一种光通讯发射功率可调电路

文档序号:490402 发布日期:2022-01-04 浏览:27次 >En<

阅读说明:本技术 一种光通讯发射功率可调电路 (Adjustable circuit of optical communication transmitting power ) 是由 胡连逵 刘沛亮 于 2021-10-27 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种光通讯发射功率可调电路,应用于以太网的光通讯传感器,包括:差分转单端电路,光发射管、储能电感、电流调制电路、电流采集电路和电流监控电路,其中,差分转单端电路将以太网中的差分信号转成单端信号,光发射管将单端信号转为光信号,电流采集电路采集光发射管的电流值,并将电流值发送至电流监控电路,电流监控电路根据电流值调节电流调制电路,从而调节储能电感,储能电感将储存电流输出给光发射管,调节光发射管的输入电流,从而调节光发射管的发射功率,实现光发射管的发射功率可调功能,确保了光通讯的近距离和远距离传输数据的一致性和稳定性。(The invention discloses a circuit with adjustable optical communication transmitting power, which is applied to an optical communication sensor of an Ethernet and comprises: the difference changes single-ended circuit, the phototube, the energy storage inductance, current modulation circuit, current acquisition circuit and current monitoring circuit, wherein, the difference changes the single-ended circuit and changes the differential signal in the ethernet into single-ended signal, the phototube turns into optical signal with single-ended signal, current acquisition circuit gathers the current value of phototube, and send the current value to current monitoring circuit, current monitoring circuit adjusts current modulation circuit according to the current value, thereby adjust the energy storage inductance, the energy storage inductance is with storing the current output for the phototube, adjust the input current of phototube, thereby adjust the transmitting power of phototube, realize the transmitting power adjustable function of phototube, the uniformity and the stability of the closely and the remote transmission data of optical communication have been ensured.)

一种光通讯发射功率可调电路

技术领域

本发明涉及光通信技术领域,特别涉及一种光通讯发射功率可调电路。

背景技术

光通讯传感器常应用于各AGV之间的直线隔空数据传输,由于工业发展的要求,工厂环境复杂多变,对于无线通讯传输数据量要求越来越高,光通讯传输距离要求越来越远,光通讯传感器发射功率要求越来越大。

在现有技术中,传统的光通讯传感器传输数据的距离有一定的要求,光通讯传感器的发射光是采用调制的红外光来实现。传统的光通讯传感器的发射功率固定,近距离的数据传输容易出现发射频率过大导致通讯异常,远距离的数据传输容易出现发射频率过小导致数据传输不稳定。

发明内容

本发明的目的是提供一种光通讯发射功率可调电路,以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题,至少提供一种有益的选择或创造条件。

本发明解决其技术问题的解决方案是:提供一种光通讯发射功率可调电路,应用于以太网的光通讯传感器,包括:

差分转单端电路,用于将所述以太网输出的差分信号转成单端信号;

光发射管,用于将所述单端信号转换成光信号;

储能电感,用于储存电流,并将所述储存电流输出给所述光发射管;

电流调制电路,用于调制所述储能电感的储存电流,以调节所述光发射管的功率;

电流采集电路,用于采集所述光发射管的电流值,并将所述电流值输出至电流监控电路;

电流监控电路,用于监控所述电流值,并根据所述电流值控制所述电流调制电路,以调节所述光发射管的功率。

进一步,所述差分转单端电路包括:第二三极管、第三三极管、第一电阻、第二电阻、第四电阻、第五电阻、第二电容和第三电容;

其中,第二三极管的第二端口与第一电阻的第一端口、第四电阻的第一端口和第二电容的第一端口连接,第二三极管的第三端口与第三三极管的第三端口连接,第三三极管的第一端口与所述光发射管连接,第三三极管的第二端口与第二电阻的第一端口、第五电阻的第一端口和第三电容的第一端口连接,第三三极管的第三端口与第六电阻的第一端口连接,第一电阻和第二电阻的第二端口皆连接至第一输入电源,第四电阻和第五电阻的第二端口皆接地,第二电容的第二端口与第一输入差分信号节点连接,第三电容的第二端口与第二输出差分信号节点连接;

所述电流调制电路包括:第四三极管、第六电阻和第七电阻;

其中,第四三极管的第一端口与所述第六电阻的第二端口连接,第四三极管的第二端口与第七电阻的第一端口连接,第四三极管的第三端口接地,第七电阻的第二端口与所述电流监控电路的第一节点连接。

进一步,所述光通讯发射功率可调电路还包括:

电流偏置电路,所述电流偏置电路包括:第五三极管、第十电阻和第九电容;

其中,第五三极管的第一端口与所述电流采集电路连接,第五三极管的第二端口与第十电阻的第一端口连接,第五三极管的第三端口通过第九电容与所述光发射管连接,第十电阻的第二端口与所述电流监控电路的第二节点连接。

