专利名称：电长度匹配的方法和系统的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及电气设备，尤其涉及电长度匹配的方法和系统。
背景技术：
许多复杂的电设备可能需要由不同的线缆传输信号，在基本上相同的时间达到特定目的地。那样的线缆通常称为具有相同的“电长度”。为提供具有相同电长度的线缆，线缆可以割成相同的物理长度。然而，若每根线缆具有相对恒定的物理长度且具有近似相同的信号传播速率，此方法是可以接受的。在线缆不满足这些条件时，设计者可调节或“调整”每根线缆的物理长度，使得线缆具有相同的电长度。那样的过程可称为“电长度匹配”。
传统的电长度匹配过程可能需要大量时间和密集的手工劳动。例如，调整一组线缆的技术人员可以需要分别调整每根线缆。对每根线缆，技术人员从该线缆的一端发送一信号并在该线缆的另一端测量信号到达时间。若测量的到达时间长于预定电长度的已知信号到达时间，则去除线缆的多余部分。然后技术人员重复此过程，直到对该线缆的测得的信号到达时间近似等于预定电长度的已知信号到达时间。

发明内容
按照本发明的一实施例，提供调整线缆使具有特定电长度的计算机化方法。该方法包括提供基准线缆和要调整的线缆。该方法还包括分别在基准线缆和该线缆上发送基准信号和测试信号到一目的地。该方法还包括确定各信号到达目的地之间的时间差。该方法还包括基于该时间差提供沿该线缆长度的一位置指示，在该位置处该线缆具有近似等于基准线缆的电长度的电长度。
本发明的一些实施例提供了多技术优点。另外实施例可实现某些、所有或没有这些优点。例如，按一个实施例，提供一组具有近似相同的电长度的一组线缆的时间和代价可以减少。按另一实施例，较低质量的线缆可用于提供具有近似相同电长度的一组线缆。
其他优点能容易地被本专业技术人员了解。
附图简介现结合附图参考下面描述，附图中相同的参照号代表相同的部分，附图是；

图1A是示出可从本发明的技术得益的系统的一个实施例的原理图；图1B是示出可用于提供图1A示出的系统的连接组件的电长度匹配系统的实施例的原理图；图2是示出可结合图1B方法的电长度匹配系统使用的计算机系统的原理图；图3A是图1B中示出的标记设备的实施例的顶视图；图3B是图3A中示出的标记设备的侧视图；和图4是示出电长度匹配的方法的实施例的流程图。
具体实施例方式
通过参考图1a到图4可最好地理解本发明的实施例，其中相同序号用于各图中相同和对应的部分。
图1a是示出得益本发明的技术的系统10的实施例的原理图。系统10包括设备14、设备18、和连按组件20。设备14和18可以是任何电子设备，它们可操作通过发送多个信号彼此通信。连接器组件20包括多根线缆24、连接器28和连接器30。连接器28和30耦合到线缆24的对应端，如图1a所示。设备14和18通过连续组件20彼此耦合。例如，设备14和18都具有一端口(未明确示出)，它们能配置成接收连接器28和/或连接器30。每根线缆24可从设备14和设备18来回传输信号。
某些电子系统可具有设计要求使一组信号在近似相同时间的达目的地。例如，在设备14是数字开关矩阵而设备18是信号处理盒的情况，在相应线缆24上发送的多个信号可以要求在同时到达设备14或设备18，使系统10能正确地操作。为了使线缆24传输相应的信号使该信号同时到达设备18，线缆24的相应电长度可能需要相同。“电长度”指的是在给定时间间隔内信号从线缆的一端传输的线缆的另一端的距离。改变线缆的物理长度不必然改变该线缆的电长度。例如，拉伸一段双绞线缆使在物理上加长将不必定改变线缆的电长度。因为具有相同物理长度的线缆可以不具有相同的电长度，每根线缆需要调整，使得这些线缆具有相同的电长度。例如双绞线缆由于其固有的拉伸能力可以改变物理长度，但需要电长度的调整。双绞线缆的一个例子是5类双绞线对电缆。
