CN103018569A - 一种线材阻抗测试仪及测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于线材测试领域，提供了一种线材阻抗测试仪及测试方法。在本发明中，通过模拟扫描开关对触点的循环测试扫描，微处理器跟随模拟扫描开关进行高低电平扫描判断线材是否断开，再由模数采样模块采样并进行模数转换，通过微处理器进行计算处理，能够快速的实现对待测试线材的阻抗的计算，当线材出现问题可以直接由显示屏和蜂鸣器进行警示，减少了人工测试的麻烦，大大节约了测试的时间和成本。

Description

一种线材阻抗测试仪及测试方法

技术领域

本发明属于线材测试领域，尤其涉及一种线材阻抗测试仪及测试方法。

背景技术

目前对于线材阻抗的测试一般采用电桥或万用表对线材中每个引脚逐一进行测试和记录的方法，而线材引脚数目多（比如HDMI线含19个引脚）、引脚间距小(比如HDMI线材引脚间距为0.5mm)，使用这种方法测试需花费大量的人力时间和成本，且操作麻烦，容易产生误判。在生产测试中，对于HDMI线、VGA线、USB线、网线、YPBPR线、AV线等线材需要多次的插拔，当出现故障时不能快速的判定是线材质量的原因还是电视等这些多媒体设备的原因，通常采用的方法是更换线材或更换多媒体设备，采用这种方法不能快速找到问题的根本原因、降低生产测试效率、造成线材损耗和带来质量隐患。

发明内容

本发明提供了一种线材阻抗测试仪，旨在解决现有设备对线材的测试操作麻烦，容易误判且需要花费大量的人力、时间和成本的问题。

为了解决上述问题，本发明是这样实现的：一种线材阻抗测试仪，包括线0材连接器和电源以及处理各项操作和数据的微处理器，待测试线材的两端引脚分别连接在所述线材连接器的两端，所述电源的负极和所述线材连接器的第二端均接地，所述线材阻抗测试仪还包括：

多个精密分压电阻、模数采样模块、功能选择开关、存储器、以及模拟扫描开关；

所述多个精密分压电阻并联在所述电源的正极和所述线材连接器的第一端之间；

所述模数采样模块与所述微处理器的数字信号输入端连接，用于对所述待测试线材进行模数采样并将采样到的数据进行模数转换后传递给所述微处理器进行计算处理；

所述功能选择开关连接在所述模拟模拟扫描开关与所述微处理器之间，用于进行功能切换；

所述存储器与所述微处理器的存储端连接，用于存储所述线材阻抗测试仪的固有阻抗；

所述模拟扫描开关包括多个触点，所述多个触点与所述多个精密分压电阻的数量相同，且分别连接在所述多个精密分压电阻与所述线材连接器之间，所述模拟扫描开关与所述模数采样模块的扫描信号输入端连接，用于对所述多个触点进行循环扫描测试。

进一步地，所述线材阻抗测试仪还包括：

显示屏，与所述微处理器的显示端连接，用于显示所述待测试线材的阻抗、键盘的操作及测试过程中的错误。

进一步地，所述线材阻抗测试仪还包括：

蜂鸣器，与所述微处理器的报警控制端连接，用于对所述待测试线材断路和阻抗超过设定阈值时进行警示。

进一步地，所述线材阻抗测试仪还包括：

键盘，与所述微处理器的键盘控制端连接，用于选择待测试线材类型、机械校零、设置线材阻抗阈值及控制中断和复位。

进一步地，所述多个精密分压电阻为4个精密分压电阻。

进一步地，与所述模数采样模块连接，为所述模数采样模块提供基准电压的电压基准源。

进一步地，所述存储器为EEPROM。

进一步地，所述键盘包括线材选择按键SW1、线材选择按键SW2、线材选择按键SW3、线材选择按键SW4、线材阻抗阈值设定按键SW5以及线材阻抗测试仪的机械校零按键SW6。

