專利名稱：網(wǎng)絡(luò)電纜測試方法及裝置的制作方法
所屬技術(shù)領(lǐng)域 N^a^泖J^力i4《^g
本發(fā)明涉及一種測試網(wǎng)絡(luò)電纜的方法和相應(yīng)的裝置。
背景技術(shù)：
用于聯(lián)接電腦M絡(luò)的電纜通常為五類線、六類線、七類線等，即T568A/B線。這些電纜線的內(nèi)部實(shí)質(zhì)上為4對雙絞線；有的外面帶有屏蔽層，有的沒有。電纜的兩端頭連接著RJ45接頭。通常，RJ45接頭的l-2、 3-6、 4-5、 7-8端子分別連接著一對雙絞線，電纜的兩端接法有兩種 一、直通線兩端頭接法一樣，(如T568A/B電纜)見圖9; 一、交叉線兩端接法不一樣，其中一端的l、 2端子接到另一端的3、 6端子；3、 6端子則接到另一端的1、 2端子,互相交換，見圖IO。
網(wǎng)絡(luò)電纜常見的故障有短路，斷路，錯(cuò)接，反接(同一對線在兩端頭的接線順序相反)。此外，還有一種"線對分離"(sprit pair)的故障，"線對分離"指的是雙絞線電纜中有兩對線在兩端的接線端子同時(shí)接錯(cuò)(相互交換)了各自線對屮的一條線，如圖8所示。"線對分離"這種故障會引起網(wǎng)絡(luò)傳輸性能下降，線路串?dāng)_增加等諸多問題?？墒?，存在這種故障的電纜的直流電特性和正常電纜是一樣的，用一般的手段測試發(fā)現(xiàn)不了，往往認(rèn)為是正常的。它是造成線路隱患、影響通訊質(zhì)量的一個(gè)重要因素。
目前，市面上銷售的大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)電纜測量儀可以判定網(wǎng)絡(luò)電纜中是否存在短路、開路、反接的故障，以及屏蔽層是否有短路、斷線的故障，但是無法判定"線對分離"的故障。
美國專利6002247號披露的一種判定"線對分離"(即雙絞線對是否相絞)的方法如卜、
a. 先選擇一對端子進(jìn)行測試；
b. 其余端子全部接地。
c. 在所選定的一對端子中的一個(gè)端子上輸入一個(gè)階躍電壓激勵(lì)信號，在另一個(gè)端子上觀察響應(yīng)信號。
d. 比較響應(yīng)信號與輸入激勵(lì)信號的強(qiáng)度，判定所選定的兩條線是否絞繞在起，或是與其它線絞繞在一起。
e. 判定的標(biāo)準(zhǔn)為響應(yīng)信號的強(qiáng)度必須達(dá)到輸入激勵(lì)信號強(qiáng)度的5%或10%。
f. 重復(fù)地將電纜的各個(gè)端子假定成線對進(jìn)行測試。
這種方法存在以下缺陷
一、 在判定"線對分離"時(shí)采用的是階躍電壓信號激勵(lì)，而負(fù)載為RC微分電路，其響應(yīng)信號電壓強(qiáng)度Vo = e—(t/Re);響應(yīng)信號曲線為指數(shù)式衰減，(參見圖4)其中C為被測試的激勵(lì)線與響應(yīng)線之間的分布電容；在一般的情況下，相絞的兩條線之間的分布電容比不相絞的兩條線之間的分布電容要大得多(大約為1.5 ~ 2倍左右)；利用這個(gè)特點(diǎn)，可以將線之間相絞與不相絞的關(guān)系分辨出來。但是，實(shí)際上，分布電容C是一個(gè)隨電纜長度的而變的函數(shù)。不同長度的雙絞線分布電容相差很大，它們所引起的響應(yīng)信號的強(qiáng)度相差很大。在這種情況下，如果都用同一個(gè)響應(yīng)信號的強(qiáng)度值
(輸入信號強(qiáng)度的5%--10%)來進(jìn)行判斷，很容易造成的誤判。比如長度為100米的雙絞線與長度為2米的雙絞線其分布電容相差50倍，其響應(yīng)信號電壓也就要相差數(shù)十倍。假設(shè)100米長的雙絞線其輸入響應(yīng)信號為輸入信號強(qiáng)度的36%，則2米長的雙絞線其響應(yīng)信號就幾乎已經(jīng)趨近于零了。因此，如果按照給定的響應(yīng)信號的強(qiáng)度判斷標(biāo)準(zhǔn)(大于輸入信號強(qiáng)度的5%—10%)進(jìn)行判斷就會出現(xiàn)判斷錯(cuò)誤。這個(gè)問題在被測試的雙絞線的長度比較短時(shí)，就顯得特別突出。
二、 取樣保持信號是一個(gè)瞬態(tài)值，取樣誤差較大。
三、 判定方法中包含將被選中的端子對(線對)外其余端子全部設(shè)置成接地；以及不斷重復(fù)地將電纜各個(gè)端子假定成線對進(jìn)行測試等步驟。判定時(shí)間長，測試速度慢。
四、 它只能測試直通線的，不能測試交叉線。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)電纜測試方法存在的缺陷，提出一種網(wǎng)絡(luò)電纜測試方法和相應(yīng)的測試裝置。它判定雙絞線線對的方法簡單，可靠，準(zhǔn)確度高，能有效提高判定的準(zhǔn)確性，減少對長度較短
3的雙絞線電纜的判定錯(cuò)誤。它既可以測量'"直通線"，也口」以用于測量"交叉線"。 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是
一種網(wǎng)絡(luò)電纜測試方法，具有短路，斷路，錯(cuò)接，反接及"線對分離"判定功能，其特征在T: 判定"線對分離"時(shí)
a. 首先選擇電纜中的一條線作為輸入(響應(yīng))線；
b. 其余的線作為激勵(lì)線；
c. 輸入(響應(yīng))信號經(jīng)過AC/DC轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成直流信號后，由AZD轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字量存儲在 寄存器上.
