一、為什么光開關(guān)測(cè)試這么重要？

    可能有些剛?cè)胄械呐笥褧?huì)問：光開關(guān)測(cè)試真的有那么多講究嗎？買個(gè)示波器接上不就行了？

    還真不是這樣。光開關(guān)的測(cè)試指標(biāo)比較多，常見的有切換時(shí)間、插入損耗、隔離度、偏振相關(guān)損耗等等。每一個(gè)指標(biāo)都需要專門的測(cè)試方案。如果用傳統(tǒng)的人工搭建設(shè)備，不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，測(cè)試結(jié)果的重復(fù)性和一致性也難以保證。

    我之前見過不少小廠，為了省成本，直接用普通的示波器加光電探測(cè)器來測(cè)試。結(jié)果呢？測(cè)試數(shù)據(jù)跟客戶實(shí)際使用的偏差很大，后期返修率居高不下。所以我說，測(cè)試設(shè)備的錢真不能省。

二、OPC-01A光開關(guān)綜合測(cè)試儀實(shí)測(cè)體驗(yàn)

    我們公司在去年上馬了一條光開關(guān)生產(chǎn)線，當(dāng)時(shí)也對(duì)比了好幾款測(cè)試設(shè)備，最后選定了OPC-01A。用了大半年下來，整體感覺還是不錯(cuò)的。

1. 設(shè)備外觀和做工

    先說說第一印象。設(shè)備采用的是3U標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱，整個(gè)機(jī)身比較扎實(shí)，擺在工位上不會(huì)晃晃悠悠的。前后面板的布局比較合理，所有光、電端口都集中在前面板，操作起來很順手。

設(shè)備背面有一個(gè)USB口，是用來連接索雷博功率計(jì)的，這個(gè)設(shè)計(jì)比較貼心，不用另外走線。電源開關(guān)設(shè)在電源模塊上，啟動(dòng)的時(shí)候不會(huì)有那種咔噠一聲的廉價(jià)感。

圖1：OPC-01A光開關(guān)綜合測(cè)試儀外觀實(shí)物圖

2. 電源模塊表現(xiàn)

    設(shè)備自帶的直流電源模塊，輸出電壓范圍是0到30V，輸出電流最大5A。這個(gè)參數(shù)對(duì)于大部分光開關(guān)來說都?jí)蛴昧恕?/span>

    我比較看重的一個(gè)功能是恒壓模式下的電流可調(diào)節(jié)。我們?cè)跍y(cè)試不同批次的光開關(guān)時(shí)，經(jīng)常需要微調(diào)驅(qū)動(dòng)電流，這個(gè)功能就很實(shí)用。另外，電源有過流保護(hù)機(jī)制，這一點(diǎn)對(duì)于保護(hù)被測(cè)器件很重要，畢竟光開關(guān)的價(jià)格也不便宜，萬一燒了還是心疼的。

圖2：電源模塊前面板展示

3. 信號(hào)發(fā)生器夠用嗎？

    說實(shí)話，設(shè)備自帶的信號(hào)發(fā)生器參數(shù)不算特別亮眼。正弦波頻率范圍是DC到25MHz，方波是DC到10MHz。但是對(duì)于光開關(guān)測(cè)試來說，這個(gè)范圍完全夠用了。

    我們主要測(cè)試的還是方波信號(hào)，因?yàn)榇蠖鄶?shù)光開關(guān)的控制信號(hào)都是TTL電平的方波脈沖。用了一段時(shí)間下來，信號(hào)質(zhì)量比較穩(wěn)定，沒有出現(xiàn)波形失真或者毛刺的問題。

另外，信號(hào)發(fā)生器支持多種波形輸出，包括正弦波、三角波、梯形波、高斯白噪聲等等。如果有特殊測(cè)試需求，比如要模擬某些特定的光干擾信號(hào)，這個(gè)功能會(huì)派上用場(chǎng)。

圖3：信號(hào)發(fā)生器操作界面

4. 示波器性能怎么樣？

示波器是設(shè)備的核心測(cè)試部件，OPC-01A配備的是四通道虛擬示波器。我主要看這么幾個(gè)參數(shù)：

帶寬250MHz，采樣率1GSa/s，存儲(chǔ)深度64K。這個(gè)配置對(duì)于光開關(guān)測(cè)試來說，算是主流水平了。之前我也用過帶寬只有100MHz的老設(shè)備，測(cè)試高速光開關(guān)的時(shí)候明顯力不從心。換了這臺(tái)之后，測(cè)試結(jié)果的可信度高了不少。

