CN214627217U - 一种纯光纤超高新音视频传输模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种纯光纤超高新音视频传输模块，包括发射模块、发射光接口、多芯光纤、接收光接口和接收光模块，发射模块的输入端与源端设备的输出端电连接，发射模块的输出端与发射光接口耦合连接，发射光接口与接收光接口之间通过多芯光纤耦合连接，接收光接口与接收光模块的输入端耦合连接，接收光模块的输出端与显示端设备耦合连接。本实用新型的发射模块与接收模块之间通过纯光信号进行传输，传输距离远，并且整个音视频传输模块去掉了电子线，整体成本降低，采用标准的发射光接口和接收光接口，便于大批量自动化生产和组装，并且发射模块从源端设备取电，接收模块从接收的信号中取能并供电，不需要外界供电设备，产品使用简便。

Description

一种纯光纤超高新音视频传输模块

技术领域

本实用新型涉及光纤通信技术领域，尤其涉及一种纯光纤超高新音视频传输模块。

背景技术

随着4K、8K的推广和普及，高清音视频连接线传输的速率和带宽越来越高，传输线光纤化的占比逐年增加，目前市面上光纤传输线主要方案为光纤传输高速信号、电子线传输低速控制信号和电源的光电复合线。光电复合线一定程度上解决了传统铜线传输距离受限和线体粗重不便于使用的问题。但由于光电复合线本身的设计受限，其光纤和铜线两种材质混合不便于批量的自动化生产，电子线传输的低速信号在距离和抗干扰程度上还是局限较大。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种纯光纤超高新音视频传输模块。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种纯光纤超高新音视频传输模块，应用于源端设备与显示端设备之间的信号传输，包括发射模块、发射光接口、多芯光纤、接收光接口和接收光模块，所述发射模块的输入端与源端设备的输出端电连接，所述发射模块的输出端与所述发射光接口耦合连接，所述发射光接口与所述接收光接口之间通过所述多芯光纤耦合连接，所述接收光接口与所述接收光模块的输入端耦合连接，所述接收光模块的输出端与显示端设备耦合连接。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的纯光纤超高新音视频传输模块，发射模块与接收模块之间通过纯光信号进行传输，传输距离远，并且整个音视频传输模块去掉了电子线，整体成本降低，且有效减少了铜等金属资源的浪费，采用标准的发射光接口和接收光接口，便于大批量自动化生产和组装，并且发射模块从源端设备取电，接收模块从接收的信号中取能并供电，不需要外界供电设备，产品使用简便。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进：

进一步：所述发射模块包括第一电源电路、预处理电路、驱动电路、激光器和光耦合模块，所述第一电源电路的输入端与源端设备的电源端电连接，所述第一电源电路的输出端与所述驱动电路的电源输入端电连接，所述预处理电路的输入端与源端设备的信号输出端电连接，所述预处理电路的输出端与所述驱动电路的信号输入端电连接，所述驱动电路的信号输出端与所述激光器的输入端电连接，所述激光器的输出端通过光路与所述光耦合模块的输入端耦合连接，所述光耦合模块的输出端与所述发射光接口耦合连接。

上述进一步方案的有益效果是：通过所述第一电源电路可以将远端设备的电压进行转换，并为驱动电路提供合适的电压，同时源端设备提供的信号经过预处理电路处理后驱动所述激光器出射光信号，并经由所述光耦合模块后从光发射接口输出，实现了光信号的发射。

进一步：所述第一电源电路包括电压转换芯片U3、电感L2、电阻R16、电阻R17、电容C15和电容C16，所述电压转换芯片U3的输入端与源端设备的电源端电连接，所述电压转换芯片U3的输入端通过所述电容C15接地，所述电压转换芯片U3的输入端与使能端电连接，所述电压转换芯片U3的接地端接地，所述电压转换芯片U3的输出端与地之间顺次串联有所述电感L2、电阻R16和电阻R17，所述电感L2和所述电阻R16的公共端与发射模块的电源输入端电连接，所述电感L2和所述电阻R16的公共端还通过所述电容C16 接地，所述电阻R16和电阻R17的公共端与所述电压转换芯片U3的反馈端电连接。

