Цифровая и аналоговая информация: Оптоэлектронный реверсивный канал передачи данных


Цифровая и аналоговая информация: реверсивные каналы передачи данных позволяют производить передачу аналоговой или цифровой информации от одного источника сигнала к другому по одной линии связи без дополнительных переключений.

Оптоэлектронные реверсивные каналы передачи данных, Рисунок 1-3, позволяют максимально упростить задачу создания устройств подобного назначения. Использование оптоэлектронных элементов позволяет гальванически разделить источники информации, что обеспечивает их повышенную надежность и помехозащищенность.

Цифровая и аналоговая информация-1

На Рисунке 1 показан пример организации оптоэлектронного реверсивного канала передачи данных с использованием оптоэлектронных пар HCPL-181 или им подобных элементов. Источники сигналов G1 и G1′, а также коммутирующие устройства SA1.1 и SA1.2 приведены условно, для иллюстрации принципа работы устройства. Отметим, что данное устройство обеспечивает инверсию выходного сигнала.

Предположим, что передача информации производится слева направо, от источника G1. Входной сигнал уровня логического нуля шунтирует цепь питания светодиода оптопары DA1; на выходе устройства присутствует сигнал уровня логической единицы (5 В).

Когда на вход устройства поступает управляющий сигнал уровня логической единицы амплитудой 5 В, через светодиод оптопары DA1 протекает ток, сопротивление коллектор-эмиттер оптопары становится минимальным, напряжение на выходе устройства падает до минимального уровня (уровня логического нуля — 240 мВ).

Передача сигналов по направлению справа налево осуществляется и описывается подобным образом. Разумеется, при одновременном поступлении управляющих сигналов на входы устройство переходит в состояние неопределенности и неспособно корректно передавать информацию.

Следующее устройство, Рисунок 2, позволяет осуществлять реверсивную трансляцию цифровых сигналов без их инверсии, для чего используются дополнительные каскады на транзисторах VT1 nVT2. Рассмотренные выше реверсивные каналы передачи данных, Рисунок 1 и 2, способны транслировать не только цифровую, но и аналоговую информацию.

Цифровая и аналоговая информация-2

Для этого могут быть использованы два способа достижения требуемого результата. Первый из них предусматривает подачу на вход(ы) аналоговых сигналов малой амплитуды, второй — наложение через разделительный конденсатор аналоговой информации низко- или высокочастотной амплитуды в доли вольта на цифровые сигналы с последующим их аналогичным отделением на приемной стороне.

Читайте также:  Схема усилителя TDA2003: полный стерео УМЗЧ на TDA2003

Цифровая и аналоговая информация-3

Реверсивные оптоэлектронные каналы передачи данных могут быть спроектированы и с использованием иных средств и элементов оптоэлектроники. В качестве примеpa на Рисунке 3 показан вариант более быстродействующего устройства, выполненного на основе оптопар SFH6705. В высокоскоростных оптопарах SFH6705 используются инфракрасные светодиоды на основе GaAIAs, оптически связанные с фотодетектором.

Сигнал с фотодетектора поступает на триггер Шмитта и выходной каскад-транзистор с открытым коллектором, что обеспечивает повышенное быстродействие оптопары с минимумом искажений.

Недостатком оптоэлектронных каналов передачи данных, возможно, устранимым по мере развития техники, является малое их быстродействие: при повышенных частотах происходит искажение выходного сигнала, в ряде случаев поддающееся корректировке.