FB2M5KRR 650 nm 10–250 Mbps 50 m OptoLock® POF-zendontvanger

De FB2M5KRR ondersteunt NRZ-data van 10 tot 250 Mbps en is daarmee geschikt voor Fast Ethernet, industrieel Ethernet en bedrijfseigen seriële verbindingen binnen dat symboolsnelheidsbereik. Een Ethernet-verbinding van 100 Mbps met 4B/5B-codering werkt op 125 MBd. Een 8B/10B-verbinding van 200 Mbps werkt op 250 MBd en bereikt daarmee de maximaal gespecificeerde snelheid. Voorbeelden van geschikte toepassingen zijn 100BASE-FX, EtherCAT, Sercos III en compatibele seriële poorten van FPGA’s of ASIC’s. De protocolverwerking blijft extern: de zendontvanger zet de differentiële elektrische datastroom om naar de optische verbinding en omgekeerd, maar implementeert het communicatieprotocol niet.

De elektrische datapaden moeten normaal gesproken AC-gekoppeld zijn. Stem de interfaceschakeling af op de common-modespanning van het aangesloten apparaat. De ontvanger heeft een nominale common-modespanning van 1,25 V aan de uitgang, terwijl de getoonde CML- en LVPECL-interfaces common-modeniveaus van respectievelijk 1,5 V en 2 V gebruiken. RD+ en RD− zijn intern afgesloten met 100 Ω, maar TD+ en TD− vereisen een externe differentiële afsluiting van 100 Ω. Voor hoge datasnelheden worden koppelcondensatoren van 100 nF gebruikt; bij lagere datasnelheden kan een grotere waarde nodig zijn. Controleer de uiteindelijke schakeling op de afsluit- en instelspanningseisen van de gekozen PHY, FPGA of ASIC.

Het opgegeven bereik van 50 m geldt voor kunststof optische vezel met stapindex bij 250 Mbps en is afhankelijk van de uiteindelijke installatie. Voor de optische karakterisering wordt POF gebruikt met een kerndiameter van 1 mm en een NA van 0,5. Het gespecificeerde uitgangsvermogen van de zender ligt tussen −10 en −2 dBm en de gespecificeerde ontvangergevoeligheid bedraagt −24 dBm. Het maximaal toegestane optische ingangsvermogen van de ontvanger is −2 dBm; dit vormt de bovengrens van het geaccepteerde optische bereik. Vezelverzwakking, buigingen, de kwaliteit van de vezelafwerking, vervuiling en de bedrijfstemperatuur kunnen in de praktijk allemaal de beschikbare marge beïnvloeden. Valideer daarom het beoogde kabeltraject en het afwerkingsproces bij de vereiste datasnelheid en onder alle bedrijfsomstandigheden van de apparatuur.

De RSSI-pen levert een stroom die evenredig is met het gemiddelde optische vermogen dat de ontvanger bereikt. Een geschikte weerstand tussen RSSI en massa zet deze stroom om in een analoge spanning die met een ADC of bewakingsschakeling kan worden uitgelezen. De responsiviteit van de RSSI-uitgang is typisch 0,16 A/W. Het toegestane RSSI-spanningsbereik loopt van 0 V tot VCC min 1,5 V. Bij de nominale voedingsspanning van 3,3 V levert dit een bovengrens van 1,8 V op. Drempelwaarden voor de verbindingskwaliteit moeten in het complete systeem worden vastgesteld, omdat de meetwaarde ook wordt beïnvloed door vezelverliezen, de staat van de connectoren, componentvariaties en de gekozen belastingsweerstand.

De zender en ontvanger schakelen onafhankelijk van elkaar over naar een toestand met laag stroomverbruik wanneer elektrische of optische activiteit ontbreekt. De typische slaapstromen bedragen 20 µA voor de zender en 7 µA voor de ontvanger, samen de opgegeven typische waarde van 27 µA. De ontvanger schakelt na een typische vertraging van twee seconden over naar de slaapstand en heeft een typische ontwaaktijd van 100 µs, met een optische ontwaakdrempel tussen −28 en −26 dBm. Om de zender te activeren is een differentiële ingangszwaai van minimaal 50 mV nodig. De ontwaakvertraging bedraagt typisch 5 µs en maximaal 80 µs. Bij ontwerpen met onderbroken dataverkeer moet bij het instellen van de pakkettiming, verbindingsbewaking en herhaalpogingen rekening worden gehouden met deze ontwaaktijden.

De datalijnen moeten worden uitgevoerd als differentiële paren met gecontroleerde impedantie, met korte, symmetrische banen en een ononderbroken massavlak met lage inductantie. RD+ en RD− hebben al een differentiële afsluiting van 100 Ω. De zenderingang vereist daarentegen een externe weerstand van 100 Ω tussen TD+ en TD−. De aansluitpennen van de EMI-afscherming en alle massapennen moeten op het signaalmassavlak worden aangesloten. Plaats de ontkoppelcondensatoren dicht bij de bijbehorende voedingspennen. Voor pennen 6 en 7 zijn aan de boven- en onderzijde niet-ronde soldeerpads van 1,2 mm bij 1,5 mm vereist, terwijl de bijbehorende doorgemetalliseerde gaten rond blijven. Voor de mechanische lay-out geldt een algemene maattolerantie van ±0,2 mm. Gebruik voor de uitvoering de vrijgegeven footprinttekening.

De component is niet geschikt voor infrarood- of dampfasereflowsolderen. De absolute soldeerlimiet is +260 °C gedurende 10 seconden, eenmalig, waarbij de warmte op minimaal 2,2 mm afstand van de basis van de aansluitpen moet worden aangebracht. De stofplug moet tijdens het solderen, wassen en drogen blijven zitten. Halogeenvrije, wateroplosbare vloeimiddelen en geschikte reinigingsmiddelen op alcoholbasis zijn toegestaan; aceton, ethylacetaat en producten op fenolbasis zijn niet toegestaan. De component is geclassificeerd als MSL 2a en mag na opening van de vochtwerende verpakking maximaal 672 uur buiten die verpakking blijven bij een temperatuur onder 30 °C en een relatieve luchtvochtigheid onder 60%. Als alternatief kunnen componenten uit een geopende verpakking in een droogkast worden bewaard bij een relatieve luchtvochtigheid onder 10%.

Normaal bedrijf is gespecificeerd van −40 °C tot +85 °C bij een voedingsspanning tussen 3,0 V en 3,6 V, met een nominale waarde van 3,3 V. Het absolute voedingsspanningsbereik van −0,5 V tot 3,6 V geeft de grenzen aan waarbuiten schade kan ontstaan en mag niet als bedrijfsbereik worden beschouwd. De optische bron is geclassificeerd als LED-klasse 1 volgens IEC 60825-1. De materiaalsamenstelling voldoet aan RoHS-richtlijn 2011/65/EU. Voor de omgang met vochtgevoelige componenten geldt J-STD-020, niveau MSL 2a. Deze classificaties op componentniveau ondersteunen de apparatuurselectie, maar de elektrische veiligheid, EMC, ESD en naleving van wettelijke voorschriften moeten nog steeds voor het complete systeem worden beoordeeld.