可见光通信低成本前置接收电路设计
超宽带毫米波接收前端设计
超宽带毫米波接收前端设计张先荣【摘要】针对传统超宽带射频前端组合杂波干扰过多和体积过大的问题,提出了将射频前端通过采用毫米波二次变频的设计方案,使得输入中频和输出射频之间的频率间隔加大,削弱了混频导致的频率组合、杂散和本振反向辐射等干扰。
通过对器件功率及电平的合理配置,实现了低噪声、宽频带、大动态的输出,在大于4 GHz的接收频段内,其噪声系数小于3.6 dB,动态范围大于55 dBm。
该接收前端还具备低成本、结构紧凑、重量轻等特点,可广泛应用于电子对抗、宽带侦察接收系统。
%To solve the problem of the combined frequency interference and large size in conventional wide-band receiver front-end,a millimeter wave double conversion scheme is proposed in this paper,which ex-pands the interval between input intermediate frequency and output radio frequency so as to weaken the combination frequency interference,output spur and back radiation of local oscillator decrease. By configu-ring power and supply voltage of device properly,low noise,wideband and large dynamic range at output is realized wi th noise figure≤3. 6 dB and dynamic level≥55 dBm in bandwidth>4 GHz. The designed front-end is featured by low cost,compact structure and light weight and it can be widely applied in electronic countermeasure,wideband reconnaissance system and other fields.【期刊名称】《电讯技术》【年(卷),期】2016(056)007【总页数】5页(P799-803)【关键词】毫米波接收前端;超宽带;大动态范围;二次变频【作者】张先荣【作者单位】中国西南电子技术研究所，成都610036【正文语种】中文【中图分类】TN85随着电子信息技术的快速发展，密度越来越高的各类信号所占用的电磁频谱越来越宽，使得频谱资源日益紧张。
基于单片机的可见光通信系统实验设计
基于单片机的可见光通信系统实验设计1. 实验目的：了解可见光通信技术的原理及应用，设计并实现单片机控制的可见光通信系统。
2. 实验原理：可见光通信技术是利用光的属性进行通信的一种新型通信技术，与无线电通信技术相比，可见光通信技术具有无线电磁波干扰小、安全性高、光源广泛、无电磁辐射等优点。
光通信通过编码、调制、解调和解码等方式将信息传输到信道上。
如图1所示，一个光源通过编码电路将信息转换成可见光信号，然后光源将光信号传输到相应的接收器上，接收器通过解码电路将信息从光信号中提取出来。
3. 实验器材：1）LED发光二极管（TX端）和光敏二极管（RX端）2）Arduino单片机3）电阻、电容等元器件4）电源4. 实验步骤：1）把TX端的LED连接到Arduino单片机的数字管脚上。
2）对发送的信息进行编码，比如ASCII码。
3）将编码后的信息转化成二进制数字。
4）用二进制数字控制LED的亮灭时间，并在TX端发送出来。
5）在RX端将接收到的可见光信号转换成电信号，并识别出其中的二进制数字。
6）解码二进制数字并转换成信息。
7）在RX端显示出信息。
5. 实验注意事项：1）实验中的光源和光敏二极管要放置在一定的距离内，避免直接光照射手眼。
2）发送端和接收端的波长要匹配。
3）需要设置适当的功率和亮度。
6. 实验拓展：1）可以在单片机中增加自适应亮度调节、自适应位宽调节等功能。
2）可以尝试对传输速度进行优化，提高传输速率。
7. 实验结论：通过单片机控制的可见光通信系统，可以将信息通过可见光传输到接收端，并将信息显示出来。
可见光通信技术在新型通信技术中具有较大发展前景。
