虛擬儀器技術在光模塊自動測試系統中的應用

　　1. 虛擬儀器介紹

　　目前，國內企業在光通信產品的參數測試過程中主要還是使用國內外的先進測試設備，各種測試儀器之間大多是孤立的，而且主要是用手調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據;這樣不僅測試過程操作繁雜，容易出錯，而且重要的是測試效率太低。而且現在國內光通信產業不是很景氣，因此提高生產率、降低成本、實現光通信模塊測試自動化成為提高光電企業市場競爭力的關鍵之一。

　　本文研究利用虛擬儀器技術實現光模塊各項性能參數的自動測試過程。

　　1.1 虛擬儀器及VISA（虛擬儀器軟體體系）

　　虛擬儀器是傳統儀器與計算機技術深層次結合的產物，它由計算機、軟體包、儀器硬體組成。採用虛擬儀器軟體技術，可以解決自動測試系統彼此間不兼容，達到共享硬體和軟體的目的，利用通用硬體模塊，可以快速、方便地組建各種自動測試系統，利用計算機的強大功能，可方便地進行信號分析、數據處理、存儲、傳輸以及顯示等。

　　VISA是虛擬儀器軟體體系結構的簡稱。

　　VISA標準的提出統一了儀器工業的軟體接口標準，使得儀器驅動程序兼容性強，二次開發變得很容易，並且可適應未來軟硬體的發展需要。

2. 光模塊測試系統結構與實現原理

　　本測試系統使用的測試儀器設備有Agilent 公司的數字通信分析儀86100B、E8403A VXI機箱、VXI 81250誤碼儀模塊、中國電子科技集團第41研究所AV2495光功率計、AV6381可編程光衰減器等。其中86100B、AV2495光功率計、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接口的測試儀器連接起來整合到一套完整的系統中，使用Agilent VISA庫編寫測試應用程式控制儀器操作。Agilent VXI 81250誤碼儀模塊在使用時插入Agilent E8403A VXI機箱中，計算機中需要插入美國旭電公司的PCI IEEE1394卡，VXI機箱0槽模塊E8491B與計算機中的1394卡通過IEEE 1394 PC Link to VXI電纜連接。對於Agilent 81250模塊，也是在Agilent VISA庫的基礎上編寫應用程式實現對它的控制操作。

3. 光模塊測試系統的構成

　　本測試系統主要由測試電路板部分、測試控制中心（計算機）兩個部分組成。

　　本測試系統組成原理圖如圖1所示。

圖1光模塊通用測試系統組成原理

　　3.1 測試板電路部分主要實現的功能有：

　　a.實現高低告警信號的俘獲。

　　b.光模塊發射端、接收端工作電流的採集。

　　c.由Atmel公司的89C51單片機埠控制光開關、電開關切換電通路和光通路。本系統採用了中國電子科技集團第34研究所的2x2光開關。

　　3.2 測試控制中心（計算機）部分主要實現的功能有:

　　a.控制 Agilent81250 VXI模塊化儀器。在實現的軟體中可以設置誤碼儀測量二進位誤碼的模式（1誤碼/0誤碼/全誤碼）等參數。以及控制誤碼儀開始和停止發送電信號。最後可以顯示誤碼率計算結果值。

　　b.控制AV2495光功率計、AV6381光衰減器及Agilent DCA 86100B。對這些儀器可以通過發送GPIB命令設置測量儀器的各項初始參數及讀取測量結果。

　　c.通過計算機RS232串口，計算機與Atmel公司的AT89C51單片機通信，實現計算機採集光模塊發射端與接收端的工作電流、高低告警值的測量以及計算機向單片機發送命令控制光電開關的切換。

　　d.將測試結果存儲到資料庫中，方便管理與查詢。

　　本自動測試系統可以測試四種類型的光模塊。這四種模塊的參數不同。這可以在計算機軟體中修改參數設置來實現測試四種類型的光模塊。

4. 系統設計技術實現

　　4.1 誤碼儀程序控制

　　對誤碼儀的控制以美國國家儀器公司（National Instrument）的圖形化編程軟體Labview7.0為基礎，根據Agilent公司提供的函數面板文件，由LabVIEW中的轉換功能，將VISA庫轉換成LabVIEW下可以直接調用的小圖標（每個小圖標代表VISA庫中的一個基本函數）。然後根據要實現的功能，把這些小圖標用線連接起來。如圖3。