專利名稱：雙向光纖收發(fā)器及雙向光纖收發(fā)芯片的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及光通信領域，尤其是一種雙向光纖收發(fā)器。本實用新型還涉及一種雙向光纖收發(fā)芯片。
背景技術：
目前，國內外生產的光纖收發(fā)器件為單總線信號隔離器，要信號光電信號的轉換傳輸必須有一個發(fā)射器和一個接收器，發(fā)射數(shù)據和接收數(shù)據各需要一根光纖，增加成本。有鑒于此，特提出本實用新型
實用新型內容
本實用新型要解決的技術問題在于克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種既可作發(fā)射器也可以做接收器的雙向光纖收發(fā)器。本實用新型的另一目的是提供一種具有既能做發(fā)射器又能做接收器的雙向光纖收發(fā)集成芯片。為解決上述技術問題，本實用新型采用技術方案的基本構思是—種雙向光纖收發(fā)器，包括電源、用于輸入控制數(shù)據的數(shù)據輸入/輸出端、光接收元件、光發(fā)射元件和使光接收元件和光發(fā)射元件的導通狀態(tài)始終相反的控制模塊，所述控制模塊的第一端連接電源，同時連接所述光發(fā)射元件的輸入端，光發(fā)射元件的輸出端連接控制模塊的第二端，控制模塊的第三端連接所述數(shù)據輸入/輸出端，控制模塊的第四端連接所述光接收元件的控制端，光接收元件的數(shù)據輸出正連接所述數(shù)據輸入/輸出端，光接收元件的數(shù)據輸出負接地。優(yōu)選的，所述控制模塊包括第一負載兀件，其一端連接電源，另一端作為電源輸出端；第二負載元件，其一端通過所述第一負載元件連接電源，另一端連接所述光發(fā)射元件的輸入端；第一正向導通元件，輸入端連接所述數(shù)據輸入/輸出端，輸出端連接所述光接收元件的數(shù)據輸出正；第二正向導通元件，輸入端通過第一負載元件連接電源，輸出端連接所述光接收元件的數(shù)據輸出正；邏輯門電路，其第一端連接在第一負載元件和第二負載元件的公共連接點，還同時連接所述第二正向導通元件的輸入端，其第二端連接光發(fā)射元件的輸出端，其第三端連接所述數(shù)據輸入/輸出端，其第四端連接所述光接收元件的控制端。優(yōu)選的，在所述控制模塊包括第一開關元件，所述邏輯門電路的第二端連接所述第一開關元件，所述第一開關元件連接所述光發(fā)射元件。優(yōu)選的，在所述第一正向導通元件和光接收元件之間連接有第二開關元件和一用于驅動所述第二開關元件的驅動元件，具體連接關系為所述光接收元件的數(shù)據輸出正和數(shù)據輸出負連接所述驅動元件，驅動元件連接所述第二開關元件，所述第二開關元件連接所述第一正向導通元件的輸出端。優(yōu)選的，所述第一正向導通元件、第二正向導通元件為二極管或場效應管，所述第一開關元件、第二開關元件為三極管、場效應管或繼電器，所述光發(fā)射元件為發(fā)光二極管，光接收元件為光敏三極管，所述驅動元件為運算放大器或比較器。優(yōu)選的，所述邏輯門電路包括與門和非門，與門的一輸入端為所述邏輯門電路的第一端，非門的輸入端為所述邏輯門電路的第二端，非門的輸出端連接與門的另一輸入端，與門的輸出端為所述邏輯門電路的第四端，非門的輸入端還同時作為所述邏輯門電路的第
——-丄山優(yōu)選的，所述邏輯門電路包括非門和或門，非門的輸入端為邏輯門電路的第一端， 非門的輸出端連接或門的一輸入端，或門的另一輸入端為邏輯門電路的第二端，同時為邏輯門電路的第三端，或門的輸出端為邏輯門電路的第四端。優(yōu)選的，所述邏輯門電路包括與非門、非門和與門，所述與非門的一輸入端為邏輯門電路的第一端，與非門的另一輸入端連接非門的輸出端，非門的輸入端連接與門的一輸入端，與門的另一輸入端連接電源，非門和與門的連接端為邏輯門電路的第三端，與門的輸出端為邏輯門電路的第二端，與非門的輸出端為邏輯門電路的第四端。優(yōu)選的，所述邏輯門電路包括非門、或非門和與門，非門的輸入端為邏輯門電路的第一端，非門的輸出端連接或非門的一輸入端，或非門的另一輸入端作為邏輯門電路的第三端，同時連接與門的一輸入端，與門的另一輸入端連接電源，與門的輸出端為邏輯門電路的第二端，或非門的輸出端為邏輯門電路的第四端。一種雙向光纖收發(fā)集成芯片，包括一個以上所述的雙向光纖收發(fā)器，所述的雙向光纖收發(fā)器包括電源、用于輸入控制數(shù)據的數(shù)據輸入/輸出端、光接收元件、光發(fā)射元件和使光接收元件和光發(fā)射元件的導通狀態(tài)始終相反的控制模塊，所述控制模塊的第一端連接電源，同時連接所述光發(fā)射元件的輸入端，光發(fā)射元件的輸出端連接控制模塊的第二端，控制模塊的第三端連接所述數(shù)據輸入/輸出端，控制模塊的第四端連接所述光接收元件的控制端，光接收元件的數(shù)據輸出正連接所述數(shù)據輸入/輸出端，光接收元件的數(shù)據輸出負接地。采用上述技術方案后，本實用新型與現(xiàn)有技術相比具有以下有益效果本實用新型的雙向光纖收發(fā)器通過控制模塊控制光發(fā)射元件導通時(發(fā)光)，光接收元件不導通(不能接收光)，可以做發(fā)射器；當光接收元件導通(能接收光)時，光發(fā)射元件不導通(不能發(fā)光)，可以做接收器，也就是說光發(fā)射元件和光接收元件中總有一個導通，另一個不導通，這樣一個該裝置既可以做發(fā)射器，也可以做接收器，相比光電傳輸中需配置一個發(fā)射器和一個接收器，收發(fā)信號僅需一條光纖，降低了成本。
