專利名稱：Sfp光收發(fā)模塊測試評估電路板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種用于SFP (Small Form-Factor Pluggable )光收發(fā)模塊 的測試評估裝置，特別涉及該裝置中的測試評估電路板。這種測試評估電路板 整合了可編程程控電源的電流檢測和數(shù)據(jù)采集卡的SFP光收發(fā)模塊數(shù)據(jù)讀寫功 能，保證了光收發(fā)模塊與測試評估裝置的數(shù)據(jù)交換。
背景技術(shù)：
光纖通信是以激光為載體，以光纖作為傳輸媒介的通信方式，與電纜或者 微波等電通信相比，光纖通信具有傳輸頻帶寬、信號串擾弱、抗電磁干擾、通 信容量大、傳輸衰減小、傳輸距離遠等優(yōu)點。SFP光收發(fā)模塊作為光電信號轉(zhuǎn) 換的接口器件，具有小型化、標準化、可熱插拔和自診斷等特點，其技術(shù)實現(xiàn) 難度比較大，須考慮復(fù)雜的信號完整性、可靠性、穩(wěn)定性及電磁干擾等問題， 因此出廠前需要對其進行很多項目的測試評估。
目前的SFP光收發(fā)模塊測試評估裝置如圖1所示，由SFP光收發(fā)模塊測試 評估板、可編程程控電源、PC電腦主機、PC電腦主機中配設(shè)數(shù)據(jù)采集卡、光 示波器、誤碼率分析儀BERT等組成，其中，SFP光收發(fā)模塊測試評估板上僅 設(shè)置被測SFP光收發(fā)模塊的插接口、數(shù)據(jù)采信接口、電源接口、高頻差分信號 輸入接口、高頻差分信號輸出接口以及I2C串行通信接口；而可編程程控電源 用來檢測光模塊的電流，以評估電流大小及功率等有關(guān)技術(shù)指標；數(shù)據(jù)采集卡 通過數(shù)據(jù)采信接口采集光模塊的被測數(shù)據(jù)，評估相應(yīng)技術(shù)指標，如MOD監(jiān)測 信號，用來檢測光模塊是否與測試評估裝置連接；LOS監(jiān)測信號，用來檢測光 信號是否有丟失；TX—Fault監(jiān)測信號，用來檢測光模塊是否有故障；TX—Disable 控制信號，用來控制TX端光輸出的打開或關(guān)閉?，F(xiàn)有的光模塊測試評估裝置 需要可編程程控電源及數(shù)據(jù)采集卡與相關(guān)的測試設(shè)備儀器相結(jié)合，才能做光模 塊各項指標評估，現(xiàn)有技術(shù)中，SFP電流檢測采用一臺可編程程控電源測量電 流參數(shù)，并通過GPIB(通用可編程接口 GPIB--General Programmable Interface BUS)和PC機通信，光模塊MOD、 LOS、 TX—Fault、 TX—Disable監(jiān)測信號及模 塊電源的開關(guān)控制是由數(shù)據(jù)采集卡采集與控制，這就需要給PC機配一塊數(shù)據(jù) 采集卡。目前這種測試評估裝置典型方案所需的一臺安捷倫的可編程直流電源、 一根專用的GPIB線、美國國家儀器公司(NI)的數(shù)據(jù)采集卡和數(shù)據(jù)采集線，成本 約為一萬元人民幣。不僅設(shè)備成本高，而且連接方式復(fù)雜。另一方面，作為光模塊測試評估裝置的環(huán)境溫度變化很大，往往在幾分鐘
內(nèi)其測試環(huán)境溫度從-4(TC到92°C,測試條件惡劣，容易造成測試評估裝置電路 干擾及故障。為此，如何有效克服環(huán)境溫度變化所引起的現(xiàn)有測試裝置電路干 擾及故障，并整合可編程電源的電流監(jiān)測和數(shù)據(jù)采集卡的SFP光收發(fā)模塊數(shù)據(jù) 讀寫功能，以提高測試穩(wěn)定性和降低測試成本，是本實用新型研究的問題。 發(fā)明內(nèi)容
