基于PXI平臺的光電通信轉換器自動(dòng)化測試系統設計

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：智能算法和測試測量。

摘要：光電通信轉換器自動(dòng)化測試系統按照光纖模塊產(chǎn)品對外接口規范設計測試系統，采用基于PXI平臺的模塊化產(chǎn)品和分立式測試儀器相結合的方式進(jìn)行設計，提供了對光纖模塊產(chǎn)品的接口通信功能和性能指標的測試功能，可以完成不同產(chǎn)品的自動(dòng)化測試。

引言

　　在國防、軍工、核電等領(lǐng)域，為了保證通信的穩定性和可靠性，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，因此設計了光電通信轉換器，該模塊是將RS-422/485子卡的電信號轉換成光信號的轉換模塊。目前設計主要有兩種類(lèi)型，第一種類(lèi)型是光電轉換器-A，支持4發(fā)4收信號轉換;第二種類(lèi)型是光電轉換器-B，支持4發(fā)轉8發(fā)，即4路發(fā)電信號轉換成8路發(fā)光信號，實(shí)現信號的多路分配。為了測試這兩種產(chǎn)品的功能和性能指標，需要設計一套自動(dòng)化測試設備分別對其進(jìn)行自動(dòng)化測試。

　　本文介紹的光電通信轉換器自動(dòng)化測試系統根據《光纖模塊測試要求》文檔，采用基于PXI平臺的模塊化產(chǎn)品和分立式測試儀器相結合的方式進(jìn)行設計，包括電氣設計、硬件設備選型和軟件設計三部分，保證產(chǎn)品在研發(fā)和生產(chǎn)過(guò)程中的功能及性能的正確性，為產(chǎn)品開(kāi)發(fā)提供反饋。

1 測試要求

　　光電通信轉換器模塊需要測試的技術(shù)指標包括以下幾項：

　　1) 輸入電壓測試

　　電源接口接24V電壓源，上電后，觀(guān)察8個(gè)導光柱下LED燈的情況;萬(wàn)用表測試電源兩端是否短路，若無(wú)短路，加載24V輸入電壓，輸入電壓范圍為0~24V，誤差為±10%。測試各邊緣電壓值，模塊能否正常工作。

　　2) 輸出信號環(huán)路測試

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

　　3) 光功率測試

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

　　4) 接收頭靈敏度測試

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

　　5) 產(chǎn)品在線(xiàn)測試

　　需要對產(chǎn)品進(jìn)行在線(xiàn)測試，測試1M和5M速率下的通信功能是否正常，檢測誤碼率等技術(shù)指標。

2 電氣設計

　　針對測試需求，進(jìn)行自動(dòng)化測試系統設計。本系統采用基于PXI平臺的模塊化產(chǎn)品和分立式測試儀器相結合的方式進(jìn)行設計，PXI測試平臺和分立式測試儀器采用GPIB總線(xiàn)方式進(jìn)行連接和控制，從而實(shí)現測試資源的統一調度。

　　測試系統電氣結構圖如圖1所示。

　　本系統測試資源包括兩部分：PXI測試資源、分立式測試儀器和程控攝像頭。其中，主控制器通過(guò)GPIB接口控制各個(gè)分立式儀器，通過(guò)以太網(wǎng)控制攝像頭，從而實(shí)現測試資源的統一調度和控制。

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

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

　　3)程控攝像頭，該部分主要對被測件上的LED指示燈進(jìn)行拍照，并結合測試軟件進(jìn)行圖像解析，從而實(shí)現對被測件LED指示燈的測試功能。

3 硬件設備選型

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

4 軟件設計

　　本系統采用NI公司的LabVIEW軟件進(jìn)行開(kāi)發(fā)。主控程序軟件采用“基于隊列的動(dòng)態(tài)多功能生產(chǎn)者消費者”設計模式，“生產(chǎn)者”線(xiàn)程是人機交互的接口，用于截獲用戶(hù)操作并將相應的命令發(fā)送到“消費者”線(xiàn)程，由“消息管理機構”負責將命令分發(fā)到各功能模塊中或在自身線(xiàn)程完成相應處理。

　　該系統軟件包括主控程序、系統管理模塊、資源管理模塊、信號管理模塊等軟件模塊，軟件架構如圖2所示。

　　該軟件基于測試引擎+測試線(xiàn)程的設計結構，各個(gè)引擎獨立運行，并分別負責各自的功能線(xiàn)程，實(shí)現了測試的并行運行。該軟件各模塊介紹如下：

　　1)人機界面，主要提供用戶(hù)操作菜單、按鈕，并顯示測試執行情況;

　　2)系統管理引擎，要包括系統配置線(xiàn)程，用戶(hù)管理線(xiàn)程，測試數據管理線(xiàn)程和故障處理線(xiàn)程;

　　3)資源管理引擎，主要包括硬件設備管理線(xiàn)程，測試資源分配線(xiàn)程和RS422通信測試線(xiàn)程;

　　4)測試管理引擎，該引擎為測試軟件的核心引擎，主要包括測試序列編輯線(xiàn)程、測試序列執行線(xiàn)程和測試報告管理線(xiàn)程。

　　軟件界面如圖3所示。

5 結論

　　本文設計的基于PXI平臺的光電通信轉換器自動(dòng)化測試系統，具有高性能、擴展性強、開(kāi)發(fā)時(shí)間短等特點(diǎn)，可實(shí)現實(shí)時(shí)數據采集、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、人機交互良好，改進(jìn)和升級都非常方便，在國防和核電安全的通信領(lǐng)域具有廣泛的應用前景。

　　參考文獻：

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