CN106443411A - 网线模拟器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种网线模拟器，网线模拟器包括第一输入端、第一输出端、第二输入端、第二输出端、第一特征阻抗单元组、第二特征阻抗单元组及匹配阻抗单元组；第一特征阻抗单元组电连接至第一输入端与第一输出端之间，第二特征阻抗单元组电连接至第二输入端与第二输出端之间，匹配阻抗单元组电连接至第一特征阻抗单元组与第二特征阻抗单元组之间；第一特征阻抗单元组用于模拟双绞线中一根信号线的特征阻抗，第二特征阻抗单元组用于模拟双绞线中另一根信号线的特征阻抗，匹配阻抗单元组用于模拟双绞线的匹配阻抗。网线模拟器将各个部件集成在PCB上，进行测试时，占地空间小，无需投入大量的人力资源，节省测试成本，可防止浪费网线。

Description

网线模拟器
技术领域
本发明涉及一种网线模拟器。
背景技术
目前，测试以太网网线的传输能力等各种性能时，需要用网线来搭建实际测试环境。但是，对于100m或1000m等较长的网线测试，要搭建实际测试环境时，不仅需要较大的占地空间，还需要投入大量的人力资源，且最重要的是，需要花费大量的测试成本，因此浪费网线。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中测试较长的以太网网线的传输能力等各种性能时，需要较大的占地空间，需要投入大量的人力资源，还需要花费大量的测试成本的缺陷，提供一种网线模拟器。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
一种网线模拟器，其特点在于，所述网线模拟器包括第一输入端、第一输出端、第二输入端、第二输出端、第一特征阻抗单元组、第二特征阻抗单元组及匹配阻抗单元组；
所述第一特征阻抗单元组电连接至所述第一输入端与所述第一输出端之间，所述第二特征阻抗单元组电连接至所述第二输入端与所述第二输出端之间，所述匹配阻抗单元组电连接至所述第一特征阻抗单元组与所述第二特征阻抗单元组之间；
所述第一特征阻抗单元组用于模拟双绞线中一根信号线的特征阻抗，所述第二特征阻抗单元组用于模拟所述双绞线中另一根信号线的特征阻抗，所述匹配阻抗单元组用于模拟所述双绞线的匹配阻抗。
较佳地，所述第一特征阻抗单元组包括第一特征阻抗单元、第二特征阻抗单元、第三特征阻抗单元及第四特征阻抗单元，所述第二特征阻抗单元组包括第五特征阻抗单元、第六特征阻抗单元、第七特征阻抗单元及第八特征阻抗单元，所述匹配阻抗单元组包括第一匹配阻抗单元、第二匹配阻抗单元、第三匹配阻抗单元及第四匹配阻抗单元；
所述第一输入端与所述第一输出端之间依次串联所述第一特征阻抗单元、所述第二特征阻抗单元、所述第三特征阻抗单元及所述第四特征阻抗单元，所述第二输入端与所述第二输出端之间依次串联所述第五特征阻抗单元、所述第六特征阻抗单元、所述第七特征阻抗单元及所述第八特征阻抗单元，所述第一匹配阻抗单元电连接至所述第一特征阻抗单元与所述第五特征阻抗单元之间，所述第二匹配阻抗单元电连接至所述第二特征阻抗单元与所述第六特征阻抗单元之间，所述第三匹配阻抗单元电连接至所述第三特征阻抗单元与所述第七特征阻抗单元之间，所述第四匹配阻抗单元电连接至所述第四特征阻抗单元与所述第八特征阻抗单元之间。
较佳地，所述第一特征阻抗单元的电路结构与所述第五特征阻抗单元的电路结构相同，所述第二特征阻抗单元的电路结构与所述第六特征阻抗单元的电路结构相同，所述第三特征阻抗单元的电路结构与所述第七特征阻抗单元的电路结构相同，所述第四特征阻抗单元的电路结构与所述第八特征阻抗单元的电路结构相同。
较佳地，所述第一特征阻抗单元包括5个电阻R11、R12、R13、R14、R15及1个电感L11，R11及R12并联，且电连接至所述第一特征阻抗单元的输入端，L11分别与R11、R12及所述第一特征阻抗单元的输出端电连接，R13分别与所述第一特征阻抗单元的输入端及输出端电连接，R14及R15串联，且R14与所述第一特征阻抗单元的输入端电连接，R15与所述第一特征阻抗单元的输出端电连接；
所述第二特征阻抗单元包括5个电阻R21、R22、R23、R24、R25及1个0欧姆电阻R20，R21及R22并联，且电连接至所述第二特征阻抗单元的输入端，R20分别与R21、R22及所述第二特征阻抗单元的输出端电连接，R23分别与所述第二特征阻抗单元的输入端及输出端电连接，R24及R25串联，且R24与所述第二特征阻抗单元的输入端电连接，R25与所述第二特征阻抗单元的输出端电连接；
