專(zhuān)利名稱(chēng)：高清晰度多媒體接口長(zhǎng)距離無(wú)損光纖傳輸裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及消費(fèi)電子中的一種高清多媒體連接線纜，特別涉及一種高清晰度多 媒體接口 (HDMI)長(zhǎng)距離無(wú)損光纖傳輸裝置。
背景技術(shù)：
HDMI(High-Definition Multimedia Interface)又被稱(chēng)為高清晰度多媒體接口 ，是
首個(gè)支持在單線纜上傳輸，不經(jīng)過(guò)壓縮的全數(shù)字高清晰度、多聲道音頻和智能格式與控 制命令數(shù)據(jù)的數(shù)字接口。 HDMI接口由Silicon Image美國(guó)晶像公司倡導(dǎo)，聯(lián)合索尼、日 立、松下、飛利浦、湯姆遜、東芝等八家著名的消費(fèi)類(lèi)電子制造商聯(lián)合成立的工作組共 同開(kāi)發(fā)的。目前的最高版本是于今年6月發(fā)布的HDMI1.3規(guī)范。HDMI不僅可以滿足目 前最高畫(huà)質(zhì)1080P的分辨率，還能支持DVD Audio等最先進(jìn)的數(shù)字音頻格式，支持八聲 道96kHz或立體聲192kHz數(shù)碼音頻傳送，而且只用一條HDMI線連接，免除數(shù)字音頻接 線。HDMI標(biāo)準(zhǔn)中描述共有3路TMDS高速數(shù)據(jù)信號(hào)，1路CLK信號(hào)，以及l(fā)路DDC(顯 示數(shù)據(jù)通道)和1路CEC(用戶控制功能)信道。目前廣泛采用的HDMI銅纜，但使用普 通的HDMI電纜長(zhǎng)距離傳輸時(shí)，總會(huì)出現(xiàn)輸出信號(hào)差，容易受干擾，顯示出來(lái)的圖像會(huì) 出現(xiàn)模糊、拖尾、分色等現(xiàn)象。因此隨著傳輸距離的增長(zhǎng)，以及對(duì)信號(hào)質(zhì)量的越來(lái)越高 的要求，HDMI銅纜道路將會(huì)越走越窄。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題及缺點(diǎn)，提供一種高清晰度多媒體 接口 (HDMI)長(zhǎng)距離無(wú)損光纖傳輸裝置，本裝置主要實(shí)現(xiàn)原理是，依據(jù)HDMI1.3標(biāo)準(zhǔn)， 用4路光信號(hào)傳輸高速數(shù)據(jù)及時(shí)鐘信號(hào)，1路光信號(hào)傳輸從顯示終端讀取的DDC(顯示數(shù) 據(jù)通道)信號(hào)，并回傳給顯示源端，從而將電纜中的銅纜徹底取代為5根光纖。
本發(fā)明的技術(shù)方案為 高清晰度多媒體接口長(zhǎng)距離無(wú)損光纖傳輸裝置，由發(fā)送模塊(TX)、接收模塊 (RX)和5根光纖組成，其特征在于發(fā)送模塊(TX)通過(guò)5根光纖分別與接收模塊(RX) 相連，發(fā)送模塊(TX)由4路電光(E/0)轉(zhuǎn)換電路和1路顯示數(shù)據(jù)通道(DDC)控制信號(hào)的 光電(0/E)轉(zhuǎn)換電路、供電模塊、邏輯控制模塊組成，供電模塊為發(fā)送模塊提供電源，邏 輯控制模塊控制讀取DDC信號(hào)；接收模塊(RX)由4路0/E轉(zhuǎn)換電路和1路DDC控制信 號(hào)的E/0轉(zhuǎn)換電路、供電模塊、邏輯控制模塊組成，供電模塊為接收模塊提供電源，邏 輯控制模塊控制讀取DDC信號(hào)，其中3根光纖傳輸最小變化差分信號(hào)TMDS的高速視頻 /音頻信號(hào)，1根光纖傳輸時(shí)鐘(CLK)信號(hào)，1根光纖傳輸DDC控制信號(hào)，發(fā)送模塊(TX) 通過(guò)電纜與顯示源相連，接收模塊(RX)通過(guò)電纜與顯示終端相連。
