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通过光纤传输USB信号的电路设计及应用

OFweek光通讯网消息,本文涉及光纤通信接口电路,特别涉及一种通过光纤传输USB(通用串行总线)信号的电路。本文的电路将USB(通用串行总线)信号D+、D-的三种状态转换为发射激光的三种强度全亮、半亮、暗,并且通过光纤传输到对方激光接收器再通过相应电路恢复D+、D-的三种状态。激光接收器电路的输出信号之一触发单稳延时电路来控制D+、D-与激光发射电路、激光接收电路的通与断。

由于目前计算机的USB信号使用电缆传输,所以通信距离难以延长,一般不超过30米。本文的方案克服了现有电缆传输USB信号距离短的缺点,从而提供一种通过光纤传输USB信号的电路,使USB的通信距离增加到几十千米。

1 实现原理

本方案是一种通过光纤传输USB信号的电路,成对使用,通过光的强度的三个等级(全亮、半亮、暗)分别代表USB数据线的三种状态,当光的强度为最低时(暗)代表USB数据线的闲置状态。先发送USB信号的一方由于其USB的数据状态先改变,其状态的改变通过光纤传输到对方电路的接收电路产生一个下降沿(或者上升沿)触发一个单稳电路,此单稳电路的输出控制USB信号的“收/发”允许。先发送USB信号的一方由于其USB的数据状态先改变,其状态的改变通过光纤传输到对方电路的接收电路产生一个下降沿(或者上升沿)触发一个单稳电路,此单稳电路的延时时间为USB传输一帧数据的时间。

2 具体实现方法

2.1 将USB信号(D+、D—)转换为光纤传输信号

图1

图1为将USB信号(D+、D-)转换为光纤传输信号——激光的框图

USB信号检测电路(1)将D+和D-变换为“或”门输出DOR1和差分比较器输出RCV1。一双可控三态缓冲器(2)通过控制端EN来控制逻辑“通”与“端”。当EN=“0”时,DOR=DOR1、RCV=RCV1。而当EN=“1”时,DOR和RCV为高阻状态。激光发射驱动电路(3)将DOR和RCV转换为三种激光强度(亮、半亮、暗)。激光接收电路(4)将接收到的三种激光强度(亮、半亮、暗)恢复为D+和D-的三种状态。激光接收电路(4)的输出之一H的状态变化触发单稳延时电路(5)。单稳延时电路(5)的输出EN平时(即USB信号处于闲置状态时)为“0”,当其输入H有下降延(即由“1”变为“0”)时输出EN由“0”变为“1”并且保持为“1”大约1000us,然后恢复为“0”。另一双可控三态缓冲器(2)通过控制端EN来控制来控制逻辑“通”与“断”,当EN=“1”时,VP=H、VM=L,而当EN=“0”时输出VP、VM为高阻状态。

(2013-07-04)