一種光通信中的藍(lán)綠激光傳輸系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及模擬視頻信號(hào)的數(shù)字化采集和傳輸技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種光通信中的藍(lán)綠激光傳輸系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]自然界原始存在的信號(hào)基本都是以模擬的形式存在的，如聲音、圖像、亮度、無(wú)線電波等等，這些信號(hào)在進(jìn)入計(jì)算機(jī)數(shù)字系統(tǒng)或數(shù)字通信系統(tǒng)之前必須先完成數(shù)字化轉(zhuǎn)換，將連續(xù)變化的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成0/1變化的數(shù)字化信號(hào)。根據(jù)模擬信號(hào)的頻率差異，模數(shù)轉(zhuǎn)換可分成低頻數(shù)字化轉(zhuǎn)換技術(shù)(IMHz以下)、中頻數(shù)字化轉(zhuǎn)換技術(shù)(IMHz?150MHz)和高頻數(shù)字化轉(zhuǎn)換技術(shù)(150MHz以上)。為了獲得盡可能小的轉(zhuǎn)換誤差，就必須使轉(zhuǎn)換電路具有足夠高的數(shù)字量化分辨率和足夠大的信號(hào)處理動(dòng)態(tài)，而這主要由所采用的模數(shù)轉(zhuǎn)換集成芯片性能決定。
[0003]模擬視頻信號(hào)傳輸時(shí)，發(fā)射端將模擬視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，在接收端再將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)，為保證兩端的信號(hào)一致，需要有相同的時(shí)鐘信號(hào)。發(fā)射端和接收端都由本地時(shí)鐘源產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)，通過(guò)可編程芯片分頻出不同頻率的工作時(shí)鐘信號(hào)、提供給所連接的芯片。發(fā)射端的模數(shù)轉(zhuǎn)換單元在接收到工作時(shí)鐘信號(hào)后開始工作，對(duì)輸入的模擬視頻信號(hào)進(jìn)行高速數(shù)字化采樣，得到一路串行數(shù)據(jù)信號(hào)DOUT，同時(shí)產(chǎn)生采樣時(shí)鐘信號(hào)LRCK和同步位時(shí)鐘信號(hào)BCK。傳統(tǒng)的傳輸方式需要將串行數(shù)據(jù)信號(hào)DOUT、采樣時(shí)鐘信號(hào)LRCK和同步位時(shí)鐘信號(hào)BCK這三種信號(hào)一起傳輸?shù)浇邮斩?。因?yàn)榄h(huán)境所限，通常都只有一束藍(lán)綠激光用于傳輸信號(hào)，所以需要將這三種信號(hào)復(fù)接形成一路串行信號(hào)，再經(jīng)電光轉(zhuǎn)換后通過(guò)一束激光傳輸出去。接收端接收到發(fā)射端的三種信號(hào)，根據(jù)采樣時(shí)鐘信號(hào)LRCK和同步位時(shí)鐘信號(hào)BCK正確地恢復(fù)串行數(shù)據(jù)信號(hào)DOUT，再將串行數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬視頻信號(hào)。此種傳輸方式容易實(shí)現(xiàn)，但發(fā)射端為實(shí)現(xiàn)三種信號(hào)復(fù)接需要額外的復(fù)接芯片以及與之配合的阻容外圍電路，大大增加了電路板的尺寸，也就加大了發(fā)射端設(shè)備的外形尺寸，目前發(fā)射端設(shè)備的最小體積仍為200mmX 60mmX 20mm，局限其使用范圍。因此目前研宄的重點(diǎn)之一就是如何大幅度地減小發(fā)射端設(shè)備的尺寸。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的是設(shè)計(jì)一種光通信中的藍(lán)綠激光傳輸系統(tǒng)，其發(fā)射部分的數(shù)字信號(hào)合成處理單元根據(jù)同步位時(shí)鐘信號(hào)BCK和采樣時(shí)鐘信號(hào)LRCK，對(duì)串行數(shù)據(jù)信號(hào)DOUT進(jìn)行CMI編碼、同時(shí)加載發(fā)射端的時(shí)鐘信息，得到串行信號(hào)，經(jīng)激光器發(fā)射；接收端的時(shí)鐘信號(hào)恢復(fù)單元恢復(fù)出CMI編碼的串行信號(hào)和與之相關(guān)的時(shí)鐘信號(hào)，數(shù)字信號(hào)解碼處理單元根據(jù)此時(shí)鐘信號(hào)對(duì)串行信號(hào)進(jìn)行CMI解碼處理，并重新產(chǎn)生同步位時(shí)鐘信號(hào)BCK和采樣時(shí)鐘信號(hào)LRCK，定位它們與DOUT的相位關(guān)系，即可恢復(fù)出正確的模擬視頻信號(hào)。本系統(tǒng)無(wú)需復(fù)接芯片，大大減小設(shè)備體積。
