在IT系統中，注入的測試信號的有效值必須足夠小，以免對IT系統形成太大干擾，帶來不必要的隱患，甚至對系統負載造成危害;又要有足夠大的峰值，以便在故障支路上形成足夠大的電流，使故障定位儀的電流互感器能正常監測。
考慮以上兩種情況，本文采用脈沖信號作為測試信號。如果脈沖信號幅度足夠大，寬度足夠窄，則可以實現足夠小的有效值、足夠大的峰值兩個期望目標。從簡化設計的角度出發，沒有必要在信號發生器上直接產生高壓脈沖信號，可以通過截取IT系統中交流信號的波峰來實現。
普通電氣設備所需電源為AC 220V、50/60Hz,針對某一特定應用場合，如二類醫療場所或某些*場所的安全照明，可以由隔離變壓器轉換取得。L1、L2線間電壓AC 220V，其峰值為220V，滿足脈沖峰值足夠大的要求。為滿足有效值足夠小的要求，本文依照標準IEC61557-9的“定位信號電壓的有效值不允許超過50V”的規定，將電壓閾值設為50V[2]。依此，可計算出脈沖寬度(由于脈沖寬度很小，為方便計算，可將此峰值脈沖視為幅度為220
的矩形脈沖)。
當交流電壓周期為50Hz時，脈沖寬度
當交流電壓為60Hz時，脈沖寬度
利用單片機的定時器功能，配合光耦，可以精確截取0.4ms的峰值脈沖。由于0.4ms<0.4304ms<0.5165ms，并且由于實際截取的脈沖信號中，除波峰一點外，其余點幅度均小于，因此其有效值一定會小于設定的閾值50V，可以滿足脈沖有效值足夠小的要求。
2 硬件設計
本設計的硬件功能模塊主要包括電源模塊、中央控制模塊、監測模塊、信號發生模塊、通信模塊、指示燈模塊組成。硬件設計原理框圖如圖2所示。
信號發生器上電后，CPU即通過監測模塊對IT系統的電壓進行實時監測，測量出IT系統的交流頻率。當系統發生對地絕緣故障時，信號發生器根據測量出的頻率大小，確定測試信號的脈沖寬度以及脈沖頻率，截取系統波峰，產生測試信號，輪流加到L1-PE、L2-PE間。由于發生絕緣故障，故障支路可等效為一較小值電阻，連接IT系統發生故障的線，以及大地，形成電流回路，則測試信號能在故障支路上產生測試電流，絕緣故障定位儀逐路巡回監測各支路時，在某個支路上監測到此測試電流，即可判定此條支路為故障支路。本設計中，中央控制模塊選用ST公司生產的32位ARM
-M3內核單片機STM32F103，該芯片處理速度快，最高運行速度可達72MHz。芯片具有豐富的片內外圍資源，內部有20KB的片內RAM和多達64KB的FLASH閃存，帶有多通道的12位A/D轉化模塊，以及多個SPI、
C、CAN等通訊接口，大大簡化了外圍電路的設計。
