CN104297602A - 一种基于简化硬件电路的电缆测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于简化硬件电路的电缆测试方法，属于测试技术领域。本发明利用幅相比较器直接得到参考信号和反射信号二者之间的幅度和相位差值，模数转换后采用数字信号处理技术通过相邻频点之间的相对相位变化关系得到两路信号间的实际幅度差和相位差，进而根据单端口矢量网络分析原理和误差修正理论完成被测电缆的性能指标测试。本发明一种基于简化硬件电路的电缆测试方法，设计合理，只采用一路信号源、一路接收通路，减小了体积和功耗等指标和设计调试难度，采用现有的幅相比较器集成电路，电路简单，节约成本，可靠性高。

Description

一种基于简化硬件电路的电缆测试方法

技术领域

本发明属于测试技术领域，具体涉及一种基于简化硬件电路的电缆测试方法。

背景技术

传统的单端口电缆测试方案主要包括信号发生、信号分离和信号接收等三部分：信号发生产生一路激励信号和一路本振信号，激励信号通过信号分离电路分离出参考信号和反射信号分别进入两路幅相特性高度一致的参考和反射接收通道，在接收通道跟本振信号分别完成下混频、滤波、放大和模拟数字转换等处理后，在数字域内完成两通路间的幅度、相位信息提取，进而计算出电缆性能参数。

传统的测量电路有以下特点：信号发生部分需产生两路频率相关的信号源：激励源和本振源；激励源经定向耦合器到仪器测量端口，本振源功分两路进入信号接收单元；信号接收部分设计有两路特性高度一致的信号下变频、滤波、放大、模数转换电路；两个接收通道需要同时进行模数转换然后进行数字信号处理处理，在数字域内完成各自幅度相位信息提取，得到两通路间的幅度和相位差值，进而根据单端口矢量网络分析原理和误差修正理论完成被测电缆的性能指标测试。这种处理电路实现方案经典，有成熟的理论和电路形式，但过程复杂，元器件较多且性能要求较高，体积功耗等方面难以实现小型化，不适合在小型便携式综合测试仪内实现；而且两路信号源之间及两路接收处理通道之间的相互隔离和一致性对整机的多项关键技术指标有决定性影响，实现难度大，对设计人员有较高的要求。

现有技术设计具有如下不足：

1、实现电路复杂：信号发生部分需要产生两路相关信号源；接收部分需要设计两个独立的射频接收处理通道，且对隔离度、一致性有较高要求。

2、材料成本和调试成本高：由于实现电路复杂，相应地带来物料成本和人工调试成本的负担，最终造成生产成本高企，增加整机实现成本。

3、体积大、功耗高：复杂的实现电路需要元器件种类和数量较多，其固有的体积、功耗指标导致小型化设计困难，难以应用于综合测试仪的小型密闭机箱内。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于简化硬件电路的电缆测试方法，设计合理，只采用一路信号源，减小了体积和功耗等指标，采用现有的幅相比较器集成电路，电路简单，节约成本，可靠性高。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种基于简化硬件电路的电缆测试方法，

具有以下硬件电路：信号发生器、耦合器、幅相比较器、模拟数字转换器和数字信号处理器；

所述信号发生器产生测量频段内的射频信号至耦合器，经耦合器后分离出参考信号和反射信号至幅相比较器，之后经模拟数字转换器进行模数转换，最后经数字信号处理器进行处理；

利用以上硬件电路的电缆测试方法，包括以下步骤：

步骤1：信号发生器产生测量频段内的射频信号；

步骤2：所得射频信号经耦合器后分离出参考信号和反射信号；

步骤3：将所得参考信号和反射信号同时送入幅相比较器，得到反射信号相对参考信号的幅度差值和相位差值；

步骤4：模拟数字转换器将所得幅度差值和相位差值进行转换，并将转换信号传输至数字信号处理器；

步骤5：根据扫描控制算法，在数字信号处理器中，通过相邻频点之间的相对相位变化关系和幅相比较器件特性，得到反射信号相对参考信号的实际相位差值和实际幅度差值；

步骤6：根据传统的单端口矢量网络分析原理和误差修正理论完成被测电缆的性能指标测试。

优选地，所述数字信号处理器采用现场可编程门阵列。

本发明的有益效果是：本发明一种基于简化硬件电路的电缆测试方法，设计合理，只采用一路信号源、一路接收通路，减小了体积和功耗等指标和设计调试难度，采用现有的幅相比较器集成电路，电路简单，节约成本，可靠性高。

附图说明

图1为本发明一种基于简化硬件电路的电缆测试方法的硬件原理图。

图2为本发明一种基于简化硬件电路的电缆测试方法的流程框图。

具体实施方式

下面结合附图1和附图2对本发明进行举例说明。

如图1所示，本发明一种基于简化硬件电路的电缆测试方法的硬件原理图，

具有以下硬件电路：信号发生器、耦合器、幅相比较器、模拟数字转换器和数字信号处理器；

所述信号发生器产生测量频段内的射频信号至耦合器，经耦合器后分离出参考信号和反射信号至幅相比较器，之后经模拟数字转换器进行模数转换，最后经数字信号处理器进行处理；

利用以上硬件电路的电缆测试方法(如图2所示)，包括以下步骤：

步骤1：信号发生器产生测量频段内的射频信号；

步骤2：所得射频信号经耦合器后分离出参考信号和反射信号；

步骤3：将所得参考信号和反射信号同时送入幅相比较器，得到反射信号相对参考信号的幅度差值和相位差值；

步骤4：模拟数字转换器将所得幅度差值和相位差值进行转换，并将转换信号传输至数字信号处理器；

步骤5：根据扫描控制算法，在数字信号处理器中，通过相邻频点之间的相对相位变化关系和幅相比较器件特性，得到反射信号相对参考信号的实际相位差值和实际幅度差值；

步骤6：根据传统的单端口矢量网络分析原理和误差修正理论完成被测电缆的性能指标测试。

所述数字信号处理器采用现场可编程门阵列。

当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种基于硬件电路的电缆测试方法，其特征在于，

具有以下硬件电路：信号发生器、耦合器、幅相比较器、模拟数字转换器和数字信号处理器；

所述信号发生器产生测量频段内的射频信号至耦合器，经耦合器后分离出参考信号和反射信号至幅相比较器，之后经模拟数字转换器进行模数转换，最后经数字信号处理器进行处理；

利用以上硬件电路的电缆测试方法，包括以下步骤：

步骤1：信号发生器产生测量频段内的射频信号；

步骤2：所得射频信号经耦合器后分离出参考信号和反射信号；

步骤3：将所得参考信号和反射信号同时送入幅相比较器，得到反射信号相对参考信号的幅度差值和相位差值；

步骤4：模拟数字转换器将所得幅度差值和相位差值进行转换，并将转换信号传输至数字信号处理器；

步骤5：根据扫描控制算法，在数字信号处理器中，通过相邻频点之间的相对相位变化关系和幅相比较器件特性，得到反射信号相对参考信号的实际相位差值和实际幅度差值；

步骤6：根据传统的单端口矢量网络分析原理和误差修正理论完成被测电缆的性能指标测试。

2.根据权利要求1所述的一种基于硬件电路的电缆测试方法，其特征在于，所述数字信号处理器采用现场可编程门阵列。