[發明專利]高溫環境下光電模塊性能測試裝置及測試方法

有效

• 申請號: 201310246502.8
• 申請日: 2013-06-20
• 公開（公告）號: CN103293423A
• 公開（公告）日: 2013-09-11
• 發明（設計）人: 舒勤;姜振超;李旻;楊書佺;黃宏光;顧益雙
• 申請（專利權）人: 四川電力科學研究院;四川大學
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00;G01R31/44
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 梁田

1.高溫環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。

2.根據權利要求1所述高溫環境下光電模塊性能測試裝置，其特征在于：所述內部測試板包括n個SFP插座，n為大于1的自然數，n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。

3.根據權利要求1所述高溫環境下光電模塊性能測試裝置，其特征在于：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。

4.根據權利要求3所述高溫環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。

5.根據權利要求4所述高溫環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。

6.高溫環境下光電模塊性能的測試方法，其特征在于，包括以下步驟：確定最佳測試溫度和對應的最佳測試時間的步驟；根據確定的最佳測試溫度和對應的最佳測試時間進行老化試驗的步驟，其中確定最佳測試溫度和對應的最佳測試時間包括以下步驟：

（A）實施光模塊變溫實驗，測量并得到工作電流與溫度的關系曲線，并擬合成數學函數；

（B）得到使加速因子取最大值的測試溫度滿足的方程；

（C）將步驟(A)得到的數學函數帶入步驟（B）給出的方程，得到最佳測試溫度和相應的測試時間。

7.根據權利要求1所述高溫環境下光電模塊性能的測試方法，其特征在于，所述步驟（A）包括以下步驟：

(A1)選取樣品，對同一批次的SFP光模塊進行隨機抽樣，樣品數量不少于8個；

(A2)對步驟（A1）抽取的樣品實施變溫實驗，利用光模塊性能測試裝置采集樣本中LED器件的工作電流；

(A3)多次重復步驟（A2）所述變溫實驗，整理數據得到工作電流與溫度的關系曲線，并擬合成數學函數，用以下分段函數表示：

?????

其中，I_f為工作電流,?T_j為任意加速溫度對應的結溫，α為最大工作電流，T₁為第一個過零點對應的結溫，T₂為工作電流上升終點對應的結溫，T₃為工作電流下降起點對應的結溫，T₄為第二個過零點對應的結溫，α>0，。

8.根據權利要求8所述高溫環境下光電模塊性能的測試方法，其特征在于，所述步驟（B）包括以下步驟：

（B1）根據步驟（A3）測量得到的工作電流與溫度變化的曲線，加速因子的計算公式變為：

?

上式中，為加速因子，表示正常工作溫度條件下PN結的結溫；表示加速溫度條件下PN結的結溫，表示正常工作溫度條件下的電流；表示加速溫度條件下的電流；

（B2）利用加速因子τ對求導數，并令結果為零，得到最佳測試溫度方程：

??

該式中，k為波耳茲曼常數，為激活能，I_f為工作電流。

9.根據權利要求8所述高溫環境下光電模塊性能的測試方法，其特征在于，所述步驟（C）包括以下步驟：

???（C1）將步驟（A3）得到的函數求解一階導數，其值為工作電流與溫度的關系曲線的斜率，在之間時，曲線的斜率為正數；在之間時，曲線的斜率為零；在之間時，曲線的斜率為負數；

（C2）將步驟（C1）獲得的斜率帶入步驟（B2）得到的最佳測試溫度方程，并求解，當在之間時，方程無解；當在之間取值時，；

???（C3）確定最佳測試溫度，當時，不在之間時，最佳測試溫度為；當時，且在之間時，最佳測試溫度為；

（C4）利用所述步驟（B1）給出的公式，計算最佳測試溫度下的加速因子，利用最佳測試溫度對應加速因子與標準測試溫度下加速因子的比值，計算出測試時間。