CN117054796B - 一种光器件测试电路与方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种光器件测试电路与方法，包括步骤；控制单元通过模式切换单元将电路切换为电流源模式，通过采样单元采集的电压计算得到光器件的实际电流值；再通过调整数字电位器的数值，使回路驱动电流与临界电流值适配，硬件电路自动调整实际电流值至临界电流值；控制单元通过模式切换单元将电路切换为电压源模式，调整光器件的工作电压低于临界电压值，测试工作电压下光器件的工作电流。本发明通过硬件自锁定电路同时对光器件的临界电压值和工作电流值进行测试，测试同时避免对光器件造成的软损伤。

Description

一种光器件测试电路与方法

技术领域

本发明涉及光器件测试技术领域，特别涉及一种光器件测试电路与方法。

背景技术

目前APD光器件的性能测试主要有两种方法，一种是硬件加电方法，直接给APD光器件添加预置偏压，测试APD光器件的工作电流，重复再加电压，再测工作电流，直到工作电流值达到预定范围，这种方法因没有闭环自锁，在测试过程中，极易导致APD光器件瞬时过流而造成软损伤。另一种是软件模拟方法，预先测试采样取点，根据采样取点数，模拟推论得出测试结果，这种方法虽然提高了测试安全性，但不能真实反应APD光器件的实际性能，存在理论与实际的偏差。

因此，当前对APD光器件的常规测试方法会造成APD光器件的性能影响问题，以及测试结果与实际结果不符合的问题。并且两种方法所需时间均比较长，对APD光器件产品本身也是不利的，会存在APD光器件软损伤及准确度低的问题。

发明内容

本发明的目的在于通过硬件自锁定电路同时对光器件的临界电压值和工作电流值进行测试，测试同时避免对光器件造成的软损伤，提供一种光器件测试电路与方法。

为了实现上述发明目的，本发明实施例提供了以下技术方案：

一种光器件测试电路，包括：

控制单元，用于接受采样单元采集的电压值，并向偏压单元输出电压值，使光器件在电流源模式时的实际电压值调整至临界电流值；

采样单元，所述采样单元的输入端分别与偏压单元的输出端、数字电位器的输出端连接，用于采集电路和光器件的电压值并经过系数衰减后输出至模式切换单元或偏压单元；

模式切换单元，所述模式切换的输入端分别与采样单元的输出端、控制单元的输入端连接，用于控制电路为电流源模式或电压源模式；

偏压单元，所述偏压单元的输入端分别与模式切换单元的输出端、采样单元的输出端连接，用于自动调整电路至锁定状态；

数字电位器，所述数字电位器的输入端分别与偏压单元、光器件连接，用于调整电路的阻抗，使电路的驱动电流与临界电流值适配。

所述采样单元包括电压采样电路、电流采样电路；所述电压采样电路包括第一运算放大器、第一电阻、第二电阻，所述电流采样电路包括第二运算放大器、第三电阻、第四电阻；

所述第一运算放大器的正相输入端与数字电位器连接，第一运算放大器的反相输入端与第一运算放大器的输出端连接，第一运算放大器的输出端还与第二电阻的第一端连接，第二电阻的第二端分别与第一电阻的第一端、模式切换单元的输入端、控制单元的ADC1引脚连接，第一电阻的第二端接地；

所述第二运算放大器的正相输入端与数字电位器连接，第二运算放大器的反相输入端与第二运算放大器的输出端连接，第二运算放大器的输出端还与第三电阻的第一端连接，第三电阻的第二端分别与第四电阻的第一端、模式切换单元的输入端、控制单元的ADC2引脚连接，第四电阻 的第二端接地。

所述模式切换单元包括第三运算放大器、开关；所述开关为单刀双掷开关，单刀双掷开关包括第一引脚、第二引脚、第三引脚，第一引脚、第二引脚分别与第三引脚通过单刀连接；所述第三运算放大器的反相输入端与第二电阻的第二端连接，第三运算放大器的正相输入端与第三电阻的第二端连接；单刀双掷开关的第一引脚与第二电阻的第二端连接，单刀双掷开关的第二引脚与第三运算放大器的输出端连接，单刀双掷开关的第三引脚与偏压单元的输入端连接。