光纤通信系统的光接收机前端电路的方案设计课程方案设计
本科毕业设计（论文）原创性声明本人声明：所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究成果。
除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已发表或撰写过的研究成果。
参与同一工作的其他同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。
签名：日期：本论文使用授权说明本人完全了解南通大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留论文及送交论文复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容。
（保密的论文在解密后应遵守此规定）学生签名：指导教师签名：日期：随着通信技术产业的迅速发展，光纤通信由于其频带宽、容量大、损耗低、抗辐射等诸多优点成为高速通信系统研究热点。
光接收机在整个光纤通信系统中占有重要地位，而前置放大器和限幅放大器是构成光接收机的两个关键电路，所以它们的性能在很大程度上决定了光接收机甚至是光纤通信系统的性能。
为了设计一个满足性能要求、结构简单的光接收机，我们对前置放大器和限幅放大器进行了详细的分析设计，利用电路仿真软件Pspice对跨阻型前置放大器进行了直流分析、交流分析和温度分析等。
也对限幅放大器进行了单元电路的设计与仿真。
通过对两种电路的分析设计，实现了高增益大带宽的放大目标，可以最大地消除寄生参量的影响，减小混合电路的组装环节，使集成电路的速度性能和可靠性得到显著的提高。
关键词：光接收机，前端放大电路，前置放大器，限幅放大器ABSTRACTWith the rapid development of communication technology industry, optical fiber communication have become the high-speed communications systems research focus because of its frequency bandwidth, large capacity, low loss, anti-radiation, and many other advantages.Optical receiver plays an important role in the optical communication systems, and the preamplifier and limiting amplifier is the two key circuits which constitute the optical receiver, so their performance largely determines the performance of the optical receiver and even the optical fiber communication systems.In order to design an optical receiver which meets the performance requirements and has a simple structure,we analyze and design the preamplifier and limiting amplifier in detail,and we use the circuit simulation software Pspice for transimpedance type preamplifier’s DC analysis, AC analysis and temperature analysis.We also design and simulate unit circuit of limiting amplifier.Through the analysis of the two circuit design,we achieve the amplified targetofhigh gain and large bandwidth,it caneliminate the effects of parasitic parameters largely andreduce the assembly of hybrid circuits,so the speed performance