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通過(guò)光纖傳輸USB信號的電路設計
作者：
時(shí)間：2013-07-03
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )
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本文涉及光纖通信接口電路，特別涉及一種通過(guò)光纖傳輸USB（通用串行總線(xiàn)）信號的電路。 本文的電路將USB（通用串行總線(xiàn)）信號D+、D-的三種狀態(tài)轉換為發(fā)射激光的三種強度全亮、半亮、暗，并且通過(guò)光纖傳輸到對方激光接收器再通過(guò)相應電路恢復D+、D-的三種狀態(tài)。激光接收器電路的輸出信號之一觸發(fā)單穩延時(shí)電路來(lái)控制D+、D-與激光發(fā)射電路、激光接收電路的通與斷。
由于目前計算機的USB信號使用電纜傳輸，所以通信距離難以延長(cháng)，一般不超過(guò)30米。本文的方案克服了現有電纜傳輸USB信號距離短的缺點(diǎn)，從而提供一種通過(guò)光纖傳輸USB信號的電路，使USB的通信距離增加到幾十千米。
1 實(shí)現原理
本方案是一種通過(guò)光纖傳輸USB信號的電路，成對使用，通過(guò)光的強度的三個(gè)等級（全亮、半亮、暗）分別代表USB數據線(xiàn)的三種狀態(tài)，當光的強度為最低時(shí)（暗）代表USB數據線(xiàn)的閑置狀態(tài)。先發(fā)送USB信號的一方由于其USB的數據狀態(tài)先改變，其狀態(tài)的改變通過(guò)光纖傳輸到對方電路的接收電路產(chǎn)生一個(gè)下降沿（或者上升沿）觸發(fā)一個(gè)單穩電路，此單穩電路的輸出控制USB信號的“收/發(fā)”允許。先發(fā)送USB信號的一方由于其USB的數據狀態(tài)先改變，其狀態(tài)的改變通過(guò)光纖傳輸到對方電路的接收電路產(chǎn)生一個(gè)下降沿（或者上升沿）觸發(fā)一個(gè)單穩電路，此單穩電路的延時(shí)時(shí)間為USB傳輸一幀數據的時(shí)間。
2 具體實(shí)現方法
2.1 將USB信號（D+、D—）轉換為光纖傳輸信號
圖1為將USB信號（D+、D-）轉換為光纖傳輸信號——激光的框圖。USB信號檢測電路（1）將D+和D-變換為“或”門(mén)輸出DOR1和差分比較器輸出RCV1。一雙可控三態(tài)緩沖器（2）通過(guò)控制端EN來(lái)控制邏輯“通”與“端”。當EN=“0”時(shí)，DOR=DOR1、RCV=RCV1。而當EN=“1”時(shí)，DOR和RCV為高阻狀態(tài)。激光發(fā)射驅動(dòng)電路（3）將DOR和RCV轉換為三種激光強度（亮、半亮、暗）。激光接收電路（4）將接收到的三種激光強度（亮、半亮、暗）恢復為D+和D-的三種狀態(tài)。激光接收電路（4）的輸出之一H的狀態(tài)變化觸發(fā)單穩延時(shí)電路（5）。 
單穩延時(shí)電路（5）的輸出EN平時(shí)（即USB信號處于閑置狀態(tài)時(shí)）為“0”，當其輸入H有下降延（即由“1”變?yōu)椤?”）時(shí)輸出EN由“0”變?yōu)椤?”并且保持為“1”大約1000us，然后恢復為“0”。另一雙可控三態(tài)緩沖器（2）通過(guò)控制端EN來(lái)控制來(lái)控制邏輯“通”與“斷”，當EN=“1”時(shí)，VP=H、VM=L，而當EN=“0”時(shí)輸出VP、VM為高阻狀態(tài)。
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