[发明专利]一种采用远距离传输方式的光电耦合器电参数在线测试系统及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种采用远距离传输方式的光电耦合器电参数在线测试系统和方法，并特别涉及一种基于小电流保护技术的光电耦合器在线测试系统和方法。本发明属于航天电子学测量技术领域。 

背景技术

在航天领域，光耦可以作为终端隔离元件运用于长线传输信息系统中，可大大提高信噪比；也可以作为信号隔离的接口器件用于计算机数字通信系统中，增强计算机工作的可靠性。空间辐射环境存在的大量辐射粒子，如电子、质子和重离子等。在地球周围粒子辐照引起光耦的电特性参数退化，严重时导致器件失效，从而影响到航天器的在轨任务。

自从TOPEX/Poseidon飞行器在轨运行2年后失效，光耦合器的空间辐射损伤效应引起了国外高度重视。其原因是由光耦器件受空间质子辐射产生位移损伤效应，引起器件性能退化所致。因此，光耦在航天应用中需要对其抗位移辐射损伤的能力进行评估。目前，地面模拟空间位移辐射损伤的辐射源主要有1MeV能量的中子或一定能量（10MeV~400MeV）的质子，通过辐照累计粒子注量来等效模拟光电器件在空间应用寿命周期内所接收到的位移损伤剂量。在地面模拟位移辐射源中，1MeV能量的中子和高能质子对辐照后的材料具有活化作用，使其具有二次放射性，不能立刻采用离线测试的方式进行，只能采用原位测试的方法或者待被辐照样品的二次放射性降低在安全范围内后，但时间一般较长，且随着辐照注量的增大，放射时间越长，进而影响评估试验的进度。此外，由于光耦器件由发光二极管和光敏三极管组成，为混合器件，因此不能对光耦样品开帽进行辐照（开帽后会影响器件的CTR参数），进而也就无法采用较低能量的质子直接进行位移评估试验（如10MeV能量质子的射程为604.3μm）。因此，为确保试验进度和放射性安全，实现工程化的光耦位移损伤效应评估平台，需要一种通用的光耦器件电参数在线测试装置。

发明内容

本发明是为了解决基于地面模拟位移辐射中子源辐照光电耦合器后因二次放射性不能在短时间内离线进行测试的问题。

根据本发明的实施例，提出了一种光电耦合器在线测试系统，包括：

试验板，其上设置有用于承载待测的光电耦合器的DUT载板，并且所述试验板能够对所述光电耦合器进行固定，并且在暴露于辐照场的情况下经由屏蔽线输出来自所述光电耦合器的信号；数据采集器；电源，其适用于对所述DUT载板和所述数据采集器进行供电；以及上位机，其适用于控制所述数据采集器、所述DUT载板和所述电源，并且实时接收来自所述MCU的信号，并且利用来自所述MCU的信号计算出所述光电耦合器的参数，保存并且显示所计算出的参数。

该数据采集器包括以下部件：一个或多个信号调理电路，其适用于对所述试验板输出的信号进行信号调理；仪表放大器，其对信号调理后的所述信号进行放大处理；模数转换器，其对放大后的信号进行模数转换；以及MCU，其采集转换后的信号，并且进行打包处理后输出。

根据进一步优选的实施例，该系统还包括被设置于所述DUT载板和所述信号采集器之间的矫正线，所述矫正线拾取所述系统在工作中所产生的干扰信号，所述数据采集器利用所述干扰信号采用软件算法来消除所采集的测试信号中的干扰。

根据进一步优选的实施例，所述数据采集器的测试信号输入端处还包括输入保护电路，所述输入保护电路包括限流电阻器和限压二极管。

根据进一步优选的实施例，所述仪表放大器是智能放大电路，通过程控电位器来控制和改变所述智能放大电路的放大倍数。

根据进一步的实施例，当来自所述光电耦合器的信号为电流信号时，所述信号调理电路中还存在对应的电流-电压转换电路，所述电流-电压转换电路适用于根据来自所述光电耦合器的信号的预定级别，利用适当大小的采样电阻对来自所述光电耦合器的信号进行电流-电压转换。

根据进一步优选的实施例，所述DUT载板适用于承载表贴型封装、陶瓷封装和/或金属封装的光电耦合器。

根据进一步优选的实施例，所述光电耦合器的参数包括通态集电极电流、通态集电极-基极电流、漏电流、饱和压降和电流传输比。

根据本发明的另一实施例，提出了一种光电耦合器在线测试方法，包括以下步骤：