以下結合附圖對本實用新型的具體實施方式
作進一步詳細的描述。

圖Ia是本實用新型結構框圖；圖Ib是圖Ia中控制模塊的結構框圖；圖I和圖2分別是本實用新型實施例I的用作發(fā)射器和用作接收器時的具體電路圖；圖3和圖4分別是本實用新型實施例2的用作發(fā)射器和用作接收器時的具體電路圖；圖5和圖6分別是本實用新型實施例3的用作發(fā)射器和用作接收器時的具體電路圖；圖7和圖8分別是本實用新型實施例4的用作發(fā)射器和用作接收器時的具體電路圖；圖9和圖10分別是本實用新型實施例5的用作發(fā)射器和用作接收器時的具體電路圖； 圖11和圖12分別是本實用新型實施例6的用作發(fā)射器和用作接收器時的具體電路圖；圖13是本實用新型實施例7的用作發(fā)射器時的具體電路圖；圖14是本實用新型實施例8的用作發(fā)射器時的具體電路圖；圖15是本實用新型實施例9的用作發(fā)射器時的具體電路圖；圖16是本實用新型實施例10的用作發(fā)射器時的具體電路圖；圖17是本實用新型實施例11的用作發(fā)射器時的具體電路圖；圖18是本實用新型實施例12的用作發(fā)射器時的具體電路圖。
具體實施方式
參照圖la，本實用新型是一種雙向光纖收發(fā)器，包括電源I、用于輸入控制數(shù)據的數(shù)據輸入/輸出端2、光接收元件3、光發(fā)射元件4和使光接收元件3和光發(fā)射元件4的導通狀態(tài)始終相反的控制模塊5，所述控制模塊5的第一端連接電源1，同時連接所述光發(fā)射元件4的輸入端，光發(fā)射元件4的輸出端連接控制模塊5的第二端，控制模塊5的第三端連接所述數(shù)據輸入/輸出端2，控制模塊5的第四端連接所述光接收元件3的控制端，光接收元件3的數(shù)據輸出正連接所述數(shù)據輸入/輸出端2，光接收元件3的數(shù)據輸出負接地。本實用新型的雙向光纖收發(fā)器通過控制模塊控制光發(fā)射元件導通時(發(fā)光)，光接收元件不導通(不能接收光)，可以做發(fā)射器；當光接收元件導通(能接收光)時，光發(fā)射元件不導通(不能發(fā)光)，可以做接收器，也就是說光發(fā)射元件和光接收元件中總有一個導通，另一個不導通，這樣一個該裝置既可以做發(fā)射器，也可以做接收器，相比光電傳輸中需配置一個發(fā)射器和一個接收器，本實用新型一次設計就可以發(fā)射和接收功能，節(jié)省了設計成本和生產線(一條生產線就可以)，降低了生產成本。參照圖lb，優(yōu)選的，所述控制模塊包括第一負載兀件，其一端連接電源，另一端作為電源輸出端；第二負載元件51，其一端通過所述第一負載元件連接電源，另一端連接所述光發(fā)射元件的輸入端；第一正向導通元件52，輸入端連接所述數(shù)據輸入/輸出端，輸出端連接所述光接收元件的數(shù)據輸出正；第二正向導通元件53，輸入端通過第一負載元件連接電源，輸出端連接所述光接收元件的數(shù)據輸出正；邏輯門電路54，其第一端連接在第一負載元件和第二負載元件51的公共連接點，還同時連接所述第二正向導通元件53的輸入端，其第二端連接光發(fā)射元件的輸出端，其第三端連接所述數(shù)據輸入/輸出端，其第四端連接所述光接收元件的控制端。主要以邏輯門電路54的控制為主，結合所述的第一負載元件、第二負載元件51、第一正向導通元件52和第二正向導通元件53起到正向導通和拉升電壓的作用，從而實現(xiàn)控制。優(yōu)選的，在所述控制模塊5還可包括第一開關元件，所述邏輯門電路的第二端連接所述第一開關元件，所述第一開關元件連接所述光發(fā)射元件。可以通過控制開關元件的導通和閉合控制光發(fā)射元件的導通與否來實現(xiàn)控制，控制更加可靠。在所述第一正向導通元件和光接收元件之間連接有第二開關元件和一用于驅動 所述第二開關元件的驅動元件，具體連接關系為所述光接收元件的數(shù)據輸出正和數(shù)據輸出負連接所述驅動元件，驅動元件連接所述第二開關元件，所述第二開關元件連接所述第一正向導通元件的輸出端。所述驅動元件主要是驅動第二開關元件用的，輸入小電流就可以驅動開關動作，從而使控制更可靠。優(yōu)選的，所述第一開關元件、第二開關元件可以為三極管、場效應管或繼電器，所述驅動元件可以為運算放大器或比較器。優(yōu)選的，所述第一正向導通元件、第二正向導通元件可以為二極管或場效應管，所述光發(fā)射元件可以為發(fā)光二極管，光接收元件可以為光敏三極管。