一种基于光供电的LIN光电收发装置的制作方法

本技术属于光电转换，具体涉及一种基于光供电的lin光电收发装置。

背景技术：

1、传输距离和抗电磁干扰程度是影响通信传输质量的重要因素，采用can/canfd/lin光电收发器可以增加传输距离，增强抗电磁干扰，从而提高传输质量。现有技术中的光电收发器采用外部直流供电或者内部锂电池供电的方式。

2、例如公开号为“jph0376167a”，专利名称为“光电转换器，使用光电转换器的光收发器，光发射器和光通信装置”，该方案中的光电收发器采用外部直流供电，会导致emc辐射问题。例如公开号为“cn107284557a”，专利名称为“一种集储能与能量转化控制的便携防盗装置”，该方案中的光电收发器采用蓄电池供电，而蓄电池供电需要经常对设备充电，浪费时间，经常插拔通讯光纤也易损坏接头。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种基于光供电的lin光电收发装置，旨在解决现有技术中外部直流供电会导致emc辐射的问题，以及采用内部锂电池供电需要经常对设备充电，浪费时间，经常插拔通讯光纤也易损坏接头的问题。

2、本实用新型采取以下技术方案实现：

3、一种基于光供电的lin光电收发装置，包括发射端和接收端，所述发射端包括恒流源模块、第一供能模块和lin信号发射模块，所述恒流源模块与第一供能模块电性连接；所述接收端包括第二供能模块和lin信号接收模块；所述第一供能模块和第二供能模块通过第一光纤连接；所述lin信号发射模块包括电性连接的模拟接口dsub2、lin信号发射单元,所述lin信号接收模块包括电性连接的模拟接口dsub4、lin信号接收单元，所述lin信号发射单元和lin信号接收单元通过第二光纤连接。

4、为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：

5、进一步地，所述恒流源模块包括依次电性连接的恒压电路、采样电阻r4、运算放大电路和调节电路；

6、所述恒压电路包括恒压芯片u1、电阻r3、led1、led2、led3、电阻r2、电容c2、电阻r8、电阻r9、电阻r10、电阻r5，所述恒压芯片u1的1脚与led3、电容c2连接，所述恒压芯片u1的2脚与滑动电阻r2的滑动端、电容c2、电阻r8连接，所述恒压芯片u1的3脚与恒压芯片u1的6脚连接，所述恒压芯片u1的4脚接地，所述恒压芯片u1的5脚与电阻r8、r9连接，所述恒压芯片u1的7脚与led1、led2连接，所述恒压芯片u1的8脚与电阻r3连接，所述电阻r9、r10均接地，所述电阻r10与led2连接，所述滑动电阻r2一侧的固定端与电阻r5连接，所述滑动电阻r2另一侧的固定端接地；

7、所述运算放大电路包括双运算放大器u3、电阻r7、电容c3、电容c4、电容c5、电感l1、单向二极管d1、电容c6、电容c7、电阻r11，所述双运算放大器u3的1脚接地，所述双运算放大器u3的2脚与采样电阻r4一侧的固定端连接，所述电阻r7两端分别与双运算放大器u3的1脚、2脚连接，所述双运算放大器u3的4脚与电容c3连接，所述双运算放大器u3的5脚与电容c3、电容c4、电容c5串联，所述双运算放大器u3的3脚与双运算放大器u3的6脚并联，所述单向二极管d1与双运算放大器u3的3脚、6脚串联，所述电感l1与双运算放大器u3的3脚、6脚串联，所述电容c6的一段与采样电阻r4的固定端连接，所述电容c6的另一端与单向二极管d1电容c7、电阻r11串联，所述电容c6、单向二极管d1、电容c7、电阻r11接地，所述电阻r11与恒压芯片u1的6脚连接；

8、所述调节电路包括调节芯片u2、电阻r1、电阻r6、电容c1、电容c5，所述调节芯片u2的1脚与电阻r1、电阻r6串联，所述调节芯片u2的2脚与电容c1和电阻r6串联，所述调节芯片u2的3脚与电容c5、电容c4、电容c3、双运算放大器u3的5脚连接；所述电容c5接地。

