[實(shí)用新型]一種基于白光LED的可見光通信系統(tǒng)的接收裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201520633671.1
• 申請(qǐng)日: 2015-08-20
• 公開（公告）號(hào): CN205179057U
• 公開（公告）日: 2016-04-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉召軍;莫煒靜;彭燈;古今;劉熹
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東順德中山大學(xué)卡內(nèi)基梅隆大學(xué)國(guó)際聯(lián)合研究院;中山大學(xué)
• 主分類號(hào): H04B10/60
• 分類號(hào): H04B10/60;H04B10/116
• 代理公司: 北京風(fēng)雅頌專利代理有限公司 11403
• 代理人: 李陽

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及通信領(lǐng)域，特別是指一種基于白光LED的可見光通信系統(tǒng)的接收裝置。

背景技術(shù)

目前，如圖1所示，所述基于白光LED的可見光通信系統(tǒng)，發(fā)射裝置可以將電信號(hào)轉(zhuǎn)化為光信號(hào)，然后通過光學(xué)信道即自由空間將光信號(hào)發(fā)送給接收裝置，最后接收裝置能夠?qū)⒔邮盏木哂幸欢l率的光信號(hào)轉(zhuǎn)化為原始電信號(hào)。其中，基于白光LED的可見光通信系統(tǒng)的接收裝置的核心技術(shù)是光電轉(zhuǎn)換技術(shù)，且光電轉(zhuǎn)換技術(shù)的核心是如何將光生電流進(jìn)行無噪聲放大。

現(xiàn)有的光電轉(zhuǎn)換技術(shù)有前均衡跨阻抗前置放大技術(shù)和后均衡跨阻抗前置放大技術(shù)。其中，后均衡跨阻抗前置放大技術(shù)，是指在光電檢測(cè)器所產(chǎn)生的光輸入信號(hào)電流進(jìn)入放大器之后，對(duì)傳輸信號(hào)進(jìn)行頻率補(bǔ)償以提高電路的帶寬，而引入后均衡器的位置是在跨阻抗前置放大器的輸出端和主放大電路的輸入端之間。然而這種技術(shù)存在增益小，靈敏度低的缺點(diǎn)。并且，在后均衡電路中，跨阻抗前置放大電路產(chǎn)生的噪聲對(duì)信號(hào)電流已經(jīng)產(chǎn)生干擾，這樣輸入電流信號(hào)強(qiáng)度低于噪聲電流的頻率成分均無法通過頻率補(bǔ)償恢復(fù)，即高頻部分的信號(hào)均被損失掉。

前均衡跨阻抗前置放大技術(shù)，是指光生輸入電流進(jìn)入放大器之前，采用頻率補(bǔ)償手段對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行均衡，使信號(hào)的高頻成分在沒有低到噪聲以下，或者電路中的噪聲還未對(duì)輸入信號(hào)產(chǎn)生干擾就被補(bǔ)償過來，獲得更大的帶寬，從而克服前置放大器的低帶寬和高頻信號(hào)由于損失過大而無法恢復(fù)的缺點(diǎn)。前均衡跨阻抗前置放大技術(shù)雖然有效改善后均衡跨阻抗放大器光接收裝置存在的增益小，靈敏度低的問題，但是，光接收機(jī)的噪聲主要由跨阻抗前置輸入級(jí)決定，在跨阻抗輸入級(jí)的前端加入均衡器，前均衡器產(chǎn)生的噪聲會(huì)和輸入信號(hào)同時(shí)被放大，則前均衡器的電路結(jié)構(gòu)和噪聲特性對(duì)光接收系統(tǒng)的信噪比和靈敏度會(huì)造成很大的影響。隨著通信距離的增加，所述的靈敏度、增益、帶寬和噪聲問題越嚴(yán)重。

實(shí)用新型內(nèi)容

有鑒于此，本實(shí)用新型的目的在于提出一種基于白光LED的可見光通信系統(tǒng)的接收裝置，能夠克服前均衡跨阻抗前置放大技術(shù)噪聲影響大和后均衡跨阻抗前置放大技術(shù)増益帶寬小的缺點(diǎn)。

基于上述目的本實(shí)用新型提供的基于白光LED的可見光通信系統(tǒng)的接收裝置，包括至少一組光檢測(cè)電路、前均衡電路、前置放大電路、后均衡濾波電路、主放大電路、解調(diào)電路和輸出電路；其中，所述光檢測(cè)電路接收基于白光LED的可見光通信系統(tǒng)發(fā)射裝置發(fā)送的光信號(hào)，然后所述光檢測(cè)電路能夠?qū)⒃摴庑盘?hào)轉(zhuǎn)化為微弱電流信號(hào)；然后通過所述前均衡電路對(duì)微弱電流信號(hào)進(jìn)行均衡補(bǔ)償，再經(jīng)所述前置放大電路和所述后均衡濾波電路進(jìn)行放大和濾波；所述主放大電路設(shè)置在所述后均衡濾波電路之后，能夠?qū)⑺銮爸梅糯箅娐份敵龅碾妷好}沖信號(hào)放大到所述解調(diào)電路所需要的電平級(jí)別，最后經(jīng)所述解調(diào)電路還原成原始模擬電信號(hào)，通過所述輸出電路輸出。

可選地，所述基于白光LED的可見光通信系統(tǒng)的接收裝置還包括判決電路，該判決電路一端與所述主放大電路連接，另一端與所述解調(diào)電路連接；

其中，所述判決電路采用電壓比較器實(shí)現(xiàn)方式，電壓比較器的輸入端正極串聯(lián)電阻R₁₀并與所述主放大電路傳送的信號(hào)連接，電壓比較器的輸入端負(fù)極串聯(lián)電阻R₁₅然后接電壓，電壓比較器的輸入端負(fù)極和輸出端之間跨接一個(gè)R₁₆，形成電壓負(fù)反饋，電壓比較器的電源和輸出端之間并接一個(gè)R₁₄，作為保護(hù)電阻。

可選地，所述的光檢測(cè)電路選用敏感波長(zhǎng)為400nm-1100nm的光電二極管，所述的光檢測(cè)電路的交流等效電路為一個(gè)電流源Is和一個(gè)結(jié)電阻R1和一個(gè)結(jié)電容C1并聯(lián)構(gòu)成一個(gè)光電二極管。

進(jìn)一步地，所述前均衡電路包括運(yùn)算放大器、濾除直流穩(wěn)壓電源、電阻(R2)、電阻(R3)、電容(C1)、電容(C2)、電容(C3)、電阻(R4)以及該前均衡電路的保護(hù)電阻(R1)；