上述进一步方案的有益效果是：通过所述第一电源电路可以将源端设备的电源端的电压进行转换，使得转换后的电压符合发射模块的工作电压要求，方便为发射模块提供稳定、合适的电压，保证发射模块正常工作。

进一步：所述预处理电路包括第一滤波电路和第一协议转换电路，所述第一滤波电路的输入端与源端设备的音视频信号输出端电连接，所述第一滤波电路的输出端与所述驱动电路的一路信号输入端电连接，所述第一协议转换电路的输入端与源端设备的控制信号输出端电连接，所述第一协议转换电路的输出端与所述驱动电路的另一路信号输入端电连接。

上述进一步方案的有益效果是：通过所述第一滤波电路可以将源端设备输出的音视频信号进行滤波处理，提高信号质量，通过第一协议转换电路将双向的控制信号转换成单向的信号，以便进行光纤传输。

进一步：所述的纯光纤超高新音视频传输模块还包括第一静电防护电路，所述第一静电防护电路的输入端与源端设备的音视频信号输出端电连接，所述第一静电防护电路的输出端与所述第一滤波电路的输入端电连接。

上述进一步方案的有益效果是：通过设置所述第一静电防护电路，可以将源端设备输出的音视频信号中的静电进行去除，保证整个发射模块安全、可靠的运行。

进一步：所述光耦合模块包括耦合器和阵列波导光栅，所述耦合器的输入端与所述激光器的输出端光路耦合连接，所述耦合器的输出端与所述阵列波导光栅的一端耦合连接，所述阵列波导光栅的另一端与所述发射端光接口耦合连接。

上述进一步方案的有益效果是：通过所述耦合器将所述激光器出射的激光进行耦合，通过所述阵列波导光栅对耦合器输出的光信号进行合波处理，便于后续进行光纤传输，大大提高光纤的利用率。

进一步：所述接收光模块包括光解耦合模块、信号处理电路、第二协议转换电路和第二电源电路，所述光解耦合模块的输入端与所述接收光接口耦合连接，所述光解耦合模块的音视频信号输出端与所述信号处理电路的输入端电连接，所述信号处理电路的输出端与显示端设备的信号输入端电连接，所述第二电源电路的输入端与显示端设备的音视频信号输入端电连接，所述第二电源电路的输出端与光解耦合模块的电源输入端电连接，所述光解耦合模块的控制信号输出端与所述第二协议转换电路的输入端电连接，所述第二协议转换电路的输出端与所述显示端设备的控制信号输入端电连接。

上述进一步方案的有益效果是：通过所述光解耦合模块可以对接收的光信号进行解耦合处理，并通过信号处理电路将解耦合得到的音视频信号进行静电防护处理和滤波处理，然后由第二协议转换电路将解耦合得到的多路单向控制信号转换为双向信号，并输出至显示端设备。

进一步：所述光解耦合模块包括解耦合器、光电探测器和跨阻放大器，所述解耦合器的输入端与所述接收光接口耦合连接，所述解耦合器的输出端与所述光电探测器的输入端耦合，所述光电探测器的输出端与所述跨阻放大器的输入端电连接，所述跨阻放大器的音视频信号输出端与所述信号处理电路的输入端电连接，所述跨阻放大器的控制信号输出端与所述第二协议转换电路的输入端电连接，所述跨阻放大器的电源输入端与所述电源电路的输出端电连接。

上述进一步方案的有益效果是：通过所述解耦合器可以将接收到的光信号进行解耦合处理，得到多路独立的光信号，并照射至所述光电探测器的感光区，从而生成电信号，并经过所述跨阻放大器进行放大处理，最后输出至显示端设备。

进一步：所述信号处理电路包括第二静电防护电路和第二滤波电路，所述第二静电防护电路的输入端与所述跨阻放大器的输出端电连接，所述第二静电防护电路的输出端与所述第二滤波电路的输入端电连接，所述第二滤波电路的输出端与显示端设备的信号输入端电连接。

上述进一步方案的有益效果是：通过所述第二静电防护电路可以对解耦合得到的电信号进行静电防护处理，通过所述第二滤波电路可以对解耦合得到的电信号进行滤波处理，滤除信号中的杂波成分，使得信号传输质量更高。

