[實用新型]一種異步串行數據的遠距離傳輸電路

無效

• 申請號: 201020564958.0
• 申請日: 2010-10-18
• 公開（公告）號: CN201839287U
• 公開（公告）日: 2011-05-18
• 發明（設計）人: 常濤;蘇紅;謝建庭;王克;宋光偉;李柬;孫光;苗堯飛;李艷軍;李續
• 申請（專利權）人: 天津光電通信技術有限公司
• 主分類號: H04B10/12
• 分類號: H04B10/12
• 代理公司: 天津中環專利商標代理有限公司 12105
• 代理人: 胡京生

技術領域

本實用新型涉及利用光纖這種傳輸介質實現的一種異步串行數據的遠距離傳輸電路。?

背景技術

目前，分布式自動化監測系統底層網絡配置通常采用現場總線的方法實現?，F場總線是監測現場和安裝在監測室(中心)的計算機之間的一種串行數字通信鏈路。對于監測環境惡劣且被監測點較為分散的場合一般使用RS-485規范的半雙工形式來實現，用RS-485形式實現的現場總線結構簡單，傳輸距離和負載性能都比較好，所以被人們廣泛使用。但是在1200米以上距離時，受各方面的因素影響（主要是傳輸介質存在缺陷），通常串行異步通訊的數據傳輸速率設定在1200-9600bps。如使用光纖作為傳輸介質可以使總線性能大大提高，這是由于光纖傳輸與電纜傳輸數據采集系統相比具有一下幾個優點：?

1.?容量大，光纖的工作頻率與電纜相比高出8-9個數量級。

2.?衰減小，中繼段距離長（100-150Km）。?

3.?光纖尺寸小、重量輕，便于鋪設和運輸。?

4.?無輻射，光纖不受強電干擾、電氣化鐵道干擾和雷電干擾，抗電磁脈沖能力也很強，保密性好。?

5.?材料來源豐富、環保，節約有色金屬。傳統的通信電纜要耗用大量的銅、鋁等，光纖通信的發展將節約大量有色金屬。?

6.?成本低。目前市場上各種電纜金屬材料價格不斷上漲，而光纖價格則越來越低，這為光纖通信得到迅速發展創造了重要的前提條件。?

7.?光纜適應性強，壽命長。?

因此光纖傳輸被越來越多地應用于一些周圍環境較惡劣的遠程通信和數據采集系統中。?

發明內容

本實用新型的目的是，克服現有技術存在的不足，提供了一種異步串行數據的遠距離傳輸電路。該電路通過光纖這種傳輸介質實現的異步串行數據遠距離傳輸，其傳輸距離、傳輸速率以及抗干擾能力遠遠超過現有的通過金屬導線進行的異步串行數據通信。?

本實用新型為實現上述目的所采取的技術方案是：一種異步串行數據的遠距離傳輸電路，其特征在于：包括異步數據電平轉換芯片、差分曼徹斯特編解碼芯片和光信號收發器，所述差分曼徹斯特編解碼芯片接收本地時鐘信號并分別與異步數據電平轉換芯片、光收發器雙向連接。?

本實用新型的特點是：（1）光纖作為傳輸介質，其傳輸距離遠、傳輸速率高以及抗干擾能力強。（2）采用CPLD芯片實現差分曼徹斯特編解碼芯片縮短系統開發周期，移植性、擴展性好。（3）光纖傳輸系統中數字編解碼器件價格一般較昂貴,而CPLD?器件價格相對便宜，低成本。（4）差分曼徹斯特編碼有利于光纖的高速傳輸，其不含有直流分量，且有較尖銳的頻譜特性，重要的是碼型中含有定時信息，有利于時鐘提取。?

附圖說明

圖1?為本實用新型的電路連接框圖。?

圖2為本實用新型RS232接口與數據電平轉換芯片電路圖。?

圖?3為差分曼徹斯特編解碼芯片內部電路結構框圖。?

圖4?為本實用新型光收發器電路圖。?

圖5為幾種常用二進制碼型對比圖。?

具體實施方式

如圖1所示，一種異步串行數據的遠距離傳輸電路，包括異步數據電平轉換芯片、差分曼徹斯特編解碼芯片和光信號收發器。差分曼徹斯特編解碼芯片接收本地時鐘信號并分別與異步數據電平轉換芯片、光收發器雙向連接。?

圖中光信號收發器實質上是一個光電調制器，它用差分曼徹斯特編碼器發送來的電信號對光源進行調制變成光信號，經調制的光耦合到光纖中后傳輸到接收端，接收端的光電子檢測器件把光信號解調成電信號，經放大、整形處理后送至差分曼徹斯特解碼器中最后輸出TTL電平的NRZ信號。?

如圖2所示，異步數據電平轉換芯片的電路連接為電平轉換芯片D1的1腳通過電容C1與3腳連接，2腳通過電容C3接電源，4腳通過電容C2接5腳，6腳通過電容C4接地，8腳、10腳、15腳接地，16腳接電源。?

在設備間傳輸串行異步數據時，通常采用RS422或RS232電平，所以進入本系統的異步數據應經過電平轉換芯片，將其變為TTL電平后再進行編碼處理。?

如圖5所示，差分曼徹斯特碼和曼徹斯特碼最大的不同是，它將曼徹斯特碼中用絕對電平表示的波形改為用電平的相對變化來表示，這是為了解決接收方因極性反轉而引起的譯碼錯誤。圖5中畫出了單極性非歸零碼（NRZ碼）、傳號差分碼（NRZ(M)）、曼徹斯特碼和差分曼徹斯特碼的波形。?