一種對電纜組中各電纜是否等長進行檢測的系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種對電纜組中各電纜是否等長進行檢測的系統(tǒng)，包括：信號發(fā)生器，示波器，用于差分傳輸?shù)拇龣z測電纜組，其由第一射頻同軸線纜和第二射頻同軸線纜組成；其中，所述第一射頻同軸線纜分別與信號發(fā)生器的正極、示波器的觸發(fā)信號端口連接，所述第二射頻同軸線纜分別與信號發(fā)生器的負極、示波器的被測信號端口連接。本發(fā)明還公開了一種對電纜組中各電纜是否等長進行檢測的方法，使得本發(fā)明具有能夠同時對兩根射頻同軸線纜進行檢測，提高檢測的效率，減少了因多次測量而產(chǎn)生的誤差，以便獲得更好的檢測精度，另外其檢測結(jié)果更易得到，從而大大簡化了檢測難度。
【專利說明】一種對電纜組中各電纜是否等長進行檢測的系統(tǒng)及方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種在差分傳輸?shù)那闆r下使用的線纜之間的長度檢測。更具體地說，本發(fā)明涉及一種在差分傳輸?shù)那闆r下使用的射頻同軸線纜之間的長度是否等長進行檢測的系統(tǒng)及檢測方法。

【背景技術】
[0002]差分傳輸是一種信號傳輸?shù)募夹g，區(qū)別于傳統(tǒng)的一根信號線一根地線的做法，差分傳輸在這兩根線上都傳輸信號，這兩個信號的振幅相等，相位相反，在這兩根線上傳輸?shù)男盘柧褪遣罘中盘枴２罘中盘柧哂锌垢蓴_能力強、能有效抑制電磁干擾、時序定位準確等優(yōu)點，但由于信號接收端比較這兩個電壓的差值來判斷發(fā)送端發(fā)送的是邏輯0還是邏輯1，因此在極其重要。
[0003]射頻同軸電纜是指有兩個同心導體，而導體和屏蔽層又共用同一軸心的電纜，其用于差分傳輸中，其為了達到對高速信號傳輸中差分信號進行等長控制，作為差分傳輸中信號輸送介質(zhì)的兩根射頻同軸電纜必須盡可能的等長，為了保證差化信號傳輸?shù)木?，兩根射頻同軸電纜的傳輸時間差要控制在皮秒級別，因此對線纜的長度誤差提供了更高的要求。
[0004]在現(xiàn)有技術中，對于用于實現(xiàn)差分傳輸?shù)纳漕l同軸電纜是否等長一般采用的時域反射技術，通過該技術包括產(chǎn)生沿傳輸線傳播的時間階躍電壓。用示波器檢測來自阻抗的反射，測量輸入電壓與反射電壓比，從而計算不連續(xù)的阻抗。利用射頻線纜的阻抗連續(xù)特性，在示波器上找出連續(xù)阻抗區(qū)域和阻抗跳變節(jié)點以計算出信號在射頻線纜上的傳輸時間，再次通過射頻線纜的傳輸速度計算出射頻線纜的長度。此技術在測量時由于存在節(jié)點較多，在示波器上顯示的跳變區(qū)域較多，尤其時當射頻線纜較短時很難分辨出信號在射頻線纜上的傳輸時間區(qū)域，極大的增加了測量的難度；同時因該技術采用的是時域反射裝置，因此每次測量只能得到差分信號在一根射頻同軸電纜的傳輸時間，因此對于差分傳輸需要的射頻同軸電纜組，需要進行兩次測量，將得到的射頻同軸電纜組中各射頻同軸電纜的傳輸時間進行比較，通過時間差以判斷其是否是等長的，測量費時費力，且因兩次測量、因儀器自身的的誤差或者操作者操作時產(chǎn)生的誤差而進行累加，使得誤差加大，最后的測量精度達不到要求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的一個目的是解決至少上述問題和/或缺陷，并提供至少后面將說明的優(yōu)點。
