專利名稱：一種單端測試adsl線路環阻的方法
技術領域：
本發明涉及一種單端測試ADSL線路環阻的方法。
背景技術：
ADSL線路測試的關鍵是測試出ADSL線路對差分信號的衰減。衰減是線路本身的特征量，所以測試得到的衰減結果應該與線路是否接終端無關。實現這一目標的難點就是精確測試出ADSL線路的環阻。當前，測試環阻的方法有如下兩種方法一利用經驗數據N和M來估計線路的環阻，具體步驟如下第1步將ADSL外線中的A線接地；測算出另外一根線、即B線的對地阻抗，令其實部為R1；第2步同理，將ADSL外線中的B線接地；測算出A線的對地阻抗，令其實部為R2；第3步將ADSL的兩根外線(即A線和B線)短接，測算出短接后線路對地阻抗，令其實部為R3；第4步測試線路長度L；第5步當R1≈R2時，環阻Rlp＝N×R3×(1+Lg(L/M))。
這種方法的缺點為1)、N和M為經驗數據，Rlp過多依賴于N和M，2)、ADSL線路故障繁多；因此依靠經驗數據來計算環阻Rlp就已經決定了此方法的測試精度不可能高。
方法二利用線路模型來測算線路環阻，具體步驟如下第1步給ADSL線路建立一個如圖1所示的線路模型一其中Ra代表A線的環阻效應，Rb代表B線的環阻效應，Z表示終端，Gag表示A線對地電導，Gbg表示B線對地電導，Cag表示A線對地電容，Cbg表示B線對地電容。因此如果把終端Z看作是兩個未知數(實部和虛部)，該模型一共有8個未知數。
第2步使用一個測試儀器，向該線路模型發送頻率為f1的正弦激勵信號，測算出在頻率f1(單位為Hz)下的Z參數Z11_f1、Z12_f1、Z22_f1。
第3步同理，使用一個測試儀器，向該線路模型發送頻率為f2的正弦激勵信號，測算出在頻率f2(單位為Hz)下的Z參數Z11_f2、Z12_f2、Z22_f2。
第4步把所有Z參數的實部和虛部分離，可得到12個方程。從中取出8個方程，可以解出模型中的全部參數(Ra、Rb、Gag、Gbg、Cag、Cbg、Z)。
第5步Rlp＝k×(Ra+Rb)，其中k是一個常數。
這種方法的缺點為1)、未知數的個數太多，為了能夠解出全部的結果需要列8個方程，從而引入了計算誤差。還引入了6個Z參數，這6個被測量都會引入測試誤差，使得計算結果惡化。2)、對絕大多數ADSL測試線路，Gag和Gbg的范圍均是在0.00000005～0.0000001之間；這就要求所選用的測試儀器必須能夠達到非常高的精度，才能夠使得模型中的8個未知數最后解出的結果滿足要求；這對硬件設計和計算方法都是一個挑戰，從而造成了實際使用的不方便。
發明內容
針對現有技術中存在的不足之處，本發明提供操作過程簡潔、測試精度高、并且測試結果與線路是否接終端無關的一種單端測試ADSL線路環阻的方法。
本發明為達到以上目的，是通過這樣的技術方案來實現的提供一種單端測試ADSL線路環阻的方法，包括將ADSL線路的A線、B線分別與終端相連，A線、B線還分別與地線相連，還包括以下步驟1)、在A線和地線之間連接一個阻值在20K～1M之間的精密電阻，測得其阻值為Gac；在B線和地線之間連接另一個阻值在20K～1M之間的精密電阻，測得其阻值為Gbc；2)、利用窄帶測試法，分別測得A線的對地電容Cac和B線的對地電容Cbc；3)、測試Z參數選用一個能測試Z參數的測試裝置，將測試裝置與A線相連，此時B線懸空，測試裝置發送頻率為f、單位為Hz的正弦激勵信號到A線，根據測試裝置所采集到的響應數據，獲得Z11和Z12；再將測試裝置與B線相連，此時A線懸空，測試裝置發送頻率為f、單位為Hz的正弦激勵信號到B線，根據測試裝置所采集到的響應數據，獲得Z22；4)、根據下列公式計算分別獲得Ra、RbRa=(GacZ11b+Z11awCac+wCbcZ12a+GbcZ12b)wCac,]]>Rb=(GbcZ22b+Z22awCbc+wCacZ12a+GacZ12b)wCbc;]]>其中w＝2πf，代表角頻率；Gac代表設置在A線和地線之間的精密電阻的電導值，Gbc代表設置在B線和地線之間的精密電阻的電導值，Cac代表A線的對地電容，Cbc代表B線的對地電容；Z11a代表Z11的實部，Z11b代表Z11的虛部；Z12a代表Z12的實部，Z12b代表Z12的虛部；Z22a代表Z22的實部，Z22b代表Z22的虛部；5)、根據下列公式計算獲得環阻RlpRlp＝k(Ra+Rb)；其中K是一個常數。
