TWI635293B - Cable operation detection system - Google Patents

Abstract

一種纜線運作偵測系統，係包含有一纜線及一纜線運作偵測裝置，其中該纜線內部係具有數個傳輸導線及至少一個阻抗測試線，而該纜線一端能夠連接於該纜線運作偵測裝置上，且於該傳輸導線進行傳輸/接收訊號的過程中，該纜線運作偵測裝置能夠產生一阻抗訊號並發射進入該纜線之阻抗測試線內，而該阻抗測試線之傳輸路徑中發生阻抗變化時，一部分阻抗訊號會繼續向該阻抗測試線之傳輸路徑傳輸，而有另一部分阻抗訊號會被反射至該輸入連接端、並由該系統控制器進行測量反射波的電壓幅度以分析出一阻抗變化數據，另外，更能夠依據該反射波之反射點到發射點的時間值，以分析出傳輸路徑中阻抗變化點的位置數據，其中分析取得的阻抗變化數據及位置數據能夠輸出於一分析結果裝置上，或是透過無線模式將分析後的數據傳輸出去。

Description

纜線運作偵測系統

本發明是有關一種纜線運作偵測系統，特別是一種能夠於纜線運作傳輸訊息的狀態下偵測纜線內的阻抗狀態之纜線運作偵測系統。

纜線（例如波導、同軸纜線和雙絞線）是現代無線與數據通訊、衛星通訊和雷達最廣泛使用的零件，同時也是導致這類系統故障的主要原因。因此如何測試纜線非常重要，一般的纜線測試程序會先確認纜線是否故障，或是其特性是否超出所要的規格。如果確認纜線故障時，接著就必須針對故障的實體位置進行定位。一旦定位完成之後，下一步就是要瞭解遇到的是哪種故障，並進行修復。

而一般能夠透過特性阻抗來進行判斷纜線是否故障，習用做法是以時域反射儀（Time Domain Reflectometry,TDR）來進行量測，TDR主要是測量來自纜線的反射信號。反射可以是在從CT到遠端終端或纜線端子的相應距離處由諸如開路或短路之類的阻抗不連續引起的近端反射、中距離反射或遠端反射。

然而，由於避免干擾，故會於纜線出廠前進行測試，而若是纜線用於傳輸訊號時，將會造成內部阻抗產生動態變化，故透過TDR進行量測阻抗變化將無法判斷是因傳輸或是纜線本身線材受到損傷而造成阻抗變化，因此，傳統使用TDR相關的儀器測量纜線是否故障的技術是有缺陷的，若能夠改善，方能夠於傳輸過程中進行判斷纜線之配線是否為造成故障之原因。

因此，若能夠於纜線內部設置至少一個阻抗測試線，因此當纜線內部的傳輸導線用於傳輸訊號時，該阻抗測試線則不用於傳輸訊號，故能夠對該阻抗測試線進行發射一阻抗訊號，並將該阻抗測試線內反射出之阻抗訊號用於進行分析阻抗變化，則能夠於該傳輸導線進行傳輸訊號的同時，亦能夠取得阻抗變化數據，以能夠進行判斷纜線是否有故障發生，因此本發明應為一最佳解決方案。