and reliability of integrated circuits can be improved significantly.Keywords:Optical Receiver, Front-end Amplifier, Preamplifier, Limiting Amplifier摘要1ABSTRACT1第一章绪论31.1课题背景51.2课题的目的和意义61.3光接收机概述及其性能指标61.3.1 信噪比51.3.2 误码率81.3.3 灵敏度61.3.4 动态范围61.4论文组织9第二章前置放大电路分析与设计102.1前置放大器概述102.2前置放大器类型102.2.1 低阻型前置放大器102.2.2 高阻型前置放大器112.2.3 跨阻型前置放大器122.3跨阻型前置放大器的Pspice仿真13 第三章限幅放大电路分析113.1主放大器概述113.2主放大器类型选择123.3电路系统设计163.3.1 电路总体框图设计163.3.2 电路性能指标要求133.4单元电路设计与仿真143.4.1 偏置电路143.4.2 使能控制电路19第四章总结22参考文献23致谢24第一章绪论1.1 课题背景可靠地实现信息传输容量和传输距离的最大化是通信系统追求的最终技术目标。
民航座舱内可见光无线通信系统的布局研究
民航座舱内可见光无线通信系统的布局研究随着航空业的不断发展和技术的不断创新，航空公司和航空制造商对飞机内部通信系统的要求也越来越高。
传统的无线通信系统在飞机上存在一些局限性，如信号干扰、安全等问题。
研究人员开始关注可见光通信技术，这种技术可以通过光信号传输数据，避免无线频段的干扰问题，提高通信的安全性和稳定性。
本文将对民航座舱内可见光无线通信系统的布局进行研究，探讨系统的优势和布局方案。
一、可见光通信技术的优势可见光通信技术是一种新型的无线通信技术，通过LED灯或激光器发射出的光信号传输数据。
相比传统的无线通信技术，可见光通信具有以下几个优势：1. 高安全性：可见光通信系统不会穿透隔墙，只能在灯光照射的范围内进行通信，因此具有很高的安全性，能有效避免信息被窃听和干扰的风险。
2. 无干扰：由于可见光通信系统工作在可见光波段，不受无线频段的干扰，通信质量更加稳定可靠。
3. 高速率：可见光通信系统具有高传输速率的特点，可以满足多种高带宽应用的需求。
4. 低成本：可见光通信系统可以利用现有的照明设备进行布局，不需要额外的设备投资，具有较低的成本。
二、座舱内可见光无线通信系统的布局在民航座舱内布局可见光无线通信系统时，需要考虑飞行安全、通信覆盖范围和设备布局等因素。
下面将针对这些因素进行布局研究：1. 通信覆盖范围的确定座舱内的可见光无线通信系统需要覆盖整个飞机内部空间，包括头等舱、商务舱和经济舱等区域。
为了保证通信的连续性和稳定性，需要对通信覆盖范围进行合理规划和布局。
2. 光源的选择和布局在可见光无线通信系统中，光源是非常关键的组成部分，通常采用LED灯或激光器作为光源。
在座舱内布局光源时，需要考虑以下几点：（1）选择合适的光源类型和数量，保证光通信系统在整个座舱内具有良好的覆盖范围和通信质量。
（2）根据座舱内的布局和结构特点，精确布置光源，避免光信号的遮挡和干扰。
4. 安全性和飞行安全考虑在座舱内布局可见光无线通信系统时，需要充分考虑飞行安全的因素。
一种基于可见光信标的室内定位系统及实现
0 1 2 … 2M - 1
Hale Waihona Puke 0 起始时隙 保护时隙脉冲位置
图 3 SRDPIM 符号结构
t = 100 μs
1
0 1 2 … 15
0 1 2 … 15
82 2015，51（5）
Computer Engineering and Applications 计算机工程与应用
一种基于可见光信标的室内定位系统及实现
陈灿峰 1，谭 伟 2
CHEN Canfeng1, TAN Wei2
1.诺基亚中国研究院，北京 100013 2.北京航空航天大学 软件学院，北京 100083 1.Nokia Research Center, Beijing 100013, China 2.School of Software, Beihang University, Beijing 100083, China
使用 PDR 计算出相 对于信标 1 的距离
接收器
…
接收器
…
接收器
步行方向
接收器接收到信 标节点 1 的光信
号，解调得到信标 节点 1 的 ID1 值
接收器接收到信 标节点 2 的光信
号，解调得到信标 节点 2 的 ID2 值
接收器无法接收
