Aparato con módulos intercambiables para medir características de cables y de redes.

Un instrumento de prueba de cable de múltiples piezas, manual del tipo que tiene

un módulo adaptador (100) que tiene un conectador de cable (140) situado aproximadamente en un extremo;

un primer conectador (124) unido al módulo adaptador (100);

una carcasa de instrumento principal (306) que tiene un entrante interno (302) configurado para recibir al móduloadaptador (100); y

un segundo conectador (308) configurado para acoplarse con el primer conectador (124); en el quelos conectadores primero y segundo forman una ruta eléctrica substancialmente recta entre el módulo adaptador(100) y la carcasa del instrumento principal (306); caracterizado porque el instrumento de prueba de cablecomprende también una primera placa de circuito impreso (506) conectada a la carcasa de instrumento principal(306); el segundo conectador (308) está conectado a la primera placa de circuito impreso (506), donde el segundoconectador define una superficie de acoplamiento (315) que es substancialmente paralela a la primera placa decircuito impreso (506); y una segunda placa de circuito impreso (116) está conectada al módulo adaptador (100);estando el primer conectador (124) conectado a la segunda placa de circuito impreso (116), donde el primerconectador (124) define una primera superficie de acoplamiento (127) que es substancialmente paralela a lasegunda placa de circuito impreso (116); y donde el primer conectador (124) se acopla con el segundo conectador(308) sobre las superficies de acoplamiento primera y segunda (315, 127) mediante la inserción del móduloadaptador (100) en la carcasa del instrumento principal (306).

Aparato con módulos intercambiables para medir características de cables y de redes.

Antecedentes de la invención Campo de la invención La invención se refiere a instrumentos de prueba, y más específicamente a instrumentos de prueba para probar cables de red de área local.

Descripción de la técnica relacionada

Los cables de transmisión de datos de alta velocidad son a menudo una parte integral de las redes de ordenadores y de los sistemas de telecomunicación. Una red de área local (LAN – Local Area Network, en inglés) , por ejemplo tal como se ilustra en la Figura 1 incluirá habitualmente un número de ordenadores individuales y de dispositivos periféricos 60 que se comunican entre sí mediante cables de datos 62. El rendimiento de la red puede resultar afectado por la calidad de los cables de datos 62, y por lo tanto es importante probar los cables para asegurar que la red está configurada correctamente. Varias empresas han desarrollado instrumentos de prueba manuales que permiten que los instaladores de red prueben los cables utilizados para construir la LAN de manera rápida y precisa. Estos instrumentos de prueba deben ser eléctricamente fiables en las condiciones de un instalador de cable y de pruebas de cable en campo. Resulta deseable que los instrumentos permitan una rápida sustitución en campo del conectador de prueba del cable, el cual, en el caso de cables de LAN es el conectador RJ-45. Los instrumentos deben estar mecánicamente reforzados, ser fiables y de apariencia profesional.

Las LANs están construidas generalmente mediante cables de hilos trenzados que contienen varios pares de hilos trenzados. Los instrumentos de prueba manuales existentes realizarán una batería de pruebas para evaluar el rendimiento y las conexiones de cada uno de los pares de hilos tranzados dentro de cada cable. Las pruebas representativas llevadas a cabo por los instrumentos de prueba incluyen diafonía, atenuación, longitud del cable y ruido. Cada una de estas pruebas se basa en la medición de una señal de alta frecuencia (RF – Radio Frequency, en inglés) que es transmitida a través del par de hilos. Las mediciones de RF reales en el instrumento de prueba típicamente tienen lugar en una Placa de Circuito Impreso (PCB – Printed Circuit Board, en inglés) para medición de RF.

Algunos instrumento de prueba conocidos separan el hardware de pruebas en una unidad principal y un módulo de funcionamiento/adaptador tal como el instrumento descrito por Moser et al, Patente de US Nº 5.677.633, titulada “Cable Test Instrument Having Interchangeable Performance Modules”. El módulo de funcionamiento/adaptador es un módulo intercambiable que tiene un instrumento compatible para la conexión a la unidad principal y a un conectador de cable para la conexión a un cable que está siendo probado. La configuración del instrumento descrita anteriormente permite que el instrumento de prueba sea conectado a una variedad de diferentes cables de LAN simplemente sustituyendo el módulo de funcionamiento/adaptador.

