PLR137 Serisi Fiber Optik Alıcı Veri Sayfası - Photolink Arayüzü - 2.4-5.5V - 16Mbps - 650nm Kırmızı Işık - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürüne Genel Bakış

PLR137 serisi, dijital optik veri iletimi için tasarlanmış yüksek performanslı bir fiber optik alıcı modülünü temsil eder. Optik sinyalleri elektriksel TTL uyumlu çıkışlara dönüştürmek üzere tasarlanmış olup, plastik optik fiber (POF) kablolar üzerinden güvenilir veri iletişimi sağlar. Cihazın merkezinde, yüksek hassasiyet ve düşük güç tüketimi sağlayan özel bir CMOS Fotodedektör Entegre Devresi (PDIC) bulunur. Bu ürün, tipik olarak 650nm dalga boyu civarındaki kırmızı ışık kaynaklarıyla kullanım için optimize edilmiştir ve gürültü bağışıklığı ile uzun pil ömrünün kritik olduğu çeşitli tüketici ve endüstriyel dijital arayüz uygulamaları için uygundur.

1.1 Temel Avantajlar ve Hedef Pazar

PLR137 serisi, onu pazarda avantajlı bir konuma getiren birkaç temel avantaj sunar. Kırmızı ışık için optimize edilmiş yüksek fotodedektör hassasiyeti, daha uzun iletim mesafelerine veya daha düşük güçlü vericilerin kullanılmasına olanak tanır. Dahili eşik kontrol devresi, gürültü marjını önemli ölçüde iyileştirerek elektriksel olarak gürültülü ortamlarda sinyal bütünlüğünü artırır. Ayrıca, düşük güç tüketimi, taşınabilir ve pil ile çalışan cihazlar için belirleyici bir faktördür. Başlıca hedef pazarlar arasında dijital ses arayüzleri (Dolby AC-3 gibi), endüstriyel veri bağlantıları ve elektromanyetik parazitten bağımsız, sağlam, kısa-orta menzilli optik iletişim bağlantısı gerektiren her türlü uygulama yer alır.

2. Derinlemesine Teknik Parametre Analizi

Bu bölüm, veri sayfasında belirtilen temel teknik parametrelerin ayrıntılı ve nesnel bir yorumunu sağlar. Bu parametreleri anlamak, doğru devre tasarımı ve sistem entegrasyonu için çok önemlidir.

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Mutlak maksimum değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek stres limitlerini tanımlar. Besleme gerilimi (Vcc) asla 5.5V'u aşmamalı veya -0.5V'un altına düşmemelidir. Çıkış pimi gerilimi, Vcc + 0.3V'un üzerine zorlanmamalıdır. Cihaz -40°C ila 85°C sıcaklıklarda saklanabilir ancak -20°C ila 70°C arasında daha dar bir aralıkta çalışır. Montaj için kritik bir parametre, kurşunsuz reflow işlemleri için tipik olan, maksimum 10 saniye süreyle 260°C olarak derecelendirilen lehimleme sıcaklığıdır. Elektrostatik deşarj (ESD) koruması 2000V (İnsan Vücut Modeli) ve 100V (Makine Modeli)'dir, bu da standart taşıma önlemlerinin gerekli olduğunu gösterir.

2.2 Önerilen Çalışma Koşulları

Güvenilir çalışma için, cihaz 2.4V ila 5.5V aralığındaki önerilen besleme gerilimi aralığında, tipik değeri 3.0V olacak şekilde beslenmelidir. Bu aralığın dışında çalışmak, performansın düşmesine veya diğer belirtilen karakteristiklerin karşılanamamasına yol açabilir.

2.3 Elektro-Optik Karakteristikler

25°C, Vcc=3V ve 5pF yük kapasitansında ölçülen bu parametreler, alıcının performansını tanımlar.

• Tepe Hassasiyet Dalga Boyu (λp):650 nm. Alıcı bu dalga boyundaki kırmızı ışığa en hassastır.
• İletim Mesafesi (d):0.2 ila 5 metre. Bu aralık standart plastik optik fiber için tipiktir.
• Alıcı Gücü (Pc):16 Mbps'de gerekli minimum optik güç (hassasiyet) -27 dBm'dir (minimum). Potansiyel hasar veya bozulmadan önce izin verilen maksimum giriş gücü -14 dBm'dir. Bu değerler arasındaki fark dinamik aralıktır.
• Dağılma Akımı (Icc):Tipik olarak 4 mA, maksimum 12 mA. Bu düşük akım, pil ömrü için anahtardır.
• Çıkış Gerilim Seviyeleri:TTL uyumlu çıkış, tipik olarak 2.5V (min 2.1V) yüksek seviye (VOH) ve tipik olarak 0.2V (maks 0.4V) düşük seviye (VOL) sağlar.
• Zamanlama Parametreleri:Yükselme ve düşme süreleri (tr, tf) tipik olarak 10 ns'dir (maks 20 ns). Yayılım gecikmeleri (tPLH, tPHL) 120 ns'ye kadardır. Darbe genişliği bozulması (Δtw) ±25 ns içindedir ve jitter (Δtj) giriş gücüne bağlı olarak 1-20 ns arasında değişir.
• İletim Hızı (T):0.1 Mbps'den 16 Mbps'ye kadar Sıfıra Dönmeyen (NRZ) sinyalleri destekler.

3. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası, değişen koşullar altındaki davranış hakkında fikir veren tipik performans eğrilerini içerir.

3.1 Besleme Gerilimi - Minimum Alıcı Gücü İlişkisi

Şekil 4, minimum alıcı gücünün (hassasiyet) çalışma gerilimiyle nasıl değiştiğini gösterir. Genel olarak, hassasiyet çalışma aralığı içinde daha yüksek gerilimlerde hafifçe iyileşebilir. Bu eğri, tasarımcıların tipik 3.3V dışındaki gerilimlerde çalışırken yeterli bağlantı marjını doğrulamaları için gereklidir.

3.2 İletim Hızı - Minimum Alıcı Gücü İlişkisi

Şekil 5, veri hızı ile gerekli optik giriş gücü arasındaki ilişkiyi gösterir. Veri hızı arttıkça, alıcı tipik olarak düşük bit hata oranını korumak için daha fazla optik güce (daha az negatif dBm) ihtiyaç duyar. Bu eğri, istenen bir veri hızında elde edilebilecek maksimum mesafeyi belirlemek veya uygun bir verici gücü seçmek için kritiktir.

4. Mekanik ve Paket Bilgileri

4.1 Paket Boyutları ve Bacak Bağlantıları

Cihaz standart 3 bacaklı bir pakette gelir. Bacak fonksiyonları şunlardır: Bacak 1: Vout (Çıkış), Bacak 2: GND (Toprak), Bacak 3: Vcc (Besleme Gerilimi). Kritik mekanik boyut, cihaz varyantına göre (ör. PLR137, PLR137/S, PLR137/S9 vb.) 8.00 mm ila 16.00 mm arasında değişen bacak uzunluğudur (A1). Tüm boyutların genel toleransı ±0.10 mm'dir. Belirli varyant, ana konnektör veya PCB montajının mekanik gereksinimlerine göre seçilmelidir.

5. Uygulama ve Tasarım Kılavuzu

5.1 Tipik Uygulama Devresi

Veri sayfası, 3V ve 5V çalışma için iki genel uygulama devresi sağlar. Her iki devre de harici dekuplaj ve filtreleme bileşenleri gerektirir. Yüksek frekanslı gürültüyü dekuple etmek için Vcc ve GND bacaklarına (iyi bir kuplaj için 7mm içinde) yakın bir yere 0.1µF'lık bir kapasitör (C1) yerleştirilmelidir. Çıkış üzerindeki isteğe bağlı 30pF'lık bir kapasitör (C2) zil sesini azaltmaya yardımcı olabilir. Güç kaynağı ile seri bağlı 47µH'lık bir indüktör (L2) ek gürültü filtrelemesi için kullanılabilir. 3V ve 5V devreleri arasındaki seçim, mevcut sistem gerilimine ve istenen çıkış salınımına bağlıdır.

5.2 Ölçüm Yöntemleri

Belge, cihazın karakterizasyonu için standart yöntemleri ana hatlarıyla belirtir. Şekil 1, bir kontrol devresi, verici, standart POF kablosu ve bir optik güç ölçer kullanarak maksimum ve minimum giriş gücünün nasıl ölçüleceğini detaylandırır. Şekil 2, besleme akımını ölçmek için kurulumu gösterir. Şekil 3, çıkış gerilimi, darbe zamanlama parametreleri (yükselme/düşme süresi, yayılım gecikmesi) ve jitter için test devresini ve tanımları gösterir.

6. Paketleme ve Sipariş Bilgileri

6.1 Etiket Açıklaması ve Paketleme

Ürün etiketi birkaç kod içerir: CPN (Müşteri Ürün Numarası), P/N (Ürün Numarası), QTY (Paketleme Miktarı), LOT No (Parti Numarası) ve çeşitli dereceler için referans kodları (bu dijital alıcı için tipik olarak kullanılmaz). Standart paketleme seçenekleri torba başına 500 adet veya torba başına 2000 adet olup, kutu başına 4 torbadır.

