一種應用于塑料光纖網絡的光纖轉can電路的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種應用于塑料光纖網絡的光纖轉CAN電路，塑料光纖上的光信號傳送到光接器信號輸入端，經過光纖接收器轉換成電信號，電信號經過CAN控制器轉換成CAN信號，經過CAN控制器傳送出去。CAN信號經過CAN控制器轉換成電信號，送到光纖發送器上，光纖發送器將電信號轉換成光信號，傳送到塑料光纖。本發明采用專用的塑料光纖收發器完成光電信號的雙向轉換，實現光信號接收與發送，確保數據快速穩定傳輸。
【專利說明】
一種應用于塑料光纖網絡的光纖轉CAN電路
技術領域
[0001]本發明涉及光纖電路領域，具體是一種應用于塑料光纖網絡的光纖轉CAN電路。
【背景技術】
[0002]當前CAN網絡主要采用雙絞線，雙絞線CAN在技術上容易實現、造價低廉、理論上節點數無限制、對環境電磁輻射有一定抑制能力。但隨著電子元件的增加，CAN網絡傳輸數據量大增。為了提高數據傳輸速率，必然增加CAN信號頻率，這又會導致雙絞線的衰減迅速增高，抗干擾能力下降；如果保持原有的數據傳輸速率，則會導致CAN網絡延時增加，系統數據無法及時傳輸到關鍵節點，造成系統故障。
[0003]目前為了解決CAN網絡中大容量、高速率、遠距離數據傳輸問題，產生了光纖CAN通信網。光纖轉CAN電路主要完成光電信號的雙向轉換，當前的光纖轉CAN電路一般應用在玻璃光纖，應用于塑料光纖網絡中時容易導致光損耗嚴重，數據不穩定。
[0004]
【發明內容】
本發明的目的是提供一種應用于塑料光纖網絡的光纖轉CAN電路，以解決現有技術光纖轉CAN電路應用于塑料光纖網絡中時的數據不穩定的問題。
[0005]為了達到上述目的，本發明所采用的技術方案為:
一種應用于塑料光纖網絡的光纖轉CAN電路，其特征在于:包括光纖收發器P1、隔離芯片U1、CAN控制器U2，所述光纖收發器Pl連接有光纖收發器驅動電路，光纖收發器Pl供塑料光纖接入，且光纖收發器Pl的信號端通過隔離芯片Ul與CAN控制器U2的信號端連接，CAN控制器U2通過連接器P2與外部CAN總線連接，CAN控制器U2上還連接有抗浪涌濾波電路;塑料光纖上的光信號傳送到光纖收發器Pl，經過光纖收發器Pl轉換成電信號，電信號通過隔離芯片Ul傳送至CAN控制器U2，由CAN控制器U2轉換成CAN信號，經過CAN控制器U2傳送出去，外部CAN總線上的CAN信號經過CAN控制器U2轉換成電信號，再通過隔離芯片Ul送到光纖收發器Pl上，光纖收發器Pl將電信號轉換成光信號后，傳送到塑料光纖。
[0006]所述的一種應用于塑料光纖網絡的光纖轉CAN電路，其特征在于:所述光纖收發器卩1的型號為4?81?1031/2031，塑料光纖接入光纖收發器？1的9、10引腳，光纖收發器？1的RXGND引腳、TXGND弓丨腳分別接地，光纖收發器PI的RXD弓丨腳通過電阻Rl、TXD引腳通過電阻R2分別與隔離芯片Ul連接，所述光纖收發器驅動電路包括電容Cl、電容C2、電容C3、電容C4、電容C5，以及電感LI及電感L2，電感LI一端與光纖收發器Pl的RXVCC引腳連接，電感L2—端與光纖收發器Pl的TXVCC引腳連接，電感LI和電感L2的另一端共接后連接+5V電源，電容Cl、電容C2各自一端分別與光纖收發器Pl的RXGND引腳連接，電容Cl、電容C2各自另一端分別接入電感LI與光纖收發器Pl的RXVCC引腳之間，電容C3—端與光纖收發器Pl的RXGND引腳連接，電容C3另一端接入電感LI與+5V電源之間，電容C4、電容C5各自一端分別與光纖收發器Pl的TXGND引腳連接，電容C4、電容C5各自另一端分別接入電感L2與光纖收發器Pl的TXVCC引腳之間；
