多功能电缆测试仪.pdf

本发明公开了一种多功能电缆测试仪，包括：时钟产生电路，用来产生时钟信号；N进制分配器，输出N个不叠加且宽度固定的高电平脉冲；二极管单元，用来接收分配器输出的高电平脉冲；接口组件，用来桥接被测电缆，包括输入端口与输出端口，所述输入端口对应连接所述二极管单元；发光二极管单元，与所述二极管单元的二极管个数相同的发光二极管并联构成，其正极与接口组件的输出端口对应相连，其负极接地；供电电源，用来为时钟产生电路和N进制分配器供电。本发明通过观察发光二极管的状态即可判断该信号线对应电缆的状态；本发明适合测量计算机行业常用的各类多芯电缆；可测量它们的连通性，区分交叉还是直连电缆，还可判断线间有无短路等，操作方便可靠。

权利要求书
1、  一种多功能电缆测试仪，其特征在于，包括：
时钟产生电路，用来产生时钟信号；
N进制分配器，接收时钟信号，输出N个不叠加且宽度固定的高电平脉冲；
二极管单元，由与分配器输出信号的个数相同的二极管并联构成，用来接收分配器输出的高电平脉冲；
接口组件，用来桥接被测电缆，包括输入端口与输出端口，所述输入端口对应连接所述二极管单元；
发光二极管单元，由与所述二极管单元的二极管个数相同的发光二极管并联构成，其正极与接口组件的输出端口对应相连，其负极接地；
供电电源，用来为时钟产生电路和N进制分配器供电。

2、  根据权利要求1所述的多功能电缆测试仪，其特征在于，所述N进制分配器，可以为十进制分配器。

3、  根据权利要求1所述的多功能电缆测试仪，其特征在于，还包括与时钟产生电路相匹配的可调电阻，用于调整时钟产生电路的时钟频率。

4、  根据权利要求1所述的多功能电缆测试仪，其特征在于，所述接口组件的规格应与被测电缆的规格相匹配。

5、  根据权利要求4所述的多功能电缆测试仪，其特征在于，当确定接口组件的规格后，可以采用多组的时钟产生电路、N进制分配器、二极管单元、发光二极管单元进行组合，与所述接口组件相匹配。

6、  根据权利要求1或5所述的多功能电缆测试仪，其特征在于，在N进制分配器与发光二极管单元的接地点之间，还包括串联一个复位开关。

7、  根据权利要求4所述的多功能电缆测试仪，其特征在于，所述接口组件的规格可以与网线，硬盘线，SCSI线，PCI-E设备连接线，软盘线，光驱线，USB线，SATA线等计算机行业常用的各类电缆规格之一相匹配的规格。