一種纜線運作偵測系統，係包含一纜線，內部係具有數個傳輸導線及至少一個阻抗測試線，而該纜線一端係設置有一連接頭，且該傳輸導線及阻抗測試線係能夠延伸至該連接頭內；一纜線運作偵測裝置，係與該纜線相連接，而該纜線運作偵測裝置係包含至少一個輸入連接端，其中該纜線之連接頭係連接於該輸入連接端上；至少一個輸出連接端；至少一個偵測結果輸出連接端；一系統控制器，用以控制該纜線運作偵測裝置之運作，而該系統控制器能夠將一由該纜線之阻抗測試線內被反射之阻抗訊號進行測量反射波的電壓幅度以分析出一阻抗變化數據，另外，更能夠依據該反射波之反射點到發射點的時間值，以分析出傳輸路徑中阻抗變化點的位置數據；一第一纜線訊號接收/發射器，係與該輸入連接端及該系統控制器電性連接，用以能夠接收該纜線之傳輸導線所輸入的傳輸訊號、並發射至該系統控制器，或是接收通過該系統控制器之傳輸訊號、並發射至該纜線之傳輸導線；一第二纜線訊號接收/發射器，係與該輸出連接端及該系統控制器電性連接，用以能夠接收該輸出連接端所輸入之傳輸訊號、並發射至該系統控制器，或是接收通過該系統控制器之傳輸訊號、並發射至該輸出連接端；一阻抗訊號產生器，係與該系統控制器電性連接，用以於該系統控制器有接收到傳輸訊號時，該阻抗訊號產生器能夠產生出一阻抗訊號；一阻抗訊號發射器，係與該阻抗訊號產生器及該輸入連接端電性連接，用以將該阻抗訊號產生器所產生之阻抗訊號能夠發射穿過該輸入連接端進入該纜線之阻抗測試線內，而該阻抗測試線之傳輸路徑中發生阻抗變化時，一部分阻抗訊號會被反射至該輸入連接端，另一部分阻抗訊號則會繼續向該阻抗測試線之傳輸路徑傳輸；一阻抗訊號接收器，係與該輸入連接端電性連接，用以能夠接收該纜線之阻抗測試線所輸入的阻抗訊號、並發射至該系統控制器；以及一運算結果輸出器，係與該系統控制器及該偵測結果輸出連接端電性連接，用以透過該偵測結果輸出連接端將該阻抗變化數據及該阻抗變化點的位置數據由該偵測結果輸出連接端傳輸出去。

更具體的說，所述輸出連接端係連接有一第一負載裝置。

更具體的說，所述偵測結果輸出連接端係連接有一分析結果裝置，該分析結果裝置用以接收該阻抗變化數據及該阻抗變化點的位置數據。

更具體的說，所述分析結果裝置更具有一顯示螢幕，而該顯示螢幕上係能夠顯示該阻抗變化數據及該阻抗變化點的位置數據。

更具體的說，所述纜線運作偵測裝置更包含有一與該運算結果輸出器電性連接之無線傳輸器，用以將該阻抗變化數據及該阻抗變化點的位置數據以無線模式傳輸出去。

更具體的說，所述無線模式係為藍芽或是Wi-Fi、紅外線或行動通訊網路。

更具體的說，所述纜線另一端設置有一連接頭，該連接頭係與一第二負載裝置相連接。

有關於本發明其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。

請參閱第1及2圖，為本發明纜線運作偵測系統之連接示意圖及架構示意圖，由圖中可知，該纜線運作偵測系統係包含有一纜線1及一纜線運作偵測裝置2，該纜線1內部係具有數個傳輸導線11及至少一個阻抗測試線12，而該纜線1二端分別設置有一連接頭13,16，且該傳輸導線11及阻抗測試線12係能夠延伸至該連接頭13,16內，其中一連接頭16可連接一第二負載裝置5。

該纜線運作偵測裝置2係與該纜線1相連接，而該纜線運作偵測裝置2係包含至少一個輸入連接端201、至少一個輸出連接端202、至少一個偵測結果輸出連接端203、一系統控制器204、一第一纜線訊號接收/發射器205、一第二纜線訊號接收/發射器206、一阻抗訊號產生器207、一阻抗訊號發射器208、一阻抗訊號接收器209、一運算結果輸出器210及一無線傳輸器211，其中該纜線1之連接頭13係連接於該輸入連接端201上。

該系統控制器204用以控制該纜線運作偵測裝置2之運作，而該系統控制器204能夠將一由該纜線1之阻抗測試線12內被反射之阻抗訊號進行測量反射波的電壓幅度以分析出一阻抗變化數據，另外，更能夠依據該反射波之反射點到發射點的時間值，以分析出傳輸路徑中阻抗變化點的位置數據。

該第一纜線訊號接收/發射器205用以能夠接收該纜線1之傳輸導線11所輸入的傳輸訊號、並發射至該系統控制器204，或是接收通過該系統控制器204之傳輸訊號、並發射至該纜線1之傳輸導線11；而該第二纜線訊號接收/發射器206用以能夠接收該輸出連接端202所輸入之傳輸訊號、並發射至該系統控制器204，或是接收通過該系統控制器204之傳輸訊號、並發射至該輸出連接端202；

