专利名称：：电缆测试总线及开关矩阵电路的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种测量系统电路及其信号主通道，尤其是一种能减少设备数量、加快校准速度、降低设备故障的电缆测试总线及开关矩阵电路。
背景技术：
：对称电缆(或其他平衡元件)测试系统中均用网络分析仪作为测量工具，网络分析仪是同轴端口，测试平衡对象时，需使用变量器完成不平衡/平衡转换，用开关电路完成测试目标转换。目前，国内外采用的开关电路均为"单刀多掷(SPNT)"式同轴型开关电路，其结构为星形，由于一般采用"单刀双掷"开关，被测电缆为多对数时只能通过开关级联的方法构成SPNT,"SPNT"式同轴型开关电路，是先做同轴分支、再进行同轴对称转换，故变量器安装在分支之后、终端之前，因此，变量器的数量为被测电缆数目的两倍。例如4对电缆的测试系统，需要8只变量器及更多的同轴电缆、同轴接插件(见附图l),附图1中各开关两端的线即为同轴电缆，同轴电缆两端各有一对同轴接插件。当被测电缆数目增加时，所需变量器及同轴电缆、同轴接插件的数自还会增加，由于变量器成本较高，这样就会增加设备成本，表l为粗略地统计"SPNT"式开关电路方案的材料用量。<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>表l从附图1中可以看出，每次测试包括不同的两只变量器以及不同的路要进行一次直通校准，又4选1开关的常开接点与常闭接点的衰减不同(见附图2)致使各路径的插入衰减不同，因此每次经过不同的路径都需要进行一次直通校准，也就是说，此类方案的校准次数等于各项测试的总次数，校准工作量;f艮大，而且被测线对数越大，校准次数越多，校准耗时越多，降低测试速度；随着被测线对数的增加，需要更多的开关，电路控制部分出现故障的几率越大。
发明内容本发明第一方面是提供一种电缆测试总线，作为本发明第二方面所述开关矩阵电路的信号主通道。本发明第一方面通过一些实施例提供了如下的技术方案一种电缆测试总线(CTB)，包括差分线对和具有双刀双掷(DPDT)功能的开关，所述开关的动触点和常闭触点连接在所述差分线对上。本发明第一方面通过一些实施例实现了CTB长度现场可控、CTB与目标常态隔离、CTB具有恒定的特性阻抗和宽频测试。本发明第二方面是提供一种开关矩阵电路，用以解决现有技术存在的问题，实现设备成本降低、校准工作量减小、设备出现故障几率降低。本发明第二方面通过一些实施例提供了如下的技术方案一种以上述电缆测试总线为信号主通道的开关矩阵电路，包括两个变量器和四根电缆测试总线，所述变量器的同轴端连接测试系统端口，所述变量器的对称端连接所述电缆测试总线。本发明第二方面中的CTB由差分线对构成，因此开关矩阵中不需要同轴连接器，解决了只用两个变量器连接多个被测线对的问题，减少了测量设备的成本投入，降低了设备出现故障的几率；由于每次测试都经过所述的两个变量器，解决了由于变量器性能不同每次都需要校准的问题，降低了校准工作量。本发明第二方面通过一些实施例实现了设备成本降低、校准次数减少、设备出现故障几率降低的目的。下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。图l为现有技术"SPNT"式开关矩阵电路总体方框图2为现有技术"SP4T，，示意图3为本发明第一方面实施例示意图4为本发明第二方面实施例的示意图5为本发明第二方面实施例的电原理图。具体实施例方式图3为本发明第一方面实施例示意图。如图3所示，CTB由具有双刀双掷功能的开关Llll、L112、L113和差分线对组成，开关的动触点和常闭触点连接在差分线对上(图中未示出)。图3中用虚线表示的匹配电阻用于CTB空载匹配，CTB用于测试时将其断开。开关的常开触点连接目标(包括另一根电缆测试总线上开关的常开触点、被测电缆)，所以目标与CTB是常态隔离的，为CTB的阻抗匹配提供必要条件；开关具有DPDT功能，CTB上某个开关收到控制信号动作，其常开触点闭合，目标接通差分线对，可以使测试信号只达到所需目标处而不再通到下面的电路中，由此，CTB总线的长度是现场可控的，为CTB阻抗匹配提供必要条件；在测试时，由于CTB只能接通一对被测电缆，其下面的电路是断开的，为CTB有恒定的特性阻抗提供了必要条件，保证了测量精度；所述开关采用高频继电器，由于通过继电器的信号可以是直流信号，也可以是高频信号，因此采用继电器能够实现电缆的宽频测试。