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電纜測(cè)試儀的精度水平
2012-09-26
測(cè)量精度決定了所需的測(cè)試工具
當(dāng)您需要進(jìn)行長(zhǎng)度測(cè)試時(shí)，您必須依照精度要求選擇合適的測(cè)量?jī)x器或技術(shù)以得到長(zhǎng)度測(cè)量的結(jié)果。舉例來(lái)說(shuō)，您需要測(cè)量一小段金屬絲的長(zhǎng)度，根據(jù)使用的要求，您知道對(duì)該金屬絲的長(zhǎng)度測(cè)量到毫米級(jí)就足夠了。這一測(cè)量的誤差，或者說(shuō)真實(shí)的長(zhǎng)度值與測(cè)量值之間的偏差必須要小于1 毫米。一把帶有精密的毫米刻度的尺子就可以在要求的精度內(nèi)完成測(cè)試。另一方面，如有使用的要求對(duì)這段金屬絲進(jìn)行更精確的長(zhǎng)度測(cè)試，比如說(shuō)需要到五千分之一毫米的級(jí)別，我們就必須選擇精度高很多的測(cè)量工具——測(cè)微儀來(lái)完成測(cè)試工作了。這同測(cè)試電信號(hào)是一樣。
現(xiàn)場(chǎng)認(rèn)證已安裝的數(shù)據(jù)鏈路
ISO/IEC11801:2002 和TIA/EIA-568-B 等標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)認(rèn)證已安裝的數(shù)據(jù)鏈路的方法有具體的描述和 規(guī)定。這些標(biāo)準(zhǔn)定義了不同性能指標(biāo)的布線系統(tǒng)。鏈路中的元件是以“類”來(lái)描述的，例如5 類，6 類或 7 類等。類別的數(shù)字越大，性能越高(當(dāng)然價(jià)格也就越貴)。
現(xiàn)場(chǎng)認(rèn)證過(guò)程定義了一系列的測(cè)試參數(shù)和它們的通過(guò)/失敗條件以說(shuō)明已安裝的鏈路是否滿足某類或 某級(jí)的鏈路要求?，F(xiàn)場(chǎng)認(rèn)證主要是基于對(duì)信噪比的分析。換句話講，您要測(cè)量在鏈路終點(diǎn)接收到的信號(hào)強(qiáng)度，同時(shí)您還要測(cè)量在信號(hào)到達(dá)鏈路終點(diǎn)的接收器的輸入端前會(huì)影響所傳輸?shù)男盘?hào)的干擾因素：噪聲或是干擾。這些干擾是要盡力避免的，不能超過(guò)某個(gè)水平。鏈路性能的高低實(shí)際就是取決于在鏈路中所允許的會(huì)影響信號(hào)傳輸?shù)淖罡吒蓴_級(jí)別。第二點(diǎn)，還需要在信號(hào)所需要的頻率范圍內(nèi)進(jìn)行測(cè)量。測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的D 級(jí)鏈路的性能—使用5 類元件組成的——從1MHz至100MHz，E 級(jí)鏈路(6 類元件)是從1MHz 至 250MHz，而F 級(jí)鏈路(7 類元件)需要高達(dá)600NHz。這個(gè)頻率也是該級(jí)別鏈路所能夠支持的最高帶寬。
隨著鏈路性能的提高，我們需要測(cè)量的干擾信號(hào)也就越來(lái)越微弱。因此，對(duì)用于認(rèn)證的測(cè)試儀的精度要求必須隨著測(cè)量微弱信號(hào)時(shí)所要求的精度相應(yīng)提高才能滿足高性能標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。
鏈路測(cè)量
