PLR137 श्रृंखला फाइबर ऑप्टिक रिसीवर डेटाशीट - फोटोलिंक इंटरफेस - 2.4-5.5V - 16Mbps - 650nm लाल प्रकाश - हिन्दी तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

PLR137 श्रृंखला एक उच्च-प्रदर्शन फाइबर ऑप्टिक रिसीवर मॉड्यूल का प्रतिनिधित्व करती है जो डिजिटल ऑप्टिकल डेटा ट्रांसमिशन के लिए डिज़ाइन की गई है। यह ऑप्टिकल सिग्नल को विद्युत टीटीएल-संगत आउटपुट में परिवर्तित करने के लिए इंजीनियर की गई है, जो प्लास्टिक ऑप्टिकल फाइबर (POF) केबल पर विश्वसनीय डेटा संचार सुविधाजनक बनाती है। डिवाइस का मूल एक स्वामित्व वाला सीएमओएस फोटोडिटेक्टर इंटीग्रेटेड सर्किट (PDIC) है, जो उच्च संवेदनशीलता और कम बिजली की खपत को सक्षम बनाता है। यह उत्पाद लाल प्रकाश स्रोतों, आमतौर पर लगभग 650nm तरंगदैर्ध्य के साथ उपयोग के लिए अनुकूलित है, जो उपभोक्ता और औद्योगिक डिजिटल इंटरफेस अनुप्रयोगों की एक श्रृंखला के लिए उपयुक्त है जहां शोर प्रतिरक्षा और विस्तारित बैटरी जीवन महत्वपूर्ण हैं।

1.1 मुख्य लाभ और लक्षित बाजार

PLR137 श्रृंखला कई प्रमुख लाभ प्रदान करती है जो इसे बाजार में अनुकूल रूप से स्थित करते हैं। लाल प्रकाश के लिए अनुकूलित इसकी उच्च फोटोडिटेक्टर संवेदनशीलता, लंबी ट्रांसमिशन दूरी या कम-शक्ति ट्रांसमीटर के उपयोग की अनुमति देती है। अंतर्निहित थ्रेशोल्ड नियंत्रण सर्किट शोर मार्जिन में काफी सुधार करता है, जो विद्युत रूप से शोर वाले वातावरण में सिग्नल अखंडता को बढ़ाता है। इसके अलावा, इसकी कम बिजली की खपत पोर्टेबल और बैटरी संचालित उपकरणों के लिए एक निर्णायक कारक है। प्राथमिक लक्षित बाजारों में डिजिटल ऑडियो इंटरफेस (जैसे डॉल्बी AC-3), औद्योगिक डेटा लिंक और किसी भी ऐसे अनुप्रयोग शामिल हैं जिन्हें एक मजबूत, लघु से मध्यम श्रेणी के ऑप्टिकल संचार लिंक की आवश्यकता होती है जो विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप से प्रतिरक्षित हो।

2. गहन तकनीकी पैरामीटर विश्लेषण

यह खंड डेटाशीट में निर्दिष्ट प्रमुख तकनीकी पैरामीटर की विस्तृत, वस्तुनिष्ठ व्याख्या प्रदान करता है। उचित सर्किट डिजाइन और सिस्टम एकीकरण के लिए इन पैरामीटरों को समझना महत्वपूर्ण है।

2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग

पूर्ण अधिकतम रेटिंग तनाव सीमाओं को परिभाषित करती है जिसके परे डिवाइस को स्थायी क्षति हो सकती है। आपूर्ति वोल्टेज (Vcc) कभी भी 5.5V से अधिक या -0.5V से नीचे नहीं जाना चाहिए। आउटपुट पिन वोल्टेज को Vcc + 0.3V से ऊपर नहीं बढ़ाया जाना चाहिए। डिवाइस को -40°C से 85°C तक के तापमान में संग्रहीत किया जा सकता है लेकिन -20°C से 70°C की संकीर्ण सीमा के भीतर संचालित होता है। असेंबली के लिए एक महत्वपूर्ण पैरामीटर सोल्डरिंग तापमान है, जो अधिकतम 10 सेकंड की अवधि के लिए 260°C पर रेटेड है, जो लीड-मुक्त रीफ्लो प्रक्रियाओं के लिए विशिष्ट है। इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) सुरक्षा 2000V (ह्यूमन बॉडी मॉडल) और 100V (मशीन मॉडल) है, जो इंगित करता है कि मानक हैंडलिंग सावधानियाँ आवश्यक हैं।