图4为本发明第二方面开关矩阵电路实施例示意图。如图4所示，该开关矩阵电路包括两个变量器和四根电缆测试总线，变量器的同轴端通过同轴线连接端口，变量器的对称端连接电缆测试总线，该电路结构为矩形。本实施例中，四根电缆测试总线组成了两个与变量器对称端相连的端选单元、两个直通校准单元、四对被测目标接续单元，端选单元用于选择信号接入的端口，直通校准单元用于直通校准，被测目标接续单元用于连接被测电缆。图5为本发明第二方面开关矩阵电路实施例电原理图。如图5所示，该开关矩阵电路包括两个变量器10、20,四根CTB自上至下为Lll、L12、L21、L22;开关Llll、L112、L113的动触点和常闭触点连接在Lll上，开关L121、L122、L123的动触点和常闭触点连接在L12上，开关L211、L212、L213的动触点和常闭触点连接在L21上，开关L221、L222、L223的动触点和常闭触点连接在L22上，开关Llll的常闭触点连接L112的动触点，L112的常闭触点连接L113的动触点，Llll、L112、L113平分差分线对；Lll、L21关于端口1和变量器10对称，且由端口l向端口2延续，L12、L22关于端口2和变量器20对称，且由端口2向端口1延续；开关Llll、L211的常开触点对应相连，组成端选单元ll，连接变量器IO的对称端，开关L121、L221的常开触点对应相连，组成端选单元21,连接变量器20的对称端，开关L112、L122的常开触点对应相连，组成直通校准单元12，开关L212、L222的常开触点对应相连，组成直通校准单元22,4对开关L113、L123的常开触点对应相连，分别组成^皮测目标接续单元131、132、133、134，4对开关L213、L223的常开触点对应相连，分别组成^皮测目标接续单元231、232、233、234;为了增加隔离度，L113、L123之间或L213、L223之间的常开触点可以通过双刀双掷开关相连；被测目标接续单元131和231、132和232、133和233、134和234分别连接被测电缆的首尾两端，图5中可以测试4对电缆，每个被测目标接续单元上均连接有用于连接被测电缆的接线器，为了简化，图5中只示出了与最右侧被测目标接续单元134相连的接线器(小方框表示的)。由于整个CTB是差分线对结构，因此该开关矩阵电路中不需要图1中的同轴连接器，同时，该开关矩阵电路只需要两个变量器，与被测电缆数目无关，变量器同轴端通过同轴电缆与端口相连，因此只需要2根同轴电缆及2对同轴接插件；本实施例被测线对数为4，与同样被测电缆数目的图1相比，本实施例只需要两个变量器，而图1需要8个，当测试电缆数目增多时，图1所示的结构将需要更多的变量器及同轴器件，因此，本实施例可以大大减少测量设备量，进而减少设备成本及设备出现故障的几率，由于设备量减小，设备校准工作量也会减小，表2是粗略统计CTB总线开关矩阵电路方案的材料用量；<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>表2每根CTB的差分线对印制在印制电路板(PCB)上，通过微带计算，及对PCB工艺及PCB板材的严格控制，首先完成一个单元(包括一段CTB和继电器等元件)的PCB设计和布线，该单元可以称作基准单元，然后以基准单元作为样本，用复制(Copy)的方法完成整块PCB板上其它单元布线，由此保证系统中各单元的电性能，包括阻抗，插入衰减，时延等参数的一致。进行插入衰减测试时，如要测左起第一对被测目标接续单元131、231之间的插入衰减测试信号由左侧端口流入，开关Llll的常开触点接到电缆测试总线Lll上，测试信号经由Llll到被测目标接续单元131需要经过的CTB段数是2，开关L221的常开触点连接在电缆测试总线L22上，因此测试信号经由开关L221从右侧端口流出，测试信号从被测目标接续单元231到右侧端口需要经过的CTB段数是4，也就是说，要测被测目标接续单元131和被测目标接续单元231之间的插入衰减，需要经过的CTB段数是6(2+4),同时，直通校准单元12与左侧端口之间的CTB段数是1，直通校准单元22与右侧端口之间的CTB段数是5，这两者之和也是6(1+5)。