LED可见光音频信号传输系统设计
可见光通信技术论文可见光通信技术
可见光通信技术论文可见光通信技术可见光通信系统具有十分广阔的应用前景。
下面是为大家精心推荐的可见光通信技术论文,希望能够对您有所帮助。
室内LED可见光通信技术分析摘要:本文主要分析了LED可见光通信的基本原理及尖键技术,然后就LED可见光通信的未来应用进行展望,以期促进LED可见光通信技术的发展与完善。
矢键词:室内LED;可见光通信;应用展望:TN929 : ALED可见光通信系统具有十分广阔的应用前景。
但当前LED可见光通信技术还不够成熟,距离商用还有一定差距,仍需要我们不断加强研究以进一步优化系统的各项性能。
一、室内LED可见光通信原理简介室内LED可见光通信的基本原理是利用灯光的“明”和“暗”来分别表示数字信号“ 0”和“ 1”,然后将广播、图像、音频、影像等待发射的信息调制后加载到LED灯光上,通过LED灯光的高频闪烁将信号传送出去。
由于LED向应速度极快,不会对人眼造成影响,因此能够在正常照明的同时实现无线通信功能。
在信号接收端一般设置有光电探测元件,可以对接收到的可见光信号进行放大和解调处理,进而将其重新还原成广播、音频、影像等信号。
二、室内LED可见光通信的矢键技术1.光源布局一般情况下,光源布局要考虑两点:一是组成阵列光源的内部LED灯的数量及排列方式;二是整个室内LED光源的分布。
在室内光源设计中,为满足国际照明标准,通常将LED光源设计为白光LED阵列形式,构成各LED 阵列的LED个数由LED间隔大小决定,而间隔大小需要综合考虑中心区域的光强度。
在LED排列问题上,则要充分考虑信号接收面的照度要求与光强分布。
同时在设计LED数量及排列时,还要考虑码间串扰问题。
为提高通信质量,还应结合房间大小及内部设施陈列,尽量使室内同一水平面上的光功率保持一致,防止出现通信死角。
此外,考虑到行人、设施等造成的遮挡,不可避免地会产生一些阴影区,对此可通过增加光源数量来减少阴影效应,但过多的光路径又会引发严重的码间干扰,因此根据室内实际情况科学设计LED阵列光源是提高通信效果的尖键。
基于可见光通信的视频传输系统
关 ,先 后 成 功 研 发 “可见
型
播 ,,[7]“ 见 确定位” 用示范系
[8-0]。 > 年 ,逐渐有学者
视
输 中 [11],并得到了
视 输更好的通信效
第9 期
吴 猛 :基 于 可 见 光 通 信 的 视 频 传 输 系 统
81
果 。如 ,2017年范桂龄等提出了激光通信的图像传输系
统 ,并
统 视 频 实 时 传 输 通 信 距 离 大 于 10 m ,传 输 速 率 为 30 Mb/s 。通 过 进 一步 优 化 设 计 ,
该 系 统 具 有 传 输 高 清 图 像 、紧急情 况 下 快 速 建 立 视 频 传 输 链 路 的 能力 。
关 键词!可 见 光 通 信 ;视 频 传 输 ;直 接 调 制 ;半导体激光器
的绿色通信术[2-]。
1999年 ,V L C 刚刚兴起,Pang等 [4]率 先 对 V L C 的
音频传输开展了研究,但 因 有 限 的 带 宽 限 制 了 VLC 的 传 输 速 率 。2 0 0 3 年 ,日 本 成 立 V L C 联 合 体
(VLCC) ,大 展 商 业 化 的 VLC。其 中 , 研究室
实 现 低 成 本 、高 带 宽 、高速率的
输 ,是典型
收 稿 日 期 "2017-11-20 基 金 项 目 :吉 林 省 教 育 厅 项 目 (2016134) 作 者 简 介 :吴 猛 (1974 - ) ,男 ,吉 林 吉 林 人 ,博 士 ,副 教 授 ,主要研 究 方 向 :信 息 光 通 信 及 测 控 技 术 等 方 面 的 研 究 。 Tel. $ 15044076500; E -m ail:wm_jict@163. com
LED点阵屏 音频频谱显示
Abstract
This system reveals and the low consumption 8 CMOS little controller ATMEGA128 of enhanced AVR RISC structure on the basis of LED32 *80 double-colored lattice, reveal after realizing the signal frequency spectrum of audio frequency based on FFT. Adopt special-purpose to strain wave chip MAX262 carry on 4 steps resist, mix pile strain wave until AD sample while being programmable, then carry on AD at a high speed and sample with TLC5510, carry on the simple figure and strain the wave in the little controller, until Fu set up leaf vary, get audio frequency frequency spectrum of signal, realize the display at LED by the little controller finally fast. Keyword: LED、FFT、Filter、AD、Audio frequency.
