專利名稱：信號(hào)接收發(fā)送裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種信號(hào)接收發(fā)送裝置，特別是涉及一種可以實(shí)現(xiàn) UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，S卩通用異步接收 / 發(fā)送裝置)端口之間遠(yuǎn)距離光纖通信的信號(hào)接收發(fā)送裝置。
背景技術(shù)：
隨著工業(yè)領(lǐng)域的不斷發(fā)展，設(shè)備的互連、對(duì)數(shù)據(jù)傳輸要求越來(lái)越高，傳輸距離越來(lái)越長(zhǎng)、傳輸數(shù)據(jù)量越來(lái)越大。普通的UART通過(guò)電纜進(jìn)行傳輸，傳輸距離短、成本高、容易受外界環(huán)境的干擾不能夠保證數(shù)據(jù)的時(shí)實(shí)性和正確性。UART傳輸?shù)男盘?hào)一般為RS232/RS422/RS485電平信號(hào)，就RS232電平信號(hào)來(lái)說(shuō)，邏輯“1”為-5-15V ；邏輯“0”為+5-+15V，噪聲容限為2V。即要求接收器能識(shí)別低至+3V的信號(hào)作為邏輯“0”，高到-3V的信號(hào)作為邏輯“1”。由于其共模抑制能力差，再加上雙絞線上的分布電容，其傳送距離最大為約15米，最高速率為201A/S，故而RS-232只適合本地設(shè)備之間的通信。電子領(lǐng)域還有另一種常用電平信號(hào)，即TTLCTransistor-Transistor Logic,即晶體管-晶體管邏輯集成電路)電平信號(hào)。TTL電平信號(hào)對(duì)于計(jì)算機(jī)處理器控制的設(shè)備內(nèi)部的數(shù)據(jù)傳輸是很理想的，首先計(jì)算機(jī)處理器控制的設(shè)備內(nèi)部的數(shù)據(jù)傳輸對(duì)于電源的要求不高以及熱損耗也較低，另外TTL電平信號(hào)直接與集成電路連接而不需要價(jià)格昂貴的線路驅(qū)動(dòng)器以及接收器電路；再者，計(jì)算機(jī)處理器控制的設(shè)備內(nèi)部的數(shù)據(jù)傳輸是在高速下進(jìn)行的， 而TTL接口的操作恰能滿足這個(gè)要求。TTL型通信大多數(shù)情況下，是采用并行數(shù)據(jù)傳輸方式，而并行數(shù)據(jù)傳輸對(duì)于超過(guò)10英尺的距離就不適合了。這是由于可靠性和成本兩面的原因。因?yàn)樵诓⑿薪涌谥写嬖谥嗪筒粚?duì)稱的問(wèn)題，這些問(wèn)題對(duì)可靠性均有影響。TTL主要有標(biāo)準(zhǔn)TTL、高速型TTL (H-TTL)、低功耗型TTL (L-TTL)、肖特基型 TTL(S-TTL)、低功耗肖特基型TTL(LS-TTL)五個(gè)系列。標(biāo)準(zhǔn)TTL輸入高電平(即邏輯“1”) 最小2V，輸出高電平最小2.4￥，典型值3.斬，輸入低電平(即邏輯“0”)最大0.8V，輸出低電平最大0. 4V，典型值0. 2V。S-TTL輸入高電平最小2V，輸出高電平最小I類(lèi)2. 5V，II、III 類(lèi)2. 7V，典型值3. 4V，輸入低電平最大0. 8V，輸出低電平最大0. 5V。LS-TTL輸入高電平最小2V，輸出高電平最小I類(lèi)2. 5V，ΙΙ,ΙΙΙ類(lèi)2. 7V，典型值3. 4V，輸入低電平最大I類(lèi)0. 7V, II、III類(lèi)0. 8V，輸出低電平最大I類(lèi)0. 4V，II、III類(lèi)0. 5V，典型值0. 25V。與TTL電平信號(hào)類(lèi)似地還有一種CMOS (Complementary metal-oxide-semiconductor,即互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)電平信號(hào)。CMOS電路輸出高電平 (即邏輯“1”)約為0. 9*Vcc，而輸出低電平(即邏輯“0”)約為0. l*Vcc，其中，Vcc —般為 12V，所以CMOS電平信號(hào)具有很寬的噪聲容限，抗干擾能力也比TTL強(qiáng)。然而，在現(xiàn)有技術(shù)中，無(wú)論是使用以上三種中的哪一種電平信號(hào)，均還沒(méi)有可以實(shí)現(xiàn)UART端口之間遠(yuǎn)距離高速率地通信的方法。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是為了克服現(xiàn)有技術(shù)無(wú)法高速率遠(yuǎn)距離地同時(shí)傳輸多路UART信號(hào)的缺陷，提供一種實(shí)現(xiàn)多路UART端口之間同時(shí)遠(yuǎn)距離光纖通信的信號(hào)接收發(fā)送裝置。