进一步：所述第二电源电路包括储能电路和第二电压转换电路；

所述储能电路包括与接收模块接收音视频信号路数相同的储能支路和第一磁珠,每个所述储能支路均包括第二磁珠和第三磁珠，且所述第二磁珠的一端和所述第三磁珠的一端分别与接收模块对应的正信号输入端和负信号输入端电连接，所述第二磁珠的另一端和所述第三磁珠的另一端的分别与所述第一磁珠的一端电连接，所述第一磁珠的另一端与所述第二电压转换电路的输入端电连接。

上述进一步方案的有益效果是：通过所述储能电路将接收到的电信号中的直流分量进行存储，并通过第二电压转换电路进行电压转换，从而为接收模块供电，实现了接收模块的信号接收和供电，无需单独为接收模块供电。

附图说明

图1为本实用新型一实施例的纯光纤超高新音视频传输模块的结构示意图；

图2为本实用新型一实施例的发射模块结构示意图；

图3为本实用新型一实施例的第一电源电路的电路示意图；

图4为本实用新型一实施例的接收模块结构示意图；

图5为本实用新型一实施例的储能电路的电路示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

如图1所示，一种纯光纤超高新音视频传输模块，应用于源端设备与显示端设备之间的信号传输，其特征在于：包括发射模块、发射光接口、多芯光纤、接收光接口和接收光模块，所述发射模块的输入端与源端设备的输出端电连接，所述发射模块的输出端与所述发射光接口耦合连接，所述发射光接口与所述接收光接口之间通过所述多芯光纤耦合连接，所述接收光接口与所述接收光模块的输入端耦合连接，所述接收光模块的输出端与显示端设备耦合连接。

本实用新型的纯光纤超高新音视频传输模块，发射模块与接收模块之间通过纯光信号进行传输，传输距离远，并且整个音视频传输模块去掉了电子线，整体成本降低，且有效减少了铜等金属资源的浪费，采用标准的发射光接口和接收光接口，便于大批量自动化生产和组装，并且发射模块从源端设备取电，接收模块从接收的信号中取能并供电，不需要外界供电设备，产品使用简便。

如图2所示，在本实用新型的一个或多个实施例中，所述发射模块包括第一电源电路、预处理电路、驱动电路、激光器和光耦合模块，所述第一电源电路的输入端与源端设备的电源端电连接，所述第一电源电路的输出端与所述驱动电路的电源输入端电连接，所述预处理电路的输入端与源端设备的信号输出端电连接，所述预处理电路的输出端与所述驱动电路的信号输入端电连接，所述驱动电路的信号输出端与所述激光器的输入端电连接，所述激光器的输出端通过光路与所述光耦合模块的输入端耦合连接，所述光耦合模块的输出端与所述发射光接口耦合连接。通过所述第一电源电路可以将远端设备的电压进行转换，并为驱动电路提供合适的电压，同时源端设备提供的信号经过预处理电路处理后驱动所述激光器出射光信号，并经由所述光耦合模块后从光发射接口输出，实现了光信号的发射。

如图3所示，在本实用新型的一个或多个实施例中，所述第一电源电路包括电压转换芯片U3、电感L2、电阻R16、电阻R17、电容C15和电容C16，所述电压转换芯片U3的输入端与源端设备的电源端电连接，所述电压转换芯片U3的输入端通过所述电容C15接地，所述电压转换芯片U3的输入端与使能端电连接，所述电压转换芯片U3的接地端接地，所述电压转换芯片U3 的输出端与地之间顺次串联有所述电感L2、电阻R16和电阻R17，所述电感 L2和所述电阻R16的公共端与发射模块的电源输入端电连接，所述电感L2 和所述电阻R16的公共端还通过所述电容C16接地，所述电阻R16和电阻R17 的公共端与所述电压转换芯片U3的反馈端电连接。通过所述第一电源电路可以将源端设备的电源端的电压进行转换，使得转换后的电压符合发射模块的工作电压要求，方便为发射模块提供稳定、合适的电压，保证发射模块正常工作。这里，电压转换芯片U3采用型号为SY8088的DC-DC芯片。