摘
要
本系统基于 LED32*80 双色点阵显示和增强型的 AVR RISC 结构的低功耗 8 位 CMOS 微 控制器 ATMEGA128, 实现了基于 FFT 的音频信号频谱显示。 采用专用可编程滤波芯片 MAX262 在 AD 采样前进行 4 阶抗混叠滤波,然后以 TLC5510 进行高速 AD 采样,在微控制器中进行 简单的数字滤波,经快速傅立叶变换得到音频信号的频谱,最终由微控制器实现在 LED 上 的显示。 关键词:LED、FFT、滤波、AD、音频。
基于P89LPC936的LED室内照明控制系统
基于P89LPC936的LED室内照明控制系统作者:李晶邓琳张文君来源:《数字化用户》2013年第12期【摘要】本文介绍了一种以单片机为控制中心的室内LED照明系统,并且介绍了系统的硬件和软件设计流程。
该系统采用P89LPC936作为控制中心,利用光敏电阻器采集的室内环境亮度信号,利用声音检测模块采集的室内声音信号,利用PWM调光技术对LED进行驱动,实验表明系统稳定可行。
【关键词】LED照明控制光敏电阻 P89LPC936 声音传感器一、引言在能源危机,全球生态环境日益恶劣的情况下,节约和合理利用有效资源的形式势不可挡。
随着我国城市化进程的加快,绿色、高效、环保、长寿命的LED灯逐渐走入人们的视野。
LED作为一种绿色光源,体现我们新型社会的环保理念,是随着社会潮流发展趋势而来。
所谓绿色光源是指具有节能、环保,使用寿命长、体积小等特点。
二、控制方案设计系统采用的是光敏电阻传感器作为检测环境亮度的元件,声音检测模块检测室内的分贝数,传感器检测到的信号经过处理传送给单片机控制,经单片机处理后控制照明系统的开关和亮度。
三、系统硬件设计(一)声音检测模块设计声音检测模块电路时需要着重考虑两点:1模块应具备获得较高的灵敏度;2模块应具有一定的抗干扰能力。
经过多次的实验和数据的分析,本论文所设计的声音检测模块电路采用运放LM358和灵敏度高的话筒制成检测系统,话筒检测到音频信号后,经三极管Q1放大后再经LM358进行比较放大,适当调节精密可调电位器Rp1实现声音检测的灵敏度调节。
当话筒检测到一定强度的音频信号时,LM358的1脚输出高电平,DS2发光表明检测到音频信号。
(二)室内环境亮度检测模块光敏电阻器是利用半导体的光电导效应制成的一种电阻,值随入射光的强弱而改变的电阻器。
光敏电阻器对光的敏感性(即光谱特性)与人眼对可见光(0.4~0.76)μm的响应很接近,只要人眼可感受的光,都会引起它的阻值变化。
其特点是当入射光强时,电阻会减小,入射光弱,电阻会增大。
2014年TI杯山东省电子竞赛题目
A--基于大功率白光LED 的可见光通信(本科组)一、任务设计并制作一个可见光通信装置。
二、要求1、基本要求(1)可见光通信装置利用单只10W(或≧9W)白光LED 和光电器件作为收发器件,用来传输语音和模拟波形信号,传输距离大于30cm ;自制24 V 、1A 直流电源2个(发端、收端分别采用此单电源供电),系统基本框图如图1。
发送端的供电部分需要加测试点(测试点加上鱼嘴夹方便测试),测试点电压U 1、电流I 1如图2所示。
(接收端负载最好为8Ω喇叭)可见光通信发端装置语音或者模拟波形信号24V 1A 直流电源可见光信道10W 白光LED可见光通信收端装置光电器件24V 1A 直流电源语音或者波形发送端接收端图1 系统基本框图24V1A电源可见光通信发端装置电压测试点电流测试点U 1I 1图2 电压、电流测试点(2)在不进行信号传输的情况下10W 白光LED 的功率必须达到10W ,要求电流为I 2=1±0.05 A ,电压U 2=10 V (误差可以稍大)。
需要加测试点(测试点加上鱼嘴夹方便测试),测试点电流I 2、电压U 2如图3所示。
10W 白光 L E D电压测试点电流测试点LED 驱动电路I 2U 2图3 10 W 白光LED 测试点(3)传输的语音信号或低频信号源信号频率范围为300~8000 Hz ,语音信号要求来自麦克风或MP3,模拟波形信号来自信号发生器。
要求发端装置的输入端以及收端装置的输出端加测试端子,以方便检测波形。
(4)在发送端发送300~8000Hz 音频信号时,接收的声音应无明显失真。
当发射端输入信号为300Hz 、1000Hz 、8000Hz 单音信号时,在8Ω电阻负载(或喇叭)上,接收装置的输出电压有效值不小于0.4V 。
