纜線組件探測範圍，從簡單到困難的做法

有位資深的工程師幾年前以一種半開玩笑的方式跟我說，纜線組件 (連接器配對一或多條並聯銅線，通常簡稱為纜線) 是潛在的問題來源，連接著另外兩個潛在的問題來源。他說得也沒有錯，但纜線組件不僅是如此而已，而是能夠以便利的方式一窺電路運作狀態，或查看兩個子組件之間的互動。

回想一下曾經相當普及的 RS-232 介面及其最常用的連接器：25 引腳 D 型連接器 (DB-25)。即便目前這已被視為「過時」，並且在許多情況下由 USB 取代，在新型設計上也鮮少採用，但對產業及使用者來說，這款連接器多年來提供優秀服務，也是低至中數據傳輸率和其他鏈路的首選。

更棒的是，其實體尺寸可讓設計人員利用伏特計、示波器其他測試儀器，直接探測連接器的電線；通常只要拆除防護殼並取用連接器的背面即可。甚至還有超便利的接線盒，可輕鬆將探針連接到 RS-232 組件的一或多條電線，即可接通／斷開訊號路徑，甚至跳接或跨接電線 (圖 1)。舉例來說，若您需要打造一部零數據機並將數據終端設備 (DTE) 轉變成數據通訊設備 (DCE) 時，開放式取用就能讓一切變的簡單。也可讓您確認真正需要的項目，然後就可用正確的接線配置快速焊接新的連接器／纜線。

圖 1：RS-232 接線盒容易使用且便利，您可將探針固定在一或多條電線上、斷開訊號路徑，甚至將觸點的跳接線接至另一個觸點。(圖片來源：Tecra Tools, Inc.)

如果是 RJ11 電信線路呢？

便利的接線盒並不限於 DB-25 連接器才可享有。您也可在有線電話使用的標準六線 RJ11 模組化連接器上使用接線盒，即可輕鬆用鱷魚夾或滑入連接器取用導線 (圖 2)。如此一來，即可在使用獨立式答錄機、傳真機等產品時監測或輸入訊號。

圖 2：此簡易型 RJ11 接線盒，可在設計上大幅簡化將探針、訊號或系統連接至有線電話線路的作業。(圖片來源：Bill Schweber)

若六線與專案原型之間需要較小型的焊接介面，便利的 SparkFun Electronics RJ11 分接板能讓電氣互連更加可靠且輕鬆 (圖 3)。

圖 3：SparkFun Electronics 的 RJ11 分接板能針對常用的模組化連接器，簡化其六線的焊接作業。(圖片來源：SparkFun)

甚至可探測 IDC 組件

使用中等間距絕緣置換連接器 (IDC) 與扁平纜線的更高密度組件，亦可輕易進行探測。在原型的架設平台上，您可將額外的連接器，例如 TE Connectivity AMP Connectors 的 1658623-6 26 腳位矩形插座連接器，壓接在纜線組件上的任一處 (圖 4)。

圖 4：TE Connectivity AMP Connectors 的額外 1658623-6 26 引腳 IDC 可沿著扁平纜線進行壓接，然後當作一或多條電纜線的存取點。(圖片來源：TE Connectivity AMP Connectors)

然後，只要將 28 AWG 實心電線插入到一或多個觸點孔內，並將探針固定到插入的電線上即可。看起來雜亂，卻有用。除了基本灰色外，扁平纜線亦提供七彩顏色，更加容易進行測試及除錯 (圖 5)。

圖 5：IDC 連接器可搭配單色或彩色扁平纜線使用；若用彩色，可讓除錯及佈線更容易。(圖片來源：作者)

多重 GHz 設計改變現況

隨著時間推進，許多設計作業現在著重於多重 GHz 範圍頻寬的訊號上，其對應的數據傳輸率也達到每秒 Gigabit。任何互連的纜線組件現在都是經過精密工程的元件，同軸纜線的直徑可能只有一毫米而已。這些纜線組件的設計可搭配表面黏著插座，例如 Rosenberger 的 01K80A-40ML5，其額定工作頻率為 110 GHz。有些連接器甚至隨附扭力扳手，以確保鎖緊力道正確 (圖 6)。

圖 6：Rosenberger 的 01K80A-40ML5 RF 連接器設計可在 110 GHz 下操作，且其配接的連接器可端接僅有 1 mm 直徑的同軸纜線。(圖片來源：Rosenberger)

GHz+ 纜線組件上具有隱藏但重要的「請勿干擾」標示，背後原因在於，任何障礙物或附加探針會嚴重影響纜線的阻抗、效能、訊號完整度以及位元錯誤率 (BER)。如今的高速、快速迴轉、輕微擺動訊號，對於電容量、負載有時候甚至對溫度都相當敏感，因此無法承受任何一般探測作業的粗暴對待。若您要探查組件內進出的訊號，必須謹慎規劃並採用緩衝策略。

礙於這些訊號的實體限制，我們能做的並不多；這其實是海森堡測不準原理的電子測試與測量版本，也就是測量動作本身會改變您所嘗試測量的參數。我們周遭的訊號快速移動及充滿其精密連接器，這些都不喜歡受到干擾。即便是良性的儀器探針或手指不小心碰觸都會擾亂電感值、電容值及其他因素之間的微妙平衡，破壞訊號及連接器與這些因素之間的絕妙搭配。

這讓我我不禁想起基本的接線盒及其運用期間帶來的眾多優點，那是不可抹滅的輝煌記錄。在相關應用中，接線盒還是相當實用，只是也跟著沒落了。我猜測許多接線盒現在應該都堆置在設備櫃的角落。或許在不久的未來，會成為寶貴的收藏品，甚至在充滿未來感的戲劇情節中，當一些古老但關鍵的系統發生故障而危害人類文明時，會挺身解救 (在「古老計時器」的協助下)。

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