在本实用新型的一个或多个实施例中，所述预处理电路包括第一滤波电路和第一协议转换电路，所述第一滤波电路的输入端与源端设备的音视频信号输出端电连接，所述第一滤波电路的输出端与所述驱动电路的一路信号输入端电连接，所述第一协议转换电路的输入端与源端设备的控制信号输出端电连接，所述第一协议转换电路的输出端与所述驱动电路的另一路信号输入端电连接。通过所述第一滤波电路可以将源端设备输出的音视频信号进行滤波处理，提高信号质量，通过第一协议转换电路将双向的控制信号转换成单向的信号，以便进行光纤传输。这里，所述第一滤波电路采用现有的滤波电路即可，所述第一协议转换电路采用型号为RTL8211DN的现有芯片及外围电路。

可选地，在本实用新型的一个或多个实施例中，所述的纯光纤超高新音视频传输模块还包括第一静电防护电路，所述第一静电防护电路的输入端与源端设备的音视频信号输出端电连接，所述第一静电防护电路的输出端与所述第一滤波电路的输入端电连接。通过设置所述第一静电防护电路，可以将源端设备输出的音视频信号中的静电进行去除，保证整个发射模块安全、可靠的运行。这里，所述第一静电防护电路采用型号为ESD0524P的静电保护芯片。

在本实用新型的一个或多个实施例中，所述光耦合模块包括耦合器和阵列波导光栅，所述耦合器的输入端与所述激光器的输出端光路耦合连接，所述耦合器的输出端与所述阵列波导光栅的一端耦合连接，所述阵列波导光栅的另一端与所述发射端光接口耦合连接。通过所述耦合器将所述激光器出射的激光进行耦合，通过所述阵列波导光栅对耦合器输出的光信号进行合波处理，便于后续进行光纤传输，大大提高光纤的利用率。

具体地，源端设备输出的超高清音视频信号通过插头达到第一静电防护电路，经过静电防护处理后通过第一滤波电路进行滤波处理，然后到达驱动电动，驱动电路驱动激光器出射激光，并通过耦合器将光信号进行耦合，然后通过播到光纤阵列进行合波处理后通过发射光接口输出光信号；源端设备输出的控制信号达到第一协议转换电路，由第一协议转换电路将其由双向信号转换成单向信号，并通过驱动电路转换成低速控制信号，并通过耦合器将光信号进行耦合，然后通过播到光纤阵列进行合波处理后通过发射光接口输出光信号。

如图4所示，在本实用新型的一个或多个实施例中，所述接收光模块包括光解耦合模块、信号处理电路、第二协议转换电路和第二电源电路，所述光解耦合模块的输入端与所述接收光接口耦合连接，所述光解耦合模块的音视频信号输出端与所述信号处理电路的输入端电连接，所述信号处理电路的输出端与显示端设备的信号输入端电连接，所述第二电源电路的输入端与显示端设备的音视频信号输入端电连接，所述第二电源电路的输出端与光解耦合模块的电源输入端电连接，所述光解耦合模块的控制信号输出端与所述第二协议转换电路的输入端电连接，所述第二协议转换电路的输出端与所述显示端设备的控制信号输入端电连接。通过所述光解耦合模块可以对接收的光信号进行解耦合处理，并通过信号处理电路将解耦合得到的音视频信号进行静电防护处理和滤波处理，然后由第二协议转换电路将解耦合得到的多路单向控制信号转换为双向信号，并输出至显示端设备。

在本实用新型的一个或多个实施例中，所述光解耦合模块包括解耦合器、光电探测器和跨阻放大器，所述解耦合器的输入端与所述接收光接口耦合连接，所述解耦合器的输出端与所述光电探测器的输入端耦合，所述光电探测器的输出端与所述跨阻放大器的输入端电连接，所述跨阻放大器的音视频信号输出端与所述信号处理电路的输入端电连接，所述跨阻放大器的控制信号输出端与所述第二协议转换电路的输入端电连接，所述跨阻放大器的电源输入端与所述电源电路的输出端电连接。通过所述解耦合器可以将接收到的光信号进行解耦合处理，得到多路独立的光信号，并照射至所述光电探测器的感光区，从而生成电信号，并经过所述跨阻放大器进行放大处理，最后输出至显示端设备。