所述偏压单元包括第四运算放大器、第五电阻、第六电阻、第五电容；所述第四运算放大器的反相输入端分别与第五电阻的第一端、单刀双掷开关的第三引脚连接，第五电阻的第二端接地，第四运算放大器的正相输入端分别与第六电阻的第一端、第五电容的第一端连接，第六电阻的第二端与控制单元的DAC引脚连接，第五电容的第二端接地；第四运算放大器的输出端分别与数字电位器的输入端、第二运算放大器的正相输入端连接。

所述数字电位器包括可控电阻，所述可控电阻的第一端分别与第四运算放大器的输出端、第二运算放大器的正相输入端连接，可控电阻的第二端分别与光器件的阴极、第一运算放大器的正相输入端连接，光器件的阳极接地。

所述控制单元的SCL引脚、SDA引脚分别与数字电位器连接；控制单元的ADC1引脚与第二电阻的第二端连接，用于接收电压采样电路输出的电压信号VL_ADC；控制单元的ADC2引脚与第三电阻的第二端连接，用于接收电流采样电路输出的电压信号VH_ADC；控制单元的DAC引脚与第六电阻的第二端连接，用于向偏压电压输入电压信号V_DAC。

一种光器件测试方法，包括以下步骤；

步骤1，控制单元通过模式切换单元将电路切换为电流源模式，通过采样单元采集的电压计算得到光器件的实际电流值；再通过调整数字电位器的数值，使回路驱动电流与临界电流值适配，硬件电路自动调整实际电流值至临界电流值；

步骤2，控制单元通过模式切换单元将电路切换为电压源模式，调整光器件的工作电压低于临界电压值，测试工作电压下光器件的工作电流。

所述步骤1具体包括以下步骤：

光器件的临界电流值为Iapd；

控制单元控制模式切换单元中单刀双掷开关的第二引脚和第三引脚闭合，电路形成电流源模式；

上电前，通过控制单元的SCL引脚、SDA引脚形成的IIC通信线路控制可控电阻的动片，以调整数字电位器的数值Kr；

第一运算放大器的输入端电压VL经过第一电阻、第二电阻的衰减，形成电压VL_ADC输入第三运算放大器的反相输入端，同时由控制器采集衰减后的电压VL_ADC：

其中，Kp1为第一电阻R1、第二电阻R2的衰减系数，R1为第一电阻的阻值，R2为第二电阻的阻值；

第二运算放大器的输入端电压VH经过第三电阻、第四电阻的衰减，形成电压VH_ADC输入第三运算放大器的正相输入端，同时由控制器采集衰减后的电压VH_ADC：

其中，Kp2为第三电阻R3、第四电阻R4的衰减系数，R3为第三电阻的阻值，R4为第四电阻的阻值；

通过设置第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻的阻值，使Kp1=Kp2=Kp，有：

通过控制单元的ADC1引脚、ADC2引脚分别采样VL_ADC、VH_ADC计算获得实时的电压VL和VH；

第三运算放大器的反相输入端、正相输入端分别输入电压VL_ADC、VH_ADC进行比较后，向第四运算放大器的反相输入端输入电压V：

通过控制单元调整电压V_DAC的大小，电路形成闭环，使V=V_DAC，此时电路达到稳定状态；

光器件的临界电流值，当电路稳定时，有：

则有：

通过控制电压V_DAC的大小，在通过第四运算放大器自身的增益放大，输出电压VH，使第四运算放大器的反相输入端电压V接近于正相输入端电压V_DAC，当V小于V_DAC时，由于第四运算放大器的正相输入端大于反相输入端，VH会增大，随之V会增大，使得V=V_DAC；当V大于V_DAC时，由于第四运算放大器的正相输入端小于反相输入端，VH会减小，随之V会减小，使得V=V_DAC，电路达到稳定，使光器件的实际电流值达到临界电流值Iapd，并测量光器件在临界电流值Iapd下的临界电压值VBR：

完成对光器件的临界电压的测试。

所述步骤2具体包括以下步骤：

控制单元控制模式切换单元中单刀双掷开关的第一引脚和第三引脚闭合，电路形成电压源模式；

将光器件在正常工作时的工作电压值Vop为临界电压值VBR的0.9倍，有：

若V小于V_DAC，则第四运算放大器输出的电压VH会变大，再经过数字电位器后，电压VL也会变大，则电压V也会增大，直到V=V_DAC；若V大于V_DAC，则第四运算放大器输出的电压VH会减小，再经过数字电位器后，电压VL也会减小，则电压V也会减小，直到V=V_DAC，实现电路硬件自锁定功能；

