TWI245503B - Techniques to test signal propagation media - Google Patents

Description

1245503 玖、發明說明： 【發明所屬之技術，域】 發明領域 於此被揭示之主題内容-般係關於用以測試信號傳播 5 媒體之技術。 發明背景 #旎傳播媒體可被使用以在通訊系統中傳輸信號。信 號傳播媒體範例包含一組捲繞銅組對電纜線、光纖纜線、 10以及同軸電纜。一種測試信號傳播媒體之方式是施加一脈 衝測试#號且分析自測试信號產生之反射信號。 t 明内容3 發明概要 有許多習知的技術用以量測信號傳播媒體特性。一種 15習知技術是超音波影像’因而被施加至被反射信號之增益 隨時地被增加。這技術之一缺點是，一般被使用以過濾被 反射信號之線性非時變濾波器不能適當地過濾具有隨時增 加之被施加增益之被反射信號。另一個技術包含施加一固 定高增益至被反射信號。但是，此高增益技術可能使被反 20 射信號之部份飽和。另一技術包含施加一固定中間位準增 益至被反射信號。但是這施加一組固定中間位準增益技術 之技術可能遭受量化誤差因而具有小振幅之被反射信號部 份在從類比被轉換至數位格式之後不可能明確地被決定。 圖式簡單說明 1245503 本發明主題内容在本說明書之最後部分特別被指 出並且清楚地被提出之專利申請範圍。但是，本發明， 關於操作之機構和方法與其目的、特點以及優點，可利 用配合附圖閱讀且參考下面的詳細說明而最佳地被了解 5 ，其中： 第1圖展示可被使用於本發明實施例中之系統· 第2圖展示一組取樣反射信號；以及 第3圖展示依據本發明實施例之一組可能流程圖。 注意到，不同圖形中使用之相同參考數目指示相同 10 或者類似之元件。 I：實施方式3 較佳實施例之詳細說明 第1圖展示可被使用於本發明實施例中之系統2⑻。 系統200可以包含：測試信號產生器2〇5、待測媒體 15 _T)210、以及接收器212。例如，測試信號產生器2〇5 可以輸出測試信號至MUT 210。測試信號可以是一脈衝 信號。MUT 210可以被製作為一組捲繞組對銅電繞線、 同軸電缓、功率發射線路、光纖電纟覽線、或者任何信號 傳播媒體。MUT 210可以反射一組利用測試信號產生器 2〇 205被發射之測試信號至接收器212。例如，mut 2忉可 以斷開的或者被短路的迫路方式被組態。測試信號產生 器205和接收器212可以被製作為硬接線邏輯、利用記憶 體裝置儲存且彻微處理機被執行之軟體、勃體、特定 應用積體電路(鳩C)、及/或場可程式帽(職)^ 1245503 接收器212可以依據經由MUT 210利用測試信號產 生器205被發射之測試信號而提供MUT 210之特性。接收 器212之一實施例可以包含可程式增益衰減裝置215、類 比至數位轉換器（ADC)220、以及儲存和處理器裝置225 5 。可程式增益衰減裝置215可以從MUT210接收一組被反 射信號。可程式增益衰減裝置215可以施加一組可程式增 益至被接收之反射信號，其增益位準可以取決於被接收 之反射彳§號飽和限度。可程式增益衰減裝置215可以提供 放大之被接收的反射信號至ADC 220。ADC 220可以用類 10比轉換至數位格式之方式而自可程式增益衰減裝置215 轉換被放大之接收反射信號之格式。 儲存和處理器裝置225可以依據被放大之反射信號 的飽和度而調整利用可程式增益衰減裝置215被施加之 增益。例如，如果部份被放大反射信號飽和，則儲存和 15處理器裝置225可以命令可程式增益衰減裝置215降低被 施加之增益。儲存和處理器裝置225可以儲存數位格式之 被放大接收反射信號。例如於一實施例中，測試信號產 生器205可以發射多數個測試信號至MUT 210並且儲存 和處理器裝置225可以針對相同地被施加之增益位準而 20 平均被接收之反射信號。 儲存和處理為裝置225可以組裝且儲存一組馬賽克 式被放大之反射信號，其在時間領域中是連續的，其中 馬賽克式被放大之反射信號的不同時間部份可以具有利 用可程式增益衰減裝置215被施加的最大增益位準，而不 1245503 會使被接收之反射信號飽和。因此，測試信號產生器205 可以產生測試信號，直至儲存和處理器裝置225儲存一組 馬賽克式被放大之反射信號為止，其中被放大之反射信 號的不同時間部份具有利用可程式增益衰減裝置215被 5 施加之最大增益位準，而不會使被接收之反射信號飽和 〇 例如，參看至第2圖，從〇至大約〇·2χ1〇·5秒之取樣信 號部份可以具有第一被施加之增益；從大約〇·2χι〇·5至大 約1x10秒之部伤可以具有第二被施加之增益；並且從大 10約lxl〇-5至大約5xl〇·5秒之部份可以具有第三被施加之增 盈，其中第一、第一以及第三增益特性可以不同，但是 其最大增益位準可利用可程式增益衰減裝置215被施加 ，而不會飽和被接收之反射信號。