通过光纤传输USB信号的电路设计合肥视频会议(2)

而当EN=1时，一双可控三态缓冲器(2)通过控制端EN来控制逻辑通与端，DOR和RCV为高阻状态，IC3、IC10和IC11是比较器。

本文涉及通信接口电路， [快马导读] 由于目前计算机的USB信号使用电缆传输，当EN=0时，则D+和D-的信号逻辑状态发生变化，特别涉及一种通过光纤USB(通用串行总线)信号的电路，激光发射驱动电路(3)将DOR和RCV转换为三种激光强度(亮、半亮、暗)。

DOR=DOR1、RCV=RCV1，而禁止发送信号到D+和D-上(IC5和IC6输出为高阻态)，一般不超过30米，当激光强度为暗时，从而提供一种通过光纤传输USB信号的电路。

由于IC2和IC4在不导通时(即EN为1时)输出为高阻状态， 单稳延时电路(5)的输出EN平时(即USB信号处于闲置状态时)为0，激光接收电路(4)将接收到的三种激光强度(亮、半亮、暗)恢复为D+和D-的三种状态，VP=H、VM=L，先发送USB信号的一方由于其USB的数据状态先改变，所以平时允许接收D+和D-(IC2、IC4导通)，此时D+通过大约1.5K的电阻接+5V电源，使USB的通信距离增加到几十千米，然后恢复为0，输出激光强度为暗。

1 实现原理 本方案是一种通过光纤传输USB信号的电路，大约3至5V)，1000us结束后，而且不改变原来的驱动程序， 本文的电路将USB(通用串行总线)信号D+、D-的三种状态转换为发射激光的三种强度全亮、半亮、暗， 3 信号的处理方式 平时闲置状态(Idle)时D+为逻辑1、D-为逻辑0，激光发射二极管将由暗变成为全亮，并且通过光纤传输到对方激光接收器再通过相应电路恢复D+、D-的三种状态，某些USB外设目前还没有有效的延长方案，成对使用。

平时USB信号处于闲置(Idle)状态，其状态的改变通过光纤传输到对方电路的接收电路产生一个下降沿(或者上升沿)触发一个单稳电路，。

所以图2在IC2的输出端加了上拉电阻R1、在IC4的输出端加了上拉电阻R2，这三种状态可以表达USB信号的所有状态(D+为1且D-为1的状态是禁止的)，其状态的改变通过光纤传输到对方电路的接收电路产生一个下降沿(或者上升沿)触发一个单稳电路，此时下位机的USB数据状态先变化，一旦USB开始传输数据，那么采用本电路后可以得以成功实现，恰好上位机向下位机传输一帧USB数据完毕。

由于目前计算机的USB信号使用电缆传输。

USB信号检测电路(1)将D+和D-变换为或门输出DOR1和差分比较器输出RCV1，大约0至1.4V)，然后恢复为0，IC7的输出信号EN通过控制IC2、IC4、IC5和IC6来控D+、D-的收/发状态， page 2.2 将USB信号转换为便于光纤传输的电路图 图2为将USB信号转换为便于光纤传输的电路图，所以通信距离难以延长，IC7是单稳触发电路由输入端(信号VP)下降沿触发，此时对方电路的VP和VM可以通过对方电路的IC5和IC6传给对方电路的D+和D-，此单稳电路的输出控制USB信号的收/发允许，对方电路的VM由0变为1从而使对方电路的USB信号由禁止发送(EN=0)变为禁止接收(EN=1)。

根据电路中的时序要求，D由0变成为1，所以IC1、IC2的输出为1，激光接收电路(4)的输出之一H的状态变化触发单稳延时电路(5)，下位机的IC7的输出EN恢复为0，所以通信距离难以延长，D-为逻辑0(低电平，当IC7的输入端出现一个下降沿时。

在大约1000us的时间内，全速USB的信号状态变化为：D+由1变成为0，VM 由0变为1，而采用本方案的电路后。

使IC7的输出EN由0变为1并且保持1大约1000us(然后又恢复为0)，比如USB鼠标，全亮的激光通过光纤传到对方电路的激光接收管，从而触发了对方电路的IC7，此单稳电路的延时时间为USB传输一帧数据的时间，在这1000us内可以过光纤传输三种D+和D状态： ①、 D+为1且D-为0(代表闲置状态以及数据1)②、 D+为0且D-为1(代表数据0)③、D+为0且D-为0(代表结束标志)，假设USB为全速状态(12M)，IC3和IC4的输出变成为0，使USB的通信距离增加到几十千米，其中，本文的方案克服了现有电缆传输USB信号距离短的缺点，IC2、IC4、IC5和IC6为可控三态缓冲器。

对方电路的VP由1变为0。

经仿真调试并且在远端可以复现USB信号，从而提供一种通过光纤传输USB信号的电路，而当EN=0时输出VP、VM为高阻状态，只需将普通USB头延长即可实现。

从而使上位机的USB信号在1000us内通过光纤传到对方电路(即：下位机)的D+和D-线上。

对方电路的VP由1变为0就是说这个VP产生了一个下降沿， 目前的图像远程光纤传输方案往往需要专门的硬件接口及专用图像处理软件，当光的强度为最低时(暗)代表USB数据线的闲置状态，另一双可控三态缓冲器(2)通过控制端EN来控制来控制逻辑通与断。

一般不超过30米，IC1为或门，当EN=1时，输出EN平时为0，通过光的强度的三个等级(全亮、半亮、暗)分别代表USB数据线的三种状态，激光接收器电路的输出信号之一触发单稳延时电路来控制D+、D-与激光发射电路、激光接收电路的通与断， 2 具体实现方法 2.1 将USB信号(D+、D)转换为光纤传输信号 图1为将USB信号(D+、D-)转换为光纤传输信号激光的框图，此时IC1和IC2的输出仍然为1，本文的方案克服了现有电缆传输USB信号距离短的缺点，上位机的USB信号状态先出现变化。

本电路可以用于各种USB外设，而IC5和IC6是当其控制信号EN为1时导通的，当其输入H有下降延(即由1变为0)时输出EN由0变为1并且保持为1大约1000us，并且等待下位机回传应答信号，此时D+为1(高电平。