CN113075589A - 一种集成的线序测试装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种集成的线序测试装置和方法，包括主机和副机，主机包括主控模块、模数转换模块、端口选择模块和接线端口模块，副机包括至少2条并联连接的环回线路，每条环回线路均包括半导体元件和电阻。该集成的线序测试装置通过在副机上采用半导体元件的单向导通特性，优化了副机的电路结构，降低了电阻的选取难度、对电阻精度和模数转换模块精度的要求，极大地降低了设计难度，减小了该集成的线序测试装置的制作成本，通过该集成的线序测试装置测试线路主要在只有两根线路正常接通的情况下能辨别出线序，简化的测试；解决了现有的线序测试方法实现起来比较复杂或者成本较高的技术问题。

Description

一种集成的线序测试装置和方法

技术领域

本发明涉及测试技术领域，尤其涉及一种集成的线序测试装置和方法。

背景技术

现有的线序测试方法实现起来比较复杂或者成本较高，其中最简单的装置和方法如中国知识产权局在2011年4月13日公开了公布号为CN102012465A的一种线序测试方法，该线序测试方法要求环回端的电阻选取必须满足以下两个条件：一个条件是环回端电阻的阻值两两不相等；另一个条件是任意两个环回端电阻的阻值相加的和不一样。该线序测试方法极大地缩小环回端电阻的阻值可选范围。当待测线路较多时，环回端电阻的选取就变得非常困难，并且需要更高精度的模数转换模块进行电压测量，使得线序测试成本增加，渐而增加了产品的生产成本。并且该线序测试方法的辨别速度较慢，它需要分别以断路检测模式、短路检测模式、正常线序判断模式来检测线路接线情况。若线路存在n条，则大概需要进行电平检测多次。例如在线路只有两条接线正常的情况下，无法辨别出线路内部的线序情况，只能辨别是否存在线路短路或断路。

为了降低线序测试方法环回端电阻选取难度和测试装置制作成本以及解决只有两条线路连接的情况下存在的问题，需要提供一种新的线序测试装置和方法。

发明内容

本发明实施例提供了一种集成的线序测试装置和方法，用于解决现有的线序测试方法实现起来比较复杂或者成本较高的技术问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

一种集成的线序测试装置，包括主机和副机，所述主机用于通过每一个接线端口向所述副机发送测试信号，并实时检测所述副机与所述测试信号对应的反馈信号；所述主机包括主控模块、模数转换模块、端口选择模块和接线端口模块，所述端口选择模块包括第一端口选择子模块和第二端口选择子模块，所述第一端口选择子模块分别与所述模数转换模块、所述主控模块和所述接线端口模块连接，所述第二端口选择子模块分别与所述主控模块和所述接线端口模块连接；所述副机包括至少2条并联连接的环回线路，每条所述环回线路上均设置有连接端口，所述接线端口模块上设置有与所述环回线路条数相等的接线端口，所述连接端口与所述接线端口连接；每条所述环回线路均包括半导体元件和电阻，所述半导体元件与所述电阻并联连接且并联连接后与所述连接端口连接。

优选地，所述第一端口选择子模块通过电平检测通道与所述接线端口模块连接，所述第二端口选择子模块通过接地通道与所述接线端口模块连接。

优选地，所述第一端口选择子模块与所述模数转换模块连接之间还连接有基准电阻和基准电压源。

优选地，所述第一端口选择子模块和所述第二端口选择子模块上均设置有开关元件，所述开关元件为八选一模拟开关、三极管、MOS管或继电器。

优选地，所述主机的电阻和所述副机的电阻均大于所述端口选择模块13中开关元件的导通电阻。

优选地，所述模数转换模块与所述主控模块连接，所述模数转换模块为ADC模块或压频转换模块。

优选地，所述半导体元件为二极管。

优选地，该集成的线序测试装置还包括用于显示测试结果的显示模块，所述显示模块与所述主控模块连接。

本发明还提供一种集成的线序测试方法，包括以下步骤：

将待测线缆连接在上述所述的集成的线序测试装置上，且所述待测线缆的第一连接端与主机的接线端口连接，所述待测线缆的第二连接端与副机的连接端口连接；

将所述待测线缆与所述主机中第一端口选择子模块连接的一个接线端口作为检测端口，且对所述检测端口选通，对第二端口选择子模块中除检测端口外的所有接线端口逐一选通后，检测所述检测端口的电压；