[0006]本發(fā)明還有一個目的是提供一種檢測系統(tǒng)，其能夠同時對兩根射頻同軸線纜進行檢測，且相對于傳統(tǒng)的檢測系統(tǒng)，其檢測結(jié)果更易得到，從而大大簡化了檢測難度。
[0007]本發(fā)明還有一個目的是通過提供的檢測方法，提高檢測的效率，減少了因多次測量而產(chǎn)生的誤差，以便獲得更好的檢測精度。
[0008]為了實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的這些目的和其它優(yōu)點，提供了一種對電纜組中各電纜是否等長進行檢測的系統(tǒng)，包括:
[0009]用于產(chǎn)生差分方波信號的信號發(fā)生器；
[0010]示波器；
[0011]用于差分傳輸?shù)拇龣z測電纜組，其由第一射頻同軸線纜和第二射頻同軸線纜組成；
[0012]其中，所述第一射頻同軸線纜分別與信號發(fā)生器的正極、示波器的觸發(fā)信號端口連接，所述第二射頻同軸線纜分別與信號發(fā)生器的負極、示波器的被測信號端口連接；所述信號發(fā)生器發(fā)送差分方波信號，所述示波器接收通過待檢測電纜組傳輸?shù)男盘柌⒃谑静ㄆ魃巷@示出相應波形，并通過所述波形對待檢測電纜組是否等長進行判斷。
[0013]優(yōu)選的是，其中，所述示波器為實時示波器，所述實時示波器設置為邊沿觸發(fā)方式。
[0014]優(yōu)選的是，其中，所述實時示波器的觸發(fā)信號和被測信號設置為交流耦合方式，且所述實時示波器的觸發(fā)信號電平設置為0V。
[0015]本發(fā)明的目的還可以進一步地由采用對電纜組中各電纜是否等長進行檢測的方法來實現(xiàn)，該方法包括所述信號發(fā)生器發(fā)送差分方波信號；所述待檢測電纜組對差分方波信號進行傳輸，所述示波器接收待檢測電纜組傳輸?shù)牟罘址讲ㄐ盘柌⑼ㄟ^示波器顯示出相應波形，并根據(jù)所述波形中邊沿中點落在示波器的X軸上的位置，對待檢測電纜組中的第一射頻同軸線纜和第二射頻同軸線纜是否等長進行判斷，如所述示波器上顯示出的波形中邊沿中點落在示波器的坐標原點上，則判定第一射頻同軸線纜和第二射頻同軸線纜等長，否則判定不等長。
[0016]優(yōu)選的是，其中，所述示波器上顯示出的波形中邊沿中點落在示波器中坐標原點的左側(cè)，則第一射頻同軸線纜比第二射頻同軸線纜長。
[0017]優(yōu)選的是，其中，所述示波器上顯示出的波形中邊沿中點落在示波器中坐標原點的右側(cè)，則第一射頻同軸線纜比第二射頻同軸線纜短。
[0018]優(yōu)選的是，其中，所述第一射頻同軸線纜與第二射頻同軸線不等長，則所述示波器上顯示出的波形中邊沿中點與坐標原點在X軸上的距離Td為所述待檢測電纜組長度差引起的傳輸時間差，由此可得所述待檢測電纜組之間的長度差。
[0019]優(yōu)選的是，其中，所述待檢測電纜組之間的長度差可由以下公式得到:
[0020]Ld = Td/Pd ；
[0021 ] 其中，所述Ld為待檢測電纜組之間的長度差，其單位為cm ;所述Td為測量出的傳輸時間差，其單位為ps，所述Pd線纜本身傳播速度，其單位為ps/cm。
[0022]本發(fā)明至少包括以下有益效果:本發(fā)明的檢測系統(tǒng)能夠同時對兩根射頻同軸線纜進行檢測，且相對于傳統(tǒng)的檢測系統(tǒng)，其檢測結(jié)果更易得到，從而大大簡化了檢測難度。
