專利名稱：串行1分2光纖轉換器的制作方法
技術領域：
本發明專利屬于光纖網絡通訊設備。
背景技術：
工作于強電磁干擾、模塊間存在高電壓環境下的通訊網絡，光纖是理想的通訊介質。對于目前大部分小型光纖監控網絡采用雙環自愈光纖環網，如圖1所示，雖然雙環自愈環網具有當網絡中某個節點的光纖轉換器出現故障時，其它節點仍能正常工作的優點。但是該光纖網絡結構復雜，實現難度大，且版圖面積大，造價高。
發明內容
為了解決上述技術問題，本發明提出一種串行1分2光纖轉換器，光纖網絡結構簡單，實現容易，造價低。
本發明的技術方案如下串行1分2光纖轉換器，其特征在于包括有電源電壓變換器芯片MAX232CWE，光纖驅動芯片DS75451，二個光發射模塊HFBR1414T，二個光接收模塊HFBR2412T，電源電壓變換器芯片MAX232CWE與串行通信接口相聯，接收主控計算機信號，電源電壓變換器芯片MAX232CWE的12引腳與光纖驅動芯片DS75451相連，光纖驅動芯片DS75451和二個光發射模塊HFBR1414T相聯接，每個光接收模塊HFBR2412T的輸出信號經過非門后分成二路，其中一路到達與門輸入端，另一路經過電阻、二極管到達與門的另一輸入端，二極管的負端連接一個電阻與電容并聯支路后接地；二個與門的發送端接入或門，或門發送端與MAX232CWE的11腳相連。
本發明光纖轉換器的傳輸延遲時間大概為1.5ms。這完全能夠滿足工程要求，同時節省了建造成本，安裝方便。
圖1為已有技術光纖環網結構圖。
圖2為本發明光纖網絡結構圖。
圖3為本發明1分2光纖轉換器的原理圖。
圖4為本發明一個保護電路圖。
圖5為本發明保護電路仿真波形圖。
其中(a)所示為電阻R3為100Ω，電阻R4為100kΩ，電容C9為0.01uF時的波形；其中(b)所示為電阻R3為100Ω，電阻R4為10kΩ，電容C9為0.01uF時的波形。
圖6為本發明1分2光纖轉換器的信號延遲波形圖。
具體實施例方式
本發明原理圖見圖3。
圖3中J8為串行通信接口與主控計算機相連，當主控計算機發送命令時，信號首先到達MAX232CWE芯片，然后通過MAX232CWE的12引腳與DS75451相連，把分成兩路相同的信號，再經過兩個光纖發送端HFBR1414T分別發送出去，最后經過光纖把命令發送給現場控制器處理器；當接收信號時，現場控制處理器通過光纖把信號傳輸給其中的一個光纖接收端HFBR2412T，正常情況下經過與門、或門后與MAX232CWE相連，然后通過J8把信號發送給主控計算機；如果出現故障(比如光纖斷裂、現場控制處理器故障等)，光纖接收端接收到的信號經過由非門、R3、D1、R4、C9組成的保護電路后，然后經過與門、或門后與MAX232CWE相連，然后通過J8把信號發送給主控計算機。保護電路在正常情況下不起作用，只有當出現故障時，光纖接收端接收的信號長時間為高電平，經過非門，轉換為低電平，屏蔽掉該路信號。使其他監控仍能正常工作。
當PC機發送信號給下位機時，首先經過MAX232CWE芯片把接收端13接收到的±15伏電平轉換為0～5伏電平，然后通過MAX232CWE的發送端12把接收到的信號通過光纖轉換器發送端同時發送給下位機；當PC機接收信號時，首先下位機通過光纖把光信號傳送給1分2光纖轉換器的接收端，然后光纖轉換器把光信號轉換為電信號，再經過與門后把與門的輸出與MAX232CWE的接收端11相連，最后通過MAX232CWE芯片把0～5伏電平轉換為±15伏電平，能夠與PC機的RS232口電平匹配。保護電路的作用是當下位機中有一路或幾路接收信號同時出現故障時，為了保證其它信號能夠正常通訊而設計的。