进一步,所述电流采集电路包括SGM8632XMS/TR芯片;其中,所述SGM8632XMS/TR芯片第一端口与所述电流监控电路连接。

进一步,所述光通讯发射功率可调电路还包括:

电源电路,所述电源电路包括电源管理电路和电源稳压电路,

所述电源管理电路与所述储能电感连接,所述电源稳压电路与所述电流采集电路连接。

进一步,所述电源管理电路包括:所述电源管理电路包括:KF50BD-TR芯片。

进一步,所述电源稳压电路包括:所述电源稳压电路包括:SPX3819M5-L-3.3V/TR芯片。

本发明的有益效果是:电流采集电路采集光发射管的电流值,并将电流值发送至电流监控电路,电流监控电路根据电流值调节电流调制电路,从而调节储能电感,储能电感将储存电流输出给光发射管,调节光发射管的输入电流,从而调节光发射管的发射功率,实现光发射管的发射功率可调功能,确保了光通讯的近距离和远距离传输数据的一致性和稳定性。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种光通讯发射功率可调电路结构示意图;

图2是本发明实施例提供的一种光通讯发射功率可调电路的主电路图;

图3是本发明实施例提供的一种光通讯发射功率可调电路的电源管理电路的电路图;

图4是本发明实施例提供的一种光通讯发射功率可调电路的电源稳压电路的电路图。

部分附图标记:

100、差分转单端电路,FXTDM、第一输入差分信号节点,FXTDP、第二输出差分信号节点,110、第一输入电源,200、电流调制电路,IMOD、第一节点,300、电流偏置电路,BIAS、第二节点,400、电流采集电路,410、第二输入电源,500、电流监控电路,600、电源管理电路,SPEN、第三节点,700、电源稳压电路。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本申请进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请,而不能理解为对本发明的限制。

需要说明的是,虽然在示意图中进行了功能模块划分,但是在某些情况下,可以以不同于系统中的模块划分。说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的限定,设置、安装、连接等词语应做广义的理解,所属技术领域的技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明的具体含义。

参照图1和图2,在本发明的一些实施例中,应用于以太网的光通讯传感器的光通讯发射功率可调电路包括:差分转单端电路100,光发射管D1、储能电感L1、电流调制电路200、电流采集电路400和电流监控电路500。差分转单端电路100将以太网输出的差分信号转换为单端信号,光发射管D1将单端信号转换为光信号输出,电流采集电路400采集光发射管D1的电流值,并将电流值输出至电流监控电路500,电流监控电路500根据电流值控制电流调制电路200,电流调制电路200调制储能电感L1的储存电流,储能电感L1将储存的电流输出给光发射管D1,实现光发射管D1的发射功率可调功能。也就是说,差分转单端电路100将以太网的输出的差分信号转换为单端信号,光发射管D1将单端信号转换成光信号,以脉冲的方式发射光信号,电流采集电路400采集光发射管D1的的电流值,将电流值进行运算放大处理,将处理好的电流值输出至电流监控电路500,电流监控电路500根据电流值控制电流调制电路200,从而调制储能电感L1中的储存电流,将调制好的储存电流输出至光发射管D1,调节光发射管D1的输入电流,从而调节光发射管D1的发射功率。

例如,当光发射管D1的发射的光信号传输的距离过于远,光信号发射功率较小,无法达到所需距离的发射功率,电流监控电路500根据监测到的电流值,控制电流调制电路200,调节储能电感L1输出至光发射二极管D1的电流增大,使光发射管D1的发射功率增大,给光通讯传感器提供一个高效、可靠的光学信号。与现有技术相比,通过电流监控电路500控制电流调制电路200,从而调节储能电感L1,调整光发射管D1的发射功率,实现光发射管D1的功率可调,在光通讯面对不同距离进行传输数据时,大大提高了光通讯传感器在进行数据传输的稳定性和一致性。

参照图2,在本发明的一些实施例中,差分转单端电路100包括:第二三极管Q2、第三三极管Q3、第一电阻R1、第二电阻R2、第四电阻R4、第五电阻R5、第二电容C2和第三电容C3;

其中,第二三极管Q2的第二端口与第一电阻R1的第一端口、第四电阻R4的第一端口和第二电容C2的第一端口连接,第二三极管Q2的第三端口与第三三极管Q3的第三端口连接;第三三极管Q3的第一端口与光发射管D1连接,第三三极管Q3的第二端口与第二电阻R2的第一端口、第五电阻R5的第一端口和第三电容C3的第一端口连接,第三三极管Q3的第三端口与第六电阻R6的第一端口连接,第一电阻R1和第二电阻R2的第二端口皆连接至第一输入电源110,即第一一电阻R1和第二电阻R2的第二端口皆连接5V的输入电源,第四电阻R4和第五电阻R5的第二端口皆接地,第二电容C2的第二端口与第一输入差分信号节点FXTDM连接,第三电容C3的第二端口与第二输出差分信号节点FXTDP连接。