示波器支持邊沿觸發(fā)、交替觸發(fā)、脈寬觸發(fā)等多種模式。我平時(shí)用得最多的是邊沿觸發(fā)，簡(jiǎn)單粗暴夠用。如果要測(cè)試一些特殊的脈沖信號(hào)，脈寬觸發(fā)功能也很實(shí)用。

圖4：示波器測(cè)試界面

另外，設(shè)備還支持自動(dòng)測(cè)量功能，像周期、頻率、上升時(shí)間、下降時(shí)間、正負(fù)脈寬這些參數(shù)都能自動(dòng)算出來，省去了我手動(dòng)數(shù)格子讀數(shù)據(jù)的麻煩。

5. 數(shù)采設(shè)備：長(zhǎng)時(shí)間監(jiān)測(cè)的好幫手

這個(gè)功能是我比較看重的。我們?cè)跍y(cè)試某些特殊應(yīng)用場(chǎng)景下的光開關(guān)時(shí)，經(jīng)常需要連續(xù)監(jiān)測(cè)幾小時(shí)甚至更長(zhǎng)時(shí)間的工作狀態(tài)。

OPC-01A的數(shù)采設(shè)備最大采樣率250kS/s，有4路以上輸入通道，16位分辨率。關(guān)鍵是數(shù)據(jù)可以導(dǎo)出到電腦，后期用Excel或者M(jìn)atlab做分析都很方便。

不過有一點(diǎn)要提醒一下，軟件安裝過程比較慢，第一次用的時(shí)候要有耐心。安裝包里有安裝程序，按照步驟來就行，不需要什么特殊設(shè)置。

6. 光電探測(cè)器：PD光電檢測(cè)器

設(shè)備配的PD光電檢測(cè)器是硅本征光電探測(cè)器，波長(zhǎng)范圍400nm到1100nm，最大響應(yīng)度0.5×10^5V/W。

我實(shí)際用下來感覺，這個(gè)響應(yīng)度對(duì)于普通光開關(guān)測(cè)試完全夠用了。光敏面尺寸6mm×6mm，連接方式是可拆卸FC口，換不同規(guī)格的跳線很方便。

有一點(diǎn)比較實(shí)用：這個(gè)探測(cè)器是內(nèi)置獨(dú)立的，通過BNC電纜連接到示波器或數(shù)采設(shè)備。如果哪天探測(cè)器壞了，直接換一臺(tái)就行，不用整個(gè)設(shè)備返修。

圖5：光電檢測(cè)器實(shí)物圖

7. 光功率計(jì)

設(shè)備配的是索雷博的PM100USB表頭加上S130C探頭。這個(gè)組合在業(yè)內(nèi)口碑不錯(cuò)，測(cè)量精度和穩(wěn)定性都挺好。

功率計(jì)通過USB接口連接到電腦，可以獨(dú)立運(yùn)行。我們?cè)跍y(cè)試光開關(guān)的插入損耗時(shí)，主要就是靠這個(gè)功率計(jì)。實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)跟進(jìn)口設(shè)備對(duì)比過，偏差在可接受范圍內(nèi)。

三、系統(tǒng)工作原理

說了這么多單個(gè)模塊的表現(xiàn)，再聊聊這套設(shè)備是怎么把這些模塊串起來的。

簡(jiǎn)單來說，OPC-01A的工作流程是這樣的：

電源模塊給被測(cè)光開關(guān)提供直流供電，電壓電流都可以調(diào)節(jié)。信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生方波或其他波形信號(hào)，一路作為光開關(guān)的TTL控制信號(hào)，另一路作為示波器的同步觸發(fā)電平。光開關(guān)輸出的光信號(hào)經(jīng)過PD光電檢測(cè)器轉(zhuǎn)成電信號(hào)，傳到示波器顯示。這樣就可以測(cè)出光開關(guān)的切換時(shí)間了。

如果要長(zhǎng)時(shí)間監(jiān)測(cè)光開關(guān)的工作狀態(tài)，就把信號(hào)發(fā)生器的輸出接到數(shù)采設(shè)備上，數(shù)據(jù)會(huì)自動(dòng)存儲(chǔ)到電腦里。

