光纤LED驱动电路的设计

       我们在研制一个阵列信号处理系统中，由于阵列天线必须放置于 四周开阔地带，而阵列信号处理单元位于圆形陈列天线中央位 置，这就需要在阵列信号处理单元与位于1~2km以外的微机之间进 行双工通信。为了减少数据传输时间在整个系统处理时间指标中 所占的比重，要求数据传输率应不小于E1（2.048Mb/s）速率，同 时要求通信链路安全、可靠。我们通过对各种数据通信技术的冷 库安装 分析，最终选择了光纤键路，取得了满意的效果。 1、铜介质数据链路分析

 　　由于同时要求较高的数据传输率及较长的通信距离，在铜介 质链路中不进行编码和调制很难满足指标要求，但是高速调制解 调器不仅价格昂贵，而且双方握手过程费时，在要求随机实时传 输数据的场会显然不适用。最重要的是，传统的铜介质链路既产生电磁干扰信号，又容易受电磁干扰的影 响，而且不易满足EMC（电磁兼容）和EMI（电磁干扰）标准的要求。

 　　2、光纤链路的分析

 　　在人们的传统印象中，光纤应用于短距离通信是不经济的，但是它有着铜介质键路不可比拟的优点： ①光纤链路既不发射电磁波，也不受其影响，光纤之间没有干扰，误码率大大降低。设计人员不用考虑可 能耦合进来的环境噪声；②光纤提供了通信链路双方之间的电气隔离，网店 消除了长距离设备之间由于地 电位不同引起的问题。同时设计人员再也不用为阻抗匹配而头疼了；③光纤发射器可采用数字调制驱动电 路。数字基带信号只要经过简单的线路编码，即可直接驱动光纤发射器。

 　　现在，光纤器件价格与以前相比已经大幅下降，而今后随着钢缆价格的上升及光纤器件价格的进一步 下降，人们选择光纤时将不再首先考虑价格因素。因此，我们综合考虑速率与距离指标，选择合适类型的 光纤、收发器及其驱动电路，可以获得高性能价格比的光纤通信键路，这正是本文要讨论的重点。

 　　3、光纤通信器件的选择

 　　一个基本的光纤通信系统非常简单：一个LED发射器将电信号转变成光信号，并将之耦会进入传输光纤 中，光信号通过光纤到达光接收器，它把接收到的光信号恢复成原来的电信号输出。

 　　光缆的选择：一般，石英玻璃光纤由于其低损耗、高带宽而用于长距离通信链路，例如，以太网和FDD I标准指定采用多模62.5/125μm石英玻璃光纤。这些细纤芯的光纤需要高精度连接器以减少耦合损耗，对 于工业应用，需要低成本的光缆和连接器。因此，1mm的POF（PlymerOptical Fibers）和200μm的HCS（Ha rd Clad Silica）光纤是最好选择，它们均属于阶跃折射率的多模光纤。

 　　1mm POF的典型损耗值在650nm波长时为0.2dB/m,而200μm HCS光纤在650mm波长典型损耗值仅为8dB/k m,在820nm波长时更少。HCS光纤的核心是sky石英玻璃，包层是专利的高强度聚合物，不仅增加了光纤的强 度，而且防潮防污染，外护套则是2.2mm的聚氯乙烯。HCS光纤可工作于一40℃~+85℃的温度范围内，架设 温度范围为一20℃一+85℃，在性能与价格上均满足系统要求。

 　　工作波长的选择：光纤通信系统的设计必须考虑光纤损耗与色散对系统带来的影响，由于损耗和色散 都与系统的工作波长有关，因此工作波长的选择成为系统设计的一个主要问题。综合考虑系统的指标要求 与选定的光纤，选择820nm波长可使HCS光纤损耗低至6dB/km,同时色散也达到最小。 　　光源的选择：在820m波长下，LED是可以选用的最佳光源，与半导体激光器相比，LED的驱动电路简 单，且成本低。