所述第三特征阻抗单元包括5个电阻R31、R32、R33、R34、R35及1个电感L31，R31及R32并联，且电连接至所述第三特征阻抗单元的输入端，L31分别与R31、R32及所述第三特征阻抗单元的输出端电连接，R33并联至L31的两端，R34及R35串联，且R34与所述第三特征阻抗单元的输入端电连接，R35与所述第三特征阻抗单元的输出端电连接；
所述第四特征阻抗单元包括5个电阻R41、R42、R43、R44、R45及1个电感L41，R41及R42并联，且电连接至所述第四特征阻抗单元的输入端，L41分别与R41、R42及所述第四特征阻抗单元的输出端电连接，R43并联至L41的两端，R44及R45串联，且R44与所述第四特征阻抗单元的输入端电连接，R45与所述第四特征阻抗单元的输出端电连接。
较佳地，所述第一匹配阻抗单元包括2个电阻R101、R102及1个电容C101，R101分别与R14及R15电连接，C101与R102并联，且分别与R101及所述第五特征阻抗单元电连接；
所述第二匹配阻抗单元包括2个电阻R201、R202及1个电容C201，R201分别与R24及R25电连接，C201与R202并联，且分别与R201及所述第六特征阻抗单元电连接；
所述第三匹配阻抗单元包括1个电阻R301及1个电容C301，C301与R301并联，且分别与R34、R35及所述第七特征阻抗单元电连接；
所述第四匹配阻抗单元包括1个电阻R401及1个电容C401，C401与R401并联，且分别与R44、R45及所述第八特征阻抗单元电连接。
较佳地，R11、R12、R21、R22、R31、R32、R33、R41、R42及R43的阻值均为1.4Ω～1.6Ω，R13及R23的阻值均为19Ω～21Ω，R14、R15、R24、R25、R34、R35、R44及R45的阻值均为49Ω～50Ω，L11的电感值为3μH～3.5μH，L31、L41的电感值均为8nH～8.5nH；
R101的阻值为24Ω～24.5Ω，R201的阻值为118Ω～122Ω，R102及R202的阻值均为6600Ω～6700Ω，R301及R401的阻值均为6800Ω～6820Ω，C101的电容值为670PF～690PF，C201的电容值为210PF～230PF，C301及C401的电容值均为30PF～35PF。
较佳地，所述网线模拟器还包括PCB(Printed Circuit Board，印刷电路板)，所述第一输入端、所述第一输出端、所述第二输入端、所述第二输出端、所述第一特征阻抗单元组、所述第二特征阻抗单元组及所述匹配阻抗单元组均设置于所述PCB上。
较佳地，所述PCB上设有4个测试输入端口及4个测试输出端口，每一个测试输入端口均电连接4个第一输入端及4个第二输入端，每一个测试输出端口均电连接4个第一输出端及4个第二输出端。
在本方案中，将各类部件集成在PCB上，提升了使用便捷性。
在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。
本发明的积极进步效果在于：
本发明提供的网线模拟器可模拟以太网网线的测试环境，可用于实验室测试产品的网线传输能力的测试环境，也可用于生产线测试产品的网线传输能力的测试环境。所述网线模拟器将各个部件集成在PCB上，通过所述网线模拟器进行测试时，占地空间小，无需投入大量的人力资源，节省测试成本，可防止浪费网线。
附图说明
图1为本发明较佳实施例的网线模拟器的部分电路示意图。
具体实施方式
下面举个较佳实施例，并结合附图来更清楚完整地说明本发明。
本实施例提供的网线模拟器通过集总参数模型模拟以太网100米网线的真实测试环境，所述网线模拟器的原理主要是通过电阻、电容及电感来搭建电路来模拟双绞线的感性参数和容性参数及在特定频率下的衰减。