不改变电路状态,减小发射端输入信号的幅度至0V ,采用低频毫伏表(低频毫伏表为有效值显示,频率响应范围低端不大于10Hz 、高端不小于1MHz )测量此时接收装置输出端噪声电压,读数不大于0.1V 。
led旋律灯工作原理
LED旋律灯工作原理一、LED基本原理LED(发光二极管)是一种半导体器件,能够将电能转化为可见光。
LED的基本原理是利用PN结的半导体材料,通过电流驱动,激发出电子和空穴对,在PN 结处相遇并复合,产生光子并释放出能量。
LED的发光颜色取决于材料的不同,目前主要有红、绿、蓝等颜色的LED。
二、LED旋律灯设计LED旋律灯是一种特殊的LED灯具,它可以通过控制电路和驱动电路来实现音乐同步闪烁和色彩变化等功能。
以下是LED旋律灯的设计要点:1.电路设计LED旋律灯的电路主要由电源、LED灯珠和控制电路组成。
电源为LED提供电能,LED灯珠将电能转化为可见光,控制电路则根据音频信号控制LED灯珠的亮度和色彩。
在设计电路时,需要考虑电源的稳定性、LED灯珠的选型和连接方式、控制电路的抗干扰能力和稳定性等因素。
2.编程设计LED旋律灯的编程设计主要是根据音频信号的特点和控制要求,编写控制程序,实现音乐同步闪烁和色彩变化等功能。
在编程设计时,需要考虑音频信号的解码和处理、控制算法的实现、驱动电路的控制等方面。
三、LED旋律灯工作过程LED旋律灯的工作过程主要包括以下几个步骤:1.电源供电LED旋律灯的电源需要为LED提供稳定的电能。
在设计电源时,需要考虑电源的稳定性、功率密度和效率等因素。
同时,为了保护LED灯珠不会因为电流过大而损坏,需要设置合适的限流电阻。
2.LED闪烁控制LED旋律灯的闪烁控制是通过控制电路实现的。
控制电路接收到音频信号后,对其进行解码和处理,得到控制信号。
根据控制信号,控制电路通过驱动电路控制LED灯珠的亮度和色彩,实现音乐同步闪烁和色彩变化等功能。
四、LED旋律灯应用与拓展LED旋律灯作为一种特殊的LED灯具,具有广泛的应用前景和发展潜力。
以下是LED旋律灯的主要应用领域:1.照明应用LED旋律灯具有高效、节能、环保、体积小、寿命长等特点,能够节省能源和维护成本。
因此,LED旋律灯在照明领域具有广泛的应用前景,如家庭照明、办公室照明、公共场所照明等。
可见光通信概述
可见光通信及其关键技术研究摘要:用室内照明的白光LED光源作为通信基站进行信息无线传输的技术是当前国外光无线通信领域的研究热点之一,是一项有发展前景的新兴技术。
这也将可见光通信技术带到了众人的面前。
文章详细介绍了可见光通信技术在国内外的研究现状,分析了其关键技术,阐述了其巨大的优点以及应用领域上的发展趋势。
关键词:可见光通信、技术优势、发展历史、关键技术、应用展望Studies on the visible light communication andits key technologiesJieyong HeOptical Engineering, School of Physics, Sun Yat-sen University, User ID: 15212250AbstractIt is one of hot spots of optical wireless communication research field in abroad that using white LED light source as base station to transmit information through wireless mode currently, which is an promising new technology. This trend brings the visible light communication into our attention. In this paper I introduce the current situation of visible light communication by white LEDs at home and abroad in detail, analyze the key techniques and clarify the advantages and development trend of the system.Key Words:visible light communication, advantages, key technologies, developing history, developments1可见光通信介绍近年来,被誉为“绿色照明”的半导体(LED)照明技术发展迅猛。