当电路稳定时，测量工作电压Vop下光器件的工作电流Iop。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

（1）本发明所涉及的电路不仅能实现对光器件APD临界电压值的测试，还能实现光器件APD的工作电流测试，完成暗电流和光电流的测试。

（2）本发明控制输出V_DAC为多段步进方式加电设置，既减少了等待时间，又提高了电路的安全性，防止光器件APD因过流导致的软损伤，完全有别于硬件直接加电和回读调整的方式。同样的步进掉电方式，减少了电路对其他单元电路的冲击，电磁兼容（EMC）得到有效提高。因为减少了加电和掉电过程中产生的过冲，在电路里表现出电流波动，这种波动会串入到供电回路中，从而影响到其他的电路工作稳定性，并且这种波动还会在空间中产生杂散的电磁场，电磁场也会影响周边电路的正常工作，所以，加电和掉电过程的缓慢变化有助改善电磁兼容。

（3）由于ADC采样受到各种电磁噪声的影响，会出现数据随机突变的问题，表现出测试数据前后不一致的问题，本发明在电路锁定后，控制单元持续采样100个电压值，去除不连续的突变异常数据，对所有数据再做均值化处理，数据处理后，电路的测试结果非常稳定，一致性也非常好。

（4）本发明中的量程自动可调整功能，非常有效的延展了光器件APD的测试范围，电流源模式时，回路驱动电流可实现10uA到100uA的量程调整功能，电压源模式时，回路检测电流可实现nA到mA的量程选择。且由硬件电路的闭环锁定功能，完全避免了过冲及磁滞现象带来的器件软损伤问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明电路原理图；

图2为本发明电流源模式简化电路原理图；

图3为本发明电压源模式简化电路原理图；

图4为本发明示波器电压波形图；

图5为现有技术示波器电压波形图；

图6为本发明另一种电路原理图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性，或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。另外，术语“相连”、“连接”等可以是元件之间直接相连，也可以是经由其他元件的间接相连。

本发明通过下述技术方案实现，如图1所示，一种光器件测试电路，对光器件APD进行测试，所述电路包括控制单元MCU、采样单元、模式切换单元、偏压单元、数字电位器；所述控制单元MCU的输出端分别与模式切换单元、数字电位器连接，数字电位器的输出端与采样单元的输入端连接，采样单元的输出端分别与控制器的输入端、模式变换电路的输入端连接，模式变换电路的输出端与偏压电路的输入端连接，偏压电路的输出端分别与数字电位器的输入端、采样单元的输入端连接，数字电位器与光器件APD连接。

详细来说，请继续参见图1，所述采样单元包括电压采样电路、电流采样电路；所述电压采样电路包括第一运算放大器U1、第一电阻R1、第二电阻R2，所述电流采样电路包括第二运算放大器U2、第三电阻R3、第四电阻R4；

所述第一运算放大器U1的正相输入端与数字电位器连接，第一运算放大器U1的反相输入端与第一运算放大器U1的输出端连接，第一运算放大器U1的输出端还与第二电阻R2的第一端连接，第二电阻R2的第二端分别与第一电阻R1的第一端、模式切换单元的输入端、控制单元的ADC1引脚连接，第一电阻R1的第二端接地；

所述第二运算放大器U2的正相输入端与数字电位器连接，第二运算放大器U2的反相输入端与第二运算放大器U2的输出端连接，第二运算放大器U2的输出端还与第三电阻R3的第一端连接，第三电阻R3的第二端分别与第四电阻R4的第一端、模式切换单元的输入端、控制单元的ADC2引脚连接，第四电阻 R4的第二端接地。

所述模式切换单元包括第三运算放大器U3、单刀双掷开关S；所述单刀双掷开关S包括第一引脚1、第二引脚2、第三引脚3，第一引脚1、第二引脚2分别与第三引脚3通过单刀连接；所述第三运算放大器U3的反相输入端与第二电阻R2的第二端连接，第三运算放大器U3的正相输入端与第三电阻R3的第二端连接；单刀双掷开关S的第一引脚1与第二电阻R2的第二端连接，单刀双掷开关S的第二引脚2与第三运算放大器U3的输出端连接，单刀双掷开关S的第三引脚3与偏压单元的输入端连接。

