CN206686180U - 串口通讯距离测试装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种串口通讯距离测试装置，包括拨码开关、串口通讯复用切换组件以及通讯距离模拟电路，串口通讯复用切换组件包括通讯复用切换电路及接口端子，通讯距离模拟电路包括串联连接的电阻和电容，以及接口端子，拨码开关连接串联连接的电阻和电容，拨码开关还通过串口通讯复用切换组件的接口端子连接通讯复用切换电路，串口通讯复用切换组件的接口端子用于连接上位机，串联连接的电阻和电容用于通过通讯距离模拟电路的接口端子连接待测设备，可测试得到待测设备在不同通讯方式下、不同线路长度时的通讯质量以及通讯稳定性，在保证通讯稳定性和可靠性的前提下，实现不同通讯距离测试的要求，测试效率高。
Description
技术领域
本实用新型涉及通讯领域，特别是涉及一种串口通讯距离测试装置。
背景技术
串行通讯是指使用一条数据线，将数据一位一位地依次传输，每一位数据占据一个固定的时间长度。其只需要少数几条线就可以在系统间交换信息，特别适用于计算机与计算机、计算机与外设之间的远距离通讯。随着串行通讯技术的广泛应用，如何更好更快的评估长距离通讯质量以及通讯稳定性已成为人们关注的热点和焦点。
传统的通讯距离的测试，通常是通过连接实际长度的电缆来进行模拟测试，且不易实现不同距离的随意切换，接线复杂，费时耗力，测试效率低。
实用新型内容
基于此，有必要针对传统的通讯距离的测试效率低的问题，提供一种测试效率高的串口通讯距离测试装置。
一种串口通讯距离测试装置，包括拨码开关、串口通讯复用切换组件以及通讯距离模拟电路，所述串口通讯复用切换组件包括通讯复用切换电路及接口端子，所述通讯距离模拟电路包括串联连接的电阻和电容，以及接口端子，所述拨码开关连接所述串联连接的电阻和电容，所述拨码开关还通过所述串口通讯复用切换组件的接口端子连接所述通讯复用切换电路，所述串口通讯复用切换组件的接口端子用于连接上位机，所述串联连接的电阻和电容用于通过所述通讯距离模拟电路的接口端子连接待测设备。
上述串口通讯距离测试装置，拨码开关用于实现不同通讯距离的灵活切换，串口通讯复用切换组件用于实现不同通讯方式的切换，通讯距离模拟电路用于实现不同长度的线路模拟，上位机通过串口通讯距离测试装置发送信号至待测设备，待测设备将不同通讯方式下、不同线路长度时得到的信号通过串口通讯距离测试装置反馈至上位机中进行处理并输出结果，轻松测试得到待测设备在不同通讯方式下、不同线路长度时的通讯质量以及通讯稳定性，在保证通讯稳定性和可靠性的前提下，实现不同通讯距离测试的要求，测试效率高。
附图说明
图1为一实施例中串口通讯距离测试装置结构图；
图2为一实施例中串口通讯距离测试装置结构图；
图3为另一实施例中串口通讯距离测试装置结构图；
图4为一实施例中串口通讯复用切换组件的结构图；
图5为一实施例中串口通讯距离测试装置部分结构示意图；
图6为一实施例中串口通讯距离测试装置进行长距离通讯测试时的示意图。
具体实施方式
在一个实施例中，如图1、图2所示，一种串口通讯距离测试装置，包括拨码开关110、串口通讯复用切换组件120以及通讯距离模拟电路130，串口通讯复用切换组件120包括通讯复用切换电路121及接口端子122，通讯距离模拟电路130包括串联连接的电阻和电容131，以及接口端子132，拨码开关110连接串联连接的电阻和电容131，拨码开关110还通过串口通讯复用切换组件120的接口端子122连接通讯复用切换电路121，串口通讯复用切换组件120的接口端子122用于连接上位机，串联连接的电阻和电容131用于通过通讯距离模拟电路130的接口端子132连接待测设备。
