专利名称：Sfp光收发模块测试评估电路板的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于SFP (Small Form-Factor Pluggable )光收发模块 的测试评估装置，特别涉及该装置中的测试评估电路板。这种测试评估电路板 整合了可编程程控电源的电流检测和数据采集卡的SFP光收发模块数据读写功 能，保证了光收发模块与测试评估装置的数据交换。
背景技术：
光纤通信是以激光为载体，以光纤作为传输媒介的通信方式，与电缆或者 微波等电通信相比，光纤通信具有传输频带宽、信号串扰弱、抗电磁干扰、通 信容量大、传输衰减小、传输距离远等优点。SFP光收发模块作为光电信号转 换的接口器件，具有小型化、标准化、可热插拔和自诊断等特点，其技术实现 难度比较大，须考虑复杂的信号完整性、可靠性、稳定性及电磁干扰等问题， 因此出厂前需要对其进行很多项目的测试评估。
目前的SFP光收发模块测试评估装置如图1所示，由SFP光收发模块测试 评估板、可编程程控电源、PC电脑主机、PC电脑主机中配设数据采集卡、光 示波器、误码率分析仪BERT等组成，其中，SFP光收发模块测试评估板上仅 设置被测SFP光收发模块的插接口、数据采信接口、电源接口、高频差分信号 输入接口、高频差分信号输出接口以及I2C串行通信接口；而可编程程控电源 用来检测光模块的电流，以评估电流大小及功率等有关技术指标；数据采集卡 通过数据采信接口采集光模块的被测数据，评估相应技术指标，如MOD监测 信号，用来检测光模块是否与测试评估装置连接；LOS监测信号，用来检测光 信号是否有丢失；TX—Fault监测信号，用来检测光模块是否有故障；TX—Disable 控制信号，用来控制TX端光输出的打开或关闭。现有的光模块测试评估装置 需要可编程程控电源及数据采集卡与相关的测试设备仪器相结合，才能做光模 块各项指标评估，现有技术中，SFP电流检测采用一台可编程程控电源测量电 流参数，并通过GPIB(通用可编程接口 GPIB--General Programmable Interface BUS)和PC机通信，光模块MOD、 LOS、 TX—Fault、 TX—Disable监测信号及模 块电源的开关控制是由数据采集卡采集与控制，这就需要给PC机配一块数据 采集卡。目前这种测试评估装置典型方案所需的一台安捷伦的可编程直流电源、 一根专用的GPIB线、美国国家仪器公司(NI)的数据采集卡和数据采集线，成本 约为一万元人民币。不仅设备成本高，而且连接方式复杂。另一方面，作为光模块测试评估装置的环境温度变化很大，往往在几分钟
内其测试环境温度从-4(TC到92°C,测试条件恶劣，容易造成测试评估装置电路 干扰及故障。为此，如何有效克服环境温度变化所引起的现有测试装置电路干 扰及故障，并整合可编程电源的电流监测和数据采集卡的SFP光收发模块数据 读写功能，以提高测试稳定性和降低测试成本，是本实用新型研究的问题。 发明内容
本实用新型提供一种SFP光收发模块测试评估电路板，其目的是整合电流 监测和SFP光收发模块数据读写功能，以省去可编程电源和数据采集卡，从而 提高测试稳定性和降低测试成本。
为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是 一种SFP光收发模块测 试评估电路板，包括
SFP光收发模块测试连接接口，该接口用于插接SFP光收发模块，该接口 上具有一对高频差分信号输入端子、 一对高频差分信号输出端子、模块发送器 电源端子、模块接收器电源端子、电转光的故障告警端子、模块连接状态检测 端子、光转电的光信号丢失告警端子、电转光的光输出允许控制端子、I2C串 4亍通卩言端子；
一对高频差分信号输入接口 ，该一对高频差分信号输入接口与所述一对高 频差分信号输入端子对应电连接，为SFP光收发模块提供发送端的输入电信号；
一对高频差分信号输出接口 ，该一对高频差分信号输出接口与所述一对高 频差分信号输出端子对应电连接，为SFP光收发模块光接收信号转成电信号提 供输出接口；
两开关和两采样电阻，这两开关和两采样电阻中， 一开关与一采样电阻串 接于电源与所述模块发送器电源端子之间，另 一开关与另 一采样电阻串接于电 源与所述模块接收器电源端子之间；
两电流监测芯片， 一者以同相输入端和反相输入端^争接于一采样电阻的两 端，另一者以同相输入端和反相输入端跨接于另 一采样电阻的两端；
A/D转换芯片，该A/D转换芯片的输入端口分别接两电流监测芯片的输出
端；
I/O串并转换器，该1/0串并转换器的并行i/o端口接电转光的故障告警端
子、模块连接状态检测端子、光转电的光信号丢失告警端子、电转光的光输出 允许控制端子；