所述网线模拟器包括PCB、4个测试输入端口、4个测试输出端口、16个第一特征阻抗单元组、16个第二特征阻抗单元组及16个匹配阻抗单元组，4个测试输入端口、4个测试输出端口、16个第一特征阻抗单元组、16个第二特征阻抗单元组及16个匹配阻抗单元组均设置于所述PCB上，每一个测试输入端口或输出端口即为一网线输入插口或网线输出插口，在本实施例中，模拟的网线为由4对双绞线组成的网线，每一个第一特征阻抗单元组均用于模拟双绞线中一根信号线的特征阻抗，且结构均相同，每一个第二特征阻抗单元组用于模拟双绞线中另一根信号线的特征阻抗，且结构均相同，每一个匹配阻抗单元组用于模拟双绞线的匹配阻抗，且结构均相同。当然，所述网络模拟器的各类部件的数量并不仅限于此数量，也可根据实际情况进行相应的调整。
在本实施例中，因所述网线模拟器中模拟任意一对双绞线部分的电路结构均相同，故在图1中仅示出模拟一对双绞线部分的电路结构。
如图1所示，所述PCB包括16个第一输入端11、16个第一输出端12、16个第二输入端21及16个第二输出端22，每一个测试输入端口均电连接4个第一输入端11及4个第二输入端21，每一个测试输出端口均电连接4个第一输出端12及4个第二输出端22，每一个第一特征阻抗单元组均包括第一特征阻抗单元13、第二特征阻抗单元14、第三特征阻抗单元15及第四特征阻抗单元16，每一个第二特征阻抗单元组均包括第五特征阻抗单元23、第六特征阻抗单元24、第七特征阻抗单元25及第八特征阻抗单元26，每一个匹配阻抗单元组均包括第一匹配阻抗单元31、第二匹配阻抗单元32、第三匹配阻抗单元33及第四匹配阻抗单元34，其中，第一特征阻抗单元13的电路结构与第五特征阻抗单元23的电路结构相同，第二特征阻抗单元14的电路结构与第六特征阻抗单元24的电路结构相同，第三特征阻抗单元15的电路结构与第七特征阻抗单元25的电路结构相同，第四特征阻抗单元16的电路结构与第八特征阻抗单元26的电路结构相同。
第一输入端11与第一输出端12之间依次串联第一特征阻抗单元13、第二特征阻抗单元14、第三特征阻抗单元15及第四特征阻抗单元16，第二输入端21与第二输出端22之间依次串联第五特征阻抗单元23、第六特征阻抗单元24、第七特征阻抗单元25及第八特征阻抗单元26，第一匹配阻抗单元31电连接至第一特征阻抗单元13与第五特征阻抗单元23之间，第二匹配阻抗单元32电连接至第二特征阻抗单元14与第六特征阻抗单元24之间，第三匹配阻抗单元33电连接至第三特征阻抗单元15与第七特征阻抗单元25之间，第四匹配阻抗单元34电连接至第四特征阻抗单元16与第八特征阻抗单元26之间。
第一特征阻抗单元13、第五特征阻抗单元23及第一匹配阻抗单元31用于模拟双绞线的0～25米段，第二特征阻抗单元14、第六特征阻抗单元24及第二匹配阻抗单元32用于模拟双绞线的25米～50米段，第三特征阻抗单元15、第七特征阻抗单元25及第三匹配阻抗单元33用于模拟双绞线的50米～75米段，第四特征阻抗单元16、第八特征阻抗单元26及第四匹配阻抗单元34用于模拟双绞线的75米～100米段。
具体的，第一特征阻抗单元13包括5个电阻R11、R12、R13、R14、R15及1个电感L11，R11及R12并联，且电连接至第一特征阻抗单元13的输入端，L11分别与R11、R12及第一特征阻抗单元13的输出端电连接，R13分别与第一特征阻抗单元13的输入端及输出端电连接，R14及R15串联，且R14与第一特征阻抗单元13的输入端电连接，R15与第一特征阻抗单元13的输出端电连接，第一匹配阻抗单元31包括2个电阻R101、R102及1个电容C101，R101分别与R14及R15电连接，C101与R102并联，且分别与R101及第五特征阻抗单元23电连接。
第二特征阻抗单元14包括5个电阻R21、R22、R23、R24、R25及1个0欧姆电阻R20，R21及R22并联，且电连接至第二特征阻抗单元14的输入端，R20分别与R21、R22及第二特征阻抗单元14的输出端电连接，R23分别与第二特征阻抗单元14的输入端及输出端电连接，R24及R25串联，且R24与第二特征阻抗单元14的输入端电连接，R25与第二特征阻抗单元14的输出端电连接，第二匹配阻抗单元32包括2个电阻R201、R202及1个电容C201，R201分别与R24及R25电连接，C201与R202并联，且分别与R201及第六特征阻抗单元24电连接。
