基于PXI平臺的光電通信轉換器自動測試系統(tǒng)設計

作者何勁松上海電子信息職業(yè)技術學院（上海201411)

本文引文地址：

何勁松（1985-），女，碩士，講師，研究方向：智能算法與測試測量。

摘要：光電通信轉換器自動測試系統(tǒng)是根據(jù)光纖模塊產(chǎn)品的外部接口規(guī)范設計的，并且該設計是將基于PXI平臺的模塊化產(chǎn)品與離散測試儀器結合在一起進行設計的。接口通訊功能和性能指標測試功能可以完成不同產(chǎn)品的自動測試。

簡介

在國防，軍工，核電等領域，為了保證通信的穩(wěn)定性和可靠性，并要求兼具較高的EMC電磁兼容性能，通常選擇抗干擾性高的光纖通信方式。電磁干擾性能，因此設計了一種光電通信轉換器，它是將RS-422 / 485子卡的電信號轉換為光信號的轉換模塊。當前，設計有兩種主要類型。第一種是光電轉換器-A，它支持4個發(fā)送和4個接收信號轉換。第二種是光電轉換器-B，它支持4發(fā)送到8發(fā)送，即4個發(fā)電信號。它被轉換成8個發(fā)光信號，以實現(xiàn)信號的多重分配。為了測試這兩種產(chǎn)品的功能和性能指標，有必要設計一套自動化測試設備分別對它們進行自動化測試。

本文介紹的光電通信轉換器自動測試系統(tǒng)是根據(jù)“光纖模塊測試要求”文檔設計的，結合了基于PXI平臺的模塊化產(chǎn)品和分立的測試儀器，包括電氣設計和硬件設備選擇。模型和軟件設計的三個部分確保了產(chǎn)品在開發(fā)和生產(chǎn)過程中功能和性能的正確性，并為產(chǎn)品開發(fā)提供反饋。

1個測試要求

光電通信轉換器模塊需要測試的技術指標包括：

1)輸入電壓測試

電源接口連接到24V電壓源。開機后，觀察8個光導下方的LED燈；用萬用表測試電源的兩端是否短路。如果沒有短路，請加載24V輸入電壓，輸入電壓范圍為0?24V，誤差為±10％。測試每個邊緣電壓值，以查看模塊是否可以正常工作。

2)輸出信號環(huán)路測試

從連接器輸入RS422信號。傳輸速率分別為1M和5M時，分別測試模塊光纖頭的收發(fā)是否正常。

3)光功率測試

光功率指數(shù)：-15.2dbm（20MbD d2d2十六進制數(shù)據(jù)，如果開，峰值為60mA，則為峰值）。

4)接收器靈敏度測試

接收頭靈敏度指標：-34.4dbm（20MbD d2d2十六進制數(shù)據(jù)2km 62.5 / 125um光纖，誤碼率BER = 10-1 2)。

5)在線產(chǎn)品測試

有必要對產(chǎn)品進行在線測試，以測試1M和5M速度下的通信功能是否正常，并檢測誤碼率等技術指標。

2電氣設計

根據(jù)測試要求，設計一個自動化測試系統(tǒng)。該系統(tǒng)是通過結合基于PXI平臺的模塊化產(chǎn)品和離散測試儀器而設計的。通過GPIB總線連接和控制PXI測試平臺和離散測試儀器，以實現(xiàn)測試資源的統(tǒng)一調(diào)度。

測試系統(tǒng)的電氣結構如圖1所示。

該系統(tǒng)的測試資源包括兩部分：PXI測試資源，離散測試儀器和程控攝像機。其中，主控制器通過GPIB接口控制每臺離散儀器，通過以太網(wǎng)控制攝像機，從而實現(xiàn)測試資源的統(tǒng)一調(diào)度和控制。

1) PXI測試資源。該部分的主要測試功能包括：被測產(chǎn)品的電源控制功能，被測產(chǎn)品的引腳開-關測試功能，422通信測試功能，關斷控制功能以及被測產(chǎn)品的輸出功率測試功能。

2)離散測試儀器。這部分的主要測試功能包括：為被測產(chǎn)品提供電源，測試被測產(chǎn)品的光功率，以及測試被測產(chǎn)品的光信號衰減。

3)程控攝像機，該部分主要為DUT上的LED指示燈拍照，并將圖像分析與測試軟件相結合，以實現(xiàn)DUT的LED指示燈的測試功能。

3硬件設備選擇

根據(jù)測試要求，進行硬件選擇。該系統(tǒng)的硬件測試資源主要包括表1中所示的模塊。

4軟件設計

該系統(tǒng)采用NI公司的LabVIEW軟件進行開發(fā)。主控制程序軟件采用“基于隊列的動態(tài)多功能生產(chǎn)者和消費者”設計模式。 “生產(chǎn)者”線程是人機交互界面，它攔截用戶操作并將相應的命令發(fā)送到“消費者”線程。 “消息管理機構”負責將命令分發(fā)到各個功能模塊或在其自己的線程中完成相應的處理。

系統(tǒng)軟件包括軟件模塊，例如主控制程序，系統(tǒng)管理模塊，資源管理模塊和信號管理模塊。軟件架構如圖2所示。

該軟件基于測試引擎+測試線程的設計結構。每個引擎獨立運行并負責自己的功能線程，從而實現(xiàn)測試的并行操作。該軟件的模塊介紹如下：

1)人機界面，主要提供用戶操作菜單和按鈕，并顯示測試執(zhí)行狀態(tài)；

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

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

4)測試管理引擎，它是測試軟件的核心引擎自動測量設備，主要包括測試序列編輯線程，測試序列執(zhí)行線程和測試報告管理線程。

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測試系統(tǒng)具有高性能，可擴展性強，開發(fā)時間短的特點。它可以實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)采集，處理，顯示，記錄回放以及完整的多通道同步。任務。自動化集成度高，成本低，人機交互性好，改進和升級非常方便，在國防和核電安全通信領域具有廣闊的應用前景。

參考：

[1]姚遠?；赑XI的自動化測試系統(tǒng)設計[J]。電子測量技術，2012，35（6)：25-28.

[2]王冬月，陳思文?；赑XI總線的波控設備自動測試系統(tǒng)設計[J]。情報探索自動測量設備，2016（1)：31-34.

[3]李義君。彭建華，彭建華?；赑XI和GPIB總線的電路測試系統(tǒng)的開發(fā)與設計[J]。現(xiàn)代電子技術，2010,33（2 2)：35--37.

本文摘自2017年第12期“電子產(chǎn)品世界”的第64頁。歡迎在撰寫論文時引用該文章并注明出處。