也就是说,以太网输出的差分信号从FXTDM和FXTDP输入至差分转单端电路100,第一电阻R1和第四电阻R4给第二三极管Q2提供一个直流偏置电流,第二电阻R2和第五电阻R5第三三极管Q3提供一个直流偏置电流,差分转单端电路100将差分信号转成单端信号,单端信号从第三三极管Q3的第一端口输出至光发射管D1。

电流调制电路200包括:第四三极管Q4、第六电阻R6和第七电阻R7;其中,第四三极管Q4的第一端口与第六电阻R6的第二端口连接,第四三极管Q4的第二端口与第七电阻R7的第一端口连接,第四三极管Q4的第三端口接地,第七电阻R7的第二端口与电流监控电路500的第一节点210连接。也就是说,电流监控电路500通过第一节点IMOD控制电流调制电路200,当差分转单端电路100输入差分信号时,第二三极管Q2和第三三极管Q3间隔导通,当第二三极管Q2导通而第三三极管Q3关闭时,电流流经第三电阻R3、第二三极管Q2、第六电阻R6、第四三极管Q4,最后流入地;当第三三极管Q3导通而第二三极管Q2关闭时,电流流经储能电感L1、第三三极管Q3、第六电阻R6、第四三极管Q4,最后流入地。导致储能电感L1两端有变化的电流,相应的产生感应电动势来实现对光发射管D1的电流调节,从而实现对光发射电路200的发射功率可调的功能,确保光通讯近距离和远距离传输数据的稳定性和一致性。

需要说明的是,差分转单端电路100和电流调制电路200中采用三极管是采用BFR106三极管,差分转单端电路100和电流调制电路200使用分立元件搭建,大大降低了成本。

参照图2,在本发明的一些实施例中,光通讯发射功率可调电路还包括:电流偏置电路300。电流偏置电路300包括:第五三极管Q5、第十电阻R10和第九电容C9;其中,第五三极管Q5的第一端口与电流采集电路400连接,第五三极管Q5的第二端口与第十电阻R10的第一端口连接,第五三极管Q5的第三端口通过第九电容C9与光发射管D1连接,第十电阻R10的第二端口与电流监控电路500的第二节点BIAS连接。也就是说,电流监控电路500通过第二节点BIAS给第五三极管Q5提供一个基极电流,使第五三极管Q5工作在放大区,通过第九电容C9控制流过光发射管D1的电流,使电流达到光发射管D1的阈值电流,使光发射管D1的能够顺利导通,发射光信号。给光通讯传感器提供一个高效、可靠的光学信号。

参照图2,在本发明的一些实施例中,电流采集电路400包括SGM8632XMS/TR芯片U1;其中,所述SGM8632XMS/TR芯片U1第一端口与电流监控电路500连接。也就是说,通过电感L2滤波,电流采集电路400通过采集第九电阻R9两端的电流,通过运算放大最终输出一个模拟量给电流监控电路500来实现实时监测功能。U1的第一端口与电流监控电路500连接,将采集到的模拟量通过第一端口传输至电流监控电路500,U1的第八端口与第二输入电源410连接,获取3.3V的输入电源,使电流采集电路400能够顺利运行。

参照图3和图4,在本发明的一些实施例中,光通讯发射功率可调电路还包括:电源电路,电源电路包括电源管理电路600和电源稳压电路700,其中电源管理电路600与储能电感L1连接,为光发射管D1提供第一输入电源110,光发射管D1所需的电源为5V;电源稳压电路700与电流采集电路400连接,给电流采集电路400提供所需的第二输入电源410,电流采集电路400所需的电源为3.3V。电源管理电路600和电源稳压电路700通过外接5.5V的直流电源分别输出5V的第一输入电源110给光发射管D1和3.3V的第二输入电源410给电流采集电路400。

需要说明的是,参照图4,电源稳压电路700包括SPX3819M5-L-3.3V/TR芯片。

参照图3,在本发明的一些实施例中,电源管理电路600包括:KF50BD-TR芯片。在图3中,第十八电阻R18的第一端口与电流监控电路500的第三节点SPEN连接,第十八电阻R18的第二端口与第一三极管Q3连接。也就是说,电流监控电路500通过第三节点SPEN控制电源管理电路600的5V电源输出,即通过电流监控电路500第三节点SPEN控制电源管理电路600的电源输出,当第三节点SPEN处的电平为高电平时,电源管理电路600中的KF50BD-TR输出5V的电源电压,当第三节点SPEN处的电平为低电平时,电源管理电路600中的KF50BD-TR无输出。电流监控电路500通过控制电源管理电路600给光发射管提供一个可控制的电源。

以上对本发明的较佳实施方式进行了具体说明,但本发明创造并不限于所述实施例,熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变型或替换,这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

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