[0023]同時本發(fā)明通過等長射頻同軸線纜檢測方法，提高檢測的效率，減少了因多次測量而產(chǎn)生的誤差，以便獲得更好的檢測精度。
[0024]本發(fā)明的其它優(yōu)點、目標和特征將部分通過下面的說明體現(xiàn)，部分還將通過對本發(fā)明的研宄和實踐而為本領域的技術人員所理解。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1為本發(fā)明的一種對電纜組中各電纜是否等長進行檢測的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖2為本發(fā)明中采用對電纜組中各電纜是否等長進行檢測的系統(tǒng)的檢測方法得到的測量示意圖；
[0027]圖3為本發(fā)明的一種對電纜組中各電纜是否等長進行檢測的系統(tǒng)校準示意圖。

【具體實施方式】
[0028]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步的詳細說明，以令本領域技術人員參照說明書文字能夠據(jù)以實施。
[0029]應當理解，本文所使用的諸如“具有”、“包含”以及“包括”術語并不配出一個或多個其它元件或其組合的存在或添加。
[0030]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一種實現(xiàn)形式，其中包括:
[0031]用于產(chǎn)生差分方波信號的信號發(fā)生器10，其主要利用差分方波信號的相位相反特性，
[0032]示波器20 ;其主要通過觀察其上的波形對進行待檢測電纜組中的電纜是否等長進行判斷；
[0033]用于差分傳輸?shù)拇龣z測電纜組30，其由第一射頻同軸線纜31和第二射頻同軸線纜32組成；
[0034]其中，所述第一射頻同軸線纜31分別與信號發(fā)生器10的正極、示波器20的觸發(fā)信號端口連接，所述第二射頻同軸線纜32分別與信號發(fā)生器10的負極、示波器20的被測信號端口連接；所述信號發(fā)生器10發(fā)送差分方波信號，所述示波器20接收通過待檢測電纜組30傳輸?shù)男盘柌⒃谑静ㄆ?0上顯示出相應波形，并通過所述波形對待檢測電纜組30是否等長進行判斷。利用差分方波信號的相位相反特性，信號發(fā)生器10產(chǎn)生的差分方波信號在經(jīng)過待檢測等長同軸射頻線纜傳輸后，將一路信號作為示波器20的觸發(fā)信號，另一路信號作為示波器20的被測信號；然后利用示波器上20顯示的波形的邊沿中點是否與示波器中坐標原點重合，以判斷待檢測電纜組中的第一射頻同軸線纜和第二射頻同軸線纜是否等長。采用這種方案具有一次能檢測兩根射頻同軸線纜并直接通過觀察示波器上顯示的波形信號就能判斷兩根射頻同軸線纜是否等長的有利之處，解決了因多次測量而帶來的誤差累加的不利之處。并且，這種方式只是一種較佳實例的說明，但并不局限于此。
[0035]在另一種實施例中，所述示波器20為實時示波器，所述實時示波器設置為邊沿觸發(fā)方式。采用這種方案使得因兩根射頻同軸線纜不等長而導致的傳輸時間差更容易得到。并且，這種方式只是一種較佳實例的說明，但并不局限于此。
[0036]在另一種實施例中，所述實時示波器的觸發(fā)信號和被測信號設置為交流耦合方式，采用這種方案使得待兩根射頻同軸線纜工作模式一樣，其得到的結(jié)果誤差更小，且所述實示波器的觸發(fā)信號電平設置為0V。并且，這種方式只是一種較佳實例的說明，但并不局限于此。
