CN209731257U - 光纤收发器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种光纤收发器，包括输入接口、时钟模块、光纤模块、输出接口、单片机、电源模块、无线通信模块、温度传感器、声光报警模块和存储器，输入接口与时钟模块连接，光纤模块与时钟模块连接，输出接口与光纤模块连接，电源模块、无线通信模块、温度传感器和存储器均与单片机连接，声光报警模块与温度传感器连接；电源模块包括电压输入端、第一二极管、第一电阻、第一MOS管、第一三极管、第二电阻、第三电阻和电压输出端，电压输入端分别与第一二极管的阳极和第一电阻的一端连接，第一二极管的阴极与第一MOS管的漏极连接。本实用新型电路结构较为简单、成本较低、方便维护、电路的安全性和可靠性较高。

Description

光纤收发器

技术领域

本实用新型涉及网络电子设备领域，特别涉及一种光纤收发器。

背景技术

光纤收发器，是一种将短距离的双绞线电信号和长距离的光信号进行互换的以太网传输媒体转换单元，在很多地方也被称之为光电转换器(Fiber Converter)。产品一般应用在以太网电缆无法覆盖、必须使用光纤来延长传输距离的实际网络环境中，且通常定位于宽带城域网的接入层应用；如：监控安全工程的高清视频图像传输；同时在帮助把光纤最后一公里线路连接到城域网和更外层的网络上也发挥了巨大的作用。

图1为传统光纤收发器的供电部分的电路原理图，从图1中可以看出，传统光纤收发器的供电部分使用的元器件较多，电路结构复杂，硬件成本较高，不方便维护。另外，由于传统尾气分析仪的供电部分缺少相应的电路保护功能，例如：缺少限流保护功能，造成电路的安全性和可靠性较差。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种电路结构较为简单、成本较低、方便维护、电路的安全性和可靠性较高的光纤收发器。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种光纤收发器，包括输入接口、时钟模块、光纤模块、输出接口、单片机、电源模块、无线通信模块、温度传感器、声光报警模块和存储器，所述输入接口与所述时钟模块连接，所述光纤模块与所述时钟模块连接，所述输出接口与所述光纤模块连接，所述电源模块、无线通信模块、温度传感器和存储器均与所述单片机连接，所述声光报警模块与所述温度传感器连接；

所述电源模块包括电压输入端、第一二极管、第一电阻、第一MOS管、第一三极管、第二电阻、第三电阻和电压输出端，所述电压输入端分别与所述第一二极管的阳极和第一电阻的一端连接，所述第一二极管的阴极与所述第一MOS管的漏极连接，所述第一MOS管的栅极分别与所述第一电阻的另一端和第一三极管的集电极连接，所述第一三极管的发射极连接电压参考端，所述第一MOS管的源极分别与所述第二电阻的一端和电压输出端连接，所述第一三极管的基极分别与所述第二电阻的另一端和第三电阻的一端连接，所述第三电阻的另一端接地，所述第一二极管的型号为L-1822。

在本实用新型所述的光纤收发器中，所述电源模块还包括第一电容，所述第一电容的一端与所述第一MOS管的栅极连接，所述第一电容的另一端分别与所述第一电阻的另一端和第一三极管的集电极连接，所述第一电容的电容值为280pF。

在本实用新型所述的光纤收发器中，所述第一MOS管为N沟道MOS管。

在本实用新型所述的光纤收发器中，所述第一三极管为NPN型三极管。

在本实用新型所述的光纤收发器中，所述无线通信模块为蓝牙模块、WiFi模块、GSM模块、GPRS模块、CDMA模块、CDMA2000模块、WCDMA模块、TD-SCDMA模块、Zigbee模块或LoRa模块。

实施本实用新型的光纤收发器，具有以下有益效果：由于设有输入接口、时钟模块、光纤模块、输出接口、单片机、电源模块、无线通信模块、温度传感器、声光报警模块和存储器；电源模块包括电压输入端、第一二极管、第一电阻、第一MOS管、第一三极管、第二电阻、第三电阻和电压输出端，该电源模块与传统光纤收发器的供电部分相比，其使用的元器件较少，由于节省了一些元器件，这样可以降低硬件成本，另外，第一二极管用于对第一MOS管的漏极电流进行限流保护，因此电路结构较为简单、成本较低、方便维护、电路的安全性和可靠性较高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为传统光纤收发器的供电部分的电路原理图；