7. Uyumluluk ve Güvenilirlik Notları

Ürün, temel çevre düzenlemelerine uyacak şekilde tasarlanmıştır. RoHS (Tehlikeli Maddelerin Kısıtlanması) uyumlu versiyonlar içinde kalacağı, AB REACH düzenlemelerine uyduğu ve Halojensiz (Brom <900ppm, Klor <900ppm, Br+Cl <1500ppm) olduğu belirtilmiştir. Bu uyumluluklar, elektronik ürünlerde küresel çevre standartlarını karşılamak için önemlidir.

8. Tasarım Hususları ve Sık Sorulan Sorular

8.1 Önemli Tasarım Hususları

• Bağlantı Bütçesi:Vericinizin çıkış gücünü (fibere kuple edilmiş) her zaman alıcınızın çalışma veri hızınız ve geriliminizdeki hassasiyetiyle karşılaştırarak bağlantı bütçesini hesaplayın. Konnektör kayıplarını ve yaşlanma için marjı dahil edin.
• Güç Kaynağı Dekuplajı:0.1µF'lık kapasitör, kararlı çalışmayı sağlamak ve gürültüyü en aza indirmek için alıcı bacaklarına mümkün olduğunca yakın yerleştirilmelidir.
• Fiber Hizalama:Fiber ile alıcının fotodedektörü arasındaki uygun mekanik hizalama, kuple edilen optik gücü maksimize etmek için kritiktir.
• Sinyal Bütünlüğü:16 Mbps'e yakın yüksek hızlı çalışma için, jitter ve darbe genişliği bozulmasının sisteminizin zamanlama marjları üzerindeki etkilerini göz önünde bulundurun.

8.2 Sık Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

S: Bu alıcıyı 850nm kızılötesi ışık kaynağı ile kullanabilir miyim?

C: Hayır. Alıcı, 650nm (kırmızı ışık) tepe hassasiyet dalga boyu için optimize edilmiştir. 850nm'de hassasiyeti önemli ölçüde daha düşük olacak ve bağlantıyı işlevsiz hale getirebilecektir.

S: Desteklenen maksimum veri hızı nedir?

C: Belirtilen koşullar altında NRZ sinyallemesi için garanti edilen maksimum veri hızı 16 Mbps'dir. Bu hızın ötesindeki çalışma karakterize edilmemiştir.

S: Doğru cihaz varyantını (ör. PLR137/S vs. PLR137/S9) nasıl seçerim?

C: Seçim, tamamen spesifik mekanik muhafazanız veya konnektörünüz için gerekli olan bacak uzunluğuna (A1 boyutu) dayanır. Paket Boyutları bölümündeki Cihaz Seçim Tablosuna bakın.

S: Harici bir yükselteç gerekli mi?

C: Hayır. Cihaz, hassas bir fotodedektör ve eşik kontrollü bir yükselteci tek bir CMOS PDIC üzerinde entegre ederek doğrudan TTL seviyesinde bir çıkış sağlar.

9. Çalışma Prensibi

PLR137, dahili fotoelektrik etki prensibiyle çalışır. Genellikle 650nm'de gelen fotonlar, CMOS PDIC içindeki entegre fotodedektöre çarpar. Bu, optik güçle orantılı küçük bir fotoelektrik akım oluşturan elektron-delik çiftleri üretir. Bu akım daha sonra entegre devre tarafından yükseltilir ve işlenir. Temel bir özellik, mantıksal '0' ve '1' durumlarını ayırt etmek için bir karar seviyesi belirleyen ve gürültüye ve ortalama optik güçteki değişimlere karşı bağışıklığı iyileştiren dahili eşik kontrol devresidir. Son çıkış, yeniden üretilmiş, TTL uyumlu bir dijital sinyaldir.

10. Uygulama Senaryoları ve Kullanım Örnekleri

Dijital Ses Arayüzü:Birincil bir uygulama, DVD oynatıcılar ve ses alıcıları gibi bileşenler arasında elektriksel olarak izole edilmiş, yüksek sadakatli bir bağlantı sağlayarak toprak döngülerini ve uğultuyu ortadan kaldıran Dolby AC-3 dijital ses arayüzlerindedir.

Endüstriyel Veri Bağlantısı:Fabrika otomasyonunda, alıcı, motorlar ve sürücülerden gelen yüksek seviyeli elektromanyetik parazitin (EMI) elektrik kablolarını bozacağı sensör ağlarında veya kontrol bağlantılarında kullanılabilir.

Tıbbi Ekipman:Tıbbi cihazlar içindeki kritik olmayan veri izleme için, optik izolasyon galvanik bağlantıları keserek hasta güvenliğini artırabilir.

Tüketici Elektroniği:Modüller arasında düşük gecikmeli, parazitsiz veri transferi için yüksek kaliteli oyun konsollarında veya VR sistemlerinde potansiyel kullanım.