光纖LED驅動電路的設計

       我們在研制一個陣列信號處理系統中，由于陣列天線必須放置于 四周開闊地帶，而陣列信號處理單元位于圓形陳列天線中央位 置，這就需要在陣列信號處理單元與位于1~2km以外的微機之間進 行雙工通信。為了減少數據傳輸時間在整個系統處理時間指標中 所占的比重，要求數據傳輸率應不小于E1（2.048Mb/s）速率，同 時要求通信鏈路安全、可靠。我們通過對各種數據通信技術的冷 庫安裝 分析，最終選擇了光纖鍵路，取得了滿意的效果。 1、銅介質數據鏈路分析

 　　由于同時要求較高的數據傳輸率及較長的通信距離，在銅介 質鏈路中不進行編碼和調制很難滿足指標要求，但是高速調制解 調器不僅價格昂貴，而且雙方握手過程費時，在要求隨機實時傳 輸數據的場會顯然不適用。最重要的是，傳統的銅介質鏈路既產生電磁干擾信號，又容易受電磁干擾的影 響，而且不易滿足EMC（電磁兼容）和EMI（電磁干擾）標準的要求。

 　　2、光纖鏈路的分析

 　　在人們的傳統印象中，光纖應用于短距離通信是不經濟的，但是它有著銅介質鍵路不可比擬的優點： ①光纖鏈路既不發射電磁波，也不受其影響，光纖之間沒有干擾，誤碼率大大降低。設計人員不用考慮可 能耦合進來的環境噪聲；②光纖提供了通信鏈路雙方之間的電氣隔離，網店 消除了長距離設備之間由于地 電位不同引起的問題。同時設計人員再也不用為阻抗匹配而頭疼了；③光纖發射器可采用數字調制驅動電 路。數字基帶信號只要經過簡單的線路編碼，即可直接驅動光纖發射器。

 　　現在，光纖器件價格與以前相比已經大幅下降，而今后隨著鋼纜價格的上升及光纖器件價格的進一步 下降，人們選擇光纖時將不再首先考慮價格因素。因此，我們綜合考慮速率與距離指標，選擇合適類型的 光纖、收發器及其驅動電路，可以獲得高性能價格比的光纖通信鍵路，這正是本文要討論的重點。

 　　3、光纖通信器件的選擇

 　　一個基本的光纖通信系統非常簡單：一個LED發射器將電信號轉變成光信號，并將之耦會進入傳輸光纖 中，光信號通過光纖到達光接收器，它把接收到的光信號恢復成原來的電信號輸出。

 　　光纜的選擇：一般，石英玻璃光纖由于其低損耗、高帶寬而用于長距離通信鏈路，例如，以太網和FDD I標準指定采用多模62.5/125μm石英玻璃光纖。這些細纖芯的光纖需要高精度連接器以減少耦合損耗，對 于工業應用，需要低成本的光纜和連接器。因此，1mm的POF（PlymerOptical Fibers）和200μm的HCS（Ha rd Clad Silica）光纖是最好選擇，它們均屬于階躍折射率的多模光纖。

 　　1mm POF的典型損耗值在650nm波長時為0.2dB/m,而200μm HCS光纖在650mm波長典型損耗值僅為8dB/k m,在820nm波長時更少。HCS光纖的核心是sky石英玻璃，包層是專利的高強度聚合物，不僅增加了光纖的強 度，而且防潮防污染，外護套則是2.2mm的聚氯乙烯。HCS光纖可工作于一40℃~+85℃的溫度范圍內，架設 溫度范圍為一20℃一+85℃，在性能與價格上均滿足系統要求。

 　　工作波長的選擇：光纖通信系統的設計必須考慮光纖損耗與色散對系統帶來的影響，由于損耗和色散 都與系統的工作波長有關，因此工作波長的選擇成為系統設計的一個主要問題。綜合考慮系統的指標要求 與選定的光纖，選擇820nm波長可使HCS光纖損耗低至6dB/km,同時色散也達到最小。 　　光源的選擇：在820m波長下，LED是可以選用的最佳光源，與半導體激光器相比，LED的驅動電路簡 單，且成本低。