为了对系统10提供一组线缆，可使用预先测定的电长度的线缆。例如，可从具有相同物理长度的线缆切出具有一致的电长度的诸段线缆。在双绞线缆的情况，线缆可以展开，使得在该线缆的整个长度上拉伸的量相对一致。然后以相同的物理长度切割该线缆使电长度匹配。将那样的线缆切割成相等物理长度提供了具有相等电长度的各段线缆，只要构成该线缆的材料具有近似相等的信号传播速率，且该整个线缆的拉伸量相对一致。然而，购买这些线缆以结合系统10使用对系统10的制造商可能是昂贵的。另外，制造商可以使用他们自己的线缆而不是从另外销商购买具有已知电长度的线缆。然而，用于连接那些设备的每根线缆可能需要调整，使得所有线缆具有相同的电长度。那样的过程可能需要大量时间和密集的手工劳动。例如，为调整系统10的每条线缆24，信号要从线缆24的一端发送到线缆24的另一端。然后，测量信号经过线缆24的时间，以确定该线缆是否具有希望的电长度。若测得的时间长于与希望的电长度相关联的时间，则去除线缆24的多余部分。然后对同一线缆24测量另一信号的经过时间，以确定调节后的线缆24是否具有希望的电长度。这过程重复一直到该线缆24具有希望的电长度。那样的过程需要密集的手工劳动并易于出现要付出代价的错误。例如，技术人员可能去除过多的线缆，这需要技术人员用新的线缆重新开始整个过程。虽然制造商可以通过不购买一组具有已知电长度的线缆而节省钱，节省的钱数可能被调整系统的每根线缆的代价抵消了。
按本发明的一实施例提供改善的线缆调整的系统的方法。按一个实施例，可减少提供一组具有近似相同的电长度的线缆的时间和代价。按另外实施例可使用低质量线缆提供一组具有近似相同的电长度的线缆。在下面结合图1B到图4更详细的描述本发明的示例实施例的另外调节。
图1B是示出电长度匹配系统50的一实施例的原理图。系统50包括信号发生器54、测量设备58、开关矩阵60和64、标记设备68、和计算机系统70。信号发生器54可以是用于产生和发送电信号的任何设备。在一实施例中，信号发生器54可耦合到信号分路器74，后者可用于使用由信号发生器54发送到信号分路器74的一个信号同时发送至少两个信号。可使用以足够速率运行的任何信号发生器54。信号发生器54的一个例子是从HP公司可买到的带Option(选项)020的Hp8131A脉冲发生器。测量设备58可以是用于确定信号到达时间差的任何设备。测量设备58的一个例子包括一振荡器和一脉冲计数器；然而可以使用用于确定信号到达的时间差的任何其他合适设备。测量设备54的一个例子是从Textronix公司可买到的TEKTRONIX TDS 820数字振荡器。开关矩阵60和64可以是能将信号的路径从一个路径开关到另外路径的任何设备。例如，开关矩阵60和64每个可具有能由计算机系统70控制的总线(在图1b中示明确示出)。标记设备68是任何可操作用于指明线缆24具有特定电长度处的位置的设备。例如，标记设备68可使用如发光二极管那样的发光器件视觉上表明该位置。下面结合图3a和图3b描述标记设备68的另外细节。计算机系统70包括程序78和处理器80。程序78包括能由计算机系统70执行的用于电长度调整的一组指令。下面结合图2描述计算机系统70的另外细节。
信号发生器54经过基准线80耦合到测量设备58。基准线80可以是具有基准电长度的实际线缆段。基准线80也可以是可调节的延时线，它允许操作员对每个组件选择电长度。被调整的线缆24的相应物理长度被调节，使具有与基准线缆80相同的电长度。在一个实施例中，信号发生器54通过信号分路器74耦合到基准线缆80；然而在某些实施例中信号分路器74可以略去。信号发生器54也耦合的开关矩阵60。在一个实施例中，信号发生器54通过信号分路器74耦合到开关矩阵60。测量设备58耦合的开关矩阵64。开关矩阵60通过线缆和标记设备68耦合到开关矩阵64。在一实施例中，开关矩阵60通过连接器28耦合到线缆24；然而，在某些实施例中，连接器28可以系统50中省略。在一实施例中，基准线缆80可省略，且线缆24之一可用作基准线缆。计算机系统70耦合到信号发生器54、测量设备58、开关矩阵64、和标记设备68。