因此，該第二負載裝置5經由該纜線1之傳輸導線11輸入傳輸訊號後，能夠通過該輸入連接端201進入該第一纜線訊號接收/發射器205中，並由該第一纜線訊號接收/發射器205能夠將傳輸訊號輸入給該系統控制器204，而該系統控制器204再將傳輸訊號透過該第二纜線訊號接收/發射器206輸出至該輸出連接端202，並再發送給該第一負載裝置3，反之，該第一負載裝置3亦能夠將傳輸訊號反向沿相同傳輸路徑回傳給該纜線運作偵測裝置2，並再由該纜線運作偵測裝置2之輸入連接端201輸出至該纜線1之傳輸導線11傳送至第二負載裝置5，使第一負載裝置3及第二負載裝置5可相互進行資料傳輸。

該阻抗訊號產生器207於該系統控制器204有接收到傳輸訊號時，能夠產生出一阻抗訊號，並再由該阻抗訊號發射器208將該阻抗訊號產生器207所產生之阻抗訊號能夠發射穿過該輸入連接端201進入該纜線1之阻抗測試線12內，而該阻抗測試線12之傳輸路徑中發生阻抗變化時，一部分阻抗訊號會被反射至該輸入連接端201，另一部分阻抗訊號則會繼續向該阻抗測試線12之傳輸路徑傳輸；

而被反射至該輸入連接端201之阻抗訊號則會由該阻抗訊號接收器209接收後再輸出至該系統控制器204，並於該系統控制器204運算完阻抗變化數據及該阻抗變化點的位置數據後，再透過該運算結果輸出器210由該偵測結果輸出連接端203傳輸給該具有顯示螢幕41之分析結果裝置4，且該無線傳輸器211亦能夠直接以無線模式（藍芽或是Wi-Fi）將阻抗變化數據及該阻抗變化點的位置數據傳輸給該分析結果裝置4。

因此，如第3圖所示，當該纜線1因施工或是佈線產生出兩個凹折處14,15時，該分析結果裝置4之顯示螢幕41上則會顯示出阻抗變化數據，由於能夠依據該阻抗變化點的位置數據來進行區分阻抗變化數據是屬於哪一段的位置，因此能夠判斷顯示螢幕41上之波形的兩個突波是代表該阻抗測試線12產生凹折處14,15所造成的阻抗變化，因此亦能夠判斷相同位置的傳輸導線11也會相同產生阻抗變化，故能夠對於凹折處14,15進行處理，以將造成的阻抗變化消除。

本發明所提供之纜線運作偵測系統，與其他習用技術相互比較時，其優點如下： (1) 本發明能夠於纜線內部設置至少一個阻抗測試線，因此當纜線內部的傳輸導線用於傳輸訊號時，該阻抗測試線則不用於傳輸訊號，而是對該阻抗測試線進行發射一阻抗訊號，並將該阻抗測試線內反射出之阻抗訊號用於進行分析阻抗變化。 (2) 本發明由於用於阻抗測量的阻抗測試線僅用於測量，故不會因一般傳輸訊號而造成誤判，因此本發明則能夠於該傳輸導線進行傳輸訊號的同時，亦能夠取得阻抗變化數據，並進一步能夠進行判斷纜線是否有故障發生。

本發明已透過上述之實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟悉此一技術領域具有通常知識者，在瞭解本發明前述的技術特徵及實施例，並在不脫離本發明之精神和範圍內，不可作些許之更動與潤飾，因此本發明之專利保護範圍須視本說明書所附之請求項所界定者為準。

1‧‧‧纜線
11‧‧‧傳輸導線
12‧‧‧阻抗測試線
13‧‧‧連接頭
14‧‧‧凹折處
15‧‧‧凹折處
16‧‧‧連接頭
2‧‧‧纜線運作偵測裝置
201‧‧‧輸入連接端
202‧‧‧輸出連接端
203‧‧‧偵測結果輸出連接端
204‧‧‧系統控制器
205‧‧‧第一纜線訊號接收/發射器
206‧‧‧第二纜線訊號接收/發射器
207‧‧‧阻抗訊號產生器
208‧‧‧阻抗訊號發射器
209‧‧‧阻抗訊號接收器
210‧‧‧運算結果輸出器
211‧‧‧無線傳輸器
3‧‧‧第一負載裝置
4‧‧‧分析結果裝置
41‧‧‧顯示螢幕
5‧‧‧第二負載裝置

