2025 年全国大学生电子设计竞赛试题（D 题）——简易以太网双绞线测试仪
一、任务
设计并制作一个简易以太网双绞线测试仪（简称测试仪），如图1所示。待测以太网双绞线（简称线缆）通过RJ45连接器与测试仪连接。线缆双端接入测试仪，测量线缆的线对连接关系（直连、交叉）、类型(非屏蔽双绞线UTP、双屏蔽双绞线SFTP)、直流电阻，以及交流衰减；线缆单端接入测试仪，测量线缆的长度和短路位置。测试仪由不大于6V的单电源供电。
二、要求
1. 基本要求
（1）按键切换两种工作模式和显示界面：“双端检测”、“单端检测”。
（2）“双端检测”模式。要求测量并显示线缆的线对连接关系（直连、交叉）、类型(UTP、SFTP)、直流电阻值(长度范围1m~50m、相对误差的绝对值不大于10%)，测量时间不超过5s。
（3）“单端检测”模式。要求测量并显示线缆长度(长度范围10m~50m、相对误差的绝对值不大于5%)，检测线缆是否存在线对间短路，测量、检测时间分别不超过5s。
2. 发挥部分
（1）“双端检测”模式。要求测量并显示线缆对在30MHz频率处的交流衰减 dB值(长度范围10m~50m、相对误差的绝对值不大于10%)，测量时间不超过5s。
（2）“单端检测”模式。要求测量并显示线缆长度（长度范围1m~50m、相对误差的绝对值不大于1%），测量时间不超过5s。
（3）“单端检测”模式。要求测量并显示线缆的短路位置（长度范围1m~50m、相对误差的绝对值不大于1%），测量时间不超过5s。
（4）其他。
三、说明
（1）被测线缆由测评现场提供。测评现场还提供1m长SFTP型和50m长UTP 型的线缆，供参赛队在测试前进行现场校准。
（2）作品测评过程中，除了按“双端检测”、“单端检测”一键启动相应功能并开始计时外，不允许对测试仪进行其他任何调整和操作。
（3）基本要求（2）中的“线对连接关系”是指直连线缆或交叉线缆，如图2所示。
（4）题目中的“线缆长度”为线缆水晶头边缘的直线距离，如图3所示。发挥部分（3）中的“短路位置”为水晶头边缘到短路中心点的直线距离。
（5）题目中检测相对误差的绝对值
。标准值是指由测量仪器测量得到的线缆参数值。
（6）发挥部分（1）中的“交流衰减”是指线缆对的输出电压值UoPP与输入电压值UiPP之比，即交流衰减dB值为20lg(UoPP/UiPP)。测量时应注意阻抗匹配问题。
（7）对于SFTP型线缆，应注意RJ45连接器有屏蔽外壳。
（8）作品不得包含任何专用测量仪器的主板或模块，不得使用称重、超声、激光和其他非电参数方法进行线缆参数测量。
四、评分标准
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