具体地，拨码开关110的具体类型并不唯一，拨码开关110不同的拨码档位对应着不同的通讯距离，通过拨码开关110的切换从而灵活实现不同的通讯距离，提高了便利性，串口通讯复用切换组件120则通过通讯复用切换电路121和接口端子122实现不同通讯方式的切换，通讯距离模拟电路130通过串联连接的电阻和电容131实现不同长度的线路模拟，串口通讯复用切换组件120的接口端子122可以使通讯复用切换电路121与拨码开关110连接进行通讯，且连接上位机200用于接收上位机200发送的原始信号，以及发送反馈信号至上位机200进行处理，通讯复用切换电路121用于对通讯方式进行简单切换，避免了传统的通讯方式切换时接线复杂的困难，提高了便利性。上位机200的具体类型并不唯一，可以为PC机，上位机200通过串口通讯距离测试装置发送信号至待测设备300，信号的具体方式并不限定，在本实施例中，发送的信号为报文，待测设备300将不同通讯方式下、不同线路长度时得到的信号通过串口通讯距离测试装置反馈至上位机200中进行长时间运行后进而判断待测装置的通讯性能，可以通过反馈的信号是不是正确、稳不稳定以及有没有出现乱码等，来判断通讯的稳定性，轻松测试得到待测设备300在不同通讯方式下、不同线路长度时的通讯质量以及通讯稳定性。
上述串口通讯距离测试装置，在保证通讯稳定性和可靠性的前提下，实现不同通讯距离测试的要求，测试效率高。
在一个实施例中，如图3所示，串口通讯距离测试装置还包括显示面板140，显示面板140连接拨码开关110，还连接串口通讯复用切换组件120。
具体地，显示面板140的具体类型并不唯一，可以为液晶显示器，显示面板140用于显示当前通讯距离的相关信息，方便工作人员查看了解当前的通讯距离情况，提高了便利性。
在一个实施例中，串口通讯复用切换组件120还包括电平转换电路123，电平转换电路123连接通讯复用切换电路121。
具体地，电平转换电路123包括多个电平转换芯片，电平转换芯片的具体类型并不唯一，根据不同的通讯方式进行设置，例如MAX232EESE、HVD3086EDGS和HVD3086EDGS等。
在一个实施例中，串口通讯复用切换组件120还包括电源124，电源124连接电平转换电路123和拨码开关110。
具体地，电源124连接电平转换电路123，并通过显示面板140连接拨码开关110。电源124用于提供工作电源，确保供电器件的可靠性与稳定性，保证电压的稳定性。
在一个实施例中，串口通讯复用切换组件120还包括隔离电路125，电平转换电路123通过隔离电路125连接通讯复用切换电路121。
具体地，隔离电路125用于隔离信号远距离传输过程中的浪涌、过压以及EMC(Electro Magnetic Compatibility)干扰，使得信号在传输的过程中不失真，提高结果的准确性。
在一个较为详细的实施例中，如图4所示，串口通讯复用切换组件120包括电源124、电平转换电路123、接口端子122、隔离电路125和通讯复用切换电路121，电源124连接电平转换电路123和显示面板140，电平转换电路123通过隔离电路125连接通讯复用切换电路121，通讯复用切换电路121通过接口端子122连接拨码开关110，接口端子122用于连接上位机。
在一个实施例中，通讯复用切换电路121包括门器件和串口接口驱动器，门器件连接串口接口驱动器，门器件连接电平转换电路123，串口接口驱动器连接串口通讯复用切换组件120的接口端子122。
具体地，通过合理逻辑组合电路在硬件上保证了复用功能的可靠性，利用搭建的逻辑锁功能避免了通信收发的冲突影响。
在一个实施例中，通讯复用切换电路121还包括隔离器件，串口接口驱动器通过隔离器件连接串口通讯复用切换组件120的接口端子122。
