一种生产测试用的高速采样示波器及测试系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种生产测试用的高速采样示波器及测试系统，用于对待测器件中的待测光信号和/或待测电信号进行测量并显示，包括设置在采样示波器的面板上的光输入端口、电输入端口和时钟输入端口，以及设置在采样示波器内部的微处理器、光电检测模块、线性放大模块、采样模块、信号处理模块和显示模块，所述微处理器分别与所述光电检测模块、所述线性放大模块、所述采样模块、所述信号处理模块和所述显示模块电连接。本实用新型专利技术的采样示波器，可实现达到超高速的测试速率，可同时实现对光信号和电信号的相关参数的测试及眼图绘制，无需对高速通道中的光信号和电信号逐个测量通用性强，测试效率高，可降低整体成本。

A high speed sampling oscilloscope and testing system for production and testing

The utility model discloses a high-speed sampling oscilloscope and a testing system for production and testing, which are used for measuring and displaying the optical signal and / or electrical signal to be measured in the device to be tested, including the optical input port, the electrical input port and the clock input port arranged on the panel of the sampling oscilloscope, the microprocessor and the photoelectric detection module arranged inside the sampling oscilloscope The microprocessor is electrically connected with the photoelectric detection module, the linear amplification module, the sampling module, the signal processing module and the display module. The sampling oscilloscope of the utility model can achieve the ultra-high speed test rate, simultaneously realize the test of the relevant parameters of the optical signal and the electrical signal and the drawing of the eye chart, without the need to measure the optical signal and the electrical signal one by one in the high-speed channel, which has strong universality, high test efficiency and can reduce the overall cost.