2.2 अनुशंसित संचालन स्थितियाँ

विश्वसनीय संचालन के लिए, डिवाइस को अनुशंसित आपूर्ति वोल्टेज सीमा 2.4V से 5.5V के भीतर संचालित किया जाना चाहिए, जिसका विशिष्ट मान 3.0V है। इस सीमा के बाहर संचालन से प्रदर्शन में गिरावट या अन्य निर्दिष्ट विशेषताओं को पूरा करने में विफलता हो सकती है।

2.3 विद्युत-प्रकाशीय विशेषताएँ

ये पैरामीटर, 25°C, Vcc=3V और 5pF के लोड कैपेसिटेंस पर मापे गए, रिसीवर के प्रदर्शन को परिभाषित करते हैं।

• शिखर संवेदनशीलता तरंगदैर्ध्य (λp):650 nm. रिसीवर इस तरंगदैर्ध्य पर लाल प्रकाश के प्रति सबसे अधिक संवेदनशील है।
• संचरण दूरी (d):0.2 से 5 मीटर। यह सीमा मानक प्लास्टिक ऑप्टिकल फाइबर के लिए विशिष्ट है।
• रिसीवर शक्ति (Pc):16 Mbps पर आवश्यक न्यूनतम ऑप्टिकल शक्ति (संवेदनशीलता) -27 dBm (न्यूनतम) है। संभावित क्षति या विरूपण से पहले अधिकतम स्वीकार्य इनपुट शक्ति -14 dBm है। इन मूल्यों के बीच का अंतर गतिशील सीमा है।
• क्षय धारा (Icc):आमतौर पर 4 mA, अधिकतम 12 mA। यह कम धारा बैटरी जीवन के लिए महत्वपूर्ण है।
• आउटपुट वोल्टेज स्तर:टीटीएल-संगत आउटपुट एक उच्च स्तर (VOH) आमतौर पर 2.5V (न्यूनतम 2.1V) और एक निम्न स्तर (VOL) आमतौर पर 0.2V (अधिकतम 0.4V) प्रदान करता है।
• समय पैरामीटर:उदय और पतन समय (tr, tf) आमतौर पर 10 ns (अधिकतम 20 ns) होते हैं। प्रसार विलंब (tPLH, tPHL) 120 ns तक होते हैं। पल्स चौड़ाई विरूपण (Δtw) ±25 ns के भीतर होता है, और जिटर (Δtj) इनपुट शक्ति के आधार पर 1-20 ns की सीमा में होता है।
• स्थानांतरण दर (T):0.1 Mbps से 16 Mbps तक नॉन-रिटर्न-टू-जीरो (NRZ) सिग्नल का समर्थन करता है।

3. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण

डेटाशीट में विशिष्ट प्रदर्शन वक्र शामिल हैं जो विभिन्न स्थितियों के तहत व्यवहार में अंतर्दृष्टि प्रदान करते हैं।

3.1 बिजली आपूर्ति वोल्टेज बनाम न्यूनतम रिसीवर शक्ति

चित्र 4 दर्शाता है कि न्यूनतम रिसीवर शक्ति (संवेदनशीलता) संचालन वोल्टेज के साथ कैसे बदलती है। आम तौर पर, संचालन सीमा के भीतर उच्च वोल्टेज पर संवेदनशीलता थोड़ी सुधर सकती है। यह वक्र डिजाइनरों के लिए आवश्यक है ताकि विशिष्ट 3.3V के अलावा अन्य वोल्टेज पर संचालन करते समय पर्याप्त लिंक मार्जिन की पुष्टि की जा सके।

3.2 स्थानांतरण दर बनाम न्यूनतम रिसीवर शक्ति

चित्र 5 डेटा दर और आवश्यक ऑप्टिकल इनपुट शक्ति के बीच संबंध दर्शाता है। जैसे-जैसे डेटा दर बढ़ती है, रिसीवर को आमतौर पर कम बिट त्रुटि दर बनाए रखने के लिए अधिक ऑप्टिकल शक्ति (कम नकारात्मक dBm) की आवश्यकता होती है। यह वक्र वांछित डेटा दर पर प्राप्त करने योग्य अधिकतम दूरी निर्धारित करने या उपयुक्त ट्रांसमीटर शक्ति का चयन करने के लिए महत्वपूर्ण है।

4. यांत्रिक और पैकेज सूचना

4.1 पैकेज आयाम और पिनआउट

डिवाइस एक मानक 3-पिन पैकेज में आता है। पिन कार्य हैं: पिन 1: Vout (आउटपुट), पिन 2: GND (ग्राउंड), पिन 3: Vcc (आपूर्ति वोल्टेज)। महत्वपूर्ण यांत्रिक आयाम पिन लंबाई (A1) है, जो डिवाइस वेरिएंट (जैसे, PLR137, PLR137/S, PLR137/S9, आदि) के अनुसार भिन्न होती है, जो 8.00 mm से 16.00 mm तक होती है। सभी आयामों में सामान्य सहनशीलता ±0.10 mm होती है। विशिष्ट वेरिएंट को होस्ट कनेक्टर या PCB माउंटिंग की यांत्रिक आवश्यकताओं के आधार पर चुना जाना चाहिए।

