内容摘要：随着计算机的发展，计算机网络在这几年发展相当迅速。如今，有计算机的家庭基本上都联入了互联网，同时还有许多家庭有两台甚至两台以上的计算机，使得许多人把多台计算机互联起来组成家庭计算机网络以便共线上网或共享文件。从性价比和可维护性出发，一般使用双绞网络作为家庭计算机网络，制作这类网络只需要网线钳和网线测试仪这样简单的工具即可。
一、双绞线网络的基本要求
双绞线网络是指以双绞线为传输介质的星型以太网。传输介质也即网络中的通信线路，就是我们平常所说的网线，常用的有：双绞线、同轴电缆、光纤等。双绞线网线，是在一定长度的双绞线两端压接RJ45水晶头而成。双绞线是由8根不同颜色的铜芯线，分成4对绞合在一起而成。成对扭绞的目的是尽可能减少电磁辐射与外部电磁干扰的影响。双绞线可按其是否外加金属网屏蔽层而分为屏蔽双绞线(STP)和非屏蔽双绞线(UTP)，如果不是有特别的要求，通常用非屏蔽双绞线来组建计算机网络。在EIA／TIA-568A标准中，把双绞线按电气特性分为三类线、四类线、五类线等几种。网络中最常用的是三类线和五类线。其中，五类双绞线目前占有最大的计算机局域网市场，其最高数据传输速率可达100Mbps，符合IEEE802．3100Base-T的标准。将制作好的网线两端的RJ45水晶头插入网卡或HUB等网络设备的RJ45插座内，以实现两点之间的物理连接。
RJ45水晶头由8个镀金金属片状引脚和塑料框架组成。为方便使用，通常为水晶头的引脚进行编号，其引脚序号是这样的：使水晶头有金属片的一面向上，从左至右的引脚序号是1-8(见右图)。双绞线中的4对线必须按规定的排列与水晶头对应序号的引脚进行压接，正确的线序对制作网线非常重要，错误的线序会大大降低网络传输速度，甚至根本不能通信。常用的100BASE-T标准对双绞线的规定如下：
线对1-2用于发送，3-6用于接收，4-5，7-8是双向线。
线对1-2线必须是双绞，3-6双绞，4-5双绞，7-8双绞。
因此，制作双绞线的关键是保证线对的顺序正确、不交叉以及线路的通畅。实际制作网线中，虽然可以用万用表来测量线的通断，但却无法用万用表来测量线序的正确与否。网线测试仪是一种既可以测量网线通断，又可测量线序正确性的小型仪器。本文介绍的网线测试仪经作者多年使用，证明其效果完全达到了市售产品的性能。考虑到小型计算机网络都使用双绞线作为传输介质，只设计了RJ45网线的测试。当然，只要对本电路做些简单的修改就可以使其能对BNC网线(即同轴电缆)进行测试。
二、电路工作原理
1. 电路组成
测试仪由信号发射和信号接收两部分组成，电路原理图见下图。
信号发射部分主要由六反相器U1(4069)和十进制计数器U2(4017)两片数字IC组成。U1内部包含六个独立的反相器(或称非门)，绘制电路时通常把每个反相器单独绘制，如下图中的U1A～U1F所示。反相器是一种当输入为1，则输出O；当输入为O，则输出1的数字电路。它除了可以作为数字逻辑电路外，还可以当作放大器使用。电路中U2E、U2F就是作为放大器来使用，它们与C1、R2和R3构成典型的阻容振荡器，用于产生计数器U2所需要的计数脉冲，其振荡周期约为1秒。U2是计数器，其逻辑功能是：当在CLK引脚(下图中4017的第(14)脚)上加入第一个脉冲时，它的输出端Q0～09中只有Q0输出高电平(即逻辑1，电压约等于电源电压)，其余为低电平(即逻辑0.0V)；加入第二个脉冲时，Q0会转为低电平，只有Q1输出高电平，以此类推，当加入第十个脉冲时，只有Q9输出高电平，同时其进位输出端CO引脚产生一个正脉冲，完成一轮计数，因此这种电路称为十进制计数器。在计数过程中，若在其复位引脚RST上加高电平，则计数会从头开始，即又从Q0、Q1…依次为高电平。U2的使能引脚(第(13)脚，／CLKEN)为低电平时，允许计数，反之停止计数，此处接地，目的是使U2-直处于计数状态。R1和LED1为电源指示。S1为电源开关。S2为测试网线屏蔽层的切换开关，当S2拨在1时可测试网线屏蔽层的通断，拨在3则用于测试线对3和6。CON1、CON2是RJ45插座。