第三特征阻抗单元15包括5个电阻R31、R32、R33、R34、R35及1个电感L31，R31及R32并联，且电连接至第三特征阻抗单元15的输入端，L31分别与R31、R32及第三特征阻抗单元15的输出端电连接，R33并联至L31的两端，R34及R35串联，且R34与第三特征阻抗单元15的输入端电连接，R35与第三特征阻抗单元15的输出端电连接，第三匹配阻抗单元33包括1个电阻R301及1个电容C301，C301与R301并联，且分别与R34、R35及第七特征阻抗单元25电连接。
第四特征阻抗单元16包括5个电阻R41、R42、R43、R44、R45及1个电感L41，R41及R42并联，且电连接至第四特征阻抗单元16的输入端，L41分别与R41、R42及第四特征阻抗单元16的输出端电连接，R43并联至L41的两端，R44及R45串联，且R44与第四特征阻抗单元16的输入端电连接，R45与第四特征阻抗单元16的输出端电连接，第四匹配阻抗单元34包括1个电阻R401及1个电容C401，C401与R401并联，且分别与R44、R45及第八特征阻抗单元26电连接。
R11、R12、R21、R22、R31、R32、R33、R41、R42及R43的阻值均为1.5Ω，R13及R23的阻值均为20Ω，R14、R15、R24、R25、R34、R35、R44及R45的阻值均为49.9Ω，L11的电感值为3.3μH，L31、L41的电感值均为8.2nH，R101的阻值为24.3Ω，R201的阻值为120Ω，R102及R202的阻值均为6650Ω，R301及R401的阻值均为6810Ω，C101的电容值为680PF，C201的电容值为220PF，C301及C401的电容值均为33PF。
由于分离器件由累计误差和计算差别，每一个模拟25米网线段的电路会有器件参数或连接方式上的区别，需在实际测试中进行调整并找出合适的值，因此并不仅限于上述各个电阻、电感及电容的参数，也可根据实际计算或测试进行相应的调整，但整个电路的设计思路是不变的。
通过仿真测试100米网线集总参数衰减，在100MHz频率处及250MHz频率处，衰减为-7dB，和实际100米网线衰减一致。
在本实施例中，所述网线模拟器虽然仅示出模拟以太网100米网线时的具体部件数量及参数，但通过调整各类部件的数量及参数也可模拟10米或1000米网线。
本实施例提供的网线模拟器可模拟以太网网线的测试环境，可用于实验室测试产品的网线传输能力的测试环境，也可用于生产线测试产品的网线传输能力的测试环境。所述网线模拟器将各个部件集成在PCB上，通过所述网线模拟器进行测试时，占地空间小，无需投入大量的人力资源，节省测试成本，可防止浪费网线。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种网线模拟器，其特征在于，所述网线模拟器包括第一输入端、第一输出端、第二输入端、第二输出端、第一特征阻抗单元组、第二特征阻抗单元组及匹配阻抗单元组；
所述第一特征阻抗单元组电连接至所述第一输入端与所述第一输出端之间，所述第二特征阻抗单元组电连接至所述第二输入端与所述第二输出端之间，所述匹配阻抗单元组电连接至所述第一特征阻抗单元组与所述第二特征阻抗单元组之间；
所述第一特征阻抗单元组用于模拟双绞线中一根信号线的特征阻抗，所述第二特征阻抗单元组用于模拟所述双绞线中另一根信号线的特征阻抗，所述匹配阻抗单元组用于模拟所述双绞线的匹配阻抗。
2.如权利要求1所述的网线模拟器，其特征在于，所述第一特征阻抗单元组包括第一特征阻抗单元、第二特征阻抗单元、第三特征阻抗单元及第四特征阻抗单元，所述第二特征阻抗单元组包括第五特征阻抗单元、第六特征阻抗单元、第七特征阻抗单元及第八特征阻抗单元，所述匹配阻抗单元组包括第一匹配阻抗单元、第二匹配阻抗单元、第三匹配阻抗单元及第四匹配阻抗单元；
所述第一输入端与所述第一输出端之间依次串联所述第一特征阻抗单元、所述第二特征阻抗单元、所述第三特征阻抗单元及所述第四特征阻抗单元，所述第二输入端与所述第二输出端之间依次串联所述第五特征阻抗单元、所述第六特征阻抗单元、所述第七特征阻抗单元及所述第八特征阻抗单元，所述第一匹配阻抗单元电连接至所述第一特征阻抗单元与所述第五特征阻抗单元之间，所述第二匹配阻抗单元电连接至所述第二特征阻抗单元与所述第六特征阻抗单元之间，所述第三匹配阻抗单元电连接至所述第三特征阻抗单元与所述第七特征阻抗单元之间，所述第四匹配阻抗单元电连接至所述第四特征阻抗单元与所述第八特征阻抗单元之间。