供電模塊采用低功耗的穩(wěn)壓器件為發(fā)送模塊和接收模塊供電。
由RX讀取顯示終端的擴(kuò)展顯示識(shí)別數(shù)據(jù)(EDID)通過(guò)DDC控制信號(hào)的E/0用1 路光纖回傳到TX，然后通過(guò)0/E發(fā)送給顯示源端。
本發(fā)明替代了傳統(tǒng)的銅纜HDMI連接線，成本大幅度下降，體積和重量比銅纜 都有大幅度的減小，便于生產(chǎn)和工程施工，更節(jié)能環(huán)保。 采用線性穩(wěn)壓器LDO電壓轉(zhuǎn)換，并采用低功耗器件，結(jié)合目前消費(fèi)電子已有的 常用接口，發(fā)送模塊TX，接收模塊RX中均加入了miniUSB接口，在少數(shù)內(nèi)部供電不足 的情況下進(jìn)行外部供電. 發(fā)送模塊、接收模塊的光接口采用LC接口，體積小巧，安裝簡(jiǎn)便，既可以實(shí) 現(xiàn)模塊與光纖通路一體化的整體設(shè)計(jì)，也可以實(shí)現(xiàn)預(yù)留5個(gè)光口，可接插拔的模塊化設(shè) 計(jì)。 較之銅線有限的傳輸距離，光纖的傳輸距離可以延長(zhǎng)300米以上，并且抗電磁 干擾能力增強(qiáng)。 設(shè)計(jì)主要分為發(fā)送模塊(TX)和接收模塊(RX)兩個(gè)部分組成。下表為T(mén)X， RX
的主要性能指標(biāo)。
性能參數(shù)TXRX
功耗輸入+5V，電流300mA輸入+5V，電流300mA
傳輸距離> 300米> 300米
發(fā)射光功率< -6dbm< -12dbm
激光器最大傳輸 速率1.6Gbs1.6Gbs
工作環(huán)境工作溫度/濕度(TC 57.5°C /5% 85%工作溫度/濕度0°C 57.5 °C /5% 85%
存儲(chǔ)溫度/濕度-8°C 75°C /5% 85%存儲(chǔ)溫度/濕度-8°C 75 °C /5% 85% 本發(fā)明與現(xiàn)有的HDMI傳輸相關(guān)技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)1、替代銅纜為5路光 纖，成本大大降低；2、傳輸帶寬增大，抗干擾性增強(qiáng)；3、傳輸距離可延長(zhǎng)至少300米 以上，線纜采用光纖連接，體積和重量減小并且環(huán)保；4、線纜連接可以采用普通的LC 接口，可插拔的形式，使線纜連接更方便，靈活；5、整體裝配也簡(jiǎn)易化可提高生產(chǎn)效 率。


圖1總體方案框圖。
圖2發(fā)送端原理示意圖。
圖3接收端原理示意圖。
具體實(shí)施例方式
結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。 如圖1所示，本發(fā)明由發(fā)送模塊(TX)、接收模塊(RX)和5根光纖組成，發(fā)送模 塊(TX)通過(guò)5根光纖分別與接收模塊(RX)相連，發(fā)送模塊(TX)由4路電光(E/0)轉(zhuǎn)換電 路和1路顯示數(shù)據(jù)通道(DDC)控制信號(hào)的光電(0/E)轉(zhuǎn)換電路、供電模塊、邏輯控制模塊 組成，供電模塊為發(fā)送模塊提供電源，邏輯控制模塊控制讀取DDC信號(hào)；接收模塊(RX) 由4路0/E轉(zhuǎn)換電路和l路DDC控制信號(hào)的E/0轉(zhuǎn)換電路、供電模塊、邏輯控制模塊組 成，供電模塊為接收模塊提供電源，邏輯控制模塊控制讀取DDC信號(hào)，其中3根光纖傳 輸最小變化差分信號(hào)TMDS的高速視頻/音頻信號(hào)，1根光纖傳輸時(shí)鐘(CLK)信號(hào)，l根 光纖傳輸DDC控制信號(hào)，發(fā)送模塊(TX)通過(guò)電纜與顯示源相連，接收模塊(RX)通過(guò)電 纜與顯示終端相連。