所述偏压单元包括第四运算放大器U4、第五电阻R5、第六电阻R6、第五电容C5；所述第四运算放大器U4的反相输入端分别与第五电阻R5的第一端、单刀双掷开关S的第三引脚3连接，第五电阻R5的第二端接地，第四运算放大器U4的正相输入端分别与第六电阻R6的第一端、第五电容C5的第一端连接，第六电阻R6的第二端与控制单元的DAC引脚连接，第五电容C5的第二端接地；第四运算放大器U4的输出端分别与数字电位器的输入端、第二运算放大器U2的正相输入端连接。

所述数字电位器包括可控电阻R8，所述可控电阻R8的第一端分别与第四运算放大器U4的输出端、第二运算放大器U2的正相输入端连接，可控电阻R8的第二端分别与APD光器件的阴极、第一运算放大器U1的正相输入端连接，APD光器件的阳极接地。

所述控制单元MCU的SCL引脚、SDA引脚分别与数字电位器连接；控制单元MCU的ADC1引脚与第二电阻R2的第二端连接，用于接收电压采样电路输出的电压信号VL_ADC；控制单元MCU的ADC2引脚与第三电阻R3的第二端连接，用于接收电流采样电路输出的电压信号VH_ADC；控制单元MCU的DAC引脚与第六电阻R6的第二端连接，用于向偏压电压输入电压信号V_DAC。

基于上述电路，本方案还提出一种光器件测试方法，包括以下步骤：

步骤1，控制单元通过模式切换单元将电路切换为电流源模式，通过采样单元采集的电压计算得到光器件的实际电流值；再通过调整数字电位器的数值，使回路驱动电流与临界电流值适配，硬件电路自动调整实际电流值至临界电流值。

当一个光器件APD出厂时有固定的临界电流值为Iapd，请参见图1，控制单元MCU控制模式切换单元中单刀双掷开关S的第二引脚2和第三引脚3闭合，电路形成电流源模式，在该模式下用于调整并固定光器件APD的电流至临界电流值Iapd，从而得到临界电流值Iapd下的临界电压值VBR。

上电前，通过控制单元的SCL引脚、SDA引脚形成的IIC通信线路控制可控电阻R8的动片，以调整数字电位器的数值Kr，当可控电阻R8的阻值增大时，数值Kr增大。上电时，控制器MCU向第四运算放大器U4的正相输入端输入电压V_DAC，经第四运算放大器U4放大后（第四运算放大器U4的放大增益与自身开环增益和数值Kr相关），输出电压VH至第二运算放大器U2的正相输入端，以及电压VH通过数字电位器后形成电压VL输入第一运算放大器U2的正相输入端，同时电压VL也是光器件APD的当前电压值。可参见图5所示的电流源模式下示波器显示的电压波形图，其中从上往下，第一条波形是电压VL，第二条波形是第四运算放大器U4的反相输入端电压V，第三条波形是第四运算放大器U4的正相输入端电压V_DAC。

第一运算放大器U1的输入端电压VL（第一运算放大器U1的增益为1，起到阻抗隔离的作用）经过第一电阻R1、第二电阻R2的衰减，形成电压VL_ADC输入第三运算放大器U3的反相输入端，同时由控制器MCU采集衰减后的电压VL_ADC；第二运算放大器U2的输入端电压VH（第二运算放大器U2的增益为1，起到阻抗隔离的作用）经过第三电阻R3、第四电阻R4的衰减，形成电压VH_ADC输入第三运算放大器U3的正相输入端，同时由控制器MCU采集衰减后的电压VH_ADC。

电压采样电路中电压VL通过第一运算放大器U1、第一电阻R1、第二电阻R2的比例衰减，得到电压VL_ADC，衰减系数为Kp1，有：

同理，电流采样电路中电压VH通过第二运算放大器U2、第三电阻R3、第四电阻R4的比例衰减，得到电压VH_ADC，衰减系数为Kp2，有：

通过设置第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4的阻值，使Kp1=Kp2=Kp，有：

因此，通过控制单元的ADC1引脚、ADC2引脚分别采样VL_ADC、VH_ADC，即可获得实时的电压VL和VH，即：

第三运算放大器U3的反相输入端、正相输入端分别输入电压VL_ADC、VH_ADC进行比较后，向第四运算放大器U4的反相输入端输入电压V（第三运算放大器U3的增益为1）：