本實用新型提供一種SFP光收發(fā)模塊測試評估電路板，其目的是整合電流 監(jiān)測和SFP光收發(fā)模塊數(shù)據(jù)讀寫功能，以省去可編程電源和數(shù)據(jù)采集卡，從而 提高測試穩(wěn)定性和降低測試成本。
為達到上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是 一種SFP光收發(fā)模塊測 試評估電路板，包括
SFP光收發(fā)模塊測試連接接口，該接口用于插接SFP光收發(fā)模塊，該接口 上具有一對高頻差分信號輸入端子、 一對高頻差分信號輸出端子、模塊發(fā)送器 電源端子、模塊接收器電源端子、電轉(zhuǎn)光的故障告警端子、模塊連接狀態(tài)檢測 端子、光轉(zhuǎn)電的光信號丟失告警端子、電轉(zhuǎn)光的光輸出允許控制端子、I2C串 4亍通卩言端子；
一對高頻差分信號輸入接口 ，該一對高頻差分信號輸入接口與所述一對高 頻差分信號輸入端子對應(yīng)電連接，為SFP光收發(fā)模塊提供發(fā)送端的輸入電信號；
一對高頻差分信號輸出接口 ，該一對高頻差分信號輸出接口與所述一對高 頻差分信號輸出端子對應(yīng)電連接，為SFP光收發(fā)模塊光接收信號轉(zhuǎn)成電信號提 供輸出接口；
兩開關(guān)和兩采樣電阻，這兩開關(guān)和兩采樣電阻中， 一開關(guān)與一采樣電阻串 接于電源與所述模塊發(fā)送器電源端子之間，另 一開關(guān)與另 一采樣電阻串接于電 源與所述模塊接收器電源端子之間；
兩電流監(jiān)測芯片， 一者以同相輸入端和反相輸入端^爭接于一采樣電阻的兩 端，另一者以同相輸入端和反相輸入端跨接于另 一采樣電阻的兩端；
A/D轉(zhuǎn)換芯片，該A/D轉(zhuǎn)換芯片的輸入端口分別接兩電流監(jiān)測芯片的輸出
端；
I/O串并轉(zhuǎn)換器，該1/0串并轉(zhuǎn)換器的并行i/o端口接電轉(zhuǎn)光的故障告警端
子、模塊連接狀態(tài)檢測端子、光轉(zhuǎn)電的光信號丟失告警端子、電轉(zhuǎn)光的光輸出 允許控制端子；
I2C串行通信接口 ，該I2C串行通信接口的端子接A/D轉(zhuǎn)換芯片的串行輸出端、I/O串并轉(zhuǎn)換器的串行通信端以及SFP光收發(fā)模塊測試連接接口的I2C 串行通信端子。
上述技術(shù)方案中的有關(guān)內(nèi)容解釋如下
1、 上述方案中，所述兩開關(guān)可以采用普通手動機械開關(guān)，也可采用電子開 關(guān)器件；較佳是采用電子開關(guān)器件，將電子開關(guān)器件的控制端接串并I/0轉(zhuǎn)換 器的并行I/O引腳，即由PC機經(jīng)I2C串行通信接口接入信號自動控制該電子開 關(guān)器件的通斷。最佳是采用N溝道場效應(yīng)晶體管，其以漏極和源極作為兩端串 接于供電電源與端子之間，其柵極作為控制端。
2、 上述方案中，所述電路板拆分為第一板和第二板，該第一板與第二板通 過排線連接；所述SFP光收發(fā)模塊測試連接接口、 一對高頻差分信號輸入接口 及一對高頻差分信號輸出接口布置于第一板上；而所述兩開關(guān)、兩釆樣電阻、 兩電流監(jiān)測芯片、A/D轉(zhuǎn)換芯片、I2C串行通信接口以及1/0串并轉(zhuǎn)換器布置于 第二板上。使用時，第一板與測試治具連接對其升降溫，而第二板放置于遠端， 升降溫對第二板上的各器件無影響，從而保證測試穩(wěn)定，減少故障率。
3、 上述方案中，所述電流監(jiān)測芯片具體可采用的芯片型號舉例有 INA168(美國TI公司)、INA138(美國TI公司)、MIC7300(麥瑞半導(dǎo)體)、 SGM5841(圣邦微電子公司)、AD8210 (美國Analog Devices公司)等等。