[0005]本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的一種光通信中的藍(lán)綠激光傳輸系統(tǒng)包括發(fā)射部分和接收部分，發(fā)射部分包括輸入信號(hào)匹配處理單元、模數(shù)轉(zhuǎn)換單元、發(fā)射端時(shí)鐘源、激光器驅(qū)動(dòng)單元和激光器，輸出部分包括探測(cè)器單元、接收端時(shí)鐘源和數(shù)模轉(zhuǎn)換單元，發(fā)射端時(shí)鐘源和接收端時(shí)鐘源相同。所述發(fā)射部分還有數(shù)字信號(hào)合成處理單元，輸入的視頻模擬信號(hào)接入輸入信號(hào)匹配處理單元，輸入信號(hào)匹配處理單元接入模數(shù)轉(zhuǎn)換單元；發(fā)射端時(shí)鐘源接入數(shù)字信號(hào)合成處理單元，數(shù)字信號(hào)合成處理單元的工作時(shí)鐘信號(hào)接入模數(shù)轉(zhuǎn)換單元，模數(shù)轉(zhuǎn)換單元的輸出端連接數(shù)字信號(hào)合成處理單元，數(shù)字信號(hào)合成處理單元輸出端連接激光器驅(qū)動(dòng)單元，激光器驅(qū)動(dòng)單元連接激光器，激光器發(fā)射加載數(shù)據(jù)信息的藍(lán)綠激光信號(hào)。
[0006]接收部分還包括時(shí)鐘信號(hào)恢復(fù)單元和數(shù)字信號(hào)解碼處理單元。
[0007]接收部分的探測(cè)器單元接收該藍(lán)綠激光信號(hào)，探測(cè)器單元連接時(shí)鐘信號(hào)恢復(fù)單元；接收端時(shí)鐘源的輸出接入數(shù)字信號(hào)解碼處理單元，數(shù)字信號(hào)解碼處理單元的不同工作時(shí)鐘信號(hào)分別接入時(shí)鐘信號(hào)恢復(fù)單元和數(shù)模轉(zhuǎn)換單元，時(shí)鐘信號(hào)恢復(fù)單元的輸出接入數(shù)字信號(hào)解碼處理單元，數(shù)字信號(hào)解碼處理單元的輸出接入數(shù)模轉(zhuǎn)換單元，數(shù)模轉(zhuǎn)換單元的輸出接入信號(hào)驅(qū)動(dòng)處理單元，恢復(fù)原始的模擬視頻信號(hào)，完成模擬視頻信號(hào)的傳輸。
[0008]所述發(fā)射部分還有數(shù)字信號(hào)合成處理單元，輸入的視頻模擬信號(hào)接入輸入信號(hào)匹配處理單元，先對(duì)信號(hào)的輸入接口進(jìn)行匹配，消除由于接口不匹配造成的信號(hào)反射損耗和畸變，再對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波、整形、鉗位處理，得到適合模數(shù)轉(zhuǎn)換電路處理范圍的等待處理信號(hào)，輸入信號(hào)匹配處理單元接入模數(shù)轉(zhuǎn)換單元。發(fā)射端時(shí)鐘源接入數(shù)字信號(hào)合成處理單元輸入本地時(shí)鐘信號(hào)，數(shù)字信號(hào)合成處理單元對(duì)本地時(shí)鐘信號(hào)分頻產(chǎn)生適合系統(tǒng)各部件的各種頻率的工作時(shí)鐘信號(hào)，其輸出的工作時(shí)鐘信號(hào)接入模數(shù)轉(zhuǎn)換單元，模數(shù)轉(zhuǎn)換單元接收到工作時(shí)鐘信號(hào)后，對(duì)由輸入信號(hào)匹配處理單元送出的等待處理信號(hào)進(jìn)行高速數(shù)字化采樣轉(zhuǎn)換成一路串行數(shù)據(jù)信號(hào)DOUT，同時(shí)產(chǎn)生采樣時(shí)鐘信號(hào)LRCK和同步位時(shí)鐘信號(hào)BCK，三路信號(hào)同時(shí)輸入數(shù)字信號(hào)合成處理單元，數(shù)字信號(hào)合成處理單元根據(jù)同步位時(shí)鐘信號(hào)BCK和采樣時(shí)鐘信號(hào)LRCK、將同步幀信號(hào)插入串行數(shù)據(jù)信號(hào)DOUT的特定位置，再對(duì)插入了同步幀信號(hào)的串行數(shù)據(jù)信號(hào)DOUT進(jìn)行CMI編碼、同時(shí)加載時(shí)鐘信息，得到串行信號(hào)。串行信號(hào)輸入到激光器驅(qū)動(dòng)單元，激光器驅(qū)動(dòng)單元通過(guò)信號(hào)電平轉(zhuǎn)換將加載時(shí)鐘信息的串行信號(hào)調(diào)制成適合激光器響應(yīng)范圍的電信號(hào)后，送入所連接的激光器，激光器在高速大功率驅(qū)動(dòng)電流的驅(qū)動(dòng)下，發(fā)射加載數(shù)據(jù)信息的藍(lán)綠激光信號(hào)。