具体地，在本实施例中，隔离器件包括瞬态二极管、陶瓷气体放电管和瞬态抑制二极管，串口接口驱动器通过瞬态二极管、陶瓷气体放电管和瞬态抑制二极管连接串口通讯复用切换组件120的接口端子122。隔离器件用于隔离信号远距离传输过程中的浪涌、过压以及EMC(Electro Magnetic Compatibility)干扰，使得信号在传输的过程中不失真，提高结果的准确性。
在一个实施例中，门器件包括与门器件1211和与非门器件1212，门器件和与非门器件1212均连接串口接口驱动器和电平转换电路123。
具体地，隔离电路125包括光电隔离电路1254和电源隔离转换电路1252，与门器件1211通过电源隔离转换电路1252连接电平转换电路123，与非门器件1212通过光电隔离电路1254连接电平转换电路123。在本实施例中，电源隔离转换电路1252包括F0505T芯片和HT7550C芯片，F0505T芯片和HT7550C芯片串联，光电隔离电路1252采用HCPL0631芯片。与非门器件1212型号为SN74AHCOO，与门器件1211型号为SN74AHC08a。
在一个实施例中，串口接口驱动器包括RS232接口驱动器1213和RS422/485接口驱动器，RS232接口驱动器1213和RS422/485接口驱动器1214均连接门器件和串口通讯复用切换组件120的接口端子122。
具体地，隔离器件包括第一隔离器件1215和第二隔离器件1216，RS232接口驱动器1213连接与门器件1211，并通过第一隔离器件1215连接串口通讯复用切换组件120的接口端子122，RS232接口驱动器1213和RS422/485接口驱动器1214连接与非门器件1212和与门器件1211，并通过第二隔离器件1216连接串口通讯复用切换组件120的接口端子122。
具体地，RS422/485接口驱动器1214为SN65HVD3086芯片，RS232接口驱动器1213为MAX232芯片。
在一个实施例中，隔离器件包括瞬态二极管、陶瓷气体放电管和瞬态抑制二极管，串口接口驱动器通过瞬态二极管、陶瓷气体放电管和瞬态抑制二极管连接串口通讯复用切换组件120的接口端子122。
在一个实施例中，串口通讯复用切换组件120还包括连排跳线。
具体地，跳线实际就是连接电路板两需求点的金属连接线，因产品设计不同，其跳线使用材料，粗细都不一样。在本实施例中，串口接口驱动器通过5连排跳线进行简单切换，解决了单个跳线多次切换的问题，降低了跳线连接的不可靠性与出错概率，结合接口电气性能存在的差异性，进行相应的防护处理措施，确保通信的可靠性和稳定性。
具体地，与门器件1211中的第一与门输出端、第三与门输入端与RS232接口驱动器1213连接，与门器件1211中的第二与门输出端、第三与门输入端与RS422/485接口驱动器1214连接，RS422/485接口驱动器1214的第一输出端和第二输出端各通过两个连排跳线接入串口通讯复用切换组件120的接口端子122，RS422/485接口驱动器1214的第三输出端和第四输出端分别依次通过瞬态二极管和陶瓷气体放电管接入串口通讯复用切换组件120的接口端子122；RS422/485接口驱动器1214第一输出端和第二输输出端两个连排跳线之间依次接有一个瞬态抑制二极管、一个陶瓷气体放电管，第一输出端的第一瞬态抑制二极管通过第二瞬态抑制二极管与第二输出端的第三瞬态抑制二极管连接，第一输出端的第一陶瓷气体放电管通过第二陶瓷气体放电管与第二输出端的第三陶瓷气体放电管连接；第三输出端的第四瞬态抑制二极管通过第五瞬态抑制二极管与第四输出端的第六瞬态抑制二极管连接，第三输出端的第四陶瓷气体放电管通过第五陶瓷气体放电管与第四输出端的第六陶瓷气体放电管连接；RS422/485接口驱动器1214第一输出端与第四输出端、第二输出端与第三输出端之间均通过连排跳线连接；RS232接口驱动器1213的两个输出端均通过一个瞬态抑制二极管和连排跳线接入串口通讯复用切换组件120的接口端子122，RS232接口驱动器1213的第一输出端上的第七瞬态抑制二极管与RS232接口驱动器1213的第二输出端上的第八瞬态抑制二极管之间接有第九瞬态抑制二极管；与非门器件1212的输入端接有连排跳线，与非门器件1212的输出端与RS422/485接口驱动器1214输入端连接。
