[發明專利]一種可見光通信前端電路

有效

• 申請號: 201410004680.4
• 申請日: 2014-01-06
• 公開（公告）號: CN103716094A
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發明（設計）人: 鄔江興;于宏毅;朱義君;張劍;田忠俊
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍信息工程大學
• 主分類號: H04B10/40
• 分類號: H04B10/40
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 王寶筠

技術領域

本發明涉及可見光通信技術領域，更具體的說，是涉及一種可見光通信前端電路。

背景技術

近年來，隨著可見光通信技術的逐漸興起，越來越多的科研機構對其進行研究。通常，可見光通信從理論應用到實踐，需要解決模擬前端電路實現的問題。

目前，現有技術是通過在發送端配合使用bias-T型偏置電路模塊和放大器電路模塊，以滿足既為LED提供照明所需的電流，又使LED處在良好的線性工作狀態，以保證信號的完整性。

但上述方式的模塊價格昂貴、電源電壓要求高且不易于小型化。除此，發明人發現，上述模塊一般都不是LED專用的驅動模塊，存在阻抗不匹配，高、低頻信號畸變等問題，影響了可見光通信的工作性能。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種可見光通信前端電路，以克服現有技術中可見光電路成本高、阻抗不匹配的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種可見光通信前端電路，包括：前端發射電路以及前端接收電路；

所述前端發射電路用于將信號源產生的第一數字信號進行交流耦合并放大后，生成第一電流信號，以使LED工作在線性區；

所述前端接收電路用于將所述LED產生的光信號轉化為電流信號，并將所述電流信號轉化為電壓信號，經低通濾波、增益放大后，生成一與所述第一數字信號對應的第二數字信號。

優選的，所述前端發射電路包括：第一電阻、第一電容、可變電阻、第一放大電路，第二放大電路以及LED；

所述第一電阻的第一端與所述第一電容的第一端以及外接信號源的輸出端相連，所述第一電容的第二端分別與所述第一放大電路的輸入端以及所述可變電阻的滑動端相連，所述可變電阻串接在第一預設電壓與地之間，所述第二放大電路的輸入端與所述第一放大電路的輸出端相連，所述第二放大電路的輸出端與所述LED相連。

優選的，所述前端接收電路包括：接收二極管、第二電容、電流轉電壓電路、低通濾波電路以及增益放大電路；

所述接收二極管串接在第二預設電壓與地之間，所述接收二極管的陽極通過所述第二電容與所述電流轉電壓電路的輸入端相連，所述電流轉電壓電路的輸出端與所述低通濾波電路的輸入端相連，所述增益放大電路的輸入端與所述低通濾波電路的輸出端相連，所述增益放大電路的輸出端作為所述前端接收電路的輸出端。

優選的，所述第一放大電路包括第一運算放大器，所述第二放大電路包括第二運算放大器，所述第一運算放大器以及所述第二運算放大器為OPA2670、OPA2673或OPA2674的放大器芯片。

優選的，所述LED為藍光芯片和黃色熒光粉混合型LED或RGB三基色混合型LED。

優選的，在所述接收二極管處設置有聚光鏡。

優選的，還包括設置在所述二極管與所述LED之間的濾光鏡片。

優選的，所述接收二極管為Si?PIN型LED或APD。

優選的，所述電流轉電壓電路包括AD8015A的集成電路芯片。

優選的，所述前端接收電路還設置有金屬屏蔽罩。

經由上述的技術方案可知，與現有技術相比，本發明提供了一種可見光通信前端電路，包括：前端發射電路以及前端接收電路。其中，所述前端發射電路用于將信號源產生的第一數字信號進行交流耦合并放大后，生成第一電流信號，以使LED工作在線性區。所述前端接收電路用于將所述LED產生的光信號轉化為電流信號，并將所述電流信號轉化為電壓信號，經低通濾波、增益放大后，生成一與所述第一數字信號對應的第二數字信號。可見，本發明提供的可見光通信前端電路，無需使用bias-T型偏置電路模塊，電路成本低。且前端發射電路可利用可變電阻，以耦合的方式，為LED燈組提供可控大小的直流偏置，使得LED能夠提供照明所需的亮度，又使輸入信號的調制深度高。另外，采用第一運算放大器以及第二運算放大器均為寬帶運放，能夠有效提高電路傳輸的信息帶寬。而在前端接收電路中，采用性能優越的AD8015AR芯片搭建光電轉換電路，用集成芯片搭建后級低通濾波、信號放大電路，可以有效提高電路的接收帶寬，并降低接收電路自身引入的噪聲。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據提供的附圖獲得其他的附圖。