所述隔離芯片Ul的型號為ADUM1201，光纖收發器Pl的RXD引腳通過電阻R1、TXD引腳通過電阻R2分別對應與隔離芯片Ul的VOA引腳、VIB引腳連接，隔離芯片Ul的VDDl引腳連接+5V電源，隔離芯片Ul的VDDl引腳還通過電容C6接地，隔離芯片Ul的VDD2引腳連接CAN+5V電源，隔離芯片Ul的VDD2還通過電容C7接地，隔離芯片Ul的GNDl引腳、GND2引腳分別接地，隔離芯片Ul的VIA引腳、VOB引腳分別連接至CAN控制器U2;
所述CAN控制器U2的型號為TJA1050，隔離芯片Ul的隔離芯片Ul的VIA引腳、VOB引腳分別對應連接至CAN控制器U2的RXD引腳、TXD引腳，CAN控制器U2的RS引腳通過電阻R5接地，所述抗浪涌濾波電路包括共模濾波器L3、TVS管Ql、電阻R3、電阻R4、電阻R6、電容C9、電容Cl O，所述連接器P2為三針連接器，抗浪涌濾波電路中，共模濾波器L3—端分別通過電阻R3與CAN控制器U2的CANH引腳、通過電阻R4與CAN控制器U2的CANL引腳連接，電阻R3與共模濾波器L3之間通過電容C9接地，電阻R4與共模濾波器L3之間通過電容ClO接地，共模濾波器L3的另一端分別與連接器P2的兩個針腳對應連接，且電阻R6接入共模濾波器L3的另一端之間，所述TVS管Ql的一端分別對應接入共模濾波器L3的另一端與連接器P2之間，TVS管Ql的另一端分別接地，所述連接器P2的第三個針腳接地。
[0007]本發明采用專用的塑料光纖收發器完成光電信號的雙向轉換，實現光信號接收與發送，確保數據快速穩定傳輸。
[0008]與原有技術相比，該發明的有益效果體現在:
1、本發明采用專用塑料光纖收發器，使得電路更加安全可靠，輸出更加穩定，光電轉換速度更快，最大可達到25M/S。
[0009]2、本發明采用高速光耦隔離芯片進行數字隔離，抗電磁干擾性好。
[0010]3、本發明電路簡單，便于電路實現，完全可以做到快速、自動電平轉換。
[0011]4、本發明在數據傳輸過程中損耗小，誤碼率低。
【附圖說明】
[0012]圖1為本發明電路原理圖。
【具體實施方式】
[0013]參見圖1所示，一種應用于塑料光纖網絡的光纖轉CAN電路，包括光纖收發器P1、隔離芯片UUCAN控制器U2，光纖收發器Pl連接有光纖收發器驅動電路，光纖收發器Pl供塑料光纖接入，且光纖收發器Pl的信號端通過隔離芯片Ul與CAN控制器U2的信號端連接，CAN控制器U2通過連接器P2與外部CAN總線連接，CAN控制器U2上還連接有抗浪涌濾波電路;塑料光纖上的光信號傳送到光纖收發器Pl，經過光纖收發器Pl轉換成電信號，電信號通過隔離芯片Ul傳送至CAN控制器U2，由CAN控制器U2轉換成CAN信號，經過CAN控制器U2傳送出去，外部CAN總線上的CAN信號經過CAN控制器U2轉換成電信號，再通過隔離芯片Ul送到光纖收發器Pl上，光纖收發器Pl將電信號轉換成光信號后，傳送到塑料光纖。
[0014]光纖收發器Pl的型號為AFBR1031/2031，塑料光纖接入光纖收發器Pl的9、10引腳，光纖收發器Pl的RXGND引腳、TXGND引腳分別接地，光纖收發器Pl的RXD引腳通過電阻Rl、TXD引腳通過電阻R2分別與隔離芯片Ul連接，光纖收發器驅動電路包括電容Cl、電容C2、電容C3、電容C4、電容C5，以及電感LI及電感L2，電感LI一端與光纖收發器Pl的RXVCC引腳連接，電感L2—端與光纖收發器Pl的TXVCC引腳連接，電感LI和電感L2的另一端共接后連接+5V電源，電容Cl、電容C2各自一端分別與光纖收發器Pl的RXGND引腳連接，電容Cl、電容C2各自另一端分別接入電感LI與光纖收發器Pl的RXVCC引腳之間，電容C3—端與光纖收發器Pl的RXGND引腳連接，電容C3另一端接入電感LI與+5V電源之間，電容C4、電容C5各自一端分別與光纖收發器Pl的TXGND引腳連接，電容C4、電容C5各自另一端分別接入電感L2與光纖收發器PI的TXVCC引腳之間；
