一种对电缆组中各电缆是否等长进行检测的系统及方法
【专利摘要】本发明公开了一种对电缆组中各电缆是否等长进行检测的系统，包括：信号发生器，示波器，用于差分传输的待检测电缆组，其由第一射频同轴线缆和第二射频同轴线缆组成；其中，所述第一射频同轴线缆分别与信号发生器的正极、示波器的触发信号端口连接，所述第二射频同轴线缆分别与信号发生器的负极、示波器的被测信号端口连接。本发明还公开了一种对电缆组中各电缆是否等长进行检测的方法，使得本发明具有能够同时对两根射频同轴线缆进行检测，提高检测的效率，减少了因多次测量而产生的误差，以便获得更好的检测精度，另外其检测结果更易得到，从而大大简化了检测难度。
【专利说明】一种对电缆组中各电缆是否等长进行检测的系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种在差分传输的情况下使用的线缆之间的长度检测。更具体地说，本发明涉及一种在差分传输的情况下使用的射频同轴线缆之间的长度是否等长进行检测的系统及检测方法。
【背景技术】
[0002]差分传输是一种信号传输的技术，区别于传统的一根信号线一根地线的做法，差分传输在这两根线上都传输信号，这两个信号的振幅相等，相位相反，在这两根线上传输的信号就是差分信号。差分信号具有抗干扰能力强、能有效抑制电磁干扰、时序定位准确等优点，但由于信号接收端比较这两个电压的差值来判断发送端发送的是逻辑0还是逻辑1，因此在极其重要。
[0003]射频同轴电缆是指有两个同心导体，而导体和屏蔽层又共用同一轴心的电缆，其用于差分传输中，其为了达到对高速信号传输中差分信号进行等长控制，作为差分传输中信号输送介质的两根射频同轴电缆必须尽可能的等长，为了保证差化信号传输的精度，两根射频同轴电缆的传输时间差要控制在皮秒级别，因此对线缆的长度误差提供了更高的要求。
[0004]在现有技术中，对于用于实现差分传输的射频同轴电缆是否等长一般采用的时域反射技术，通过该技术包括产生沿传输线传播的时间阶跃电压。用示波器检测来自阻抗的反射，测量输入电压与反射电压比，从而计算不连续的阻抗。利用射频线缆的阻抗连续特性，在示波器上找出连续阻抗区域和阻抗跳变节点以计算出信号在射频线缆上的传输时间，再次通过射频线缆的传输速度计算出射频线缆的长度。此技术在测量时由于存在节点较多，在示波器上显示的跳变区域较多，尤其时当射频线缆较短时很难分辨出信号在射频线缆上的传输时间区域，极大的增加了测量的难度；同时因该技术采用的是时域反射装置，因此每次测量只能得到差分信号在一根射频同轴电缆的传输时间，因此对于差分传输需要的射频同轴电缆组，需要进行两次测量，将得到的射频同轴电缆组中各射频同轴电缆的传输时间进行比较，通过时间差以判断其是否是等长的，测量费时费力，且因两次测量、因仪器自身的的误差或者操作者操作时产生的误差而进行累加，使得误差加大，最后的测量精度达不到要求。
【发明内容】
[0005]本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。
[0006]本发明还有一个目的是提供一种检测系统，其能够同时对两根射频同轴线缆进行检测，且相对于传统的检测系统，其检测结果更易得到，从而大大简化了检测难度。
[0007]本发明还有一个目的是通过提供的检测方法，提高检测的效率，减少了因多次测量而产生的误差，以便获得更好的检测精度。
[0008]为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种对电缆组中各电缆是否等长进行检测的系统，包括:
[0009]用于产生差分方波信号的信号发生器；
[0010]示波器；
[0011]用于差分传输的待检测电缆组，其由第一射频同轴线缆和第二射频同轴线缆组成；
[0012]其中，所述第一射频同轴线缆分别与信号发生器的正极、示波器的触发信号端口连接，所述第二射频同轴线缆分别与信号发生器的负极、示波器的被测信号端口连接；所述信号发生器发送差分方波信号，所述示波器接收通过待检测电缆组传输的信号并在示波器上显示出相应波形，并通过所述波形对待检测电缆组是否等长进行判断。
[0013]优选的是，其中，所述示波器为实时示波器，所述实时示波器设置为边沿触发方式。
[0014]优选的是，其中，所述实时示波器的触发信号和被测信号设置为交流耦合方式，且所述实时示波器的触发信号电平设置为0V。