作為本發明的一種單端測試ADSL線路環阻的方法的改進Gac和Gbc的電導值范圍均是0.000001導納～0.00005導納。w一般為600r/s～8000r/s，優選w為628r/s。
在本發明的測試方法中，Gac和Gbc分別代表所測得的電導，在環阻Rlp計算過程中作為已知量；同樣，Cac和Cbc分別代表由窄帶測試電路所測得的電容值，在環阻Rlp計算過程中也作為已知量。
本發明的設計原理和過程如下，首先建立如圖3所示的線路模型二其中Ra代表A線的環阻效應，Rb代表B線的環阻效應，Z表示終端，Gac代表設置在A線和地線之間的精密電阻的電導值，Gbc代表設置在B線和地線之間的精密電阻的電導值，Cac代表A線的對地電容，Cbc代表B線的對地電容。
因為在步驟1)和步驟2)中，窄帶無障的ADSL線路中的A線對地電阻非常大，因此在A線與地線之間并聯設置一個精密電阻后，電導值仍然約等于Gac。同理，B線對地電阻非常大，因此在B線與地線之間并聯設置另一個精密電阻后，電導值仍然約等于Gbc。這樣，就可以刪除作為現有技術的如圖1所示的線路模型一中的未知量Gag和Gbg，而添加上如圖3所示的在本發明中作為已知量的Gac和Gbc。在圖1所示的線路模型一中，Cag和Cbg是未知數，需要通過Z參數來解得。而本發明的線路模型二中，兩線(即A線和B線)對地電容是可以測試出來的，是已知數，用Cac和Cbc表示。所以，在本發明的線路模型二中，未知數只有Ra、Z、Rb。
步驟3)后，利用所測得的Z參數，聯立方程解Rlp，解方程的算法如下Z11=Ra+(Gbc+jwGbc)Z+1Gac+Gbc+jwCac+jwCbc+Z(Gac+jwCac)(Gbc+jwCbc)···(1)]]>Z12=1Gac+Gbc+jwCac+jwCbc+Z(Gac-jwCac)(Gbc+jwCbc)···(2)]]>聯立(1)式和(2)式，可以消掉終端未知量ZZ11(Gac+jwCac)＝Ra(Gac+jwCac)+1-(Gbc+jwCbc)Z12……………………………(3)對(3)式做實部和虛部分離GacZ11a-wCacZ11b-GacRa-1+GbcZ12a-wCbcZ12b＝0………………………………(4)GacZ11b+Z11awCac-wCacRa+wCbcZ12a+GbcZ12b＝0……………………………………(5)大量測試發現，(5)式能夠解出更準確的結果Ra=(GacZ11b+Z11awCac+wCbcZ12a+GbcZ12b)wCac···(6)]]>用完全相同的方法，可以推出Rb=(GbcZ22b+Z22awCbc+wCacZ12a+GacZ12b)wCbc···(7)]]>其中Z11＝Z11a+jZ11b……………………………………………………………………(8)Z12＝Z12a+jZ12b……………………………………………………………………(9)Z22＝Z22a+jZ22b……………………………………………………………………(10)Rlp＝k(Ra+Rb)………………………………………………………………………(11)其中，k是一個常數。
本發明的單端測試ADSL線路環阻的方法，在被測ADSL線路的A線和地之間并接一個20K～1M的精密電阻，改變了線路真實的對地電阻，從而提高了環阻測試的精度，簡化了測試方法，大大降低了對硬件系統本身的要求。同理，在被測ADSL線路的B線和地之間并接一個20K～1M的精密電阻，改變了線路真實的對地電阻，從而提高了環阻測試的精度，簡化了測試方法，大大降低了對硬件系統本身的要求。本發明還利用了窄帶電容測試的結果Cac和Cbc，從而提高了環阻測試的精度，大大簡化了環阻測試的過程，大大降低了對硬件系統本身的要求。利用本發明的方法，對長度4000米以內的ADSL線路進行測試，測試精度95％以上，并且測試結果與線路是否接終端無關。
圖1是作為現有技術的ADSL線路模型一的模型圖；圖2是本發明的連接關系示意圖；圖3是本發明的ADSL線路模型二的模型圖；圖4是本發明所使用的一個測試裝置的連接關系示意圖；圖5是圖4所示的測試裝置發送正弦激勵信號到A線，從而獲得Z11和Z12的示意圖；圖6是圖4所示的測試裝置發送正弦激勵信號到B線，從而獲得Z22的示意圖。
具體實施例方式
參照上述附圖，對本發明的具體實施方式
