作者 何進(jìn)松 上海電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院(上海 201411)

何進(jìn)松(1985-)，女，碩士，講師，研究方向：智能算法和測(cè)試測(cè)量。

摘要：光電通信轉(zhuǎn)換器自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)按照光纖模塊產(chǎn)品對(duì)外接口規(guī)范設(shè)計(jì)測(cè)試系統(tǒng)，采用基于PXI平臺(tái)的模塊化產(chǎn)品和分立式測(cè)試儀器相結(jié)合的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)，提供了對(duì)光纖模塊產(chǎn)品的接口通信功能和性能指標(biāo)的測(cè)試功能，可以完成不同產(chǎn)品的自動(dòng)化測(cè)試。

引言

　　在國(guó)防、軍工、核電等領(lǐng)域，為了保證通信的穩(wěn)定性和可靠性，并且要求兼具較高的EMC電磁兼容性能，通常選擇具有較高抗電磁干擾性能的光纖通信方式，因此設(shè)計(jì)了光電通信轉(zhuǎn)換器，該模塊是將RS-422/485子卡的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成光信號(hào)的轉(zhuǎn)換模塊。目前設(shè)計(jì)主要有兩種類型，第一種類型是光電轉(zhuǎn)換器-A，支持4發(fā)4收信號(hào)轉(zhuǎn)換;第二種類型是光電轉(zhuǎn)換器-B，支持4發(fā)轉(zhuǎn)8發(fā)，即4路發(fā)電信號(hào)轉(zhuǎn)換成8路發(fā)光信號(hào)，實(shí)現(xiàn)信號(hào)的多路分配。為了測(cè)試這兩種產(chǎn)品的功能和性能指標(biāo)，需要設(shè)計(jì)一套自動(dòng)化測(cè)試設(shè)備分別對(duì)其進(jìn)行自動(dòng)化測(cè)試。

　　本文介紹的光電通信轉(zhuǎn)換器自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)根據(jù)《光纖模塊測(cè)試要求》文檔，采用基于PXI平臺(tái)的模塊化產(chǎn)品和分立式測(cè)試儀器相結(jié)合的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)，包括電氣設(shè)計(jì)、硬件設(shè)備選型和軟件設(shè)計(jì)三部分，保證產(chǎn)品在研發(fā)和生產(chǎn)過程中的功能及性能的正確性，為產(chǎn)品開發(fā)提供反饋。

1 測(cè)試要求

　　光電通信轉(zhuǎn)換器模塊需要測(cè)試的技術(shù)指標(biāo)包括以下幾項(xiàng)：

　　1) 輸入電壓測(cè)試

　　電源接口接24V電壓源，上電后，觀察8個(gè)導(dǎo)光柱下LED燈的情況;萬用表測(cè)試電源兩端是否短路，若無短路，加載24V輸入電壓，輸入電壓范圍為0~24V，誤差為±10%。測(cè)試各邊緣電壓值，模塊能否正常工作。

　　2) 輸出信號(hào)環(huán)路測(cè)試

　　將RS422信號(hào)從連接器輸入，在傳輸速率1M和5M的情況下，分別測(cè)試模塊光纖頭的發(fā)送與接收是否能正常。

　　3) 光功率測(cè)試

　　光功率指標(biāo)：-15.2dbm(20MbD d2d2 hexadecimal data， Peak if， on=60mA)。

　　4) 接收頭靈敏度測(cè)試

　　接收頭靈敏度指標(biāo)：-34.4dbm(20MbD d2d2 hexadecimal data 2km 62.5/125um fiber，誤碼率BER=10-12)。

　　5) 產(chǎn)品在線測(cè)試

　　需要對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行在線測(cè)試，測(cè)試1M和5M速率下的通信功能是否正常，檢測(cè)誤碼率等技術(shù)指標(biāo)。

2 電氣設(shè)計(jì)

　　針對(duì)測(cè)試需求，進(jìn)行自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)。本系統(tǒng)采用基于PXI平臺(tái)的模塊化產(chǎn)品和分立式測(cè)試儀器相結(jié)合的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)，PXI測(cè)試平臺(tái)和分立式測(cè)試儀器采用GPIB總線方式進(jìn)行連接和控制，從而實(shí)現(xiàn)測(cè)試資源的統(tǒng)一調(diào)度。