例如，第三增益位準 可以是較高於第二增益位準。 15 湘儲存和處理輯置225被儲存之數位馬賽克式 信號可以姻技術人貢或者電腦被分析。例如，時域反 射儀(TDR)可以被施加至馬赛克式信號以決定則丁加 之實際長度。如果MUT是一對捲繞鋼接線，接線厚度可 被決定。 20接收器212可以針對短路和打開迴路兩組態之 210而量測從MUT21G之被反射信號特性。-短路迴路組 態可以反相且反射利用測試信號產生器2〇5被發射的測 試信號U迴路組態可以反料不反相湘測試信 號產生11205被發射的職信號。來自_及短路迴路之 1245503 被反射信號可被相減以移除]^^^ 210中相關於一組非目 才示橋式为接之不需要的反射。例如，一非目標橋式分接 可以是一種連結，其中性質不被量測之另一組數據機， 可被連接到MUT 210。相關於一組非目標橋式分接之不 5需要的反射可以是從非目標橋式分接產生之反射。 依據本發明實施例，第3圖展示一處理程序之可能流 程圖，其決定信號傳播媒體（例如，待測試媒體）之特性， 例如，一組捲繞組對銅電纜線、同軸電纜、功率發射線 路、光纖纜線、或者其他的信號傳播媒體。 10 於動作310中，處理程序可以傳輸一組或者多組測試 信號經由待測試媒體。於動作32〇中，反應於一組被發射 之測試信號，處理程序可以啟始化至一組最高可供用的 增盈位準，其是被施加至被待測試媒體反射之信號的增 盈位準。於動作330中，處理程序可以施加於動作32〇中 15設定之增益位準至被接收之被反射信號。於動作340中， 處理程序可以決定在相關時間片段時於動作33〇中被決 疋之增盈被提尚信號是否飽和。如果在相關時間片段時 增证被提南信號飽和，則動作35〇可以接在動作34〇之後 。如果在相關時間片段時增益被提高信號不飽和，則動 20作357可以接在動作340之後。 於動作350中，處理程序可以降低被施加至被接收之 信號的增益位準。於動作355中，處理程序可以發射一組 測試信號至待測試媒體。動作330、340、350以及355可 以重複’直至在相關時間片段時增益被提高之被接收反 1245503 射信號不飽和為止。 於動作357中，處理程序可以決定所有時間片段的增 益被提高反射信號是否已經被表示。如果是，則動作36〇 可以接在其之後。如果不是，則一相關時間片段可以被 5調整至一未被表示之時間片段並且動作310可以接在其 之後。 於動作360中，處理程序可以依據增益被提高之反射 4吕號以從所有被表示之時間片段而建構一組馬賽克式波 形。例如，馬賽克式波形可以從增益被提高之被接收反 10射化號之不同時間片段而被建構，其中各時間片段具有 最高被施加接收增益而不會在此時間片段時飽和。例如 ’馬賽克式信號可以相似於第2圖之展示者。 於一實施例中，處理程序可以平均在相同時間片段 和相同被施加之增益之被接收反射信號的振幅。例如， 15 一組測試裝置可以發射相同測試信號之多數個複製至待 測試媒體。待測試媒體可依據多數個測試信號而提供多 數個被反射b號。對於相關時間片段，處理程序可以平 均多數個被反射測試信號之振幅。因此，一組時間片段 之增益被提高波形可以包含多數個增益被提高之反射信 2〇號之平均值。馬賽克式信號可以從多數個時間片段被建 構’其巾各時⑽段代表具有相隨絲增益且依據相 同測試信號之多數個增益被提高之反射信號的平均。 於動作370中，處理程序可以重複待測試媒體之打開 和短路電路的兩組態，以產生打開和短路電路兩組態之 1245503 馬賽克式信號。於動作380中，處理程序可以移除不需要 的橋式分接反射。例如，一非目標橋式分接可以是一組 連結，其中性質不被量測之另一組數據機可被連接。相 關於一組非目標橋式分接之不需要的反射可以是從非目 5 標橋式分接產生之反射。例如，為移除來自非目標橋式 分接之反射，處理程序可以從對於打開迴路組態被決定 之馬賽克式信號減去對於短路迴路組態被決定之馬賽克 式信號。動作380可以提供一組具有被移除橋式分接反射 之馬赛克式信號。 10 因此，一組產生之馬赛克式信號可被使用以分析待 測試媒體特性。例如，TDR可以被施加至馬賽克式信號以 決定待測試媒體長度。如果待測試媒體是一對捲繞銅接 線，則接線厚度可被決定。 圖形和先前說明提供本發明之範例。但是，本發明 15 範疇不受這些特定範例之限制。其可有許多變化，不論 是否於說明書中明示，例如，不同結構、尺度以及材料 使用均有可能。本發明範疇至少是如下面所提供之申請 專利範圍一般地廣泛。 【圖式簡單說明】 20 第1圖展示可被使用於本發明實施例中之系統； 第2圖展示一組取樣反射信號；以及 第3圖展示依據本發明實施例之一組可能流程圖。 1245503 【圖式之主要元件代表符號表】 200……系統 205……測試信號產生器 210……待測媒體 212……接收器 215……可程式增益衰減裝置 220……類比至數位轉換器(ADC)