到信标节点的光 信号，依靠 PDR
测量得到偏移信 标节点 2 的距离
1 引言
随着近年来人们对室内定位和导航服务的需求日 益增加，实现低成本、高精度的室内定位，具有越来越重 要的现实意义。目前，常用的室内定位技术主要有以下 几种[1]：WIFI，蓝牙，ZigBee，超宽带，RFID 等定位方案， 算 法 有 基 于 时 间 到 达（TOA），到 达 时 间 差（TDOA），接 收信号强度指示（RSSI），指纹等定位算法。然而这些定 位 方 案 都 有 部 署 难 、设 备 复 杂 、成 本 高 等 缺 点 。 针 对 这 些不足和近年来可见光通信技术的发展，国外研究人员 开始提出基于可见光的室内定位方案。与传统方案相 比，基于可见光的室内定位无电磁污染，部署容易，既满 足 照 明 要 求 ，又 降 低 了 功 耗 和 成 本 。 随 着 下 一 代 绿 色 LED 照明技术的发展，基于可见光的室内定位将是一种 很有前景的室内定位备选方案。
可见光空间调制通信系统的设计与实现
可见光空间调制通信系统的设计与实现可见光空间调制通信系统的设计与实现摘要：随着无线通信技术的快速发展，现代人们对于通信质量的要求也越来越高。
可见光通信作为一种新兴的无线通信技术，具有传输速度快、带宽大、安全性高等优点，被广泛研究和应用。
本文基于可见光通信的原理和特点，设计了一种可见光空间调制通信系统，并对其进行实现和测试。
通过实验验证，该系统具有较高的传输速率和稳定性，能够满足现代通信的需求。
关键词：可见光通信、空间调制、传输速率、稳定性一、引言无线通信是信息传输的重要手段之一，而随着通信需求的不断增长，现有的无线通信方式已经不能满足人们对传输速率和质量的要求。
可见光通信作为一种新兴的无线通信技术，利用可见光进行信息传输，具有较高的传输速率和稳定性。
本文旨在设计和实现一种基于空间调制的可见光通信系统，通过对系统的性能进行测试和验证，评估其在实际应用中的可行性和优势。
二、可见光通信的原理和特点可见光通信是利用可见光进行信息传输的一种无线通信技术。
光波作为一种电磁波，具有频率高、传输速度快的特点，因此可见光通信能够实现比传统无线通信更高的传输速率。
同时，可见光通信具有带宽大、通信安全性高等特点，不受传统无线通信的频率限制，可以充分利用可见光频段的资源。
此外，可见光通信还能够在无线通信覆盖不到的区域进行通信，为现代通信提供了新的解决方案。
三、可见光空间调制通信系统的设计1. 系统架构设计可见光空间调制通信系统由发射端和接收端组成。
发射端通过调制电信号，控制发射器发出的光波的强度和频率变化，实现传输信息的编码和解码。
接收端通过接收器接收光波，并进行解码还原成电信号。
2. 发射端设计发射端主要包括光源、调制器和控制电路。
光源可以采用白炽灯、LED灯等，具体选择要根据实际需求和应用场景进行确定。
调制器主要用于调制电信号，常用的调制方式有频率调制、强度调制等。
控制电路用于控制调制器的工作状态和参数。
3. 接收端设计接收端主要包括接收器和解调器。
可见光远距离通信系统的设计与实现--基于室外环境
可见光远距离通信系统的设计与实现——基于室外环境张轩，黄明，汪弈舟，李国诚，徐泽琨（北方工业大学，北京 100144）摘 要： 在高压输电线、飞机、高铁等强干扰特殊场景下，为解决无线通信会受到极大限制的问题，应用可见光的特征，设计一种利用可见光传输、判断、监测的通信系统。
使用LED灯作为光源，用菲涅尔透镜对光汇聚成束；在远距离接收端，去除背景光影响，对信道均衡处理，完成波形恢复重建。
设计案例研究表明：室外正午阳光环境/夜色下均可在50 m传输距离达到7 Mbps，在70 m传输距离达到1 Mbps实时稳定传输。
设计的通信系统可在诸多特定环境下进行正常通信，且具有很高的定向性和安全性，同时具有成本低廉、性能优越、使用价值高的特点。
关键词： 可见光通信系统；远距离；室外；信道均衡；抗干扰中图分类号：TP 311 文献标识码：A 文章编号：2095-8412 (2019) 04-036-05工业技术创新 URL : http: // DOI : 10.14103/j.issn.2095-8412.2019.04.007引言可见光通信（VLC ）是一种利用人肉眼可见频率的光线（波长400~760 nm ）进行传输的通信方式。
光波不会像传统电磁波那么易受周围电磁场干扰，且有较强的定向性，基于这种特殊性质，可见光通信具有极高安全性和抗干扰性，在军用、强电传输等领域有很高的应用价值。
可见光通信具有广阔的发展前景，近年来国内外投入大量财力和人力对其进行研究，可见光通信技术也因此得到了飞速的发展[1]。