3.如权利要求2所述的网线模拟器，其特征在于，所述第一特征阻抗单元的电路结构与所述第五特征阻抗单元的电路结构相同，所述第二特征阻抗单元的电路结构与所述第六特征阻抗单元的电路结构相同，所述第三特征阻抗单元的电路结构与所述第七特征阻抗单元的电路结构相同，所述第四特征阻抗单元的电路结构与所述第八特征阻抗单元的电路结构相同。
4.如权利要求3所述的网线模拟器，其特征在于，所述第一特征阻抗单元包括5个电阻R11、R12、R13、R14、R15及1个电感L11，R11及R12并联，且电连接至所述第一特征阻抗单元的输入端，L11分别与R11、R12及所述第一特征阻抗单元的输出端电连接，R13分别与所述第一特征阻抗单元的输入端及输出端电连接，R14及R15串联，且R14与所述第一特征阻抗单元的输入端电连接，R15与所述第一特征阻抗单元的输出端电连接；
所述第二特征阻抗单元包括5个电阻R21、R22、R23、R24、R25及1个0欧姆电阻R20，R21及R22并联，且电连接至所述第二特征阻抗单元的输入端，R20分别与R21、R22及所述第二特征阻抗单元的输出端电连接，R23分别与所述第二特征阻抗单元的输入端及输出端电连接，R24及R25串联，且R24与所述第二特征阻抗单元的输入端电连接，R25与所述第二特征阻抗单元的输出端电连接；
所述第三特征阻抗单元包括5个电阻R31、R32、R33、R34、R35及1个电感L31，R31及R32并联，且电连接至所述第三特征阻抗单元的输入端，L31分别与R31、R32及所述第三特征阻抗单元的输出端电连接，R33并联至L31的两端，R34及R35串联，且R34与所述第三特征阻抗单元的输入端电连接，R35与所述第三特征阻抗单元的输出端电连接；
所述第四特征阻抗单元包括5个电阻R41、R42、R43、R44、R45及1个电感L41，R41及R42并联，且电连接至所述第四特征阻抗单元的输入端，L41分别与R41、R42及所述第四特征阻抗单元的输出端电连接，R43并联至L41的两端，R44及R45串联，且R44与所述第四特征阻抗单元的输入端电连接，R45与所述第四特征阻抗单元的输出端电连接。
5.如权利要求4所述的网线模拟器，其特征在于，所述第一匹配阻抗单元包括2个电阻R101、R102及1个电容C101，R101分别与R14及R15电连接，C101与R102并联，且分别与R101及所述第五特征阻抗单元电连接；
所述第二匹配阻抗单元包括2个电阻R201、R202及1个电容C201，R201分别与R24及R25电连接，C201与R202并联，且分别与R201及所述第六特征阻抗单元电连接；
所述第三匹配阻抗单元包括1个电阻R301及1个电容C301，C301与R301并联，且分别与R34、R35及所述第七特征阻抗单元电连接；
所述第四匹配阻抗单元包括1个电阻R401及1个电容C401，C401与R401并联，且分别与R44、R45及所述第八特征阻抗单元电连接。
6.如权利要求5所述的网线模拟器，其特征在于，R11、R12、R21、R22、R31、R32、R33、R41、R42及R43的阻值均为1.4Ω～1.6Ω，R13及R23的阻值均为19Ω～21Ω，R14、R15、R24、R25、R34、R35、R44及R45的阻值均为49Ω～50Ω，L11的电感值为3μH～3.5μH，L31、L41的电感值均为8nH～8.5nH；
R101的阻值为24Ω～24.5Ω，R201的阻值为118Ω～122Ω，R102及R202的阻值均为6600Ω～6700Ω，R301及R401的阻值均为6800Ω～6820Ω，C101的电容值为670PF～690PF，C201的电容值为210PF～230PF，C301及C401的电容值均为30PF～35PF。
7.如权利要求1所述的网线模拟器，其特征在于，所述网线模拟器还包括PCB，所述第一输入端、所述第一输出端、所述第二输入端、所述第二输出端、所述第一特征阻抗单元组、所述第二特征阻抗单元组及所述匹配阻抗单元组均设置于所述PCB上。
8.如权利要求7所述的网线模拟器，其特征在于，所述PCB上设有4个测试输入端口及4个测试输出端口，每一个测试输入端口均电连接4个第一输入端及4个第二输入端，每一个测试输出端口均电连接4个第一输出端及4个第二输出端。
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