[0037]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的一種對電纜組中各電纜是否等長進行檢測的方法得到的測量示意圖，該方法包括所述信號發(fā)生器發(fā)送差分方波信號；所述待檢測電纜組對差分方波信號進行傳輸，所述示波器接收待檢測電纜組傳輸?shù)牟罘址讲ㄐ盘柌⑼ㄟ^示波器顯示出相應波形，并根據(jù)所述波形中邊沿中點落在示波器的X軸上的位置，對待檢測電纜組中的第一射頻同軸線纜和第二射頻同軸線纜是否等長進行判斷，如所述示波器上顯示出的波形中邊沿中點落在示波器的坐標原點上，則判定第一射頻同軸線纜和第二射頻同軸線纜等長，否則判定不等長。采用這種方案的示波器上顯示出的波形中邊沿中點落在示波器的X軸與坐標原點的差異值即為差分等長同軸射頻線纜的不等長引起的傳輸時間差異，可以快速、簡便的計算出長度差異。同時由于兩條射頻線纜等長，那么信號在經(jīng)過同樣的傳輸延時后同時到達觸發(fā)信號和被測信號，由于差分信號極性相反，將示波器的觸發(fā)方式設置為下降沿觸發(fā)(下降沿觸發(fā)方式類似，未做闡述)即可觀察到如圖2中波形1所示的波形，此時波形1邊沿中點應處于坐標原點。在實際測量時，測量到波形邊沿中點處于坐標原點即可認為兩條被測射頻線等長。其具有觀察簡單，易于實現(xiàn)的功能。并且，這種方式只是一種較佳實例的說明，但并不局限于此。
[0038]在另一種實施例中，所述示波器上顯示出的波形中邊沿中點落在示波器中坐標原點的左側(cè)，則第一射頻同軸線纜比第二射頻同軸線纜長，采用這種方案由于觸發(fā)信號的射頻線要長一些，那么差分信號在傳輸過程中觸發(fā)信號的延時也要比被測信號的延時長，即被測信號先到達示波器，將示波器的觸發(fā)方式設置為下降沿觸發(fā)(下降沿觸發(fā)方式類似，未做闡述)，示波器顯示波形如圖2波形2所示。波形2邊沿中點與坐標原點的X軸距離Tdl即為兩條被測線纜長度差所引起的傳輸時間差，由此便可以計算出被測線纜的長度差。其具有通過觀察直接得到兩根射頻同軸線纜誰長誰短的效果，簡單且易于實現(xiàn)的功能。并且，這種方式只是一種較佳實例的說明，但并不局限于此。
[0039]在另一種實施例中，所述示波器上顯示出的波形中邊沿中點落在示波器中坐標原點的右側(cè)，則第一射頻同軸線纜比第二射頻同軸線纜短。采用這種方案由于觸發(fā)信號的射頻線要短一些，那么差分信號在傳輸過程中觸發(fā)信號的延時也要比被測信號的延時短，即觸發(fā)信號先到達示波器，將示波器的觸發(fā)方式設置為下降沿觸發(fā)(下降沿觸發(fā)方式類似，未做闡述)，示波器顯示波形如圖2波形3所示。波形3邊沿中點與坐標原點的X軸距離Td2即為兩條被測線纜長度差所引起的傳輸時間差，由此便可以計算出被測線纜的長度差。其具有通過觀察直接得到兩根射頻同軸線纜誰長誰短的效果，簡單且易于實現(xiàn)的功能。并且，這種方式只是一種較佳實例的說明，但并不局限于此。
[0040]在另一種實施例中，所述第一射頻同軸線纜與第二射頻同軸線不等長，則所述示波器上顯示出的波形中邊沿中點與坐標原點在X軸上的距離Td為所述待檢測電纜組長度差引起的傳輸時間差，由此可得所述待檢測電纜組之間的長度差。采用這種方案得到的待檢測電纜組長度差而引起的傳輸時間差，其相對于現(xiàn)有技術中通過示波器上找出連續(xù)阻抗區(qū)域和阻抗跳變節(jié)點以計算出信號在射頻線纜上的傳輸時間的方法，具有簡單且易于實現(xiàn)，誤差小，可操作性強的優(yōu)勢。并且，這種方式只是一種較佳實例的說明，但并不局限于此。
