一种光通信介质转换网络接口电路的制作方法

本实用新型属于无线可见光通信领域。

背景技术：

基于LED的自由空间光通信系统具有无需无线电频谱认证、通信速率高、安全性能好和绿色低碳等诸多优点，非常适合在短距离通信、室内定位、室内上网以及对电磁辐射敏感的场合应用。目前，基于可见光LED通信技术还停留在理论和应用基础研究的实验阶段，要真正走出实验室从而实现商业化仍然需要解决若干关键技术。并且，从目前的现有技术来看只是单纯研究如何调制光源和接收光信号。在以太网中，信号编码方式是MLT-3(Multi-Level Transmit-3)多阶基带数字编码方式；MLT-3是双极性码，有正电平“+1”、零电平“0”和负电平“-1”三种状态电平，并且以太网多以RJ-45网络接口为引出端；在可见光通信技术中，信号是通过调制到LED光源上的TTL电平对应光源明暗变化在自由空间中传输的；TTL是单极性码，只有正电平“+1”和零电平“0”没有负电平，因此，如何将RJ-45网络接口信号转换为TTL信号尤为重要。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了解决RJ-45网络接口信号无法转换为TTL信号的问题，提出了一种光通信介质转换网络接口电路。

本实用新型所述的一种光通信介质转换网络接口电路，该网络接口电路用于将RJ-45网络接口信号转换为TTL电平信号；

所述网络接口电路包括控制器、电阻R3至R7、电容C1至C4、电感L1、变压器T1和变压器T2；

所述控制器为ENC28J60芯片；

控制器的VCAP引脚与电容C1的一端相连，电容C1的另一端接地；

控制器的RBIAS引脚与电阻R7的一端相连，电阻R7的另一端接地；

控制器的TPOUT+引脚同时与电阻R3的一端以及变压器T1初级线圈的一端相连；控制器的TPOUT-引脚同时与电阻R4的一端以及变压器T1初级线圈的另一端相连；电阻R3的另一端同时与电阻R4的另一端、电感L1的一端、电容C2的一端以及变压器T1初级线圈的中心抽头相连，电感L1的另一端与3.3V电源的供电端相连，电容C2的另一端接地；变压器T1次级线圈的一端与RJ-45网络接口的1号引脚相连，变压器T1次级线圈的另一端与RJ-45网络接口的2号引脚相连；变压器T1次级线圈的中心抽头与电容C4的一端相连；电容C4的另一端接地；

控制器的TPIN+引脚同时与电阻R5的一端以及变压器T2次级线圈的一端相连；控制器的TPIN-引脚同时与电阻R6的一端以及变压器T2次级线圈的另一端相连；电阻R5的另一端同时与电阻R6的另一端以及电容C3的一端相连，电容C3的另一端接地；变压器T2初级线圈的一端与RJ-45网络接口的3号引脚相连，变压器T2初级线圈的另一端与RJ-45网络接口的6号引脚相连；

控制器的SI引脚用于输入控制指令；

控制器的SO引脚用于输出TTL电平信号。

本新型的ENC28J60芯片是一个完整的网络控制器，包含MAC、PHY，支持全双工和半双工模式，内部集成了物理层，采用了一系列包过滤机制以对传入数据包进行限制，ENC28J60芯片采用业界标准的SPI串行接口；其主要功能是实现以太网数据帧格式的封包和拆包以及通信数据格式转换。变压器T1以及变压器T2不但要具有2KV以上的电压隔离性能，而且均需要连接电阻R3至R6和电容C2以及电容C3来防止静电干扰；在ENC28J60芯片的RBIAS引脚与地之间接一个电阻R7以满足ENC28J60芯片内部模拟电路的需要；为了让ENC28J60芯片工作稳定，在ENC28J60芯片的VCAP引脚和地之间连接了一个电容C1的稳压电容；本新型中全部的电源引脚都与同一个外部3.3V电源相连，同样的，所有参考地引脚都应与同一个外部接地点连接，以此驱动ENC28J60芯片，既而完成将RJ-45网络接口信号转换为TTL电平信号，ENC28J60芯片的S1引脚接收外部转换指令，启动转换工作，RJ-45电平经本申请电路转换为TTL电平后，从ENC28J60芯片的SO引脚输出。

