[发明专利]一种基于FPGA芯片的电缆绝缘状态检测系统及方法

权利要求书

1.一种基于FPGA芯片的电缆绝缘状态检测系统，其特征在于，包括：检测板卡和耦合器；所述检测板卡包括FPGA芯片，及与所述FPGA芯片连接的第一电路和第二电路；

所述FPGA芯片包括与所述第一电路串联的逻辑控制模块和检测信号生成模块；及与所述第二电路串联的同步模块，降噪模块，信号处理模块及状态评估模块；所述同步模块包括：粗同步相关计算模块，细同步相关计算模块和数据延迟模块；所述粗同步相关计算模块用于进行反射信号能量和自相关值计算，并与第一比较器连接；所述细同步相关计算模块用于进行反射信号与ROM模块中训练序列的互相关值计算，并与第二比较器连接；所述第一比较器与所述第二比较器均接入选择器，所述选择器连接第三比较器；所述数据延迟模块对输入信号数据延迟，延迟时长为所述同步模块的数据处理时长，延迟后的数据作为数据截取模块的输入信号；所述数据截取模块响应于所述第三比较器发送的指示信号开始输出信号至降噪模块；

所述第一电路将所述检测信号生成模块产生的检测信号发送至所述耦合器；由所述耦合器将检测信号注入与其相连接的待测电缆中，并将待测电缆中的反射信号提取出来经所述第二电路送入所述状态评估模块进行待测电缆状态评估。

2.根据权利要求1所述的一种基于FPGA芯片的电缆绝缘状态检测系统，其特征在于，还包括：

所述第一电路至少包括DAC数模转换器和发送电路；所述DAC数模转换器将来自所述检测信号生成模块的数字域信号转换成模拟域信号，经所述发送电路放大后发送至所述耦合器；

所述第二电路至少包括接收电路和ADC数模转换器；所述接收电路将获取的反射信号放大后，由ADC数模转换器将模拟域信号转换成数字域信号并发送至所述同步模块。

3.根据权利要求2所述的一种基于FPGA芯片的电缆绝缘状态检测系统，其特征在于，所述FPGA芯片，还包括：ROM模块，用于存储长度为N，位宽为B的训练序列，其中N≥128，B≥10比特；所述ROM模块为检测信号生成模块，同步模块，和信号处理模块提供训练序列。

4.根据权利要求3所述的一种基于FPGA芯片的电缆绝缘状态检测系统，其特征在于，所述逻辑控制模块通过对外接口连接控制开关，当所述控制开关处于打开状态，则启动电缆绝缘状态检测程序，产生脉冲信号通知所述检测信号生成模块开始运行；

所述检测信号生成模块启动后，从所述ROM模块中读取训练序列，预设读取次数为M。

5.根据权利要求4所述的一种基于FPGA芯片的电缆绝缘状态检测系统，其特征在于：

所述降噪模块包括一个加法器和一个RAM；其中加法器完成加法运算后输出至信号处理模块；

所述信号处理模块包括：第一FFT模块，用于接收所述加法器信号并进行信号处理； 及第二FFT模块，获取ROM模块的输出信号序列并进行信号处理；及除法器对所述第一FFT模块和第二FFT模块的输出结果进行处理后，转入幅值计算模块和峰值搜寻模块进行处理，处理结果由数据输出模块发送至状态评估模块；

所述状态评估模块连接液晶屏用于呈现待测电缆状态评估结果。

6.一种基于权利要求1-5任一所述的基于FPGA芯片的电缆绝缘状态检测系统的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S11：控制开关置1，开启电缆绝缘状态监测程序；

S12：FPGA芯片产生数字域的检测信号传入第一电路；

S13：DAC数模转换器将数字域检测信号转换成模拟信号，经发送电路放大后送至耦合器，由所述耦合器将检测信号注入与其相连接的待测电缆中；

S14：耦合器将待测电缆中的反射信号提取出来传入第二电路；

S15：接收电路将获取的反射信号进行滤波和放大处理后，由ADC数模转换器将模拟信号转换成数字域检测信号，并发送至FPGA芯片；

S16：FPGA芯片根据所述反射信号进行待测电缆状态评估；

S17：在液晶屏端呈现待测电缆状态评估结果，控制开关置0，结束电缆绝缘状态监测程序。