FR50MVIR RedLink® POF-Empfänger mit vertikalem Faseranschluss, 650 nm, DC–50 MBd, 50 m

Legen Sie das Leistungsbudget so aus, dass die optische Spitzenleistung am Empfänger im High-Zustand zwischen −22 und +2 dBm liegt und im Low-Zustand −40 dBm nicht überschreitet. Der Empfänger ist mit Sendern charakterisiert, die zwischen 635 und 680 nm emittieren. Eine 650-nm-Quelle liegt somit innerhalb dieses Wellenlängenbereichs. Der breitere Empfindlichkeitsbereich von 400 bis 900 nm bedeutet jedoch nicht, dass die Leistungsdaten bei jeder Wellenlänge identisch sind. Die optischen Grenzwerte beziehen sich auf die Spitzenleistung, nicht auf die mittlere Leistung. Bei Daten mit einem Tastgrad von 50 % ist die Spitzenleistung doppelt so hoch wie die mittlere Leistung. Berücksichtigen Sie bei der Berechnung Faserdämpfung, Steck­verbinder, Temperatur, Sendertoleranz, Verschmutzung und Alterung. Prüfen Sie für eine geplante POF-Verbindung über 50 m oder eine PCS-Verbindung über 300 m sowohl den minimalen empfangenen High-Pegel als auch die maximal zulässige Eingangsleistung unter ungünstigsten Bedingungen.

Der Empfänger lässt sich mit einer Gleich­spannung von 3,3 V oder 5 V betreiben; die zulässige Spannungstoleranz beträgt ±10 %. Seine Stromaufnahme liegt typischerweise bei 20 mA und kann bis zu 25 mA erreichen. Spannungsregler und Stromverteilungsnetz sollten daher für den Maximalwert ausgelegt sein. Platzieren Sie bei jedem Empfänger einen 100-nF-Kondensator nahe am V_CC-Pin. Das empfohlene Versorgungsfilter besteht aus zwei 10-µF-Kondensatoren und einer 1-µH-Induktivität, um Störungen zu reduzieren, die andere Komponenten auf derselben Versorgungsschiene einkoppeln. Sind mehrere Empfänger nah beieinander angeordnet, können sie dieses größere Filternetzwerk gemeinsam nutzen. Jedes Bauteil benötigt jedoch weiterhin einen eigenen lokalen 100-nF-Abblockkondensator.

Der FR50MVIR erzeugt einen elektrischen Logikzustand, der gegenüber dem erfassten optischen Eingangssignal invertiert ist. Bei Lichteinfall liegt der Ausgang im Normalbetrieb daher auf Low. Ohne Lichteinfall und bei einem Eingangssignal unterhalb der optischen Low-Schwelle liegt er auf High. Beim Einschalten bleibt der Ausgang hochohmig, während die Versorgungsspannung auf etwa 2,8 V ansteigt. Die angegebene Anlaufverzögerung beträgt 40 µs. Danach wechselt der Ausgang in den zum optischen Eingangssignal passenden Logikzustand. Sinkt die Versorgungsspannung unter etwa 2,6 V, wird der Ausgang sofort wieder hochohmig. Berücksichtigen Sie dies bei der Auslegung der Reset-Logik, der Logik zur Festlegung definierter Pegel über Pull-up- oder Pull-down-Widerstände sowie der Fehlererkennung.

Bei 50 MBd beträgt die minimale Symboldauer 20 ns und die maximale Frequenz eines alternierenden Bitmusters 25 MHz. Die Anstiegs- und Abfallzeiten am Ausgang sind jeweils mit höchstens 5 ns spezifiziert. Die Laufzeitverzögerungen für High-Low- und Low-High-Übergänge sind jeweils auf 50 ns begrenzt. Bei einem optischen High-Pegel zwischen −20 und +2 dBm beträgt die Pulsbreitenverzerrung maximal ±4 ns. Im unteren Empfindlichkeitsbereich von −22 bis −20 dBm steigt dieser Wert auf ±6 ns. Bei den ersten drei Impulsen kann die Verzerrung in einem größeren Bereich von −7 bis +14 ns liegen, wobei der erste Impuls den ungünstigsten Fall darstellt. Prüfen Sie daher die Protokoll-Zeitvorgaben, die Abtastzeitpunkte und den Zeitversatz zwischen Empfänger und Controller sowohl anhand der Grenzwerte im eingeschwungenen Zustand als auch anhand der Grenzwerte für die ersten Impulse.