白光通信
白光LED光通信的关键技术研究可见光通信是一项新兴的基于白光LED的无线光通信技术。
可见光通信系统可以实现照明和通信的双重功用。
通过分析影响白光LED通信性能的因素,对白光LED通信中提高系统整体性能的若干关键技术进行了分析讨论,为改善白光LED通信系统性能提供进一步努力的参考依据。
一、引言可见光通信技术(Visible Light Communication,简称VLC)是随着白光LED照明技术的发展而兴起的无线光通信技术,可分为室内可见光通信和室外可见光通信两大类。
白光LED具有功耗低、寿命长、尺寸小、绿色环保等优点,被认为终将取代荧光灯、白炽灯等传统照明光源,成为下一代固体照明光源。
同时与传统照明光源相比,白光LED又具有响应时间短、高速调制的特性,因此可以设计出基于白光LED的室内可见光无线通信系统和网络,实现照明和通信的双重作用。
目前,可见光通信大多处于实验阶段,虽然整体系统已有实现,但与可见光通信的实用还有一定的距离,系统的各项性能有待进一步优化。
二、系统发展概述近年来,中日欧美的研究人员对基于白光LED照明光源的可见光通信的展开了面向应用的研究。
其中作为美国国家科学基金的十年规划,2008年美国政府动员30所大学及科研机构,投入1850万美元的启动资金开展了该领域的科技攻关。
但由于该项技术综合性强,技术难度大,目前全面掌握核心技术并能够做到在世界级展会上现场演示样机的仅有中国暨南大学与日本太阳诱电公司两家。
2004年,Takakuni等对基于白光LED灯的整体通信系统进行了初步实验研究,该系统[1]利用桌面LED照明台灯向用户提供广播信息,结构简单,但系统通信距离较短,数据传输速率较低。
2008年,太阳诱电株式会社在“东京国际消费电子博览会”上现场演示了采用白光LED的高速无线通信系统,最大数据传输速率可达100Mbit/s[2]。
该系统实现了双向全双工高速通信,但是最大传输距离仅为0.2m左右。
基于LED可见光通信系统设计与实现
基于LED可见光通信系统设计与实现为演示可见光通信原理,设计了一款简易的基于LED的可见光通信系统,系统能够将输入的音频信号调制为可见光进行无线传输;接收端将光信号转换为携带信息的电信号,电信号再经滤波、解调、放大,最终还原出输入的音频信号。
标签:LED;无线通信;调制解调Abstract:In order to demonstrate the principle of visible light communication,a simple LED visible optical communication system is designed,which can modulate the input audio signal into visible light for wireless transmission. The receiving end converts the optical signal into an electrical signal carrying information,and the electrical signal is filtered,demodulated and amplified,and finally the input audio signal is restored.Keywords:LED;wireless communication;modulation and demodulation1 研究背景及意义目前比较成熟的可见光通信技术是光保真技术[1],英文名LightFidelity(简称LIFI),是一种利用可见光进行数据传输的技术。
这项技术利用LED灯泡快速闪烁来传输数据,由于闪烁速度足够快,所以人的肉眼几乎感知不到灯泡的亮灭[2]。
相对于当前使用的WIFI通信技术[3],LIFI通信技术具有以下几个方面的优点:频谱宽度方面,无线电波频谱很紧密,而可见光的频谱宽度约为400THZ,比无线电波多1000多倍;效率方面,无线电波基站的效率只有5%,大多数能量只是消耗在基站的冷却上,而LiFi的数据可以并行传输,提供照明的同时进行高速的数据传输,安全性方面,无线电波很容易被截取,而可见光不能穿墙,甚至不能穿过窗帘,所以LIFI提供了网络的隐私安全,方便等优点[4]。