4、 上述方案中，所述A/D轉(zhuǎn)換芯片具體可采用的芯片型號舉例有美國 MAXIM公司的MAX1239、 MAX1236、 MAX1237、 MAX1238等。
5、 上述方案中，所述1/0串并轉(zhuǎn)換器是進行^C協(xié)議串行和并行的輸入輸 出轉(zhuǎn)換的芯片，具體可采用的芯片型號舉例有PCA9555(飛利浦公司或美國 TI公司)、PCA9554(飛利浦公司或美國TI公司)、TCA6408(美國TI公司)、 CAT9534(Catalyst公司)等。
本實用新型工作原理是使用時，參見附圖2、 3所示，在本實用新型電 路板的SFP光收發(fā)模塊測試連接接口 JP3上插裝上被測SFP光收發(fā)模塊，并且， 對本實用新型電路板接電，將^C串行通信接口 Jl經(jīng)通信總線與PC機連接， 將一對高頻差分信號輸入接口 TX+、 TX-、 一對高頻差分信號輸出接口 RX+、 RX-、被測SFP光收發(fā)模塊上的光纖接口與外接設(shè)備(誤碼率分析儀BERT、 光示波器等)連接成整套測試系統(tǒng)。參見附圖3 7所示，PC機發(fā)出指令，通 過I2C串行通信接口 Jl至I/O串并轉(zhuǎn)換器U5,由I/O串并轉(zhuǎn)換器U5轉(zhuǎn)換后將 信號輸至N溝道場效應(yīng)晶體管Ql、 Q2的柵極，控制N溝道場效應(yīng)晶體管Ql、 Q2通斷，從而被測SFP光收發(fā)模塊的接收器電源端和發(fā)射器電源端得電與否由PC機控制。當被測SFP光收發(fā)模塊的接收器電源端和發(fā)射器電源端得電工
作時，電流流經(jīng)釆樣電阻Rsl、 Rs2，兩電流監(jiān)測芯片U3、 U4分別從兩采樣電 阻上Rsl、 Rs2獲得電壓差并轉(zhuǎn)化成電流輸出，輸出的電流再經(jīng)外設(shè)電阻RL1、 RL2轉(zhuǎn)化成成電壓，這兩電壓輸入A/D轉(zhuǎn)換芯片U6， A/D轉(zhuǎn)換芯片U6將檢測 到的模擬量轉(zhuǎn)成數(shù)字量輸出經(jīng)fC串行通信接口 Jl至PC機，從而完成電流的 檢測。另一方面，被測SFP光收發(fā)模塊的連接狀態(tài)信號MOD、光轉(zhuǎn)電的光信 號丟失告警信號RXJX)S、電轉(zhuǎn)光的故障告警信號TX_Fault、電轉(zhuǎn)光的光輸出 控制TX一Disable的對應(yīng)引腳，通過SFP光收發(fā)模塊測試連接接口 JP3上對應(yīng)的 端子接至I/O串并轉(zhuǎn)換器U5,再由I/O串并轉(zhuǎn)換器U5的串行通信端經(jīng)I2C串 行通信接口 Jl連接至PC機，從而達成PC機對被測SFP光收發(fā)才莫塊數(shù)據(jù)讀寫 通信功能。
由于上述技術(shù)方案運用，本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點
1、 由于本實用新型巧妙的利用I2C總線將被測SFP模塊電流的測量和被測 SFP模塊相關(guān)標志信號的讀寫與控制結(jié)合在一塊電路板上，其電路筒單，接線 方便，容易調(diào)試；
2、 同樣由于本實用新型巧妙的利用I2C總線將被測SFP模塊電流的測量和 被測SFP模塊相關(guān)標志信號的讀寫與控制結(jié)合在一塊電路板上，本實用新型不 再需要專業(yè)且昂貴的可編程電源及數(shù)據(jù)采集卡，可以使用普通便攜電源給本裝 置供電，使用方便，非常有效降低了成本。
3、 由于本實用新型電路板拆分為第一板和第二板，將光才莫塊測試部分和電 路控制部分分開，用排線來連接，使模塊評估測試在惡劣環(huán)境下不會對電路造 成干擾和破壞，減少故障率。