[0009]接收部分還包括時(shí)鐘信號(hào)恢復(fù)單元和數(shù)字信號(hào)解碼處理單元。
[0010]接收部分的探測(cè)器單元接收到發(fā)射端發(fā)射的藍(lán)綠激光信號(hào)后，進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，恢復(fù)出的電信號(hào)送入時(shí)鐘信號(hào)恢復(fù)單元。接收端時(shí)鐘源的輸出接入數(shù)字信號(hào)解碼處理單元、輸入本地時(shí)鐘信號(hào)，數(shù)字信號(hào)解碼處理單元對(duì)本地時(shí)鐘信號(hào)分頻產(chǎn)生不同的工作時(shí)鐘信號(hào)分別接入時(shí)鐘信號(hào)恢復(fù)單元和數(shù)模轉(zhuǎn)換單元，時(shí)鐘信號(hào)恢復(fù)單元接收到工作時(shí)鐘信號(hào)后，從電信號(hào)中恢復(fù)出串行信號(hào)和其相關(guān)的時(shí)鐘信息，輸入數(shù)字信號(hào)解碼處理單元，數(shù)字信號(hào)解碼處理單元對(duì)串行信號(hào)進(jìn)行CMI解碼處理，先恢復(fù)出含有同步幀信號(hào)的串行數(shù)據(jù)信號(hào)DOUT，再通過(guò)與其相關(guān)的時(shí)鐘信息、重新產(chǎn)生采樣時(shí)鐘信號(hào)LRCK和同步位時(shí)鐘信號(hào)BCK，最后根據(jù)串行數(shù)據(jù)信號(hào)DOUT中的同步幀信號(hào)位置，定位采樣時(shí)鐘信號(hào)LRCK、同步位時(shí)鐘信號(hào)BCK和串行數(shù)據(jù)信號(hào)DOUT三種信號(hào)的相位關(guān)系，一起輸入到數(shù)模轉(zhuǎn)換單元，數(shù)模轉(zhuǎn)換單元按其得到的工作時(shí)鐘信號(hào)，根據(jù)其接收到的采樣時(shí)鐘信號(hào)LRCK和同步位時(shí)鐘信號(hào)BCKji串行數(shù)據(jù)信號(hào)DOUT進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，恢復(fù)得到模擬的等待處理信號(hào)。等待處理信號(hào)接入輸出信號(hào)驅(qū)動(dòng)處理單元，進(jìn)行濾波、放大的系列信號(hào)驅(qū)動(dòng)處理，恢復(fù)原始的模擬視頻信號(hào)，完成模擬視頻信號(hào)的傳輸。
[0011]所述發(fā)射端時(shí)鐘源和接收端時(shí)鐘源為低溫漂時(shí)鐘源。
[0012]所述模數(shù)轉(zhuǎn)換單元含有16位的高速模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片。
[0013]所述輸入的模擬視頻信號(hào)頻率為3?8MHz。
[0014]所述藍(lán)綠光激光為波長(zhǎng)450nm?570nm的激光。
[0015]所述激光器驅(qū)動(dòng)單元含有集成激光驅(qū)動(dòng)芯片，其驅(qū)動(dòng)電流為200mA?300mA。
[0016]所述發(fā)射端數(shù)字信號(hào)合成處理單元CMI編碼所得的串行信號(hào)的速率為串行數(shù)據(jù)信號(hào)DOUT速率的2倍。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型一種光通信中的藍(lán)綠激光傳輸系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)為:1、采用了新穎的編碼時(shí)鐘信號(hào)加載電路，不需要復(fù)接采樣時(shí)鐘信號(hào)、同步位時(shí)鐘信號(hào)和串行數(shù)據(jù)信號(hào)，擺脫發(fā)射端復(fù)接芯片的束縛，藍(lán)綠激光只傳輸CMI編碼的一路串行信號(hào)，接收端根據(jù)恢復(fù)的時(shí)鐘信息能夠順利地從接收到的串行信號(hào)中恢復(fù)出所傳輸?shù)囊曨l數(shù)據(jù)信號(hào)，大大節(jié)省了空間；2、激光器驅(qū)動(dòng)單元采用了集成激光驅(qū)動(dòng)芯片，其驅(qū)動(dòng)電流達(dá)200mA?300mA。目前一般光信號(hào)通過(guò)光纖傳輸，激光驅(qū)動(dòng)電流只有1mA左右。因光信號(hào)通過(guò)光纖這種光信號(hào)的良介質(zhì)傳輸，損耗很小傳很遠(yuǎn)，一般激光功率僅需ImW左右，但必須先設(shè)置光纖連接?，F(xiàn)有的藍(lán)綠激光通信系統(tǒng)中，激光驅(qū)動(dòng)電流還無(wú)法達(dá)到100mA，激光功率