可見光通信發(fā)射的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種可見光通信發(fā)射機(jī)，所述可見光通信發(fā)射機(jī)包括LED和LED驅(qū)動(dòng)電路；所述LED和LED驅(qū)動(dòng)電路構(gòu)成閉合回路：所述LED驅(qū)動(dòng)電路包括電流源，所述LED驅(qū)動(dòng)電路將電流源輸出的直流壓降調(diào)制成隨通信信號(hào)的幅頻特性變化的變化電流壓降，利用變化電流壓降驅(qū)動(dòng)所述LED單向?qū)òl(fā)光。本實(shí)用新型所述的可見光通信發(fā)射機(jī)可以實(shí)現(xiàn)高速和高效的調(diào)制，實(shí)現(xiàn)通信信號(hào)對照明光源的強(qiáng)度調(diào)制，可用于基于LED照明燈的可見光通信系統(tǒng)前端樣機(jī)，能實(shí)現(xiàn)對半導(dǎo)體LED照明光源的寬帶模擬調(diào)制，完成通信模擬信號(hào)的高質(zhì)量發(fā)送和接收，對通信信號(hào)的調(diào)制高保真，調(diào)制信號(hào)的信噪比達(dá)到30dB以上，信號(hào)的有效發(fā)送距離達(dá)到4米及以上。
【專利說明】可見光通信發(fā)射機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于光電【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種光電發(fā)射系統(tǒng)，特別是涉及一種可見光通信發(fā)射機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]作為“綠色光源”的半導(dǎo)體LED (Light Emitting Diode, LED)照明技術(shù)近年來發(fā)展十分迅速。一方面，隨著半導(dǎo)體工藝的改進(jìn)、成本的降低，加之LED照明具有節(jié)能、長壽、可控性高等顯著優(yōu)點(diǎn)，符合國家能源、環(huán)保政策的半導(dǎo)體照明技術(shù)正日益得到廣泛的應(yīng)用。另一方面，半導(dǎo)體LED器件具有高速點(diǎn)滅的發(fā)光響應(yīng)特性，使其還可在無線光通信等領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用前景。
[0003]在當(dāng)今這個(gè)信息時(shí)代，人們對海量信息的處理能力是永遠(yuǎn)沒有止境的。而隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的日益受到重視，對信息的存儲(chǔ)、處理、傳送、保密等方面的要求，特別是信息的無線通信方面的要求，必將越來越高。因此，利用半導(dǎo)體照明器件，將信號(hào)調(diào)制到LED可見光上進(jìn)行傳輸，使可見光通信與LED照明相結(jié)合，構(gòu)建LED照明和通信兩用基站燈，可為光通信提供一種全新的寬帶接入方式，這將是一種信息容量大、部署靈活、維護(hù)方便、安全保密且價(jià)廉物美的無線光通信技術(shù)，可為無線寬帶接入的快速部署提供一種靈活的解決方案。很顯然，在可見光通信系統(tǒng)的基站或終端設(shè)備上，必須要使用可見光通信發(fā)射機(jī)和接收機(jī)來實(shí)現(xiàn)信息的傳輸和交互，因此研究和設(shè)計(jì)基于LED照明燈的可見光通信系統(tǒng)前端十分必要，同時(shí)也為探索和實(shí)踐可見光通信的實(shí)際應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。
[0004]目前，國內(nèi)可見光通信這方面的實(shí)驗(yàn)研究較少，尚只有關(guān)于該技術(shù)的一些討論、關(guān)鍵技術(shù)、系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)以及應(yīng)用于MMO通信系統(tǒng)方面的研究，并未涉及具體的電路設(shè)計(jì)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型的目的在于提供一種可見光通信發(fā)射機(jī)，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中缺少可見光通信發(fā)射機(jī)的具體實(shí)現(xiàn)電路的問題。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本實(shí)用新型提供一種可見光通信發(fā)射機(jī)，所述可見光通信發(fā)射機(jī)包括LED和LED驅(qū)動(dòng)電路；所述LED和LED驅(qū)動(dòng)電路構(gòu)成閉合回路:所述LED驅(qū)動(dòng)電路包括電流源，所述LED驅(qū)動(dòng)電路將電流源輸出的直流壓降調(diào)制成隨通信信號(hào)的幅頻特性變化的變化電流壓降，利用變化電流壓降驅(qū)動(dòng)所述LED單向?qū)òl(fā)光。
[0007]優(yōu)選地，所述電流源包括直流電流源、或單向脈沖電流源。
[0008]優(yōu)選地，所述LED驅(qū)動(dòng)電路還包括一控制LED驅(qū)動(dòng)電路的幅頻特性的幅頻特性控制電路，所述幅頻特性控制電路與所述電流源和LED分別相連。