本电路的目的是使第四运算放大器U4的正相输入端电压V_DAC与反相输入端电压V相等，因此通过控制单元MCU调整电压V_DAC的大小，电路形成闭环，可以使V=V_DAC，此时电路达到稳定状态。

通过电路可知，光器件APD的临界电流值，当电路稳定时，有：

则有：

可见，设置合适的衰减系数Kp，并调整合适的Kr增益，可通过控制V_DAC的大小，使光器件APD的实际电流值达到临界电流值Iapd。实际应用中，输出的V_DAC为线性增加，前段因为V_DAC远低于电压临界值，会快速增加，接近电压临近值时则缓慢递增，即提高对光器件APD的电流测试，又增加测试的安全性，避免光器件APD瞬时过流而造成软损伤。否则就会像图4所示的现有技术的电压波形图那样，VL会出现波动，导致光器件APD软损伤（图4从上往下，第一条波形是电压VL，第二条波形是第四运算放大器U4的反相输入端电压V，第三条波形是第四运算放大器U4的正相输入端电压V_DAC）。

请参见如图2所示的电流源模式简化电路原理图中，在增大输出电压V_DAC时，第四运算放大器U4通过自身的增益放大，输出电压VH，使第四运算放大器U4的反相输入端电压V接近于正相输入端电压V_DAC，当V小于V_DAC时，由于U4的正相输入端大于反相输入端，VH会增大，随之V会增大，使得V=V_DAC；当V大于V_DAC时，由于U4的正相输入端小于反相输入端，VH会减小，随之V会减小，使得V=V_DAC，电路达到稳定，可见本电路可实现硬件自锁定功能。当电路稳定后，在此时设置V_DAC的情况下，电路中流经光器件APD的电流值即为临界电流值Iapd，且恒定不变。由于电压VL为光器件APD当前的工作电压值，因此通过测量VL_ADC再除以衰减系数Kp，则可得到光器件APD在临界电流值Iapd下的临界电压值VBR：

完成对光器件APD的临界电压的测试。

步骤2，控制单元通过模式切换单元将电路切换为电压源模式，调整光器件的工作电压低于临界电压值，测试工作电压下光器件的工作电流。

请参见图1，控制单元MCU控制模式切换单元中单刀双掷开关S的第一引脚1和第三引脚3闭合，电路形成电压源模式，在该模式下已知光器件APD的临界电压值VBR，用于测试光器件APD的工作电流值，包括暗电流和光电流。

在电压源模式下，已知光器件APD的临界电压值VBR，但光器件APD在正常工作时，不能使其工作电压完全达到临界电压值，比如设定光器件APD的工作电压值Vop为临界电压值VBR的0.9倍。由于第三运算放大器U3在电压源模式下没有工作，所以第四运算放大器U4的反相输入端的电压V大小仅由第一运算放大器U1的反相输入端电压VL决定，请参见图3。

由于电流源模式结束时，有VL=VBR，且在转换为电压源模式时，VH不影响V的大小，在该模式下同样要使第四运算放大器U4的正相输入端电压V_DAC与反相输入端电压V相等，所以有：

所以要使Vop=0.9×VBR，也就是使VL减小到Vop，则电路稳定状态下有：

由于V_DAC是固定的，在电压源模式开启后，同理，若V小于V_DAC，则U4输出的电压VH会变大，再经过数字电位器后，VL也会变大，则V也会增大，直到V=V_DAC；若V大于V_DAC，则U4输出的电压VH会减小，再经过数字电位器后，VL也会减小，则V也会减小，直到V=V_DAC，实现电路硬件自锁定功能。

当光器件APD受环境或其他影响产生小波动时，或数字电位器的数值Kr发生变化时，第四运算放大器U4的反相输入端电压V也会变化，再将V与V_DAC做比较，第四运算放大器U4输出的电压VH变大或变小，重复上述过程，使电路再次达到稳定，以实现电压源自动锁定的功能。当电路稳定时，即可测量工作电压Vop下光器件APD的工作电流Iop。