[0041]在另一種實施例中，所述待檢測電纜組之間的長度差可由以下公式得到:
[0042]Ld = Td/Pd ；
[0043]其中，所述Ld為待檢測電纜組之間的長度差，其單位為cm ;所述Td為測量出待檢測電纜組的傳輸時間差，其單位為ps，所述Pd線纜本身傳播速度，其單位為ps/cm。采用這種方案得到的待檢測電纜組長度差，具有算法簡單，易于實現(xiàn)的優(yōu)勢。并且，這種方式只是一種較佳實例的說明，但并不局限于此。
[0044]由于信號發(fā)生器、示波器等內(nèi)部可能引起傳輸時間誤差，本發(fā)明中的對電纜組中各電纜是否等長進行檢測的系統(tǒng)在測試中有以下幾個地方可能引起測量誤差:一是信號發(fā)生器產(chǎn)生的差分信號相位差不少嚴格的180° ; 二是示波器觸發(fā)信號接線端口到內(nèi)部觸發(fā)裝置，以及被測量信號端口接線端到內(nèi)部信號采樣點的傳輸延時不相同。
[0045]由于上述兩種情況所出現(xiàn)的誤差均為儀器自身誤差，在測量過程中不可避免，且該類測量誤差為固定誤差，因此在測量前應先進行校準以避免此類誤差引起的誤判。
[0046]本發(fā)明中的一種對電纜組中各電纜是否等長進行檢測的系統(tǒng)的校準步驟如下:
[0047]步驟一，將被測量射頻線纜更換為標準等長差分線纜；
[0048]步驟二，對標準等長差分線纜得到的測量結(jié)果進行分析，如圖3所示，若出現(xiàn)如圖3波形1所示波形，則說明該系統(tǒng)無需進行校準操作；若出現(xiàn)如圖3波形2、3所示波形，則需要對系統(tǒng)進行校準操作，具體方法通過示波器上的旋鈕調(diào)整示波器觸發(fā)信號的觸發(fā)時間，直到示波器顯示波形如波形1所示即完成校準。
[0049]步驟三，保持示波器當前設置進行后續(xù)測量。
[0050]這里說明的設備數(shù)量和處理規(guī)模是用來簡化本發(fā)明的說明的。對本發(fā)明的XX的應用、修改和變化對本領域的技術人員來說是顯而易見的。
[0051]如上所述，本發(fā)明的檢測系統(tǒng)，相對于現(xiàn)有技術中的檢測系統(tǒng)，其利用差分方波信號的相位相反特性，在經(jīng)過差分對等長同軸射頻線纜傳輸后，將一路信號作為示波器的觸發(fā)信號，另一路信號作為示波器的被測信號。能夠同時對兩根射頻同軸線纜進行檢測，且相對于傳統(tǒng)的檢測系統(tǒng)，操作簡單，省時省力，減少了因多次測量而產(chǎn)生的不同誤差以及誤差累加，使得其最后得到的檢測結(jié)果的精度更高。
[0052]采用本發(fā)明的檢測系統(tǒng)的檢測方法，相對于現(xiàn)有技術中的檢測方法，其通過示波器上顯示出的波形中邊沿中點落在示波器的X軸上的位置，就能直接對待檢測電纜組中兩根射頻同軸線纜是否等長進行判斷，提高檢測的效率；同時，因示波器上顯示出的波形中邊沿中點與坐標原點在X軸上的距離Td為所述待檢測電纜組長度差引起的傳輸時間差，使得其相對于現(xiàn)有技術中通過示波器上找出連續(xù)阻抗區(qū)域和阻抗跳變節(jié)點以計算出信號在射頻線纜上的傳輸時間的方法，具有讀取簡單且易于實現(xiàn)，誤差小的特點，由此更利于得到待檢測電纜組之間的長度差。