一种基于可见光的语音通信装置[实用新型专利]
专利名称:一种基于可见光的语音通信装置专利类型:实用新型专利
发明人:朱仕权,李梓毅,蔡国发,冯生,陈剑宇申请号:CN201921149606.6
申请日:20190719
公开号:CN210053408U
公开日:
20200211
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:本实用新型公开了一种基于可见光的语音通信装置,包括信号发射器和信号接收器,其中信号发射器包括依次连接的音频信号接收电路、信号调制电路、驱动电路和可见光光源,用于将接收到的第一音频信号先转换为第一电信号后再转换为可见光信号发出,信号接收器包括依次连接的光电转换电路、信号解调电路和音频功放电路,用于将接收到的可见光信号转换为第二电信号后,再将第二电信号转换为第二音频信号,从而实现传输音频信号的语音通信功能,而采用可见光代替红外线作为音频信号传输的载体,可以复用照明灯的可见光信道,不仅不影响照明,且无需额外安装红外发生装置,从而降低了基于光无线通信的语音通信装置的成本。
申请人:广东工业大学
地址:510060 广东省广州市越秀区东风东路729号大院
国籍:CN
代理机构:北京集佳知识产权代理有限公司
代理人:史翠
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可见光数字和模拟通信系统的设计与实现
可见光数字和模拟通信系统的设计与实现廖博娴;李青涵【摘要】基于白光发光二极管LED能够实现的高速调制,以人眼无法感知的频率进行闪烁,设计了一种以STM32F103ZET6单片机为控制核心的可见光室内无线通信装置.该装置通过LED控制电路的发送机发送调制后的数字信号和模拟信号,使用二进制振幅键控(OOK)调制发送机传输的数字信号,用激光二极管作为传感器接收.利用CD4046芯片来进行模拟信号调制,光电二极管进行模拟信号的接收,解调后识别发送端传送的音频信号,并将音频信号通过高速运放进行放大,进而利用扬声器播放音频信号.发送机利用矩阵键盘发送数字信号,接受机LCD上显示发送机发送的信号,具有较好人机界面.【期刊名称】《江西科学》【年(卷),期】2018(036)004【总页数】5页(P672-676)【关键词】可见光通信;调制解调;模拟信号;数字信号【作者】廖博娴;李青涵【作者单位】湖南师范大学,长沙,410006;湖南大学,长沙,410082【正文语种】中文【中图分类】TN290 引言高速无线通信现在渐渐地成为了这个时代不可或缺的一部分,在人类的进步发展中有着至关重要的作用。
随着网络用户数量以及人们对媒体通信要求的不断增加,目前可以使用的电磁波频带范围显得十分有限。
可见光LED通信利用光频段传输信息,很好地避免了电磁干扰冲突。
随着“绿色照明”——白光发光二极管LED照明技术的发展,LED可见光无线通信作为一种新型宽带无线接入技术,将成为目前新的通信传输方式,同时也会是一种新型的室内无线通信技术。
由此可见,可见光LED无线通信是一个具有极大的研究与应用价值领域[1-6]。
1 可见光通信技术白光通信技术又名可见光通信技术,它是一种基于白光发光二极管LED的新型无线通信技术。
白光发光二极管LED功耗低、寿命长、绿色环保,可以很好地实现高速的绿色通信和节能通信。
可见光通信系统大多设计成强度调制直接检测(IM-DD),采用曼彻斯特编码和开关键控(OOK:On-Off-Keying)调制方式。
可见光通信中的2ASK调制解调技术与FPGA实现
电子设计工程Electronic Design Engineering第29卷Vol.29第7期No.72021年4月Apr.2021收稿日期:2020-04-19稿件编号:202004144作者简介:王新宇(1998—),男,江苏南京人。
研究方向:控制科学与工程。
可见光通信是利用可见光作为载体的一种新兴的通信方式。
可见光通信不需要频谱资源许可,无需占用日益紧张的无线电频谱资源[1]。
LED 是非常优秀的可见光光源,其作为室内照明的光源,具有亮度高、能耗低的特点,因而得到快速的发展[2]。