根据所述电压判断所述检测端口与对应所述第二端口选择子模块中选通的接线端口和所述副机的接线情况。

优选地，根据所述电压判断所述检测端口与对应所述第二端口选择子模块中选通的接线端口和所述副机的接线情况包括：

若所述检测端口的电压为0，则所述检测端口与对应所述第二端口选择子模块中选通的接线端口短接；

若所述第二端口选择子模块逐一选通所述连接端口过程中，检测所述检测端口的电压均为基准电压源的电压，则所述检测端口与所述副机的连接端口之间的接线为断路；

若所述检测端口的电压大于0且小于基准电压源的电压，则所述检测端口与所述副机的连接端口之间的接线为正常接线或交叉接线。

从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：该集成的线序测试装置通过在副机上采用半导体元件的单向导通特性，优化了副机的电路结构，降低了电阻的选取难度、对电阻精度和模数转换模块精度的要求，极大地降低了设计难度，减小了该集成的线序测试装置的制作成本，通过该集成的线序测试装置测试线路主要在只有两根线路正常接通的情况下能辨别出线序，简化的测试；解决了现有的线序测试方法实现起来比较复杂或者成本较高的技术问题。

该集成的线序测试方法的检测速度高，逻辑简单，易实现，能够适用于多种线序测试场合，应用广，实用性强。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例所述的集成的线序测试装置的框架图。

图2为本发明实施例所述的集成的线序测试装置又一的框架图。

图3为本发明实施例所述的集成的线序测试方法的步骤流程图。

图4为本发明实施例所述的集成的线序测试方法的另一步骤流程图。

图5a为本发明实施例所述的集成的线序测试方法对应装置交叉接线的框架图。

图5b为本发明实施例所述的集成的线序测试方法对应装置短路接线的框架图。

图5c为本发明实施例所述的集成的线序测试方法对应装置断路接线的框架图。

具体实施方式

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

本申请实施例提供了一种集成的线序测试装置和方法，用于解决了现有的线序测试方法实现起来比较复杂或者成本较高的技术问题。

实施例一：

图1为本发明实施例所述的集成的线序测试装置的框架图。

如图1所示，本发明实施例提供了一种集成的线序测试装置，包括主机10和副机20，主机10用于通过每一个接线端口向副机20发送测试信号，并实时检测副机10与测试信号对应的反馈信号；主机10包括主控模块11、模数转换模块12、端口选择模块13和接线端口模块14，端口选择模块13包括第一端口选择子模块131和第二端口选择子模块132，第一端口选择子模块131分别与模数转换模块12、主控模块11和接线端口模块14连接，第二端口选择子模块132分别与主控模块11和接线端口模块14连接；副机20包括至少2条并联连接的环回线路21，每条环回线路21上均设置有连接端口，接线端口模块14上设置有与环回线路21条数相等的接线端口，连接端口与接线端口连接。

在本发明实施例中，以接线端口模块14上设置有8个接线端口，副机20上也设置有8个连接端口，副机20上设置有8条环回线路21作为案例对该集成的线序测试装置进行说明，且接线端口模块14选择的接口RJ45接口。在其他实施例中，接线端口模块14上的接线端口和副机20上的连接端口均可以设置为多个。

在本发明的实施例中，端口选择模块131主要由第一端口选择子模块131和第二端口选择子模块132组成，第一端口选择子模块131和第二端口选择子模块132均选择八选一模拟开关芯片的开关元件，第一端口选择子模块131和第二端口选择子模块132分别与主控模块11电性连接。其中，第一端口选择子模块131与主控模块11之间受通道控制信号1控制选择发出测试信号的端口，第一端口选择子模块131还通过电平检测通道与接线端口模块14连接，第一端口选择子模块131芯片的公共端口与模数转换模块12直接连接，第一端口选择子模块131与模数转换模块12之间通过一个基准电阻R0连接至基准电压源VDD。第二端口选择子模块132与主控模块11之间受通道控制信号2控制选择发出测试信号的端口，第二端口选择子模块132还通过接地通道与接线端口模块14连接，第二端口选择子模块132芯片的公共端口接地。但实质上电平检测通道与接地通道为同一组线路，内部接线为并联状态。