[第1圖]係本發明纜線運作偵測系統之連接示意圖。 [第2圖]係本發明纜線運作偵測系統之架構示意圖。 [第3圖]係本發明纜線運作偵測系統之實施示意圖。

Claims (7)

1. 一種纜線運作偵測系統，係包含： 一纜線，內部係具有數個傳輸導線及至少一個阻抗測試線，而該纜線一端係設置有一連接頭，且該傳輸導線及阻抗測試線係能夠延伸至該連接頭內； 一纜線運作偵測裝置，係與該纜線相連接，而該纜線運作偵測裝置係包含： 至少一個輸入連接端，其中該纜線之連接頭係連接於該輸入連接端上； 至少一個輸出連接端； 至少一個偵測結果輸出連接端； 一系統控制器，用以控制該纜線運作偵測裝置之運作，而該系統控制器能夠將一由該纜線之阻抗測試線內被反射之阻抗訊號進行測量反射波的電壓幅度以分析出一阻抗變化數據，另外，更能夠依據該反射波之反射點到發射點的時間值，以分析出傳輸路徑中阻抗變化點的位置數據； 一第一纜線訊號接收/發射器，係與該輸入連接端及該系統控制器電性連接，用以能夠接收該纜線之傳輸導線所輸入的傳輸訊號、並發射至該系統控制器，或是接收通過該系統控制器之傳輸訊號、並發射至該纜線之傳輸導線； 一第二纜線訊號接收/發射器，係與該輸出連接端及該系統控制器電性連接，用以能夠接收該輸出連接端所輸入之傳輸訊號、並發射至該系統控制器，或是接收通過該系統控制器之傳輸訊號、並發射至該輸出連接端； 一阻抗訊號產生器，係與該系統控制器電性連接，用以於該系統控制器有接收到傳輸訊號時，該阻抗訊號產生器能夠產生出一阻抗訊號； 一阻抗訊號發射器，係與該阻抗訊號產生器及該輸入連接端電性連接，用以將該阻抗訊號產生器所產生之阻抗訊號能夠發射穿過該輸入連接端進入該纜線之阻抗測試線內，而該阻抗測試線之傳輸路徑中發生阻抗變化時，一部分阻抗訊號會被反射至該輸入連接端，另一部分阻抗訊號則會繼續向該阻抗測試線之傳輸路徑傳輸； 一阻抗訊號接收器，係與該輸入連接端電性連接，用以能夠接收該纜線之阻抗測試線所輸入的阻抗訊號、並發射至該系統控制器；以及 一運算結果輸出器，係與該系統控制器及該偵測結果輸出連接端電性連接，用以透過該偵測結果輸出連接端將該阻抗變化數據及該阻抗變化點的位置數據由該偵測結果輸出連接端傳輸出去。
2. 如請求項1所述之纜線運作偵測系統，其中該輸出連接端係連接有一第一負載裝置。
3. 如請求項1所述之纜線運作偵測系統，其中該偵測結果輸出連接端係連接有一分析結果裝置，該分析結果裝置用以接收該阻抗變化數據及該阻抗變化點的位置數據。
4. 如請求項3所述之纜線運作偵測系統，其中該分析結果裝置更具有一顯示螢幕，而該顯示螢幕上係能夠顯示該阻抗變化數據及該阻抗變化點的位置數據。
5. 如請求項1所述之纜線運作偵測系統，其中該纜線運作偵測裝置更包含有一與該運算結果輸出器電性連接之無線傳輸器，用以將該阻抗變化數據及該阻抗變化點的位置數據以無線模式傳輸出去。
6. 如請求項5所述之纜線運作偵測系統，其中該無線模式係為藍芽、Wi-Fi、紅外線或行動通訊網路。
7. 如請求項1所述之纜線運作偵測系統，其中該纜線另一端設置有一連接頭，該連接頭係與一第二負載裝置相連接。