CPLD 在线缆快速测试技术中的应用

1.引言
随着电子技术的发展，复杂可编程逻辑器件CPLD（Complex Programmable Logic Device）以其高速、高可靠以及开发便捷、规范、能完成任何数字器件功能的优点[1]， 越来越广泛地应用于电子仪器中。

线缆的安装质量的好坏将直接影响电气柜的质量，因此线缆测试是电气柜线缆安装过程中非常重要的环节。线缆快速测试技术是指实时、高效、准确、同时测试多条线缆的连通性能（通断、短路、错接），是目前多数电气传动类企业所希望使用的技术[2]。

本文根据国内外线缆测试技术的发展及生产企业的实际要求，设计了一种新型便携式线缆组快速测试系统。该测试系统采用两块CPLD用于接口电路，从而实现多组线缆(内有多条导线)同时测试，检测线缆的通断、短路和错接情况，进而达到快速检测线缆连通性能的目的。

2.测试系统工作原理
线缆的连通性是指线缆中任意两根线之间不得短路、断路及错接[3]，是其他线缆特性测试的基础。电气柜因型号不同，每组线缆的数量不同，多者可达几十条，少者仅有几条。为了使测试系统的应用具有广泛性，本文将CPLD引入设计中，将被测线缆组接于两块基于CPLD的接口电路之间。用户通过键盘输入待检测线缆组的图号，然后按开始键后CPLD工作，输入的信号通过被测线缆输出到另一CPLD进行数据信息汇总，然后通过SPI（Serial Peripheral Interface）接口模块将数据传递给单片机进行处理，单片机对比接收和发射的数据，从而判断出线缆组中每条线缆的连接状况，并将测试结果通过液晶显示屏显示。测试系统原理框图如图1所示。

不同于双绞线等其他线缆的测量[4-5]，电气柜线缆组具备两端测量的条件，因此可以采用施加数字信号来实现检测。假设被测线缆组有n条线缆，施加的测试信号为,且

返回信号为，且：

则线缆连通良好的条件为：

例如，测试第一条线缆时，单片机输出给CPLD1#的信号为，测试第二条线缆时，输出给CPLD1#的信号为，以此类推，经CPLD２#返回到单片机的信号y(xn )中“1”的个数与发出信号f (xn ) 中“1”的个数一致且位置对应，说明线缆连通性良好；个数一致但位置不对应，则可知线缆错接；若“1”的个数多于测试信号中“1”的个数，说明线缆组中有线缆短路，通过确定返回信号中“1”的位置即可断定哪几条线缆之间发生了短路；若返回信号中没有“1”，
则说明被测的这条线缆开路。