虛擬儀器技術(shù)在光模塊自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)中的應(yīng)用

摘  要：研究了虛擬儀器技術(shù)在光通信產(chǎn)品參數(shù)測(cè)量過程中的應(yīng)用。光模塊是光纖通訊收發(fā)端光電轉(zhuǎn)換器和電路控制器的組合，其作用是實(shí)現(xiàn)光/電信號(hào)的轉(zhuǎn)換。采用虛擬儀器技術(shù)組建光模塊測(cè)試系統(tǒng)具有開發(fā)周期短、成本低的特點(diǎn)，同時(shí)又具有很強(qiáng)的兼容性和擴(kuò)展性，能夠大大縮短光模塊主要參數(shù)的測(cè)試時(shí)間、簡(jiǎn)化測(cè)試過程以及實(shí)現(xiàn)測(cè)試過程的自動(dòng)化。

關(guān)鍵詞：虛擬儀器;光模塊;自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)

1. 虛擬儀器介紹

目前，國(guó)內(nèi)企業(yè)在光通信產(chǎn)品的參數(shù)測(cè)試過程中主要還是使用國(guó)內(nèi)外的先進(jìn)測(cè)試設(shè)備，各種測(cè)試儀器之間大多是孤立的，而且主要是用手調(diào)儀器控制面板上的各種旋鈕、按鈕，用人眼觀看儀器上的波形或數(shù)據(jù);這樣不僅測(cè)試過程操作繁雜，容易出錯(cuò)，而且重要的是測(cè)試效率太低。而且現(xiàn)在國(guó)內(nèi)光通信產(chǎn)業(yè)不是很景氣，因此提高生產(chǎn)率、降低成本、實(shí)現(xiàn)光通信模塊測(cè)試自動(dòng)化成為提高光電企業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵之一。

本文研究利用虛擬儀器技術(shù)實(shí)現(xiàn)光模塊各項(xiàng)性能參數(shù)的自動(dòng)測(cè)試過程。

1.1 虛擬儀器及VISA（虛擬儀器軟件體系）

虛擬儀器是傳統(tǒng)儀器與計(jì)算機(jī)技術(shù)深層次結(jié)合的產(chǎn)物，它由計(jì)算機(jī)、軟件包、儀器硬件組成。采用虛擬儀器軟件技術(shù)，可以解決自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)彼此間不兼容，達(dá)到共享硬件和軟件的目的，利用通用硬件模塊，可以快速、方便地組建各種自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)，利用計(jì)算機(jī)的強(qiáng)大功能，可方便地進(jìn)行信號(hào)分析、數(shù)據(jù)處理、存儲(chǔ)、傳輸以及顯示等。

VISA是虛擬儀器軟件體系結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)稱。

VISA標(biāo)準(zhǔn)的提出統(tǒng)一了儀器工業(yè)的軟件接口標(biāo)準(zhǔn)，使得儀器驅(qū)動(dòng)程序兼容性強(qiáng)，二次開發(fā)變得很容易，并且可適應(yīng)未來軟硬件的發(fā)展需要。

2. 光模塊測(cè)試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與實(shí)現(xiàn)原理

本測(cè)試系統(tǒng)使用的測(cè)試儀器設(shè)備有Agilent 公司的數(shù)字通信分析儀86100B、E8403A VXI機(jī)箱、VXI 81250誤碼儀模塊、中國(guó)電子科技集團(tuán)第41研究所AV2495光功率計(jì)、AV6381可編程光衰減器等。其中86100B、AV2495光功率計(jì)、AV6381可編程光衰減器都帶有GPIB接口，可通過Agilent公司的GPIB卡把這些帶有GPIB接口的測(cè)試儀器連接起來整合到一套完整的系統(tǒng)中，使用Agilent VISA庫編寫測(cè)試應(yīng)用程序控制儀器操作。Agilent VXI 81250誤碼儀模塊在使用時(shí)插入Agilent E8403A VXI機(jī)箱中，計(jì)算機(jī)中需要插入美國(guó)旭電公司的PCI IEEE1394卡，VXI機(jī)箱0槽模塊E8491B與計(jì)算機(jī)中的1394卡通過IEEE 1394 PC Link to VXI電纜連接。對(duì)于Agilent 81250模塊，也是在Agilent VISA庫的基礎(chǔ)上編寫應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)對(duì)它的控制操作。

3. 光模塊測(cè)試系統(tǒng)的構(gòu)成

本測(cè)試系統(tǒng)主要由測(cè)試電路板部分、測(cè)試控制中心（計(jì)算機(jī)）兩個(gè)部分組成。

本測(cè)試系統(tǒng)組成原理圖如圖1所示。

圖1光模塊通用測(cè)試系統(tǒng)組成原理

3.1 測(cè)試板電路部分主要實(shí)現(xiàn)的功能有：

a.實(shí)現(xiàn)高低告警信號(hào)的俘獲。

b.光模塊發(fā)射端、接收端工作電流的采集。

c.由Atmel公司的89C51單片機(jī)端口控制光開關(guān)、電開關(guān)切換電通路和光通路。本系統(tǒng)采用了中國(guó)電子科技集團(tuán)第34研究所的2x2光開關(guān)。

3.2 測(cè)試控制中心（計(jì)算機(jī)）部分主要實(shí)現(xiàn)的功能有:

a.控制 Agilent81250 VXI模塊化儀器。在實(shí)現(xiàn)的軟件中可以設(shè)置誤碼儀測(cè)量二進(jìn)制誤碼的模式（1誤碼/0誤碼/全誤碼）等參數(shù)。以及控制誤碼儀開始和停止發(fā)送電信號(hào)。最后可以顯示誤碼率計(jì)算結(jié)果值。

b.控制AV2495光功率計(jì)、AV6381光衰減器及Agilent DCA 86100B。對(duì)這些儀器可以通過發(fā)送GPIB命令設(shè)置測(cè)量?jī)x器的各項(xiàng)初始參數(shù)及讀取測(cè)量結(jié)果。

c.通過計(jì)算機(jī)RS232串口，計(jì)算機(jī)與Atmel公司的AT89C51單片機(jī)通信，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)采集光模塊發(fā)射端與接收端的工作電流、高低告警值的測(cè)量以及計(jì)算機(jī)向單片機(jī)發(fā)送命令控制光電開關(guān)的切換。

d.將測(cè)試結(jié)果存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫中，方便管理與查詢。

本自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)可以測(cè)試四種類型的光模塊。這四種模塊的參數(shù)不同。這可以在計(jì)算機(jī)軟件中修改參數(shù)設(shè)置來實(shí)現(xiàn)測(cè)試四種類型的光模塊。