本实用新型的有益效果是实现了RJ-45网络接口信号转换为TTL信号；打破两者之间原有的技术壁垒，成功将可见光通信技术融入到以太网中，提供一种全新的宽带接入方案；无论在室内还是在室外，只要有LED照明系统的地方，就能够构建接入网络；很好地解决通信速率慢、无线频谱资源紧张、信息易于泄露等现有无线传输技术面临的难题；该技术非常有利于实现网络信号的全覆盖，在人工智能、定位导航、工业制造等领域都会有很好的应用；节约开发成本，提高系统的稳定性。

附图说明

图1为具体实施方式一所述的一种光通信介质转换网络接口电路的电路图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述的一种光通信介质转换网络接口电路，该网络接口电路用于将RJ-45网络接口信号转换为TTL电平信号；

所述网络接口电路包括控制器(1)、电阻R3至R7、电容C1至C4、电感L1、变压器T1和变压器T2；

所述控制器1为ENC28J60芯片；ENC28J60芯片是一个完整的网络控制器，包含MAC、PHY，支持全双工和半双工模式，内部集成了物理层，采用了一系列包过滤机制以对传入数据包进行限制，ENC28J60芯片采用业界标准的SPI串行接口，其主要功能是实现以太网数据帧格式的封包和拆包以及通信数据格式转换，即将RJ-45网络接口信号转换为TTL电平信号；

控制器1的VCAP引脚与电容C1的一端相连，电容C1的另一端接地；

控制器1的RBIAS引脚与电阻R7的一端相连，电阻R7的另一端接地；

控制器1的TPOUT+引脚同时与电阻R3的一端以及变压器T1初级线圈的一端相连；控制器1的TPOUT-引脚同时与电阻R4的一端以及变压器T1初级线圈的另一端相连；电阻R3的另一端同时与电阻R4的另一端、电感L1的一端、电容C2的一端以及变压器T1初级线圈的中心抽头相连，电感L1的另一端与3.3V电源的供电端相连，电容C2的另一端接地；变压器T1次级线圈的一端与RJ-45网络接口的1号引脚相连，变压器T1次级线圈的另一端与RJ-45网络接口的2号引脚相连；变压器T1次级线圈的中心抽头与电容C4的一端相连；电容C4的另一端接地；

控制器1的TPIN+引脚同时与电阻R5的一端以及变压器T2次级线圈的一端相连；控制器1的TPIN-引脚同时与电阻R6的一端以及变压器T2次级线圈的另一端相连；电阻R5的另一端同时与电阻R6的另一端以及电容C3的一端相连，电容C3的另一端接地；变压器T2初级线圈的一端与RJ-45网络接口的3号引脚相连，变压器T2初级线圈的另一端与RJ-45网络接口的6号引脚相连；电阻R3至R6和电容C2以及电容C3来防止静电干扰；电阻R7用于满足ENC28J60芯片内部模拟电路的需要；电容C1用于稳压；

控制器1的SI引脚用于输入控制指令；

控制器1的SO引脚用于输出TTL电平信号。

在本实施方式中，电阻R3至R6的电阻阻值分别为50Ω；电阻R7的电阻阻值为2000Ω；电容C1的电容值为10μF；电容C2的电容值为0.01μF；电容C3的电容值为0.01μF；电容C4的电容值为0.01μF；本实施方式中全部的电源引脚都与同一个外部3.3V电源相连，同样的，所有参考地引脚都应与同一个外部接地点连接。

具体实施方式二：本实施方式是对具体实施方式一所述的一种光通信介质转换网络接口电路进一步限定，在本实施方式中，该网络接口电路还包括电阻R1、电阻R2、发光二极管LED1和发光二极管LED2；

电阻R1的一端与控制器2的LEDA引脚相连，电阻R1的另一端与发光二极管LED1的阳极相连，发光二极管LED1的阴极接地；

电阻R2的一端与控制器2的LEDB引脚相连，电阻R2的另一端与发光二极管LED2的阳极相连，发光二极管LED2的阴极接地。

在本实施方式中，发光二极管LED1和发光二极管LED2均用于指示该网络接口电路的工作状况。

具体实施方式三：本实施方式是对具体实施方式一所述的一种光通信介质转换网络接口电路进一步限定，在本实施方式中，变压器T1和变压器T2均为脉冲变压器，并且变压器T1的初级线圈和次级线圈的匝数比以及变压器T2的初级线圈和次级线圈的匝数比均为1:1。

具体实施方式四：本实施方式是对具体实施方式一所述的一种光通信介质转换网络接口电路进一步限定，在本实施方式中，电感L1为铁氧体磁环，并且通过电感L1的额定电流大于等于100mA。