对其余的被测目标接续单元进行插入衰减测试时，信号经过的总的CTB段数依然是6，又由于CTB总线同一块PCB板上，以复制的方式完成电路设计，并以微带计算、PCB工艺保证了各段阻抗的准确及一致性，因此，可以用替代法进行插入衰减校准，并一次完成插入衰减的直通一交准，也就iJt所有的插入衰减的直通纟交准可以通过直通校准单元12或直通校准单元22的近端直通校准替代，与图1多个路径分支，每个路径分支都要进行插入衰减直通校准的校准工作量相比，本实施例大大减小了插入衰减直通校准工作量，由于校准次数的减小，无疑提高了测试速度。最后应说明的是以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。权利要求1.一种电缆测试总线，其特征在于包括差分线对和具有双刀双掷功能的开关，所述开关的动触点和常闭触点连接在所述差分线对上。2、根据权利要求1所述的电缆测试总线，其特征在于所述开关为继电器。3、根据权利要求1所述的电缆测试总线，其特征在于所述开关包括用于组成端选单元的开关(L111)、用于组成直通校准单元的开关(L112),开关(L111)的常闭触点连接开关(L112)的动触点，且两者平分差分线对。4、根据权利要求1所述的电缆测试总线，其特征在于所述开关包括用于组成端选单元的开关(L111)、用于组成被测目标接续单元的开关(L113)，开关(L111)得常闭触点连接开关(L113)的动触点，且两者平分差分线对。5、根据权利要求4所述的电缆测试总线，其特征在于所述开关(L113)的个数为1个，或者为顺次串联的1个以上。6、根据权利要求l-5任一所述的电缆测试总线，其特征在于相邻所述开关之间的间距一致。7、一种以权利要求1所述的电缆测试总线为信号主通道的开关矩阵电路，其特征在于包括两个变量器和四根所述电缆测试总线，所述变量器的同轴端连接测试仪器端口，所述变量器的对称端连接所述电缆测试总线。8、根据权利要求7所述的开关矩阵电路，其特征在于所述电缆测试总线组成两个端选单元、两个直通校准单元、至少一对被测目标接续单元，所述端选单元与变量器对称端相连，所述单元依次相连。9、根据权利要求8所述的开关矩阵电路，其特征在于开关(Llll、L211)的常开触点对应相连，组成端选单元(11),连接变量器(10)的对称端，开关(L121、L221)的常开触点对应相连，组成端选单元(21),连接变量器(20)的对称端，开关(L112、L122)的常开触点对应相连，组成直通校准单元(12)，开关(L212、L222)的常开触点对应相连，组成直通校准单元(22)，开关(L113、L123)的常开触点对应相连，组成被测目标接续单元(13)，开关(L213、L223)的常开触点对应相连，组成被测目标接续单元(23)。10、根据权利要求8或9所述的开关矩阵电路，其特征在于电缆测试总线(Lll、L21)是关于变量器(10)对称布置的，且是由端口(1)向端口(2)延续，电缆测试总线(L12、L22)是关于变量器(20)对称布置的，且是由端口(2)向端口(1)延续。全文摘要本发明涉及一种电缆测试总线以及开关矩阵电路，该电缆测试总线由差分线对和具有双刀双掷功能的开关组成，开关的动触点和常闭触点连接在差分线对上；开关矩阵电路以所述电缆测试总线为信号主通道，包括两只变量器和四根电缆测试总线，变量器的同轴端与测试仪器端口相连，对称端与电缆测试总线相连。该开关矩阵电路降低了材料成本、降低了测量设备出现故障的几率、降低了直通校准工作量；该电缆测试总线实现了与目标常态隔离和长度现场可控，该电缆测试总线有所需的带宽和恒定的特性阻抗，且总是工作在匹配状态，保证了测量精度。文档编号G01R27/00GK101373198SQ20071012049公开日2009年2月25日申请日期2007年8月20日优先权日2007年8月20日发明者才荫候,谢云安申请人:电信科学技术第五研究所