高精度网线测试仪的研究与实现

发布时间：2025-06-04 00:35

　　 网线故障主要表现为断路和短路两种状态,为此以较低成本设计实现了一款高精度网线测试仪,设计中提出了两种重要方法:一种是提出了使用集成化时间数字芯片来实现精确计时,同时该芯片的使用极大降低了测试仪设计难度和成本。另一种是使用了运算放大器差分放大特性来提取短路状态下反射脉冲前沿。最后实验数据表明,网线测试仪运行稳定可靠。

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【部分图文】：

图1 断路测试电路

网线中的每对双绞线可看作阻抗为100Ω无损耗传输线，在断路测试中，将阻抗为100Ω的阶跃脉冲信号输入到被测网线，此时阶跃脉冲的宽度为15μs、幅度为3.3V，实际电路见图1。图2断路测试波形

图2 断路测试波形

图1断路测试电路当被测网线终端断路时其理想波形见图2，图2中vs表示信号源空载时的脉冲幅度，由时域反射原理可知，当被测网线终端断路时，图2中的发射脉冲和正反射脉冲就会叠加在一起；通过图1中的参考电压Vr1和Vr2分别去比较发射脉冲与反射脉冲的前沿，最后通过公式（1）计算高速比较....

图3 短路测试波形

测试信号参数同上述断路测试信号，此时被测网线终端为短路状态，其测试理想波形见图3；由时域反射原理知，当终端短路时反射脉冲会和发射脉冲极性相反，此时波形叠加后只剩部分发射脉冲和反射脉冲，叠加部分互相抵消（理想情况）；短路状态下要想判断发射脉冲和反射脉冲前沿时间差必须用图4中的电路，....

图4 短路测试电路

网线测试仪主体组成包括微控制器（MicrocontrollerU-nit,MCU）单元、高精度时间数字计时单元（Time-to-DigitConversion,TDC）及网线断路和短路测试单元。图5还原的短路反射脉冲

本文编号：4049051