在本实用新型的一个或多个实施例中，所述信号处理电路包括第二静电防护电路和第二滤波电路，所述第二静电防护电路的输入端与所述跨阻放大器的输出端电连接，所述第二静电防护电路的输出端与所述第二滤波电路的输入端电连接，所述第二滤波电路的输出端与显示端设备的信号输入端电连接。通过所述第二静电防护电路可以对解耦合得到的电信号进行静电防护处理，通过所述第二滤波电路可以对解耦合得到的电信号进行滤波处理，滤除信号中的杂波成分，使得信号传输质量更高。这里，所述第二静电防护电路采用型号为ESD0524P的静电保护芯片，所述第二滤波电路采用现有的电路即可，这里不再赘述。

在本实用新型的一个或多个实施例中，所述第二电源电路包括储能电路和第二电压转换电路；

如图5所示，所述储能电路包括与接收模块接收音视频信号路数相同的储能支路和第一磁珠L1,每个所述储能支路均包括第二磁珠L2(L4、L6或 L8)和第三磁珠L3(L5、L7或L9)，且所述第二磁珠L2(L4、L6或L8) 的一端和所述第三磁珠L3(L5、L7或L9)的一端分别与接收模块对应的正信号输入端和负信号输入端电连接，所述第二磁珠L2(L4、L6或L8)的另一端和所述第三磁珠L3(L5、L7或L9)的另一端的分别与所述第一磁珠L1 的一端电连接，所述第一磁珠L1的另一端与所述第二电压转换电路的输入端电连接。

通过所述储能电路将接收到的电信号中的直流分量进行存储，并通过第二电压转换电路进行电压转换，从而为接收模块供电，实现了接收模块的信号接收和供电，无需单独为接收模块供电。这里，所述第二电源电路采用现有的电压转换芯片即可。

具体地，接收光接口接收的光信号达到解耦合器，接耦合器对光信号进行解耦合处理，分理处多路独立的单波长光信号，然后多路独立的光信号道路光电探测器，并转换为电流信号，经过跨阻放大器放大处理，然后其中的音视频信号分别经过防静电处理和滤波处理，输出至显示端设备，以进行显示播放，其中的控制信号经过第二协议转换电路转换为双向信号，并输出至显示端设备。

需要特别指出的是，本实用新型中，由于光线不能将电源电压传输到接收模块，因此，在接收模块中，采用微型电池供电进行接收模块的触发和启动，触发电路采用现有的型号为74LVC2G04GW的反相器及其外围电路组成。储能电路在接收模块启动后转为充电储能模块，从显示端设备获能量，在产品休眠或低功耗模式下对储能电路进行充电，便于后续的启动供电。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，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 (10)

1.一种纯光纤超高新音视频传输模块，应用于源端设备与显示端设备之间的信号传输，其特征在于：包括发射模块、发射光接口、多芯光纤、接收光接口和接收光模块，所述发射模块的输入端与源端设备的输出端电连接，所述发射模块的输出端与所述发射光接口耦合连接，所述发射光接口与所述接收光接口之间通过所述多芯光纤耦合连接，所述接收光接口与所述接收光模块的输入端耦合连接，所述接收光模块的输出端与显示端设备耦合连接。

2.根据权利要求1所述的纯光纤超高新音视频传输模块，其特征在于：所述发射模块包括第一电源电路、预处理电路、驱动电路、激光器和光耦合模块，所述第一电源电路的输入端与源端设备的电源端电连接，所述第一电源电路的输出端与所述驱动电路的电源输入端电连接，所述预处理电路的输入端与源端设备的信号输出端电连接，所述预处理电路的输出端与所述驱动电路的信号输入端电连接，所述驱动电路的信号输出端与所述激光器的输入端电连接，所述激光器的输出端通过光路与所述光耦合模块的输入端耦合连接，所述光耦合模块的输出端与所述发射光接口耦合连接。