进一步地，第一至第六瞬态二极管型号为SMBJ18CA，第七、第八、第九瞬态抑制二极管型号为SMBJ6CA，陶瓷气体放电管型号为3SPC090F。
具体地，串口通讯复用切换组件120中的电源124用于给器件供电，电平转换电路123根据与门器件1211和与非门器件1212所需的电压进行电平转换，使得RS422/485接口驱动器1214和RS232接口驱动器1213处于工作状态，隔离电路125和隔离器件用于隔离信号远距离传输过程中的浪涌、过压以及EMC干扰，串口接口驱动器通过连排跳线连接串口通讯复用切换组件120的接口端子122，通过对连排跳线进行简单切换，从而实现RS232/422/485的通讯方式的切换。
在一个实施例中，如图5所示，通讯距离模拟电路130通过另一个接口端子132连接待测设备300，通讯距离模拟电路130包括电阻和电容。利用公式计算不同长度和类型的通讯电缆的电阻和电抗，具体为：
其中，R为电缆的交流电阻，S为电缆标称截面积，ρ为电缆的电阻率。
导线温度发生变化时，其电阻值会发生变化，温度与电阻的关系具体为：
Rt＝R20{1+α20(t-20)}
其中，Rt为温度t℃是的电阻，R20为20℃时的电阻，α20为电阻的温度系数。
在实际应用中，电缆芯线大都是绞线，实际长度要比导线长度长2％～3％，此外，实际运行的导线或者电缆芯线温度不会是20℃，计算时应根据实际情况取一平均值。修正后，平均温度20℃下常用电缆的电阻率如下：
铜芯ρ20＝18.5Ω·mm2/Km，铝芯ρ20＝31.2Ω·mm2/Km。
电缆的电抗χ具体为：
其中，f为交流电频率，工频f＝50Hz，D1为导线间的几何均距，通讯测试时，其值为0，d为导线外径(mm)，μ为电缆的相对磁导率，对有色金属μ＝1。
根据导线的实际长度和类型计算出导线的电阻和电抗，并通过电阻和电容进行串联，使电阻和电容的阻抗值与实际长度的导线的阻抗值相等，进行不同长度的线路模拟，可以实现不同距离的随意变换，有效提高了便利性。
在一个实施例中，如图6所示，为了更好地实现长距离通讯测试，且进一步降低通讯时出现乱码而丢失数据的机率，当串口通讯复用切换组件120的电平转换电路123支持RS422串口协议时，电平转换电路123采用常规的RS422接口电路实现，如422芯片HVD3086EDGS，电平转换电路123的第一差分输出端TXP、第二差分输出端TXN、第一差分输入端RXP及第二差分输入端RXN分别对应连接串口通讯复用切换组件120的接口端子122的第一信号脚PIN1、第二信号脚PIN2、第三信号脚PIN3及第四信号脚PIN4，接口端子122与待测设备300的接口端子132之间连接有模拟长度的线缆，接口端子122的第一信号PIN1、第二信号脚PIN2、第三信号脚PIN3及第四信号脚PIN4分别通过模拟测试线缆连接待测设备的接口端子132的第一信号脚PIN1、第二信号脚PIN2、第三信号脚PIN3及第四信号脚PIN4，且接口端子122的第一信号脚PIN1与待测设备300的第一信号脚PIN1串联有电阻和电容，接口端子122的第二信号脚PIN2与待测设备300的第二信号脚PIN2串联有电阻和电容，接口端子122的第三信号脚PIN3与待测设备300的第三信号脚PIN3串联有电阻和电容，接口端子122的第四信号脚PIN4与待测设备300的第四信号脚PIN4串联有电阻和电容，进而能够实现长距离的通讯测试目的。