在操作中，计算机系统70使用处理器80执行程序以实现线缆24的电长度匹配。在一实施例中。计算机系统70可使用信号发生器54、测量设备58、开关矩阵60和64、以及标记设备68调整线缆24，使具有与基准线缆80相同的电长度。在一实施例中，程序78在处理器80上执行时，可用于引导信号发生器54产生一信号并将其发送到信号分路器74。信号分路器74将接收的信号分离，并将一个信号通过基准线80发送到测量设备58，并将另一信号通过开关矩阵60、选定的线缆24、和开关矩阵64发送到测量设备58。程序78引导开关矩阵60选择特定线缆24作为发送从信号分路器74接收的信号的路径，且还引导开关矩阵64通过选定的线缆24接收信号。当测量设备58分别经过基准线缆80和选定的线缆24接收信号时，测量设备确定两个信号到达之间的时间差。
在确定时间差之后，测量设备58发送所确定的时间差到计算机系统70。使用确定的时间差，程序78能用于确定沿着线缆24的长度该线缆具有与基准线缆80相同电长度处的位置。程序78能使用标记设备80表明沿该线缆24的确定的位置。在一实施例中，信号分路器74可直接连接到开关矩阵60以使由于信号分路器74和开关矩阵60之间的距离引起的误差最小。在一实施例中，程序78可通过将确定的信号到达的时间差除以线缆24和80的已知时间延时值确定沿线缆24的长度上线缆24具有基准的电长度的位置。
在一实施例中，程序78也使用标记设备68指出该调整线缆24的对应引脚号。由于程序78使用开关矩阵60和64选择要调整的特定线缆24，程序78可以做到指出引脚号之事。
一旦确定了沿线缆24的长度的位置，程序78再对另外选定的线缆24执行该过程。这被重复，直到所有线缆24被调整到具有与基准线缆80相同的电长度。在一个实施例中，每根线缆24可耦合到其自己的信号发生器和测量设备。在那样实施例中，开关矩阵可省略，且各线缆24可同时调整。
图2是示出图1B中所示的计算机系统70的实施例的原理图。计算机系统70包括处理器80、存储电长度匹配程序78的存储器84、一个或多个数据存储单元88、输入设备90、和输出设备94。处理器80耦合到存储器84、数据存储单元88、输入设备90和输出设备940。处理器80能用于执行程序78的逻辑并访问数据存储单元88以检索或存储与程序78有关的数据。处理器80的例子是从Intel公司可买到的奔腾处理器。
程序78是控制图1B示出的系统50来调整线缆使具有相同电长度的计算机程序。程序78可驻留在如存储器84或数据存储单元88的任何存储介质中。程序能以任何合适的计算机语言书写，包括C或C++。
存储器84和数据存储单元88可包括文件、堆栈、数据库、或其他合适形式的数据、存储器84和数据存储单元88可以是随机存储器、只读存储器、CDROM、可移动存储设备、或允许存储和/或检索数据的任何其他合适的设备。存储器84和存储单元88可互交换并可实现相同功能。输入设备90可以是用来从用户向系统70提供输入的任何设备。输入设备的例子包括键盘、鼠标和话筒。输出设备94可以是用来向用户通信由系统70产生的信息的任何设备。输出设备94的例子包括监视器、打印机、和扬声器。
图3A是在图1B中示出的标记设备28的实施例的顶视图。图3B是图1B中示出的标记设备28的实施例的侧视图。图3A和图3B一起描述。如图3A和3B所示，标记设备68包括放置在平台106上的多个发光器件100和连接器104。在一个实施例中，发光器件100安排在沿线缆的长度方向的各行100a中。发光器100可以是任何可视指示器，如发光二极管、白炽灯泡、和液晶显示。任何电的和非电的可视指示器可用作发光器件100并在这里称作发光器件100。每个发光器件100的大小可取决于可由加入线缆24的系统的特定性能需求所允许的线缆24的电长度的误差的边缘。当对电长度的需要的精度增加时，沿每个线缆的长度的每个发光器件100的长度变短。在一个例子中，对50英尺电缆，沿线缆长度每个发光器件100间长度可以是约1/8英寸。连接器104可以是能用于将线缆24电耦合到标记设备68的任何连接器。连接器104的一例是冲压块(punch down block)。在一实施例中，防切割的透明罩放置在发光器件100之上。罩的例子包括化学玻璃。