　　測(cè)試系統(tǒng)電氣結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

　　本系統(tǒng)測(cè)試資源包括兩部分：PXI測(cè)試資源、分立式測(cè)試儀器和程控?cái)z像頭。其中，主控制器通過GPIB接口控制各個(gè)分立式儀器，通過以太網(wǎng)控制攝像頭，從而實(shí)現(xiàn)測(cè)試資源的統(tǒng)一調(diào)度和控制。

　　1)PXI測(cè)試資源，該部分主要測(cè)試功能包括：被測(cè)產(chǎn)品供電控制功能、被測(cè)產(chǎn)品引腳通斷測(cè)試功能、422通信測(cè)試功能、關(guān)切換開關(guān)控制功能以及被測(cè)產(chǎn)品輸出電信號(hào)眼圖測(cè)試功能。

　　2)分立式測(cè)試儀器，該部分主要測(cè)試功能包括：提供被測(cè)產(chǎn)品供電電源、被測(cè)產(chǎn)品光功率測(cè)試、被測(cè)產(chǎn)品光信號(hào)衰減測(cè)試。

　　3)程控?cái)z像頭，該部分主要對(duì)被測(cè)件上的LED指示燈進(jìn)行拍照，并結(jié)合測(cè)試軟件進(jìn)行圖像解析，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)件LED指示燈的測(cè)試功能。

3 硬件設(shè)備選型

　　針對(duì)測(cè)試需求，進(jìn)行硬件選型，本系統(tǒng)硬件測(cè)試資源主要包括模塊如表1所示。

4 軟件設(shè)計(jì)

　　本系統(tǒng)采用NI公司的LabVIEW軟件進(jìn)行開發(fā)。主控程序軟件采用“基于隊(duì)列的動(dòng)態(tài)多功能生產(chǎn)者消費(fèi)者”設(shè)計(jì)模式，“生產(chǎn)者”線程是人機(jī)交互的接口，用于截獲用戶操作并將相應(yīng)的命令發(fā)送到“消費(fèi)者”線程，由“消息管理機(jī)構(gòu)”負(fù)責(zé)將命令分發(fā)到各功能模塊中或在自身線程完成相應(yīng)處理。

　　該系統(tǒng)軟件包括主控程序、系統(tǒng)管理模塊、資源管理模塊、信號(hào)管理模塊等軟件模塊，軟件架構(gòu)如圖2所示。

　　該軟件基于測(cè)試引擎+測(cè)試線程的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，各個(gè)引擎獨(dú)立運(yùn)行，并分別負(fù)責(zé)各自的功能線程，實(shí)現(xiàn)了測(cè)試的并行運(yùn)行。該軟件各模塊介紹如下：

　　1)人機(jī)界面，主要提供用戶操作菜單、按鈕，并顯示測(cè)試執(zhí)行情況;

　　2)系統(tǒng)管理引擎，要包括系統(tǒng)配置線程，用戶管理線程，測(cè)試數(shù)據(jù)管理線程和故障處理線程;

　　3)資源管理引擎，主要包括硬件設(shè)備管理線程，測(cè)試資源分配線程和RS422通信測(cè)試線程;

　　4)測(cè)試管理引擎，該引擎為測(cè)試軟件的核心引擎，主要包括測(cè)試序列編輯線程、測(cè)試序列執(zhí)行線程和測(cè)試報(bào)告管理線程。

　　軟件界面如圖3所示。

5 結(jié)論

　　本文設(shè)計(jì)的基于PXI平臺(tái)的光電通信轉(zhuǎn)換器自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)，具有高性能、擴(kuò)展性強(qiáng)、開發(fā)時(shí)間短等特點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、處理、顯示、記錄回放，可完成多通道同步任務(wù)。自動(dòng)化集成高、成本低、人機(jī)交互良好，改進(jìn)和升級(jí)都非常方便，在國(guó)防和核電安全的通信領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。

　　參考文獻(xiàn)：

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　　[3]李亦君.基于PXI和GPIB總線電路測(cè)試系統(tǒng)的開發(fā)與設(shè)計(jì)[J].現(xiàn)代電子技術(shù), 2010,33(22):35--37.

　　本文來源于《電子產(chǎn)品世界》2017年第12期第64頁(yè)，歡迎您寫論文時(shí)引用，并注明出處。