信号接收部分由五个双色发光二极管DL1～DL5及10个二极管组成。
DL1～DL5分别用于指示线对1-2、线对3-6、线对4-5、线对7-8以及网线屏蔽层的状态。当某个双色发光二极管间隙地发绿光表示该线对正常，发红光表示该线对线序接反。若只一个双色发光二极管不亮表示该线对不通，若有多个双色发光二极管不亮则说明这些线对不通或它们互相交叉。
2．工作原理
本电路中把U1的第(10)脚(Q4)与第(15)脚(RST)相连，这样当第五个计数脉冲到来时，Q4输出的高电平被送到复位引脚RST使计数器复位，从而实现了四进制计数。当U1E和U1F组成的振荡器产生的脉冲信号从U2时钟引脚第(14)脚(CLK)源源不断地注入时，这个四进制计数器的输出端Q0～Q3就会像跑马灯一样循环地输出高电平，刚好可以完成对双绞线中4对线的轮流测试。
假设某个时刻U2的第(2)脚(Q1)输出高电平，该高电平通过D1隔离后到达CON1的第(3)脚，同时经U2A反相后变为低电平送入CON1的第(6)脚，用于测试线对3-6的状态。测试原理是这样的：
若线对3-6连接正确，则电流方向为：CON1第(3)脚→网线→接收器CON2的第(3)脚→DL2→D8→CON2的第(6)脚→CON1的第(6)脚，驱动DL2的绿色端发光。若3-6线对本身交叉，那么电流方向变为：CONl第(3)脚→网线→接收器CON2的第(6)脚→DL2→D7→CON2的第(3)脚→CONl的第(6)脚，从而驱动DL2的红色端发光。而当线对不通或跨线对交叉时，则会因为不能构成电流回路而导致DL2不亮。类似地，当U2的其它输出端为高电平时，就可用于其它线对的测试。
当测试屏蔽层时，把S2拨到1端，此时网线屏蔽层、线对3-6及DL5构成测试回路。
综上所述，若网线连接正确，则接收部分的DL1～DL4会依次以绿色光循环点亮；若线对顺序不正确，则DL1～DL4的点亮顺序会发生变化，根据这个变化了的顺序就可以很容易地判断哪些线对顺序错误；若某线对本身交叉，则相应的发光管会以红色光点亮；若网线跨线对交叉或网线不通，则DL1～DL4相应的发光管不亮。
三、元件选择与制作
U1、U2选用CMOS集成电路CD4069和CD4017。也可以使用其它逻辑功能相同的型号。但不能使用TTL集成电路，因为TTL集成电路功耗要比CMOS集成电路大得多，同时它的工作电压范围也太窄(5V±5％)。为便于使用，电路使用9V层叠电池供电。
RJ45连接插座CON1和CON2一般难以购得，可以从报废的网卡上拆取。
S1选用小型自锁开关。S2选用小型拨动开关。DL1～DL5选用红绿双色发光二极管。其它元件无特殊要求。
为方便制作，印制板被设计成单面板，见图3和图4(图4中连接DL2第(3)脚的浅灰色线是跳线)，图中的正方形焊盘表示元件的1脚。因为使用时通常把信号发射和接收部分分开，所以制作时要把这两部分分别安装在两个机壳内。
本电路只要元件正常和线路连接无误，勿需调试即可正常工作。
四、使用
测试时将网线两端分别插入信号发射部分和接收部分的CON1和CON2中，打开电源，则接收部分的指示灯会依次点亮，根据指示灯点亮的情况就可很容易地判断线对连接状态。值得注意的是，若某指示灯不亮，不要忙于下结论是网线跨线对交叉，可用网线钳进一步压牢水晶头后再试。
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