一种双绞线通信电缆特性阻抗测试装置的制作方法

本实用新型涉及双绞线通信电缆特性阻抗测试装置。

背景技术：

特性阻抗是表征通信电缆应用特性的重要参数。目前，以rs485通讯线为代表的双绞线通信电缆应用比较广泛。通信电缆一般传输的是高频信号，在低速、短距离、无干扰的场合可以采用普通的双绞线，然而，在高速、长线传输时，则必须采用阻抗匹配，才能实现信号传输的可靠性与稳定性。然而，在通信电缆敷设施工和通信设备调试等工作中，通信电缆受排线布局、接地状况、导线存在连接点等实际情况影响，通信回路的实际特性阻抗往往与标准值有一定的偏差，因此需要对通信回路进行实际特性阻抗测试标定。

技术实现要素：

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本实用新型之目的就是提供一种双绞线通信电缆特性阻抗测试装置，可有效解决应用现场双绞线通信电缆特性阻抗测试问题。

本实用新型解决的技术方案是：

一种双绞线通信电缆特性阻抗测试装置，该特性阻抗测试装置包括电子电压表、高频电源、滑动变阻器和单刀双掷开关，单刀双掷开关包括一个动触点和两个静触点，两个静触点分别为第一静触点和第二静触点，单刀双掷开关的动触点与电子电压表的一端相连，电子电压表的另一端与滑动变阻器的一端相连，共端接第一触点，作为双绞线通信电缆特性阻抗测试的第一个接线点，单刀双掷开关的第一静触点分别接高频电源的一端和滑动变阻器滑片所在的滑动端，单刀双掷开关的第二静触点与高频电源的另一端相连，共端接第二触点，作为双绞线通信电缆特性阻抗测试的第二个接线点。

优选的，该特性阻抗测试装置还包括壳体，电子电压表、高频电源、滑动变阻器和单刀双掷开关均装在壳体内。

优选的，所述电子电压表的显示屏、单刀双掷开关的机械操作部分以及滑动变阻器滑片的操作部分均位于壳体的上表面。

优选的，所述的壳体侧壁上分别固定有与第一触点相连的第一接线头和与第二触点相连的第二接线头。

优选的，所述第一触点和第二触点分别与待测双绞线通信电缆同一端的两个接线点相连，待测双绞线通信电缆另一端的两个接线点开路或短路。

本实用新型结构新颖独特，简单合理，易生产，易操作，成本低，从特性阻抗原理上分析，根据双绞线通信电缆的对称性，给出一套测试双绞线通信电缆特性阻抗的装置。高频信号发生器、滑动变阻器、电子电压表在市面上均属常见电子设备，通过组合电路的方式可以在通信电缆敷设施工和通信设备调试等工作中实际开展测试，可以有效开展双绞线通信电缆特性阻抗测试，具有较好的工程价值，其使用方便，效果好，是通信电缆特性阻抗测试装置上的创新，有良好的社会和经济效益。

附图说明

图1为双绞线通信电缆传输等效原理图。

图2为本实用新型电路原理图。

图3为本实用新型壳体的结构示意图。

图4为本实用新型测试电路原理图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细说明。

由图1-4给出，本实用新型包括电子电压表7、高频电源6、滑动变阻器8和单刀双掷开关10，单刀双掷开关10包括一个动触点101和两个静触点，两个静触点分别为第一静触点102和第二静触点103，单刀双掷开关10的动触点101与电子电压表7的一端相连，电子电压表7的另一端与滑动变阻器8的一端相连，共端接第一触点91，作为双绞线通信电缆特性阻抗测试的第一个接线点，单刀双掷开关10的第一静触点102分别接高频电源6的一端和滑动变阻器8滑片所在的滑动端，单刀双掷开关10的第二静触点103与高频电源6的另一端相连，共端接第二触点92，作为双绞线通信电缆特性阻抗测试的第二个接线点。