Die optische Schnittstelle nimmt Kunststoff-Lichtwellen­leiter sowie kunststoffummantelte Quarzglasfasern mit 200 µm Durchmesser auf. POF-Verbindungen mit Stufenindexfasern erreichen bis zu 50 Meter, Verbindungen mit 200-µm-PCS-Fasern bis zu 300 Meter. Beide Reichweiten hängen von den Installationsbedingungen ab. Der Empfänger lässt sich in optischen Bitübertragungsschichten für RS232, RS485, CAN-Bus, Modbus oder PROFIBUS einsetzen, sofern die Signalrate im Bereich von DC bis 50 MBd liegt. Er wandelt optische in elektrische Signale um, übernimmt jedoch selbst weder die Protokollrahmenbildung noch die Busarbitrierung oder Leitungscodierung. Der gewählte Sender, die Faser, die Steck­verbinderverluste und die Schnittstellenschaltung müssen daher als vollständige Übertragungsstrecke validiert werden. Der Empfänger ist nicht als Protokollkonverter zu betrachten.

Der Empfänger ist weder für Infrarot- noch für Dampfphasen-Reflowlöten geeignet. Er darf einmalig für 10 Sekunden einer Löttemperatur von maximal +260 °C ausgesetzt werden, gemessen in einem Abstand von mindestens 2,2 mm vom Anschlussansatz. Empfohlen wird ein halogenfreies, wasserlösliches Flussmittel. Der Staubschutzstopfen sollte während des gesamten Löt-, Wasch- und Trocknungsvorgangs eingesetzt bleiben, um den optisch aktiven Bereich zu schützen. Reinigungsmittel auf Alkoholbasis wie Methanol, Isopropanol oder Isobutanol sind zulässig; Aceton, Ethylacetat und Produkte auf Phenolbasis dürfen nicht verwendet werden. Das Bauteil ist als MSL 2a eingestuft und darf nach dem Öffnen bis zu 672 Stunden unter normalen Fertigungsbedingungen bei weniger als 30 °C und unter 60 % relativer Luftfeuchtigkeit verbleiben. Für einen ungeöffneten Feuchtigkeitsschutzbeutel ist eine Lagerfähigkeit von 24 Monaten bei weniger als 40 °C und unter 90 % relativer Luftfeuchtigkeit angegeben.

Der Empfänger ist für Betrieb und Lagerung bei −40 °C bis +85 °C ausgelegt. Damit gelten bei der Gerätequalifizierung für beide Fälle dieselben Temperaturgrenzen. Für elektro­statische Kontaktentladungen ist er nach dem Human Body Model gemäß MIL-STD-883 mit Stufe 2 bei 4 kV eingestuft. Die Störfestigkeit gegen gestrahlte elektromagnetische Felder ist nach IEC 61000-4-3 mit 15 V m⁻¹ spezifiziert und bietet damit einen definierten Bezugspunkt für die EMV-Planung. Das Bauteil ist nach UL 60950-1 unter der Aktennummer E362227 zertifiziert und erfüllt die genannte RoHS-Richtlinie einschließlich ihrer Änderung. Das Gehäusematerial ist nach UL 94 V-0 eingestuft. Die Vorgaben für Lagerung und Montage ergeben sich aus der Klassifizierung MSL 2a. Berücksichtigen Sie diese Spezifikationen auf Bauteilebene zusammen mit dem Gehäuse, der Leiterplatte, der Verkabelung und den Konformitätsanforderungen an das Gesamtsystem.