3.根据权利要求2所述的纯光纤超高新音视频传输模块，其特征在于：所述第一电源电路包括电压转换芯片U3、电感L2、电阻R16、电阻R17、电容C15和电容C16，所述电压转换芯片U3的输入端与源端设备的电源端电连接，所述电压转换芯片U3的输入端通过所述电容C15接地，所述电压转换芯片U3的输入端与使能端电连接，所述电压转换芯片U3的接地端接地，所述电压转换芯片U3的输出端与地之间顺次串联有所述电感L2、电阻R16和电阻R17，所述电感L2和所述电阻R16的公共端与发射模块的电源输入端电连接，所述电感L2和所述电阻R16的公共端还通过所述电容C16接地，所述电阻R16和电阻R17的公共端与所述电压转换芯片U3的反馈端电连接。

4.根据权利要求2所述的纯光纤超高新音视频传输模块，其特征在于：所述预处理电路包括第一滤波电路和第一协议转换电路，所述第一滤波电路的输入端与源端设备的音视频信号输出端电连接，所述第一滤波电路的输出端与所述驱动电路的一路信号输入端电连接，所述第一协议转换电路的输入端与源端设备的控制信号输出端电连接，所述第一协议转换电路的输出端与所述驱动电路的另一路信号输入端电连接。

5.根据权利要求4所述的纯光纤超高新音视频传输模块，其特征在于：还包括第一静电防护电路，所述第一静电防护电路的输入端与源端设备的音视频信号输出端电连接，所述第一静电防护电路的输出端与所述第一滤波电路的输入端电连接。

6.根据权利要求2所述的纯光纤超高新音视频传输模块，其特征在于：所述光耦合模块包括耦合器和阵列波导光栅，所述耦合器的输入端与所述激光器的输出端光路耦合连接，所述耦合器的输出端与所述阵列波导光栅的一端耦合连接，所述阵列波导光栅的另一端与所述发射端光接口耦合连接。

7.根据权利要求1所述的纯光纤超高新音视频传输模块，其特征在于：所述接收光模块包括光解耦合模块、信号处理电路、第二协议转换电路和第二电源电路，所述光解耦合模块的输入端与所述接收光接口耦合连接，所述光解耦合模块的音视频信号输出端与所述信号处理电路的输入端电连接，所述信号处理电路的输出端与显示端设备的信号输入端电连接，所述第二电源电路的输入端与显示端设备的音视频信号输入端电连接，所述第二电源电路的输出端与光解耦合模块的电源输入端电连接，所述光解耦合模块的控制信号输出端与所述第二协议转换电路的输入端电连接，所述第二协议转换电路的输出端与所述显示端设备的控制信号输入端电连接。

8.根据权利要求7所述的纯光纤超高新音视频传输模块，其特征在于：所述光解耦合模块包括解耦合器、光电探测器和跨阻放大器，所述解耦合器的输入端与所述接收光接口耦合连接，所述解耦合器的输出端与所述光电探测器的输入端耦合，所述光电探测器的输出端与所述跨阻放大器的输入端电连接，所述跨阻放大器的音视频信号输出端与所述信号处理电路的输入端电连接，所述跨阻放大器的控制信号输出端与所述第二协议转换电路的输入端电连接，所述跨阻放大器的电源输入端与所述电源电路的输出端电连接。

9.根据权利要求8所述的纯光纤超高新音视频传输模块，其特征在于：所述信号处理电路包括第二静电防护电路和第二滤波电路，所述第二静电防护电路的输入端与所述跨阻放大器的输出端电连接，所述第二静电防护电路的输出端与所述第二滤波电路的输入端电连接，所述第二滤波电路的输出端与显示端设备的信号输入端电连接。

10.根据权利要求7所述的纯光纤超高新音视频传输模块，其特征在于：所述第二电源电路包括储能电路和第二电压转换电路；

所述储能电路包括与接收模块接收音视频信号路数相同的储能支路和第一磁珠,每个所述储能支路均包括第二磁珠和第三磁珠，且所述第二磁珠的一端和所述第三磁珠的一端分别与接收模块对应的正信号输入端和负信号输入端电连接，所述第二磁珠的另一端和所述第三磁珠的另一端的分别与所述第一磁珠的一端电连接，所述第一磁珠的另一端与所述第二电压转换电路的输入端电连接。

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