每根线缆24放置在发光器件100的特定行100A上。在一实施例，线缆导向器108可用于将每根线缆定位在发光器件行100A上。使用确定的时间差和线缆24的时间延时值，程序78确定线缆24具有希望的电长度的位置，并可开始点亮对应于确定位置的特定的发光器件，使得技术人员有在指示的位置剖断线缆24。如图3A所示，点亮的发光器中100示作发光器件100A，而未点亮的发光器件示作发光器件100B。在确定希望的电长度的位置之后，程序78通过选择对应于下一线缆24的总线110和114的路径引导开关矩阵60和64开关到下一线缆24。在一个实施例中，线缆24可使用将线缆24耦合到设备14和18的连接器28连接到开关矩阵60。在本发明的某些实施例中这可能是有益的，因为系统10的实际实现中使用的连接器28已经耦合到每根线缆的一端，这减少了图1A中所示的系统10的制作时间和成本。
图4是示出电长度匹配的方法150的一实施例的流程图。与方法150相关联的某些或所有动作可使用程序78完成。方法150开始于步骤154。在步骤158，提供基准线缆和拟调整的线缆。在步骤160，在基准线缆和测试线缆上分别发送基准信号和测试信号。任何设备或设备的组合可用于在步骤160发送基准信号和测试信。这些设备的例子包括信号发生器和信号分路器。在步骤164，基准信号和测试信号到达之间的时间差在目的地处确定。在一个实施例中，可使用如振荡器或脉冲计数器的测量设备确定时间差。在步骤168，确定沿被调整线缆长度使线缆具有与基准线缆基本相同的电长度的位置。在步骤170，提供该位置的指示。在步骤174，线缆在该位置割断。在一实施例中，线缆可以人工割断；然而，线缆也可以由被计算机系统70控制的切割设备自动割断。在使用自动切割设备的地方，步骤170可略去，而计算机系统70可以将切割设备放到在步骤168确定的位置，以便切割线缆。
在判断步骤178，确定是否有线缆未被调整。若是，则“yes”分支到步骤160。若“否”，则“分支”到步骤180。在某些实施例中步骤174和178被略去。方法150在步骤180处停止。
在步骤160的一个实施例中，基本同时发送基准信号和测试信号。可使用信号分路器或使用标准的同时发送信号的多个信号发生器同时发送信号。在一个实施例中，方法150也可包括指出被调整的每个线缆的引脚位置的步骤。
虽然已详述了的某些实施例，可以理解，这里可以作出各种改变、替代、和更改而不脱离由附后的权利要求确定的本发明的精神和范围。
权利要求
1.用于电长度匹配的计算机化方法，其特征在于包括；提供基准线缆和拟调整的多个线缆，每根线缆基本上平行于发光设备的对应特定阵列放置；和对拟调整的每根线缆，在基准线缆和拟测试的线缆上分别发送基准信号和测试信号到测量设备，并确定相应信号到达测量设备之间的时间差，其中所述基准信号与所述测试信号同时发送；使用计算机和时间差确定沿所述线缆的长度使所述线缆具有基本上等于所述基准线缆的电长度的电长度的位置；和由计算机通过在对应于所述线缆的特定阵列中点亮至少一个所述发光设备而起动沿所述线缆的长度的所述位置的可视指示。
2.如权利要求1所述的计算机化方法，其特征在于还包括对每根所述线缆在所述确定的位置切割所述线缆。
3.如权利要求1所述的计算机化方法，其特征在于还包括由所述计算机指示出与每根线缆相关的引脚位置。
4.如权利要求1所述的计算机化方法，其特征在于还包括在所述多个线缆和所述对应的发光设备的特定阵列之间放置一罩，其中所述罩至少部分透明并防切割。
5.如权利要求1所述的计算机化方法，其特征在于确定沿所述线缆长度的位置包括将所述确定的时间差除以所述线缆的时间延时值。