当前，可见光通信领域更多的研究方向为高速传输，速率上已达到数百兆比特率，甚至在离线传输时能达到10 Gbps [2]，但这仅限于在室内的较为理想环境中，实用性较差。
在室外，关于利用照明设施进行几十米甚至百米的实时传输的研究极少。
本文设计一种可见光通信系统，包括提出设计方案，以实现可见光通信在室外环境下的远距离实时传输。
可见光通信的自动导航系统设计
可见光通信的自动导航系统设计
王加安;杨鸿基;刘疏影
【期刊名称】《电讯技术》
【年(卷),期】2022(62)11
【摘要】设计了一套利用可见光通信的自动导航系统。
通过分析室内可见光信道模型,设计了可见光定位导航系统的发射模块和接收模块。
系统在获取了停车位置信息后,通过光电二极管驱动电路将信息发出,光信号传感器模块接收可见光信号;信号经过解调、滤波后由显示屏显示,同时语音系统播报位置信息,利用贝叶斯相位中心偏置天线(Bayesian Information Criterions Displaced Phase Center Antenna,BDPCA)聚类算法计算出最佳导航路径,从而实现自动导航的目的。
测试结果表明,该系统可满足目标的精准定位功能,在搭建的1 m×1 m×1 m验证实验中,系统的最大定位误差为7.90 cm,平均定位误差为4.85 cm,降低了26%,最佳导航路径距离更短,所需时间降低了20%,系统有较高的工作效率。
【总页数】7页(P1565-1571)
【作者】王加安;杨鸿基;刘疏影
【作者单位】常州工学院光电工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TN929.1
【相关文献】
1.采摘机器人自动导航系统设计——基于计算机智能算法和机器视觉
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光纤通信中可见光通信的设计与性能分析
光纤通信中可见光通信的设计与性能分析近年来，可见光通信作为一项创新性的通信技术，引起了广泛关注。
与传统的无线通信相比，可见光通信利用可见光波段进行数据传输，具有更高的数据传输速率、更低的干扰以及更广泛的应用前景。
在光纤通信中，可见光通信的设计与性能分析成为了一个重要的研究方向。
首先，可见光通信的设计需要考虑光源的选择与调制方法。
光源的选择是设计中的关键一步，常用的光源有白色发光二极管（LED）和激光二极管（LD）。
LED具有低成本、稳定性好、寿命长等优点，但由于其发光效率较低，需要进行高效的调制方式。
而LD具有较高的功率和较窄的光束，但成本相对较高。
根据实际需求和预算，选择适当的光源非常重要。
其次，可见光通信的设计还需要考虑信道传输特性。
由于可见光通信受环境干扰比较大，如光照、障碍物等，设计中必须充分考虑这些因素。
在信道传输特性的研究中，建立合适的数学模型用于预测和优化传输性能是必不可少的。
此外，对于不同的应用场景，还可以采用光学镜面反射技术以提高传输效果。
光接收器是可见光通信设计中的另一个重要部分。
光接收器的设计与性能对可见光通信的传输质量起着至关重要的作用。
常见的接收器有光电二极管（PD）和光电转换器（PDT）。
PD具有快速响应速度、较高的响应度和较大的动态范围，但灵敏度较低。
PDT通过延长光子的旅程，改善了光接收效果，但响应速度相对较慢。
根据实际需求和性能要求，选择适合的接收器可以提高系统性能。
此外，可见光通信的性能分析也是设计中的重要一环。
性能分析可以从多个角度评估通信系统的性能，如传输速率、误码率和系统容量等。
传输速率是衡量通信系统的重要指标之一，与调制方式、信噪比以及信道带宽等相关。
误码率是衡量通信系统错误码字数与传输码字数比例的指标，对于保证信息传输的可靠性十分重要。
系统容量则是指在给定条件下，通信系统所能实现的最大数据传输量。
通过定量的性能分析，可以评估系统的可实现性和稳定性，进行优化设计。
LED照明通信系统的设计与实现