进一步地，所述方法包括以下步骤：

a.将线材阻抗测试仪进行初始化，并进行机械校零；

b.接入待测试线材，判断线材类型并通过键盘设定待测试线材阻抗阈值；

c.模拟扫描开关开始对触点进行循环扫描，开启功能选择开关，微处理器跟随模拟扫描开关测试并判断待测试线材是否断路，是，则执行步骤d，否，则执行步骤e；

d.微处理器控制显示屏显示错误且蜂鸣器报警并执行步骤i；

e.所述功能选择开关断开，执行步骤f；

f.模数采样模块对模拟扫描开关进行数据采样，将采样数据进行模数转换后传递给微处理器；

g.微处理器根据转换后的数据计算待测试线材的阻抗，判断是否超过设定阻抗阈值，是，则执行步骤d，否，则执行步骤h；

h.微处理器控制显示屏显示待测试线材的阻抗值并跳转回所述步骤c；

i.结束测试进程。

进一步地，所述进行机械校零的步骤具体为：

短路线材连接器，微处理器对线材阻抗测试仪的阻抗进行测试，并将测试得到的阻抗记录在存储器中，通过显示屏进行显示，然后通过机械校零按键进行校零设置。

进一步地，所述微处理器跟随模拟扫描开关测试并判断待测试线材是否断路的步骤具体为：

根据算式 $R_{\mathrm{RES}}=\frac{R*N_{\mathrm{ADC}}*V_{\mathrm{REF}}}{(2^N-1)*V_{\mathrm{CC}}-N_{\mathrm{ADC}}*V_{\mathrm{REF}}}-R_0$ 计算待测试线材的阻抗值；

其中，R_RES为待测试线材的阻抗值，R为精密分压电阻的阻值，N_ADC为微处理器记录的模数采样模块转换的值，V_REF为电压基准源的电压，N为模数采样模块的位数，VCC为电源的电压，R₀为机械校零过程中测试得到的线材阻抗测试仪的固有阻抗。

在本发明中，通过模拟扫描开关对触点的循环测试扫描，微处理器跟随模拟扫描开关进行高低电平扫描判断线材是否断开，再由模数采样模块采样并进行模数转换，通过微处理器进行计算处理，能够快速的实现对待测试线材的阻抗的计算，当线材出现问题可以直接由显示屏和蜂鸣器进行警示，减少了人工测试的麻烦，大大节约了测试的时间和成本。

附图说明

图1是本发明实施例提供的线材阻抗测试仪的模块结构图；

图2是本发明实施例提供的线材阻抗测试仪的测试方法的流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述：

图1示出了本发明实施例提供的一种线材阻抗测试仪，包括线材连接器106和电源BATTERY以及处理各项操作和数据的微处理器MCU，待测试线材的两端引脚分别连接在线材连接器106的两端，电源BATTERY的负极和线材连接器106的第二端均接地，所述线材阻抗测试仪还包括：

多个精密分压电阻、模数采样模块101、功能选择开关K、存储器108、以及模拟扫描开关5；

多个精密分压电阻并联在电源BATTERY的正极和线材连接器106的第一端之间；

模数采样模块101与微处理器MCU的数字信号输入端连接，用于对待测试线材进行模数采样并将采样到的数据进行模数转换后传递给微处理器MCU进行计算处理；

功能选择开关K连接在模拟模拟扫描开关5与微处理器MCU之间，用于进行功能切换；

微处理器MCU用于跟随模拟扫描开关5进行高低电平扫描，或计算模数采样模块101传递过来的数据；

存储器108与微处理器MCU的存储端连接，用于存储线材阻抗测试仪的固有阻抗；

模拟扫描开关5包括多个触点，多个触点与多个精密分压电阻的数量相同，且分别连接在多个精密分压电阻与线材连接器106之间，模拟扫描开关5与模数采样模块101的扫描信号输入端连接，用于对多个触点进行循环扫描测试。

进一步地，线材阻抗测试仪还包括：

显示屏104，与微处理器MCU的显示端连接，用于显示待测试线材的阻抗、键盘的操作及测试过程中的错误。

进一步地，线材阻抗测试仪还包括：

蜂鸣器105，与微处理器MCU的报警控制端连接，用于对待测试线材断路和阻抗超过设定阈值时进行警示。

进一步地，线材阻抗测试仪还包括：

键盘103，与微处理器MCU的键盘控制端连接，用于选择待测试线材类型、机械校零、设置线材阻抗阈值及控制中断和复位。

进一步地，多个精密分压电阻为4个精密分压电阻。

作为本发明一实施例，线材连接器106的第一端为OAT，第二端为OBT，线材连接器106的第一端和第二端分别包括多个且数量相等的连接待测试线材引脚的插孔，并联在电源BATTERY和线材连接器106第一端之间的精密分压电阻的数量根据需要设定，可以是4个，9个，16个，19个，20个，根据不同的需求进行配置，如生产HDMI线的厂家需要19个，并且可以向下兼容，如测试HDMI线的测试仪可以测试USB线。

其中，增加精密电阻的同时对应的引接线个触点相应增加，在发明实施例中，多个精密分压电阻分别为精密分压电阻R1、精密分压电阻R2、精密分压电阻R3以及精密分压电阻R4，对应的多个触点分别为触点1、触点2、触点3以及触点4。

