铁路信号电缆是列车运行的组成部分,其故障检测是列车安全运行的重要保障。对铁路信号电缆的故障检测和故障定位的方法的研究对列车的行车安全具有重要的意义。本文对时域反射法（TDR）和时间数字转换器（TDC）进行了研究,设计了一种信号电缆故障检测仪。首先,对信号电缆的故障检测方法和时间数字转换技术进行了研究,总结了电缆的故障类型和引发故障的原因。通过对电缆在阻抗失配时行波信号的反射特性的研究,建立了时域反射仿真模型,建立了信号电缆的分布参数模型,设计了一种电缆故障检测仪方案。然后,以FPGA为核心器件,设计了一个测试信号发生器,产生可编程的测试信号。通过设计信号调理电路,解决了因为信号在电路中衰减导致无法有效采集反射信号的问题,实现了电缆故障类型的判断。为了提高故障检测的定位精度,设计了一种基于时间内插技术的TDC,通过构造延时链,实现了较高的时间测量精度,降低了电缆故障点的定位误差。本文完成了系统的主控、检测算法、存储以及串口等控制程序的编写,完成了芯片周围电路、信号调理电路、供电电路、串口通信电路等硬件的设计。对各个模块的功能进行了仿真验证,并制作了样机。通过搭建实验平台,对电缆故障检测仪进行故障电缆的检测试验。测试结果显示,本文设计的电缆故障检测仪可以实现对故障电缆故障类型的判断和故障点的定位。图44幅,表3个,参考文48篇。