LED照明通信系统的设计与实现崔远慧;包伟;牟俊;王智森【摘要】设计了一款用于室内点对点单向无线传输的光通信系统.该系统采用白光LED作为传输载体,STM32作为主控单元,开关键控驱动作为基本调制方式,在满足室内照明的前提下,设计了发射与接收装置电路、LED调制发射电路、接收解调电路、信号放大电路、电源模块电路.制作的样机系统最终实现了对26个字母连续每隔1s传输1000次,传输记录140cm、误码率为零的测试.【期刊名称】《光通信技术》【年(卷),期】2016(040)002【总页数】4页(P33-36)【关键词】可见光通信;开关键控调制;LED;STM32【作者】崔远慧;包伟;牟俊;王智森【作者单位】大连工业大学集成测控技术研究所,辽宁大连116034;大连工业大学集成测控技术研究所,辽宁大连116034;大连工业大学集成测控技术研究所,辽宁大连116034;大连工业大学集成测控技术研究所,辽宁大连116034【正文语种】中文【中图分类】F276.3LED具有可频繁开关、连续调光及光电响应速度快等特点，人们在利用LED作为照明光源的同时，将信号调制到LED上进行无线传输的可见光通信（Visible Light Communication，VLC）技术已经成为研究的热点之一[1-3]。
1998年，香港大学的G.Pang首次提出采用LED交通指示灯作为通信光源，为车辆传输语音信号[4]，之后，各国的研究人员相继对白光LED作为通信载体进行细致的研究[5,6]。
2000年，Y.Tanaka,S采用LED台灯作为通信光源，对白光LED作为可见光通信光源进行了初步实验研究[7]。
2009年，H.Elgala,R.Mesleh等人研究了短距离室内可见光通信的信噪比和信道编码的误码率性能[8,9]。
国内在可见光通信领域的研究起步相对较晚，从2006年起，国内的暨南大学等高校的科研人员开始了对LED作为照明和通信光源的可行性研究[10,12]。
基于OOK调制的可见光通信视频传输系统
基于OOK调制的可见光通信视频传输系统
樊庭冰;涂俊轩;庄济舟;倪慧琳;秦琳玲;吴绍龙;李孝峰
【期刊名称】《光通信技术》
【年(卷),期】2024(48)3
【摘要】为了降低可见光通信(VLC)系统的误码率,设计了一种基于二进制开关键控(OOK)调制的VLC视频传输系统。
该系统采用改进型4B5B编码、后均衡放大电路改善了系统误码性能,拓展了系统的-3 d B带宽,并在自适应阈值判决的基础上分析数据的相关性特征,实现了OOK解调。
实验结果表明:系统可以在2 m的距离下实现1080 P高清视频的实时、无失真传输;当传输速率为60 Mb/s时,改进型4B5B编码能将系统无编码时的误码率由2.2×10^(-2)降低至2.81×10^(-6)。
【总页数】5页(P84-88)
【作者】樊庭冰;涂俊轩;庄济舟;倪慧琳;秦琳玲;吴绍龙;李孝峰
【作者单位】苏州大学光电科学与工程学院;苏州大学苏州纳米科技协同创新中心;江苏省先进光学制造技术重点实验室;教育部现代光学技术重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】TN929.12
【相关文献】
1.直流提取技术对OOK调制的自由空间光通信系统的性能改进
2.基于STM32的可见光通信系统之OOK调制技术
3.基于FPGA的OOK可见光通信系统仿真与实
现4.基于OOK调制的水下高速激光通信系统设计与实现5.基于SVM的跨湍流信道OOK调制光通信信号判决
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LED可见光通信系统中的程序设计
ｗ ｈ ｉ ｌ ｅ （ ｂ ｂ ＜ ７ ）
ｃ ｏ ＝ ０：
ｉ ｆ （ Ｔ Ｉ Ｍ Ｅ ＜ ２ ９ ５ ０ ０ ）
ｒ ｅ ｔ ｕ ｒ ｎ ０：
）
图２ 为传 输温度数据２ ４（ ｏ Ｃ ） 时 的程 序 仿 真
波形图 。
ｆ ｏ ｒ（ ｉ ＝ ０ ； ｉ ＜ ７ ： ｉ ＋ ＋ ） （ ２ ）８ 位 数 组 存 储 将 分 析 占空 比 后 转 化 出 的０ ，ｌ 码 存 储 到 一 个８ 位 数 组 中 ， 当存 储 满 后 ， 分 别 送 给 两个 数 码 管 显 示 。在 这 里 需要 特 别 注 意 的是 ， 由于 发 射 端 在 每 次 发送 起 始码 之 前 需要 在 主 程序 中开 启 定 时
…
…
…
…
…
…
…
…
…
一
探
察＿ （ （ （ （ ＿ －
ＬＥＤ 可 见 光 通 信 系 统 中 的 程 序 设 计
沈 阳工业大学信 息科学与工程 学院 陈博 昊
【 摘要 】介 绍 了所设计 因进 行 了 讨 论 。 Ｌ Ｅ Ｄ可见光通信 系统的发射端及接收端程序设计概况 ，对程序设计 中若 干关键 问题处 理方法及 注意事项做 了阐述 ，并对 实验 中遇 到问题 的可能原
图 ２传 输 温 度 数 据 ２ ４ 的Ｐ Ｐ Ｍ 码 程 序 仿真 波 形 图
基 墓
图 １发 射 端 啦 体工 作 流 程 框 图