在常见的可见光通信实验中,往往直接对传感器获得的模拟信号进行传输,这种通信方式难以应用在现代数字通讯中。
同时模拟信号易受外界环境干扰,造成信号失真,并且由于模拟信号难以加密,采用明文传输易被窃听。
该文通过探究数字调制解调在可见光通信中的应用,设计了基于FPGA 的2ASK 调制解调器,用于数字信号的可见光通信。
其使用串口TTL 电平作为基带信号,同时,在接收端能够将光信号解调为标准的TTL 电平信号,完成了信号的调制解调过程。
解决了模拟通信方式易受干扰的明文传输的问题。
1通信系统原理2ASK 调制属于振幅键控二进制数字调制方式中的一种,利用载波振幅变化的方式来表示数字信号“0”和“1”,同时载波的频率和相位不发生改变[3]。
OOK (On Off Keying )调制则是2ASK 调制可见光通信中的2ASK 调制解调技术与FPGA 实现王新宇,曲洪良,安子民,许凌云,胡广超(南京航空航天大学,江苏南京211100)摘要:针对模拟信号在可见光通信中易受干扰的问题,该文设计了一种基于振幅键控二进制数字调制(2ASK )的可见光通信系统,实现了对于基带信号的2ASK (振幅键控二进制数字调制)调制与解调。
该系统利用现场可编程阵列(FPGA )作为数字式2ASK 调制解调器的核心器件,实现了数字信号发送与接收。
经过测试,该系统能够实现可见光信号的接收、调制、解调。
LED光纤语音通信技术张涛
LED光纤语音通信技术张涛【摘要】led发光二级管是直流低压微电子产品。
它融合了语音通讯技术、图像技术处理、网络信息技术、嵌入式控制技术等…所以它是半导体光电器件“高新”技术产品,具有可编程、灵活多变的特点。
【关键词】光纤语音通信1前言由于led光源具有耐候性、抗震性、密封性好,以及体积小、热辐射低、便于携带等特点,可广泛应用于野外作业、防爆、军事行动、设备测试、矿山等特殊工作场所或恶劣工作环境之中。
2led基础知识2.1发光原理。
led发光二极管,是一种固态的半导体光电器件,可以直接把电能转化为光能。
其发光原理包括两部分:其发光原理包括两部分:正向偏压下的载流子注入、复合辐射和光能传输。
微小的半导体晶片被封装在洁净的环氧树脂物中,当电子经过该晶片时,带负电的电子移动到带正电的空穴区域并与之复合,电子和空穴消失的同时产生光子。
电子和空穴之间的能量(带隙)越大,产生的光子的能量就越高。
光子的能量反过来与光的颜色对应,可见光的频谱范围内,蓝色光、紫色光携带的能量最多,桔色光、红色光携带的能量最少。
由于不同的材料具有不同的带隙,从而能够发出不同颜色的光。
2.2 led优点2.2.1小体积。
led是制造结构是:整体被封装在环氧树脂里面,所以它非常小而轻。
2.2.2低耗电量。
led耗电相当低,直流电压驱动,光电功率转换接近31%,功耗很低(单管0.031-0.061瓦)。
一般来说led的工作工作电流是0.021-0.032a,电压是1.51v-3.61v;这就是说,它消耗的电能不超过0.11w。
2.2.3低热量、亮度高。
led使用技术是:冷发光,发热量比普通灯泡低很多。
2.2.4耐用、防震性强。
led内芯完全被封装在环氧树脂里面,比普通荧光灯管、照明灯泡、都坚固。
而且灯体内芯也没有松动的部分,使得led不易损坏。
3led光纤语音通信总体设计方案3.1经济性。
伴随着led不断的发展,价格也随之下降,考虑到恶劣环境中的使用设备总体经济效益,依据led的优点可以达到投资不易过大,容易操作和免维护经济效果。
可见光通信电路设计
可见光通信电路设计作者:胡玉叶范栋梁来源:《报刊荟萃(下)》2017年第11期摘要:实现了利用LED发光装置和光敏器件传输音频信号和模拟波形信号的功能,输入信号通过LM1875芯片进行功率放大后,再利用555组成的多谐振荡器进行信号的调制,调制后的信号驱动LED达到信号传输的目的,接收部分采用光敏电阻接收LED发送的信号,接收后的信号经过滤波处理和功率放大后送8欧喇叭输出,音频信号没有明显失真。
关键词:LM1875;555;LM2576-ADJ1总体设计1.1总体系统构成基于大功率白光LED的可见光通信装置分为:发送端和接收端两大模块,其中又包括电源模块、音频放大模块、调制模块、LED控制输出模块、可见光接收模块、功放模块、数据采集显示模块等7个子模块组成1.2总体系统设计思路发送端和接收端均采用24V单电源供电,电源模块使用LM2576-ADJ芯片组成电压可调电路,首先输入220V交流电源经过变压器变压后输入到LM2576进行稳压处理后作为稳压电源使用;音频放大模块采用采用LM1875作为功放模块,保证输出信号的功率和避免失真;调制模块利用555组成多谐振荡器,将放大后的音频信号和模拟信号调制成方波信号,从而驱动LED进行信号的发送。