當然，此處僅是例舉了部分的元件，其他任意能實現(xiàn)上述功能的元件均在本實用新型的保護范圍內。以下提供了多個實施例用于對本實用新型作出進一步的清楚說明。各實施例最主要的區(qū)別是控制模塊的邏輯門電路不同，所以下面將主要針對邏輯門電路詳細說明。以下各實施例的光發(fā)射元件以發(fā)光二極管，光接收元件以光敏三極管為例進行說明。實施例I :參照圖1，為本實用新型第一個實施例作為發(fā)射器的電路圖。所述邏輯門電路包括與門Ul和非門U2，與門Ul的一輸入端為所述邏輯門電路的第一端，非門U2的輸入端為所述邏輯門電路的第二端，非門U2的輸出端連接與門Ul的另一輸入端，與門Ul的輸出端為所述邏輯門電路的第四端，非門U2的輸入端還同時作為所述邏輯門電路的第三端。當DATAl端為“O”(低電平)時，發(fā)光二極管LEDl有電流通過并發(fā)光；非門U2輸入為低電平“0”，反相后輸出為高電平“I”； 二與門Ul的輸入端均為高電平“1”，故Ul的輸出為高電平，光敏三極管QlO(PNP-PHOTOl)控制端為高電平，因此光敏三極管QlO (PNP-PH0T01)截止，雖有光照射也不導通。當DATAl端為“I”(高電平)時，發(fā)光二極管LEDl無電流通過所以不發(fā)光；非門U2輸入為高電平“1”，反相后輸出為低電平“O”；二與門Ul的輸入端2腳為高電平“1”，輸入端I腳為低電平“0”，故Ul的輸出為低電平，光敏三極管QlO(PNP-PHOTOl)控制端為低電平，因此光敏三極管Q10(PNP-PH0T01)處于允許導通狀態(tài)，因無光照射所以光敏三極管QlO (PNP-PH0T01)也不導通。[0060]若DATAl外部輸入信號為高阻狀態(tài)或懸空狀態(tài)時，電源VCC通過電阻Rl和二極管D1、二極管Dl將數(shù)據輸入端DATAl上拉為高電平“1”，即能夠保證信號輸入端為一穩(wěn)定高電平狀態(tài)“I”。參照圖2，為本實用新型第一實施例作為接收器時的電路圖。當無光纖信號時，數(shù)據DATA2端通過電源VDD經電阻R4和二極管D3、二極管D4上拉為高電平，即此時輸出為高電平“ I ”，與輸入端DATAl無光信號時為同樣的邏輯電平“ I ” ；而此時，非門U4的輸入端經電源VDD通過電阻R4、電阻R3和發(fā)光二極管LED2上拉為高電平“1”，故非門U4的輸出端為低電平“O”；此時，與門U3的輸入端I腳為“0”，輸入端2腳為“1”，故與門U3輸出為低電平“O”;從而可控光敏三極管的控制端為低電平“0”，因此光敏三極管Qll處于允許導通狀態(tài)。當DATAl端為“O”(低電平)時，發(fā)光二極管LEDl有電流通過并發(fā)光；光信號經過 光纖到達光敏三極管Q11，從而光敏三極管Qll導通，將數(shù)據輸出端DATA2拉為低電平“0”，與數(shù)據輸入端DATAl為相同的低電平“O”，從而信號一致；同時二極管D3導通，將與門U3的輸入端2腳拉為低電平“0”，而此時與門U3的輸入端I腳也變?yōu)楦唠娖?，因非門U4的輸入端變?yōu)榈碗娖剑蔝4輸出為高電平，所以，與門U3的輸入端I腳為高電平，輸入端2腳為低電平，因此與門U3仍就輸出為低電平“0”，這樣就保證光敏三極管Qll (PNP-PH0T02)仍處于允許導通狀態(tài)，從而保證數(shù)據輸出端DATA2為穩(wěn)定低電平信號“O”。當DATAl端為“I”(高電平)時，發(fā)光二極管LEDl無電流通過所以不發(fā)光；從而光敏三極管Qll (PNP-0H0T02)不導通，數(shù)據輸出端DATA2為高電平“1”，與數(shù)據輸入端DATAl為相同的高電平“1”，從而信號一致。電阻Rl和R4為第一負載元件，電阻R2和電阻R3為第二負載元件，二極管Dl和二極管D4為第一正向導通元件，二極管D2和二極管D3為第二正向導通元件。以下實施例均相同，不再一一說明。實施例2 參照圖3，所述邏輯門電路包括非門U2和或非門U1，非門U2的輸入端為所述邏輯門電路的第一端，非門U2的輸出端連接或非門Ul的一輸入端,或非門Ul的另一輸入端為邏輯門電路的第二端，同時為邏輯門電路的第三端，或非門Ul的輸出端為邏輯門電路的第四端。當DATAl端為“O”(低電平)時，發(fā)光二極管LEDl有電流通過并發(fā)光；二或非門Ul的I腳為低電平“0”，非門U2輸入為高電平“1”，反相后輸出為低電平“O”;二或非門Ul的輸入端均為低電平“0”，故Ul的輸出為高電平，光敏三極管QlO(PNP-PHOTOl)控制端為高電平，因此光敏三極管QlO (PNP-PH0T01)截止，雖有光照射也不導通。當DATAl端為“I”(高電平)時，發(fā)光二極管LEDl無電流通過所以不發(fā)光；非門U2輸入為高電平“1”，反相后輸出為低電平“O”；二或非門Ul的輸入端2腳為低電平“0”，輸入端I腳為高電平“1”，故二或非門Ul的輸出為低電平，光敏三極管QlO(PNP-PHOTOl)控制端為低電平，因此光敏三極管Q10(PNP-PH0T01)處于允許導通狀態(tài)，因無光照射所以光敏三極管QlO (PNP-PH0T01)也不導通。