1.光学传输控制单元的内部结构

在光学总线中，每一个总线用户（收音机、CD唱机、视频导航仪等）都有一个光学传输控制单元，用于实现光学传输的信号调制、解调和控制。光学传输控制单元（图4-3）由内部供电装置、收发单元-光导发射器（FOT）、光波收发器、标准微控制器（CPU）、专用部件等组成。

图4-3 光学传输控制单元

图4-4 收发单元-光导发射器（FOT）

（1）光导插头 光导插头用于实现光导纤维与光学传输控制单元之间的连接。光信号通过光导插头进入光学传输控制单元，或将本控制单元产生的光信号通过光导插头、光导纤维传往下一个光学传输控制单元（总线用户）。

（2）电气插头 电气插头用于系统供电、系统故障自诊断以及输入/输出信号的传输。

（3）内部供电装置 由电气插头送入的电能再由内部供电装置分送到各个部件，这样就可以有选择地单独关闭控制单元内某一部件，从而降低了静态电流。

（4）收发单元-光导发射器 收发单元-光导发射器由一个光敏二极管和一个发光二极管构成（图4-4），到达的光信号由光敏二极管转换成电压信号（实现由光到电的转变）后传至光波收发器。发光二极管的作用是把来自光波收发器的电压信号再转换成光信号（实现由电到光的转变）。如图4-5所示，光学传输中使用的光波波长为650nm，是可见红光。数据经光波调制后传送，调制后的光经由光导纤维传到下一个控制单元。

图4-5 波长650nm的可见红光

（5）光波收发器 光波收发器由发射器和接收器两个部件组成。发射器将要发送的信息作为电压信号传至光导发射器。接收器接收来自光导发射器的电压信号并将所需的数据传至控制单元内的“标准微控制器”（CPU）。其他控制单元不需要的信息由收发器来传送，而不是将数据传到CPU上，这些信息原封不动地发送至下一个控制单元。

（6）标准微控制器 标准微控制器是控制单元的核心元件，它的内部有一个微处理器，用于操纵控制单元的所有基本功能。

（7）专用部件 专用部件用于控制某些专用功能，例如CD播放机的选曲和收音机调谐器的控制（选择广播电台频率）等。

2.光敏二极管

光敏二极管是利用光电效应原理将光波转换成电压信号的。如图4-6所示，光敏二极管内有一个PN结，入射光可以照射到这个PN结上。在P型层上有一个正极触点（滑环），N型层与金属底板（负极）相连。

如果入射光或红外线照射到PN结上，PN结内就会产生自由电子和空穴，从而形成穿越PN结的电流。照射到光敏二极管上的入射光越强，流过光敏二极管的电流就越大。这个现象称为光电效应。(www.daowen.com)

在实际应用中，光敏二极管一般与一个电阻串联连接，如图4-7所示。如果入射光强度很高（入射光强烈），流过光敏二极管和电阻R的电流就会增大，电阻R上的电压降也会增大，P点呈现高电平状态。反之，如果入射光比较微弱，则流过光敏二极管和电阻R的电流就会减小，电阻R上的电压降也会减小，P点呈现低电平状态。这样，利用光电效应原理，就可以将照射到光敏二极管的光波信号转换成电压信号了。

图4-6 光敏二极管的结构示意图

3.光导纤维

作为光波的传输介质，光导纤维（亦称光纤）的作用是将在某一控制单元发射器内产生的光波传送到另一控制单元的接收器，如图4-8所示。

（1）光导纤维的种类 常用的光纤有塑料光纤和玻璃纤维光纤两种，在汽车上应用了塑料光纤。与玻璃纤维光纤（G-LWL）相比，塑料光纤（K-LWL）具有以下优点：

图4-7 光电效应原理

1）光纤横断面较大。

2）制造过程简单。

3）更易于使用，因为塑料不会像玻璃一样脆弱。

4）更容易加工处理，在导线束制造时以及在进行售后服务维修时具有较大的优势。

（2）车载光导纤维的特点 为确保光波的正常传输，光导纤维具有如下特点：

1）在光导纤维中传输时，光波的衰减应尽可能小，以防止信号失真。

2）光波应能通过弯曲的光导纤维来传输，以适应在车内安装的需要。

3）光导纤维应是柔性的，以适应车辆的颠簸和振动。

4）在-40～85℃的温度范围内，光导纤维应能保证可靠传输光波，以适应汽车内部的剧烈的温度变化。