I2C串行通信接口 ，该I2C串行通信接口的端子接A/D转换芯片的串行输出端、I/O串并转换器的串行通信端以及SFP光收发模块测试连接接口的I2C 串行通信端子。
上述技术方案中的有关内容解释如下
1、 上述方案中，所述两开关可以采用普通手动机械开关，也可采用电子开 关器件；较佳是采用电子开关器件，将电子开关器件的控制端接串并I/0转换 器的并行I/O引脚，即由PC机经I2C串行通信接口接入信号自动控制该电子开 关器件的通断。最佳是采用N沟道场效应晶体管，其以漏极和源极作为两端串 接于供电电源与端子之间，其栅极作为控制端。
2、 上述方案中，所述电路板拆分为第一板和第二板，该第一板与第二板通 过排线连接；所述SFP光收发模块测试连接接口、 一对高频差分信号输入接口 及一对高频差分信号输出接口布置于第一板上；而所述两开关、两釆样电阻、 两电流监测芯片、A/D转换芯片、I2C串行通信接口以及1/0串并转换器布置于 第二板上。使用时，第一板与测试治具连接对其升降温，而第二板放置于远端， 升降温对第二板上的各器件无影响，从而保证测试稳定，减少故障率。
3、 上述方案中，所述电流监测芯片具体可采用的芯片型号举例有 INA168(美国TI公司)、INA138(美国TI公司)、MIC7300(麦瑞半导体)、 SGM5841(圣邦微电子公司)、AD8210 (美国Analog Devices公司)等等。
4、 上述方案中，所述A/D转换芯片具体可采用的芯片型号举例有美国 MAXIM公司的MAX1239、 MAX1236、 MAX1237、 MAX1238等。
5、 上述方案中，所述1/0串并转换器是进行^C协议串行和并行的输入输 出转换的芯片，具体可采用的芯片型号举例有PCA9555(飞利浦公司或美国 TI公司)、PCA9554(飞利浦公司或美国TI公司)、TCA6408(美国TI公司)、 CAT9534(Catalyst公司)等。
本实用新型工作原理是使用时，参见附图2、 3所示，在本实用新型电 路板的SFP光收发模块测试连接接口 JP3上插装上被测SFP光收发模块，并且， 对本实用新型电路板接电，将^C串行通信接口 Jl经通信总线与PC机连接， 将一对高频差分信号输入接口 TX+、 TX-、 一对高频差分信号输出接口 RX+、 RX-、被测SFP光收发模块上的光纤接口与外接设备(误码率分析仪BERT、 光示波器等)连接成整套测试系统。参见附图3 7所示，PC机发出指令，通 过I2C串行通信接口 Jl至I/O串并转换器U5,由I/O串并转换器U5转换后将 信号输至N沟道场效应晶体管Ql、 Q2的栅极，控制N沟道场效应晶体管Ql、 Q2通断，从而被测SFP光收发模块的接收器电源端和发射器电源端得电与否由PC机控制。当被测SFP光收发模块的接收器电源端和发射器电源端得电工
作时，电流流经釆样电阻Rsl、 Rs2，两电流监测芯片U3、 U4分别从两采样电 阻上Rsl、 Rs2获得电压差并转化成电流输出，输出的电流再经外设电阻RL1、 RL2转化成成电压，这两电压输入A/D转换芯片U6， A/D转换芯片U6将检测 到的模拟量转成数字量输出经fC串行通信接口 Jl至PC机，从而完成电流的 检测。另一方面，被测SFP光收发模块的连接状态信号MOD、光转电的光信 号丟失告警信号RXJX)S、电转光的故障告警信号TX_Fault、电转光的光输出 控制TX一Disable的对应引脚，通过SFP光收发模块测试连接接口 JP3上对应的 端子接至I/O串并转换器U5,再由I/O串并转换器U5的串行通信端经I2C串 行通信接口 Jl连接至PC机，从而达成PC机对被测SFP光收发才莫块数据读写 通信功能。
由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点
1、 由于本实用新型巧妙的利用I2C总线将被测SFP模块电流的测量和被测 SFP模块相关标志信号的读写与控制结合在一块电路板上，其电路筒单，接线 方便，容易调试；
2、 同样由于本实用新型巧妙的利用I2C总线将被测SFP模块电流的测量和 被测SFP模块相关标志信号的读写与控制结合在一块电路板上，本实用新型不 再需要专业且昂贵的可编程电源及数据采集卡，可以使用普通便携电源给本装 置供电，使用方便，非常有效降低了成本。
3、 由于本实用新型电路板拆分为第一板和第二板，将光才莫块测试部分和电 路控制部分分开，用排线来连接，使模块评估测试在恶劣环境下不会对电路造 成干扰和破坏，减少故障率。