若DATAl外部輸入信號為高阻狀態(tài)或懸空狀態(tài)時，電源VCC通過電阻Rl和二極管D2、D1將數(shù)據輸入端DATAl上拉為高電平“1”，即能夠保證信號輸入端為一穩(wěn)定狀態(tài)“I”。[0071]參照圖4，當無光纖信號時，數(shù)據DATA2端通過電源VDD經電阻R4和二極管D3、D4上拉為高電平，即此時輸出為高電平“1”，與輸入端DATAl無光信號時為同樣的邏輯電平“I”；而此時，非門U4的輸入端經電源VDD通過電阻R4、上拉為高電平“1”，故非門U4的輸出端為低電平“O”;此 時，二或非門U3的輸入端I腳為低電平“0”，輸入端2腳為“1”，故或非門U3輸出為低電平“O”；從而可控光敏三極管的控制端為低電平“0”，因此光敏三極管Q1KPNP-PH0T02)處于允許導通狀態(tài)。當DATAl端為“O”(低電平)時，發(fā)光二極管LEDl有電流通過并發(fā)光；光信號經過光纖到達光敏三極管Qll (PNP-PH0T02)，從而光敏三極管Qll (PNP-PH0T02)導通，將數(shù)據輸出端DATA2拉為低電平“0”，與數(shù)據輸入端DATAl為相同的低電平“0”，從而信號一致；同時二極管D3導通，將非門U4的輸入端拉為低電平“0”，從而非門U4輸出高電平“1”，而此時或非門U3的輸入端2腳變?yōu)榈碗娖健?”，所以，或非門U3的輸入端I腳為高電平，輸入端2腳為低電平，因此或非門U3仍就輸出為低電平“0”，這樣就保證光敏三極管Qll (PNP-PH0T02)仍處于允許導通狀態(tài)，從而保證數(shù)據輸出端DATA2為穩(wěn)定低電平信號“O”。當DATAl端為“I”(高電平)時，發(fā)光二極管LEDl無電流通過所以不發(fā)光；從而光敏三極管Qll (PNP-0H0T02)不導通，數(shù)據輸出端DATA2為高電平“1”，與數(shù)據輸入端DATAl為相同的高電平“ I ”，從而信號一致。實施例3 參照圖5，所述邏輯門電路包括與非門Ul和非門U2，與非門Ul的一輸入端為所述邏輯門電路的第一端，與非門Ul的另一輸入端連接非門U2的輸出端，非門U2的輸入端為邏輯門電路的第二端，同時作為邏輯門電路的第三端，與非門Ul的輸出端為邏輯門電路的第四端。當DATAl端為“O”(低電平)時，發(fā)光二極管LEDl有電流通過并發(fā)光；非門U2輸入為低電平“0”，反相后輸出為高電平“I”； 二與非門Ul的輸入端均為高電平“1”，故與非門Ul的輸出為低電平，光敏三極管QlO(NPN-PHOTOl)控制端為低電平，因此光敏三極管QlO (NPN-PH0T01)截止，雖有光照射也不導通。當DATAl端為“I”(高電平)時，發(fā)光二極管LEDl無電流通過所以不發(fā)光；非門U2輸入為高電平“1”，反相后輸出為低電平“O”；二與非門Ul的輸入端2腳為低電平“0”，輸入端I腳為高電平“1”，故與非門Ul的輸出為高電平，光敏三極管QlO(NPN-PHOTOl)控制端為高電平，因此光敏三極管Q10(NPN-PH0T01)處于允許導通狀態(tài)，因無光照射，所以光敏三極管QlO (NPN-PH0T01)不導通。若DATAl外部輸入信號為高阻狀態(tài)或懸空狀態(tài)時，電源VCC通過電阻Rl和二極管D2、D1將數(shù)據輸入端DATAl上拉為高電平“1”，即能夠保證信號輸入端為一穩(wěn)定狀態(tài)“I”。參照圖6，當無光纖信號時，數(shù)據DATA2端通過電源VDD經電阻R4和二極管D3、D4上拉為高電平，即此時輸出為高電平“1”，與輸入端DATAl無光信號時為同樣的邏輯電平“I” ；而此時，非門U4的輸入端經電源VDD通過電阻R4、R3和發(fā)光二極管LED2上拉為高電平“ I ”，故非門U4的輸出端為低電平“O” ；此時，與非門U3的輸入端I腳為高電平“1”，輸入端2腳為低電平“0”，故與非門U3輸出為高電平“ I” ;從而可控光敏三極管QlI (NPN-PH0T02)的控制端為高電平“ 1”，因此光敏三極管Q11(NPN-PH0T02)處于允許導通狀態(tài)。[0081]當DATAl端為“O”(低電平)時，發(fā)光二極管LEDl有電流通過并發(fā)光；光信號經過光纖到達光敏三極管Qll (NPN-PH0T02)，從而光敏三極管Qll (NPN-PH0T02)導通，將數(shù)據輸出端DATA2拉為低電平“0”，與數(shù)據輸入端DATAl為相同的低電平“0”，從而信號一致；同時D3導通，將與非門U3的輸入端2腳拉為低電平“O”，而此時與非門U3的輸入端I腳變?yōu)楦唠娖剑蚍情TU4的輸入端變?yōu)榈碗娖?