说明书多功能电缆测试仪
技术领域
本发明涉及一种电缆测试仪，特别是涉及一种专门用来测量用于主机板或与之相关的各种电缆的多功能测试仪，属于计算机及信息技术领域。
背景技术
计算机领域必然要用到各种各样的电缆，有些直接用来连接电源，有些用来连接电信号，有些用来延长接口位置以方便连接设备，所有这些电缆在使用过程中必然存在自然老化或者人为损坏等问题，要发现电缆的问题必须要有一定的测试手段，不同的测试手段可以检测到不同程度的质量问题。
对只有几芯的电缆，人们通常使用万用表就可以很方便地检测出电缆的一些诸如短路，断路等质量问题来。但随着计算机领域的不断发展，根据不同的需求电缆已经有几芯发展到十几芯，几十芯甚至上百芯，对芯数较多的电缆，人们再用万用表去测量就会觉得很吃力，而且很不方便，因为芯数越多，其线芯直径就越小，要找到点并对其进行测量就变得越困难。例如SCSI电缆就有68芯，而且每根线上可能有多个接口，要对其用万用表一一进行测试的话必须花费大量的人力和时间，很不划算。因此计算机及信息技术领域急需一种可以方便测量多芯电缆的仪器，以提高效率。
通常，人们测量在电缆的时候只关心它的连通性，比如有没有短路和断路。而实际上计算机领域发展到现在，除了上面所说的两个故障问题外，电缆还存在交叉连接和直连的问题，也存在差分信号线(例如USB，SCSI都有差分线)间有没有短路等新问题，这些问题都是用万用表所不能简单地测量出来的。所以业界很需要一种可以用来方便测试电缆所有特性或者质量问题的仪器。
现有技术存在以下缺点：
只能判断缆线断路的情况，对于短路，则不能做出判断，更不能判定那根线与那根之间出现短路；
有的测试仪器，需要采用很多的发光二极管，一个线芯通常要对应三个发光二极管，造成线路复杂，成本上升，而且可靠性不够高；
还有的智能型的测试仪器，虽然可以准确判断短路和断路的情况，但因要用到CPU，显示器等贵重芯片和设备，其成本太高，不适合推广；现有的普通电缆测试仪大都是针对一般的电缆，适用面不够广泛。
在计算机及信息技术领域中，有些常用电缆单用万用表是很难测试其质量问题地，比如SCSI电缆，SATA电缆，1394电缆，网线等都因为要做屏蔽保护层而将电缆包裹得很紧密，因而很难找到万用表的测试点，所以需要一种不需要剥线就可以方便测量各种屏蔽电缆的仪器。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提出一种多功能电缆测试仪，通过观察发光二极管的各种形式的状态，来判断电缆的质量特性，本发明具有制作成本低，操作方便直观，功能强大可靠且实用性强的特点。
本发明所述的多功能电缆测试仪，包括：
时钟产生电路，用来产生时钟信号；
N进制分配器，接收时钟信号，输出N个不叠加且宽度固定的高电平脉冲；
二极管单元，由与分配器输出信号的个数相同的二极管并联构成，用来接收分配器输出的高电平脉冲；
接口组件，用来桥接被测电缆，包括输入端口与输出端口，所述输入端口对应连接所述二极管单元；
发光二极管单元，由与所述二极管单元的二极管个数相同的发光二极管并联构成，其正极与接口组件的输出端口对应相连，其负极接地；
供电电源，用来为时钟产生电路和N进制分配器供电。
本发明通过直接观察发光二极管的状态即可判断该信号线对应电缆的状态；本发明适合测量包括SCSI电缆，PCI-E设备连接线，IDE电缆，FLOOPY电缆，USB电缆，串口电缆，并口电缆，PS/2电缆，1394电缆，SATA电缆，网线，电话线等等其它计算机行业常用的各类多芯电缆；可测量它们的连通性，区分交叉电缆还是直连电缆，还可判断线间有无短路等，操作方便可靠。
图1是本发明所述多功能电缆测试仪的原理示意图；
图2是本发明所述多功能电缆测试仪的实施例之一；
图3是时钟信号与分频信号的时序图；
图4是本发明用来测量网线的实施例。
图1所示为本发明所述多功能电缆测试仪的结构原理。其中，供电电源用来为时钟产生电路和N进制分配器供电。
本发明所述多功能电缆测试仪以接口组件为核心，在输入端口的一侧，包括：
时钟产生电路，用来产生时钟信号；