附圖1為現(xiàn)有技術(shù)SFP光收發(fā)模塊測試系統(tǒng)框附圖2為本實用新型外形立體結(jié)構(gòu)示意附圖3為本實用新型SFP光收發(fā)模塊測試系統(tǒng)框附圖4為本實用新型電流4企測部分電^^附圖5為本實用新型SFP光收發(fā)模塊測試連接接口接線附圖6為本實用新型I/O串并轉(zhuǎn)換器接線附圖7為本實用新型I2C串行通信接口接線附圖8為本實用新型供電電路部分電路附圖9為本實用新型指示燈部分電路圖。以上附圖中1、第二板；2、第一板；3、 J3、電源接口； 4、 J4、電源接 口； 6、 Jl、 I2C串行通信接口； 7、排線；8、 JP3、 SFP光收發(fā)才莫塊測試連才矣 接口； 9、光轉(zhuǎn)電差分輸出正端RX+; 10、光轉(zhuǎn)電差分輸出負端RX-; 11、電 轉(zhuǎn)光差分輸入正端TX+; 12、電轉(zhuǎn)光差分輸入負端TX-; 13、 D12、才莫塊發(fā)送 器電源指示燈；14、 D13、模塊接收器電源指示燈；15、 D8、電轉(zhuǎn)光的光輸出 指示燈；16、 D9、被測SFP光收發(fā)模塊的連接狀態(tài)指示燈；17、 DIO、光 轉(zhuǎn)電的光信號丟失告警指示燈；18、 Dll、電轉(zhuǎn)光的故障告警指示燈。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖及實施例對本實用新型作進一步描述
實施例參見附圖2~7所示，
一種SFP光收發(fā)才莫塊測試評估電^各板，該電鴻4反上設(shè)有
SFP光收發(fā)模塊測試連接接口 8 ( JP3 ),該接口用于插接SFP光收發(fā)模塊， 該接口具有一對高頻差分信號輸入端子18A、 19A、 一對高頻差分信號輸出端 子13A、 12A、模塊發(fā)送器電源端子16A、模塊接收器電源端子15A、電轉(zhuǎn)光 的故障告警端子2B、模塊連接狀態(tài)檢測端子6B、光轉(zhuǎn)電的光信號丟失告警端 子8B、電轉(zhuǎn)光的光輸出允許控制端子3B以及I"C串行通信端子4B、 5B;上述 端子均對應(yīng)于SFP光收發(fā)模塊的引腳設(shè)計；
一對高頻差分信號輸入接口 11、 12(TX+、 TX-)，該一對高頻差分信號輸 入接口 11、 12 (TX+、 TX-)與所述一對高頻差分信號輸入端子18A、 19A對 應(yīng)電連接，為SFP光收發(fā)模塊提供發(fā)送端的輸入電信號；
一對高頻差分信號輸出接口 9、 10 (RX+、 RX-),該一對高頻差分信號輸 出接口 9、 10 (RX+、 RX-)與所述一對高頻差分信號輸出端子13A、 12A對應(yīng) 電連接，為SFP光收發(fā)模塊光接收信號轉(zhuǎn)成電信號提供輸出接口；
兩電子開關(guān)器件Q1、 Q2和兩采樣電阻Rsl、 Rs2,這兩電子開關(guān)器件Q1、 Q2和兩采樣電阻Rsl、 Rs2中， 一電子開關(guān)器件Q1與一采樣電阻Rsl串接于 電源VDD_IN與所述模塊發(fā)送器電源端子16A之間，另一開關(guān)Q2與另一采樣 電阻Rs2串接于電源VDDJN與所述模塊接收器電源端子15A之間；所述電子 開關(guān)器件Q1、 Q2為N溝道場效應(yīng)晶體管；
兩電流監(jiān)測芯片U3 、 U4, —者U3以同相輸入端Vin+和反相輸入端Vin-跨接于采樣電阻Rsl的兩端，另一者U4以同相輸入端Vin+和反相輸入端Vin-跨接于另一釆樣電阻Rs2的兩端；所述電流監(jiān)測芯片U3 、 U4具體為美國IT 公司生產(chǎn)的型號為INA168的芯片；
8A/D轉(zhuǎn)換芯片U6，該A/D轉(zhuǎn)換芯片U6的輸入端口 AN0、 AN1分別4矣兩 電流監(jiān)測芯片U3 、 U4的輸出端OUT;所述A/D轉(zhuǎn)換芯片U6具體為美國 MAXIM公司生產(chǎn)的型號為MAX1239的芯片；