，故非門U4輸出為高電平，所以，與非門U3的輸入端I腳為低電平，輸入端2腳為高電平，因此與非門U3仍就輸出為高電平“1”，這樣就保證光敏三極管Qll (NPN-PH0T02)仍處于允許導通狀態(tài)，從而保證數(shù)據輸出端DATA2為穩(wěn)定低電平信號“O”。當DATAl端為“I”(高電平)時，發(fā)光二極管LEDl無電流通過所以不發(fā)光；從而光敏三極管Qll (NPN-PH0T02)不導通，數(shù)據輸出端DATA2為高電平“1”，與數(shù)據輸入端DATAl為相同的高電平“ I ”，從而信號一致。實施例4 參照圖7，所述邏輯門電路包括非門U2和或門U1，非門U2的輸入端為邏輯門電路的第一端，非門U2的輸出端連接或門的一輸入端，或門Ul的另一輸入端為邏輯門電路的第二端，同時為邏輯門電路的第三端，或門Ul的輸出端為邏輯門電路的第四端。當DATAl端為“O” (低電平)時，發(fā)光二極管LEDl有電流通過并發(fā)光；二或門Ul的I腳為低電平“0”，非門U2輸入為高電平“1”，反相后輸出為低電平“O”;二或門Ul的輸入端均為低電平“0”，故Ul的輸出為低電平，光敏三極管QlO(NPN-PHOTOl)控制端為低電平，因此光敏三極管QlO (NPN-PH0T01)截止，雖有光照射也不導通。當DATAl端為“I”(高電平)時，發(fā)光二極管LEDl無電流通過所以不發(fā)光；非門U2輸入為高電平“1”，反相后輸出為低電平“O”；二或門Ul的輸入端2腳為低電平“0”，輸入端I腳為高電平“1”，故二或門Ul的輸出為高電平“1”，光敏三極管QlO(NPN-PHOTOl)控制端為高電平“1”，因此光敏三極管Q10(NPN-PH0T01)處于允許導通狀態(tài)，因無光照射所以光敏三極管QlO (NPN-PH0T01)不導通。若DATAl外部輸入信號為高阻狀態(tài)或懸空狀態(tài)時，電源VCC通過電阻Rl和二極管D2、D1將數(shù)據輸入端DATAl上拉為高電平“1”，即能夠保證信號輸入端為一穩(wěn)定狀態(tài)“I”。參照圖8，當無光纖信號時，數(shù)據DATA2端通過電源VDD經電阻R4和二極管D3、D4上拉為高電平，即此時輸出為高電平“1”，與輸入端DATAl無光信號時為同樣的邏輯電平“I”；而此時，非門U4的輸入端經電源VDD通過電阻R4、上拉為高電平“1”，故非門U4的輸出端為低電平“O”;此時，二或門U3的輸入端I腳為低電平“0”，輸入端2腳為“1”，故或門U3輸出為高電平“ I” ;從而可控光敏三極管QlI (NPN-PH0T02)的控制端為高電平“ 1”，因此光敏三極管Q11(NPN-PH0T02)處于允許導通狀態(tài)。當DATAl端為“O”(低電平)時，發(fā)光二極管LEDl有電流通過并發(fā)光；光信號經過光纖到達光敏三極管Qll (NPN-PH0T02)，從而光敏三極管Qll (NPN-PH0T02)導通，將數(shù)據輸出端DATA2拉為低電平“0”，與數(shù)據輸入端DATAl為相同的低電平“0”，從而信號一致；同時D3導通，將非門U4的輸入端拉為低電平“0”，從而非門U4輸出高電平“1”，而此時或門U3的輸入端2腳變?yōu)榈碗娖健?”，所以，或門U3的輸入端I腳為高電平，輸入端2腳為低電平，因此或門U3仍就輸出為高電平“1”，這樣就保證光敏三極管Qll (NPN-PH0T02)仍處于允許導通狀態(tài)，從而保證數(shù)據輸出端DATA2為穩(wěn)定低電平信號“O”。[0090]當DATAl端為“I”(高電平)時，發(fā)光二極管LEDl無電流通過所以不發(fā)光；從而光敏三極管Qll (NPN-PH0T02)不導通，數(shù)據輸出端DATA2為高電平“1”，與數(shù)據輸入端DATAl為相同的高電平“ I ”，從而信號一致。實施例5:參照圖9，所述邏輯門電路包括第一與門U1、非門U2和第二與門U3，所述第一與門Ul的一輸入端為邏輯門電路的第一端，第一與門Ul的另一輸入端連接非門U2的輸出端,非門U2的輸入端連接第二與門U3的一輸入端，第二與門U3的另一輸入端連接電源，第二與門U3的輸出端為邏輯門電路的第二端，非門U2與第二與門U3的連接端為邏輯門電路的第三端，第一與門Ul的輸出端為邏輯門電路的第四端。當DATAl端為“O”(低電平)時，二與門U3的I腳為高定平“ 1”，2腳為低電平“0”，故U3輸出低電平，三極管Ql截止不導通，因此，發(fā)光二極管LEDl有電流通過并發(fā)光；非門U2輸入為低電平“0”，反相后輸出為高電平“I”;二與門Ul的輸入端均為高電平“1”， 故Ul的輸出為高電平，光敏三極管QlO (PNP-PH0T01)控制端為高電平，因此光敏三極管QlO (PNP-PH0T01)截止，雖有光照射也不導通。當DATAl端為“I”(高電平)時，二與門U3的I腳為高定平“ 1”，2腳也為高電平“1”，故U3輸出高電平，NPN三極管Ql導通，因此，發(fā)光二極管LEDl無電流通過所以不發(fā)光；非門U2輸入為高電平“1”，反相后輸出為低電平“O”；二與門Ul的輸入端2腳為高電平“1”，輸入端I腳為低電平“0”，故Ul的輸出為低電平，光敏三極管QlO(PNP-PHOTOl)控制端為低電平，因此光敏三極管QlO(PNP-PHOTOl)處于允許導通狀態(tài)，因無光照射所以光敏三極管QlO (PNP-PH0T01)也不導通。