[0053]盡管本發(fā)明的實施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實施方式中所列運用。它完全可以被適用于各種適合本實用的領域。對于熟悉本領域的人員而言，可容易地實現(xiàn)另外的修改。因此在不背離權(quán)利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本實用并不限于特定的細節(jié)和這里示出與描述的圖例。
【權(quán)利要求】
1.一種對電纜組中各電纜是否等長進行檢測的系統(tǒng)，其特征在于，包括: 用于產(chǎn)生差分方波信號的信號發(fā)生器； 示波器； 用于差分傳輸?shù)拇龣z測電纜組，其由第一射頻同軸線纜和第二射頻同軸線纜組成； 其中，所述第一射頻同軸線纜分別與信號發(fā)生器的正極、示波器的觸發(fā)信號端口連接，所述第二射頻同軸線纜分別與信號發(fā)生器的負極、示波器的被測信號端口連接；所述信號發(fā)生器發(fā)送差分方波信號，所述示波器接收通過待檢測電纜組傳輸?shù)男盘柌⒃谑静ㄆ魃巷@示出相應波形，并通過所述波形對待檢測電纜組是否等長進行判斷。
2.如權(quán)利要求1所述的對電纜組中各電纜是否等長進行檢測的系統(tǒng)，其特征在于，所述示波器為實時示波器，所述實時示波器設置為邊沿觸發(fā)方式。
3.如權(quán)利要2所述的對電纜組中各電纜是否等長進行檢測的系統(tǒng)，其特征在于，所述實時示波器的觸發(fā)信號和被測信號設置為交流耦合方式，且所述示波器的觸發(fā)信號電平設置為0V。
4.一種如權(quán)利要求1?3中任一項所述的對電纜組中各電纜是否等長進行檢測的方法，其特征在于，所述信號發(fā)生器發(fā)送差分方波信號；所述待檢測電纜組對差分方波信號進行傳輸；所述示波器接收待檢測電纜組傳輸?shù)牟罘址讲ㄐ盘柌⑼ㄟ^示波器顯示出相應波形，并根據(jù)所述波形中邊沿中點落在示波器的X軸上的位置，對待檢測電纜組中的第一射頻同軸線纜和第二射頻同軸線纜是否等長進行判斷，如所述示波器上顯示出的波形中邊沿中點落在示波器的坐標原點上，則判定第一射頻同軸線纜和第二射頻同軸線纜等長，否則判定不等長。
5.如權(quán)利要求4所述的檢測方法，其特征在于，所述示波器上顯示出的波形中邊沿中點落在示波器中坐標原點的左側(cè)，則第一射頻同軸線纜比第二射頻同軸線纜長。
6.如權(quán)利要求4所述檢測方法，其特征在于，所述示波器上顯示出的波形中邊沿中點落在示波器中坐標原點的右側(cè)，則第一射頻同軸線纜比第二射頻同軸線纜短。
7.如權(quán)利要求5或6任一項所述檢測方法，其特征在于，所述第一射頻同軸線纜與第二射頻同軸線不等長，則所述示波器上顯示出的波形中邊沿中點與坐標原點在X軸上的距離Td為所述待檢測電纜組長度差引起的傳輸時間差，由此可得所述待檢測電纜組之間的長度差。
8.如權(quán)利要求8所述的檢測方法，其特征在于，所述待檢測電纜組之間的長度差可由以下公式得到:
Ld = Td/Pd ； 其中，所述Ld為待檢測電纜組之間的長度差，其單位為cm ;所述Td為測量出的傳輸時間差，其單位為ps，所述Pd線纜本身傳播速度，其單位為ps/cm。
【文檔編號】G01B7/02GK104457545SQ201410852395
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月31日
【發(fā)明者】范巍, 陳氣超 申請人:四川華拓光通信股份有限公司