作为更进一步的方案，为了使电路的电压能够有足够的能力驱动光器件APD运行，如果负载光器件APD太小，则工作电流Iop过大，即使VH达到最大值，也不能使工作电压Vop上升到预定值。通过调整数值Kr，使VH经过数字电位器后，相当于调整了工作电流Iop。因此当负载不同时，改变相应的Kr，使工作电压Vop达到预定值，从而使电路有足够的能力带动负载运行，目的是调整电路运行时的工作电压能满足负载光器件APD工作电压的量程。

作为另一种可实施的方案，所述数字电位器除了通过可控电阻R8的动片滑动实现数值Kr变化，还可以通过多个阻值不相同的电阻连接开关后再并联，如图6所示，示出开关K1、K2、K3、K4、K5分别连接了五个阻值不同的电阻R8、R9、R10、R11、R12，当闭合任一开关时，相当于数字电位器的阻值变化，从而数值Kr变化。

作为另一种可实施的方案，所述模式切换电路中的开关除了通过单刀双掷开关S切换电流源模式或电压源模式外，如图6所示，还可以在电阻R2的第二端通过开关S1与第四运算放大器U4的反相输入端连接，以及第三运算放大器U3的输出端通过开关S2与第四运算放大器U4的反相输入端连接，且开关S1与开关S2做相反动作。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种光器件测试电路，其特征在于：包括：

控制单元，用于接受采样单元采集的电压值，并向偏压单元输出电压值，使光器件在电流源模式时的实际电流值调整至临界电流值；

采样单元，所述采样单元的输入端分别与偏压单元的输出端、数字电位器的输出端连接，用于采集电路和光器件的电压值并经过系数衰减后输出至模式切换单元或偏压单元；

所述采样单元包括电压采样电路、电流采样电路；所述电压采样电路包括第一运算放大器、第一电阻、第二电阻，所述电流采样电路包括第二运算放大器、第三电阻、第四电阻；

所述第一运算放大器的正相输入端与数字电位器连接，第一运算放大器的反相输入端与第一运算放大器的输出端连接，第一运算放大器的输出端还与第二电阻的第一端连接，第二电阻的第二端分别与第一电阻的第一端、模式切换单元的输入端、控制单元的ADC1引脚连接，第一电阻的第二端接地；

所述第二运算放大器的正相输入端与数字电位器连接，第二运算放大器的反相输入端与第二运算放大器的输出端连接，第二运算放大器的输出端还与第三电阻的第一端连接，第三电阻的第二端分别与第四电阻的第一端、模式切换单元的输入端、控制单元的ADC2引脚连接，第四电阻 的第二端接地；

模式切换单元，所述模式切换的输入端分别与采样单元的输出端、控制单元的输入端连接，用于控制电路为电流源模式或电压源模式；

所述模式切换单元包括第三运算放大器、开关；所述开关为单刀双掷开关，单刀双掷开关包括第一引脚、第二引脚、第三引脚，第一引脚、第二引脚分别与第三引脚通过单刀连接；所述第三运算放大器的反相输入端与第二电阻的第二端连接，第三运算放大器的正相输入端与第三电阻的第二端连接；单刀双掷开关的第一引脚与第二电阻的第二端连接，单刀双掷开关的第二引脚与第三运算放大器的输出端连接，单刀双掷开关的第三引脚与偏压单元的输入端连接；

偏压单元，所述偏压单元的输入端分别与模式切换单元的输出端、采样单元的输出端连接，用于自动调整电路至锁定状态；

所述偏压单元包括第四运算放大器、第五电阻、第六电阻、第五电容；所述第四运算放大器的反相输入端分别与第五电阻的第一端、单刀双掷开关的第三引脚连接，第五电阻的第二端接地，第四运算放大器的正相输入端分别与第六电阻的第一端、第五电容的第一端连接，第六电阻的第二端与控制单元的DAC引脚连接，第五电容的第二端接地；第四运算放大器的输出端分别与数字电位器的输入端、第二运算放大器的正相输入端连接；

数字电位器，所述数字电位器的输入端分别与偏压单元、光器件连接，用于调整电路的阻抗，使电路的驱动电流与临界电流值适配；

所述数字电位器包括可控电阻，所述可控电阻的第一端分别与第四运算放大器的输出端、第二运算放大器的正相输入端连接，可控电阻的第二端分别与光器件的阴极、第一运算放大器的正相输入端连接，光器件的阳极接地；