【技术实现步骤摘要】
一种生产测试用的高速采样示波器及测试系统
本技术涉及通信
，特别涉及一种生产测试用的高速采样示波器及测试系统。
技术介绍
随着信息技术的高速发展，通信领域的接口速率从早期的Kb/s发展到Mb/s、Gb/s，再发展到当前的百Gb/s，因而高速光模块、高速DAC电缆和高速AOC光缆等都由于具有超高的通信速率而被大规模应用在通信领域的各个环节。但是由于高速光模块、高速DAC电缆和高速AOC光缆等超高的单通道速率(0～32Gb/s)，现有的仪器仪表无法达到32Gb/s的测试速率，同时现有的仪器仪表端口数量有限，针对SFP28、QSFP+之类的光模块和AOC、DAC线缆需要对于进行逐个测量才能完成整体测试，无法实现光信号和电信号同时测量，效率低下。除此之外，不同的高速光模块、高速DAC电缆和高速AOC光缆等在生产线上采用的不同的采样示波器之间的通用性非常差，导致生产线搭建完成以后，只能生产测试一种或者有限的几种高速光模块、高速DAC电缆、高速AOC光缆产品，资源的使用效率低，投入成本较高。
技术实现思路
本技术提供了一种生产测试用的高速采样示波器及测试系统，解决了现有技术中采样示波器无法达到超高速的测试速率(0～32Gb/s)、端口数量有限且通用性差的问题。本技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种生产测试用的高速采样示波器，用于对待测器件中的待测光信号和/或待测电信号进行测量并显示，包括设置在采样示波器的面板上的光输入端口、电输入端口和时钟输入端口，以及设置在所述采样示波器内部的微处理器、光电检测模块、线性放大模块、采样模块、信号处理模块和显示模块，所述微处理器分别与所述光电检测模块、所述线性放大模块、所述采样模块、所述信号处理模块和所述显示模块电连接，所述光输入端口通过光纤与所述光电检测模块光路连接，所述光电检测模块与所述线性放大模块电连接，所述线性放大模块分别与所述电输入端口和所述采样模块电连接，所述采样模块分别与所述时钟输入端口和所述信号处理模块电连接。本技术的有益效果是：本技术通过微处理器实现对其他各模块的控制和管理，通过光电检测模块完成待测光信号的输入和光电转换，将待测光信号转换成电信号，得到转换电信号，通过线性放大模块直接接收待测电信号和/或经过光电转换后的转换电信号，并将待测电信号和/或转换电信号进行适当地放大，通过采样模块产生时钟信号并按照时钟信号对放大的待测电信号和/或转换电信号进行采样，通过信号处理模块对待测电信号和/或转换电信号进行处理，并通过微处理器和显示模块实现待测器件在生产测试中真实的眼图相关参数的准确测量和眼图绘制；其中，待测器件包括光模块、DAC电缆和AOC光缆，通过上述各模块可实现达到超高速的测试速率(0～32Gb/s)，通过光输入端口和电输入端口可同时实现对光信号和电信号的相关参数的测试及眼图绘制，无需对高速通道中的光信号和电信号逐个测量，通用性强，测试效率高，可降低整体成本，其中光输入端口和电输入端口的数量可根据需要设置，通过多个光输入端口和多个电输入端口，可以实现多路电信号和光信号同时测量。在上述技术方案的基础上，本技术还可以做如下改进：进一步：所述光电检测模块包括光电二极管、互阻抗放大器、第一可变增益放大器和第一输出电路；所述光电二极管通过所述光纤与所述光输入端口光路连接，所述光电二极管的一端与所述互阻抗放大器的输入端电连接，所述互阻抗放大器的输出端与所述第一可变增益放大器的输入端电连接，所述第一可变增益放大器的输入端还与所述微处理器电连接，所述第一可变增益放大器的输出端与所述第一输出电路的输入端电连接，所述第一输出电路的输出端与所述线性放大模块电连接。上述进一步方案的有益效果：光电二极管将光输入端口通过光纤传输过来的待测光信号通过互阻抗放大器转变成转换电信号，再通过第一可变增益放大器，可以将几十毫伏的微弱的转换电信号放大到几百毫伏级别，并通过第一输出电路输出，一方面完成了光电转换的功能，另一方面便于后续对转换电信号的采样和分析处理；其中，第一可变增益放大器的增益可调，可按照实际需要的倍率对转换电信号进行放大。进一步：所述线性放大模块包括第二可变增益放大器、反馈电路和第二输出电路，所述第二可变增益放大器的输入端分别与所述微处理器、所述电输入端口、所述第一输出电路的输入端和所述反馈电路的输出端电连接，所述第二可变增益放大器的输出端分别与所述反馈电路的输入端和所述第二输出电路的输入端电连接，所述第二输出电路的输出端与所述采样模块电连接。上述进一步方案的有益效果：为了提高采样的精度，要求进入采样模块的信号幅值足够大，同时不能失真，因此通过线性放大模块中的第二可变增益放大器完成高速输入的待测电信号和/或转换电信号的线性放大，将毫伏级别的待测电信号和/或转换电信号放大到伏级别，便于后续对放大的待测电信号和/或转换电信号的采样和分析处理，提高采样精度；通过反馈电路可以保证信号不失真，提高第二可变增益放大器增益的稳定性；其中，第二可变增益放大器的增益可调，可按照实际需要的倍率对待测电信号和/或转换电信号进行放大；通过上述电路既可实现达到超高速的测试速率(0～32Gb/s)，又可同时实现对光信号和电信号的相关参数的测试及眼图绘制，无需对高速通道中的光信号和电信号逐个测量，通用性强，测试效率高。进一步：所述采样模块包括采样信号发生电路、采样电路和第三输出电路，采样信号发生电路的输入端分别与所述微处理器和所述时钟输入端口电连接，采样信号发生电路的输出端分别与所述信号处理模块和所述采样电路的输入端连接，所述采样电路的输入端还与所述第二输出电路的输出端电连接，所述采样电路的输出端与第三输出电路的输入端电连接，所述第三输出电路的输出端与所述信号处理模块电连接。上述进一步方案的有益效果：通过微处理器和时钟输入端口可输入采样参考时钟信号，便于采样信号发生电路产生采样电路所需的采样信号，触发采样电路对放大的待测电信号和/或转换电信号进行采样，并通过第三输出电路输出，从而方便实现对待测电信号和/或转换电信号的测试和分析处理，实现超高速的测试速率。进一步：所述信号处理模块包括模数转换电路和逻辑运算控制电路，所述模数转换电路的输入端和所述逻辑运算控制电路的输入端均分别与所述采样信号发生电路的输出端电连接，所述模数转换电路的输入端还与所述第三输出电路的输出端电连接，所述模数转换电路的输出端与所述逻辑运算控制电路的输入端电连接，所述逻辑运算控制电路的输出端与所述微处理器电连接。上述进一步方案的有益效果：通过模数转换电路将模拟电信号转换为数字电信号，方便逻辑运算控制电路对待测器件的待测光信号和/或待测电信号进行分析处理，达到超高速的测试速率，实现对待测器件相关参数的测试及眼图绘制。进一步：所述逻辑运算控制电路具体采用XilinxZYNQ系列FPGA器件。上述进一步方案的有益效果：XilinxZYNQ系列FPGA器件具有高度的灵活性和可扩展性，且功耗低，极大地帮助实现对超高速信号的测试。<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生产测试用的高速采样示波器，用于对待测器件中的待测光信号和/或待测电信号进行测量并显示，其特征在于，包括设置在采样示波器(10)的面板上的光输入端口(101)、电输入端口(102)和时钟输入端口(103)，以及设置在所述采样示波器(10)内部的微处理器(1)、光电检测模块(2)、线性放大模块(3)、采样模块(4)、信号处理模块(5)和显示模块(6)，所述微处理器(1)分别与所述光电检测模块(2)、所述线性放大模块(3)、所述采样模块(4)、所述信号处理模块(5)和所述显示模块(6)电连接，所述光输入端口(101)通过光纤与所述光电检测模块(2)光路连接，所述光电检测模块(2)与所述线性放大模块(3)电连接，所述线性放大模块(3)分别与所述电输入端口(102)和所述采样模块(4)电连接，所述采样模块(4)分别与所述时钟输入端口(103)和所述信号处理模块(5)电连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种生产测试用的高速采样示波器，用于对待测器件中的待测光信号和/或待测电信号进行测量并显示，其特征在于，包括设置在采样示波器(10)的面板上的光输入端口(101)、电输入端口(102)和时钟输入端口(103)，以及设置在所述采样示波器(10)内部的微处理器(1)、光电检测模块(2)、线性放大模块(3)、采样模块(4)、信号处理模块(5)和显示模块(6)，所述微处理器(1)分别与所述光电检测模块(2)、所述线性放大模块(3)、所述采样模块(4)、所述信号处理模块(5)和所述显示模块(6)电连接，所述光输入端口(101)通过光纤与所述光电检测模块(2)光路连接，所述光电检测模块(2)与所述线性放大模块(3)电连接，所述线性放大模块(3)分别与所述电输入端口(102)和所述采样模块(4)电连接，所述采样模块(4)分别与所述时钟输入端口(103)和所述信号处理模块(5)电连接。