所述發(fā)送模塊(TX)和接收模塊(RX)的電光轉(zhuǎn)換電路和1路數(shù)據(jù)通 道(DDC)控制信號(hào)的光電(0/E)轉(zhuǎn)換電路、供電模塊、邏輯控制模塊都可以從市場(chǎng)購(gòu)買(mǎi)得 到。 參照?qǐng)D2所示，發(fā)送模塊(TX)主要由低成本的4路電光轉(zhuǎn)換電路，l路光電轉(zhuǎn)換 電路，低功耗的供電模塊，以及邏輯控制模塊四個(gè)組成。 4路電光轉(zhuǎn)換電路主要是把HDMI的3路最小變化差分信號(hào)(TMDS)和1路時(shí)鐘 (CLK)信號(hào)轉(zhuǎn)換成光信號(hào)。由于根據(jù)HDMI標(biāo)準(zhǔn)中描述，每個(gè)TMDS通道的傳輸速率在 25MHZ至1.65GHZ之間，因此選用實(shí)現(xiàn)方法可以采用4組1.25G激光器(TOSA)及驅(qū)動(dòng) 芯片(LASERDRIVER)組合成電光轉(zhuǎn)換電路。也可以根據(jù)傳輸距離的需求，使用單模激 光器及相應(yīng)驅(qū)動(dòng)電路。 l路光電轉(zhuǎn)換電路是通過(guò)光探測(cè)器(ROSA)接收到從終端回傳的顯示數(shù)據(jù)通道 DDC信號(hào)，轉(zhuǎn)化為串口信號(hào)，輸入到MCU。實(shí)現(xiàn)方法用l組1.25G探測(cè)器(ROSA)及限 幅放大器(Limiting AMP)組合成光電轉(zhuǎn)換電路。同樣可以根據(jù)傳輸距離要求，使用單模 激光器及相應(yīng)驅(qū)動(dòng)電路。 發(fā)送模塊(TX)的邏輯控制模塊完成DDC信號(hào)的恢復(fù)。具體可采用單片機(jī)或者簡(jiǎn) 單的可編程邏輯器件來(lái)實(shí)現(xiàn)。DDC信號(hào)包括數(shù)據(jù)時(shí)鐘信號(hào)(SDA)和數(shù)據(jù)時(shí)鐘信號(hào)(SCL)， 傳輸?shù)臄?shù)據(jù)格式為外部顯示設(shè)備識(shí)別數(shù)據(jù)(EDID)，包括顯示設(shè)備的基本參數(shù)。
供電模塊通過(guò)線性穩(wěn)壓器(LDO)將通過(guò)USB接口輸入的5V電源轉(zhuǎn)換成3.3V的 并完成穩(wěn)壓功能。并且采用USB接口供電，接口使用便捷。 參照?qǐng)D3所示，接收模塊(RX)主要由低成本的4路光電轉(zhuǎn)換電路，l路電光轉(zhuǎn) 換電路，低功耗的供電模塊，以及邏輯控制模塊四個(gè)模塊組成。 4路光電轉(zhuǎn)換電路把從TX傳來(lái)的4路光信號(hào)轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的3路TMDS信號(hào)和1 路CLK信號(hào)，輸出到HDMI接口 。實(shí)現(xiàn)方法采用4組1.25G探測(cè)器(ROSA)及限幅放大 器(Limiting AMP)組合成光電轉(zhuǎn)換電路。根據(jù)傳輸距離要求，可使用單模激光器及相應(yīng) 驅(qū)動(dòng)電路。 l路電光轉(zhuǎn)換電路，由于接收模塊(RX)與顯示終端相連，l路電光轉(zhuǎn)換電路通過(guò) HDMI接口將顯示終端的DDC信號(hào)轉(zhuǎn)換成光信號(hào)，回傳TX。實(shí)現(xiàn)方法采用1組1.25G激 光器(TOSA)及驅(qū)動(dòng)芯片(LASER DRIVER)組合成電光轉(zhuǎn)換電路。根據(jù)傳輸距離要求，可使用單模激光器及相應(yīng)驅(qū)動(dòng)電路。 接收模塊(RX)的邏輯控制模塊完成終端DDC信號(hào)的采集，具體可采用單片機(jī)或 者簡(jiǎn)單的可編程邏輯器件來(lái)實(shí)現(xiàn)。采集后的信號(hào)發(fā)送到電光轉(zhuǎn)換電路，繼續(xù)完成光信號(hào) 的回傳。 供電模塊通過(guò)性穩(wěn)壓器(LDO)將通過(guò)USB接口輸入的5V電源轉(zhuǎn)換成3.3V的并 完成穩(wěn)壓功能。并采用USB取電，通常顯示終端不能通過(guò)HDMI為RX提供電源，采用
