[发明专利]一种线缆电平变化的探测装置及方法

说明书

本发明涉及一种线缆电平变化的探测装置及方法，属于电压信号测量技术领域。该装置包括：一部手机、一副耳机的话筒线和所述手机安装的信号采集还原软件；所述手机包括音频模块；所述耳机的话筒线，用于作为测试天线与被测线缆组成耦合电容接收耦合电压，并传送至所述音频模块，得到音频文件；所述信号采集还原软件安装在所述手机，用于对所述音频文件还原得到被测波形。本发明的技术方案以手机为实现载体解决了现有技术测试灵敏度低，携带不方便，数据处理灵活性差的问题，同时降低了设备购置成本。

技术领域

本发明涉及电压信号测量技术领域，尤其涉及一种线缆电平变化的探测装置及方法。

背景技术

目前对于线缆电压信号的非接触式测量一般采用检测笔或专用的三用表。其中，检测笔无法定量检测电压；三用表无法记录电压变化的波形；使用示波器，利用容性耦合的原理以非接触方式可以测试电压时序的波形，但是示波器的分辨率多在0.1v左右，对于检测耦合电压来说分率不够高，且需要根据耦合波形自行计算被测电压，易用性和便携性都存在问题。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种线缆电平变化的探测方法和装置，以解决现有测试方法存在的部分或全部的不足问题，以非接触方式的测试并记录电压的输出，提升了电压检测的灵敏度,提升测试的灵活性和易操作性，降低测试设备的购置成本。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一方面，本发明提供了一种线缆电平变化的探测装置，包括一部手机、一副耳机的话筒线和所述手机安装的信号采集还原软件；所述手机包括音频模块；所述耳机的话筒线，用于作为测试天线与被测线缆组成耦合电容接收耦合电压，并传送至所述音频模块，得到音频文件；所述信号采集还原软件安装在所述手机，用于对所述音频文件还原得到被测波形。

进一步地，所述话筒线作为测试天线与被测线缆并行紧贴放置，并通过容性耦合接收耦合电压；所述手机的音频模块对所述耦合电压进行采样并记录为线性非压缩格式的音频文件；所述信号采集还原软件将所述音频文件按照预定算法进行原始数据处理，还原出被测波形并显示。

进一步地，所述话筒线把容性耦合的电信号输入到所述音频模块内的集成芯片进行放大及A/D转换，再通过语音总线发送到CPU，且存储在FALSH内。

进一步地，所述音频文件按照预定算法进行原始数据处理包括：利用巴特沃斯数字高通滤波器将所述音频文件去除500Hz以下的低频信号，并通过Matlab Compiler的扩展Java Builder工具，将Matlab函数包装为Java类中形成一个Java组件或包，每个Matlab函数被封装为Java类在应用程序中，当所述应用程序被调用，对原始数据通过信号采集还原软件设置合理阈值来判断出被测波形的上升沿和下降沿，还原出被测波形。

进一步地，对采集到的所述音频文件通过合理阈值的设置滤除杂波和噪音，保留有效的耦合电压信息；所述合理阈值的设置原则为高于噪声的耦合电压幅值同时低于有效的耦合电压幅值。

进一步地，所述有效电压幅值根据耦合电压频域模型的如下公式计算得到：

V＝(2πfC_2RR_LRV_t)/(1+2πfC_2RV_tR_LR)；

其中，V_t为信号源电压，C_2R为被测电缆RS232串口数据线与所述测试天线之间的耦合电容，R_LR为所述测试天线的输入阻抗，f为信号带宽。

另一方面，一种基于所述装置的探测方法，包括以下步骤：

步骤1，采用话筒线制作测试天线，将所述测试天线与被测线缆平行紧贴放置，通过容性耦合接收耦合电压并传送至所述手机的音频模块；