[0015]本发明的目的还可以进一步地由采用对电缆组中各电缆是否等长进行检测的方法来实现，该方法包括所述信号发生器发送差分方波信号；所述待检测电缆组对差分方波信号进行传输，所述示波器接收待检测电缆组传输的差分方波信号并通过示波器显示出相应波形，并根据所述波形中边沿中点落在示波器的X轴上的位置，对待检测电缆组中的第一射频同轴线缆和第二射频同轴线缆是否等长进行判断，如所述示波器上显示出的波形中边沿中点落在示波器的坐标原点上，则判定第一射频同轴线缆和第二射频同轴线缆等长，否则判定不等长。
[0016]优选的是，其中，所述示波器上显示出的波形中边沿中点落在示波器中坐标原点的左侧，则第一射频同轴线缆比第二射频同轴线缆长。
[0017]优选的是，其中，所述示波器上显示出的波形中边沿中点落在示波器中坐标原点的右侧，则第一射频同轴线缆比第二射频同轴线缆短。
[0018]优选的是，其中，所述第一射频同轴线缆与第二射频同轴线不等长，则所述示波器上显示出的波形中边沿中点与坐标原点在X轴上的距离Td为所述待检测电缆组长度差引起的传输时间差，由此可得所述待检测电缆组之间的长度差。
[0019]优选的是，其中，所述待检测电缆组之间的长度差可由以下公式得到:
[0020]Ld = Td/Pd ；
[0021 ] 其中，所述Ld为待检测电缆组之间的长度差，其单位为cm ;所述Td为测量出的传输时间差，其单位为ps，所述Pd线缆本身传播速度，其单位为ps/cm。
[0022]本发明至少包括以下有益效果:本发明的检测系统能够同时对两根射频同轴线缆进行检测，且相对于传统的检测系统，其检测结果更易得到，从而大大简化了检测难度。
[0023]同时本发明通过等长射频同轴线缆检测方法，提高检测的效率，减少了因多次测量而产生的误差，以便获得更好的检测精度。
[0024]本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研宄和实践而为本领域的技术人员所理解。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]图1为本发明的一种对电缆组中各电缆是否等长进行检测的系统的结构示意图；
[0026]图2为本发明中采用对电缆组中各电缆是否等长进行检测的系统的检测方法得到的测量示意图；
[0027]图3为本发明的一种对电缆组中各电缆是否等长进行检测的系统校准示意图。
【具体实施方式】
[0028]下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
[0029]应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
[0030]图1示出了根据本发明的一种实现形式，其中包括:
[0031]用于产生差分方波信号的信号发生器10，其主要利用差分方波信号的相位相反特性，
[0032]示波器20 ;其主要通过观察其上的波形对进行待检测电缆组中的电缆是否等长进行判断；
[0033]用于差分传输的待检测电缆组30，其由第一射频同轴线缆31和第二射频同轴线缆32组成；
[0034]其中，所述第一射频同轴线缆31分别与信号发生器10的正极、示波器20的触发信号端口连接，所述第二射频同轴线缆32分别与信号发生器10的负极、示波器20的被测信号端口连接；所述信号发生器10发送差分方波信号，所述示波器20接收通过待检测电缆组30传输的信号并在示波器20上显示出相应波形，并通过所述波形对待检测电缆组30是否等长进行判断。利用差分方波信号的相位相反特性，信号发生器10产生的差分方波信号在经过待检测等长同轴射频线缆传输后，将一路信号作为示波器20的触发信号，另一路信号作为示波器20的被测信号；然后利用示波器上20显示的波形的边沿中点是否与示波器中坐标原点重合，以判断待检测电缆组中的第一射频同轴线缆和第二射频同轴线缆是否等长。采用这种方案具有一次能检测两根射频同轴线缆并直接通过观察示波器上显示的波形信号就能判断两根射频同轴线缆是否等长的有利之处，解决了因多次测量而带来的误差累加的不利之处。并且，这种方式只是一种较佳实例的说明，但并不局限于此。
[0035]在另一种实施例中，所述示波器20为实时示波器，所述实时示波器设置为边沿触发方式。采用这种方案使得因两根射频同轴线缆不等长而导致的传输时间差更容易得到。并且，这种方式只是一种较佳实例的说明，但并不局限于此。
[0036]在另一种实施例中，所述实时示波器的触发信号和被测信号设置为交流耦合方式，采用这种方案使得待两根射频同轴线缆工作模式一样，其得到的结果误差更�。宜鍪凳静ㄆ鞯拇シ⑿藕诺缙缴柚梦�0V。并且，这种方式只是一种较佳实例的说明，但并不局限于此。