I/O串并轉(zhuǎn)換器U5，該I/O串并轉(zhuǎn)換器U5的并行I/O端口接電轉(zhuǎn)光的故障 告警端子2B、模塊連接狀態(tài)檢測端子6B、光轉(zhuǎn)電的光信號丟失告警端子8B、 電轉(zhuǎn)光的光輸出允許控制端子3B;所述I/O串并轉(zhuǎn)換器U5具體為飛利浦公司 生產(chǎn)的型號為PCA9555的芯片；
I2C串行通信接口 6 ( Jl ),該I2C串行通信接口 6 ( Jl )的端子5、 6對應(yīng) 接A/D轉(zhuǎn)換芯片U6的串行輸出端SDA、 SCL、 I/O串并轉(zhuǎn)換器U5的串行通信 端SDA、 SCL以及SFP光收發(fā)模塊測試連接接口的I2C串行通信端子4B、 5B。
參見附圖2所示，本實施例電路板拆分為第一板2和第二板1，該第一板2 與第二板1通過排線7連接；所述SFP光收發(fā)模塊測試連接接口 8 ( JP3 )、 一 對高頻差分信號輸入接口 11、 12(TX+、 TX-)及一對高頻差分信號輸出接口 9、 10(RX+、 RX-)布置于第一板2上；而所述兩電子開關(guān)器件Ql 、 Q2、兩 采樣電阻Rsl、 Rs2、兩電流監(jiān)測芯片U3、 U4、 A/D轉(zhuǎn)換芯片U6、 I2C串行 通信接口 6 (Jl )以及1/0串并轉(zhuǎn)換器U5布置于第二板1上。
并且，所述第二板1上還設(shè)有電源接口 3 (J3)、 4 (J4)以及一供電電路， 供電電路如附圖8所示，其中主要有一穩(wěn)壓芯片Ul (型號LM1585 ),以該供 電電源提供供模塊的電源VDD—IN和供各芯片工作電源的VCC。
在所述第一板2還設(shè)有6個LED指示燈的指示電路，用以指示測試工作狀 態(tài)，具體如附圖9所示，由模塊發(fā)送器電源指示燈13 (D12)、模塊接收器電源 指示燈14 (D13)、電轉(zhuǎn)光的光輸出指示燈15 (D8)、被測SFP光收發(fā)^f莫塊的 連接狀態(tài)指示燈16 (D9)、光轉(zhuǎn)電的光信號丟失告警指示燈17 (DIO)、電轉(zhuǎn)光 的故障告警指示燈18 (D11)以及一些電阻、反相器構(gòu)成。
上述實施例中，具體芯片型號可有以下變化
1、所述電流監(jiān)測芯片具體可采用的芯片型號還可為INA138(美國TI公 司)、MIC"00(麥瑞半導(dǎo)體)、SGMSMl(圣邦孩i電子公司)、ADWIO (美國 Analog Devices公司)等等。
的MAX1236、 MAX1237、 MAX1238等。
3、所述1/0串并轉(zhuǎn)換器具體可采用的芯片型號還可為PPCA9554(飛利浦 公司或美國TI公司)、TCA6408(美國TI公司)、CAT9534(Catalyst公司)等。上述實施例只為說明本實用新型的技術(shù)構(gòu)思及特點，其目的在于讓熟悉此 項技術(shù)的人士能夠了解本實用新型的內(nèi)容并據(jù)以實施，并不能以此限制本實用 新型的保護范圍。凡根據(jù)本實用新型精神實質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵 蓋在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
10