（ １ ）单 片机 定 时 器 的选 择 与对 应 程序 编 码 定 时器 ｌ 在程 序 中的 工 作 方式 为 “ 方式ｌ ”， 即定时时间从０ ￣６ ５ ５ ３ ６ ，共６ ５ ５ ３ ６ ｌ ａ Ｓ 。定 时 器 １ 的选择是用它来将信号调制为频率为３ ８ Ｋ Ｈ Ｚ 的高 频 载 波 ， 从 而 保 证 信 号 在 传 递 的 过 程 中 减 小 失 真。３ ８ Ｋ Ｈ Ｚ 对 应 的 单 位 时 间为 ２ ６ Ｘ Ｉ ｓ 。因 为 ３ ８ Ｋ Ｈ Ｚ 的 高 频 信 号 为 占空 ｔ Ｌ ５ ｏ ％ 的方 波 信 号 ，所 以它 的 上 升沿 和 下降 沿 的 时 间均 为 ｌ ３ Ｘ Ｉ ｓ 。所 以定 时器 １ 的 初始 设 定 为 ： Ｔ Ｈ １ ＝ （ ６ ５ ５ ３ ６ — １ ３ ） ／ ２ ５ ６ （ １ ） Ｔ Ｌ Ｉ ＝ （ ６ ５ ５ ３ ６ — １ ３ ） ％ ２ ５ ６ （ ２ ） 定时器０ 在程 序 中的 工作 方 式 为 “ 方式２ ”， 即定时 时间从０ ￣２ ５ ６ ，共 ２ ５ ６ Ｘ Ｉ ｓ 。它的作用是 用 来 确 定Ｐ Ｐ Ｍ 编 码 的 周 期 时 间 。所 以 定 义 的 Ｐ Ｐ Ｍ 码 中，预 先设 定的 决定Ｐ Ｐ Ｍ 码周 期长短 的单位 “ ｂ ｂ ”就 可 以表 示 为 ２ ５ ６ ｕ ｓ 乘 以 定 时器 中 断０ 中 的预设参数 “ ａ ａ ”的数值 。而 “ ｂ ｂ”最 终 决 定 了Ｌ Ｅ Ｄ 的 发 光 频 率 和 闪烁 方 式 。 根据Ｐ Ｐ Ｍ 编 码 的 原 理 ，添 加 了 用 于 接 收 端 判 断 是 否 开 始 接 收 信 息 的 起 始 码 。 并 编 写 了 … ０’ 和 … １’的发 射 函数 ， 用 来 定 义 。 定义Ｐ Ｐ Ｍ 码的 “ ０ ” 码 程 序 如 下 ，其 中变 量 Ｃ Ｃ ”表示 了信 号 的高 低变 化 。ｃ 语 言程 序如 下 ： ｖ ｏ ｉ ｄ ｗ ｒ ｉ ｔ ｅ Ｏ （ ） （
可见光通信电路设计与应用
通过空间分集和空间复用等技术，提高信号的抗干扰能力。
PART 04
可见光通信的应用案例
REPORTING
XXXXX DESIGN
室内可见光通信系统应用案例
商场导购信息推送
通过在商场内部安装可见光通信设备，实现导购信息的实时推送，方便顾客了 解商品信息和促销活动。
图书馆导航系统
利用可见光通信技术，实现图书馆内部的定位和导航，帮助读者快速找到所需 图书和阅览室。
可见光通信与光纤通信的融合
光纤通信具有高速、大容量的特点，与可见光通 信相结合可以实现高速、实时的数据传输。
3
可见光通信与红外通信的融合
红外通信具有抗干扰能力强、保密性好的特点， 与可见光通信相结合可以提高通信的安全性和保 密性。
可见光通信在物联网领域的应用前景
智能家居
通过将可见光通信技术应用于智能家居系统，可以实现家 庭内部各种设备之间的快速、稳定、安全的数据传输和信 息交互。
无人驾驶
在无人驾驶系统中，可见光通信技术可以用于车车、车路 之间的信息交互和数据传输，提高道路安全和交通效率。
虚拟现实
在虚拟现实领域，可见光通信技术可以实现高清晰度、低 延迟的图像传输和交互，提供更加逼真的虚拟现实体验。
XXX.xxx
THANKS
感谢观看
REPORTING
可见光接收电路设计
光信号接收
使用光电探测器接收光信 号，并将其转换为电信号 。
前置放大
对接收到的微弱电信号进 行放大，以提高信噪比。
解调与解码
根据调制方式，采用相应 的解调技术将信号还原为 原始数据。
可见光通信电路的集成与优化
电路集成
将发射和接收电路集成在一个小 型封装中，提高系统的紧凑性和 便携性。
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。
可见光通信原理及硬件方案
可见光通信原理及硬件方案可见光通信基本原理在正常照明前提下，将信息调制到LED灯发出的可见光中，接收端利用光电检测器（PD）将可见光并转换为电信号，并从中解调出相应的调制信息。
基于可见光通信，以高速AD，FPGA DA 提供完美的解决方案。
室内LED可见光高速数字通信系统的硬件框图如图所示。
左侧实线框标出的为数字信号部分，主要包括PC数据源、数据接口、基带处理和DAC／ADC等模块，其中后三者设计集成于基带处理板上。
图4．1中右侧虚线框标出的为模拟信号部分，主要包括LED驱动电路、LED、光信道、透镜、蓝色滤光片、光电二极管和光电处理电路。