图2为本实用新型光纤收发器一个实施例中的结构示意图；

图3为所述实施例中电源模块的电路原理图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型光纤收发器实施例中，该光纤收发器的结构示意图如图2所示。图2中，该光纤收发器包括输入接口1、时钟模块2、光纤模块3、输出接口4、单片机5、电源模块6、无线通信模块7、温度传感器8、声光报警模块9和存储器10，其中，输入接口1与时钟模块2连接，光纤模块3与时钟模块2连接，输出接口4与光纤模块3连接，电源模块6、无线通信模块7、温度传感器8和存储器10均与单片机5连接，声光报警模块9与温度传感器8连接。

存储器10记录不同时间光纤模块3的温度信息，也就是记录光纤模块3在数据传输过程中的温度信息和时间信息。可以定时开启时钟模块2进行视频数据传输，实现更加智能方便。在光纤模块3的温度过高时，声光报警模块9会以声音和闪光的形式发出报警信息。

上述输入接口为相机端接口或采集卡接口。无线通信模块7将时间信息和光纤模块3的温度信息以无线方式发送出去。

本实施例中，无线通信模块7为蓝牙模块、WiFi模块、GSM模块、GPRS模块、CDMA模块、CDMA2000模块、WCDMA模块、TD-SCDMA模块、Zigbee模块或LoRa模块等。通过设置多种无线通信方式，不仅可以增加无线通信方式的灵活性，还能满足不同用户和不同场合的需求。尤其是采用LoRa模块时，其通信距离较远，且通信性能较为稳定，适用于对通信质量要求较高的场合。

本实施例中，输入接口1、时钟模块2、光纤模块3、输出接口4、单片机5、无线通信模块7、温度传感器8、声光报警模块9和存储器10均采用现有技术中的结构来实现，其工作原理采用的也是现有技术中的工作原理，此处不再獒述。

图3为本实施例中电源模块的电路原理图。图3中，该电源模块6包括电压输入端Vin、第一二极管D1、第一电阻R1、第一MOS管M1、第一三极管Q1、第二电阻R2、第三电阻R3和电压输出端Vo，其中，电压输入端Vin分别与第一二极管D1的阳极和第一电阻R1的一端连接，第一二极管D1的阴极与第一MOS管M1的漏极连接，第一MOS管M1的栅极分别与第一电阻R1的另一端和第一三极管Q1的集电极连接，第一三极管Q1的发射极连接电压参考端Vref，第一MOS管M1的源极分别与第二电阻R2的一端和电压输出端Vo连接，第一三极管Q1的基极分别与第二电阻R2的另一端和第三电阻R3的一端连接，第三电阻R3的另一端接地。

该电源模块6与图1中的传统传统光纤收发器的供电部分相比，其使用的元器件较少，电路结构较为简单，方便维护，由于节省了一些元器件，这样可以降低硬件成本。另外，第一二极管D1为限流二极管，用于对第一MOS管M1的漏极电流进行限流保护。限流保护的原理如下：当第一MOS管M1的漏极电流较大时，通过该第一二极管D1可以降低第一MOS管M1的漏极电流的大小，使其保持在正常工作状态，而不至于因电流太大导致烧坏电路中的元器件，因此电路的安全性和可靠性较高，且用更少的元器件实现比传统技术更好的技术效果。

值得一提的是，本实施例中，第一二极管D1的型号为L-1822。当然，在实际应用中，第一二极管D1也可以采用其他型号具有类似功能的二极管。

该电源模块6上电后，第一三极管Q1导通，由于从电压参考端Vref输入的参考电压为3.3V，且第一三极管Q1的基极与发射极之间的电压为0.7V，因此A点电压为4V。又由于第二电阻R2和第三电阻R3的分压作用，且第二电阻R2和第三电阻R3的阻值相等，因此C点电压为8V，从而使得电压输出端Vo稳定输出8V的负载供电电压，从电压参考端Vref接入参考电压，能够有效地降低单片机5供电电压输出的不稳定。

该电源模块6工作过程中，连接在电压输出端Vo的工作负载的变化、从电压输入端Vin输入的工作电压的改变，以及温度的改变都会导致所输出的单片机5供电电压发生相应的变化，从而产生纹波。

第一二极管D1、第一MOS管M1、第一电阻R1和第一三极管Q1构成电压调整模块，通过电压调整模块的调整可实现单片机5的供电电压稳定输出，下面以负载的变化为例，对在负载发生变化的情况下，该电源模块6调整负载供电电压稳定输出的原理进行说明。

当负载增大时，负载的供电电压变高，从而A点电压升高，第一三极管Q1的基极与发射极之间的电压升高，流过第一三极管Q1的电流Ib增大。由于Ib增大，且B点电压Ub＝12V-R1*Ib(其中R1为第一电阻R1的阻值)，因此B点电压降低，第一MOS管M1的栅极与源极之间的电压降低，流过第一MOS管M1的电流Id减小，从而输出的负载的供电电压降低，使得负载的供电电压恢复稳定输出。