需要说明的是，第一端口选择子模块131和第二端口选择子模块132选择的八选一模拟开关芯片均设置有8个通道端口Y，第一端口选择子模块131中芯片的第1个通道端口Y0与第二端口选择子模块132中芯片的第1个通道端口Y0相连并与接线端口模块14上的第一个连接端口1连接，第一端口选择子模块131中芯片的第2个通道端口Y1与第二端口选择子模块132中芯片的第2个通道端口Y1相连并与接线端口模块14上的第一个连接端口2连接，同理，第一端口选择子模块131中芯片的第i个通道端口Yi-1与第二端口选择子模块133中芯片的第i个通道端口Y0i-1相连并与接线端口模块14上的第一个连接端口i连接，i为大于0的自然数。在其他的实施例中，第一端口选择子模块131和第二端口选择子模块132均可以为继电器、三极管、MOS管等具有选择功能的电子元件。

在本发明的实施例中，主机10的电阻阻值以及副机20的电阻阻值都必须远远大于八选一模拟开关芯片的导通电阻。

在本发明的实施例中，主控模块11主要用于发出测试信号和接收反馈信号。

需要说明的是，主控模块11优先选用STM32F030K6T6型号的单片机，因为STM32F030K6T6已内置12位模数转换(ADC)，因此选用STM32F030K6T6型号的单片机以实现主控模块11的功能和模数转换功能，而不需要另外购置模数转换芯片实现模数转换。

在本发明的实施例中，模数转换模块12主要用于将副机20反馈信号进行模数转换，便于主控模块11接收反馈信号。

在本发明的实施例中，每条环回线路21均包括半导体元件D和电阻，半导体元件D与电阻并联连接且并联连接后与连接端口连接。

需要说明的是，每条环回线路21中电阻的阻值均不相同。半导体元件D可以选为SD103AW型号的肖特基二极管，也可以为具有单相导通功能的其他电子元件。

本发明提供的一种集成的线序测试装置通过在副机上采用半导体元件的单向导通特性，优化了副机的电路结构，降低了电阻的选取难度、对电阻精度和模数转换模块精度的要求，极大地降低了设计难度，减小了该集成的线序测试装置的制作成本，通过该集成的线序测试装置测试线路主要在只有两根线路正常接通的情况下能辨别出线序，简化的测试；解决了现有的线序测试方法实现起来比较复杂或者成本较高的技术问题。

图2为本发明实施例所述的集成的线序测试装置又一的框架图。

如图2所示，在本发明的一个实施例中，该集成的线序测试装置还包括用于显示测试结果的显示模块15，显示模块15与主控模块11连接。

需要说明的是，显示模块30的屏幕使用OLED展示线序测试结果。

实施例二：

图3为本发明实施例所述的集成的线序测试方法的步骤流程图，图4为本发明实施例所述的集成的线序测试方法的另一步骤流程图。

如图3和图4所示，本发明实施例还提供一种集成的线序测试方法，包括以下步骤：

S1.将待测线缆连接在上述的集成的线序测试装置上，且待测线缆的第一连接端与主机的接线端口连接，待测线缆的第二连接端与副机的连接端口连接；

S2.将待测线缆与主机中第一端口选择子模块连接的一个接线端口作为检测端口，且对检测端口选通，对第二端口选择子模块中除检测端口外的所有接线端口逐一选通并检测选通后，检测检测端口的电压；