2.根据权利要求1所述的生产测试用的高速采样示波器，其特征在于，所述光电检测模块(2)包括光电二极管(21)、互阻抗放大器(22)、第一可变增益放大器(23)和第一输出电路(24)；所述光电二极管(21)通过所述光纤与所述光输入端口(101)光路连接，所述光电二极管(21)的一端与所述互阻抗放大器(22)的输入端电连接，所述互阻抗放大器(22)的输出端与所述第一可变增益放大器(23)的输入端电连接，所述第一可变增益放大器(23)的输入端还与所述微处理器(1)电连接，所述第一可变增益放大器(23)的输出端与所述第一输出电路(24)的输入端电连接，所述第一输出电路(24)的输出端与所述线性放大模块(3)电连接。


3.根据权利要求2所述的生产测试用的高速采样示波器，其特征在于，所述线性放大模块(3)包括第二可变增益放大器(31)、反馈电路(32)和第二输出电路(33)，所述第二可变增益放大器(31)的输入端分别与所述微处理器(1)、所述电输入端口(102)、所述第一输出电路(24)的输入端和所述反馈电路(32)的输出端电连接，所述第二可变增益放大器(31)的输出端分别与所述反馈电路(32)的输入端和所述第二输出电路(33)的输入端电连接，所述第二输出电路(33)的输出端与所述采样模块(4)电连接。


4.根据权利要求3所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈曦，
申请(专利权)人：武汉信浩普瑞科技有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北;42