SPT-P2T13V3-40D 双路 3G-SDI SFP 发射光模块技术教程
本教程基于 Sopto SPT-P2T13V3-40D 原厂规格书编写，面向硬件工程师、系统集成工程师，覆盖产品原理、硬件接线、上电调试、DDM 诊断、故障排查全流程。
1 产品概述
SPT-P2T13V3-40D 是双路发射型 SFP 光模块，LC 接口，1310nm DFB 激光器，单模光纤传输距离 40km，商业级温度 0~70°C，符合 SMPTE 297-2006 标准，支持 SD-SDI/HD-SDI/3G-SDI(速率 50Mbps-2.97Gbps)，完整支持 SDI 病理测试码型，内置 MCU 控制与 DDM 数字诊断，RoHS 合规，单电源 +3.3V 供电。
重点：本模块仅为双发射模块(双 TOSA)，无接收通道，必须搭配对应 SDI 接收光模块使用。
核心关键参数(取自 datasheet)
| 参数 | 指标 |
|---|---|
| 中心波长 | 1260-1360nm，典型 1310nm DFB |
| 平均输出光功率 | -2 ~ +2dBm(SMF 单模光纤输出) |
| 消光比 ER | >=5dB |
| SMSR 边模抑制比 | >=30dB |
| 供电 | 3.13-3.47V，典型 3.3V，最大 500mA |
| 工作壳温 | 0~+70°C(商业级) |
| 差分输入阻抗 | 90-110Ω，模块内部 AC 耦合 100Ω 端接，PECL 电平输入 |
| I2C 最大时钟 | 280KHz，LVCMOS 逻辑电平 |
| DDM 精度 | 温度 ±3°C；电压 ±3%；偏置电流 ±10%；发射光功率 ±3dB |
2 硬件引脚与电路设计指南
模块为 20pin SFP 金手指，两路独立发射通道 TX1、TX2，通道完全独立互不干扰。
关键信号引脚说明
| 引脚 | 信号 | 功能说明 |
|---|---|---|
| 18、19 | TD1+ / TD1- | 通道 1 SDI 差分数据输入，内部 AC 耦合，100Ω 端接，PECL 差分输入 400~1800mV |
| 8、9 | TD2+ / TD2- | 通道 2 SDI 差分数据输入 |
| 20 | TX1_DIS | 通道 1 发射关断输入，上拉在模块内部；2.0V~Vcc：关闭激光器；0-0.8V：开启发射；悬空 = 关闭 |
| 10 | TX2_DIS | 通道 2 发射关断输入 |
| 2 | TX1_FAULT | 通道 1 故障指示(开集输出)，主机侧必须 4.7-10K 上拉；低电平正常，高电平代表激光故障 |
| 12 | TX2_FAULT | 通道 2 故障指示 |
| 5 | I2C_CLK(SCL) | 管理时钟，主机 4.7-10K 上拉至 VCC_TX |
| 6 | I2C_DATA(SDA) | 管理数据，主机 4.7-10K 上拉至 VCC_TX |
| 15/16 | VCC_TX1/VCC_TX2 | 两路发射电源 3.3V |
| 1/4/7/11/14/17 | VEE_TX | 模块地 |
主机 PCB 设计强制要求
- TX_FAULT 故障引脚：开集输出，主板必须增加 4.7k-10kΩ 上拉电阻至 2.0V~Vcc，不可悬空；低电平 0-0.8V 表示工作正常，高电平表示激光故障。
- TX_DIS 引脚：模块内部自带上拉，主机输出 0-0.8V 开启激光器；>2V 关闭激光器；悬空默认激光器关闭。
- I2C 总线 SCL/SDA：主板必须增加 4.7-10K 上拉电阻，上拉电压使用模块供电 3.3V，I2C 时钟速率<=280KHz，逻辑低电平 0-0.8V，高电平 2.0-3.3V，0.8-2.0V 为未定义区。
- SDI 差分输入 TDx+/TDx- 走线严格控制差分阻抗100Ω 差分阻抗，走线尽量短，减少过孔，避免阻抗不连续引发抖动超标；模块内部已经 AC 耦合，主板端不要再增加隔直电容。