S3.根据电压判断检测端口与对应第二端口选择子模块中选通的接线端口和副机的接线情况。

如图3和图4所示，在本发明实施例中，在步骤S3中，根据电压判断检测端口与对应第二端口选择子模块中选通的接线端口和副机的接线情况包括：

S31.若检测端口的电压为0，则检测端口与对应第二端口选择子模块中选通的接线端口短接；

S32.若第二端口选择子模块逐一选通连接端口过程中，检测检测端口的电压均为基准电压源的电压，则检测端口与副机的连接端口之间的接线为断路；

S33.若检测端口的电压大于0且小于基准电压源的电压，则检测端口与副机的连接端口之间的接线为正常接线或交叉接线。

需要说明的是，实施例二中的集成的线序测试装置已在实施例一中详细阐述了，在此实施例二中不再对集成的线序测试装置的内容进行详细阐述。该集成的线序测试方法采用如图2所示的集成的线序测试装置进行说明，在本发明实施例中，以RJ45接口的网络线缆接线测试对该集成的线序测试装置进行举例说明，设定该集成的线序测试装置中的电子元件参数，如副机20中设置8条环回线路，其对应的连接端口1～8相连的8个半导体元件分别记为D1～D8，8个电阻分别记为R1～R8，且设每个电阻的阻值为：R1＝97.6K，R2＝110K，R3＝124K，R4＝137K，R5＝158K，R6＝187K，R7＝215K，R8＝249K。基准电阻R0＝200K，基准电压源VDD采用TL431电源产生的3.3V的电源。因此，两个八选一模拟开关芯片U1、U2的第0～7通道端口分别相连，并分别与RJ45的接线端口1～8相连，具体地：U1的第0通道端口与U2的第0通道端口短接并连接上RJ45的接线端口1，U1的第1通道端口与U2的第1通道端口短接并连接上RJ45的接线端口2......U1的第8通道端口与U2的第8通道端口短接并连接上RJ45的接线端口8。此处RJ45的接线端口将作为主机10的端口。

需要说明的是，当八选一模拟开关芯片U1选通通道端口Yn作为检测端口，八选一模拟开关芯片U2选通通道端口从Y0依次选通至Ym，八选一模拟开关芯片U2选通期间不能选通Yn，即n≠m，n、m均不大于8的自然数。通过模数转换模块依次测试每个八选一模拟开关芯片U2选通的通道端口Ym的电压，若在八选一模拟开关芯片U2通道端口Ym时，所测检测端口(即通道端口Yn)的电压为0，则可得出主机的通道端口Yn和通道端口Ym短接；若八选一模拟开关芯片U2从通道端口Y0选通至通道端口Y7期间，所测检测端口(即通道端口Yn)的电压都为基准电压源VDD的3.3V，说明主机的通道端口Yn与副机的连接端口之间为断路；若八选一模拟开关芯片U2从通道端口Y0选通至通道端口Y7期间，所测检测端口(即通道端口Yn)的电压没出现过0V的情况，则记录下最后测得的不等于基准电压源VDD的电压Vnm。根据欧姆定律及其串联分压公式可得Vnm：

其中Vthk为第k个半导体元件的导通压降，Rj为与主机第n个接线端口相连的副机的第j个电阻。根据测试得到的电压Vnm后，由上述公式可以逆推得到Rj，此时可得出主机的第n接线端口与副机的第j连接端口相连，同理对主机所有的接线端口都测试，并将测试结果通过屏幕显示出测试结果。

如图4所示，在本发明的实施例中，将待测线缆与主机连接的一个接线端口作为检测端口A说明步骤S3，当电平检测通道选通某个通道端口(即是检测端口A)时，U2的接地通道遍历剩下的(m-1)个通道端口。若测得电平检测通道选通的通道端口的电压为0，则说明电平检测通道选通的通道端口与接地通道的通道端口之间存在短路；若N-1次测得电平检测通道选通的通道端口的电压全为VDD，则可说明电平检测通道选通的通道端口与副机的连接端口之间存在断路；若测得电平检测通道选通的通道端口电压时没出现过低电平，则可用最后测得的不等于VDD的电压，说明电平检测通道选通的通道端口与副机的连接端口之间存在正常接线或交叉接线。

图5a为本发明实施例所述的集成的线序测试方法对应装置交叉接线的框架图，图5b为本发明实施例所述的集成的线序测试方法对应装置短路接线的框架图，图5c为本发明实施例所述的集成的线序测试方法对应装置断路接线的框架图。

需要说明的是，如图5a所示，待测线缆分别与主机和副机连接，此时主机与副机只有线序交叉，并无线缆断路、短路。若此时要测试主机接线端口2的连线情况，则电平检测通道选通主机的接线端口2，此时R0与主机的接线端口2相连，先让接地通道的选通主机的通道端口1，此时电流流过电阻R0、电阻R1、半导体元件D2后流到地。根据欧姆定律及其分压公式得此时电平检测通道输出的电压为：