La técnica anterior experimenta limitaciones cuando el instrumento de prueba está separado en dos piezas de hardware, como se ha descrito anteriormente y se ilustra en la Figura 2. El instrumento de prueba ilustrado en la Figura 2 incluye una carcasa de adaptador 70 y una carcasa principal 72 diseñada para recibir la carcasa de adaptador 70. La carcasa de adaptador 70 y la carcasa principal 72 incluyen cada una un conectador de acoplamiento. Mediante la inserción de la carcasa de adaptador 70 en la carcasa principal 72, los conectadores de acoplamiento se acoplan entre sí para formar conexiones eléctrica y mecánica, por lo que las señales eléctricas son comunicadas entre la carcasa principal 72 y la carcasa de adaptador 70. Esta conexión es a menudo inadecuada para proporcionar una conexión eléctrica y mecánica fiable que es necesaria para la prueba de la LAN. Debido a la orientación de los conectadores puede haber desalineamiento cuando se inserta la carcasa de adaptador 70 en la carcasa principal 72, lo que podría posiblemente dañar los conectadores. Además, el desalineamiento entre los conectadores de acoplamiento puede producir también discontinuidades en la conexión eléctrica de una pieza del instrumento de prueba a la otra.

Podría utilizarse una funda para bloquear la carcasa de adaptador 70 en la carcasa principal 72. No obstante, esta configuración adicionalmente requiere que un usuario acople los conectadores mientras que está visualmente bloqueado para observar cualquier desalineamiento potencial entre los dos conectadores. Además, si la carcasa no restringe adecuadamente las ubicaciones del conectador justo antes del acoplamiento del conectador, los conectadores pueden resultar dañados por cualquier desalineamiento. Cuando se utiliza una orientación de conexión recta entre la carcasa principal 72 y la carcasa de adaptador 70, como se ilustra en la Figura 2, puede ponerse tensión en la conexión mecánica por el excesivo movimiento o tirón del adaptador si la carcasa de adaptador 70 no está bloqueada de manera segura en la pieza de carcasa principal. Como resultado de esta tensión en la conexión mecánica, la conexión eléctrica entre la carcasa de adaptador 70 y la carcasa principal 72 puede degradarse con el tiempo y resultar inadecuada para proporcionar mediciones de prueba precisas.

Además del desalineamiento de los conectadores, algunos diseños de la técnica anterior crean un brazo de palanca debido a la orientación de la interfaz mecánica entre los conectadores que se acoplan de una carcasa de adaptador y de una carcasa de instrumento principal cuando la carcasa de adaptador sobresale más allá de la superficie exterior de la carcasa principal. Este brazo de palanca pone una tensión adicional en la conexión eléctrica y puede por lo tanto afectar a la precisión de las mediciones que se están realizando.

Un problema adicional experimentado con los diseños en los que el instrumento de prueba está separado en dos piezas es que la señal de prueba debe propagarse a través de dos placas de circuito impreso (“PCB” – Printed Circuit Board, en inglés) en lugar de una sola PCB. Estas PCBs están típicamente conectadas de un módulo a otro con un conectador de ángulo recto en cada módulo. Las curvas en la ruta de propagación de una señal de RF afectan en gran manera a las propiedades de la señal. Las curvas aproximadamente en ángulo recto debido al uso de un conectador en alguno recto introducen discontinuidades en la impedancia característica de la conexión además de la discontinuidad del propio conector.