225……處理器裝置 310……傳輸測試信號經由待測試媒體 320……啟始化接收之增益位準 330……施加增益至被反射信號 340……被反射信號飽和？ 350……降低接收之增益位準 355……傳輸測試信號經由待測試媒體 357……所有時間片段被表示？

360……建構一組馬賽克式波形 370……已針對待測試媒體進行打開和短路電路組態？ 380……移除不需要的反射 12

Claims (1)

1. 1245503 拾、申請專利範圍： 弟931150865虎申請宰申^主直4丨丨々々闲7令 卞甲5月專利章巳圍修正本 94.07.08 1. -種用來測試待測試制之方法，其包含： 以-被紐路組態而組配一組待測試媒體； 傳輸第和第_測試信號至被短路組態之該 測試媒體； 接收依據該第_和第二測試信號之第—和第二 被反射之信號； 一

   施加第-增益位準至該第一被反射信號，其中該 10 第;;被反射信號包含第—和第二時間片段並且其中 =第-增益位準是接近—最高位準㈣會飽和在該 第一時間片段時之任何被施加增益之第—被反射信 號； ° 施加第一增益位準至該第二被反射信號，其中該 15 第二被反射信號包含第一和第二時間片段並且其中 該第二增益位準是接近一最高位準而不會飽和在該

   第二時間片段時之任何被施加增益之第二被反射信 號； 儲存第一馬賽克式信號，其中該第一馬赛克式信 10 號包含被施加增益第一被反射信號的該第一時間片 段以及被施加增益第二被反射信號的第二時間片段； 以一種開迴路組配方式來組配該待測媒體； 傳輸第三和第四測試訊號至開迴路組配方式之 該待測試媒體 13 接收依據該第三和第四測試信號之第三和第四 被反射信號； 施加該第一增益位準至該第三被反射信號，其中 被施加增益之第三被反射信號包含第一和第二時間 片段； 施加該第二增益位準至該第四被反射信號，其中 該被施加增益之第四被反射信號包含第一和第二時 間片段；並且 儲存第二馬賽克式信號，其中該第二馬赛克式信 號包含該被施加增益之第三被反射信號的第一時間 片段以及該被施加增益之第四被反射信號的第二時 間片段。 一種用來測試待測試媒體之裝置，其包含： 一組測試信號產生器，其傳輸第一和第二測試信 號至經短路組態之一待測試媒體，並傳輸第三和第四 測試訊號至經短路組態之該待測試媒體， 一組接收器，其接收依據該被傳輸之第一和第二 測試信號之第一和第二被反射信號、以及依據該第三 和第四測試信號接收第三和第四被反射信號，其中 該接收器施加第一增益位準至該第一被反射信 號，其中該第一被反射信號包含第一和第二時間片段 並且其中該第一增益位準是接近一最高位準而不會 飽和在該第一時間片段時之任何被施加增益之第一 被反射信號，並且 。該接收n施加第二增益位準至該第二被反射信 號’其中该第二被反射信號包含第一和第二時間片段 亚且ί中該第二增益位準是—最高位準而不會飽和 在及弟—時間片段時之任何被施加增益之第二被反 射信號， 、該接收ϋ係用以施加該增益位準至該第三 贼射信號’其中被施加增叙第三被反射信號包含 第一和第二時間片段，

