CN107306154A - 一种超低速sfp光模块 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种超低速SFP光模块，包括：光接收器连接比较器，比较器连接处理器，处理器连接逻辑电路，逻辑电路连接光发射器，处理器、比较器、逻辑电路均连接金手指插头。本发明适用于电力控制和工业控制等超低速信号传输和光电转换设备，支持I2C通信协议，支持光模块电压、温度和发端功率监控功能。
Description
技术领域
本发明涉及通信，尤其涉及一种超低速SFP光模块。
背景技术
SFP是SMALL FORM PLUGGABLE的缩写，可以简单的理解为GBIC的升级版本。SFP光模块在光纤通信领域应用很多，按照速率分常见的有155M/622M/1.25G/2.125G/4.25G/8G/10G。这些SFP光模块在以太网和电信网络设备上随处可见。但是，在电力控制和工业控制的光电转换设备上，我们会发现一个问题，电力控制和工业控制信号传输速率非常低，有的几兆，甚至有几百Kbps的情况，但是我们常规的SFP光模块，最低速率只能做到50Mbps左右，这个主要受限于光模块使用的光接收器件和限幅放大器的带宽限制。而且，电力控制和工业控制领域很多应用于RS232和RS485等光电转换设备，支持信号一般为LVTTL电平，而常规SFP光模块一般都是CML和LVPECL等信号电平，电平差异导致互连兼容性的问题。所以，在电力控制和工业控制相关的光电转换设备上，需要一款LVTTL信号电平、速率支持几百Kbps到几十兆的光模块。
发明内容
本发明旨在提供一种超低速SFP光模块领域，适用于电力控制和工业控制等超低速信号传输和光电转换设备，支持I2C通信协议，支持光模块电压、温度和发端功率监控功能。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
本发明公开的超低速SFP光模块，包括：光接收器连接比较器，所述比较器连接处理器，所述处理器连接逻辑电路，所述逻辑电路连接光发射器，处理器、比较器、逻辑电路均连接金手指插头。
优选的，所述光发射器包括APC电路，所述APC电路包括：基准电压VREF2.0通过由电阻R5、电阻R6组成的电阻分压网络连接运算放大器Q2的同向输入端,运算放大器Q2的反向输入端连接下拉电阻R1，运算放大器Q2的输出端通过电阻R3连接NPN型三极管的基极，所述NPN型三极管Q1的发射极通过电阻R4接地，NPN型三极管Q1的集电极连接电阻R2。该APC控制电路通过调节R5和R6的阻值来调节TOSA背光电流的大小，运算放大器和三极管的作用使背光电流趋于稳定，从而保证发端光功率的稳定。
优选的，所述基准电压VREF2.0由高精度分流基准电压源Q3产生，所述运算放大器Q2的电源正端连接工作电源的正极，工作电源的负极接地，运算放大器Q2的电源负端接地，所述高精度分流基准电压源Q3的电源正输入端通过电阻R7连接运算放大器Q2的电源正极，高精度分流基准电压源Q3的电源负输入端接地，基准电压VREF2.0与地之间连接有电容C4。
进一步的，所述运算放大器Q2的反向输入端与输出端之间连接有电容C1，运算放大器Q2的反向输入端与地之间连接有电容C3，所述NPN型三极管Q1的基极与地之间连接电容C2。
优选的，所述光接收器采用单PIN光接收器。单PIN光接收器内部没有跨阻放大器(TIA)，因此没有带宽限制。
优选的，所述处理器包括MCU。MCU通过SDA和SCL与主机相连，支持I2C协议。MCU内部有电压和温度传感器，支持电压和温度监控。内部的ADC采样可实时采样TOSA背光电流，通过计算得到发端光功率的监控值。
优选的，所述逻辑电路包括与非门逻辑芯片。与非门的输入和输出电平支持TTL/LVTTL和CMOS电平兼容。
优选的，所述比较器为高速比较器。
本发明适用于电力控制和工业控制设备超低速LVTTL信号传输，基于SFP封装的新型实用光模块，并且支持I2C通信协议，支持光模块电压、温度和发端功率监控功能。
本发明的有益效果如下：