9、进一步地，所述lin信号发射单元包括依次电性连接的静电与过电压保护电路一、共模干扰抑制电路一、π型滤波电路一、电容选择开关电路一、反相电路一、光电耦合电路一、信号激光发射电路一、信号放大电路一；所述信号放大电路一设于信号激光发射电路一和反相电路一之间，所述静电与过电压保护电路一与模拟接口dsub2连接。

10、进一步地，所述静电与过电压保护电路一包括气体放电管gdt3和esd器件d6，所述模拟接口dsub2的7脚分别与气体放电管gdt3的1脚、esd器件d6的1脚连接，所述气体放电管gdt3的2脚、esd器件d6的2脚均接信号地；

11、所述共模干扰抑制电路一包括依次串联的磁珠l7和磁珠l6，所述磁珠l7与模拟接口dsub2的3脚连接，所述磁珠l6接地；

12、所述π型滤波电路一包括电容c30、电容c29、电感l5，所述电容c29与电感l5的一端、esd器件d6连接，所述电容c30与电感l5的另一端连接，所述电容c30、电容c29接地；

13、所述电容选择开关电路一包括电容选择开关sw1、电容c21、电容c22、电阻r44，单向二极管d5、单向二极管d4，所述电容选择开关sw1的1脚、2脚、3脚均与电感l5连接，所述电容选择开关sw1的5脚与电容c21连接，所述电容选择开关sw1的6脚与电容c22连接，所述电容c21和电容c22均接地，所述电容选择开关sw1的7脚与电阻r44连接，所述电阻r44与单向二极管d5串联，所述单向二极管d5与单向二极管d4串联；

14、所述信号转换电路一包括lin收发器芯片u12、电容c25、电容c27、电容c26、电阻r46、电阻r50、电阻r52，所述电容c21和电容c27的一端均与d5串联，所述电容c21和电容c27的另一端接地，所述lin收发器芯片u12的1脚分别与电阻r46、电阻r50串联，所述lin收发器芯片u12的2脚与电阻r52串联，所述lin收发器芯片u12的7脚分别与电容c27、电容c25串联，所述lin收发器芯片u12的6脚分别与电容选择开关sw1的1脚、2脚、3脚串联，所述lin收发器芯片u12的5脚接地，所述电容c26和电阻r46连接；

15、所述反相电路一包括反相器u11和电容c24，所述反相器u11的14脚与电容c24和供电电压连接，所述反相器u11的7脚接地，所述反相器u11的9脚与电阻r50连接，所述电容c24接地，所述反相器u11的2脚和3脚连接，所述反相器u11的4脚和5脚连接，所述反相器u11的6脚和13脚连接；

16、所述光电耦合电路一包括光电耦合器u9、电阻r41、电阻r42、电阻r43、电容c19，所述光电耦合器u9的2脚与反相器u11的8脚连接，所述光电耦合器u9的3脚与光电耦合器u9的2脚连接，所述光电耦合器u9的3脚与电阻r41连接，所述电阻r41接地，所述光电耦合器u9的5脚接地，所述光电耦合器u9的6脚与电阻r42连接，所述光电耦合器u9的6脚与光电耦合器u9的7脚连接，所述光电耦合器u9的7脚与反相器u11的12脚连接，所述光电耦合器u9的8脚分别与电容c19、供电电压连接，所述电容c19接地，所述电阻r43分别与光电耦合器u9的6脚和8脚连接；

17、所述信号激光发射电路一包括信号激光器u10、电容c20和电容c23，所述信号激光器u10的1脚和9脚接地，所述信号激光器u10的8脚与电阻r42连接，所述信号激光器u10的6脚分别与电容c20、供电电压连接，所述信号激光器u10的5脚分别与电容c23、供电电压连接，所述电容c20和电容c23均接地；