若DATAl外部輸入信號為高阻狀態(tài)或懸空狀態(tài)時，電源VCC通過電阻Rl和二極管D2、D1將數(shù)據輸入端DATAl上拉為高電平“1”，即能夠保證信號輸入端為一穩(wěn)定高電平狀態(tài)“I”。參照圖10，當無光纖信號時，數(shù)據DATA2端通過電源VDD經電阻R4和二極管D3、D4上拉為高電平，即此時輸出為高電平“1”，與輸入端DATAl無光信號時為同樣的邏輯電平“I”;而此時，非門U5的輸入端經電源VDD通過電阻R4、二極管D3、D4上拉為高電平“1”，故非門U5的輸出端為低電平“O”；此時，與門U4的輸入端I腳為“ O ”，輸入端2腳為“ 1”，故與門U4輸出為低電平“O”；從而可控光敏三極管Q11(PNP-PH0T02)的控制端為低電平“0”，因此光敏三極管Q1KPNP-PH0T02)處于允許導通狀態(tài)。當DATAl端為“O”(低電平)時，發(fā)光二極管LEDl有電流通過并發(fā)光；光信號經過光纖到達光敏三極管Qll (PNP-PH0T02)，從而光敏三極管Qll (PNP-PH0T02)導通，將數(shù)據輸出端DATA2拉為低電平“0”，與數(shù)據輸入端DATAl為相同的低電平“0”，從而信號一致；同時D3導通，將與門U4的輸入端2腳拉為低電平“0”，而此時與門U4的輸入端I腳變?yōu)楦唠娖?，因非門U5的輸入端變?yōu)榈碗娖?，故U5輸出為高電平，所以，與門U4的輸入端I腳為高電平，輸入端2腳為低電平，因此與門U4仍就輸出為低電平“0”，這樣就保證光敏三極管Qll (PNP-PH0T02)仍處于允許導通狀態(tài)，從而保證數(shù)據輸出端DATA2為穩(wěn)定低電平信號“O”。當DATAl端為“I”(高電平)時，發(fā)光二極管LEDl無電流通過所以不發(fā)光；從而光敏三極管Qll (PNP-PH0T02)不導通，數(shù)據輸出端DATA2為高電平“1”，與數(shù)據輸入端DATAl為相同的高電平“ I ”，從而信號一致。圖9中三極管Ql和圖I O中的三極管Q2均為第一開關元件。實施例6:參照圖11，該實施例與圖9、10所示的實施例不同的是，增加了三極管Q2和比較器U4,(也就是圖I 2中的三極管Q4和比較器U8)。當DATAl端為“O”(低電平)時，二與門U3的I腳為高定平“ 1”，2腳為低電平“0”，故U3輸出低電平，NPN三極管Ql截止不導通，因此，發(fā)光二極管LEDl有電流通過并發(fā) 光；非門U2輸入為低電平“0”，反相后輸出為高電平“I”； 二與門Ul的輸入端均為高電平“1”，故Ul的輸出為高電平，光敏三極管QlO(PNP-PHOTOl)控制端為高電平，因此光敏三極管QlO (PNP-PH0T01)截止，雖有光照射也不導通，比較器U4的8腳“ + ”沒有電流流向U4的7腳U4輸出低電平，NPN三極管Q2不導通。當DATAl端為“I”(高電平)時，二與門U3的I腳為高定平“ 1”，2腳也為高電平“1”，故U3輸出高電平，NPN三極管Ql導通，因此，發(fā)光二極管LEDl無電流通過所以不發(fā)光；非門U2輸入為高電平“1”，反相后輸出為低電平“O”；二與門Ul的輸入端2腳為高電平“1”，輸入端I腳為低電平“0”，故Ul的輸出為低電平，光敏三極管QlO(PNP-PHOTOl)控制端為低電平，因此光敏三極管Q10(PNP-PH0T01)處于允許導通狀態(tài)，因無光照射所以光敏三極管QlO (PNP-PH0T01)也不導通，比較器U4的8腳“ + ”沒有電流流向U4的7腳
U4輸出低電平，NPN三極管Q2不導通。若DATAl外部輸入信號為高阻狀態(tài)或懸空狀態(tài)時，電源VCC通過電阻Rl和二極管D2、D1將數(shù)據輸入端DATAl上拉為高電平“1”，即能夠保證信號輸入端為一穩(wěn)定高電平狀態(tài)“I”。參照圖12，當無光纖信號時，數(shù)據DATA2端通過電源VDD經電阻R4和二極管D3、D4上拉為高電平，即此時輸出為高電平“1”，與輸入端DATAl無光信號時為同樣的邏輯電平“I”;而此時，非門U6的輸入端經電源VDD通過電阻R4、二極管D3、D4上拉為高電平“1”，故非門U6的輸出端為低電平“O”；此時，二與門U5的輸入端I腳為低電平“0”，輸入端2腳為高電平“1”，故與門U5輸出為低電平“O”；從而可控光敏三極管Q11(PNP-PH0T02)的控制端為低電平“0”，因此光敏三極管Qll (PNP-PH0T02)處于允許導通狀態(tài)。