关键字：CPL 线缆 快速测试
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。
Fig. 1 The block diagram of test system
3.CPLD 的设计
整个测试系统采用两块CPLD（EPM7128），一块作为信号源（CPLD 1#），另一块作为信号采集（CPLD ２#）。CPLD 1#的主要工作是接收单片机发来的‘Start’和‘CP’命令，并以‘CP’为触发信号将‘１’进行移位且并行输出（位数与被测线数相等）。其内部模块连接图如图2 所示[6-7]。
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Fig. 2 The connection of internal module in CPLD1# chip
CPLD２# 的主要工作是将由CPLD １# 输出的信号经过被测线缆进行采集，且将并行位数转换成串行数据传给单片机进行处理，其内部模块连接图如图3 所示，其中包括SST_AND 和CPLD_MCU 两个模块[6-7]。SST_AND 与门电路的主要作用是：只有CPLD 2# 在工作时单片机才能向CPLD 1# 中输出数据，这样保证数据的可靠性和正确性；CPLD_MCU 模块的作用是完成输入数据的并/串转换，将转换好的数据通过SPI 接口传送给单片机。值得注意的是，实际应用时还应在CPLD2#的I/O 口上增加下拉电阻，以避免采集信号时出错。
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Fig. 3 The connection of internal module in CPLD2# chip
4.仿真实验
为验证设计的接口电路是否能够实现系统要求，本文对两块CPLD 进行了仿真实验。CPLD1#的仿真波形如图4 所示。
图4 CPLD1# 仿真波形
Fig. 4 The emulation wave of CPLD1#
由图4 可知，当CPLD1#接收到‘Start’命令后，在‘CP’触发信号的作用下，Sign_out 端口依次输出（00001000）B、（00010000）B、（00100000）B 等信号，实现了将‘１’进行移位且并行输出。
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