[发明专利]数据光电转换装置

说明书

技术领域

本发明涉及工业领域RS232、RS485、RS422通信的光电转换及组网，特别涉及一种数据光电转换装置。 

背景技术

在工业领域中，通信方式主要有三种方式，分别是电缆线通信、无线通信和光纤通信。光纤通信具有抗干扰能力强、容量大、成本低、通信距离远等诸多优点，随着我国铜退光进战略的实施，光纤通信的应用越来越广泛。 

RS232、RS422及RS485作为一种多点数据传输的电气规范，已经成为业内常用的三种数据传输标准，许多不同的工业领域的局域网、智能楼宇等设备均有此类接口。此三种接口各有特点，其中RS232和RS422接口可提供全双工异步数据通信，但RS232通信距离较短，且存在抗干扰能力差的不足，RS422通信需要4芯电缆，存在成本较高的缺点。RS485通信仅需要2芯电缆，但只能提供半双工的异步数据通信。RS485和RS422接口通信距离远高于RS232，但当通信速率较高时，其通信距离仅可达几百米，并对通信电缆的要求较高。此外这三种接口的网络拓扑结构均不支持环型或星型结构，使得设备之间组网较为不便，系统成本较高。 

综上所述，由于不同接口的特点不尽相同，使得产品接口难以统一。解决此类问题的方案有两个：一是采用统一的接口标准，从目前的技术现状看，工业级以太网将是一个很重要的选择，二是设计一种通用型的转换器，为不同接口的设备组网提供一种解决方案。前者具有良好的发展前景，但存在短期内难以实现，且无法适用已有设备的不足，后者具有成本较低、方便实施的优点。 

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的缺陷，提供一种可实现RS485、RS422及RS232三种不同接口的光电转换以满足用户不同的需求的数据光电转换装置。 

实现本发明目的的技术方案是：一种数据光电转换装置，包括光纤收发模块、信号逻辑处理电路和接口电路；所述光纤收发模块与信号逻辑处理电路双向通讯；所述信号逻辑处理电路与接口电路双向通讯；所述光纤收发模块包括镜像电流源、半导体激光器LD、光检测器PD和自动功率控制电路；所述半导体激光器LD和光检测器PD的两端均分别接镜像电流源的输入端和输出端；所述自动功率控制电路的输入端通过可调电阻R18连接在镜像电流源的输出端，自动功率控制电路的输出端接镜像电流源的输入端； 

所述信号逻辑处理电路包括依次串联的逻辑芯片U3A、U3D和U3C的第一支路，以及串联的逻辑芯片U7C和U3B的第二支路； 

所述接口电路包括RS232接口电路、RS422接口电路和RS485接口电路；所述RS422接口电路的数据接收端和RS485接口电路的数据接收端均通过第一支路连接到光纤收发模块的发送端；所述RS232接口电路的数据接收端通过U3A连接到光纤收发模块的发送端，RS232接口电路的数据输出端和RS485接口电路的数据输出端通过逻辑芯片U7C接至光纤收发模块的接收端；所述RS485接口电路的发送/接收控制端通过第二至支路接至光纤收发模块的接收端。 

上述技术方案所述RS232接口电路包括电荷泵电路和数据转换通道；所述电荷泵电路由MAX232芯片U2、电容C1、C2、C3和C4组成，为RS232串口提供+12V电源和-12V电源；所述数据转换通道包括两组用于TTL/CMOS数据与RS232数据之间相互转换的数据通道。 

上述技术方案所述RS422接口电路包括差分数据收发器U4；所述差分数据收发器U4的发送/接收的差分信号端通过接线端子接RS422串口，发送差分信号端通过并联的二极管D2和电阻R5后接地，接收差分信号端通 过二极管D1接地，且通过电阻R6接+5V电源，差分数据收发器U4的接收器输出端通过第一支路连接到光纤收发模块的发送端。 

上述技术方案所述RS485接口电路包括差分数据收发器U6；所述差分数据收发器U6的发送/接收的差分信号端通过接线端子接RS485串口，发送差分信号端通过并联的二极管D3和电阻R15后接地，接收差分信号端通过二极管D4接地，且通过电阻R16接+5V电源，差分数据收发器U6的接收器输出端通过第一支路连接到光纤收发模块的发送端。 

上述技术方案所述镜像电流源由三极管Q2、Q3和Q4组成；所述三极管Q2和Q3的发射极分别通过电阻R9和R10接至三极管Q4的集电极。 

上述技术方案所述自动功率控制电路包括控制芯片U9；所述控制芯片U9为CA3140。 

上述技术方案所述差分数据收发器U4和差分数据收发器U6为带内置瞬变噪声保护装置的6LBC184差分数据收发器。