本實(shí)用新型是通過(guò)下述技術(shù)方案來(lái)解決上述技術(shù)問(wèn)題的一種信號(hào)接收發(fā)送裝置，其特征在于，所述信號(hào)接收發(fā)送裝置包括多個(gè)信號(hào)電平轉(zhuǎn)換器，將多路RS232電平信號(hào)轉(zhuǎn)換成TTL/C0MS電平信號(hào)送入CPU進(jìn)行數(shù)據(jù)的編碼、調(diào)制；一并/串轉(zhuǎn)換器，在數(shù)據(jù)的發(fā)送過(guò)程中用于將多路電信號(hào)轉(zhuǎn)換為一路信息流，在接收過(guò)程中將一路信息流轉(zhuǎn)換為多路電信號(hào)；一編/解碼器，在數(shù)據(jù)發(fā)送過(guò)程中用于將一路信息流進(jìn)行編碼為多個(gè)碼塊，在接收過(guò)程中將多個(gè)碼塊解碼為一路信息流；一調(diào)制/解調(diào)器，用于將多個(gè)碼塊調(diào)制為多個(gè)高階調(diào)制符號(hào)，或?qū)⒍鄠€(gè)高階調(diào)制符號(hào)解調(diào)為多個(gè)碼塊；一光電轉(zhuǎn)換器，用于將多個(gè)高階調(diào)制符號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)后發(fā)送，或接收光信號(hào)并將所述光信號(hào)轉(zhuǎn)換為多個(gè)高階調(diào)制符號(hào)。較佳地，所述信號(hào)電平轉(zhuǎn)換器用于RS232電平與TTL電平之間的相互轉(zhuǎn)換。較佳地，所述信號(hào)電平轉(zhuǎn)換器用于RS232電平與CMOS電平之間的相互轉(zhuǎn)換。較佳地，所述并/串轉(zhuǎn)換器用于將4 8路電信號(hào)轉(zhuǎn)換為一路信息流，或?qū)⒁宦沸畔⒘鬓D(zhuǎn)換為4 8路電信號(hào)。較佳地，所述并/串轉(zhuǎn)換器用于將8路電信號(hào)轉(zhuǎn)換為一路信息流，或?qū)⒁宦沸畔⒘鬓D(zhuǎn)換為8路電信號(hào)。本實(shí)用新型的積極進(jìn)步效果在于通過(guò)本實(shí)用新型的信號(hào)接收發(fā)送裝置，可以實(shí)現(xiàn)UART端口的遠(yuǎn)距離光纖通信，增強(qiáng)抗干擾能力，提高通信質(zhì)量。此外，本實(shí)用新型的信號(hào)接收發(fā)送裝置通過(guò)串并轉(zhuǎn)換和編碼，實(shí)現(xiàn)了多路信號(hào)的同時(shí)傳輸，提高了網(wǎng)絡(luò)帶寬的利用率。本實(shí)用新型的信號(hào)接收發(fā)送裝置還利用了光纖通信速率高、傳輸距離長(zhǎng)和成本低等特性，適用于工業(yè)通信設(shè)備之間的互連和組網(wǎng)，可進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、單點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的組網(wǎng)方式。

圖1為本實(shí)用新型較佳實(shí)施例的信號(hào)接收發(fā)送裝置的模塊示意圖。圖2為圖1中PHY_IC模塊的輸入輸出的詳細(xì)示意圖。圖3為圖1中光電轉(zhuǎn)換器的詳細(xì)模塊示意圖。圖4為本實(shí)用新型較佳實(shí)施例的信號(hào)接收發(fā)送裝置之間通信的模塊示意圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖給出本實(shí)用新型較佳實(shí)施例，以詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案。 在說(shuō)明書(shū)附圖中，具有類(lèi)似結(jié)構(gòu)或功能的元件將用相同的元件符號(hào)表示。附圖只是為了便于說(shuō)明本實(shí)用新型的各個(gè)實(shí)施例，并不是要對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行窮盡性的說(shuō)明，也不是對(duì)本實(shí)用新型的范圍進(jìn)行限制。