5. अनुप्रयोग और डिजाइन दिशानिर्देश

5.1 विशिष्ट अनुप्रयोग सर्किट

डेटाशीट 3V और 5V संचालन के लिए दो सामान्य अनुप्रयोग सर्किट प्रदान करती है। दोनों सर्किटों को बाहरी डिकपलिंग और फिल्टरिंग घटकों की आवश्यकता होती है। एक 0.1µF संधारित्र (C1) Vcc और GND पिनों के जितना संभव हो उतना करीब (अच्छे युग्मन के लिए 7mm के भीतर) रखा जाना चाहिए ताकि उच्च-आवृत्ति शोर को डिकपल किया जा सके। आउटपुट के पार एक वैकल्पिक 30pF संधारित्र (C2) रिंगिंग को कम करने में मदद कर सकता है। बिजली आपूर्ति के साथ श्रृंखला में एक 47µH प्रेरक (L2) अतिरिक्त शोर फिल्टरिंग के लिए उपयोग किया जा सकता है। 3V और 5V सर्किट के बीच चुनाव उपलब्ध सिस्टम वोल्टेज और वांछित आउटपुट स्विंग पर निर्भर करता है।

5.2 मापन विधियाँ

दस्तावेज़ डिवाइस की विशेषता बताने के लिए मानक विधियों की रूपरेखा प्रस्तुत करता है। चित्र 1 विस्तार से बताता है कि कंट्रोल सर्किट, ट्रांसमीटर, मानक POF केबल और ऑप्टिकल पावर मीटर का उपयोग करके अधिकतम और न्यूनतम इनपुट शक्ति कैसे मापें। चित्र 2 आपूर्ति धारा मापने के लिए सेटअप दिखाता है। चित्र 3 आउटपुट वोल्टेज, पल्स टाइमिंग पैरामीटर (उदय/पतन समय, प्रसार विलंब) और जिटर के लिए परीक्षण सर्किट और परिभाषाओं को दर्शाता है।

6. पैकेजिंग और ऑर्डर सूचना

6.1 लेबल स्पष्टीकरण और पैकिंग

उत्पाद लेबल में कई कोड होते हैं: CPN (ग्राहक का उत्पाद संख्या), P/N (उत्पाद संख्या), QTY (पैकिंग मात्रा), LOT No (लॉट संख्या), और विभिन्न रैंकों के लिए संदर्भ कोड (आमतौर पर इस डिजिटल रिसीवर के लिए उपयोग नहीं किया जाता)। मानक पैकिंग विकल्प प्रति बैग 500 टुकड़े या प्रति बैग 2000 टुकड़े हैं, प्रति बॉक्स 4 बैग के साथ।

7. अनुपालन और विश्वसनीयता नोट्स

उत्पाद को प्रमुख पर्यावरणीय नियमों का पालन करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह बताया गया है कि यह RoHS (हानिकारक पदार्थों का प्रतिबंध) अनुपालन संस्करणों के भीतर रहता है, EU REACH नियमों का पालन करता है, और हैलोजन-मुक्त है (ब्रोमीन <900ppm, क्लोरीन <900ppm, Br+Cl <1500ppm)। इलेक्ट्रॉनिक उत्पादों में वैश्विक पर्यावरण मानकों को पूरा करने के लिए ये अनुपालन महत्वपूर्ण हैं।

8. डिजाइन विचार और अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

8.1 मुख्य डिजाइन विचार

• लिंक बजट:हमेशा अपने ट्रांसमीटर की आउटपुट शक्ति (फाइबर में युग्मित) की तुलना अपने संचालन डेटा दर और वोल्टेज पर रिसीवर की संवेदनशीलता से करके लिंक बजट की गणना करें। कनेक्टर हानियों और उम्र बढ़ने के लिए मार्जिन शामिल करें।
• बिजली आपूर्ति डिकपलिंग:0.1µF संधारित्र को रिसीवर पिनों के जितना संभव हो उतना करीब रखा जाना चाहिए ताकि स्थिर संचालन सुनिश्चित हो और शोर कम से कम हो।
• फाइबर संरेखण:फाइबर और रिसीवर के फोटोडिटेक्टर के बीच उचित यांत्रिक संरेखण युग्मित ऑप्टिकल शक्ति को अधिकतम करने के लिए महत्वपूर्ण है।
• सिग्नल अखंडता:16 Mbps के करीब उच्च-गति संचालन के लिए, अपने सिस्टम की टाइमिंग मार्जिन पर जिटर और पल्स चौड़ाई विरूपण के प्रभावों पर विचार करें।

8.2 अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (तकनीकी पैरामीटर के आधार पर)

प्रश्न: क्या मैं इस रिसीवर का उपयोग 850nm इन्फ्रारेड प्रकाश स्रोत के साथ कर सकता हूँ?

