数字式电缆对线器.doc

数字式电缆对线器 技术指标 数字式电缆对线器的主要功能有： 可在远端预设芯线编号，近端测量出对应的芯线并且以数字显示出电缆芯线编号。 可以检测到电缆芯线的短路或开路故障。 可由人工单线接入测试，亦可自动测试 系统结构要求 数字式电缆对线器的系统结构框图如图1所示。其中远端编号器用于给被测电缆处于远端的芯线编号，电缆对线器在电缆近端测出各芯线与远端的对应关系并以数字显示出近端各芯线的编号数码。 电气指标 对线器一次可接入的芯线数量：30根。因实验器件限制，选取其中8路显示。分别为：0，3，5，10，15，20，25，31。其中0为短路，31为开路。 芯线编号显示方法：2位数码，编号为0～31。 显示及刷新时间：2s刷新1次，显示数码时间不少于1s。 测试方法：远端编号器并接好芯线后不在操作，近端用人工方式逐一选择被测芯线。 电缆故障报警：当发现某条芯线有短路或开路故障时，发出告警信号——发光二极管亮。 扩展指标 芯线测试为8路自动测试。 设计条件 电源条件：直流稳压电源提供5V电压。 被测电缆长度为1000m，芯线直径0.4mm，直流电阻148Ω/km绝缘电阻2000MΩ/km。测试前有一根芯线远.近端均已明确，用其作为测试地线。 可供选择的元器件范围如下表所示： 能提供的材料 型号 名称与功能 数量 ADC0809 8位8通道A/D转换器 1片 7485 4位比较器 2片 74283 4位二进制全加器 2片 F555 定时器 2片 7427 三3输入或非门 1片 7430 8输入与非门 1片 7400 四2二输入与非门 1片 7404 六反相器 1片 7448 七段显示译码器 2片 C－562x 2位静态数码管 1片 电阻：51k排阻 6.8k 24k 91k 1k 68k 10k 47k 200k 39k 8.2k 20k 5.1k 电容：200μF电容1个 0.1μF电容3个 发光二极管：2个 导线：若干 剪刀：1把 镊子：1只 面包板：1块 以下是电路设计提示 整体方案设计 算法设计 将整个电缆对线器电路分为七部分来实现，分别为远端编号器，近端接收电压，A/D转换器，译码电路，显示器，控制电路，及扩展后的自动有哪些信誉好的足球投注网站电路。 远端编号器中输出的不同数值电压经过电缆传输，在近端接受，将这些电压通过A/D转换器进行量化，成为一组数量化的数字值，将这一系列数值通过译码器译码然后通过显示电路显示数值。译码前还需要经过校验电路将5位量化值的二进制码转换成8421BCD码，以便使用显示译码器和数码管完成数字显示。同时用控制电路对测量结果进行刷新。在短路与开路时通过逻辑电路和发光二极管实现告警功能。扩展后的电路可以给近端接收的一组数字值加上自动有哪些信誉好的足球投注网站电路。 设计方案 若定义远端编号器中某一电阻为Rx，在忽略电缆导线电阻的情况下，在近端可测得Vx： 由于均为事先选定的，所以，当近端的开关k位于不同位置时，都可事先算出m个值，这项值经A/D转换成为一组量化的数字值。可事先将这m个数字值建立一张译码表，表中m个量化后的数字值对应着m个导线号码。当开关位于其中某个通道时，即可得一个经A/D转换后的量化值，将这一量化值译码为数字，该显示的数字就是芯线编号。 A/D转换器的输出位数及阶梯确定 A/D转换器ADC0809的分解度为8位，若其参考电压Vref=Vs=5V,转换阶梯可达 （V）。为提高器可靠性和抗干扰性能力，可只使用高n位输出，这样就可加大转换阶梯。因本实验只需32个输出状态即可，因此输出位数n和相应的变换阶梯△Vs可由下式求得： 2n≥m+2=30+2=32 (n=5) △Vs= 由此可以