为保证使用效果，该特性阻抗测试装置还包括壳体1，电子电压表7、高频电源6、滑动变阻器8和单刀双掷开关10均装在壳体内。

所述电子电压表7的显示屏2、单刀双掷开关10的机械操作部分3以及滑动变阻器8滑片的操作部分4均位于壳体的上表面。

所述单刀双掷开关10的机械操作部分3即为开关动触头部分，通过拨动动触头，可以将动触点101分别在第一静触点102和第二静触点103之间转换连接；所述滑动变阻器8滑片的操作部分4即为滑片上的滑动开关，通过滑动滑片开关，可以调整接入电路的有效电阻大小；从而方便进行对应的单刀双掷开关转换以及滑动变阻器改变电阻的操作，同时可以在对应操作后在电子电压表7的显示屏2上快速读数并记录。

所述的壳体1侧壁上分别固定有与第一触点91相连的第一接线头51和与第二触点92相连的第二接线头52，用于双绞线通信电缆特性阻抗测试时的快速接线。

所述第一触点91和第二触点92分别与待测双绞线通信电缆同一端的两个接线点相连，待测双绞线通信电缆另一端的两个接线点开路或短路，从而对待测双绞线通信电缆开路和短路两种状态下的阻抗绝对值进行测量。

本实用新型双绞线通信电缆传输等效原理为：

双绞线通信电缆可以等效为一对称的二端口网络图(如图1所示)；

其中i’1为二端口网络输入电流，i’2为二端口网络输出电流，u’1为二端口网络输入电压，u’2为二端口网络输出电压，l为双绞线通信电缆的长度；

其网络的参数方程为：

u’1＝a11i’1+a12i’2

i’1＝a21i’1+a22i’2

其中，a11、a12、a21、a22表示该网络电路的特性参数。

根据基尔霍夫等效定理，该网络的开路输入、输出阻抗，短路输入、输出阻抗可用特性参数a表示：

其中，下标∞表示开路，下标0表示短路，即(zin)∞表示开路输入阻抗，(zout)∞表示开路输出阻抗，(zin)0表示短路输入阻抗，(zout)0表示短路输出阻抗；

考虑到双绞线通信电缆传输网络是对称的，则有：

(zin)0＝(zout)0，(zin)∞＝(zout)∞；

得到特性阻抗zc的公式为：

以上公式推导为现有技术。

则本实用新型的测试电路原理图如图4所示。

根据该测试电路来看，通过调节滑动变阻器接入电路的阻值r0大小，达到u1和u2相等，当u1＝u2时，阻抗的绝对值等于滑动变阻器接入电路的阻值r0大小。

本实用新型使用时，高频电源可采用选用高频信号发生器(具体频率范围应结合通信电缆实际应用情况，如固纬品牌，型号为afg-2005的一款信号发生器)，电子电压表选择高阻抗表计，仪表及测试线均需接地屏蔽；将第一触点91和第二触点92分别与待测双绞线通信电缆同一端的两个接线点相连，然后首先进行开路阻抗测量：

测量时使待测双绞线通信电缆另一端(对端)处于开路状态，将单刀双掷开关的动触头切换至第一静触点102所在侧接通，测得电压u1并记录；将单刀双掷开关的动触头切换至第二静触点103所在侧接通，测得电压u2并记录，然后调节滑动变阻器的阻值r0，不断切换单刀双掷开关观察电压值，最终使u1＝u2，要求误差小于0.01v。此时|zx∞|＝r0，其中zx∞为开路阻抗；

然后进行短路阻抗测量：

测量时使待测双绞线通信电缆另一端(对端)处于短路状态，按照上述开路阻抗测量的方法，调节滑动变阻器的阻值r0，不断切换单刀双掷开关观察电压值，最终使u1＝u2，要求误差小于0.01v，测量出短路阻抗绝对值|zx0|＝r0。

根据测量的开路阻抗及短路阻抗值，即可通过以下公式计算得到该双绞线通信电缆特性阻抗的大小：

本实用新型从特性阻抗原理上分析，根据双绞线通信电缆的对称性，给出一套测试双绞线通信电缆特性阻抗的装置。高频信号发生器、滑动变阻器、电子电压表在市面上均属常见电子设备，通过组合电路的方式可以在通信电缆敷设施工和通信设备调试等工作中实际开展测试，本实用新型所需设备简单，回路搭建方便，实用性高，可以有效开展双绞线通信电缆特性阻抗测试，具有较好的工程价值，其使用方便，效果好，是通信电缆特性阻抗测试装置上的创新，有良好的社会和经济效益。