權(quán)利要求1、一種SFP光收發(fā)模塊測試評估電路板，其特征在于包括SFP光收發(fā)模塊測試連接接口，該接口用于插接SFP光收發(fā)模塊，該接口上具有一對高頻差分信號輸入端子、一對高頻差分信號輸出端子、模塊發(fā)送器電源端子、模塊接收器電源端子、電轉(zhuǎn)光的故障告警端子、模塊連接狀態(tài)檢測端子、光轉(zhuǎn)電的光信號丟失告警端子、電轉(zhuǎn)光的光輸出允許控制端子、I2C串行通信端子；一對高頻差分信號輸入接口，該一對高頻差分信號輸入接口與所述一對高頻差分信號輸入端子對應(yīng)電連接，為SFP光收發(fā)模塊提供發(fā)送端的輸入電信號；一對高頻差分信號輸出接口，該一對高頻差分信號輸出接口與所述一對高頻差分信號輸出端子對應(yīng)電連接，為SFP光收發(fā)模塊光接收信號轉(zhuǎn)成電信號提供輸出接口；兩開關(guān)和兩采樣電阻，這兩開關(guān)和兩采樣電阻中，一開關(guān)與一采樣電阻串接于電源與所述模塊發(fā)送器電源端子之間，另一開關(guān)與另一采樣電阻串接于電源與所述模塊接收器電源端子之間；兩電流監(jiān)測芯片，一者以同相輸入端和反相輸入端跨接于一采樣電阻的兩端，另一者以同相輸入端和反相輸入端跨接于另一采樣電阻的兩端；A/D轉(zhuǎn)換芯片，該A/D轉(zhuǎn)換芯片的輸入端口分別接兩電流監(jiān)測芯片的輸出端；I/O串并轉(zhuǎn)換器，該I/O串并轉(zhuǎn)換器的并行I/O端口接電轉(zhuǎn)光的故障告警端子、模塊連接狀態(tài)檢測端子、光轉(zhuǎn)電的光信號丟失告警端子、電轉(zhuǎn)光的光輸出允許控制端子；I2C串行通信接口，該I2C串行通信接口的端子接A/D轉(zhuǎn)換芯片的串行輸出端、I/O串并轉(zhuǎn)換器的串行通信端以及SFP光收發(fā)模塊測試連接接口的I2C串行通信端子。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種SFP光收發(fā)模塊測試評估電路板，其特征 在于所述兩開關(guān)均為電子開關(guān)器件，其控制端接串并I/O轉(zhuǎn)換器的并行I/O 引腳。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種SFP光收發(fā)模塊測試評估電路板，其特征 在于所述電子開關(guān)器件為N溝道場效應(yīng)晶體管，其以漏極和源極作為兩端串 接于供電電源與端子之間，其柵極作為控制端。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種SFP光收發(fā)模塊測試評估電路板，其特征在于所述電路板拆分為第一板和第二板，該第一板與第二板通過排線連接； 所述SFP光收發(fā)模塊測試連接接口 、 一對高頻差分信號輸入接口及一對高頻差 分信號輸出接口布置于第一板上；而所述兩開關(guān)、兩采樣電阻、兩電流監(jiān)測芯 片、A/D轉(zhuǎn)換芯片、I2C串行通信接口以及1/0串并轉(zhuǎn)換器布置于第二板上。
專利摘要一種SFP光收發(fā)模塊測試評估電路板，其特征在于包括SFP光收發(fā)模塊測試連接接口、一對高頻差分信號輸入接口、一對高頻差分信號輸出接口、兩開關(guān)和兩采樣電阻、兩電流監(jiān)測芯片、A/D轉(zhuǎn)換芯片、I/O串并轉(zhuǎn)換器以及12C串行通信接口；所述兩開關(guān)和兩采樣電阻中，一開關(guān)與一采樣電阻串接于電源與所述模塊發(fā)送器電源端子之間，另一開關(guān)與另一采樣電阻串接于電源與所述模塊接收器電源端子之間；本實用新型整合了電流監(jiān)測和SFP光收發(fā)模塊數(shù)據(jù)讀寫功能，從而測試時省卻了可編程程控電源和數(shù)據(jù)采集卡，提高了測試穩(wěn)定性和降低了測試成本。
文檔編號G01R19/25GK201397230SQ20092004152
公開日2010年2月3日 申請日期2009年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月23日
發(fā)明者余文兵, 常留勛, 敏 徐, 王舉艷, 陸國平 申請人:群邦電子(蘇州)有限公司