附图1为现有技术SFP光收发模块测试系统框附图2为本实用新型外形立体结构示意附图3为本实用新型SFP光收发模块测试系统框附图4为本实用新型电流4企测部分电^^附图5为本实用新型SFP光收发模块测试连接接口接线附图6为本实用新型I/O串并转换器接线附图7为本实用新型I2C串行通信接口接线附图8为本实用新型供电电路部分电路附图9为本实用新型指示灯部分电路图。以上附图中1、第二板；2、第一板；3、 J3、电源接口； 4、 J4、电源接 口； 6、 Jl、 I2C串行通信接口； 7、排线；8、 JP3、 SFP光收发才莫块测试连才矣 接口； 9、光转电差分输出正端RX+; 10、光转电差分输出负端RX-; 11、电 转光差分输入正端TX+; 12、电转光差分输入负端TX-; 13、 D12、才莫块发送 器电源指示灯；14、 D13、模块接收器电源指示灯；15、 D8、电转光的光输出 指示灯；16、 D9、被测SFP光收发模块的连接状态指示灯；17、 DIO、光 转电的光信号丢失告警指示灯；18、 Dll、电转光的故障告警指示灯。
具体实施方式

以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述
实施例参见附图2~7所示，
一种SFP光收发才莫块测试评估电^各板，该电鴻4反上设有
SFP光收发模块测试连接接口 8 ( JP3 ),该接口用于插接SFP光收发模块， 该接口具有一对高频差分信号输入端子18A、 19A、 一对高频差分信号输出端 子13A、 12A、模块发送器电源端子16A、模块接收器电源端子15A、电转光 的故障告警端子2B、模块连接状态检测端子6B、光转电的光信号丟失告警端 子8B、电转光的光输出允许控制端子3B以及I"C串行通信端子4B、 5B;上述 端子均对应于SFP光收发模块的引脚设计；
一对高频差分信号输入接口 11、 12(TX+、 TX-)，该一对高频差分信号输 入接口 11、 12 (TX+、 TX-)与所述一对高频差分信号输入端子18A、 19A对 应电连接，为SFP光收发模块提供发送端的输入电信号；
一对高频差分信号输出接口 9、 10 (RX+、 RX-),该一对高频差分信号输 出接口 9、 10 (RX+、 RX-)与所述一对高频差分信号输出端子13A、 12A对应 电连接，为SFP光收发模块光接收信号转成电信号提供输出接口；
两电子开关器件Q1、 Q2和两采样电阻Rsl、 Rs2,这两电子开关器件Q1、 Q2和两采样电阻Rsl、 Rs2中， 一电子开关器件Q1与一采样电阻Rsl串接于 电源VDD_IN与所述模块发送器电源端子16A之间，另一开关Q2与另一采样 电阻Rs2串接于电源VDDJN与所述模块接收器电源端子15A之间；所述电子 开关器件Q1、 Q2为N沟道场效应晶体管；
两电流监测芯片U3 、 U4, —者U3以同相输入端Vin+和反相输入端Vin-跨接于采样电阻Rsl的两端，另一者U4以同相输入端Vin+和反相输入端Vin-跨接于另一釆样电阻Rs2的两端；所述电流监测芯片U3 、 U4具体为美国IT 公司生产的型号为INA168的芯片；
8A/D转换芯片U6，该A/D转换芯片U6的输入端口 AN0、 AN1分别4矣两 电流监测芯片U3 、 U4的输出端OUT;所述A/D转换芯片U6具体为美国 MAXIM公司生产的型号为MAX1239的芯片；
I/O串并转换器U5，该I/O串并转换器U5的并行I/O端口接电转光的故障 告警端子2B、模块连接状态检测端子6B、光转电的光信号丟失告警端子8B、 电转光的光输出允许控制端子3B;所述I/O串并转换器U5具体为飞利浦公司 生产的型号为PCA9555的芯片；
I2C串行通信接口 6 ( Jl ),该I2C串行通信接口 6 ( Jl )的端子5、 6对应 接A/D转换芯片U6的串行输出端SDA、 SCL、 I/O串并转换器U5的串行通信 端SDA、 SCL以及SFP光收发模块测试连接接口的I2C串行通信端子4B、 5B。
参见附图2所示，本实施例电路板拆分为第一板2和第二板1，该第一板2 与第二板1通过排线7连接；所述SFP光收发模块测试连接接口 8 ( JP3 )、 一 对高频差分信号输入接口 11、 12(TX+、 TX-)及一对高频差分信号输出接口 9、 10(RX+、 RX-)布置于第一板2上；而所述两电子开关器件Ql 、 Q2、两 采样电阻Rsl、 Rs2、两电流监测芯片U3、 U4、 A/D转换芯片U6、 I2C串行 通信接口 6 (Jl )以及1/0串并转换器U5布置于第二板1上。
并且，所述第二板1上还设有电源接口 3 (J3)、 4 (J4)以及一供电电路， 供电电路如附图8所示，其中主要有一稳压芯片Ul (型号LM1585 ),以该供 电电源提供供模块的电源VDD—IN和供各芯片工作电源的VCC。
