FE50MSNR – Émetteur-récepteur SMI POF non inverseur, 650 nm, du continu à 50 MBd, 50 m

Oui. La chaîne de transmission est spécifiée du continu à 50 MBd : elle peut donc transmettre des niveaux optiques statiques, des signaux PWM basse fréquence et des données numériques NRZ sans imposer de fréquence minimale de transition. À la limite supérieure, l’intervalle unitaire minimal est de 20 ns et la fréquence maximale indiquée est de 25 MHz. Le FE50MSNR peut ainsi servir de couche physique optique pour des systèmes RS232, RS485, Modbus ou PROFIBUS, à condition que les circuits d’interface externes et les temporisations du protocole respectent les limites électriques et temporelles. Pour de longues périodes d’inactivité ou des transmissions par salves, il convient de vérifier la distorsion initiale de largeur d’impulsion du récepteur en complément des caractéristiques temporelles en régime établi.

Le FE50MSNR associe un émetteur non inverseur et un récepteur non inverseur : un niveau logique haut à l’entrée électrique produit de la lumière, et la lumière détectée produit un niveau logique haut en sortie du récepteur. Le FE50MSIR utilise le même émetteur non inverseur, mais son récepteur inverseur inverse la polarité de la sortie de réception. Cette différence est importante pour remplacer des liaisons cuivre, gérer les états de repos des interfaces série ou se connecter directement à une logique programmable dont le niveau actif est défini. À la mise sous tension du récepteur, la sortie reste à haute impédance et se stabilise dans les 40 µs suivant le franchissement du seuil de fonctionnement par VCC. Le choix de la variante doit donc tenir compte à la fois de la polarité logique en fonctionnement normal et du comportement requis de l’équipement au démarrage et en cas de défaillance.

Les deux tensions d’alimentation conviennent : les performances électriques ont été validées sous 3,3 V et 5 V, avec une tolérance de ±5 %. Privilégiez une alimentation de 3,3 V lorsque les circuits logiques connectés le permettent, car le courant typique de l’émetteur est de 16,5 mA sous 3,3 V, contre 17,5 mA sous 5 V. L’émetteur et le récepteur peuvent utiliser des alimentations distinctes, mais il est recommandé de les alimenter à partir d’une même source. Au démarrage, VIN ne doit pas dépasser VCC, sous peine de placer le circuit de commande de l’émetteur dans un état logique incontrôlé. La valeur de +7 V est une valeur limite absolue et ne doit pas être considérée comme une limite d’alimentation en fonctionnement ; le fonctionnement normal au-delà de 5,5 V n’est pas spécifié.

La portée de 50 m dépend des conditions d’installation et ne constitue pas une garantie de longueur de câble sans réserve. La puissance crête en sortie de l’émetteur est spécifiée de −9 dBm à −1 dBm, tandis que la plage de puissance optique correspondant au niveau haut du récepteur s’étend de −22 dBm à −1 dBm. La différence entre la puissance minimale injectée et le seuil minimal du niveau haut donne un budget de pertes de 13 dB, avant prise en compte d’une marge de conception. L’atténuation de la fibre, les pertes des connecteurs, les courbures, la contamination, la température et le vieillissement doivent tous être pris en compte dans le bilan optique final. Les valeurs optiques sont des valeurs crêtes : les mesures de puissance moyenne réalisées sur des données présentant un rapport cyclique de 50 % seront donc inférieures d’environ 3 dB et doivent être interprétées en conséquence.

Prévoyez un délai de propagation maximal de 30 ns pour l’émetteur et de 50 ns pour le récepteur, pour chaque sens de transition, soit un délai interne de bout en bout pouvant atteindre 80 ns, auquel s’ajoute celui de la liaison installée. À 50 MBd, un intervalle unitaire vaut 20 ns : la latence fixe peut donc couvrir plusieurs intervalles unitaires sans pour autant réduire directement l’ouverture de l’œil en régime établi. La distorsion de largeur d’impulsion de l’émetteur est limitée à une plage de −3 ns à +3 ns, tandis que celle du récepteur (PWD) peut atteindre ±4 ns ou ±6 ns selon la puissance optique reçue. Les trois premières impulsions reçues peuvent présenter une distorsion de −7 ns à +14 ns. Les protocoles de transmission par salves doivent donc prévoir un préambule suffisamment long ou une tolérance temporelle suffisante pour permettre la stabilisation des premières impulsions.

Les broches 1 et 12 sont les connexions du blindage EMI et doivent être reliées au plan de masse des signaux du circuit imprimé pour réduire la diaphonie entre Tx et Rx et améliorer la protection contre les interférences externes et les décharges électrostatiques. Le routage exige également une attention particulière autour des broches 6 et 7 : des plages de brasage ovales de 1,2 mm sur 1,5 mm sont spécifiées sur les couches de cuivre supérieure et inférieure. Le composant convient au brasage à la vague, mais pas au brasage par refusion ; le brasage manuel est déconseillé en production. Le brasage est limité à 260 °C pendant dix secondes, une seule fois, à au moins 2,2 mm de la base des broches. Le bouchon antipoussière peut rester en place pendant les opérations, mais sa température doit rester inférieure à 110 °C. Les précautions de manipulation correspondant au niveau de sensibilité à l’humidité 2a s’appliquent.

Le FE50MSNR est spécifié pour un fonctionnement de −40 °C à +85 °C et répond aux exigences LED de classe 1 selon la norme IEC 60825-1, RoHS et de niveau 2 selon le modèle du corps humain JEDEC. Le niveau HBM de 2 kV à moins de 4 kV concerne la manipulation du composant et ne traduit pas l’immunité de l’équipement fini aux décharges électrostatiques externes. De même, les mentions du contrôle d’équipements médicaux, de la sécurité des patients et de l’isolation électrique désignent des domaines d’application possibles, et non une certification complète pour les équipements médicaux ou la sécurité fonctionnelle. Les concepteurs doivent toujours déterminer les lignes de fuite, les distances d’isolement dans l’air, l’isolation, la CEM et les performances de sécurité requises au niveau de l’équipement. La liaison optique peut assurer une séparation galvanique, mais aucune tension d’isolement du système n’est spécifiée pour l’installation complète.