发送端的音频信号来源于MP3或者是麦克风,模拟信号来源于信号发生器。
接收端的光敏器件选用光敏电阻,进行信号的接收,接收到发送端发出的信号后首先进行滤波处理后再进行功率放大,接收端的功放模块采用 LM1875作为功放模块,在安装功放模块时也要加装散热片,功率放大后就可以直接输出到8Ω的喇叭上。
数据采集显示模块主要是完成电压、电流信号的采样、处理、显示功能,显示采用了具有中文字库的LCD12864来显示。
调制模块:产品根据设计要求设置了音频调制电路,该电路可将输入的音频信号或单音信号进行调制后控制LED,尽量保证在传输信号过程中保证LED亮度不受输入信号的影响。
2硬件系统设计2.1电源电路设计图此电路将220V交流电经24V变压器经过整流滤波后输出电压为24v*1.414=33.9v经LM2576-ADJ芯片调压后生成24V直流电压。
如何通过无线传输技术实现音频传输(三)
无线传输技术的发展使得音频传输变得更加便捷和高效。
在过去,人们需要借助有线连接才能进行音频传输,但随着科技的进步,现在我们可以通过各种无线传输技术来实现音频传输。
本文将探讨无线传输技术如何实现音频传输,以及其中的一些关键技术和应用。
1. 蓝牙技术低功耗蓝牙(Bluetooth Low Energy,BLE)技术是一种广泛应用于音频设备的无线传输技术。
它具有低功耗和短距离传输的优势,适用于无线耳机和蓝牙扬声器等消费电子产品。
通过蓝牙技术,我们可以将音频从发送端传输到接收端,实现无线音频传输。
2. Wi-Fi技术Wi-Fi技术也是实现无线音频传输的一种有效手段。
Wi-Fi技术具有更高的带宽和更远的传输距离,可以实现高质量音频的传输。
通过将音频信号转换为数字信号,利用Wi-Fi技术进行传输,我们可以在家庭音响系统、车载音频系统等场景中实现无线音频传输。
3. NFC技术近场通信(Near Field Communication,NFC)技术是一种短距离的无线传输技术,常用于移动支付和智能设备的连接。
然而,NFC技术也可以用于音频传输。
通过将音频信号转换为NFC信号,我们可以通过将手机或其他支持NFC技术的设备靠近接收端设备来实现音频的传输。
4. 超声波技术超声波技术是一种通过超声波信号来传输音频的无线传输技术。
通过将音频信号转换成超声波信号,发送端设备可以将超声波信号传输到接收端设备,接收端设备再将超声波信号转换回音频信号。
这种技术在无线耳机、智能家居等领域有着广泛的应用。
5. 可见光通信技术可见光通信(Visible Light Communication,VLC)技术是一种利用可见光信号进行通信的无线传输技术。
通过将音频信号转换为光信号,并利用LED灯进行传输,我们可以在特定环境下实现音频的无线传输。
这种技术在噪音敏感的环境中具有很高的可靠性和安全性。
以上是几种常见的无线传输技术,它们为音频传输提供了多种选择。
可见光通信系统方案设计
可见光通信系统方案设计作者:李丽来源:《科学与财富》2019年第07期摘要:随着无线通信技术的井喷式发展,传统的无线通信技术已无法满足人们对高速率数据传输的需求。
基于LED的可见光无线通信技术凭借其丰富频谱资源、无电磁辐射、网络安全、绿色节能等诸多优势成为未来无线通信技术的发展方向之一。
本文对可见光通信技术原理进行了研究,设计了一种可见光通信系统方案,系统发射机将用户信息封装成数据帧,控制LED驱动电路快速切换光照强度,实现电光信号转换。
系统接收机采用光敏二极管感知光强,提取光信号所携带的数据比特。
最后搭建环境验证了所设计的可见光通信系统方案的合理性。
关键词: LED;可见光通信;绿色节能一、前言照明技术高速发展至今,人类照明光源技术经理了三次革新,第一次照明光源变革为光源寿命的大幅提升,即寿命较短的白炽灯变革为寿命较长的荧光灯;第二次照明光源变革为响应速率的大幅提升,响应速率较慢的荧光灯变革为响应速率更快的节能灯;第三次照明光源变革是LED照明技术的诞生,不仅大幅度地提升了发光效率、使用寿命、响应速率,而且LED工作电压低、光强度易调节、成本低廉。