当负载减小时，负载的供电电压变低，从而A点电压降低，第一三极管Q1的基极与发射极之间的电压降低，流过第一三极管Q1的电流Ib减小。由于Ib减小，因此B点电压升高，第一MOS管M1的栅极与源极之间的电压升高，流过第一MOS管M1的电流Id增大，从而输出的负载的供电电压升高，使得负载的供电电压恢复稳定输出。

本实施例中，第一MOS管M1为N沟道MOS管。第一三极管Q1为NPN型三极管。当然，在实际应用中，第一MOS管M1也可以为P沟道MOS管，第一三极管Q1也可以为PNP型三极管，但这时电路的结构也要相应发生变化。

本实施例中，该电源模块6还包括第一电容C1，第一电容C1的一端与第一MOS管M1的栅极连接，第一电容C1的另一端分别与第一电阻R1的另一端和第一三极管Q1的集电极连接。第一电容C1为耦合电容，用于防止第一MOS管M1与第一三极管Q1之间的干扰，以进一步增强电路的安全性和可靠性。

耦合电容的作用是：是将交流信号从前一级传到下一级。耦合的方法还有直接耦合和变压器耦合的方法。直接耦合效率最高，信号又不失真，但是，前后两级工作点的调整比较复杂，相互牵连。为了使后一级的工作点不受前一级的影响，就需要在直流方面把前一级和后一级分开，同时，又能使交流信号从前一级顺利的传递到后一级，同时能完成这一任务的方法就是采用电容传输或者变压器传输来实现。他们都能传递交流信号和隔断直流，使前后级的工作点互不牵连。但不同的是，用电容传输时，信号的相位要延迟一些，用变压器传输时，信号的高频成分要损失一些。一般情况下，小信号传输时，常用电容作为耦合元件，大信号或者强信号传输时，常用变压器作为耦合元件。本实用新型中采用第一电容C1作为耦合元件，这样可以使后一级的工作点不受前一级的影响，也就是使第一三极管Q1的工作点不受第一MOS管M1的影响。第一电容C1为级间耦合电容，其作用是将第一MOS管M1和第一三极管Q1前后级的直流偏置电电路隔离，以防止前后级静态工作点相互影响。其工作原理利用的是现有技术中级间耦合电的工作原理，此处不再獒述。

值得一提的是，本实施例中，第一电容C1的电容值为280pF。当然，在实际应用中，第一电容C1的电容值可以根据具体情况进行相应调整，也就是第一电容C1的电容值可以根据具体情况进行相应增大或减小。

总之，本实施例中，该电源模块6与传统光纤收发器的供电部分相比，其使用的元器件较少，电路结构较为简单，方便维护，由于节省了一些元器件，这样可以降低硬件成本。另外，该电源模块6中设有限流二极管，因此电路的安全性和可靠性较高。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种光纤收发器，其特征在于，包括输入接口、时钟模块、光纤模块、输出接口、单片机、电源模块、无线通信模块、温度传感器、声光报警模块和存储器，所述输入接口与所述时钟模块连接，所述光纤模块与所述时钟模块连接，所述输出接口与所述光纤模块连接，所述电源模块、无线通信模块、温度传感器和存储器均与所述单片机连接，所述声光报警模块与所述温度传感器连接；

所述电源模块包括电压输入端、第一二极管、第一电阻、第一MOS管、第一三极管、第二电阻、第三电阻和电压输出端，所述电压输入端分别与所述第一二极管的阳极和第一电阻的一端连接，所述第一二极管的阴极与所述第一MOS管的漏极连接，所述第一MOS管的栅极分别与所述第一电阻的另一端和第一三极管的集电极连接，所述第一三极管的发射极连接电压参考端，所述第一MOS管的源极分别与所述第二电阻的一端和电压输出端连接，所述第一三极管的基极分别与所述第二电阻的另一端和第三电阻的一端连接，所述第三电阻的另一端接地，所述第一二极管的型号为L-1822。

2.根据权利要求1所述的光纤收发器，其特征在于，所述电源模块还包括第一电容，所述第一电容的一端与所述第一MOS管的栅极连接，所述第一电容的另一端分别与所述第一电阻的另一端和第一三极管的集电极连接，所述第一电容的电容值为280pF。

3.根据权利要求1或2所述的光纤收发器，其特征在于，所述第一MOS管为N沟道MOS管。

4.根据权利要求1或2所述的光纤收发器，其特征在于，所述第一三极管为NPN型三极管。

5.根据权利要求1或2所述的光纤收发器，其特征在于，所述无线通信模块为蓝牙模块、WiFi模块、GSM模块、GPRS模块、CDMA模块、CDMA2000模块、WCDMA模块、TD-SCDMA模块、Zigbee模块或LoRa模块。