高溫環(huán)境下光電模塊性能測試裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公布了高溫環(huán)境下光電模塊性能測試裝置，包括高溫烤箱，在高溫烤箱內安裝有內部測試板，還包括外部測試板，內部測試板與外部測試板連接，外部測試板的輸出端傳輸至計算機。本實用新型直接對整個光電模塊進行加溫實驗，采集光電模塊的5個關鍵參數在溫度變化下的采樣數據，對采樣數據利用阿倫尼斯模型進行計算，從而評估光電模塊在正常情況下的壽命；避免了以LED的壽命來作為光電模塊壽命的不準確性，且不需要剝離出LED即可進行測試，方便實驗的成規(guī)模應用。
【專利說明】高溫環(huán)境下光電模塊性能測試裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉加速壽命試驗領域的實驗裝置，具體是指高溫環(huán)境下光電模塊性能測試裝置。
【背景技術】
[0002]加速壽命試驗的統(tǒng)一定義最早由美羅姆航展中心于1967年提出，加速壽命試驗是在進行合理工程及統(tǒng)計假設的基礎上，利用與物理失效規(guī)律相關的統(tǒng)計模型對在超出正常應力水平的加速環(huán)境下獲得的信息進行轉換，得到產品在額定應力水平下的特征可復現的數值估計的一種試驗方法。簡言之，加速壽命試驗是在保持失效機理不變的條件下，通過加大試驗應力來縮短試驗周期的一種壽命試驗方法。加速壽命試驗采用加速應力水平來進行產品的壽命試驗，從而縮短了試驗時間，提高了試驗效率，降低了試驗成本。進行加速壽命試驗必須確定一系列的參數，包括(但不限于):試驗持續(xù)時間、樣本數量、試驗目的、要求的置信度、需求的精度、費用、加速因子、外場環(huán)境、試驗環(huán)境、加速因子計算、威布爾分布斜率或β參數(β < I表示早期故障，β > I表示耗損故障)。用加速壽命試驗方法確定產品壽命，關鍵是確定加速因子，而有時這是最困難的，一般用以下兩種方法:1、現有模型，現有模型有:Arrhenius模型、Coff in2Manson模型和Norris2Lanzberg模型等,使用現有模型比用試驗方法來確定加速因子節(jié)省時間，并且所需樣本少，但不是很精確，且模型變量的賦值較復雜；2、通過試驗確定的模型(需要大量試驗樣本和時間)，若沒有合適的加速模型，就需要通過試驗導出加速因子，先將樣本分成3個應力級別:高應力、中應力、低應力，定試驗計劃確保在每一個應力級別上產生相同的失效機理，這是確定加速因子較精確的方法，但需要較長的時間和較多樣本。
[0003]由于光電模塊是一個整體集合，其中包含許多電子元器件，其中以LED最為重要，是光電模塊工作的核心器件，LED的可靠性直接關系到整個光電模塊的可靠性?，F有技術大多是以單獨剝離出LED，在高溫下進行測試并推導出其在正常情況下的壽命，以LED的壽命作為整個光模塊的壽命。這樣的方法雖然簡單，但是忽視了光電模塊作為一個整體，有可能會因為除了 LED以外的內部其他器件的問題而達到壽命上限。
實用新型內容
[0004]本實用新型的目的在于提供高溫環(huán)境下光電模塊性能測試裝置，解決目前的以LED的可靠性來代替整個光電模塊的可靠性存在的失真問題，達到測試整個光電模塊的目的。
[0005]本實用新型的目的通過下述技術方案實現:
[0006]高溫環(huán)境下光電模塊性能測試裝置，包括高溫烤箱，在高溫烤箱內安裝有內部測試板，還包括外部測試板，內部測試板與外部測試板連接，外部測試板的通過電平轉換芯片輸出信號傳輸至計算機。
[0007]所述內部測試板包括η個SFP插座，η為大于I的自然數，這η個SFP插座的SDA、SCL、VCC三個管腳與金屬端子連接，連接SDA和SCL的金屬端子通過耐高溫導線同時分別與I2C總線多路復用器、模擬多路復用器連接，I2C總線多路復用器、模擬多路復用器均與數字信號處理器DSP連接，數字信號處理器的輸出端連接至電平轉換芯片，電平轉換芯片的輸出端連接至上位機。本實用新型在使用時內部測試板放置在高溫測試箱內，高溫狀態(tài)下光電模塊的I2C診斷信號通過SFP插座傳輸給I2C總線多路復用器和模擬多路復用器，I2C總線多路復用器是一種綜合系統(tǒng)，通常包含一定數目的數據輸入，η個地址輸入，以二進制形式選擇一種數據輸入，I2C總線多路復用器有一個單獨的輸出，與選擇的數據輸入值相同，用于中等密度的自動化測試系統(tǒng)，在自動測試系統(tǒng)中配合臺式數字萬用表、信號發(fā)生器等各種測試儀器，實現在計算機控制系統(tǒng)中的自動化測試，擴展儀器測試通道；模擬多路復用器的用途與總線多路復用器的作用類似，采集不同矢量的方向的輸入信號并傳遞給數字信號處理器，數字信號處理器將采集到的模擬信號進行采樣變成數字信號，并經過電平轉換芯片轉換后通過串口發(fā)送給上位機。
