基于PXI平台的光电通信转换器自动化测试系统设计

作者 何进松 上海电子信息职业技术学院(上海 201411)

何进松(1985-)，女，硕士，讲师，研究方向：智能算法和测试测量。

摘要：光电通信转换器自动化测试系统按照光纤模块产品对外接口规范设计测试系统，采用基于PXI平台的模块化产品和分立式测试仪器相结合的方式进行设计，提供了对光纤模块产品的接口通信功能和性能指标的测试功能，可以完成不同产品的自动化测试。

引言

　　在国防、军工、核电等领域，为了保证通信的稳定性和可靠性，并且要求兼具较高的EMC电磁兼容性能，通常选择具有较高抗电磁干扰性能的光纤通信方式，因此设计了光电通信转换器，该模块是将RS-422/485子卡的电信号转换成光信号的转换模块。目前设计主要有两种类型，第一种类型是光电转换器-A，支持4发4收信号转换;第二种类型是光电转换器-B，支持4发转8发，即4路发电信号转换成8路发光信号，实现信号的多路分配。为了测试这两种产品的功能和性能指标，需要设计一套自动化测试设备分别对其进行自动化测试。

　　本文介绍的光电通信转换器自动化测试系统根据《光纤模块测试要求》文档，采用基于PXI平台的模块化产品和分立式测试仪器相结合的方式进行设计，包括电气设计、硬件设备选型和软件设计三部分，保证产品在研发和生产过程中的功能及性能的正确性，为产品开发提供反馈。

1 测试要求

　　光电通信转换器模块需要测试的技术指标包括以下几项：

　　1) 输入电压测试

　　电源接口接24V电压源，上电后，观察8个导光柱下LED灯的情况;万用表测试电源两端是否短路，若无短路，加载24V输入电压，输入电压范围为0~24V，误差为±10%。测试各边缘电压值，模块能否正常工作。

　　2) 输出信号环路测试

　　将RS422信号从连接器输入，在传输速率1M和5M的情况下，分别测试模块光纤头的发送与接收是否能正常。

　　3) 光功率测试

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

　　4) 接收头灵敏度测试

　　接收头灵敏度指标：-34.4dbm(20MbD d2d2 hexadecimal data 2km 62.5/125um fiber，误码率BER=10-12)。

　　5) 产品在线测试

　　需要对产品进行在线测试，测试1M和5M速率下的通信功能是否正常，检测误码率等技术指标。

2 电气设计

　　针对测试需求，进行自动化测试系统设计。本系统采用基于PXI平台的模块化产品和分立式测试仪器相结合的方式进行设计，PXI测试平台和分立式测试仪器采用GPIB总线方式进行连接和控制，从而实现测试资源的统一调度。

　　测试系统电气结构图如图1所示。

　　本系统测试资源包括两部分：PXI测试资源、分立式测试仪器和程控摄像头。其中，主控制器通过GPIB接口控制各个分立式仪器，通过以太网控制摄像头，从而实现测试资源的统一调度和控制。

　　1)PXI测试资源，该部分主要测试功能包括：被测产品供电控制功能、被测产品引脚通断测试功能、422通信测试功能、关切换开关控制功能以及被测产品输出电信号眼图测试功能。

　　2)分立式测试仪器，该部分主要测试功能包括：提供被测产品供电电源、被测产品光功率测试、被测产品光信号衰减测试。

　　3)程控摄像头，该部分主要对被测件上的LED指示灯进行拍照，并结合测试软件进行图像解析，从而实现对被测件LED指示灯的测试功能。

3 硬件设备选型

　　针对测试需求，进行硬件选型，本系统硬件测试资源主要包括模块如表1所示。

4 软件设计

　　本系统采用NI公司的LabVIEW软件进行开发。主控程序软件采用“基于队列的动态多功能生产者消费者”设计模式，“生产者”线程是人机交互的接口，用于截获用户操作并将相应的命令发送到“消费者”线程，由“消息管理机构”负责将命令分发到各功能模块中或在自身线程完成相应处理。

　　该系统软件包括主控程序、系统管理模块、资源管理模块、信号管理模块等软件模块，软件架构如图2所示。

　　该软件基于测试引擎+测试线程的设计结构，各个引擎独立运行，并分别负责各自的功能线程，实现了测试的并行运行。该软件各模块介绍如下：

　　1)人机界面，主要提供用户操作菜单、按钮，并显示测试执行情况;

　　2)系统管理引擎，要包括系统配置线程，用户管理线程，测试数据管理线程和故障处理线程;

　　3)资源管理引擎，主要包括硬件设备管理线程，测试资源分配线程和RS422通信测试线程;

　　4)测试管理引擎，该引擎为测试软件的核心引擎，主要包括测试序列编辑线程、测试序列执行线程和测试报告管理线程。

　　软件界面如图3所示。

5 结论

　　本文设计的基于PXI平台的光电通信转换器自动化测试系统，具有高性能、扩展性强、开发时间短等特点，可实现实时数据采集、处理、显示、记录回放，可完成多通道同步任务。自动化集成高、成本低、人机交互良好，改进和升级都非常方便，在国防和核电安全的通信领域具有广泛的应用前景。

　　参考文献：

　　[1]姚远.基于PXI的自动化测试系统设计[J].电子测量技术,2012, 35(6):25-28.

　　[2]王东岳,陈斯文.基于PXI总线的波控设备自动化测试系统设计[J].信息化研究,2016(1):31-34.

　　[3]李亦君.基于PXI和GPIB总线电路测试系统的开发与设计[J].现代电子技术, 2010,33(22):35--37.

　　本文来源于《电子产品世界》2017年第12期第64页，欢迎您写论文时引用，并注明出处。