根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)較佳實(shí)施例，一種信號(hào)接收發(fā)送裝置100包括(如圖1所示)多個(gè)信號(hào)電平轉(zhuǎn)換器111-118，分別用于輸入一路電信號(hào)，并轉(zhuǎn)換所述一路電信號(hào)的邏輯電平然后輸出所述一路電信號(hào)；一并/串轉(zhuǎn)換器120，用于將多路電信號(hào)轉(zhuǎn)換為一路信息流，或?qū)⒁宦沸畔⒘鬓D(zhuǎn)換為多路電信號(hào)；一編/解碼器130，用于將一路信息流進(jìn)行編碼為多個(gè)碼塊或?qū)⒍鄠€(gè)碼塊解碼為一路信息流；一調(diào)制/解調(diào)器140，用于將多個(gè)碼塊調(diào)制為多個(gè)高階調(diào)制符號(hào)，或?qū)⒍鄠€(gè)高階調(diào)制符號(hào)解調(diào)為多個(gè)碼塊；一光電轉(zhuǎn)換器150，用于將多個(gè)高階調(diào)制符號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)后發(fā)送，或接收光信號(hào)并將所述光信號(hào)轉(zhuǎn)換為多個(gè)高階調(diào)制符號(hào)。所述編/解碼器130和所述調(diào)制/解調(diào)器140均可以由現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)，故在此不再贅述。在一較佳實(shí)施例中，所述信號(hào)電平轉(zhuǎn)換器111-118用于RS232電平與TTL電平或 RS232電平與CMOS電平之間的相互轉(zhuǎn)換。如圖2所示，所述信號(hào)電平轉(zhuǎn)換器110左側(cè)有兩個(gè)接口，與UART端口 210連接，其中一個(gè)用來(lái)從所述UART端口 210接收RS232電平信號(hào)，另一個(gè)用來(lái)將由TTL/CM0S電平信號(hào)轉(zhuǎn)換而來(lái)的RS232電平信號(hào)輸出給所述UART端口 210。所述電平轉(zhuǎn)換器110右側(cè)也有兩個(gè)接口，一個(gè)用來(lái)將由RS232電平信號(hào)轉(zhuǎn)換而來(lái)的TTL/CM0S 電平信號(hào)輸出給所述編/解碼器120，另一個(gè)用來(lái)接收來(lái)自所述編/解碼器120的TTL/CM0S 電平信號(hào)。較佳地，所述信號(hào)電平轉(zhuǎn)換器111-118可以是德州儀器的SN75176芯片。在一較佳實(shí)施例中，所述并/串轉(zhuǎn)換器120可以將4 8路電信號(hào)轉(zhuǎn)換為一路信息流，或?qū)⒁宦沸畔⒘鬓D(zhuǎn)換為4 8路電信號(hào)。在另一較佳實(shí)施例中，所述并/串轉(zhuǎn)換器120 可以將8路電信號(hào)轉(zhuǎn)換為一路信息流，或?qū)⒁宦沸畔⒘鬓D(zhuǎn)換為8路電信號(hào)。所述并/串轉(zhuǎn)換器120可由現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)，故在此不再贅述。在一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述光電轉(zhuǎn)換器150分為內(nèi)部發(fā)送模塊和內(nèi)部接收模塊。 其中，所述內(nèi)部發(fā)送模塊包括一數(shù)據(jù)緩沖器311、一激光調(diào)制器320、一溫度檢測(cè)器330、一激光驅(qū)動(dòng)器340和一激光發(fā)射器350 ；所述內(nèi)部接收模塊包括兩個(gè)數(shù)據(jù)緩沖器312和313、 一電信號(hào)放大器360、一信號(hào)探測(cè)器370、一低通濾波器380和一光接收器390。較佳地，所述光電轉(zhuǎn)換器150可以是武漢光電公司的RTXM 144TL TTL電平光模塊，傳輸速率64M。在一個(gè)較佳實(shí)施例中，UART端口使用所述信號(hào)接收發(fā)送裝置100實(shí)現(xiàn)光纖通信的結(jié)構(gòu)如圖4所示一端為8個(gè)數(shù)據(jù)采集設(shè)備411-418，與一個(gè)所述信號(hào)接收發(fā)送裝置101連接；另一端為8個(gè)數(shù)據(jù)接收終端421-428，也與一個(gè)所述信號(hào)接收發(fā)送裝置102連接。其中， 所述信號(hào)接收發(fā)送裝置101和102通過(guò)光纖連接。更具體的來(lái)說(shuō)，所述信號(hào)接收發(fā)送裝置 101的發(fā)送端與所述信號(hào)接收發(fā)送裝置102的接收端、所述信號(hào)接收發(fā)送裝置101的接收端與所述信號(hào)接收發(fā)送裝置102的發(fā)送端通過(guò)光纖直接連接。由此，所述信號(hào)接收發(fā)送裝置 101和102可以同時(shí)接收和發(fā)送光信號(hào)進(jìn)行通信，即以全雙工的模式通信。