[0008]所述的SFP插座的SDA、SCL、VCC三個管腳與金屬端子連接。具體地講，SFP插座作為測試件的連接端口，在SFP插座上連接金屬端子，具體的管腳為SDA、SCL、VCC，就可以測試光電模塊的多個參數了。
[0009]所述外部測試板包括PCB電路安裝板，還包括設置在PCB電路安裝板上的I2C總線多路復用器、模擬多路復用器、DSP，I2C總線多路復用器和模擬多路復用器的輸入端與內部測試板連接，輸出端與DSP連接，DSP的輸出端與電平轉換芯片連接。
[0010]本實用新型采用獨立的電路安裝板，可以與內部測試板進行分離，避免高溫測試箱影響測試結果，I2C總線多路復用器接收內部測試板的輸出信號，I2C總線多路復用器是一種綜合系統(tǒng)，通常包含一定數目的數據輸入，η個地址輸入，以二進制形式選擇一種數據輸入，總線多路復用器有一個單獨的輸出，與選擇的數據輸入值相同，用于中等密度的自動化測試系統(tǒng)，在自動測試系統(tǒng)中配合臺式數字萬用表、信號發(fā)生器等各種測試儀器，實現在計算機控制系統(tǒng)中的自動化測試，擴展儀器測試通道，DSP接收到內部測試板輸出的包含發(fā)送光功率、接收光功率、溫度、SFP工作電壓、SFP工作偏置電流這五個參數的I2C信號，并對包含這五個參數的I2C信號進行處理，由電平轉換芯片通過串口輸出。
[0011]所述的I2C總線多路復用器的輸入端接收內部測試板輸出的I2C信號并傳輸至DSP，模擬多路復用器的輸入端接收監(jiān)控到的內部測試板的時間信號并傳輸給DSP，DSP將接收到的時間信號與I2C總線多路復用器接收到的I2C信號進行同步。
[0012]還包括供電電源，供電電源分別與內部測試板上SFP插座的VCC管腳，總線多路復用器、模擬多路復用器、DSP、電平轉換芯片連接。采用獨立電源對外部測試板的各個模塊進行供電，可以將其與內部測試板的電源區(qū)別開，避免了外界溫度對系統(tǒng)的影響。
[0013]本實用新型與現有技術相比，具有如下的優(yōu)點和有益效果:
[0014]本實用新型高溫環(huán)境下光電模塊性能測試裝置，采用I2C總線多路復用器接收內部測試板的輸出信號，I2C總線多路復用器是一種綜合系統(tǒng)，通常包含一定數目的數據輸入，η個地址輸入，以二進制形式選擇一種數據輸入，總線多路復用器有一個單獨的輸出，與選擇的數據輸入值相同，用于中等密度的自動化測試系統(tǒng)，在自動測試系統(tǒng)中配合臺式數字萬用表、信號發(fā)生器等各種測試儀器，實現在計算機控制系統(tǒng)中的自動化測試，擴展儀器測試通道，DSP接收到內部測試板輸出的包含發(fā)送光功率、接收光功率、溫度、SFP工作電壓、SFP工作偏置電流這五個參數的I2C信號，并對該I2C信號進行處理，由電平轉換芯片通過串口輸出；直接對整個光電模塊進行加溫實驗，采集光電模塊的5個關鍵參數在溫度變化下的采樣數據，對采樣數據利用阿倫尼斯模型進行計算，從而評估光電模塊在正常情況下的壽命；避免了以LED的壽命來作為光電模塊壽命的不準確性，且不需要剝離出LED即可進行測試，方便實驗的成規(guī)模應用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本實用新型原理框圖；
[0016]圖2為本實用新型內部測試板原理框圖；
[0017]圖3為本實用新型外部測試板原理框圖。
【具體實施方式】
[0018]下面結合實施例對本實用新型作進一步的詳細說明，但本實用新型的實施方式不限于此。
實施例