上述串口通讯距离测试装置，拨码开关110实现不同通讯距离的灵活切换，通讯复用切换电路121通过连排跳线进行简单切换，轻松实现RS232/422/485的通讯，降低了单个跳线连接的不可靠性与出错概率，通讯距离模拟电路130通过对不同长度的线路进行电阻和电容计算，利用电阻和电容串联实现不同长度的线路模拟，降低了连接不同长度线缆的复杂和效率低，在保证通讯稳定性和可靠性的前提下，实现不同通讯距离测试的要求，测试效率高。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种串口通讯距离测试装置，其特征在于，包括拨码开关、串口通讯复用切换组件以及通讯距离模拟电路，所述串口通讯复用切换组件包括通讯复用切换电路及接口端子，所述通讯距离模拟电路包括串联连接的电阻和电容，以及接口端子，所述拨码开关连接所述串联连接的电阻和电容，所述拨码开关还通过所述串口通讯复用切换组件的接口端子连接所述通讯复用切换电路，所述串口通讯复用切换组件的接口端子用于连接上位机，所述串联连接的电阻和电容用于通过所述通讯距离模拟电路的接口端子连接待测设备。
2.根据权利要求1所述的串口通讯距离测试装置，其特征在于，还包括显示面板，所述显示面板连接所述拨码开关和所述串口通讯复用切换组件。
3.根据权利要求1所述的串口通讯距离测试装置，其特征在于，所述串口通讯复用切换组件还包括电平转换电路，所述电平转换电路连接所述通讯复用切换电路。
4.根据权利要求3所述的串口通讯距离测试装置，其特征在于，所述串口通讯复用切换组件还包括电源，所述电源连接所述电平转换电路和所述拨码开关。
5.根据权利要求4所述的串口通讯距离测试装置，其特征在于，所述串口通讯复用切换组件还包括隔离电路，所述电平转换电路通过所述隔离电路连接所述通讯复用切换电路。
6.根据权利要求1所述的串口通讯距离测试装置，其特征在于，所述通讯复用切换电路包括门器件和串口接口驱动器，所述门器件连接所述串口接口驱动器，所述串口接口驱动器连接所述串口通讯复用切换组件的接口端子。
7.根据权利要求6所述的串口通讯距离测试装置，其特征在于，所述通讯复用切换电路还包括隔离器件，所述串口接口驱动器通过所述隔离器件连接所述串口通讯复用切换组件的接口端子。
8.根据权利要求7所述的串口通讯距离测试装置，其特征在于，所述隔离器件包括瞬态二极管、陶瓷气体放电管和瞬态抑制二极管，所述串口接口驱动器通过所述瞬态二极管、所述陶瓷气体放电管和所述瞬态抑制二极管连接所述接口端子。
9.根据权利要求6所述的串口通讯距离测试装置，其特征在于，所述门器件包括与门器件和与非门器件，所述门器件和所述与非门器件均连接所述串口接口驱动器。
10.根据权利要求6所述的串口通讯距离测试装置，其特征在于，所述串口接口驱动器包括RS232接口驱动器和RS422/485接口驱动器，所述RS232接口驱动器和所述RS422/485接口驱动器均连接所述门器件和所述串口通讯复用切换组件的接口端子。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN110233939A (zh) * | 2019-06-27 | 2019-09-13 | 深圳市共进电子股份有限公司 | Xdsl测试线距离切换器 |
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2017
- 2017-05-08 CN CN201720504804.4U patent/CN206686180U/zh active Active
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