d. 依次將方i激勵(lì)信號輪流加到其余的各條激勵(lì)線上，并將它們的響應(yīng)值存儲在相應(yīng)的寄存 器上；
e. 比較的各條線激勵(lì)時(shí)響應(yīng)值的大小；其中響應(yīng)值最大并且大于響應(yīng)值第二大的數(shù)值l. 5倍所 對應(yīng)的激勵(lì)線就判定為與輸入(響應(yīng))線相絞的雙絞線；
f. 如果所有響應(yīng)值均不滿足以上條件，則不存在相絞的線對；
g. 依照l， 3， 4， 7的順序分別將RJ45端口相應(yīng)端子的連線作為輸入線，并判定與之相絞的端 子；
測試直通線時(shí)，選擇開關(guān)S3接通低電位；測試交叉線時(shí)，選擇開關(guān)S3接高電位，MCU根據(jù)選通 開關(guān)電位的變化，通過內(nèi)部程序?qū)⑦B接主機(jī)的端子①與③、②與⑥的定義互換。
一種網(wǎng)絡(luò)電纜測試裝置，由主機(jī)和遠(yuǎn)端部件10兩部分構(gòu)成；其特征是主機(jī)山方波信號發(fā)生器
1、多路開關(guān)2、 AC/DC轉(zhuǎn)換器3、 A/D轉(zhuǎn)換器4、寄存器5、比較器6、顯示器ll、選擇開關(guān)7、 RJ45插 座順序電連接；遠(yuǎn)端部件10由二極管、電阻和RJ45接口組成；主機(jī)與遠(yuǎn)端部件之間連接被測試的電 纜；
方波信號發(fā)生器l、多路開關(guān)2、 AC/DC轉(zhuǎn)換器3、 A/D轉(zhuǎn)換器4、寄存器5、比較器6都由同一塊MCU 構(gòu)成；
判定"線對分離"時(shí)，多路開關(guān)先選擇被測電纜中的一條線作為輸入(響應(yīng))線，其余的線作 為激勵(lì)線，由MCU控制依次將方波激勵(lì)信號輪流加到其余的各條線上，輸入(響應(yīng)線)連接到負(fù)載 電阻8和AD/DC轉(zhuǎn)換器3、 AZD轉(zhuǎn)換器4、寄存器5、比較器6;分別記錄并比較各條線激勵(lì)時(shí)響應(yīng)值的 大小，其中響應(yīng)值最大并且超過第二大數(shù)值1.5倍的激勵(lì)線就是與輸入(響應(yīng))線相絞的雙絞線； 將RJ45端口依照1， 3， 4, 7的順序分別將相應(yīng)端子的連線作為輸入線，并判定與之相絞的端子； 測試直通線時(shí)，選擇開關(guān)7接通高電位；測試交叉線時(shí)，選擇開關(guān)接地電位。 本發(fā)明的有益效果是
本發(fā)明用于判定雙絞線電纜是否相絞的標(biāo)準(zhǔn)不是按照響應(yīng)信號的強(qiáng)度必須達(dá)到輸入信號強(qiáng)度 的某一個(gè)固定的比值，即某個(gè)絕對的電壓值；而是采用比較響應(yīng)信號的相對的大小來判定電纜是否 相絞，這是一種相對比較法。這種相對比較法比起原有的電纜測試方法(絕對比較法)能夠更準(zhǔn)確、 史有效地判定雙絞線電纜中的線對相絞的狀況。也具有更寬的適用范圍。它對長度較短的網(wǎng)絡(luò)電纜 的有效判定范圍可以做到0.3米。另外，本方法采用的方波激勵(lì)，經(jīng)過AC/DC轉(zhuǎn)換后的直流電壓是一 個(gè)穩(wěn)定的響應(yīng)；與那種用階躍信號激勵(lì)，對指數(shù)式下降的響應(yīng)曲線進(jìn)行采樣、保持的方法相比，本 發(fā)明的采樣效果穩(wěn)定性要高得多。同時(shí)本方法還增加了對交叉電纜的測試，使整個(gè)測試裝置能夠測 試的電纜品種更加完善。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明(參考所附圖紙)。