[0009]優(yōu)選地，所述幅頻特性控制電路采用PNP型三極管控制所述LED驅(qū)動(dòng)電路的幅頻特性。
[0010]優(yōu)選地，所述幅頻特性控制電路采用NMOS管控制所述LED驅(qū)動(dòng)電路的幅頻特性。
[0011]如上所述，本實(shí)用新型所述的可見光通信發(fā)射機(jī)，具有以下有益效果:[0012]本實(shí)用新型所述的可見光通信發(fā)射機(jī)可以實(shí)現(xiàn)高速和高效的調(diào)制，實(shí)現(xiàn)通信信號(hào)對照明光源的強(qiáng)度調(diào)制，可用于基于LED照明燈的可見光通信系統(tǒng)前端樣機(jī)，能實(shí)現(xiàn)對半導(dǎo)體LED照明光源的寬帶模擬調(diào)制，完成通信模擬信號(hào)的高質(zhì)量發(fā)送和接收，對通信信號(hào)的調(diào)制高保真，調(diào)制信號(hào)的信噪比達(dá)到30dB以上，信號(hào)的有效發(fā)送距離達(dá)到4米及以上。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本實(shí)用新型所述的可見光通信發(fā)射機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2為本實(shí)用新型所述的可見光通信發(fā)射機(jī)中采用NMOS管的LED驅(qū)動(dòng)電路的電路結(jié)構(gòu)不意圖。
[0015]圖3為本實(shí)用新型所述的采用NMOS管的LED驅(qū)動(dòng)電路的幅頻特性。
[0016]圖4為本實(shí)用新型所述的可見光通信發(fā)射機(jī)中采用NPN型三極管的LED驅(qū)動(dòng)電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖5為本實(shí)用新型所述的采用NPN型三極管的LED驅(qū)動(dòng)電路的幅頻特性。[0018]元件標(biāo)號(hào)說明
[0019]100可見光通信發(fā)射機(jī)
[0020]110LED
[0021]120LED驅(qū)動(dòng)電路
[0022]121電流源
[0023]122幅頻特性控制電路
【具體實(shí)施方式】
[0024]以下由特定的具體實(shí)施例說明本實(shí)用新型的實(shí)施方式，熟悉此技術(shù)的人士可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本實(shí)用新型的其他優(yōu)點(diǎn)及功效。
[0025]請參閱附圖。須知，本說明書所附圖式所繪示的結(jié)構(gòu)、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示的內(nèi)容，以供熟悉此技術(shù)的人士了解與閱讀，并非用以限定本實(shí)用新型可實(shí)施的限定條件，故不具技術(shù)上的實(shí)質(zhì)意義，任何結(jié)構(gòu)的修飾、比例關(guān)系的改變或大小的調(diào)整，在不影響本實(shí)用新型所能產(chǎn)生的功效及所能達(dá)成的目的下，均應(yīng)仍落在本實(shí)用新型所揭示的技術(shù)內(nèi)容得能涵蓋的范圍內(nèi)。同時(shí)，本說明書中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中間，，及“一”等的用語，亦僅為便于敘述的明了，而非用以限定本實(shí)用新型可實(shí)施的范圍，其相對關(guān)系的改變或調(diào)整，在無實(shí)質(zhì)變更技術(shù)內(nèi)容下，當(dāng)亦視為本實(shí)用新型可實(shí)施的范疇。
[0026]實(shí)施例
[0027]本實(shí)施例提供一種可見光通信發(fā)射機(jī)，如圖1所示，所述可見光通信發(fā)射機(jī)100包括:LED110和LED驅(qū)動(dòng)電路120 ;所述LEDllO和LED驅(qū)動(dòng)電路120構(gòu)成閉合回路:所述LED驅(qū)動(dòng)電路120包括電流源121，幅頻特性控制電路122 ;所述LED驅(qū)動(dòng)電路120將電流源121輸出的直流壓降調(diào)制成隨通信信號(hào)的幅頻特性變化的變化電流壓降，利用變化電流壓降驅(qū)動(dòng)所述LEDllO單向?qū)òl(fā)光；幅頻特性控制電路122與所述電流源121和LEDllO分別相連，控制LED驅(qū)動(dòng)電路120的幅頻特性。
[0028]所述電流源121包括直流電流源、或單向脈沖電流源。本實(shí)用新型中，電流源121輸出的直流壓降必須不低于LED的正向電壓降才能使LED單向?qū)òl(fā)光，否則LED將不能導(dǎo)通發(fā)光。由于在驅(qū)動(dòng)電壓超過LED的正向啟動(dòng)電壓時(shí)，微小的電壓變化即可引起電流的大幅變化，所以本實(shí)用新型采用電流源供電時(shí)比較理想的驅(qū)動(dòng)方案，可滿足LED驅(qū)動(dòng)電路的穩(wěn)定性。過高的電流會(huì)影響LED的使用壽命，為了防止其損壞，本實(shí)用新型可以對LED驅(qū)動(dòng)電路的電流加以限制。LED電流和光通量間會(huì)存在一定的非線性，所以本實(shí)用新型將電流控制在線性區(qū)域內(nèi)。