其中Vth2为D2的正向导通压降。由于八选一模拟开关芯片U2选通通道端口与八选一模拟开关芯片U1选通的通道端口一定不一样，因此八选一模拟开关芯片U2下一个选通的通道端口应该是通道端口3。此时电流流过电阻R0、电阻R1、半导体元件D3，然后流到地。根据欧姆定律及其分压公式得此时电平检测通道输出的电压，以此类推，由于各肖特基二极管的导通压降基本相同，因此可以认为V₂₁＝V₂₃＝V₂₄....＝V₂₈。然后根据V₂₈可以确定主机的接线端口2与副机的连接端口1相连。若主机与副机之间的接线情况为断路情况，如图5b所示，电平检测通道与图5a相同，接地通道遍历主机的通道端口1和通道端口3～8，此时所测电平检测通道选通的通道端口的电压都为VDD，可判断出主机的接线端口2断路。若主机与副机之间的接线情况为短路情况，如图5c所示。电平检测通道与图5a相同，接地通道遍历主机的通道端口1和通道端口3～8，此时得到的结果是：当接地通道选通的通道端口1时，所测得电平检测通道选通的通道端口的电压为0；而选通其他6个通道端口时，测得的电压都不为0。此时可以判断出主机的接线端口1与接线端口2短路。

本发明提供的一种集成的线序测试方法的检测速度高，逻辑简单，易实现，能够适用于多种线序测试场合，应用广，实用性强。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，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。

Claims (10)

1.一种集成的线序测试装置，其特征在于，包括主机和副机，所述主机用于通过每一个接线端口向所述副机发送测试信号，并实时检测所述副机与所述测试信号对应的反馈信号；所述主机包括主控模块、模数转换模块、端口选择模块和接线端口模块，所述端口选择模块包括第一端口选择子模块和第二端口选择子模块，所述第一端口选择子模块分别与所述模数转换模块、所述主控模块和所述接线端口模块连接，所述第二端口选择子模块分别与所述主控模块和所述接线端口模块连接；所述副机包括至少2条并联连接的环回线路，每条所述环回线路上均设置有连接端口，所述接线端口模块上设置有与所述环回线路条数相等的接线端口，所述连接端口与所述接线端口连接；每条所述环回线路均包括半导体元件和电阻，所述半导体元件与所述电阻并联连接且并联连接后与所述连接端口连接。

2.根据权利要求1所述的集成的线序测试装置，其特征在于，所述第一端口选择子模块通过电平检测通道与所述接线端口模块连接，所述第二端口选择子模块通过接地通道与所述接线端口模块连接。

3.根据权利要求1所述的集成的线序测试装置，其特征在于，所述第一端口选择子模块与所述模数转换模块连接之间还连接有基准电阻和基准电压源。

4.根据权利要求1所述的集成的线序测试装置，其特征在于，所述第一端口选择子模块和所述第二端口选择子模块上均设置有开关元件，所述开关元件为八选一模拟开关、三极管、MOS管或继电器。

5.根据权利要求4所述的集成的线序测试装置，其特征在于，所述主机的电阻和所述副机的电阻均大于所述端口选择模块中开关元件的导通电阻。

6.根据权利要求1所述的集成的线序测试装置，其特征在于，所述模数转换模块与所述主控模块连接，所述模数转换模块为ADC模块或压频转换模块。

7.根据权利要求1所述的集成的线序测试装置，其特征在于，所述半导体元件为二极管。

8.根据权利要求1所述的集成的线序测试装置，其特征在于，还包括用于显示测试结果的显示模块，所述显示模块与所述主控模块连接。

9.一种集成的线序测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

将待测线缆连接在如权利要求1-8任意一项所述的集成的线序测试装置上，且所述待测线缆的第一连接端与主机的接线端口连接，所述待测线缆的第二连接端与副机的连接端口连接；

将所述待测线缆与所述主机中第一端口选择子模块连接的一个接线端口作为检测端口，且对所述检测端口选通，对第二端口选择子模块中除检测端口外的所有接线端口逐一选通后，检测所述检测端口的电压；

根据所述电压判断所述检测端口与对应所述第二端口选择子模块中选通的接线端口和所述副机的接线情况。

10.根据权利要求9所述的集成的线序测试方法，其特征在于，根据所述电压判断所述检测端口与对应所述第二端口选择子模块中选通的接线端口和所述副机的接线情况包括：

若所述检测端口的电压为0，则所述检测端口与对应所述第二端口选择子模块中选通的接线端口短接；

若所述第二端口选择子模块逐一选通所述连接端口过程中，检测所述检测端口的电压均为基准电压源的电压，则所述检测端口与所述副机的连接端口之间的接线为断路；

若所述检测端口的电压大于0且小于基准电压源的电压，则所述检测端口与所述副机的连接端口之间的接线为正常接线或交叉接线。

Images