便携式ADSL线缆测试仪的设计

摘要：介绍了一种以单片机和FPGA为核心的ADSL线缆测试仪。通过采用嵌入式计算机技术，硬件电路模块化设计技术，方便了测量通道的扩展，实现了ADSL线缆的导通，绝缘，电压，电容测试。阐述了该系统的工作原理、设计方案和硬件、软件实现方法。试用结果表明，该测试仪能够对ADSL线缆的绝缘，电压等电气性能参数进行自动测量，能及时快速地检测ADSL线缆存在的故障隐患，缩短检测时间，提高检测效率。

关键词：ADSL线缆；FPGA；单片机；便携

0 引言

近几年来，不对称数字用户线(ADSL)作为网络"最后一公里"问题解决方案在世界范围内得到了广泛运用。在我国，ADSL业务已成为运营商收入的主要增长点之一。

其直接采用的是现有的市话铜缆线路传输信息，市内电话线缆线路同时还担负着传递长途电话、市内电话和其他通信业务的重要任务，是保证通信业务畅通无阻的关键环节。如果市话线路发生障碍，少则十几个用户，多则上千个用户会同时发生阻断；如果是多局制的中继线缆出现障碍，会使两个局的全体用户都不能相互通信。因此，无论是ADSL业务还是市话业务的开通，还是正常的运营维护，都需进行一系列的测试工作，而自动化的测试仪表是提高测试效率及准确度的关键。针对传统仪表设备不便携带，自动化程度不高等特点设计了此型ADSL线路测试仪。

1 系统工作原理

线缆测试仪由MCU控制器电路、控制驱动电路、A／D采集电路、通道切换电路、绝缘，环阻，电压，电容，通断测量电路、系统电源电路、显示电路、人机键盘接口电路等部分组成。线缆测试仪系统原理组成方框图如图1所示。

MCU主控制器电路完成系统测试程序的运行控制，进行计算机控制、地址、数据命令的接收、发送、驱动控制，进行人机接口命令交互，与上位机通讯命令传送，接收与之联网的上位计算机发送的测试命令字，执行测试过程及将测试结果显示、通过串口输出上传等。

驱动控制电路完成总线信号的驱动和各种用户功能接口板的地址译码、控制、通道切换、功能实现等工作。

绝缘阻抗测试单元：实现被测电缆的绝缘阻抗测试。将绝缘测试所需的高压源或标准电阻通过通道切换电路切换到相应的测量电路。

环路电阻测试单元：实现被测电缆的环路电阻测试。将环阻测试所需的电压源或标准电阻通过通道切换电路切换到相应的测量电路。

通断测试单元：实现被测电缆的通断测试，以及断点位置的确定。

电压测试单元：实现被测线缆A，B线之间的电压测量。

电容测试单元：实现被测线缆A，B线之间的电容测量。

通道切换电路实现将被测电缆的被测点接通切换到相应的测试线路通道。

人机接口单元接收面板键盘的命令，完成相应的控制操作，并将信息送到LCD显示屏显示。

显示电路实现开机画面、系统主菜单、测试项目子菜单、自检和校准结果、测试结果、数据管理、电气性能参数值等显示信息。

2 系统硬件设计

2．1 通断测试单元

2．1．1 通断测试原理

测试原理：测试时向电缆一端注入低压脉冲，该脉冲沿电缆传播(传播速度与光速为同一级别)，当遇到阻抗不匹配的地方，如短路点、故障点、中间接头等，脉冲产生反射，反射信号回到测量点时被仪器记录下来，波形发射脉冲与反射脉冲的时间差，脉冲在电缆中的波速度v，很容易得到阻抗不匹配点距离L。

作者：许 可，叶永恒，王 英 重庆邮电大学   来源：电子设计工程