作为本发明一实施例，存储器108为电可擦可编程只读存储器EEPROM，在掉电或断电时存储测试仪的固有阻抗，再次使用时依此校零即可。

在本发明实施例中，功能选择开关K可以设置自动断开，也可以进行人工控制断开。

在本发明实施例中，当仅需要线材进行断路测试，只需要按下功能选择开关K，就可以通过模拟扫描开关5就行高低电平扫描，由微处理器MCU进行判断，显示在显示屏上并由蜂鸣器进行警示。

在本发明实施例中，显示屏104可以显示键盘103进行的操作、报错以及显示测试出的待测试线材的阻抗。

进一步地，线材阻抗测试仪还包括：与模数采样模块101连接，为模数采样模块101提供基准电压的电压基准源102。

在本发明实施例中，电压基准源102，提供基准电压，模数采样模块101的输入电压与该绝对电压进行比较已确定适当的数字输出

进一步地，键盘103包括线材选择按键SW1、线材选择按键SW2、线材选择按键SW3、线材选择按键SW4、线材阻抗阈值设定按键SW5以及线材阻抗测试仪的机械校零按键SW6。

作为本发明一实施例，每一个线材选择按键都包括一种类型线材的阻抗阈值，当按下线材选择按键后表示选择了某种阻抗阈值，当待测试线材不在常用的选择范围之内，按线材阻抗阈值设定按键SW5进行人工设置，此时线材选择按键SW1、线材选择按键SW2、线材选择按键SW3及线材选择按键SW4成为线材阻抗阈值设定按键SW5的功能键，分别进行量增、量减、复位及中断操作。

如图2所示，本发明还提供了一种基于上述线材阻抗测试仪的测试方法，包括以下步骤：

在步骤S101中，将线材阻抗测试仪进行初始化，并进行机械校零；

在步骤S102中，接入待测试线材，判断线材类型并通过键盘设定待测试线材阻抗阈值；

在步骤S103中，模拟扫描开关开始对触点进行循环扫描，开启功能选择开关，微处理器跟随模拟扫描开关测试并判断待测试线材是否断路，是，则执行步骤S104，否，则执行步骤S105；

在步骤S104中，微处理器控制显示屏显示错误且蜂鸣器报警并执行步骤S109；

在步骤S105中，所述功能选择开关断开，执行步骤S106；

在步骤S106中，模数采样模块对模拟扫描开关进行数据采样，将采样数据进行模数转换后传递给微处理器；

在步骤S107中，微处理器根据转换后的数据计算待测试线材的阻抗，判断是否超过设定阻抗阈值，是，则执行步骤S104，否，则执行步骤S108；

在步骤S108中，微处理器控制显示屏显示待测试线材的阻抗值并跳转回所述步骤S103；

在步骤S109中，结束测试进程。

进一步地，在步骤S101中，进行机械校零的步骤具体为：

短路线材连接器，微处理器对线材阻抗测试仪的阻抗进行测试，并将测试得到的阻抗记录在存储器中，通过显示屏进行显示，然后通过机械校零按键进行校零设置。

进一步地，在步骤S103中，微处理器跟随模拟扫描开关测试并判断待测试线材是否断路的步骤具体为：

根据算式 $R_{\mathrm{RES}}=\frac{R*N_{\mathrm{ADC}}*V_{\mathrm{REF}}}{(2^N-1)*V_{\mathrm{CC}}-N_{\mathrm{ADC}}*V_{\mathrm{REF}}}-R_0$ 计算待测试线材的阻抗值；

其中，R_RES为待测试线材的阻抗值，R为精密分压电阻的阻值，N_ADC为微处理器MCU记录的模数采样模块转换的值，V_REF为电压基准源的电压，N为模数采样模块的位数，VCC为电源的电压，R₀为机械校零过程中测试得到的线材阻抗测试仪的固有阻抗。

作为本发明一实施例，机械校零过程中测试得到的线材阻抗测试仪的固有阻抗R₀包括模拟扫描开关5的固有阻抗和线材阻抗测试仪其他的组件的固有阻抗。

在本发明实施例中，R₀为模拟扫描开关5的固有阻抗，每次测试时减去模拟扫描开关5的固有阻抗，减少误差，提高测试仪的测试精度，使最后测试出的线材阻抗值更加准确。

在本发明实施例中，通过模拟扫描开关对触点的循环测试扫描，微处理器跟随模拟扫描开关进行高低电平扫描判断线材是否断开，再由模数采样模块采样并进行模数转换，通过微处理器MCU进行计算处理，能够快速的实现对待测试线材的阻抗的计算，当线材出现问题可以直接由显示屏和蜂鸣器进行警示，减少了人工测试的麻烦，大大节约了测试的时间和成本。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种线材阻抗测试仪，包括线材连接器和电源以及处理各项操作和数据的微处理器，待测试线材的两端引脚分别连接在所述线材连接器的两端，所述电源的负极和所述线材连接器的第二端均接地，其特征在于，所述线材阻抗测试仪还包括：