- 电源纹波控制：3.3V 电源纹波控制小于 50mV，模块最大电流 500mA，电源回路充分铺地。
3 时序与上电流程
所有时序参考原厂 datasheet，主机软件上电逻辑必须遵循：
- 模块上电，等待初始化时间
t_init <=300ms，等待模块内部 MCU 完成初始化，之后才允许读写 I2C； - 需要打开发射通道：将 TX_DIS 拉低至 0-0.8V；发射开启时间
t_on <=1ms； - 关闭发射通道：TX_DIS 拉高 > 2V，关断时间
t_off <=10us； - 发生故障后复位：TX_DIS 先拉高至少
10us(t_reset)，再拉低完成故障复位； - TX_FAULT 故障上报响应时间
t_fault <=100us。
⚠️ 禁止模块上电立刻读写 I2C，必须等待 300ms 初始化时间，否则 I2C 读取异常。
4 DDM 数字诊断读取(I2C)
模块支持 SFF-8472 DDM 数字诊断。
注：0xA0、0xA2 为 SFF-8472 行业标准 I2C 地址，原厂规格文档中未写明该地址。
- 0xA0：只读产品 ID 信息(型号、厂商)
- 0xA2：DDM 实时监测数据，读取：模块温度、供电电压、激光器偏置电流、TX 输出光功率。
可读取监测项目
| 监测项 | 测量范围 | 精度 |
|---|---|---|
| 模块壳温 | 0~70°C | ±3°C |
| 供电电压 | 3.0-3.6V | ±3% |
| 激光偏置电流 | 0-100mA | ±10% |
| 发射输出光功率 | -2~+2dBm | ±3dB |
注意：本模块是发射模块，没有接收光功率监测项。读取 I2C 时钟最高不要超过 280KHz。
5 安装、光链路与测试要点
- 静电防护：插拔模块佩戴防静电手环，禁止裸手触碰金手指与光口端面，Class 1 激光产品，禁止肉眼直视光口输出光。
- 光纤：必须使用OS2 单模 LC 双工光纤跳线，40km 链路需要核算光纤损耗；模块输出功率 -2~+2dBm，接收端光功率必须落在接收模块的接收灵敏度窗口。
- 信号测试：SDI 信号测试需要使用视频波形监视器，测试抖动指标；
- 3G-SDI 最大允许总抖动(病理码)120ps；HD-SDI 病理码 115ps；SD-SDI 病理码 300ps，指标来自规格书。
- 模块支持 SDI 病理码测试，这是广电 SDI 模块重要指标，可以使用 SDI 信号发生器输出病理码验证链路稳定性。
6 常见故障排查清单
| 故障现象 | 排查方向 |
|---|---|
| 激光器不发光 | 1)TX_DIS 是否被拉高或者悬空；2)上电后是否等待 t_init 初始化；3)VCC 供电是否 3.13-3.47V；4)读取 TX_Fault 引脚状态是否故障 |
| TX_FAULT 持续高(故障) | 1)供电电压异常；2)激光器内部故障；3)确认主板上拉电阻已焊接；4)执行 TX_DIS 复位流程 |
| I2C 无法读取 | 1)确认 SCL/SDA 上拉电阻；2)I2C 时钟<=280KHz；3)上电等待>=300ms；4)逻辑电平是否满足 LVCMOS；检查总线是否被拉死 |
| SDI 图像闪花、噪点 | 1)差分输入阻抗是否 100Ω；2)输入差分幅度 400-1800mV；3)检查抖动指标，确认信号源输出质量；4)电源纹波过大 |
| DDM 读取数据异常 | 确认采用内部/外部校准模式，核对读取寄存器地址 0xA2，确认 I2C 通信稳定 |
7 机械尺寸
SFP-MSA 标准封装，整机尺寸 57x13.4x8.5mm；双 LC 光口，两个 TOSA 横向间距 6.25±0.05mm；金手指为标准 SFP-MSA 20pin，物理上可兼容 SFP/SFP+ 笼子，本模块仅用于 SDI 视频传输，不支持 SFP+ 高速数据协议。
注：如需更多定制服务，请联系我们。
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