1、本发明采用SFP封装，支持速率0～20Mbps，支持TTL/LVTTL和CMOS信号电平兼容；
2、本发明SFP光模块适用于电力控制和工业控制等超低速信号传输和光电转换设备，并且支持电压、温度和发端光功率监控功能，方便设备对光模块进行实时监控和状态判定；
3、本发明所采用的光器件和芯片可采用现有市场主流的器件和芯片，不需要特定的原材料，方便采购。
附图说明
图1为本发明的电气原理框图；
图2为APC电路的电路原理图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进行进一步详细说明。
如图1所示，本发明公开的超低速SFP光模块，包括：光接收器连接比较器，比较器连接处理器，处理器连接逻辑电路，逻辑电路连接光发射器，处理器、比较器、逻辑电路均连接金手指插头；光接收器采用单PIN光接收器，处理器包括MCU，逻辑电路包括与非门逻辑芯片，比较器采用高速比较器。
如图2所示，光发射器包括APC电路，APC电路包括：基准电压VREF2.0通过由电阻R5、电阻R6组成的电阻分压网络连接运算放大器Q2的同向输入端,运算放大器Q2的反向输入端连接下拉电阻R1，运算放大器Q2的输出端通过电阻R3连接NPN型三极管的基极，NPN型三极管Q1的发射极通过电阻R4接地，NPN型三极管Q1的集电极连接电阻R2。
基准电压VREF2.0由高精度分流基准电压源Q3产生，所述运算放大器Q2的电源正端连接工作电源的正极，工作电源的负极接地，运算放大器Q2的电源负端接地，所述高精度分流基准电压源Q3的电源正输入端通过电阻R7连接运算放大器Q2的电源正极，高精度分流基准电压源Q3的电源负输入端接地，基准电压VREF2.0与地之间连接有电容C4。
运算放大器Q2的反向输入端与输出端之间连接有电容C1，运算放大器Q2的反向输入端与地之间连接有电容C3，所述NPN型三极管Q1的基极与地之间连接电容C2。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (8)
1.一种超低速SFP光模块，其特征在于,包括：光接收器连接比较器，所述比较器连接处理器，所述处理器连接逻辑电路，所述逻辑电路连接光发射器，处理器、比较器、逻辑电路均连接金手指插头。
2.根据权利要求1所述的超低速SFP光模块，其特征在于，所述光发射器包括APC电路，所述APC电路包括：基准电压VREF2.0通过由电阻R5、电阻R6组成的电阻分压网络连接运算放大器Q2的同向输入端,运算放大器Q2的反向输入端连接下拉电阻R1，运算放大器Q2的输出端通过电阻R3连接NPN型三极管的基极，所述NPN型三极管Q1的发射极通过电阻R4接地，NPN型三极管Q1的集电极连接电阻R2。
3.根据权利要求2所述的超低速SFP光模块，其特征在于，所述基准电压VREF2.0由高精度分流基准电压源Q3产生，所述运算放大器Q2的电源正端连接工作电源的正极，工作电源的负极接地，运算放大器Q2的电源负端接地，所述高精度分流基准电压源Q3的电源正输入端通过电阻R7连接运算放大器Q2的电源正极，高精度分流基准电压源Q3的电源负输入端接地，基准电压VREF2.0与地之间连接有电容C4。
4.根据权利要求2或3所述的超低速SFP光模块，其特征在于，所述运算放大器Q2的反向输入端与输出端之间连接有电容C1，运算放大器Q2的反向输入端与地之间连接有电容C3，所述NPN型三极管Q1的基极与地之间连接电容C2。
5.根据权利要求1所述的超低速SFP光模块，其特征在于，所述光接收器采用单PIN光接收器。
6.根据权利要求1所述的超低速SFP光模块，其特征在于，所述处理器包括MCU。
7.根据权利要求1所述的超低速SFP光模块，其特征在于，所述逻辑电路包括与非门逻辑芯片。
8.根据权利要求1所述的超低速SFP光模块，其特征在于，所述比较器为高速比较器。
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2016
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