多个精密分压电阻、模数采样模块、功能选择开关、存储器、以及模拟扫描开关；

所述多个精密分压电阻并联在所述电源的正极和所述线材连接器的第一端之间；

所述模数采样模块与所述微处理器的数字信号输入端连接，用于对所述待测试线材进行模数采样并将采样到的数据进行模数转换后传递给所述微处理器进行计算处理；

所述功能选择开关连接在所述模拟模拟扫描开关与所述微处理器之间，用于进行功能切换；

所述存储器与所述微处理器的存储端连接，用于存储所述线材阻抗测试仪的固有阻抗；

所述模拟扫描开关包括多个触点，所述多个触点与所述多个精密分压电阻的数量相同，且分别连接在所述多个精密分压电阻与所述线材连接器之间，所述模拟扫描开关与所述模数采样模块的扫描信号输入端连接，用于对所述多个触点进行循环扫描测试。

2.如权利要求1所述的线材阻抗测试仪，其特征在于，所述线材阻抗测试仪还包括：

显示屏，与所述微处理器的显示端连接，用于显示所述待测试线材的阻抗、键盘的操作及测试过程中的错误。

3.如权利要求1所述的线材阻抗测试仪，其特征在于，所述线材阻抗测试仪还包括：

蜂鸣器，与所述微处理器的报警控制端连接，用于对所述待测试线材断路和阻抗超过设定阈值时进行警示。

4.如权利要求1所述的线材阻抗测试仪，其特征在于，所述线材阻抗测试仪还包括：

键盘，与所述微处理器的键盘控制端连接，用于选择待测试线材类型、机械校零、设置线材阻抗阈值及控制中断和复位。

5.如权利要求1所述的线材阻抗测试仪，其特征在于，所述多个精密分压电阻为4个精密分压电阻。

6.如权利要求1所述的线材阻抗测试仪，其特征在于，所述线材阻抗测试仪还包括：与所述模数采样模块连接，为所述模数采样模块提供基准电压的电压基准源。

7.如权利要求1所述的线材阻抗测试仪，其特征在于，所述键盘包括线材选择按键SW1、线材选择按键SW2、线材选择按键SW3、线材选择按键SW4、线材阻抗阈值设定按键SW5以及线材阻抗测试仪的机械校零按键SW6。

8.一种基于权利要求1所述的线材阻抗测试仪的测试方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

a.将线材阻抗测试仪进行初始化，并进行机械校零；

b.接入待测试线材，判断线材类型并通过键盘设定待测试线材阻抗阈值；

c.模拟扫描开关开始对触点进行循环扫描，开启功能选择开关，微处理器跟随模拟扫描开关测试并判断待测试线材是否断路，是，则执行步骤d，否，则执行步骤e；

d.微处理器控制显示屏显示错误且蜂鸣器报警并执行步骤i；

e.所述功能选择开关断开，执行步骤f；

f.模数采样模块对模拟扫描开关进行数据采样，将采样数据进行模数转换后传递给微处理器；

g.微处理器根据转换后的数据计算待测试线材的阻抗，判断是否超过设定阻抗阈值，是，则执行步骤d，否，则执行步骤h；

h.微处理器控制显示屏显示待测试线材的阻抗值并跳转回所述步骤c；

i.结束测试进程。

9.如权利要求8所述的线材阻抗测试仪的测试方法，其特征在于，所述进行机械校零的步骤具体为：

短路线材连接器，微处理器对线材阻抗测试仪的阻抗进行测试，并将测试得到的阻抗记录在存储器中，通过显示屏进行显示，然后通过机械校零按键进行校零设置。

10.如权利要求8所述的线材阻抗测试仪的测试方法，其特征在于，所述微处理器跟随模拟扫描开关测试并判断待测试线材是否断路的步骤具体为：

根据算式 $R_{\mathrm{RES}}=\frac{R*N_{\mathrm{ADC}}*V_{\mathrm{REF}}}{(2^N-1)*V_{\mathrm{CC}}-N_{\mathrm{ADC}}*V_{\mathrm{REF}}}-R_0$ 计算待测试线材的阻抗值；

其中，R_RES为待测试线材的阻抗值，R为精密分压电阻的阻值，N_ADC为微处理器记录的模数采样模块转换的值，V_REF为电压基准源的电压，N为模数采样模块的位数，VCC为电源的电压，R₀为机械校零过程中测试得到的线材阻抗测试仪的固有阻抗。

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