[0019]如圖1至3所示，本實用新型高溫環(huán)境下光電模塊性能測試裝置，高溫環(huán)境下光電模塊性能測試裝置，包括高溫烤箱，在高溫烤箱內安裝有內部測試板，還包括外部測試板，內部測試板與外部測試板連接，外部測試板輸出信號傳輸至計算機；其中內部測試板包括SFP插座，SFP插座的SDA、SCL、VCC三個管腳與金屬端子連接，SDA總線和SCL總線與光模塊實現讀取通信，VCC提供穩(wěn)定電源。有η個SFP插座，η為大于I的自然數，η個SFP插座同時分別與I2C總線多路復用器、模擬多路復用器連接，其中I2C總線多路復用器采用PCA954712C型號，模擬多路復用器采用ADG506AKR型號，I2C總線多路復用器、模擬多路復用器均與數字信號處理器連接，數字信號處理器采用TMS320F2802PZ100DE 32位信號處理器，數字信號處理器的輸出端連接至電平轉換芯片，電平轉換芯片型號為ΜΑΧ232，電平轉換芯片的輸出端通過串口連接至上位機；外部測試板包括PCB電路安裝板，還包括設置在PCB電路安裝板上的I2C總線多路復用器、模擬多路復用器、DSP，I2C總線多路復用器和模擬多路復用器的輸入端與內部測試板連接，輸出端與DSP連接，DSP的輸出端與電平轉換芯片連接，I2C總線多路復用器的輸入端接收內部測試板輸出的包含發(fā)送光功率、接收光功率、溫度、SFP工作電壓和SFP工作偏置電流五個參數的信號并傳輸至DSP，模擬多路復用器的輸入端接收監(jiān)控到的內部測試板的時間信號并傳輸給DSP，DSP將接收到的時間信號與I2C總線多路復用器接收到的I2C信號進行同步；還有供電電源，供電電源分別與I2C總線多路復用器、模擬多路復用器、DSP、電平轉換芯片連接；計算機首先根據MODBUS協(xié)議讀取光電采集器傳輸來的數據；然后根據SFF8472協(xié)議恢復出數據里光電模塊的五個工作參數；再將數據存儲到數據庫并顯示，具體流程如下:串口接收到數據以后，需要完成響應報文解析、光電模塊參數解碼、光電模塊狀態(tài)判決和壽命預測，響應報文解析主要完成對接收到的串行鏈路上的MODBUS報文的地址域檢測、CRC校驗、功能碼核對；串口接收到MODBUS報文以后首先進行地址域檢驗，若地址域正確，則繼續(xù)報文解析；否則，統(tǒng)計地址域錯誤。其次，進行CRC校驗，若正確則繼續(xù)；否則，統(tǒng)計CRC校驗錯誤，最后進行功能碼校驗，若正確則進入工程數據恢復；否則，統(tǒng)計功能碼錯誤，光電模塊參數解碼按照8472協(xié)議的編碼規(guī)則進行解碼然后存儲到數據庫并顯示。
[0020]以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例，并非對本實用新型做任何形式上的限制，凡是依據本實用新型的技術實質上對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化，均落入本實用新型的保護范圍之內。
【權利要求】
1.高溫環(huán)境下光電模塊性能測試裝置，其特征在于:包括高溫烤箱，在高溫烤箱內安裝有內部測試板，還包括外部測試板，內部測試板與外部測試板連接,外部測試板與計算機相連接； 所述內部測試板包括η個SFP插座，η為大于I的自然數，這η個SFP插座的SDA、SCL、VCC三個管腳與金屬端子連接，連接SDA和SCL的金屬端子通過耐高溫導線同時分別與I2C總線多路復用器、模擬多路復用器連接，I2C總線多路復用器、模擬多路復用器均與數字信號處理器DSP連接，數字信號處理器的輸出端連接至電平轉換芯片，電平轉換芯片的輸出端連接至上位機； 所述外部測試板包括PCB電路安裝板，還包括設置在PCB電路安裝板上的I2C總線多路復用器、模擬多路復用器、DSP，I2C總線多路復用器和模擬多路復用器的輸入端與內部測試板連接，輸出端與DSP連接，DSP的輸出端與電平轉換芯片連接。
2.根據權利要求1所述高溫環(huán)境下光電模塊性能測試裝置，其特征在于:所述的I2C總線多路復用器的輸入端接收內部測試板輸出的包含發(fā)送光功率、接收光功率、偏置電流、電壓和溫度的I2C信號并傳輸至DSP，模擬多路復用器的輸入端接收，DSP將接收到的信號進行計算后通過電平轉換芯片連接串口輸出。
3.根據權利要求2所述高溫環(huán)境下光電模塊性能測試裝置，其特征在于:還包括供電電源，供電電源分別與內部測試板上SFP插座的VCC管腳，總線多路復用器、模擬多路復用器、DSP、電平轉換芯片連接。
【文檔編號】G01R31/00GK203396860SQ201320355724
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年6月20日 優(yōu)先權日:2013年6月20日
【發(fā)明者】鐘俊, 丁理杰, 唐杰, 舒勤 申請人:四川電力科學研究院, 四川大學