18、所述信号放大电路一包括电阻r45、电容c28、三极管q8、三极管q9、电阻r48、电阻r47和电阻r49，所述电阻r48的一端与信号激光器u10的2脚连接，所述电阻r48的另一端分别与电容c28、三极管q8的基极串联，所述三极管q8的集电极与信号激光器u10的5脚、电容c23、三极管q9的集电极串联，所述三极管q8的发射极分别与电阻r51、电阻r47连接，所述电阻r51接地，所述电阻r47与三极管q9的基极连接，所述三极管q9的发射极分别与电阻r49、反相器u11的1脚连接，所述电阻r49接地。

19、进一步地，所述lin信号发射模块还包括升压电路，所述升压电路包括升压芯片u8、电阻r36、电阻r37、电容c17、电感l4、单向二极管d3、电容c18、电阻r38、电阻r39、电阻r40、电容c15、电容c16，所述升压芯片u8的1脚与单向二极管d3、电感l4连接，所述升压芯片u8的2脚接地，所述升压芯片u8的3脚与电阻r40、r39连接，所述升压芯片u8的4脚与电阻r37连接，所述升压芯片u8的5脚与电阻r36、电阻r37、电感l4连接，所述单向二极管d3与电容c18、电阻r38、电容c15、电容c16连接，电容c18与电容r39连接，所述电阻r38与电阻r39连接，所述电容c15、电容c16接地，所述电阻r40接地，所述电容c17接地，所述升压芯片u8的1脚与芯片u12的7脚连接。

20、进一步地，所述lin信号发射模块还包括收发指示灯电路，所述收发指示灯电路包括电阻r29、电阻r32、三极管q5和三级管q7、电阻r30、电阻r24、电阻r25、三极管q3、三极管q4、三极管q6、电阻r33、电阻r34、电阻r35、电阻r26、电阻r27、电阻r28、电阻r23、电阻r24、led4、led5；

21、所述电阻r29与信号激光器u5的8脚连接，所述电阻r32与信号激光器u5的2脚连接，所述三极管q5的基极与电阻r29连接，所述三极管q5的集电极与电阻r30、三极管q4的基极连接，所述三极管q5的发射极与三极管q3、三极管q4、三极管q6的发射极连接，所述三极管q7的基极与电阻r32连接，所述三极管q7的集电极与电阻r31、三极管q6的基极连接，所述三极管q7的发射极与三极管q3、三极管q4、三极管q6的发射极连接，所述电阻r30与电阻r31串联并接供电电压，所述电阻r25与三极管q3的基极连接，所述三极管q3的集电极与电阻r23连接，所述电阻r25与电阻r24连接，所述电阻r24与led4连接，所述电阻r23与led4的1脚连接，所述三极管q4的集电极分别与电阻r26、电阻r27、电阻r28串联，所述电阻r26、电阻r27、电阻r28均与led5的1脚串联，所述三极管q6的集电极分别与电阻r33、电阻r34、电阻r35串联，所述电阻r33、电阻r34、电阻r35均与led5的2脚串联。

22、进一步地，所述lin信号接收模块电性连接的模拟接口dsub4和lin信号接收单元；

23、所述lin信号接收单元包括依次电性连接的静电与过电压保护电路二、共模干扰抑制电路二、π型滤波电路二、电容选择开关电路二、反相电路二、光电耦合电路二、信号激光发射电路二、信号放大电路二；所述信号放大电路二设于信号激光发射电路二和反相电路二之间，所述静电与过电压保护电路二与模拟接口dsub4连接。

24、进一步地，所述静电与过电压保护电路二包括气体放电管gdt6和esd器件d6，所述模拟接口dsub4的7脚分别与气体放电管gdt6的1脚、esd器件d10的1脚连接，所述气体放电管gdt6的2脚、esd器件d10的2脚均接信号地；

25、所述共模干扰抑制电路二包括依次串联的磁珠l12和磁珠l11，所述磁珠l12与模拟接口dsub2的3脚连接，所述磁珠l11接地；

26、所述π型滤波电路二包括电容c49、电容c48、电感l10，所述电容c48与电感l10的一端、esd器件d6连接，所述电容c49与电感l10的另一端连接，所述电容c49、电容c48接地；

