2.1 通斷測試單元

　　2.1.1 通斷測試原理

　　測試原理：測試時向電纜一端注入低壓脈沖，該脈沖沿電纜傳播(傳播速度與光速為同一級別)，當(dāng)遇到阻抗不匹配的地方，如短路點(diǎn)、故障點(diǎn)、中間接頭等，脈沖產(chǎn)生反射，反射信號回到測量點(diǎn)時被儀器記錄下來，波形發(fā)射脈沖與反射脈沖的時間差，脈沖在電纜中的波速度v，很容易得到阻抗不匹配點(diǎn)距離L。

　　2.1.2 通斷測試電路

　　測試時通過人機(jī)鍵盤設(shè)置脈沖寬度，由單片機(jī)發(fā)送測試開始指令和脈寬控制字，F(xiàn)PGA接收到測試指令，根據(jù)脈寬控制字產(chǎn)生脈沖的同時開始計數(shù)，脈沖經(jīng)發(fā)射電路到被測線纜。在遇到斷點(diǎn)后，脈沖原路返回，再經(jīng)過接收電路后產(chǎn)生下降沿，使FPGA停止計數(shù)，將計數(shù)值傳給單片機(jī)，計算出斷點(diǎn)位置后通過顯示電路顯示出來，MCU通過串口與PC機(jī)通信，可導(dǎo)出所測數(shù)據(jù)。

　　為防止因信號損耗過大導(dǎo)致回波幅值較小不易辨別，F(xiàn)PGA產(chǎn)生的脈沖通過放大電路放大到+50 V;同時為了避免因測試點(diǎn)阻抗不平衡導(dǎo)致發(fā)射脈沖幅度減小，在放大電路與線纜之間加入高頻脈沖隔離器，以求電路與線纜更好的耦合。在遇到斷點(diǎn)后，脈沖原路返回，經(jīng)耦合電路后再經(jīng)過放大處理后，由光電隔離電路產(chǎn)生下降沿，傳給FPGA。如圖2所示。

　　2.2 絕緣阻抗測試

　　絕緣電阻測量采用漏電流法測量原理，通過外加直流電壓源測量無源回路的絕緣電阻。如果被測回路某一根芯線與其它芯線、電纜殼體、地絕緣，給該芯線施加直流電壓，則其余芯線對地就不會有漏電流，否則，就會檢測到漏電電壓。絕緣測試的工作原理如圖3所示。

　　絕緣電阻：Rl=URo/Uo一Ro。

　　根據(jù)IEC61010-2001標(biāo)準(zhǔn)及測試要求，絕緣電阻的測試回路需施加3種直流電壓信號(250 V，500 V，1 000 V)。直流高壓源在直流控制信號的作用下，將單片機(jī)系統(tǒng)通過DA轉(zhuǎn)換提供的0 V～5 V直流信號轉(zhuǎn)變成0 V～1 000 V的直流高壓信號。為了保障單片機(jī)系統(tǒng)的測量范圍，同時實現(xiàn)絕緣電阻的全量程測量，必須采用分壓網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行量程自動切換。單片機(jī)系統(tǒng)發(fā)出直流信號控制開關(guān)K的動作以選中分壓網(wǎng)絡(luò)3個電阻中任一個，當(dāng)回路中所加直流高壓信號一定時，測試回路因分壓網(wǎng)絡(luò)所選中電阻不同而分出的檢測信號不一樣，當(dāng)檢測信號低于單片機(jī)的采集范圍時，分壓網(wǎng)絡(luò)向小電阻檔切換;反之，向高電阻檔自動轉(zhuǎn)換。

　　2.3 環(huán)路電阻，電壓測試設(shè)計

　　環(huán)路電阻測試，電壓測試均采用與絕緣電阻測試相同的設(shè)計原理，在此不再贅述。