揭秘以太網(wǎng)光無線通信驅(qū)動電路

以太網(wǎng)是應(yīng)用最廣的聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，它以可靠性高、媒體信息量大、易于擴(kuò)展和更新等優(yōu)點(diǎn)，在企業(yè)、學(xué)校等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。根據(jù)IEEE802.3 Ethernet標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，以太網(wǎng)每段同軸電纜長度不得超過500m，通過中繼器互聯(lián)后，網(wǎng)絡(luò)最大距離也不得超過2.8km。在這種情況下，利用激光無線通信技術(shù)，超越以太網(wǎng)的地域限制，滿足數(shù)據(jù)通信的需要，具有很強(qiáng)的應(yīng)用價(jià)值。

調(diào)制驅(qū)動電路設(shè)計(jì)

圖6是調(diào)制驅(qū)動電路圖，主要由MAXIM公司的155MHz的 MAX3263芯片和內(nèi)部帶有監(jiān)視二極管的激光器LD構(gòu)成。MAX3263內(nèi)部的主偏置電源提供溫度補(bǔ)償偏置和參考電壓輸出Vref1和Vref2，通過電阻R25、R26、R27和R28對內(nèi)部的高速調(diào)制驅(qū)動電路、激光器和監(jiān)視二極管進(jìn)行編程。MAX3263的輸出電流都被內(nèi)部的鏡像電流源控制，這些鏡像電流源都有2Vbe的結(jié)溫漂移，參考電壓設(shè)置在2Vbe時(shí)，結(jié)溫漂移可以被抵消。選擇電阻R28以調(diào)節(jié)激光器靜態(tài)偏置電流Ibo，使Ibo略小于激光器的閾值電流，以使激光器的輸出具有良好的消光比。LD內(nèi)部的監(jiān)視二極管將光強(qiáng)變化轉(zhuǎn)換為電流Ipin，經(jīng)內(nèi)部變換產(chǎn)生反饋電流Ibs，通過公式 Ibo=40(Ib+Ibs)，將激光器的光強(qiáng)變化轉(zhuǎn)換成偏置電流的一部分，反饋?zhàn)饔糜诩す馄?，保證輸出穩(wěn)定的光功率。輸入的差分PECL信號RD、由內(nèi)部的高速輸入緩沖和共射極差分輸出組成的調(diào)制器調(diào)制，調(diào)制電流的大小由R26確定的電流Im決定。選擇R26的大小，使激光器有適當(dāng)?shù)恼{(diào)制電流，輸出足夠的光功率，并具有良好的消光比。同時(shí)應(yīng)使OUT+、OUT-端的電壓在2.2V以上，以防激光器飽和。

接收解調(diào)電路設(shè)計(jì)

圖7是接收解調(diào)電路圖，由MAX3963和MAX3964($2.2766)配以必要的外圍器件組成。155MHz的低噪聲芯片MAX3963組成前置放大器，其內(nèi)部包含一個(gè)跨阻前置放大器和一個(gè)帶射極跟隨輸出的倒相放大器，并集成了22kΩ的跨阻，可將PIN接收的微弱光電流轉(zhuǎn)換成差分輸出電壓。266MHz的 MAX3964($2.2766)組成后級放大調(diào)理電路。其內(nèi)部有4個(gè)限幅放大器組成的串行功率檢測器，每個(gè)限幅放大器都有一個(gè)全波對數(shù)檢測器，用以檢測輸入信號功率的大小。4個(gè)檢測結(jié)果在Filter端加在一起，通過電容C25進(jìn)行濾波。電阻R30、R31、內(nèi)部的1.2V參考電源和無光比較器共同構(gòu)成閾值設(shè)置和噪聲抑制功能。取R30=100kΩ，R31可用100kΩ的電位器調(diào)節(jié)，則VTR在1.2～2.4V間變化。當(dāng)輸入信號幅值大于VTR時(shí)，輸出穩(wěn)定的PECL 電平信號;當(dāng)輸入信號幅值小于VTR時(shí)，數(shù)據(jù)輸出端OUT+輸出高電平，OUT-輸出低電平，所有的限幅放大器拒絕接收輸入信號，并且后級放大器輸出無光告警PECL信號LOS+。

由于圖6和圖7中的主芯片均在155MHz以上，因此由這兩個(gè)電路組成收發(fā)電路，進(jìn)行精心的參數(shù)選擇和PCB設(shè)計(jì)，可應(yīng)用于高速的光通信場合。 5 系統(tǒng)測試在所設(shè)計(jì)的各個(gè)部分的基礎(chǔ)上，將它們連接起來，在沒有光學(xué)天線的條件下，成功地進(jìn)行了室內(nèi)的以太網(wǎng)激光無線通信的實(shí)驗(yàn)?，F(xiàn)正完善系統(tǒng)，并準(zhǔn)備將其應(yīng)用于光網(wǎng)絡(luò)。