在IT系统中，注入的测试信号的有效值必须足够小，以免对IT系统形成太大干扰，带来不必要的隐患，甚至对系统负载造成危害;又要有足够大的峰值，以便在故障支路上形成足够大的电流，使故障定位仪的电流互感器能正常监测。
考虑以上两种情况，本文采用脉冲信号作为测试信号。如果脉冲信号幅度足够大，宽度足够窄，则可以实现足够小的有效值、足够大的峰值两个期望目标。从简化设计的角度出发，没有必要在信号发生器上直接产生高压脉冲信号，可以通过截取IT系统中交流信号的波峰来实现。
普通电气设备所需电源为AC 220V、50/60Hz,针对某一特定应用场合，如二类医疗场所或某些*场所的安全照明，可以由隔离变压器转换取得。L1、L2线间电压AC 220V，其峰值为220V，满足脉冲峰值足够大的要求。为满足有效值足够小的要求，本文依照标准IEC61557-9的“定位信号电压的有效值不允许超过50V”的规定，将电压阈值设为50V[2]。依此，可计算出脉冲宽度(由于脉冲宽度很小，为方便计算，可将此峰值脉冲视为幅度为220
的矩形脉冲)。
当交流电压周期为50Hz时，脉冲宽度
当交流电压为60Hz时，脉冲宽度
利用单片机的定时器功能，配合光耦，可以精确截取0.4ms的峰值脉冲。由于0.4ms<0.4304ms<0.5165ms，并且由于实际截取的脉冲信号中，除波峰一点外，其余点幅度均小于，因此其有效值一定会小于设定的阈值50V，可以满足脉冲有效值足够小的要求。
2 硬件设计
本设计的硬件功能模块主要包括电源模块、中央控制模块、监测模块、信号发生模块、通信模块、指示灯模块组成。硬件设计原理框图如图2所示。
信号发生器上电后，CPU即通过监测模块对IT系统的电压进行实时监测，测量出IT系统的交流频率。当系统发生对地绝缘故障时，信号发生器根据测量出的频率大小，确定测试信号的脉冲宽度以及脉冲频率，截取系统波峰，产生测试信号，轮流加到L1-PE、L2-PE间。由于发生绝缘故障，故障支路可等效为一较小值电阻，连接IT系统发生故障的线，以及大地，形成电流回路，则测试信号能在故障支路上产生测试电流，绝缘故障定位仪逐路巡回监测各支路时，在某个支路上监测到此测试电流，即可判定此条支路为故障支路。本设计中，中央控制模块选用ST公司生产的32位ARM
-M3内核单片机STM32F103，该芯片处理速度快，最高运行速度可达72MHz。芯片具有丰富的片内外围资源，内部有20KB的片内RAM和多达64KB的FLASH闪存，带有多通道的12位A/D转化模块，以及多个SPI、
C、CAN等通讯接口，大大简化了外围电路的设计。