當DATAl端為“O”(低電平)時，發(fā)光二極管LEDl有電流通過并發(fā)光；光信號經過光纖到達光敏三極管Qll (PNP-PH0T02)，從而光敏三極管Qll (PNP-PH0T02)導通，比較器U8的8腳“ + ”有電流流向U8的7腳U8輸出高電平，NPN三極管Q4導通，將數(shù)據輸出端DATA2拉為低電平“0”，與數(shù)據輸入端DATAl為相同的低電平“0”，從而信號一致；同時D3導通，將二與門U5的輸入端2腳拉為低電平“0”，而此時與門U5的輸入端I腳變?yōu)楦唠娖?，因非門U6的輸入端變?yōu)榈碗娖?，故U6輸出為高電平，所以，與門U5的輸入端I腳為高電平，輸入端2腳為低電平，因此與門U5仍就輸出為低電平“0”，這樣就保證光敏三極管Qll (PNP-PH0T02)仍處于允許導通狀態(tài)，從而保證數(shù)據輸出端DATA2為穩(wěn)定低電平信號“O”。當DATAl端為“I”(高電平)時，發(fā)光二極管LEDl無電流通過所以不發(fā)光；從而光敏三極管Qll (PNP-PH0T02)不導通，比較器U8的8腳“ + ”沒有電流流向U8的7腳U8輸出低電平，NPN三極管Q4不導通，數(shù)據輸出端DATA2為高電平“1”，與數(shù)據輸入端DATAl為相同的高電平“ I ”，從而信號一致。三極管Ql和三極管Q3均為第一開關元件，比較器U4和比較器U8為驅動元件，三極管Q2和三極管Q4為第二開關元件。以下各實施例中的三極管Ql均為第一開關元件，比較器U4和三極管Q2分別為驅動元件和第二開關元件。上述已經通過多個實施例對本實用新型作出了詳細的說明，下面簡單敘述下其他的實施例。實施例7:參照圖13，所述邏輯門電路包括與非門U1、非門U2和與門U3，所述與非門Ul的一輸入端為邏輯門電路的第一端，與非門Ul的另一輸入端連接非門U2的輸出端，非門U2的輸入端連接與門U3的一輸入端，與門U3的另一輸入端連接電源，非門U2和與門U3的連接端為邏輯門電路的第三端，與門U3的輸出端為邏輯門電路的第二端，與非門Ul的輸出端為邏輯門電路的第四端。(作為接收器時的視圖省略)實施例8:參照圖14，與圖I 3的實施例不同的是，在第一正向導通元件和光敏三極管之間增加了比較器U4和三極管Q2。實施例9:參照圖I 5，所述邏輯門電路包括非門U2、或非門Ul和與門U3，非門U2的輸入端為邏輯門電路的第一端，非門U2的輸出端連接或非門Ul的一輸入端,或非門Ul的另一輸入端作為邏輯門電路的第三端，同時連接與門U3的一輸入端，與門U3的另一輸入端連接電源，與門U3的輸出端為邏輯門電路的第二端，或非門Ul的輸出端為邏輯門電路的第四端。實施例10 :參照圖16，與圖15所示的實施例不同的是，在第一正向導通元件和光敏三極管之間增加了比較器U4和三極管Q2。實施例11 參照圖17，所述邏輯門電路包括非門U2、或門Ul和與門U3,非門U2的輸入端為邏輯門電路的第一端，非門U2的輸出端連接或門Ul的一輸入端，或門Ul的另一輸入端連接與門U3的一輸入端，同時為邏輯門電路的第三端，與門U3的另一輸入端連接電源，與門U3的輸出端為邏輯門電路的第二端，或門Ul的輸出端為邏輯門電路。實施例12 參照圖18，與圖I 7所示的實施例不同的是，在第一正向導通元件和光敏三極管之間增加了比較器U4和三極管Q2。上述所述的DATAl和DATA2均為數(shù)據輸入/輸出端。本實用新型還公開了一種雙向光纖收發(fā)集成芯片，包括一個以上所述的雙向光纖收發(fā)器，所述雙向光纖收發(fā)器包括電源、用于輸入控制數(shù)據的數(shù)據輸入/輸出端、光接收元件、光發(fā)射元件和使光接收元件和光發(fā)射元件的導通狀態(tài)始終相反的控制模塊，所述控制模塊的第一端連接電源，同時連接所述光發(fā)射元件的輸入端，光發(fā)射元件的輸出端連接控制模塊的第二端，控制模塊的第三端連接所述數(shù)據輸入/輸出端，控制模塊的第四端連接所述光接收元件的控制端，光接收元件的數(shù)據輸出正連接所述數(shù)據輸入/輸出端，光接收元件的數(shù)據輸出負接地。以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾 ，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護范圍。
權利要求1.一種雙向光纖收發(fā)器，其特征在于包括電源、用于輸入控制數(shù)據的數(shù)據輸入/輸出端、光接收元件、光發(fā)射元件和使光接收元件和光發(fā)射元件的導通狀態(tài)始終相反的控制模塊， 所述控制模塊的第一端連接電源，同時連接所述光發(fā)射元件的輸入端，光發(fā)射元件的輸出端連接控制模塊的第二端，控制模塊的第三端連接所述數(shù)據輸入/輸出端，控制模塊的第四端連接所述光接收元件的控制端，光接收元件的數(shù)據輸出正連接所述數(shù)據輸入/輸出端，光接收元件的數(shù)據輸出負接地。
