喻 尚，周凤星，张智恒

(武汉科技大学信息科学与工程学院，湖北武汉 430081)

0 引言

随着科技的高速发展，各类电子产品已经融入人们的日常生活工作之中，作为电力传输重要元件的电力电缆在城市建设中被广泛应用。地下电缆有着长时间运转的特性，使用周期长，且由于电缆老化、土壤中化学物质的腐蚀等原因[1]，发生故障是不可避免的。在发生故障后，如何迅速定位到故障点的位置具有重要的意义。

电缆故障点测距方法一般采用脉冲反射法，利用脉冲波形与故障返回波形时间差及行波波速[2]，可以测出信号源到故障点之间的电缆长度。然而地下电缆在埋设时走线弯曲甚至打捆，所以在测距之后还需要在故障点附近进行精确定位。本文设计了一套基于相敏检波的地下电缆故障精确定位系统，对跨步电压进行相敏检波，使用TMS320F28335作为主控芯片实现了信号的采集与分析。

1 相敏检波原理

相敏检波常用于微弱信号检测[3]，通常将被测信号x(t)与参考信号r(t)相乘，得到的输出结果u(t)包含差频分量与和频分量。通过低通滤波器将和频分量滤掉，得到u0(t)，然后从此信号中提取出被测信号的相位和幅值信息。模拟乘法器型相敏检波系统如图1所示。

图1 模拟乘法器型相敏检波系统

参考信号常选用正弦波、方波、三角波等易于获取的简单信号。本文以x(t)与r(t)为同频正弦波为例，分析相敏检波的原理。

设被测信号为x(t)=υacos(ω0t+θ),参考信号为r(t)=υrcos(ω0t)，υa为被测信号最大幅值，θ为被测信号的初始相位，υr为参考信号最大幅值，ω0为参考信号和被测信号的角频率，t为时间变量。……