FR50MxNR RedLink Versatile Link Receiver (DC–50MBd)

50 MBd steht für 50 Megabaud, also eine Signalrate von 50 Millionen Symbolen pro Sekunde. Bei einer einfachen optischen Ein/Aus-Verbindung entspricht 1 Baud typischerweise 1 Bit pro Sekunde, sodass 50 MBd effektiv einer Datenrate von 50 Mbps ähnlich ist. Der FR50M-Empfänger kann Datenströme bis zu dieser Rate zuverlässig verarbeiten und eignet sich damit für schnelle serielle Kommunikation und Steuerprotokolle.

Die FR50M-Serie ist für Zweispannungsbetrieb ausgelegt. Sie akzeptiert Versorgungsspannungen von etwa 3,0 V bis 5,5 V; das heißt, Sie können sie problemlos mit 3,3 V oder 5 V (±10% Toleranz) versorgen. Die Ausgangsstufe ist TTL/CMOS-kompatibel mit dem jeweils gewählten Logikpegel und lässt sich somit direkt an 3,3-V- und 5-V-Digitalsysteme anbinden.

Die horizontalen (FR50MHNR) und vertikalen (FR50MVNR) Versionen sind elektrisch und optisch identisch; der einzige Unterschied liegt in der mechanischen Ausrichtung des faseroptischen Ports. Bei der horizontalen Version befindet sich der Fasereinlass seitlich, parallel zur PCB, während der Fasereinlass der vertikalen Version oben liegt, senkrecht zur PCB. Diese Wahl ermöglicht es, das Gehäuse zu wählen, das am besten zu Ihrem Platinenlayout und Gehäuse passt – z. B. die vertikale Version, wenn die Faser von oben eingesteckt werden soll, oder die horizontale, wenn sie von der Seite kommt. Beide Versionen werden über Through-Hole-Pins in die PCB montiert und bieten die gleiche Leistung.

Ja. Die RedLink Serie wurde als Drop-in-kompatible Lösung für das Versatile Link System entwickelt. Das Gehäuse des FR50M-Empfängers und seine Fiber-Steck­verbinder-Schnittstelle entsprechen den Abmessungen des Versatile Link Standards. Das bedeutet, dass Sie dieselben Kunststoff-Faserstecker (rastende oder nicht rastende Simplex-Steck­verbinder) verwenden können, die auch bei älteren Geräten der HFBR-Serie eingesetzt wurden. In vielen Fällen lässt sich ein älterer HFBR-Empfänger auf einer bestehenden Platine durch ein Gerät der FR50M Serie ersetzen, wodurch Sie eine höhere Geschwindigkeit (50 MBd Unterstützung) erzielen – ohne mechanische Änderungen.

Der FR50M-Empfänger arbeitet mit 1 mm Plastic Optical Fibre (POF) ebenso wie mit 200 µm Polymer Clad Silica (PCS)-Faser und nutzt dazu Versatile-Link-kompatible Steck­verbinder. Die maximale Übertragungsstrecke hängt von der Ausgangsleistung Ihres Senders und der Dämpfung der Faser ab. Mit einem typischen RedLink-Sender (650 nm RCLED) und hochwertiger POF können Sie bei voller 50-MBd-Geschwindigkeit – angesichts der Empfindlichkeit des Empfängers von etwa -22 dBm – in der Größenordnung von 50 Metern oder mehr erreichen. Größere Entfernungen sind bei niedrigeren Datenraten oder mit dämpfungsärmerer Faser möglich. Prüfen Sie stets das Link-Budget: Die hohe Empfindlichkeit des FR50M trägt dazu bei, eine robuste Verbindung über in industriellen Umgebungen übliche Distanzen sicherzustellen (z. B. mehrere zehn Meter innerhalb einer Maschine oder zwischen Schaltschränken).

„Nichtinvertierend“ bedeutet, dass das digitale Ausgangssignal die gleiche Polarität wie der optische Eingang hat. Mit anderen Worten: Wenn am Empfänger Licht anliegt (entspricht einer logischen „1“), geht der Ausgang des FR50MxNR auf logisch High. Umgekehrt führt kein Licht (logische „0“) zu einem Low-Pegel am Ausgang. Das ist für die meisten Anwendungen intuitiv. Firecomms bietet auch eine invertierende Version (FR50MxIR) an, bei der die Ausgangslogik umgekehrt ist (der Ausgang geht auf Low, wenn Licht anliegt). Die nichtinvertierende (NR) Version wird in der Regel aus Gründen der Einfachheit bevorzugt, die IR-Variante kann jedoch nützlich sein, wenn Ihre Systemlogik oder andere Komponenten ein invertiertes Signal erfordern.

