态，并根据反射时间计算出故障点距离。如果反射时间大于6微秒都没有检测出上升沿或者下降沿，则说明故障点不在量程范围内。
39.本装置通过控制模块u1、第一脉冲整形模块100及第二脉冲整形模块200配合，在保证高精度测量的前提下，测量原理简单，在量程范围内没有测量盲区，且不需要高速adc、高速运放等元器件，成本造价低。
40.如图1及图2所示，所述控制模块u1还包括第三接口io3；
41.所述线缆插座e1还包括第二触点，所述第二触点与第二线缆b电性连接；
42.模拟开关u4，该模拟开关u4的第一端与所述第三接口io3连接，该模拟开关u4的第二端与所述第二触点连接，该模拟开关u4的第三端接地。
43.具体的，控制模块u1通过模拟开关u4连接到第二线缆b上，用以作为参考地。
44.如图1及图2所示，所述模拟开关u4为场效应管，该模拟开关u4的栅极与所述第三接口io3连接，该模拟开关u4的漏级与所述第二触点连接，该模拟开关u4的源极接地。
45.如图1及图2所示，所述模拟开关u4为n通道场效应管。
46.如图1及图2所示，所述第一脉冲整形模块100包括依次串联的第一施密特触发器u2-a、第一电阻r1及第一电容c1，所述第一施密特触发器u2-a的反相输入端与所述第二接
口io2连接，所述第一电容c1的一端与所述第一触点连接。
47.示例性的，控制模块将第一脉冲信号发送至第一施密特触发器u2-a中整形，并通过第一电阻r1、第一电容c1耦合至线缆插座e1中。
48.具体的，第一电阻r1的电阻为50ω，第一电容c1的电容量为100nf。
49.如图1及图2所示，所述第二脉冲整形模块200包括依次串联的第二电容c2、第二电阻r2及第二施密特触发器u3-a，所述第二电容c2的一端与所述第一触点连接，所述第二施密特触发器u3-a的反相输出端与所述第一接口io1连接。
50.示例性的，当第一脉冲信号到达线缆的故障点发射，反射回来的第一脉冲信号通过第二电容c2、第二电阻r2将反射回来的第一脉冲信号耦合至第二施密特触发器u3-a中，第二施密特触发器u3-a对反射回来的第一脉冲信号进行整形并发送至控制模块。
51.具体的，第二电阻r2的电阻为50ω，第二电容c2的电容量为100nf。
52.如图1及图2所示，所述控制模块u1为fpga芯片。
53.以上所述，仅是本技术的较佳实施例而已，并非对本技术作任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本技术技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本技术技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。故凡是未脱离本技术技术方案的内容，依据本技术之形状、构造及原理所作的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围内。