此接口使用便捷。
權(quán)利要求
高清晰度多媒體接口長(zhǎng)距離無(wú)損光纖傳輸裝置，其特征在于由發(fā)送模塊、接收模塊和5根光纖組成，發(fā)送模塊通過(guò)5根光纖分別與接收模塊相連，發(fā)送模塊通過(guò)電纜與顯示源相連，接收模塊通過(guò)電纜與顯示終端相連。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高清晰度多媒體接口長(zhǎng)距離無(wú)損光纖傳輸裝置，其特征在于所述的發(fā)送模塊由4路電光轉(zhuǎn)換電路和1路顯示數(shù)據(jù)通道控制信號(hào)的光電轉(zhuǎn)換電路、供電模塊、邏輯控制模塊組成；供電模塊為發(fā)送模塊提供電源，邏輯控制模塊控制讀取DDC信號(hào)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高清晰度多媒體接口長(zhǎng)距離無(wú)損光纖傳輸裝置，其特征在于所述的接收模塊由4路光電轉(zhuǎn)換電路和1路DDC控制信號(hào)的電光轉(zhuǎn)換電路、供電模塊、邏輯控制模塊組成，供電模塊為接收模塊提供電源，邏輯控制模塊控制讀取DDC信號(hào)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的高清晰度多媒體接口長(zhǎng)距離無(wú)損光纖傳輸裝置，其特征在于所述的邏輯控制模塊，發(fā)送模塊的邏輯控制模塊完成DDC信號(hào)的恢復(fù)，接收模塊的邏輯控制模塊完成DDC信號(hào)的采集。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的高清晰度多媒體接口長(zhǎng)距離無(wú)損光纖傳輸裝置，其特征在于所述的供電模塊采用穩(wěn)壓器件為發(fā)送模塊和接收模塊供電。
全文摘要
本發(fā)明涉及高清晰度多媒體接口長(zhǎng)距離無(wú)損光纖傳輸裝置，由發(fā)送模塊、接收模塊和5根光纖組成，發(fā)送模塊通過(guò)5根光纖分別與接收模塊相連，發(fā)送模塊通過(guò)電纜與顯示源相連，接收模塊通過(guò)電纜與顯示終端相連，其中3根光纖傳輸最小變化差分信號(hào)TMDS的高速視頻/音頻信號(hào)，1根光纖傳輸時(shí)鐘信號(hào)，1根光纖傳輸DDC控制信號(hào)。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)基本原理是4路光信號(hào)傳輸高清信號(hào)，1路光信號(hào)傳輸從顯示終端讀取的顯示數(shù)據(jù)通道信號(hào)，并回傳給顯示源端，從而將電纜中的銅纜徹底取代為5根光纖，本發(fā)明HDMI用5根光纖傳輸，具有高帶寬，更長(zhǎng)傳輸距離，及成本低等顯著優(yōu)勢(shì)。
文檔編號(hào)H04N5/765GK101692707SQ20091006392
公開(kāi)日2010年4月7日 申請(qǐng)日期2009年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月9日
發(fā)明者余冰, 劉海, 曹祥東 申請(qǐng)人:武漢暢聯(lián)光電科技有限公司