N进制分配器，接收时钟信号，输出N个不叠加且宽度固定的高电平脉冲；
二极管单元，由与分配器输出信号的个数相同的二极管并联构成，用来接收分配器输出的高电平脉冲；
在输出端口的一侧，包括：
发光二极管单元，由与所述二极管单元的二极管个数相同的发光二极管并联构成，其正极与接口组件的输出端口对应相连，其负极接地。
图1中，还给出了可调电阻，用于调整时钟产生电路的时钟频率的高低。
从图1可以看出，其原理为时钟产生电路产生一个时钟，输出到N进制分配器，分配器工作时将输出N个不叠加且宽度固定的高电平脉冲到二极管单元的正极一端，二极管的负极一端接接口组件，被测电缆就插在接口组件的输入端和输出端，使得被测电缆的另一端接到发光二极管单元上，通过观察发光二极管单元中的亮和灭的顺序来判断电缆的好坏或问题所在。具体的判断如下：
本发明的每一个发光二极管旁边，都标有相关电缆对应信号线的名称，直接观察发光二极管的状态即可判断该信号线对应电缆的状态；
本发明可以通过观察对应信号灯的亮灭，来判断电缆的断路与否，发光二极管亮，则说明导通；否则为断路；
通过观察发光二极管灯亮的顺序来判断电缆之间有没有交叉线，如果灯是按照顺序亮的，则说明所有电缆是直连的，如果灯亮的顺序有交替，则说明电缆有交叉，并且可以根据发光的顺序判定是哪两根交叉；
通过观察是否有多个发光二极管同时点亮，来判断电缆之间有没有短路，如果在测试的过程中发光二极管有两个或两个以上同时亮，则说明被测电缆有两根以上短路，并且可以根据发光管的序号判定是哪两根电缆线短路；
如图2所示的实施例中，本发明给出了一个适用于测量SCSI电缆的测试仪。
由于SCSI电缆有68个脚，所以接口组件选用68pin的接口。为了配合SCSI电缆，图2中，时钟产生电路采用了七个LM555时基电路芯片，相应地分配器采用了CD4017分配器，每个CD4017分配器可以输出十路信号，因此，二极管单元和发光二极管单元中，都是68个。供电电源可以直接使用9v的干电池，可调电阻的最大值为100K欧姆即可。
测试时，直接将SCSI电缆连接到图2中68pin SCSI接口上，按下触动开关，多功能电缆检测仪即可正常工作，由时基电路给分配器提供一个时钟信号，分配器在工作的时候根据这个时钟信号在分出十个脉冲信号到二极管单元，因脉冲信号是固定宽度的(如图3所示)，所以当导线导通的时候发光二极管将依次点亮，而不是同时点亮。此时，图2中68个发光二极管将依次点亮，如果有断路的情况某个发光二极管将不会亮，如果有短路的情况将会有两个以上的发光二极管同时点亮，如果有交叉的情况，发光二极管将不是顺序点亮，而出现交替点亮的现象。使用复位开关，可以方便地多次测试同一根电缆，从而更准确地判断电缆的连通性能。
图3的给出的是本发明中的时钟产生电路和N进制分配器的工作时序图。由时钟产生电路产生时钟脉冲CLOCK信号，N进制分配器可以分出N个单脉冲，图3中给出了Q0-Q9；每个单脉冲的相位差是相同的。这样的单脉冲设计可以方便地检测多芯电缆中每根线芯的连接状态，即正常情况下只有一个发光二极管在亮，判断明确而不混淆。
本发明一个用于测量网线的实施例如图4所示。本实施例跟上面实施例的原理是一样的，而且比上面的要简单些。测试时只要将网线的两端分别连接到RJ-45的输入端和输出端上，按下触动开关，即可看到八个发光二极管按顺序点亮，如果有异常的话，其判断方式跟上面的实施例完全一样。该实施例还可以通过多按几次复位键来检测网线的接触是否良好，如果某个发光二极管的亮度跟别的发光二极管不一样的话，则说明此发光二极管对应的电缆芯有接触不良的问题。
综上所述，本发明通过观察发光二极管的亮否来判断电缆有无断路；也可以通过观察发光二极管亮的顺序来判断电缆是直连的还是交叉的；还可以通过观察发光二极管亮的个数来判断电缆之间有无短路以及哪根电缆之间存在短路。本发明带有常用多芯电缆接口，各类网线接口，电话线接口，SCSI接口，25针并行接口，9针串行接口，PS/2接口，IDE接口，FLOOPY接口，SATA接口，1394接口，USB接口等等，可以直接用来测量以上列出的所有电缆。