[发明专利]一种大功率自由空间光通信系统高速可拓展编码器

权利要求书

1.一种大功率自由空间光通信系统高速可拓展编码器，其特征在于，数据流从千兆网络接口接入，经过高速数据编码，输出恒定大电流控制信号用于外接光源电路；该高速可拓展编码器包含以太网输入接口单元、解码单元、编码模式可配置单元、TTL高速信号驱动输出单元、高速光电转换隔离单元、大功率恒流驱动单元；

所述大功率自由空间光通信系统高速可拓展编码器的工作包括以下流程：

首先读取以太网网络接口的TCP输入数据流，进入解码单元中对TCP/IP数据流进行解包；接着通过拨码开关选择极化码编码或者曼彻斯特编码等编码方式，根据接收到的网络数据流进入下一片编码单元中进行编码；然后根据编码序列输出高速TTL驱动信号；最后经过隔离单元驱动大功率恒流单元；大功率恒流驱动单元，根据隔离单元输出的数据信号，输出多组恒定大电流，从而控制外接光源电路发光；单个编码器最大可支持8个信道的编码，多个编码器之间可通过交换机进行连接，以拓展信道的通道数量。

2.如权利要求1所述的大功率自由空间光通信系统高速可拓展编码器，其特征在于，解码单元，使用单独的模块专门进行以太网网络数据解析，通过模块内部的软核对网络数据进行解包，简化了系统的硬件电路设计。

3.如权利要求1所述的大功率自由空间光通信系统高速可拓展编码器，其特征在于，编码模式可配置单元，使用专门模块进行数据编码，通过拨码开关可进行编码模式选择，如曼彻斯特编码和极化码编码等模式，实现多种编码模式集合的可选择性。

4.如权利要求1所述的大功率自由空间光通信系统高速可拓展编码器，其特征在于，编码模式可配置单元采用极化码编码方式时，先将信号序列进行分解，通过复用生成矩阵中的Kronecker积矩阵来进行相乘计算，再进行累加排序运算得到编码后的信号，降低了硬件设计的复杂度。

5.如权利要求1所述的大功率自由空间光通信系统高速可拓展编码器，其特征在于，解码单元、编码模式可配置单元，可以使用逻辑控制电路或者时序控制电路实现，例如FPGA、DSP等。

6.如权利要求1所述的大功率自由空间光通信系统高速可拓展编码器，其特征在于，高速光电转换隔离单元的核心是使用光电耦合器件6N137来完成光电隔离，其使用低压VCC_L供电，采用集电极输出方式，将输出的多组TTL驱动信号经过高速光电转换后输入大功率恒流驱动单元中，实现完全电气隔离。

7.如权利要求1所述的大功率自由空间光通信系统高速可拓展编码器，其特征在于，大功率恒流驱动单元，采用TLC5927大功率恒流驱动芯片，该芯片16个输出端相连，可以获得恒定大电流输出，保证外接光源电路能够长时间稳定工作。

8.如权利要求7所述的大功率自由空间光通信系统高速可拓展编码器，其特征在于，多片大功率恒流驱动芯片并联连接，可输出更大的恒定大电流，以适应外接光源电路的功率需要；多组大功率恒流驱动单元并联连接，可输出多组恒定大电流，输出至外接光源电路中，以适应外接光源电路的规模需要。