如果要測(cè)試插入損耗、隔離度這些指標(biāo)，就用光功率計(jì)獨(dú)立檢測(cè)光開關(guān)的輸出功率。

整個(gè)系統(tǒng)通過USB接口跟電腦連接，數(shù)據(jù)導(dǎo)出和設(shè)備控制都比較方便。

圖6：光開關(guān)綜合測(cè)試儀工作原理圖

四、實(shí)際使用中的一些感受

優(yōu)點(diǎn)：

1. 一體化設(shè)計(jì)：之前我們用的是自己搭建的測(cè)試平臺(tái)，光源、示波器、功率計(jì)分開放，每次挪動(dòng)都很麻煩。這臺(tái)設(shè)備一體化設(shè)計(jì)，移動(dòng)起來方便多了。

2. 接口統(tǒng)一：所有光、電接口都是標(biāo)準(zhǔn)BNC或者FC口，后期擴(kuò)展或者更換配件都比較方便。

3. 數(shù)據(jù)可追溯：數(shù)采設(shè)備采集的數(shù)據(jù)可以直接導(dǎo)出，方便做質(zhì)量分析和追溯。

缺點(diǎn)：

1. 軟件體驗(yàn)一般：配套軟件的功能比較基礎(chǔ)，界面設(shè)計(jì)也比較樸素。對(duì)于習(xí)慣了進(jìn)口設(shè)備軟件的人來說，可能需要適應(yīng)一下。

2. 不支持網(wǎng)絡(luò)控制：設(shè)備只有USB接口，沒有網(wǎng)口，沒辦法遠(yuǎn)程控制。如果生產(chǎn)線自動(dòng)化程度要求比較高，這點(diǎn)可能是個(gè)限制。

五、選購(gòu)建議

如果你正在為光開關(guān)生產(chǎn)線選測(cè)試設(shè)備，有幾點(diǎn)建議供參考：

第一，明確測(cè)試需求。如果是研發(fā)用途，對(duì)測(cè)試精度和靈活性要求高，可以考慮進(jìn)口設(shè)備。如果是生產(chǎn)線批量測(cè)試，這臺(tái)OPC-01A的性價(jià)比會(huì)更高一些。

第二，看測(cè)試指標(biāo)覆蓋。主流的光開關(guān)測(cè)試指標(biāo)包括切換時(shí)間、插入損耗、隔離度、偏振相關(guān)損耗等。選購(gòu)的時(shí)候確認(rèn)設(shè)備能不能覆蓋這些指標(biāo)。

第三，考慮擴(kuò)展性。設(shè)備的光接口類型、供電范圍、信號(hào)帶寬這些參數(shù)，決定了它能測(cè)試多大范圍的光開關(guān)型號(hào)。

六、結(jié)語

說了這么多，回到開頭的問題：光開關(guān)測(cè)試設(shè)備該怎么選？

我的體會(huì)是，沒有最好的設(shè)備，只有最適合的。如果你的測(cè)試需求以切換時(shí)間、插入損耗為主，預(yù)算在十萬以內(nèi)，OPC-01A是個(gè)值得考慮的選擇。一體化的設(shè)計(jì)、夠用的性能參數(shù)，加上相對(duì)親民的價(jià)格，對(duì)于國(guó)內(nèi)的光通信企業(yè)來說，是一個(gè)務(wù)實(shí)的方案。

當(dāng)然，具體要不要選這臺(tái)設(shè)備，還要結(jié)合你們自己的實(shí)際情況。有條件的話，最好能實(shí)際測(cè)試一下，看看各項(xiàng)指標(biāo)能不能滿足你的要求。

擇合適的光開關(guān)等光學(xué)器件及光學(xué)設(shè)備是一項(xiàng)需要綜合考量技術(shù)、性能、成本和供應(yīng)商實(shí)力的工作。希望本指南能為您提供清晰的思路。我們建議您在明確自身需求后，詳細(xì)對(duì)比關(guān)鍵參數(shù)，并優(yōu)先選擇像科毅光通信這樣技術(shù)扎實(shí)、質(zhì)量可靠、服務(wù)專業(yè)的合作伙伴。

 （注：本文部分內(nèi)容由AI協(xié)助習(xí)作，僅供參考）