CN216216903U - 一种抗干扰32路rs422串口*** - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种抗干扰32路RS422串口***，涉及RS422串口***技术领域。本实用新型包括RS422串口***由发射机和接收机组成；发射机和接收机均包括电源输入输出端、RS422信号输入输出端、光信号输入输出端、光模块和电源模块；电源模块由一号开关电源模块和二号开关电源模块构成，一号开关电源模块为5V转3.3V的开关电源模块，二号开关电源模块为5V转1.8V的开关电源模块；发射机的光模块采用T1310/R1550的单纤双向、FC接口的光模块，接收机的光模块采用T1550/R1310的单纤双向、FC接口的光模块。本实用新型可实现32路RS422串口信号的实时传输，延迟小、自适应速率较高，且可实现RS422信号的全双工通信，32路RS422信号相互独立，有效避免多路信号之间的干扰。

Description

一种抗干扰32路RS422串口***

技术领域

本实用新型属于RS422串口***技术领域，特别是涉及一种抗干扰32路RS422串口***。

背景技术

抗干扰多路串口***由发射机和接收机组成，完成电-光和光-电转换功能。光纤传输具有衰减小、频带宽、抗干扰性强、安全性能高、体积小、重量轻等优点，所以在长距离传输和特殊环境等方面具有无法比拟的优势，在现代通信领域应用极广。电气信号传输中采用RS422电气接口，具有全双工、差分、电气结构简单的特点，在电气接口设计中采用ADI公司的

技术，在单个封装内集成了一个三通道隔离器、一个三态差分线路驱动器、一个差分输入接收机和一个isoPower DC/DC转换器。该器件采用5V或3.3V单电源供电，从而实现了完全隔离的解决方案，并且集成度，相对光隔离速度更快，速率最高可达16Mbps。

但是，本申请实用新型人在实施本实用新型具体实施例的过程中，发现现有的RS422串口***仍然存在以下几点不足：(1)不便于信号的实时传输，延迟时间较长且自适应速率较低；(2)环境适应性较差，不适应复杂电气环境下的应用；(3)结构尺寸较大，重量较大，后期维护不便且需要进行编程。为此，我们设计了一种抗干扰32路RS422串口***及其实现方法，用以解决上述中的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种抗干扰32路RS422串口***，该***能够实现32路RS422串口信号的全双工、抗干扰光纤通信，无需FPGA、CPLD等可编程逻辑芯片，即可满足大多数领域RS422串口通信的要求。

为解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：

本实用新型为一种抗干扰32路RS422串口***，所述RS422串口***由发射机和接收机组成；其中，所述发射机和接收机均包括电源输入输出端、RS422信号输入输出端、光信号输入输出端、光模块和电源模块；所述电源模块由一号开关电源模块和二号开关电源模块构成，所述一号开关电源模块为5V转3.3V的开关电源模块，所述二号开关电源模块为5V转1.8V的开关电源模块；所述发射机的光模块采用T1310/R1550的单纤双向、FC接口的光模块，所述接收机的光模块采用T1550/R1310的单纤双向、FC接口的光模块；所述发射机还包括SerDes模块，所述SerDes模块用于多路信号的串行化；所述接收机还包括解串器，用于信号还原。

进一步地，所述一号开关电源模块将5V电压转3.3V电压，3.3V电压供给的元件包括RS422信号收发芯片、SerDes芯片、光模块和晶振。

进一步地，所述二号开关电源模块将5V电压转1.8V电压，1.8V电压供给SerDes芯片核电压。

进一步地，所述RS422串口***的RS422信号的接收和发送模块采用的芯片为完全集成式隔离数据收发器。

本实用新型具有以下有益效果：

1、本实用新型可实现32路RS422串口信号的实时传输，延迟小、自适应速率较高，且可实现RS422信号的全双工通信，32路RS422信号相互独立，有效避免多路信号之间的干扰。

2、本实用新型的实现方法稳定可靠，可适应复杂电气环境下应用，且环境适应性强，可以实现-40°-75°环境下的应用；固定方式稳定可靠，发射机和接收机可灵活配置。

3、本实用新型结构尺寸小，重量小，后期维护简单方便，且无需编程。

当然，实施本实用新型的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的电路框图。

图2为本实用新型的电路原理示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-2，本实用新型为一种抗干扰32路RS422串口***，RS422串口***由发射机和接收机组成；其中，发射机和接收机均包括电源输入输出端、RS422信号输入输出端、光信号输入输出端、光模块和电源模块；发射机和接收机除光模块之外，结构尺寸，外观安装形式，电气特性是一致的，生产调试过程中更加方便；

电源模块由一号开关电源模块和二号开关电源模块构成，一号开关电源模块为5V转3.3V的开关电源模块，二号开关电源模块为5V转1.8V的开关电源模块；

电源模块的芯片采用的是LMR14050SDDA芯片，该芯片可以支持5-24V电压输入，最高可输出6A电流，通过反馈电阻的配置，可以输出3.3V和1.8V电压供给发射机和接收机使用；

