时域反射测导线长度

只看该作者 · 2010-8-13 10:21

之前在网上看见一种仪器，只要插上导线的一头就可以测出其长度，后来查了一下好像是用的时域反射技术，想进一步了解这方面的知识，并想做个玩玩，请高手指教。

2万 · 2010-8-13 10:24

属于高频应用。

主要用来对地下电缆折断处的定位，应该很难做到精确测量，如果你想拿来做测量仪表的话，俺也不知道是否可行。

只看该作者 · 2010-8-13 10:28

其实可以比较你发出的波形和回来的波形的相位来判断，不过这个貌似比较难，电波的速度和C一样，你的采样率能到这么高吗，我建议先用示波器的两个探头来测量你根导线的两断的波形相位查，看看多少M的示波器能满足，你就知道该用什么速度的器件了。--为了保证好测试，导线弄长一点

只看该作者 · 2010-8-13 10:28

能测出长度就好，对精度要求不高。主要是高频方面的知识了解太少，不知如何解决啊。

只看该作者 · 2010-8-13 10:30

单靠MCU肯定是没法做的，要通过外围硬件对信号进行处理吧

3万 · 2010-8-13 10:37

这实际与雷达的工作原理是一样的，仅仅是有线而非无线。
此原理在输电线故障探测中有应用。
高压输电线往往长达数十千米甚至更长。发生故障时需要判断故障点在何处，至少准确到两座铁塔之间的距离，以便派技术人员进行修理。
两铁塔之间距离数百米，电磁波每us是300米，所以时间测量需要准确到us。
楼主若是测量较短的导线，显然时间精度还要提高。

1万 · 2010-8-13 11:34

好像可以很精确了吧。？

只看该作者 · 2010-8-13 11:39

如果技术好，就能更精确。
看来你对这方面了解较多啊，介绍一下吧！
7# 宋业科

只看该作者 · 2010-8-13 11:43

本帖最后由 dyong_2008 于 2010-8-13 11:47 编辑

3# acute1110
这个建议有价值，先试一下。
还想请问一下，都有些什么器件可供选择呢？

3万 · 2010-8-13 12:01

不一定要用单片机以及AD等等。
有一台模拟示波器即可实验。
先要一个很短促的脉冲信号，发出到待测线上，同时送示波器Y轴。该脉冲发出后即关闭(高阻态)，然后接收电路打开，接收到回波也送示波器的Y轴。于是示波器Y轴可以看到两个脉冲，一个在先，是发射信号，一个在后，是接收信号。知道示波器X轴扫速和两个脉冲在X轴上位置即可知道电磁波传播(一去一回)时间，计算可得距离。
扫速在1us/deg以上的示波器到处都是，比你搭个单片机加AD的电路省事得多，也便宜得多。
不用示波器，也可以用片计数器芯片，对标准频率(例如10MHz或20MHz)计数，发射脉冲将就是瞧瞧去打开，接收脉冲将计数器关闭，单片机只要读计数器计数值，再进行相关计算即可。

1万 · 2010-8-13 12:12

我拆过公司的样品看过，前端用FPGA ，后端单片机数据计算

只看该作者 · 2010-8-13 12:52

11# 雪山飞狐D
我之前也觉得可以用FPGA+单片机，FPGA作为前端信号处理的，单片机计数并计算结果，但FPGA用的不多，不是很熟，就想找找能不能用一些集成电路或电阻电容来完成前端的工作。

只看该作者 · 2010-8-13 12:55

10# maychang
本打算用示波器试一下，实验室门锁了现在还没做。
你说的方法固然好，但是想做一个独立的检测仪器的话，用示波器就不方便了

1万 · 2010-8-13 13:05

难度其实不是想象的那么大，电子传播在铜线里好像只有光速的6分之一吧，回波的接收端设置适当的宽带放大器，或者是发送波是调制形式的

只看该作者 · 2010-8-13 15:20

3万 · 2010-8-13 15:27

13楼：
不用示波器，用简单的计数器芯片等，也可以实现，我在10楼已经大概叙述了其工作原理。这办法也比高速AD便宜得多，而且不要求单片机的速度，最慢的51单片机都可以。
用示波器，那是二战时的方法。那时连晶体管还没有呢，更别说单片机了。我对你说示波器测量，仅仅是介绍其工作原理。

14楼：
电子的传播速度和电磁波的传播速度完全是两回事。电子的运动速度比人跑步也差不多。

只看该作者 · 2010-8-13 16:41

电磁波在双绞线中的传播速度大概是真空中光速的2/3左右。
时域反射法TDR测量双绞线的长度大概可以测到的距离最远在3KM左右，现在宽带ADSL线路的维护中就用到这样的设备。
要想测的更远，还有一种技术叫频域反射法FDR。宽带ADSL线路的维护中也广泛运用。

光纤的维护中用到的技术类似，只不过电脉冲换成了光脉冲，可以测量数十公里远的范围，因为光纤中光的衰减小的多，叫光时域反射法OTDR。