6.用于调整一线缆使具有特定电长度的计算机化方法，其特征在于包括；提供基准线缆和拟调整的线缆；在所述基准线缆和拟调整线缆上分别发送基准信号和测试信号到目的地，并确定所述对应信号到达目的地之间的时间差；和基于所述时间差提供沿所述线缆长度使所述线缆具有近似等于所述基准线缆的电长度的电长度的位置的指示。
7.如权利要求6所述的计算机化方法，其特征在于发送基准信号和测试信号包括同时发送所述基准信号和所述测试信号。
8.如权利要求6所述的计算机化方法，其特征在于所述目的地是振荡器。
9.如权利要求6所述的计算机化方法，其特征在于确定所述位置包括将所述时间差除以所述线缆的时间延时值。
10.如权利要求6所述的计算机化方法，其特征在于还包括在所述位置切割所述线缆。
11.如权利要求6所述的计算机化方法，其特征在于还包括由所述计算机指示与所述线缆关联的引脚位置。
12.如权利要求6所述的计算机化方法，其特征在于所述指示是可视指示。
13.用于调整线缆使具有与基准线缆相同电长度的系统，其特征在于包括；耦合到所述计算机系统的计算机可读介质，所述计算机可读介质包括一程序，所述程序在所述处理器上执行时可操作以在基准线缆和拟调整的线缆上起动从信号发生器发送基准信号和测试信号到目标；确定所述相应信号到达目的地之间的时间差；和基于所述时间差提供沿所述线缆长度使所述线缆具有近似等于所述基准线缆的电长度的电长度的位置的指示。
14.如权利要求13所述的系统，其特征在于所述基准信号和所述测试信号同时发送。
15.如权利要求13所述的系统，其特征在于还包括；耦合到所述计算机系统的信号发生器，所述信号发生器用于响应来自所述计算系统的命令生成一信号；和耦合到所述信号发生器的信号分路器，所述信号分路器接收来自所述信号发生器的信号，且将所述信号分裂成所述基准信号和所述测试信号；其中所述信号分路器通过所述基准线缆和所述拟调整的线缆耦合到所述目的地。
16.如权利要求13所述的系统，其特征在于所述目的地是振荡器，并进一步包括所述耦合到所述计算机系统的振荡器。
17.如权利要求13所述的系统，其特征在于所述程序用于通过将所述时间差除以所述线缆的时间延时值提供所述位置的指示。
18.如权利要求13的系统，其特征在于还包括耦合到所述计算机系统的显示设备，其中所述显示设备包括一行发光器件和至少一个用于将至少一部分所述线缆导向平行于所述发光器件行的位置的线缆导向器，所述显示设备用于可视地指示沿所述线缆的长度的位置。
19.如权利要求13所述的系统，其特征在于还包括耦合到所述计算机系统的信号发生器，所述信号发生器用于响应来自所述计算机系统的命令产生一信号；耦合到所述信号发生器的信号分路器，所述信号分路器用于接收来自所述信号发生器的信号并将所述信号分裂成所述基准信号和所述测试信号；通过所述基准线缆和所述拟调整的线缆耦合到所述计算机系统和所述信号分路器的测量设备，所述测量设备用于确定在所述对应信号到达目的地之间的时间差，并将所述确定的时间差发送到所述计算机系统；和耦合到所述计算机系统的显示设备，所述显示设备具有一行发光器件和至少一个用于将至少一部分所述线缆导向平行于所述发光器件行的位置的线缆导向器。
20.如权利要求19所述的系统，其特征在于所述程序还可用于指示与所述线缆关联的引脚位置。
全文摘要
按本发明一个实施例提供调整一线缆使具有特定电长度的计算机化方法。该方法包括提供基准线缆和拟调整的线缆。该方法还包括在基准线缆和拟调整的线缆上分别发送基准信号和测试信号到目的地。该方法还包括确定在相应信号到达目的地之间的时间差。该方法还包括基于该时间差提供沿着该线缆的长度使该线缆具有的电长度近似等于所述基准线缆的电长度的位置的指示。
文档编号G01R31/28GK1751246SQ200380109826
公开日2006年3月22日 申请日期2003年12月12日 优先权日2003年2月20日
发明者C·E·姆克加恩 申请人:雷西昂公司