27、所述电容选择开关电路二包括电容选择开关sw2、电容c41、电容c42、电阻r67，单向二极管d9、单向二极管d4，所述电容选择开关sw2的1脚、2脚、3脚均与电感l10连接，所述电容选择开关sw2的5脚与电容c41连接，所述电容选择开关sw2的6脚与电容c42连接，所述电容c41和电容c42均接地，所述电容选择开关sw2的7脚与电阻r67连接，所述电阻r67与单向二极管d9串联，所述单向二极管d9与单向二极管d4串联；

28、所述信号转换电路二包括lin收发器芯片u20、电容c44、电容c46、电容c45、电阻r69、电阻r72、电阻r75，所述电容c41和电容c46的一端均与d9串联，所述电容c41和电容c46的另一端接地，所述lin收发器芯片u20的1脚分别与电阻r69、电阻r72串联，所述lin收发器芯片u20的2脚与电阻r75串联，所述lin收发器芯片u20的7脚分别与电容c46、电容c44串联，所述lin收发器芯片u20的6脚分别与电容选择开关sw2的1脚、2脚、3脚串联，所述lin收发器芯片u20的5脚接地，所述电容c45和电阻r69连接；

29、所述反相电路二包括反相器u19和电容c43，所述反相器u19的14脚与电容c43和供电电压连接，所述反相器u19的7脚接地，所述反相器u19的9脚与电阻r72连接，所述电容c43接地，所述反相器u19的2脚和3脚连接，所述反相器u19的4脚和5脚连接，所述反相器u19的6脚和13脚连接；

30、所述光电耦合电路二包括光电耦合器u17、电阻r64、电阻r65、电阻r66、电容c38，所述光电耦合器u17的2脚与反相器u19的8脚连接，所述光电耦合器u17的3脚与光电耦合器u17的2脚连接，所述光电耦合器u17的3脚与电阻r64连接，所述电阻r64接地，所述光电耦合器u17的5脚接地，所述光电耦合器u17的6脚与电阻r65连接，所述光电耦合器u17的6脚与光电耦合器u17的7脚连接，所述光电耦合器u17的7脚与反相器u19的12脚连接，所述光电耦合器u17的8脚分别与电容c38、供电电压连接，所述电容c38接地，所述电阻r66分别与光电耦合器u17的6脚和8脚连接；

31、所述信号激光发射电路二包括信号激光器u18、电容c39和电容c40，所述信号激光器u18的1脚和9脚接地，所述信号激光器u18的8脚与电阻r65连接，所述信号激光器u18的6脚分别与电容c39、供电电压连接，所述信号激光器u18的5脚分别与电容c40、供电电压连接，所述电容c39和电容c40均接地；

32、所述信号放大电路二包括电阻r68、电容c47、三极管q12、三极管q13、电阻r74、电阻r70和电阻r71，所述电阻r74的一端与信号激光器u18的2脚连接，所述电阻r74的另一端分别与电容c47、三极管q12的基极串联，所述三极管q12的集电极与信号激光器u18的5脚、电容c40、三极管q13的集电极串联，所述三极管q12的发射极分别与电阻r73、电阻r70连接，所述电阻r73接地，所述电阻r70与三极管q13的基极连接，所述三极管q13的发射极分别与电阻r71、反相器u19的1脚连接，所述电阻r71接地。

33、进一步地，本实用新型的有益效果：

34、相比现有技术而言，本实用新型的一种基于光供电的lin光电收发装置，可以实现供能和信号的独立发送，增加传输距离，增强抗电磁干扰，从而提高了传输质量。

35、本实用新型采用改进后的恒流源电路，采用双运算放大器与恒压芯片相配合的方式，结合采样电阻，并合理设置外围电路，最终实现了可调节的恒流模块，可以根据实际情况，提供稳定的电流。

36、本实用新型采用改进后的信号发射模块和信号接收模块，信号发射模块和信号接收模块均以lin芯片为核心，进行相应的电路设计，一方面配有升压电路从而匹配lin芯片的电压需要，另一方面可以抑制lin差分信号中的共模干扰、信号噪声，确保信号的质量，同时可以防止外部电磁干扰。同时配合收发指示灯电路，可以直观展示收和发两种状态。