所述控制单元的SCL引脚、SDA引脚分别与数字电位器连接；控制单元的ADC1引脚与第二电阻的第二端连接，用于接收电压采样电路输出的电压信号VL_ADC；控制单元的ADC2引脚与第三电阻的第二端连接，用于接收电流采样电路输出的电压信号VH_ADC；控制单元的DAC引脚与第六电阻的第二端连接，用于向偏压电压输入电压信号V_DAC。

2.根据权利要求1所述的一种光器件测试电路的测试方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1，控制单元通过模式切换单元将电路切换为电流源模式，通过采样单元采集的电压计算得到光器件的实际电流值；再通过调整数字电位器的数值，使回路驱动电流与临界电流值适配，硬件电路自动调整实际电流值至临界电流值；

步骤2，控制单元通过模式切换单元将电路切换为电压源模式，调整光器件的工作电压低于临界电压值，测试工作电压下光器件的工作电流。

3.根据权利要求2所述的一种光器件测试电路的测试方法，其特征在于：所述步骤1具体包括以下步骤：

光器件的临界电流值为Iapd；

控制单元控制模式切换单元中单刀双掷开关的第二引脚和第三引脚闭合，电路形成电流源模式；

上电前，通过控制单元的SCL引脚、SDA引脚形成的IIC通信线路控制可控电阻的动片，以调整数字电位器的数值Kr；

第一运算放大器的输入端电压VL经过第一电阻、第二电阻的衰减，形成电压VL_ADC输入第三运算放大器的反相输入端，同时由控制器采集衰减后的电压VL_ADC：

其中，Kp1为第一电阻R1、第二电阻R2的衰减系数，R1为第一电阻的阻值，R2为第二电阻的阻值；

第二运算放大器的输入端电压VH经过第三电阻、第四电阻的衰减，形成电压VH_ADC输入第三运算放大器的正相输入端，同时由控制器采集衰减后的电压VH_ADC：

其中，Kp2为第三电阻R3、第四电阻R4的衰减系数，R3为第三电阻的阻值，R4为第四电阻的阻值；

通过设置第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻的阻值，使Kp1=Kp2=Kp，有：

通过控制单元的ADC1引脚、ADC2引脚分别采样VL_ADC、VH_ADC计算获得实时的电压VL和VH；

第三运算放大器的反相输入端、正相输入端分别输入电压VL_ADC、VH_ADC进行比较后，向第四运算放大器的反相输入端输入电压V：

通过控制单元调整电压V_DAC的大小，电路形成闭环，使V=V_DAC，此时电路达到稳定状态；

光器件的临界电流值，当电路稳定时，有：

则有：

通过控制电压V_DAC的大小，在通过第四运算放大器自身的增益放大，输出电压VH，使第四运算放大器的反相输入端电压V接近于正相输入端电压V_DAC，当V小于V_DAC时，由于第四运算放大器的正相输入端大于反相输入端，VH会增大，随之V会增大，使得V=V_DAC；当V大于V_DAC时，由于第四运算放大器的正相输入端小于反相输入端，VH会减小，随之V会减小，使得V=V_DAC，电路达到稳定，使光器件的实际电流值达到临界电流值Iapd，并测量光器件在临界电流值Iapd下的临界电压值VBR：

完成对光器件的临界电压的测试。

4.根据权利要求3所述的一种光器件测试电路的测试方法，其特征在于：所述步骤2具体包括以下步骤：

控制单元控制模式切换单元中单刀双掷开关的第一引脚和第三引脚闭合，电路形成电压源模式；

将光器件在正常工作时的工作电压值Vop为临界电压值VBR的0.9倍，有：

若V小于V_DAC，则第四运算放大器输出的电压VH会变大，再经过数字电位器后，电压VL也会变大，则电压V也会增大，直到V=V_DAC；若V大于V_DAC，则第四运算放大器输出的电压VH会减小，再经过数字电位器后，电压VL也会减小，则电压V也会减小，直到V=V_DAC，实现电路硬件自锁定功能；

当电路稳定时，测量工作电压Vop下光器件的工作电流Iop。