進行詳細說明。圖2～圖6結合給出了一種單端測試ADSL線路環阻的方法，包括以下步驟1)、將ADSL線路的A線1、B線3分別與終端2相連，該A線1、B線3還分別與地線6相連；2)、在A線1和地線6之間連接一個阻值在20K～1M之間的精密電阻4，測得其電導值為Gac，在B線3和地線6之間連接另一個阻值在20K～1M之間的精密電阻5，測得其電導值為Gbc；3)、利用窄帶測試法，分別測得A線1的對地電容Cac和B線3的對地電容Cbc；4)、測試Z11、Z12和Z22參數首先，選用一個如圖4所示的測試裝置該測試裝置包括內設地線111的數據處理模塊11、信號傳遞組件12、電阻14；信號傳遞組件12內設有發送通道121、采集通道A122、采集通道B123、采集通道C124和地線125。地線111與地線125相連。數據處理模塊11、發送通道121、連線13、電阻14依次相連，電阻14的另一端設有連線15。采集通道A122的一端與數據處理模塊11相連、另一端與連線13相連，采集通道B123的一端與數據處理模塊11相連、另一端與連線15相連，采集通道C124的一端與數據處理模塊11相連，另一端設有連線16。
將上述測試裝置與ADSL線路的A線1相連，此時B線3懸空；即如圖5所示A線1和連線15相連，B線3與連線16相連，且地線6與地線125相連。此時，測試裝置發送頻率為f、單位為Hz的正弦激勵信號到A線1，根據測試裝置所采集到的響應數據，根據下列公式(12)和(13)獲得Z11和Z12；Z11=V2V1-V2R···(12)]]>Z12=V3V1-V2R···(13)]]>
式中，V1代表連線13處的電壓的向量，V2代表連線15(也即A線1)處的電壓的向量，V3代表連線16(也即B線3)處的電壓的向量。
同理，將上述測試裝置與B線3相連，此時A線1懸空，即如圖6所示B線3和連線15相連，A線1與連線16相連，且地線6與地線125相連。此時，測試裝置發送頻率為f、單位為Hz的正弦激勵信號到B線3，根據測試裝置所采集到的響應數據，根據下列公式(14)獲得Z22；Z22=V2V1-V2R···(14)]]>式中，V1代表連線13處的電壓的向量，V2代表連線15(也即B線3)處的電壓的向量，V3代表連線16(也即A線1)處的電壓的向量。
5)、根據下列公式計算分別獲得Ra、RbRa=(GacZ11b+Z11awCac+wCbcZ12a+GbcZ12b)wCac,]]>Rb=(GbcZ22b+Z22awCbc+wCacZ12a+GacZ12b)wCbc;]]>其中w＝2πf，代表角頻率；Gac代表精密電阻4的電導值，Gbc代表精密電阻5的電導值，Cac代表A線1對地電容，Cbc代表B線3對地電容；Z11a代表Z11的實部，Z11b代表Z11的虛部；Z12a代表Z12的實部，Z12b代表Z12的虛部；Z22a代表Z22的實部，Z22b代表Z22的虛部；該w為600r/s～8000r/s，優選628r/s。
6)、根據下列公式計算獲得環阻RlpRlp＝k(Ra+Rb)；其中k為一個常數。
為了證明本發明的優點，發明人作了如下的對比實驗方法一、假設被測試系統是一對1000m的0.5mm線徑的ADSL線對，Rlp＝180歐姆，k＝2.25。對應到作為現有技術的線路模型一應該是Ra＝40Rb＝401/Gag＝10M1/Gbg＝10MCag＝42nFCbg＝42nF，Z＝10M正弦激勵信號頻率為f1＝100Hzf2＝200Hz，得到的Z參數是Z11_f1＝3.271626995759388e+002-3.789131367809378e+004iZ12_f1＝-1.435689797151512e+002-2.176256873851816e+000iZ22_f1＝3.271626995759388e+002-3.789131367809378e+004iZ11_f2＝1.117960867314593e+002-1.894667695579487e+004iZ12_f2＝-35.89727015291654-0.27206140565059iZ22_f2＝1.117960867314593e+002-1.894667695579487e+004i根據這6個Z參數，解出結果如下Ra＝32.14956396592078Rb＝40.00304553179569最終算出的Ra、Rb與真實值相比都有較大的偏差，并且Ra和Rb不相等了。