发射机的光模块采用T1310/R1550的单纤双向、FC接口的光模块，速率2.5Gbps，1*9封装形式，接收机的光模块采用T1550/R1310的单纤双向、FC接口的光模块；封装尺寸为常用的1*9封装尺寸，该光模块占用空间小、功耗较低。光模块配对使用；

发射机还包括SerDes模块，SerDes模块用于多路信号的串行化；接收机还包括解串器，用于信号还原；SerDes模块采用的是MAXIM公司的MAX9259和MAX9260芯片，在32bit位宽下，该芯片支持的LVTTL最高速度可达78Mhz，该位宽可以支持32路LVTTL的串行化需求，采用的编码格式为8b/10b，可以与光模块对接。

优选地，一号开关电源模块将5V电压转3.3V电压，3.3V电压供给的元件包括RS422信号收发芯片、SerDes芯片、光模块和晶振；采用有源50Mhz晶振提供给SerDer芯片，提供打包解包时钟。

优选地，二号开关电源模块将5V电压转1.8V电压，1.8V电压供给SerDes芯片核电压。

优选地，RS422串口***的RS422信号的接收和发送模块采用的芯片是ADM2582E，是已经量产的具备±15kV ESD保护功能的完全集成式隔离数据收发器，速度快，体积小，隔离度高，可以适应复杂电气环境下应用。

一种抗干扰32路RS422串口***的实现方法，包括如下步骤：

第一步、客户发送端的RS422信号发送后经J30J连接器进入发射机，经过差分转单端的信号转换后，将RS422差分信号转换为LVTTL单端信号；

第二步、LVTTL单端信号进入SerDes模块中的时分复用串行芯片后，实现多路LVTTL信号的串行化，串行化后的接口电平CML与发射机的光模块的接口电平CML相一致，编码格式均采用8b/10b编码格式，可以直接进行电光转换；

第三步、串行化后的信号经过发射机的光模块后，将电信号转换成光信号发送出去；

第四步、接收机接收到该光信号后，进行光电转换，将该光信号转为电信号，当该电信号进入到接收机的解串器后实现信号还原，经单端转差分信号处理后，将信号转换为RS422信号。

客户发送端的RS422信号发送到发射机，发射机通过FC光纤适配器将光信号送到接收机，接收的电气端还原出RS422信号，实现了RS422信号的光纤传输功能；同时接收机接收到RS422信号后，也能通过相同的处理方式发送到发送端，实现RS422信号的全双工通信，32路RS422信号相互独立。

优选地，第四步的具体步骤为：

接收机接收到光信号后，进行光电转换，将光信号转为电信号，信号形式仍为CML电平标准，CML信号进入到对应的解串器后还原为32路LVTTL信号，再将LVTTL信号进行单端转差分，转换为RS422信号形式。

为了造成局部电路板温度过高，甚至超出某个器件工作温度上限，本实用新型采用了如下的热设计：

1、要避免芯片扎堆摆放，越均匀越好，加大MX9259和MAX9260底部散热与整板覆铜的连接；

2、大面积铺地，为地层，除了过孔，满板的地。方便热量均匀传导；

3、过孔，机壳，J30J插座，尽量大面积与地相连，方便热量的导出；

4、其他电源部分，也需要背后开孔，大面积接地，以及尽量多在上层底层铺铜并露铜。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本实用新型优选实施例只是用于帮助阐述本实用新型。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本实用新型。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (4)

1.一种抗干扰32路RS422串口***，其特征在于：所述RS422串口***由发射机和接收机组成；

其中，所述发射机和接收机均包括电源输入输出端、RS422信号输入输出端、光信号输入输出端、光模块和电源模块；

所述电源模块由一号开关电源模块和二号开关电源模块构成，所述一号开关电源模块为5V转3.3V的开关电源模块，所述二号开关电源模块为5V转1.8V的开关电源模块；

所述发射机的光模块采用T1310/R1550的单纤双向、FC接口的光模块，所述接收机的光模块采用T1550/R1310的单纤双向、FC接口的光模块；

所述发射机还包括SerDes模块，所述SerDes模块用于多路信号的串行化；所述接收机还包括解串器，用于信号还原。

2.根据权利要求1所述的一种抗干扰32路RS422串口***，其特征在于，所述一号开关电源模块将5V电压转3.3V电压，3.3V电压供给的元件包括RS422信号收发芯片、SerDes芯片、光模块和晶振。

3.根据权利要求1所述的一种抗干扰32路RS422串口***，其特征在于，所述二号开关电源模块将5V电压转1.8V电压，1.8V电压供给SerDes芯片核电压。

4.根据权利要求1所述的一种抗干扰32路RS422串口***，其特征在于，所述RS422串口***的RS422信号的接收和发送模块采用的芯片为完全集成式隔离数据收发器。

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