圖5中(a)所示為電阻R3為100Ω，電阻R4為100kΩ，電容C9為0.01uF時的波形，經過90us的高電平，電容兩端的電壓從3伏下降到2.7伏左右，然后經5us的充電后，電壓上升到2.9伏左右。如果DSP出現故障，使SCI串行通信接口的發送端信號長時間為高，即RX光纖接收端的信號長時間為高，經過0.2ms后，電容兩端的電壓下降為低電平，同時使與門的輸出為低電平，屏蔽掉出現故障的DSP，起到保護作用。從圖中可以看出，在正常情況下，與門的輸出電平信號與HFBR2412T光纖接收端的店鋪信號一致。只有當DSP出現故障0.2ms以后，與門的電平信號才與RX光纖接收端的信號電平相反，保證其它DSP能夠正常通信。
圖5中(b)所示為電阻R3為100Ω，電阻R4為10kΩ，電容C9為0.01uF時的波形。雖然經過5us的低電平，電容兩端的電壓能夠迅速上升到原來狀態，但是在電容放電的過程中，電容兩端的電壓經過30us就從2.8伏下降到2伏以下。導致了與門的輸出在正常情況下與RX光纖接收端的電平信號不一致，從而可能導致通信出錯。
綜合考慮軟件和硬件，選擇保護電路的電阻參數為R3為100Ω，R4為100kΩ，C9為.01uF。這樣既可以考慮到由于軟件故障而進入復位時間，而不需要啟動保護的時間；同時也可考慮到由于硬件故障，而不使整個網絡的故障時間太長，使整個網絡由于個別DSP故障的情況下仍能夠迅速正常工作，不影響主站臺式PC機的監控。
本發明采用74F08與門芯片，74F04非門芯片。
本發明1分2光纖轉換器的信號傳輸延遲時間波形如圖6所示。圖6中波形2為主控PC機發送給光纖轉換器的信號波形，圖6中波形1為光纖轉換頭HFBR1414T的發送引腳的波形信號。
權利要求
1.串行1分2光纖轉換器，其特征在于包括有電源電壓變換器芯片MAX232CWE，光纖驅動芯片DS75451，二個光發射模塊HFBR1414T，二個光接收模塊HFBR2412T，電源電壓變換器芯片MAX232CWE與串行通信接口相聯，接收主控計算機信號，電源電壓變換器芯片MAX232CWE的12引腳與光纖驅動芯片DS75451相連，光纖驅動芯片DS75451和二個光發射模塊HFBR1414T相聯接，每個光接收模塊HFBR2412T的輸出信號經過非門后分成二路，其中一路到達與門輸入端，另一路經過電阻、二極管到達與門的另一輸入端，二極管的負端連接一個電阻與電容并聯支路后接地；二個與門的發送端接入或門，或門發送端與MAX232CWE的11腳相連。
全文摘要
本發明公開了一種串行1分2光纖轉換器，其特征在于包括有電源電壓變換器芯片MAX232CWE，光纖驅動芯片DS75451，二個光發射模塊HFBR1414T，二個光接收模塊HFBR2412T，電源電壓變換器芯片MAX232CWE與串行通信接口相聯，接收主控計算機信號，電源電壓變換器芯片MAX232CWE的12引腳與光纖驅動芯片DS75451相連，光纖驅動芯片DS75451和二個光發射模塊HFBR1414T相聯接，每個光接收模塊HFBR2412T的輸出信號經過非門后分成二路，其中一路到達與門輸入端，另一路經過電阻、二極管組成的保護電路后到達與門的另一輸入端；二個與門的發送端接入或門后，或門發送端與MAX232CWE的11腳相連。本發明光纖轉換器的傳輸延遲時間大概為1.5ms。這完全能夠滿足工程要求，同時節省了建造成本，安裝方便。
文檔編號G02B6/00GK1987540SQ20061016146
公開日2007年6月27日 申請日期2006年12月13日 優先權日2006年12月13日
發明者潘圣民, 劉小寧, 許留偉, 廖燕川 申請人:中國科學院等離子體物理研究所