圖l是本發(fā)明的原理框圖
圖2是判定雙絞線對相絞與否的電路原理圖
圖3美國專利6002247號電纜測試方法的原理圖
圖4美國專利6002247號電纜測試方法的波形圖。
圖5由階躍電壓激勵(lì)時(shí)，電纜長短不同的響應(yīng)曲線。
4圖6本發(fā)明測試不同長度的雙絞線屯纜的響應(yīng)曲線。圖7終端匹配器
圖8 "線對分離"的雙絞線電纜。圖9直通線圖10交叉線
具體實(shí)施例方式
圖l中方波發(fā)生器l，多路開關(guān)2， AC/DC轉(zhuǎn)換器3， A/D轉(zhuǎn)換器4，寄存器5，比較器6，選擇開關(guān)7，負(fù)載電阻8，被測電纜9，終端匹配器IO。
其中方波發(fā)生器l，多路開關(guān)2， A/D轉(zhuǎn)換器4，寄存器5，比較器6都由同一塊MCU構(gòu)成，MCU采用PIC16C712; Sl、 S2為2個(gè)多路選通開關(guān)，可以用MCU的I/0口構(gòu)成；進(jìn)行雙絞線相絞判定時(shí)，通過程序控制使MCU產(chǎn)生lKHz的方波激勵(lì)信號，由多路選通開關(guān)S1輸出到被激勵(lì)的端子，由于線間分布電容的存在，多路選通開關(guān)S2會由連接的端子接收到一個(gè)輸入(響應(yīng))信號；這個(gè)響應(yīng)信號通過AC/DC轉(zhuǎn)換器3轉(zhuǎn)換成直流信號，再由A/D轉(zhuǎn)換器4轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后寄存在MCU內(nèi)部的寄存器5上。
測試"線對分離"時(shí)，多路開關(guān)S2首先選一個(gè)端子(一條線)作為輸入(響應(yīng))線；而S1依次則選通其余的各個(gè)端子作為激勵(lì)線，并將lKHz的方波激勵(lì)信號注入；S1每選通一個(gè)端子AC/DC轉(zhuǎn)換器就產(chǎn)生一個(gè)直流信號，由A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字形式后寄存在MCU內(nèi)部相應(yīng)的寄存器單元上；比較各個(gè)寄存器單元上所寄存的響應(yīng)信號的大小；其中響應(yīng)信號值最大并且明顯大于第二大的數(shù)值所對應(yīng)的那一條激勵(lì)線，就是與S2所選定的響應(yīng)線相絞在一起的雙絞線對。其中明顯大于的定義可以選擇大于1.5倍以上，如果檢測結(jié)果所有響應(yīng)值均不滿足這個(gè)條件，則可判定不存在相絞的雙絞線對。改變多路開關(guān)S2接入端點(diǎn)，依照i， 3， 4， 7的順序分別將RJ45接頭上相應(yīng)端子的連線作為輸入線，并由多路丌關(guān)S2將剩余的各個(gè)端于作為激勵(lì)線，按照上述方法分別判定出與之相絞的端子。
測試直通線時(shí)，選擇開關(guān)S3接通低電位；測試交叉線時(shí)，選擇開關(guān)S3接高電位，MCU根據(jù)選通開關(guān)電位的變化，通過內(nèi)部程序?qū)⑦B接主機(jī)的端子①與③、②與(D的定義互換，就能正確地判定相絞的雙絞線對。
負(fù)載電阻8是響應(yīng)線的負(fù)載，其取值可以在5K-50K， AC/DC轉(zhuǎn)換器3可以采用帶有運(yùn)算放大器的有源整流器；顯示器ll用來顯示檢測結(jié)果，可以采用LED也可以采用LCD.