這些標(biāo)準(zhǔn)在定義了鏈路和元件性能水平的同時(shí)也定義了現(xiàn)場(chǎng)認(rèn)證測(cè)試儀的性能。II 級(jí)精度是測(cè)量由5 類元件組成的D 級(jí)鏈路的最低精度要求。“II 級(jí)”測(cè)試儀的頻率范圍必須要同5 類鏈路必測(cè)參數(shù)的頻率范 圍相匹配，也就是從1MHz 到100MHz。II級(jí)精度后來(lái)因?yàn)槌?類布線系統(tǒng)的補(bǔ)充要求而修訂為IIe級(jí)精度。隨著6類元件和6類/E級(jí)鏈路的推出又定義III 級(jí)精度。同II 級(jí)或IIe 級(jí)相比，III 級(jí)精度的要求在兩個(gè)方 面有所提高:(1)所需測(cè)量的干擾信號(hào)，如近端串?dāng)_(NEXT)，遠(yuǎn)端串?dāng)_(FEXT)和回波損耗(Return Loss)等的幅值更低；同時(shí)(2)所需測(cè)試的頻率范圍要擴(kuò)展至250MHz。
ISO/IEC 標(biāo)準(zhǔn)定義了7 類元件以構(gòu)成F 級(jí)鏈路。需要測(cè)量的干擾信號(hào)比6 類/E 級(jí)的更微弱，而且對(duì)于 F 級(jí)鏈路的測(cè)試頻率要求擴(kuò)展至600MHz。對(duì)于這些必測(cè)參數(shù)，要在擴(kuò)展了的頻率范圍內(nèi)有足夠的精度，標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃定義IV 級(jí)精度。足以認(rèn)證F 級(jí)鏈路所需精度的技術(shù)要求還在研究之中，其結(jié)果，也就是對(duì)于IV 級(jí)精度的要求已列入IEC 61935-1 標(biāo)準(zhǔn)的第2 版草案中。這些指標(biāo)預(yù)期在今年晚些時(shí)候會(huì)被批準(zhǔn)。
III 級(jí)精度與 IV級(jí)精度的對(duì)比
表1 列出的是III 級(jí)精度和IV 級(jí)精度的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試儀對(duì)殘余NEXT 特性的允許值。殘余NEXT 是指在測(cè) 試儀輸入端沒(méi)有連接任何電纜時(shí)測(cè)量到的測(cè)試儀自身的串?dāng)_值。它是測(cè)量近端串?dāng)_中底線噪聲的一部分。殘余NEXT 是影響測(cè)試儀精度水平的眾多因素之一。對(duì)于基線和永久鏈路指標(biāo)，IV 級(jí)精度的測(cè)試儀在 100MHz 時(shí)殘余NEXT 的最差值比III 級(jí)精度所允許的要小18 倍。以μV(微伏或百萬(wàn)分之一伏特)表示的 殘余NEXT 的數(shù)據(jù)清楚地說(shuō)明了這一比例。根據(jù)前面講到的，對(duì)IV 級(jí)精度的要求等同于要比III 級(jí)精度的 測(cè)試儀所能測(cè)試的最微弱的信號(hào)還要小18 倍。 表1 還引出了另一個(gè)迄今沒(méi)有討論的話題。標(biāo)準(zhǔn)既定義了基本儀器(也稱為基線精度)的精度，也定義了儀器帶有為測(cè)試永久鏈路和通道的適配器后的精度。一些廠家僅僅會(huì)提及基線精度。在實(shí)際應(yīng)用中這是一個(gè)誤導(dǎo)性的概念，因?yàn)闊o(wú)論是測(cè)試永久鏈路還是通道，測(cè)試儀總是要與測(cè)試適配器一起工作的。標(biāo)準(zhǔn)確實(shí)計(jì)劃在定義基線精度的同時(shí)為這些在測(cè)試實(shí)際鏈路時(shí)所必須的適配器制定嚴(yán)格的性能要求。
標(biāo)準(zhǔn)中定義的在規(guī)定的頻率范圍內(nèi)的最低精度要求通常以公式表示，單位是dB。這些公式是為專家 寫的。實(shí)際上，就像本文中所描述的，在一個(gè)確定的頻率點(diǎn)上比較一些參數(shù)的絕對(duì)數(shù)值可能更容易理解。
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