因此導致最終獲得的Rlp＝k(Ra+Rb)＝2.25×(32.1+40.0)＝162.225歐姆，與標準值的偏差為(180-162.225)/180＝9.875％方法二、假設被測試系統是同一對1000m的0.5mm線徑的ADSL線對，Rlp＝180歐姆，k＝2.25。對應到本發明的線路模型二應該是Ra＝40Rb＝401/Gac＝800K1/Gbc＝800KCac＝42nFCbc＝42nFZ＝10M正弦激勵信號頻率為f＝100Hz，得到Z參數為Z11＝1.973400281645932e+003-3.779458733452229e+004iZ12＝-1.424712879612413e+002-1.461482959817067e+001iZ22＝1.973400281645932e+003-3.779458733452229e+004i根據這3個Z參數，通過(6)式和(7)式解出結果如下Ra＝40.00000000000031Rb＝40.00000000000031從最終結果可以看出，計算出來的Ra和Rb完全相等，并且和真實值非常接近。最終獲得的Rlp＝k×(Ra+Rb)＝2.25×(40.0+40.0)＝180.0歐姆，與標準值的偏差為(180-180.0)/180＝0％。
最后，還需要注意的是，以上列舉的僅是本發明的一個具體實施例。顯然，本發明不限于以上實施例，還可以有許多變形。本領域的普通技術人員能從本發明公開的內容直接導出或聯想到的所有變形，均應認為是本發明的保護范圍。
權利要求
1.一種單端測試ADSL線路環阻的方法，包括將ADSL線路的A線(1)、B線(3)分別與終端(2)相連，所述A線(1)、B線(3)還分別與地線(6)相連，其特征是還包括以下步驟1)、在所述A線(1)和地線(6)之間連接一個阻值在20K～1M之間的精密電阻(4)，測得其電導值為Gac；在所述B線(3)和地線(6)之間連接另一個阻值在20K～1M之間的精密電阻(5)，測得其電導值為Gbc；2)、利用窄帶測試法，分別測得A線(1)的對地電容Cac和B線(3)的對地電容Cbc；3)、測試Z參數選用一個能測試Z參數的測試裝置，將所述測試裝置與A線(1)相連，此時B線(3)懸空，測試裝置發送頻率為f、單位為Hz的正弦激勵信號到A線(1)，根據測試裝置所采集到的響應數據，獲得Z11和Z12；再將測試裝置與B線(3)相連，此時A線(1)懸空，測試裝置發送頻率為f、單位為Hz的正弦激勵信號到B線(3)，根據測試裝置所采集到的響應數據，獲得Z22；4)、根據下列公式計算分別獲得Ra、RbRa=(GacZ11b+Z11awCac+wCbcZ12a+GbcZ12b)wCac,]]>Rb=(GbcZ22b+Z22awCbc+wCacZ12a+GacZ12b)wCbc;]]>其中w＝2πf，代表角頻率；Gac代表精密電阻(4)的電導值，Gbc代表精密電阻(5)的電導值，Cac代表A線(1)對地電容，Cbc代表B線(3)對地電容；Z11a代表Z11的實部，Z11b代表Z11的虛部；Z12a代表Z12的實部，Z12b代表Z12的虛部；Z22a代表Z22的實部，Z22b代表Z22的虛部；5)、根據下列公式計算獲得環阻R1pRlp＝k(Ra+Rb)；其中K是一個常數。
2.根據權利要求1所述的一種單端測試ADSL線路環阻的方法，其特征是，Gac和Gbc的電導值范圍均是0.000001導納～0.00005導納。
3.根據權利要求2所述的一種單端測試ADSL線路環阻的方法，其特征是所述w為600r/s～8000r/s。
4.根據權利要求3所述的一種單端測試ADSL線路環阻的方法，其特征是所述w為628r/s。
全文摘要
本發明公開了一種單端測試ADSL線路環阻的方法，包括將ADSL線路的A線(1)、B線(3)分別與終端(2)相連，A線(1)、B線(3)還分別與地線(6)相連；在所述A線(1)和地線(6)之間連接一個阻值在20K～1M之間的精密電阻(4)，測得其電導值為G
文檔編號G01R27/00GK1844939SQ20061004909
公開日2006年10月11日 申請日期2006年1月16日 優先權日2006年1月16日
發明者孫雷 申請人:浙江科賽通信技術有限公司
專業數控銑床產品供應商
20年生產經驗，實力工廠，精工品質，質量有保障