[0037]图2示出了根据本发明的一种对电缆组中各电缆是否等长进行检测的方法得到的测量示意图，该方法包括所述信号发生器发送差分方波信号；所述待检测电缆组对差分方波信号进行传输，所述示波器接收待检测电缆组传输的差分方波信号并通过示波器显示出相应波形，并根据所述波形中边沿中点落在示波器的X轴上的位置，对待检测电缆组中的第一射频同轴线缆和第二射频同轴线缆是否等长进行判断，如所述示波器上显示出的波形中边沿中点落在示波器的坐标原点上，则判定第一射频同轴线缆和第二射频同轴线缆等长，否则判定不等长。采用这种方案的示波器上显示出的波形中边沿中点落在示波器的X轴与坐标原点的差异值即为差分等长同轴射频线缆的不等长引起的传输时间差异，可以快速、简便的计算出长度差异。同时由于两条射频线缆等长，那么信号在经过同样的传输延时后同时到达触发信号和被测信号，由于差分信号极性相反，将示波器的触发方式设置为下降沿触发(下降沿触发方式类似，未做阐述)即可观察到如图2中波形1所示的波形，此时波形1边沿中点应处于坐标原点。在实际测量时，测量到波形边沿中点处于坐标原点即可认为两条被测射频线等长。其具有观察简单，易于实现的功能。并且，这种方式只是一种较佳实例的说明，但并不局限于此。
[0038]在另一种实施例中，所述示波器上显示出的波形中边沿中点落在示波器中坐标原点的左侧，则第一射频同轴线缆比第二射频同轴线缆长，采用这种方案由于触发信号的射频线要长一些，那么差分信号在传输过程中触发信号的延时也要比被测信号的延时长，即被测信号先到达示波器，将示波器的触发方式设置为下降沿触发(下降沿触发方式类似，未做阐述)，示波器显示波形如图2波形2所示。波形2边沿中点与坐标原点的X轴距离Tdl即为两条被测线缆长度差所引起的传输时间差，由此便可以计算出被测线缆的长度差。其具有通过观察直接得到两根射频同轴线缆谁长谁短的效果，简单且易于实现的功能。并且，这种方式只是一种较佳实例的说明，但并不局限于此。
[0039]在另一种实施例中，所述示波器上显示出的波形中边沿中点落在示波器中坐标原点的右侧，则第一射频同轴线缆比第二射频同轴线缆短。采用这种方案由于触发信号的射频线要短一些，那么差分信号在传输过程中触发信号的延时也要比被测信号的延时短，即触发信号先到达示波器，将示波器的触发方式设置为下降沿触发(下降沿触发方式类似，未做阐述)，示波器显示波形如图2波形3所示。波形3边沿中点与坐标原点的X轴距离Td2即为两条被测线缆长度差所引起的传输时间差，由此便可以计算出被测线缆的长度差。其具有通过观察直接得到两根射频同轴线缆谁长谁短的效果，简单且易于实现的功能。并且，这种方式只是一种较佳实例的说明，但并不局限于此。
[0040]在另一种实施例中，所述第一射频同轴线缆与第二射频同轴线不等长，则所述示波器上显示出的波形中边沿中点与坐标原点在X轴上的距离Td为所述待检测电缆组长度差引起的传输时间差，由此可得所述待检测电缆组之间的长度差。采用这种方案得到的待检测电缆组长度差而引起的传输时间差，其相对于现有技术中通过示波器上找出连续阻抗区域和阻抗跳变节点以计算出信号在射频线缆上的传输时间的方法，具有简单且易于实现，误差�。刹僮餍郧康挠攀�。并且，这种方式只是一种较佳实例的说明，但并不局限于此。
[0041]在另一种实施例中，所述待检测电缆组之间的长度差可由以下公式得到:
[0042]Ld = Td/Pd ；
[0043]其中，所述Ld为待检测电缆组之间的长度差，其单位为cm ;所述Td为测量出待检测电缆组的传输时间差，其单位为ps，所述Pd线缆本身传播速度，其单位为ps/cm。采用这种方案得到的待检测电缆组长度差，具有算法简单，易于实现的优势。并且，这种方式只是一种较佳实例的说明，但并不局限于此。
[0044]由于信号发生器、示波器等内部可能引起传输时间误差，本发明中的对电缆组中各电缆是否等长进行检测的系统在测试中有以下几个地方可能引起测量误差:一是信号发生器产生的差分信号相位差不少严格的180° ; 二是示波器触发信号接线端口到内部触发装置，以及被测量信号端口接线端到内部信号采样点的传输延时不相同。
[0045]由于上述两种情况所出现的误差均为仪器自身误差，在测量过程中不可避免，且该类测量误差为固定误差，因此在测量前应先进行校准以避免此类误差引起的误判。
[0046]本发明中的一种对电缆组中各电缆是否等长进行检测的系统的校准步骤如下:
[0047]步骤一，将被测量射频线缆更换为标准等长差分线缆；
[0048]步骤二，对标准等长差分线缆得到的测量结果进行分析，如图3所示，若出现如图3波形1所示波形，则说明该系统无需进行校准操作；若出现如图3波形2、3所示波形，则需要对系统进行校准操作，具体方法通过示波器上的旋钮调整示波器触发信号的触发时间，直到示波器显示波形如波形1所示即完成校准。