隔離芯片Ul的型號為ADUM1201，光纖收發器Pl的RXD引腳通過電阻RUTXD引腳通過電阻R2分別對應與隔離芯片Ul的VOA引腳、VIB引腳連接，隔離芯片Ul的VDDl引腳連接+5V電源，隔離芯片Ul的VDDl引腳還通過電容C6接地，隔離芯片Ul的VDD2引腳連接CAN+5V電源，隔離芯片Ul的VDD2還通過電容C7接地，隔離芯片Ul的GNDl引腳、GND2引腳分別接地，隔離芯片Ul的VIA引腳、VOB引腳分別連接至CAN控制器U2;
CAN控制器U2的型號為TJA1050，隔離芯片Ul的隔離芯片Ul的VIA引腳、VOB引腳分別對應連接至CAN控制器U2的RXD引腳、TXD引腳，CAN控制器U2的RS引腳通過電阻R5接地，抗浪涌濾波電路包括共模濾波器L3、TVS管Ql、電阻R3、電阻R4、電阻R6、電容C9、電容ClO，連接器P2為三針連接器，抗浪涌濾波電路中，共模濾波器L3—端分別通過電阻R3與CAN控制器U2的CANH引腳、通過電阻R4與CAN控制器U2的CANL弓丨腳連接，電阻R3與共模濾波器L3之間通過電容C9接地，電阻R4與共模濾波器L3之間通過電容ClO接地，共模濾波器L3的另一端分別與連接器P2的兩個針腳對應連接，且電阻R6接入共模濾波器L3的另一端之間，TVS管Ql的一端分別對應接入共模濾波器L3的另一端與連接器P2之間，TVS管Ql的另一端分別接地，連接器P2的第三個針腳接地。
[0015]具體工作過程如下:
1、光接收過程
塑料光纖上的光信號傳送到光接收器信號輸入端，經塑料光纖收發器(Pl)轉換成電信號，其中電容Cl，電容C2，電容C3，電容C4，電容C5，電感LI及電感L2構成光纖收發器驅動電路。由光接收器信號輸入端RXD直接輸出CAN控制器可識別的TTL電平信號，通過RXD發送到CAN控制器(U2)上。CAN控制器接收引腳RXD并不能直接連接到光纖收發器的RXD上，而是經高速光耦數字隔離芯片(Ul)進行連接，這樣做的目的是為了實現CAN總線各節點的電氣隔離，以實現更好的抗干擾性能。CAN控制器與外部CAN總線采用CAN專用TVS(Ql)、扼流圈(L3)作為浪涌、EFT和ESD防護器件，使得電路更加安全可靠，輸出更加穩定。
[0016]2、光發送過程
外部CAN信號經CAN專用TVS (QI)、扼流圈(L3 )進行濾波、抗浪涌，傳送到CAN控制器(U2 )上，CAN控制器發送引腳TXD并不能直接連接到光纖收發器(Pl)的TXD引腳上，而是經高速光耦數字隔離芯片(Ul)進行連接，這樣做的目的是為了實現CAN總線各節點的電氣隔離，以實現更好的抗干擾性能。CAN控制器發出光纖收發器可識別的TTL電平，經TXD引腳傳送到光纖收發器TXD上。經塑料光纖收發器(Pl)轉換成光信號，其中電容Cl，電容C2，電容C3，電容C4，電容C5，電感LI及電感L2構成光纖收發器驅動電路。光電發送器將數據傳送到塑料光纖上。
【主權項】