遠(yuǎn)端匹配器10在編號不同的端子對之間使用了不同的電阻值，可以讓MCU很容易地識別出相應(yīng)的端子來。
權(quán)利要求
1. 一種網(wǎng)絡(luò)電纜測試方法，具有“線對分離”判定功能，其特征在于判定“線對分離”時(shí)a. 首先選擇電纜中的一條線作為輸入(響應(yīng))線；b. 其余的線作為激勵(lì)線；c. 輸入(響應(yīng))信號經(jīng)過AC/DC轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成直流信號后，由A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字量存儲在寄存器上；d. 依次將方波激勵(lì)信號輪流加到其余的各條激勵(lì)線上，并將它們的響應(yīng)值存儲在相應(yīng)的寄存器上；e. 比較的各條線激勵(lì)時(shí)響應(yīng)值的大??；其中響應(yīng)值最大并且大于響應(yīng)值第二大的數(shù)值1.5倍所對應(yīng)的激勵(lì)線就判定為與輸入(響應(yīng))線相絞的雙絞線；f. 如果所有響應(yīng)值均不滿足以上條件，則不存在相絞的線對；g. 依照1，3，4，7的順序分別將RJ45接頭相應(yīng)端子的連線作為輸入線，并判定與之相絞的端子。
2. 如權(quán)利要求l所述網(wǎng)絡(luò)電纜測試方法，其特征是測試直通線時(shí)，選擇開關(guān)S3 接通低電位；測試交叉線時(shí)，選擇丌關(guān)S3接高電位，MCU根據(jù)選通開關(guān)電位的變 化，通過內(nèi)部程序?qū)⑦B接主機(jī)的端子①與③、②與⑥的定義互換。
3. —種網(wǎng)絡(luò)電纜測試裝置，由主機(jī)和遠(yuǎn)端部件10兩部分構(gòu)成；其特征是主機(jī) 由方波信號發(fā)生器l、多路開關(guān)2、 AC/DC轉(zhuǎn)換器3、 A/D轉(zhuǎn)換器4、寄存器5、 比較器6、顯示器ll、選擇開關(guān)7、 RJ45插座順序電連接；遠(yuǎn)端部件10由二極 管、電阻和RJ45接口組成；主機(jī)與遠(yuǎn)端部件之間連接被測試的電纜。
4. 權(quán)利要求3所述網(wǎng)絡(luò)電纜測試裝置，其特征是方波信號發(fā)生器1、多路開 關(guān)2、 AC/DC轉(zhuǎn)換器3、 A/D轉(zhuǎn)換器4、寄存器5、比較器6都由同一塊MCU構(gòu)成。
5. 權(quán)利要求3所述網(wǎng)絡(luò)電纜測試裝置，其特征是判定"線對分離"時(shí)，多路 開關(guān)先選擇被測電纜中的一條線作為輸入(響應(yīng))線，其余的線作為激勵(lì)線，由 MCU控制依次將方波激勵(lì)信號輪流加到其余的各條線上，輸入(響應(yīng)線)連接到 負(fù)載電阻8和AD/DC轉(zhuǎn)換器3、 A/D轉(zhuǎn)換器4、寄存器5、比較器6;分別記錄并 比較各條線激勵(lì)時(shí)響應(yīng)值的大小，其中響應(yīng)值最大并且超過第二大數(shù)值1. 5倍的 激勵(lì)線就是與輸入(響應(yīng))線相絞的雙絞線；將RJ45端口依照1， 3， 4， 7的順 序分別將相應(yīng)端子的連線作為輸入線，并判定與之相絞的端子。
6. 權(quán)利要求3所述網(wǎng)絡(luò)電纜測試裝置，其特征是測試直通線時(shí)，選擇丌關(guān)7 接通高電位；測試交叉線時(shí)，選擇丌關(guān)接地電位。
全文摘要
本發(fā)明提出一種網(wǎng)絡(luò)電纜測試方法和相應(yīng)的測試裝置。本發(fā)明用于判定雙絞線電纜相絞的標(biāo)準(zhǔn)不是按照響應(yīng)信號的強(qiáng)度必須達(dá)到輸入信號強(qiáng)度的某一個(gè)固定的比值，即某個(gè)絕對的電壓值；而是采用比較響應(yīng)信號的相對的大小來判定電纜是否相絞，這是一種相對比較法。這種相對比較法比起原有的電纜測試方法(絕對比較法)能夠更準(zhǔn)確、更有效地判定雙絞線電纜中的線對相絞的狀況。也具有更寬的適用范圍。另外，本方法采用的方波激勵(lì)、響應(yīng)信號經(jīng)過AC/DC轉(zhuǎn)換后的直流電壓是一個(gè)穩(wěn)定值；比起用階躍信號激勵(lì)，指數(shù)式下降的瞬態(tài)曲線進(jìn)行采樣、保持，其采樣穩(wěn)定性要高得多。它判定雙絞線線對的方法簡單，可靠，準(zhǔn)確度高，能有效提高判定的準(zhǔn)確性，減少對長度較短的雙絞線電纜的判定錯(cuò)誤。同時(shí)本方法還增加了對交叉電纜的測試，整個(gè)測試裝置功能更加完善。
文檔編號G01R31/02GK101487872SQ20091011805
公開日2009年7月22日 申請日期2009年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月17日
發(fā)明者先 徐 申請人:先 徐