作者：丁绪星 转贴自：摘自－《电子产品世界》2002年2开关柜门锁月B版 点击数：2743 文章录入：admin
摘 要: 本文介绍了一种基于RS-232串行口通过光纤传输的接口电路，很好地实现了中短距离高速的点对点通信。
一般来说，RS－232标准接口有如下缺点：数据 传输速率慢(一般只能达到20Kb/s)；传输距离短(一般装置间电缆长度为15米之内)；接口处信号容易互相干扰，传输距离越长干扰越严重。而加上电光、光电转换接口用光纤传输，就很好地克服了上述缺点。由于光纤具有速度快、带宽宽、抗干扰强等优点，在通信领域的作用越来越重要，采用光纤作为传输媒介是必然趋势。dome sheet
图1 RS-232接口系统示意图
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图2 接口电路原理框图
图3 接口电路的实际电路图
光纤传输系统
图1是使用光纤传输的RS-232接口通信系统的示意图。接口电路与计算机或终端用三条信号线连接：RXD(收)，TXD(发)，GND(地)；适合所有串行通信软件。由软纱门RS－232标准接口与接口电路进行连接，根据通信协议双方进行通信。
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由于通信双方用光纤隔离，没有公共信号地，共模噪声就不会耦合到系统中去，所以系统抗干扰能力强，只要接口电路的光功率足够大，传输距离就足够远，而且在传输过程中不受干扰。
接口电路
图2是接口电路的原理框图。实际电路如图3。
电平转换
J是RS－232接口，一端与微机或终端相连，另一端与MAX232芯片相连。MAX232芯片是一个电平转换器件，完成RS－232电平与TTL电平之间的转换。J的3脚(TXD)接MAX232的13脚(R1IN)，对应的12脚(R1OUT)是TTL电平输出，加到LED驱动电路，发送数据。
MC100ELT25芯片是完成ECL电平到TTL电平转换的器件，是将接收模块HFBR-2416的输出经三线接收器MC10H116放大、整形后的ECL电平转换成TTL电平。其7脚(TTL电平)接MAX232的11脚(T1IN)对应的14脚(T1OUT输出RS－232电平)接J的2脚(RXD)接收数据。
光发送电路
光发送电路的作用是将电脉冲信号变换成光脉冲信号，并以数字光纤通信系统传输要求的光脉冲信号波形从光源器件的尾纤发射出去。其核心器件是Agilent公司的LED组件光发送模块HFBR-1414。它是高速、低功耗、线性的电光转换器件，典型带宽为125MHz。为了使其发出良好的光脉冲波形(良好光脉冲波形对提高接收端的光接收灵敏度有益)，驱动电路的设计尤其重要。这里采用集成元件74ACTQ00。此元件由于使用MOSFET三极管，所以响应速度快，能对LED进行快速充放电，脉冲信号的上升、下降时间短，从而获得良好的信号波形。但74ACTQ00的驱动能力不强，而HFBR-1414要求60mA的驱动电流，因此要加电阻R9(图3)，以限制LED的驱动电流，C8(图3)为加速电容以便得到相应速率响应的光脉冲信号波形。74ACTQ00的三个门并联可减少因门的传输延迟时间不同而造成的光脉冲失真。此电路的最大数据速率可达155MBd，信号波形的上升、下降时间为3ns。
光接收电路
光接收电路的作用是将经光纤传输衰减的微弱光脉冲信号通过光电转换成为电脉冲信号，并给予足够的放大还原成标准的数字脉冲信号。其核心器件是Agilent公司的LED组件接收模块HFBR-2416。它是高速、线性、低功耗的光电转换器件，典型带宽为125MHz。HFBR-2416接收到通过光纤传输的光脉冲信号后，输出较弱的模拟电信号，幅度为接收到的光功率乘以7mV/mW。为了得到需要的高速、良好波形的数字信号，采用ECL三线接收器MC10H116，因其固定增益稳定，且不会产生振荡。只要PCB信号检测器电路板布线合理，接收到的高达155MBd的数据信号很容易恢复。
结语
由于此接口电路的优良品质，已成功用于火炮监控系统和军用雷达控制系统中。用Delphi串行通信软件测试，其主要性能指标如下：
无中继传输距离：5Km(在波特率为32MBd时)
数据速率：300b/s~90Mbps
信噪比：60dB(加权)
误码率：<10∧-9
微分增益：<3%(典型)
微分相位：<3°
如果用LD组件收发模块，其数据速率和传输距离将相应提高。
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