Der FR50M RedLink Receiver ist sehr einfach zu verwenden. Es handelt sich um ein vollständig autarkes Modul mit integrierter Fotodiode und Verstärker-IC. In der Regel müssen Sie lediglich eine stabile Strom­versorgung (3,3 V oder 5 V) bereitstellen und auf ein gutes PCB-Layout achten (einschließlich eines Abblockkondensators nahe an den Versorgungspins zur Stabilisierung). Der Ausgang des Moduls kann direkt mit Ihrem Mikrocontroller, FPGA oder Ihrer Schnittstellenschaltung verbunden werden. Externe Transimpedanzverstärker oder Vorspannungsnetzwerke sind nicht erforderlich – das ist alles bereits integriert. Das Modul ist werksseitig kalibriert und funktioniert sofort nach dem Auspacken korrekt. Achten Sie lediglich darauf, das im Datenblatt empfohlene PCB-Footprint sowie die Montageanweisungen zu befolgen, um eine optimale optische Ausrichtung und Signalintegrität zu gewährleisten.

Optische Glasfaserverbindungen bieten galvanische Trennung und sind unempfindlich gegenüber elektromagnetischen Störungen. In einer Industrieumgebung mit viel elektrischem Rauschen (durch Motoren, Umrichter, Funkgeräte usw.) stellt eine POF-Verbindung sicher, dass Ihre Datenkommunikation nicht durch EMI beeinträchtigt wird, und verhindert Masseschleifen zwischen Geräten. Der FR50M-Empfänger bildet zusammen mit seinem Sender effektiv einen isolierten Datenkanal – zwischen den beiden Enden gibt es keine elektrische Leitungsverbindung, was empfindliche Steuerelektronik vor Spannungsspitzen oder Unterschieden im Massepotenzial schützt. Außerdem ist Kunststoff-Glasfaser robust, leicht und sicher (sie leitet keinen Strom und neigt nicht zur Funkenbildung), was in gefährlichen oder Hoch­spannungsbereichen vorteilhaft ist. Insgesamt ermöglichen diese Empfänger die Realisierung einer hochgeschwindigkeitsfähigen, störunempfindlichen Kommunikationsverbindung – mit der Einfachheit, ein Glasfaserkabel einzustecken, was in vielen Fällen gegenüber Kupfer ein großer Vorteil ist.

Die FR50M-Serie ist für eine kontinuierliche Datenübertragung über den gesamten Bereich von DC bis 50 MBd ausgelegt. „DC bis 50 MBd“ bedeutet, dass sie alles von einem konstanten DC-Pegel (0 Hz) bis zu 50 Millionen Bit pro Sekunde verarbeiten kann – sowohl kontinuierliche Datenströme als auch Burst-Daten sind also unproblematisch. Der Empfänger weist eine extrem geringe Pulsbreitenverzerrung auf; das bedeutet, dass er Form und Timing der Impulse selbst bei Burst-Mode-Kommunikation (bei der schnelle Folgen von Ein-/Aus-Signalen unterschiedliche Pulsbreiten haben können) präzise beibehält. Dadurch eignet er sich für Protokolle, die Datenbursts senden oder eine genaue Zeitbasis erfordern. Ob Sie einen kontinuierlichen seriellen Datenstrom (z. B. ein schnelles UART oder ein proprietäres Protokoll) übertragen oder Datenpakete intermittierend senden: Der FR50MxNR verarbeitet dies zuverlässig.

Das optische Empfangermodul FR50M wurde mit Blick auf industrielle Sicherheit und Konformität entwickelt. Es verwendet ein Kunststoffgehäuse mit UL 94 V-0 Einstufung, d. h. das Material ist flammhemmend und selbstverlöschend – wichtig zur Erfüllung von Sicherheitsvorschriften in der Industrieelektronik. Das Gerät ist außerdem RoHS-konform, enthält also keine eingeschränkten gefährlichen Stoffe, wie es in vielen Regionen vorgeschrieben ist. Auch wenn faseroptische Komponenten dieser Art an sich keine funktionale „Sicherheitszertifizierung“ besitzen (da sie für sich genommen kein vollständiges System sind), können sie in Systemen eingesetzt werden, die Normen für Isolierung und Trennung erfüllen müssen. Die optische Verbindung kann dabei helfen, die Anforderungen an verstärkte Isolierung gemäß Normen wie IEC 61010 oder IEC 61800 für Antriebe zu erfüllen, da Sender und Empfänger keine elektrische Verbindung haben. Beachten Sie stets das Datenblatt hinsichtlich Kriechstrecke/Luftstrecke oder möglicher Zulassungen durch Prüfstellen; grundsätzlich ist die FR50M-Serie jedoch als zuverlässige Komponente für Systeme ausgelegt, die globale industrielle Standards einhalten müssen.