Como se ilustra en la Figura 3, el uso de un conectador en ángulo recto 80 en un conjunto adaptador de cable desconectable 82 y de un conectador de acoplamiento 81 en una carcasa de instrumento principal 86 en la técnica anterior puede introducir al menos cuatro curvas en ángulo recto. Dos de estas curvas en ángulo recto están en las áreas 88 y 90 en el conjunto adaptador de cable desconectable 82. La primera curva en ángulo recto 88 consiste en trazas de placa horizontal desde una PCB 91 que se encuentra con el conectador a través de un ángulo recto. El segundo ángulo recto 90 es un ángulo recto completo o un radio corto que es parte del conectador 80. Los ángulos rectos 88, 90 en el conjunto de adaptador de cable se encuentran en espejo en la carcasa de instrumento principal mediante unos ángulos rectos tercero y cuarto 92, 94, añadiendo degradación a la medición de la señal.

Además de las interrupciones en la impedancia provocadas por estas curvas en la ruta de la señal, las áreas de los ángulos rectos segundo y tercero 90, 92 no están completamente apantalladas. Esto lleva a disfonías no deseadas entre pares de la señal. Estos errores contribuyen a un error adicional en las mediciones de prueba del instrumento.

Resultará evidente que las orientaciones de las conexiones eléctrica y mecánica de los actuales instrumentos de prueba en campo limitan la precisión y la fiabilidad de los ensayos llevados a cabo en un cable. Las limitaciones eléctricas se hacen más evidentes a frecuencias de prueba más elevadas y las limitaciones mecánicas provocan problemas de fiabilidad. Resultaría por lo tanto ventajoso desarrollar un instrumento de prueba con mejores orientaciones de conexión eléctrica y mecánica para proporcionar una conexión más segura entre una pieza de la carcasa principal y una pieza de la carcasa de adaptador y para aumentar la precisión de las mediciones de prueba del cable.

Compendio de la Invención Los sistemas y métodos de la presente invención tienen varias características, no siendo ninguna de las cuales ella sola responsable de sus atributos... [Seguir leyendo]

1. Un instrumento de prueba de cable de múltiples piezas, manual del tipo que tiene un módulo adaptador (100) que tiene un conectador de cable (140) situado aproximadamente en un extremo;

un primer conectador (124) unido al módulo adaptador (100) ;

una carcasa de instrumento principal (306) que tiene un entrante interno (302) configurado para recibir al módulo adaptador (100) ; y

un segundo conectador (308) configurado para acoplarse con el primer conectador (124) ; en el que los conectadores primero y segundo forman una ruta eléctrica substancialmente recta entre el módulo adaptador

(100) y la carcasa del instrumento principal (306) ; caracterizado porque el instrumento de prueba de cable comprende también una primera placa de circuito impreso (506) conectada a la carcasa de instrumento principal (306) ; el segundo conectador (308) está conectado a la primera placa de circuito impreso (506) , donde el segundo conectador define una superficie de acoplamiento (315) que es substancialmente paralela a la primera placa de circuito impreso (506) ; y una segunda placa de circuito impreso (116) está conectada al módulo adaptador (100) ; estando el primer conectador (124) conectado a la segunda placa de circuito impreso (116) , donde el primer conectador (124) define una primera superficie de acoplamiento (127) que es substancialmente paralela a la segunda placa de circuito impreso (116) ; y donde el primer conectador (124) se acopla con el segundo conectador

(308) sobre las superficies de acoplamiento primera y segunda (315, 127) mediante la inserción del módulo adaptador (100) en la carcasa del instrumento principal (306) .

2. Un instrumento de prueba de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende también un miembro de guía (160) entre el módulo adaptador (100) y una carcasa de instrumento principal (306) en la que el miembro de guía (160) pre-alinea al primer conectador (124) con el segundo conectador (308) durante la inserción del módulo adaptador (100) en la carcasa del instrumento principal (306) .

3. Un instrumento de prueba de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende también un dispositivo de almacenamiento de datos electrónico situado en la segunda placa de circuito impreso (116) conectada al módulo adaptador (100) .

4. Un instrumento de prueba de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado también porque el dispositivo de almacenamiento de datos electrónico almacena datos en forma de datos de identificación de unidad para el módulo adaptador (100) .

5. Un instrumento de prueba de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado también porque el dispositivo de almacenamiento de datos electrónico almacena datos en forma de datos de calibración para el módulo adaptador (100) .