在所述第一板2还设有6个LED指示灯的指示电路，用以指示测试工作状 态，具体如附图9所示，由模块发送器电源指示灯13 (D12)、模块接收器电源 指示灯14 (D13)、电转光的光输出指示灯15 (D8)、被测SFP光收发^f莫块的 连接状态指示灯16 (D9)、光转电的光信号丢失告警指示灯17 (DIO)、电转光 的故障告警指示灯18 (D11)以及一些电阻、反相器构成。
上述实施例中，具体芯片型号可有以下变化
1、所述电流监测芯片具体可采用的芯片型号还可为INA138(美国TI公 司)、MIC"00(麦瑞半导体)、SGMSMl(圣邦孩i电子公司)、ADWIO (美国 Analog Devices公司)等等。
的MAX1236、 MAX1237、 MAX1238等。
3、所述1/0串并转换器具体可采用的芯片型号还可为PPCA9554(飞利浦 公司或美国TI公司)、TCA6408(美国TI公司)、CAT9534(Catalyst公司)等。上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此 项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用 新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵 盖在本实用新型的保护范围之内。
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权利要求1、一种SFP光收发模块测试评估电路板，其特征在于包括SFP光收发模块测试连接接口，该接口用于插接SFP光收发模块，该接口上具有一对高频差分信号输入端子、一对高频差分信号输出端子、模块发送器电源端子、模块接收器电源端子、电转光的故障告警端子、模块连接状态检测端子、光转电的光信号丢失告警端子、电转光的光输出允许控制端子、I2C串行通信端子；一对高频差分信号输入接口，该一对高频差分信号输入接口与所述一对高频差分信号输入端子对应电连接，为SFP光收发模块提供发送端的输入电信号；一对高频差分信号输出接口，该一对高频差分信号输出接口与所述一对高频差分信号输出端子对应电连接，为SFP光收发模块光接收信号转成电信号提供输出接口；两开关和两采样电阻，这两开关和两采样电阻中，一开关与一采样电阻串接于电源与所述模块发送器电源端子之间，另一开关与另一采样电阻串接于电源与所述模块接收器电源端子之间；两电流监测芯片，一者以同相输入端和反相输入端跨接于一采样电阻的两端，另一者以同相输入端和反相输入端跨接于另一采样电阻的两端；A/D转换芯片，该A/D转换芯片的输入端口分别接两电流监测芯片的输出端；I/O串并转换器，该I/O串并转换器的并行I/O端口接电转光的故障告警端子、模块连接状态检测端子、光转电的光信号丢失告警端子、电转光的光输出允许控制端子；I2C串行通信接口，该I2C串行通信接口的端子接A/D转换芯片的串行输出端、I/O串并转换器的串行通信端以及SFP光收发模块测试连接接口的I2C串行通信端子。
2、 根据权利要求1所述的一种SFP光收发模块测试评估电路板，其特征 在于所述两开关均为电子开关器件，其控制端接串并I/O转换器的并行I/O 引脚。
3、 根据权利要求2所述的一种SFP光收发模块测试评估电路板，其特征 在于所述电子开关器件为N沟道场效应晶体管，其以漏极和源极作为两端串 接于供电电源与端子之间，其栅极作为控制端。
4、 根据权利要求1所述的一种SFP光收发模块测试评估电路板，其特征在于所述电路板拆分为第一板和第二板，该第一板与第二板通过排线连接； 所述SFP光收发模块测试连接接口 、 一对高频差分信号输入接口及一对高频差 分信号输出接口布置于第一板上；而所述两开关、两采样电阻、两电流监测芯 片、A/D转换芯片、I2C串行通信接口以及1/0串并转换器布置于第二板上。
专利摘要一种SFP光收发模块测试评估电路板，其特征在于包括SFP光收发模块测试连接接口、一对高频差分信号输入接口、一对高频差分信号输出接口、两开关和两采样电阻、两电流监测芯片、A/D转换芯片、I/O串并转换器以及12C串行通信接口；所述两开关和两采样电阻中，一开关与一采样电阻串接于电源与所述模块发送器电源端子之间，另一开关与另一采样电阻串接于电源与所述模块接收器电源端子之间；本实用新型整合了电流监测和SFP光收发模块数据读写功能，从而测试时省却了可编程程控电源和数据采集卡，提高了测试稳定性和降低了测试成本。
文档编号G01R19/25GK201397230SQ20092004152
公开日2010年2月3日 申请日期2009年3月23日 优先权日2009年3月23日
发明者余文兵, 常留勋, 敏 徐, 王举艳, 陆国平 申请人:群邦电子(苏州)有限公司