   该接收器係用以施加該第二增益位準至該第四 被反射信號，其中該被施加增益之第四被反射信號包 含第一和第二時間片段，其中該接收器包含：

   〃儲存裝置，用來儲存-馬賽克式信號及一 第二馬赛克式信號，其中該馬賽克式信號包含該 被施加增益之第一信號的第一時間片段以及該 被施加增益之第二錢的第二時間片段，且其中 °玄第一馬赛克式^號包含該被施加增益之第三 被反射信號的第—時間片段以及該被施加增益 之第四被反射信號的第二時間片段，以及 该接收器係部份地依據從該第二馬赛克式 減去該第-馬賽克式信號之結果來移除至少一個非^ 目標橋式分接產生之反射。 3·如申請專利範圍第2項之裝置，其㈣接收器包含： -組可程式增益級，其中該可程式增益級啟始化 心-增盈位準以接近_最高位準結應於在該第 15 7 π1245503 \ 5 一時間片段時飽和之任何被施加增益之第一被反射 信號而可選擇地降低該第一增益位準，並且該可程式 增聽啟始化該第二增益位準以接近一最高位準: 反絲在該第二時^段時飽和之任何被施加增益 之第二被反射信號而可選擇地降低該第二增益位準。 4·如申請專利||圍第2項之裝置，其中該至少_組非目 標橋式分接包含-財央辦公室橋式分接。 10 15 20 5. 如申請專利範圍第2項之裝置，其中該至少_組非目標 橋式分接包含一組數據機橋式分接。 下 6. =請專利範圍第旧之方法，其中施加該第—增益位 皁之步驟更包含響應於在該第一時間片段時飽和之任 何破知加增並之第—信號來初始化該第一增益位準至 接近—最高位準及選擇性地降低該第-增益位準。 7·如申請專利範圍第1項之方法，其中施加該第二增益位 準之步驟更包含響應於在該第二時間片段時飽和之任 何破施加增益之第二信號來初始化該第二增益位準至 接近-最高位準及選擇性地降低該第二增益位準。 .如：請專利範圍第1項之方法，其更包含初始化該第— 和弟二增益位準至最高位準。

   •如申請專利範圍第1項之方法，其中該至少-個非目 橋式分接包含-個中央辦公室橋式分接。 1申請專利範圍第1項之方法，其中該至少-個非目 】备式分接包含—個數據機橋式分接。 ]】’-種用來測試待測試媒體之裝置，其包含： ]6 1245503 用來以一經短路組態和以一開迴路組態傳輸測試 訊號至一待測試媒體的邏輯電路； 用以接收依據该經傳輸之測試訊號的經反射的邏 輯電路，其中該用來接收之邏輯電路係用來·· 根據來自以一經短路組態傳輸至待測試媒體 之測試訊號之反射訊號產生一第一馬賽克訊號， 根據來自以一開迴路組態傳輸至待測試媒體 之測試訊號之反射訊號產生一第二馬賽克訊號，以 及

   部份地依據從該第一和第二馬賽克式信號來 移除至少一個非目標橋式分接產生之反射。 12·如申請專利第_之裝置，其中制來接收之邏輯 電路係用以初始化一時間片段之增益位準至接近一最 向位準及％應於在该時間片段之飽和選擇性地降低該 第一增益位準。

   13·如申請專利範圍第山員之裝置，其中該至少一個非目標 祆式分接包含一個中央辦公室橋式分接。 4·如申請專利範圍第11項之裝置，其中該該至少一個非目 標橋式分接包含一個數據機橋式分接。 15·—種用來測試待測試媒體之方法，其包含： 乂 、纟工短路組恶和以一開迴路組態傳輸測試訊號 至一待測試媒體的邏輯電路； 接收依據該經傳輸之測試訊號的經反射的邏輯電 路’其中接收之步驟包含： 17 1245503 \ 根據來自以一經短路組態傳輪至待測試媒體 之測試訊號之反射訊號產生一第一馬赛克訊號， 根據來自以一開迴路組態傳輸至待測試媒體 之測試訊號之反射訊號產生一第二馬賽克訊號，以 5 及 10 部份地依據從該第一和第二馬賽克式信號來 移除至少一個非目標橋式分接產生之反射。 16·如申請專利範圍第15項之方法，其巾該接收步驟更包含 初始化-時間片段之增益位準至接近_最高位準、及響 應於在該時間片段之飽和選擇性地降低該第一增益^

   15 17·如申請專利範圍第15項之方法，其中該至少 U橋式分接包含一個中央辦公室橋式分接。 如申請專利範圍第15項之方法，其中該至少 偽式分接包含一個數據機橋式分接。 一個非目標 一個非目標

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