उत्तर: नहीं। रिसीवर 650nm (लाल प्रकाश) की शिखर संवेदनशीलता तरंगदैर्ध्य के लिए अनुकूलित है। 850nm पर इसकी संवेदनशीलता काफी कम होगी, संभवतः लिंक को कार्यात्मक नहीं बना देगी।

प्रश्न: समर्थित अधिकतम डेटा दर क्या है?

उत्तर: निर्दिष्ट शर्तों के तहत NRZ सिग्नलिंग के लिए गारंटीकृत अधिकतम डेटा दर 16 Mbps है। इस दर से परे संचालन की विशेषता नहीं बताई गई है।

प्रश्न: मैं सही डिवाइस वेरिएंट (जैसे, PLR137/S बनाम PLR137/S9) का चयन कैसे करूँ?

उत्तर: चयन पूरी तरह से आपकी विशिष्ट यांत्रिक आवास या कनेक्टर के लिए आवश्यक पिन लंबाई (A1 आयाम) पर आधारित है। पैकेज आयाम अनुभाग में डिवाइस चयन तालिका देखें।

प्रश्न: क्या बाहरी एम्पलीफायर की आवश्यकता है?

उत्तर: नहीं। डिवाइस एक संवेदनशील फोटोडिटेक्टर और एक थ्रेशोल्ड-नियंत्रित एम्पलीफायर को एकल सीएमओएस PDIC पर एकीकृत करता है, जो एक प्रत्यक्ष टीटीएल-स्तर आउटपुट प्रदान करता है।

9. संचालन सिद्धांत

PLR137 आंतरिक प्रकाशविद्युत प्रभाव के सिद्धांत पर कार्य करता है। आने वाले प्रकाश के फोटॉन, आमतौर पर 650nm पर, सीएमओएस PDIC के भीतर एकीकृत फोटोडिटेक्टर से टकराते हैं। यह इलेक्ट्रॉन-होल जोड़े उत्पन्न करता है, जिसके परिणामस्वरूप ऑप्टिकल शक्ति के समानुपाती एक छोटी फोटोकरंट उत्पन्न होती है। इस धारा को फिर एकीकृत सर्किटरी द्वारा प्रवर्धित और संसाधित किया जाता है। एक प्रमुख विशेषता अंतर्निहित थ्रेशोल्ड नियंत्रण सर्किट है, जो तार्किक '0' और '1' अवस्थाओं के बीच अंतर करने के लिए एक निर्णय स्तर निर्धारित करता है, जो शोर और औसत ऑप्टिकल शक्ति में भिन्नता के प्रति प्रतिरक्षा में सुधार करता है। अंतिम आउटपुट एक पुनर्जीवित, टीटीएल-संगत डिजिटल सिग्नल है।

10. अनुप्रयोग परिदृश्य और उपयोग के मामले

डिजिटल ऑडियो इंटरफेस:एक प्राथमिक अनुप्रयोग डॉल्बी AC-3 डिजिटल ऑडियो इंटरफेस में है, जहां यह डीवीडी प्लेयर और ऑडियो रिसीवर जैसे घटकों के बीच विद्युत रूप से अलग, उच्च-निष्ठा लिंक प्रदान करता है, जो ग्राउंड लूप और हम को समाप्त करता है।

औद्योगिक डेटा-लिंक:फैक्ट्री स्वचालन में, रिसीवर का उपयोग सेंसर नेटवर्क या नियंत्रण लिंक में किया जा सकता है जहां मोटर्स और ड्राइव से उच्च स्तर का विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप (EMI) विद्युत केबलों को दूषित कर देगा।

चिकित्सा उपकरण:चिकित्सा उपकरणों के भीतर गैर-महत्वपूर्ण डेटा निगरानी के लिए, ऑप्टिकल अलगाव गैल्वेनिक कनेक्शनों को तोड़कर रोगी सुरक्षा को बढ़ा सकता है।

उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स:उच्च-स्तरीय गेमिंग कंसोल या VR सिस्टम में मॉड्यूल के बीच कम-विलंबता, हस्तक्षेप-मुक्त डेटा स्थानांतरण के लिए संभावित उपयोग।