雖然以上描述了本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解， 這些僅是舉例說(shuō)明，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍是由所附權(quán)利要求書(shū)限定的。本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不背離本實(shí)用新型的原理和實(shí)質(zhì)的前提下，可以對(duì)這些實(shí)施方式做出多種變更或修改，但這些變更和修改均落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種信號(hào)接收發(fā)送裝置，其特征在于，所述信號(hào)接收發(fā)送裝置包括多個(gè)信號(hào)電平轉(zhuǎn)換器，將多路RS232電平信號(hào)轉(zhuǎn)換成TTL/C0MS電平信號(hào)送入CPU進(jìn)行數(shù)據(jù)的編碼、調(diào)制；一并/串轉(zhuǎn)換器，在數(shù)據(jù)的發(fā)送過(guò)程中用于將多路電信號(hào)轉(zhuǎn)換為一路信息流，在接收過(guò)程中將一路信息流轉(zhuǎn)換為多路電信號(hào)；一編/解碼器，在數(shù)據(jù)的發(fā)送過(guò)程中用于將一路信息流進(jìn)行編碼為多個(gè)碼塊，在接收過(guò)程中將多個(gè)碼塊解碼為一路信息流；一調(diào)制/解調(diào)器，用于將多個(gè)碼塊調(diào)制為多個(gè)高階調(diào)制符號(hào)，或?qū)⒍鄠€(gè)高階調(diào)制符號(hào)解調(diào)為多個(gè)碼塊；一光電轉(zhuǎn)換器，用于將多個(gè)高階調(diào)制符號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)后發(fā)送，或接收光信號(hào)并將所述光信號(hào)轉(zhuǎn)換為多個(gè)高階調(diào)制符號(hào)。
2.如權(quán)利要求1所述的信號(hào)接收發(fā)送裝置，其特征在于，所述信號(hào)電平轉(zhuǎn)換器用于 RS232電平與TTL電平之間的相互轉(zhuǎn)換。
3.如權(quán)利要求1所述的信號(hào)接收發(fā)送裝置，其特征在于，所述信號(hào)電平轉(zhuǎn)換器用于 RS232電平與CMOS電平之間的相互轉(zhuǎn)換。
4.如權(quán)利要求1所述的信號(hào)接收發(fā)送裝置，其特征在于，所述并/串轉(zhuǎn)換器用于將4 8路電信號(hào)轉(zhuǎn)換為一路信息流，或?qū)⒁宦沸畔⒘鬓D(zhuǎn)換為4 8路電信號(hào)。
5.如權(quán)利要求1所述的信號(hào)接收發(fā)送裝置，其特征在于，所述并/串轉(zhuǎn)換器用于將8路電信號(hào)轉(zhuǎn)換為一路信息流，或?qū)⒁宦沸畔⒘鬓D(zhuǎn)換為8路電信號(hào)。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種信號(hào)接收發(fā)送裝置，其包括多個(gè)信號(hào)電平轉(zhuǎn)換器，將多路RS232電平信號(hào)轉(zhuǎn)換成TTL/COMS電平信號(hào)送入CPU進(jìn)行數(shù)據(jù)的編碼、調(diào)制；一并/串轉(zhuǎn)換器，在數(shù)據(jù)的發(fā)送過(guò)程中用于將多路電信號(hào)轉(zhuǎn)換為一路信息流，在接收過(guò)程中將一路信息流轉(zhuǎn)換為多路電信號(hào)；一編/解碼器，在數(shù)據(jù)發(fā)送過(guò)程中用于將一路信息流進(jìn)行編碼為多個(gè)碼塊，在接收過(guò)程中將多個(gè)碼塊解碼為一路信息流；一調(diào)制/解調(diào)器，用于將多個(gè)碼塊調(diào)制為多個(gè)高階調(diào)制符號(hào)，或?qū)⒍鄠€(gè)高階調(diào)制符號(hào)解調(diào)為多個(gè)碼塊；一光電轉(zhuǎn)換器，用于將多個(gè)高階調(diào)制符號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)后發(fā)送。本實(shí)用新型可以實(shí)現(xiàn)UART端口之間的遠(yuǎn)距離光纖通信，增強(qiáng)抗干擾能力，提高通信質(zhì)量。
文檔編號(hào)H04B10/24GK202043114SQ20112016390
公開(kāi)日2011年11月16日 申請(qǐng)日期2011年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月20日
發(fā)明者鄔華強(qiáng) 申請(qǐng)人:上海晨興希姆通電子科技有限公司