2.根據權利要求I所述的雙向光纖收發(fā)器，其特征在于所述控制模塊包括 第一負載兀件，其一端連接電源，另一端作為電源輸出端； 第二負載元件，其一端通過所述第一負載元件連接電源，另一端連接所述光發(fā)射元件的輸入端； 第一正向導通元件，輸入端連接所述數(shù)據輸入/輸出端，輸出端連接所述光接收元件的數(shù)據輸出正； 第二正向導通元件，輸入端通過第一負載元件連接電源，輸出端連接所述光接收元件的數(shù)據輸出正； 邏輯門電路，其第一端連接在第一負載元件和第二負載元件的公共連接點，還同時連接所述第二正向導通元件的輸入端，其第二端連接光發(fā)射元件的輸出端，其第三端連接所述數(shù)據輸入/輸出端，其第四端連接所述光接收元件的控制端。
3.根據權利要求2所述的雙向光纖收發(fā)器,其特征在于在所述控制模塊包括第一開關元件，所述邏輯門電路的第二端連接所述第一開關元件，所述第一開關元件連接所述光發(fā)射元件。
4.根據權利要求3所述的雙向光纖收發(fā)器，其特征在于在所述第一正向導通元件和光接收元件之間連接有第二開關元件和一用于驅動所述第二開關元件的驅動元件，具體連接關系為所述光接收元件的數(shù)據輸出正和數(shù)據輸出負連接所述驅動元件，驅動元件連接所述第二開關元件，所述第二開關元件連接所述第一正向導通元件的輸出端。
5.根據權利要求4所述的雙向光纖收發(fā)器，其特征在于所述第一正向導通元件、第二正向導通元件為ニ極管或場效應管，所述第一開關元件、第二開關元件為三極管、場效應管或繼電器，所述光發(fā)射元件為發(fā)光二極管，光接收元件為光敏三極管，所述驅動元件為運算放大器或比較器。
6.根據權利要求2-5中任一項所述的雙向光纖收發(fā)器，其特征在于所述邏輯門電路包括與門和非門，與門的ー輸入端為所述邏輯門電路的第一端，非門的輸入端為所述邏輯門電路的第二端，非門的輸出端連接與門的另ー輸入端，與門的輸出端為所述邏輯門電路的第四端，非門的輸入端還同時作為所述邏輯門電路的第三端。
7.根據權利要求2-5中任一項所述的雙向光纖收發(fā)器，其特征在于所述邏輯門電路包括非門和或門，非門的輸入端為邏輯門電路的第一端，非門的輸出端連接或門的ー輸入端，或門的另一輸入端為邏輯門電路的第二端，同時為邏輯門電路的第三端，或門的輸出端為邏輯門電路的第四端。
8.根據權利要求2-5中任一項所述的雙向光纖收發(fā)器，其特征在于所述邏輯門電路包括與非門、非門和與門，所述與非門的ー輸入端為邏輯門電路的第一端，與非門的另ー輸入端連接非門的輸出端，非門的輸入端連接與門的ー輸入端，與門的另一輸入端連接電源，非門和與門的連接端為邏輯門電路的第三端，與門的輸出端為邏輯門電路的第二端，與非門的輸出端為邏輯門電路的第四端。
9.根據權利要求2-5中任一項所述的雙向光纖收發(fā)器，其特征在于所述邏輯門電路包括非門、或非門和與門，非門的輸入端為邏輯門電路的第一端，非門的輸出端連接或非門的ー輸入端，或非門的另ー輸入端作為邏輯門電路的第三端，同時連接與門的ー輸入端，與門的另一輸入端連接電源，與門的輸出端為邏輯門電路的第二端，或非門的輸出端為邏輯門電路的第四端。
10.一種雙向光纖收發(fā)集成芯片，其特征在于包括ー個以上所述的雙向光纖收發(fā)器，所述的雙向光纖收發(fā)器包括電源、用于輸入控制數(shù)據的數(shù)據輸入/輸出端、光接收元件、光發(fā)射元件和使光接收元件和光發(fā)射元件的導通狀態(tài)始終相反的控制模塊，所述控制模塊的第一端連接電源，同時連接所述光發(fā)射元件的輸入端，光發(fā)射元件的輸出端連接控制模塊的第二端，控制模塊的第三端連接所述數(shù)據輸入/輸出端，控制模塊的第四端連接所述光接收元件的控制端，光接收元件的數(shù)據輸出正連接所述數(shù)據輸入/輸出端，光接收元件的數(shù)據輸出負接地。
專利摘要本實用新型公開了一種雙向光纖收發(fā)器及雙向光纖收發(fā)芯片，其中一種雙向光纖收發(fā)器，包括電源、用于輸入控制數(shù)據的數(shù)據輸入/輸出端、光接收元件、光發(fā)射元件和使光接收元件和光發(fā)射元件的導通狀態(tài)始終相反的控制模塊，控制模塊的第一端連接電源，同時連接光發(fā)射元件的輸入端，光發(fā)射元件的輸出端連接控制模塊的第二端，控制模塊的第三端連接數(shù)據輸入/輸出端、第四端連接光接收元件的控制端，光接收元件的數(shù)據輸出正連接數(shù)據輸入/輸出端，光接收元件的數(shù)據輸出負接地。光發(fā)射元件導通時(發(fā)光)，光接收元件不導通(不接收光)，做發(fā)射器；光接收元件導通(接收光)時，光發(fā)射元件不導通(不發(fā)光)，做接收器，該裝置可做發(fā)射器和接收器，收發(fā)信號僅需一條光纖，成本低。還公開了一種雙向光纖收發(fā)集成芯片。
文檔編號H04B10/40GK202652227SQ20122018802
公開日2013年1月2日 申請日期2012年4月28日 優(yōu)先權日2012年4月28日
發(fā)明者路鋒, 張敬彬, 朱宗平, 孫德福, 郭廣軍, 李建輝, 郭平聲 申請人:張敬彬, 路鋒