[0029]本實(shí)用新型為了防止LED驅(qū)動(dòng)電路的頻率響應(yīng)特性對可見光通信發(fā)射機(jī)產(chǎn)生消極影響，所以采用了幅頻特性控制電路122對LED驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行頻率響應(yīng)方面的測試和控制。所述幅頻特性控制電路122的實(shí)現(xiàn)方式可以有多種，本實(shí)施例簡單列舉2種實(shí)現(xiàn)方式，具體分別參見圖2和圖4所示。
[0030]如圖2所示，所述幅頻特性控制電路122采用NMOS管控制所述LED驅(qū)動(dòng)電路120的幅頻特性。圖2中，對采用0PA860M0S管的LED(功率為3W)驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行幅頻特性測試，使用函數(shù)發(fā)生器輸出幅值為400mV，偏壓為2.5V的諧波作為信號(hào)激勵(lì)源，交流小信號(hào)的分析結(jié)果如圖3所示。
[0031]如圖4所示，所述幅頻特性控制電路122采用PNP型三極管控制所述LED驅(qū)動(dòng)電路120的幅頻特性。圖4中，對采用KEC3072D雙極晶體管時(shí)的LED驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行幅頻特性測試，使用函數(shù)發(fā)生器輸出幅值為400mV，偏壓為2.5V的諧波作為信號(hào)激勵(lì)源，LED接Xl檔探針，圖4中R3=47歐姆，在不同的基極電壓下測得的幅頻特性如圖5所示。對比圖3和圖5可以發(fā)現(xiàn)，使用NPN型三極管驅(qū)動(dòng)具有更好的頻率響應(yīng)能力。
[0032]本實(shí)用新型所述的可見光通信發(fā)射機(jī)可用于基于LED照明燈的可見光通信系統(tǒng)前端樣機(jī)，能實(shí)現(xiàn)對半導(dǎo)體LED照明光源的寬帶模擬調(diào)制，完成通信模擬信號(hào)的高質(zhì)量發(fā)送和接收，對通信信號(hào)的調(diào)制高保真，調(diào)制信號(hào)的信噪比達(dá)到30dB以上，信號(hào)的有效發(fā)送距離達(dá)到4米及以上。本實(shí)用新型所述的可見光通信發(fā)射機(jī)可以實(shí)現(xiàn)高速和高效的調(diào)制，實(shí)現(xiàn)通信信號(hào)對照明光源的強(qiáng)度調(diào)制。
[0033]綜上所述，本實(shí)用新型有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點(diǎn)而具高度產(chǎn)業(yè)利用價(jià)值。
[0034]上述實(shí)施例僅例示性說明本實(shí)用新型的原理及其功效，而非用于限制本實(shí)用新型。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本實(shí)用新型的精神及范疇下，對上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因此，舉凡所屬【技術(shù)領(lǐng)域】中具有通常知識(shí)者在未脫離本實(shí)用新型所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本實(shí)用新型的權(quán)利要求所涵蓋。
【權(quán)利要求】
1.一種可見光通信發(fā)射機(jī)，其特征在于:所述可見光通信發(fā)射機(jī)包括LED和LED驅(qū)動(dòng)電路； 所述LED和LED驅(qū)動(dòng)電路構(gòu)成閉合回路:所述LED驅(qū)動(dòng)電路包括電流源,所述LED驅(qū)動(dòng)電路將電流源輸出的直流壓降調(diào)制成隨通信信號(hào)的幅頻特性變化的變化電流壓降，利用變化電流壓降驅(qū)動(dòng)所述LED單向?qū)òl(fā)光。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可見光通信發(fā)射機(jī)，其特征在于:所述電流源包括直流電流源、或單向脈沖電流源。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可見光通信發(fā)射機(jī)，其特征在于:所述LED驅(qū)動(dòng)電路還包括一控制LED驅(qū)動(dòng)電路的幅頻特性的幅頻特性控制電路，所述幅頻特性控制電路與所述電流源和LED分別相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的可見光通信發(fā)射機(jī)，其特征在于:所述幅頻特性控制電路采用PNP型三極管控制所述LED驅(qū)動(dòng)電路的幅頻特性。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的可見光通信發(fā)射機(jī)，其特征在于:所述幅頻特性控制電路采用NMOS管控制所述LED驅(qū)動(dòng)電路的幅頻特性。
【文檔編號(hào)】H04B10/50GK203722641SQ201420008903
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年1月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月7日
【發(fā)明者】于正永, 余建明, 束美其, 華山, 董進(jìn) 申請人:淮安信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院