[0049]步骤三，保持示波器当前设置进行后续测量。
[0050]这里说明的设备数量和处理规模是用来简化本发明的说明的。对本发明的XX的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。
[0051]如上所述，本发明的检测系统，相对于现有技术中的检测系统，其利用差分方波信号的相位相反特性，在经过差分对等长同轴射频线缆传输后，将一路信号作为示波器的触发信号，另一路信号作为示波器的被测信号。能够同时对两根射频同轴线缆进行检测，且相对于传统的检测系统，操作简单，省时省力，减少了因多次测量而产生的不同误差以及误差累加，使得其最后得到的检测结果的精度更高。
[0052]采用本发明的检测系统的检测方法，相对于现有技术中的检测方法，其通过示波器上显示出的波形中边沿中点落在示波器的X轴上的位置，就能直接对待检测电缆组中两根射频同轴线缆是否等长进行判断，提高检测的效率；同时，因示波器上显示出的波形中边沿中点与坐标原点在X轴上的距离Td为所述待检测电缆组长度差引起的传输时间差，使得其相对于现有技术中通过示波器上找出连续阻抗区域和阻抗跳变节点以计算出信号在射频线缆上的传输时间的方法，具有读取简单且易于实现，误差小的特点，由此更利于得到待检测电缆组之间的长度差。
[0053]尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本实用的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
【权利要求】
1.一种对电缆组中各电缆是否等长进行检测的系统，其特征在于，包括: 用于产生差分方波信号的信号发生器； 示波器； 用于差分传输的待检测电缆组，其由第一射频同轴线缆和第二射频同轴线缆组成； 其中，所述第一射频同轴线缆分别与信号发生器的正极、示波器的触发信号端口连接，所述第二射频同轴线缆分别与信号发生器的负极、示波器的被测信号端口连接；所述信号发生器发送差分方波信号，所述示波器接收通过待检测电缆组传输的信号并在示波器上显示出相应波形，并通过所述波形对待检测电缆组是否等长进行判断。
2.如权利要求1所述的对电缆组中各电缆是否等长进行检测的系统，其特征在于，所述示波器为实时示波器，所述实时示波器设置为边沿触发方式。
3.如权利要2所述的对电缆组中各电缆是否等长进行检测的系统，其特征在于，所述实时示波器的触发信号和被测信号设置为交流耦合方式，且所述示波器的触发信号电平设置为0V。
4.一种如权利要求1?3中任一项所述的对电缆组中各电缆是否等长进行检测的方法，其特征在于，所述信号发生器发送差分方波信号；所述待检测电缆组对差分方波信号进行传输；所述示波器接收待检测电缆组传输的差分方波信号并通过示波器显示出相应波形，并根据所述波形中边沿中点落在示波器的X轴上的位置，对待检测电缆组中的第一射频同轴线缆和第二射频同轴线缆是否等长进行判断，如所述示波器上显示出的波形中边沿中点落在示波器的坐标原点上，则判定第一射频同轴线缆和第二射频同轴线缆等长，否则判定不等长。
5.如权利要求4所述的检测方法，其特征在于，所述示波器上显示出的波形中边沿中点落在示波器中坐标原点的左侧，则第一射频同轴线缆比第二射频同轴线缆长。
6.如权利要求4所述检测方法，其特征在于，所述示波器上显示出的波形中边沿中点落在示波器中坐标原点的右侧，则第一射频同轴线缆比第二射频同轴线缆短。
7.如权利要求5或6任一项所述检测方法，其特征在于，所述第一射频同轴线缆与第二射频同轴线不等长，则所述示波器上显示出的波形中边沿中点与坐标原点在X轴上的距离Td为所述待检测电缆组长度差引起的传输时间差，由此可得所述待检测电缆组之间的长度差。
8.如权利要求8所述的检测方法，其特征在于，所述待检测电缆组之间的长度差可由以下公式得到:
Ld = Td/Pd ； 其中，所述Ld为待检测电缆组之间的长度差，其单位为cm ;所述Td为测量出的传输时间差，其单位为ps，所述Pd线缆本身传播速度，其单位为ps/cm。
【文档编号】G01B7/02GK104457545SQ201410852395
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年12月31日 优先权日:2014年12月31日
【发明者】范巍, 陈气超 申请人:四川华拓光通信股份有限公司
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