1.一種應用于塑料光纖網絡的光纖轉CAN電路，其特征在于:包括光纖收發器P1、隔離芯片UUCAN控制器U2，所述光纖收發器Pl連接有光纖收發器驅動電路，光纖收發器Pl供塑料光纖接入，且光纖收發器Pl的信號端通過隔離芯片Ul與CAN控制器U2的信號端連接，CAN控制器U2通過連接器P2與外部CAN總線連接，CAN控制器U2上還連接有抗浪涌濾波電路;塑料光纖上的光信號傳送到光纖收發器Pl，經過光纖收發器Pl轉換成電信號，電信號通過隔離芯片Ul傳送至CAN控制器U2，由CAN控制器U2轉換成CAN信號，經過CAN控制器U2傳送出去，外部CAN總線上的CAN信號經過CAN控制器U2轉換成電信號，再通過隔離芯片Ul送到光纖收發器Pl上，光纖收發器Pl將電信號轉換成光信號后，傳送到塑料光纖。2.根據權利要求1所述的一種應用于塑料光纖網絡的光纖轉CAN電路，其特征在于:所述光纖收發器？1的型號為々?81?1031/2031，塑料光纖接入光纖收發器？1的9、10引腳，光纖收發器PI的RXGND引腳、TXGND弓丨腳分別接地，光纖收發器PI的RXD弓丨腳通過電阻R1、TXD引腳通過電阻R2分別與隔離芯片Ul連接，所述光纖收發器驅動電路包括電容Cl、電容C2、電容C3、電容C4、電容C5，以及電感LI及電感L2，電感LI一端與光纖收發器Pl的RXVCC引腳連接，電感L2—端與光纖收發器Pl的TXVCC引腳連接，電感LI和電感L2的另一端共接后連接+5V電源，電容Cl、電容C2各自一端分別與光纖收發器Pl的RXGND引腳連接，電容Cl、電容C2各自另一端分別接入電感LI與光纖收發器Pl的RXVCC引腳之間，電容C3—端與光纖收發器Pl的RXGND弓丨腳連接，電容C3另一端接入電感LI與+5V電源之間，電容C4、電容C5各自一端分別與光纖收發器Pl的TXGND引腳連接，電容C4、電容C5各自另一端分別接入電感L2與光纖收發器Pl的TXVCC引腳之間； 所述隔離芯片Ul的型號為ADUM1201，光纖收發器Pl的RXD引腳通過電阻R1、TXD引腳通過電阻R2分別對應與隔離芯片Ul的VOA引腳、VIB引腳連接，隔離芯片Ul的VDDl引腳連接+5V電源，隔離芯片Ul的VDDl引腳還通過電容C6接地，隔離芯片Ul的VDD2引腳連接CAN+5V電源，隔離芯片Ul的VDD2還通過電容C7接地，隔離芯片Ul的GNDl引腳、GND2引腳分別接地，隔離芯片Ul的VIA引腳、VOB引腳分別連接至CAN控制器U2; 所述CAN控制器U2的型號為TJA1050，隔離芯片Ul的隔離芯片Ul的VIA引腳、VOB引腳分別對應連接至CAN控制器U2的RXD引腳、TXD引腳，CAN控制器U2的RS引腳通過電阻R5接地，所述抗浪涌濾波電路包括共模濾波器L3、TVS管Ql、電阻R3、電阻R4、電阻R6、電容C9、電容Cl O，所述連接器P2為三針連接器，抗浪涌濾波電路中，共模濾波器L3—端分別通過電阻R3與CAN控制器U2的CANH引腳、通過電阻R4與CAN控制器U2的CANL引腳連接，電阻R3與共模濾波器L3之間通過電容C9接地，電阻R4與共模濾波器L3之間通過電容ClO接地，共模濾波器L3的另一端分別與連接器P2的兩個針腳對應連接，且電阻R6接入共模濾波器L3的另一端之間，所述TVS管Ql的一端分別對應接入共模濾波器L3的另一端與連接器P2之間，TVS管Ql的另一端分別接地，所述連接器P2的第三個針腳接地。
【文檔編號】H04L12/02GK105991195SQ201610121136
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2016年3月3日
【發明人】何耀, 劉新天, 張晴, 周錚, 張森
【申請人】合肥工業大學, 安徽中熹通訊科技有限責任公司