摘要
铁路信号电缆对铁路系统的重要性不可忽视。铁路信号电缆故障发生类型和频率的增加，使电缆故障检测难度增大。而目前国内的电缆故障检测研究还处于初期发展阶段，研究一套故障定位精度高、误差小、操作简便的故障检测仪对列车的运行安全具有重大意义。由于铁路线路地理分布较广，目前故障排查一般需要较多人力和时间，因此本文的目的是利用混沌测试序列，实现基于FPGA的铁路信号电缆故障的检测，完成故障点定位和故障类型反馈。 本文的主要内容是利用FPGA资源，设计混沌测试信号发生器和信号采集模块为一体的检测端，及输出最终结果的终端。本文采用FPGA资源生成Logistic混沌序列，分析确定映射参数，然后利用其DDS功能，设计测试信号发生器。数字调制后，通过DAC实现测试信号的数模转换功能。FPGA提供测试信号发生器模块的驱动，可控制测试信号频率。采集模块应用具有高频采样率的ADC芯片，由FPGA驱动芯片，将电缆中的混叠模拟信号转换成数字信号，先对采集数据做预处理，再将采集数据上传到终端设备，在终端进行数据保存、故障距离计算、类型判断等。 本文从基本原理、研究框架、关键技术、重点突破等方面进行介绍，总结本研究的展开过程，完成了检测端主控、DAC、ADC、串口等各个模块的硬件及软件算法设计，并在实验室进行了仿真、硬件调试和实际测试，结果表明本文所提出的方案较于传统SSTDR法测量误差更小、测量距离更远。图77幅，表7个，参考文献53篇。
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