[發明專利]采用分集接收技術的可見光通信接收機專用芯片

有效

• 申請號: 201711156140.8
• 申請日: 2017-11-20
• 公開（公告）號: CN108023549B
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發明（設計）人: 毛陸虹;韓東群
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: H03F1/02
• 分類號: H03F1/02;H03F1/48;H03F3/04;H03F3/45;H04B10/116
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 杜文茹

一種采用分集接收技術的可見光通信接收機專用芯片，第一光電探測器和第二光電探測器的輸出端分別對應連接一個第一跨阻放大器和第二跨阻放大器，第一跨阻放大器和第二跨阻放大器的輸出端共同連接加法合成器的輸入端，加法合成器的輸出端依次連接：單端轉雙端電路、后均衡電路、限幅放大器、雙端轉單端電路以及反相器，反相器的輸出端構成可見光通信接收機專用芯片的輸出端，還設置有直流偏移消除電路，直流偏移消除電路的輸入端連接限幅放大器的輸出端，直流偏移消除電路的輸出端連接后均衡電路的輸入端。本發明實現在可見光LED光照環境下高數據速率的雙信道接收機功能，同時具有低功耗、高帶寬、集成度高、成本低、易于大規模生產等優點。

技術領域

本發明涉及一種可見光通信接收機專用芯片。特別是涉及一種采用分集接收技術的可見光通信接收機專用芯片。

背景技術

近年來，隨著電子科技的高速發展，智能設備的用戶總數和普及率逐年大幅度增加，隨之增長的是人們對高速寬帶多媒體通信的需求。此時傳統射頻通信出現頻譜資源緊張的態勢，加之電磁輻射干擾等因素的局限,以及人們日益重視輻射對身體健康的影響，促使產生了一種能夠拓寬頻譜的資源，通過綠色節能的LED燈為傳輸基站的通信方式可見光通信。

相比于傳統射頻識別技術，可見光技術有以下優點：(1)所使用的都是生活中常見的可見光和LED，不產生電磁輻射，無電磁污染；(2)目前無線射頻頻譜資源緊張，無線通信頻段需要授權分配，而可見光頻段傳輸卻無此限制；(3)可見光傳輸信道沒有電磁干擾，傳輸信道設計上相對簡單；(4)由于光沿直線傳輸的特性，不會像傳統無線通信傳輸那樣被截獲和破譯，信息安全性高。

對可見光通信中接收機的研究在近兩年來剛剛興起，但由于接收器件特性差異較大，系統整體結構所含模塊較多，之間相互影響較為復雜，現有的研究主要是基于其可行性方面的研究，接收機搭建所用的也都是商用分立器件以實現功能，鮮少有集成設計的光接收機模擬芯片。因此，設計用于可見光通信系統的整體獨立接收機專用集成電路處于創新研發階段，該方面還鮮有報道。

近年來，分集接收技術在無線通信領域得到廣泛應用，室外VLC系統也有望應用此技術來獲得性能提升，因為分集接收技術可以提供矩陣增益，即系統接收端可以設置多個光探測器，以此增加信號傳輸速率，增強信號接受能力，降低誤碼率。

在接收機電路的研發過程中，由于電路復雜，級聯電路模塊較多，因此極容易發生電路直流電平漂移，也即靜態工作點的偏移，導致整個電路工作都不穩定，甚至無法工作。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，提供一種能夠實現在可見光LED光照環境下高數據速率的雙信道接收機功能的采用分集接收技術的可見光通信接收機專用芯片。

本發明所采用的技術方案是：一種采用分集接收技術的可見光通信接收機專用芯片，包括有分別接收兩路光信號的第一光電探測器和第二光電探測器，所述的第一光電探測器和第二光電探測器的輸出端分別對應連接一個用于將經過光探測器得到的電流信號轉化為電壓信號并進行放大的第一跨阻放大器和第二跨阻放大器，所述第一跨阻放大器和第二跨阻放大器的輸出端共同連接用于將雙信道信號合成為一路信號的加法合成器的輸入端，所述加法合成器的輸出端依次連接：用于將加法合成器輸出的信號轉換為差分信號的單端轉雙端電路、用于進行高頻補償的后均衡電路、用于進行信號放大的限幅放大器、用于將雙端信號轉換成單端信號的雙端轉單端電路以及用作信號判決的反相器，所述反相器的輸出端構成可見光通信接收機專用芯片的輸出端，還設置有起到反饋調節作用以穩定電路直流工作點的直流偏移消除電路，所述直流偏移消除電路的輸入端連接所述限幅放大器的輸出端，所述直流偏移消除電路的輸出端連接所述后均衡電路的輸入端。