LED凭借其诸多优点迅速得到市场认可,截止2018年LED在全球照明市场中的占比已达到60%,随着LED技术的不断改善,未来LED将广泛应用于各个领域。
随着无线通信技术的井喷式发展,人们日常工作、生活和学习中使用的智能终端所产生的数据成指数增长,对无线通信技术的传输速率的提出了更高的要求。
现阶段的无线通信技术面临着无线电频谱资源紧缺和电磁信号易受干扰等困境,致使传统的无线通信技术已无法满足人们对高速率数据传输的需求。
LED光源的响应时间达到纳秒级,此特性使得LED能够实现信息的高速调制,因此基于LED的可见光无线通信技术应运而生。
截止目前,可见光通信技术仍存于初级阶段,尚未有成熟的可见光通信系统解决方案,基于此,本文将对可见光通信系统方案设计展开研究。
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LED可见光音频信号传输系统设计
摘要:LED具有调制特性良好的优点,可以使LED光源在照明的同时传输音频信号,本设计发射端利用三极管将音频信号放大后驱动LED发光,LED 的发光强度受音频的调制,接收端利用光敏二极管接收调制信号,功率放大器进行功率放大,最后将音频信号输出,实现无失真音频传输。
标签:LED;调制;放大;音频传输
引言
LED具有高亮度、低功耗、灵敏度高、调制特点好等优点,利用这些特性可以实现在照明的同时,把信号调制到LED光中进行传输。
实现利用可见光为信息载体,不使用光纤等有线传输介质,在空气中直接传送光信号的通信方式,即可见光通信技术(Visible Light Communication,VLC)
利用LED高速调试的特性将音频信号调制到LED可见光上进行信息传输,这传输方式减少了电磁辐射对环境的影响,适合对电磁信号敏感的区域使用。
在当前节能和环保两大主题的前提下,随着世界各国对白光照明光源的大力推广,以及其光谱特性、一特性、调制特性等性能的提高,基于白光可见光通信正在逐渐发展起来。
1 系统设计
系统整体由发射端和接收端两部分组成,发射端由MP3或音频信号发生器输入音频信号,通过三极管放大电路将音频信号放大,并驱动LED发光。
接收端将光信号转化为电信经放大电路放大,再由功率放大器进行功率放大,从扬声器输出。
系统框图如图1所示。
图1 系统框图
2 电路设计
(1)电源设计。
电源输入电压为220V工频交流电,三端稳压器采用电子设备中常用的线性稳压集成电路LM7812和LM7912。
电路如图2所示,电路图中LM7812和LM7912接有一大一小两个滤波电容,大电容低频滤波,小电容高频滤波。
跨接于LM7812和LM7912输入输出端的二极管D4、D5可以保护三端稳压器不被反向浪涌电流的冲击而烧毁。
(2)发射端设计。
发射端电路如图3所示,当音频信号由A、B端输入,经耦合电容C1的隔直作用后会在三极管的基极加上一组和音频信号一样变化的电流,在由三极管的放大作用,驱动两个LED。
因LED的发光强度与电流的大小成正比,所以LED的发光强度与音频信号的幅度大小同步调制,实现音频信
号的发射。
(3)接收端设计。
接收端电路如图4所示,由光敏二极管和UA741组成的光电转换电路和音频频放大电路成。
光敏二极管与半导体二极管结构类似,管芯是一个具有光敏特征的PN结,工作时需加反向电压。
无光源时,光敏二极管截止,有很小的饱和反向漏电流,即暗电流。
有光照时,饱和反向漏电流随光照强度的增大而增大,形成光电流。
PN结受到光线照射时,在PN结中产生使少数载流子密度增加的电子-空穴对。
在反向电压的作用下载流子发生漂移,使反向电流变大。
因此,可以利用光照强弱来改变电路中的电流,从而实现光电信号的换。
由光敏二极管接收到的信号,经两个UA741组成的放大电路放大后再入音频放大电路。
音频放大电路采用LM386外接原件最少的用法,由于引脚的1和8开路,集成运放的电压增益为26dB,即电压放大倍数为20,利用变阻器R10可以调节音量大小。
3 结束语
经测试利用LED构建的音频信号传输系统实现了音频信号在可见光上的可靠传输。
LED光源无肉眼可见的闪烁,其通信距离在0.5m范围内,传输角度30°左右,音频信号清晰无失真,并且不受自然光和室内荧光灯的影响。
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