基于ADN的光信号速率自动识别系统电路设计

1引言随着通信网络的的发展，光通通信业务应用用广泛。承载载业务速率的的准确判别是是电路设计中中器件选取及及网络链路连连接和建立的的重要依据。随随着信号数据据速率的急剧剧增加，要求求高速信号的的获取精度越越来越高，这这就需要一种种简单、准确确的识别方法法。该设计以以ADN28817作为核心器器件。恢复已已探测信号，并并判决信息的的采取，采用用单片机读取取判决信息计计算并输识别别结果。2ADN28817简介ADN28177是ADI公司生产的的一款可将数数据速率从12.3Mb／s～2.7GGb／s的NRZ数据流中进进行恢复的时时钟恢复和数数据重定时反反向不归零器器件，可用于于光网络应用用中时钟和数数据恢复(CDR)，是ADI公司引脚兼兼容、连续可可调速率CDR系列扩展的的低功耗产品品，广泛应用用于SONETTOC-11／OC-3／OC-12、以太网、DTV以及WDM异频雷达收收发机，并适适用于固定速速率、多速率率和连续调节节速率的数据据通信和电信信应用。ADN28817的光灵敏度度比前一代的的CDR产品提高1.5ddB；支持2-Wirre、I2C外围通信；；串／并转换换器支持8位并行接口口到FPGA或数字ASIC；可提供一一半的时钟速速率的双倍数数据速率(DDR)，用于识别别输入信号数数据速率的回回读数据速率率。ADN28177还具有以下下特点：+3.3V单电源；功功耗低，为650mmW；可编程的LOS监测；锁相相环失败告警警；工作温度度范围-40℃～+85℃；储存温度度范围-65℃～+150℃：小型5mm××5mm32引脚LFCSP芯片级封装装。3系统设计3.1系统框框图系统硬件设计主主要由光信号号探测器、信信号放大器、时时钟和数据恢恢复电路(CDR)、外围控制制电路4部分构成。系系统框图如图图1所示，其中中光信号探测测器和信号放放大器分别完完成信号的光光电转化和信信号放大，供供CDR做数据源；；以ADN28817为核心的CDR电路完成对对时钟、数据据的恢复和时时钟速率的判判别；外围控控制电路通过过对ADN28817的读写和相相应运算获得得信号速率。输入光信号经过过PIN管接收、O／E转换后，先先经预放实现现信号放大，一一般输出PECL电平，再通通过PECL--CML电平转换后后，信号输入入至ADN28817。参考时钟钟的精度要求求在100pppm以内。3.2接口匹匹配电路由于ADN28817的输入电平平是CML电平，而经经预放的电平平是PECL电平，因此此，接口之间间需要电平转转换，阻抗匹匹配尤为重要要，如图2所示。3.3时钟数数据恢复电路路ADN28177的应用电路路如图3所示，其中中，外围电路路包括电源滤滤波、告警门门限调节、环环路滤波电容容。外同电路路简单，无须须过多调节。限限幅放大器内内部集成功率率检测器，LOS输出用于指指示输入功率率是否跌落到到监测门限以以下。若检测测到低于监测测门限，则系系统指示无光光告警。RTH变阻器可调调整信号无光光告警的监测测范围。CF1和CF2引脚间的滤滤波电容，要要求其容量不不能超出0.417μF±20％，且绝缘缘电阻应大于于300MΩ。ADN28817的内部参数数通过外接微微处理器，经经I2C控制口进行行配置，输人人数据、输出出数据、输出出时钟的线路路阻抗为50Ω。另外，ADN28817的背面中心心有裸露焊盘盘供散热使用用，电路板布布局时可作热热焊盘，由过过孔接地。4系统软件设设计4.1内存地地址分配ADN28177内置两个8位受控地址址用于读、写写操作。其地地址分配方式式及初始化值值如图4所示，读、写写命令字节设设置如图5、图6所示。4.2数据读读取及计算方方法当外部单片机控控制ADN28817内存时，首首先单片机发发送一个通信信建立信号，指指示后面为数数据串。ADN28817以MSB到LSB的顺序向单单片机输出数数据。单片机机接收并判断断数据是否传传送完毕。数数据传送结束束后，ADN28817复位等待接接收后续命令令。计算信号的速率率：其中，FREQQ[22：0]由FREQ22[6：0](MSSB)，FREQ11[7：0]，FREQ00[7：0](LSSB)构成；fDATARAATE是信号速率(b／s)；fREFCCLK是REFCLLK(参考时钟)频率(Hz)；SEL_RRATE是由CTRLAA[7：6]设置，其值值根据REFCLLK由用户设定定。4.3程序设设计流程图目前单片机C语语言开发比较较流行，因此此建议使用C语言开发单