方案一：125Msps 的 AD ，DA+XC7K325T FPGA 处理平台双排插针Xilinx FPGA Kintex-7XC7K325T-2FFG900EEPROMI2CFlashLEDsJTAGPHY总共16个 GTXRJ45DDR364bitF P C -H P CLA HA HBGTX X8PCIe X88bitADS62P45滤波网络滤波网络AD9777滤波网络滤波网络AD955210M 温补晶振板卡包括：两路AD , AD 采用ADS62P45芯片，该芯片集成了两个14位的高速ADC ，采样速率高达125MSPS ，输入信号幅值1V ，50欧姆阻抗，物理接口为 SMA ；两路DA ，DA 采用AD9777芯片，该芯片为16位分辨率，最大输入数据速率为160Msps ，插值后最大DAC 转换速率400MSPS ，该系列器件具有可选插值率(2x/4x/8x)以及能够以Fs/2、Fs/4或Fs/8混频的复合调制器，两路信号可以以I 、Q 分量信号输出。
所有配置均通过一个易于使用的三线式或四线式SPI 接口完成。
输出信号幅值为1V ，50欧姆阻抗，物理接口为 SMA 。
方案二 ：1Gsps 的 AD ，DA+XC7V690T FPGA 处理平台1通道1 GSPS 模数转换，ADC 采用TI 公司的ADS5400，12位单通道1G 采样率 ；1通道2.5GSPS 数模转换，DAC 采用ADI 公司的AD9739，14位2.5G 射频数模转换器 ；FPGA 采用一片Xilinx 公司的XC7VX690T-FFG1761I FPGA 芯片，两簇Micro 公司的MT41K512M8RH-125 IT DDR3颗粒，每簇64bit 位宽，4GB 容量，支持PCIeX8接口、HPC 的FMC 连接器、3路SFP+光通道（最高设计速度10Gbps ）。
高灵敏度APD接收机的设计
高灵敏度APD接收机的设计作者：薛凌云伍岳来源：《农村经济与科技》2016年第24期[摘要]可见光通信（Visible-Light Communication，VLC）作为物联网领域的新技术，正在受到越来越多的关注。
任何一个VLC通信系统，都是由发送设备和接收设备组成，其中接收设备的灵敏度和频带宽带是制约VLC系统性能的主要因素之一。
本文从APD接收机灵敏度展开讨论，提出了一种提高APD接收机灵敏度的方法，并经过测试达到了预期的效果。
[关键词]可见光通信；雪崩光电二极管（APD）；接收灵敏度[中图分类号]TN851 [文献标识码]A目前，短距离通信都采用ZigBee、WiFi、RFID等无线电波方式实现数据传输，这些方式虽然得到了广泛的应用，但存在着对人体产生危害、通信设备容易产生互相干扰、频率资源受限等诸多问题。
近年来发展起来的可见光通信（Visible-Light Communication，VLC）可以很好的解决以上问题。
VLC作为物联网领域的新技术，正在受到越来越多的关注。
任何一个VLC通信系统，都是由发送设备和接收设备组成，其中接收设备的灵敏度和频带宽带是制约VLC系统性能的主要因素之一。
为了实现VLC系统的高速传输，在发送端需要采用OFDM调制、多值调值、并行传输等方式。
在接收端，对于VLC高速网络接入、远距离传输（例如路车间通信系统）、微光测试等VLC应用，需要采用光电二极管（photo diode，PD）或雪崩光电二极管（avalanche photodiode，APD）作为接受器件。
本文从APD接收机灵敏度展开讨论，提出了一种提高APD接收机灵敏度的方法。
1 雪崩光电二极管（APD）APD 是一种在反向电压的作用下，光电流成倍增长的高速、高灵敏度的光电二极管。
APD 内部具有信号倍增功能，与PIN 型 PD 相比，能够获得极高的信噪比，常用于高速、高精度光检测、采用闪烁器（scintillator）的微光检测器等多种场合。
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可见光通信低成本前置接收电路设计
在可见光通信系统中，光信号接收前置放大电路是一个重要的组成部分。
低噪声、宽频带和足够的增益是对该部分电路的基本要求。
具有较佳技术性能的光电接收前置放大电路往往使用了价格高昂的器件，使其成本过高，对可见光通信技术的市场应用产生了不利影响。
1 技术方案
1.1 设计要求
在保证高速、高增益的同时具有低成本的优点，满足以荧光型LED作为信号发射源、直接数字强度调制的可见光通信系统光电转换前置放大电路的需求。
1.2 技术参数确定
频率响应。
-3dB高频响应为2MHz-10MHz。
灵敏度。
可见光通信系统中，LED光源同时兼具照明和可见光通信信号发送的双重作用。
日常生活、工作中，对室内参考平面上光照度的最低要求一般为100lx。
为留有一定裕量，以照度值50lx作为可见光通信系统正常工作的阈值。
考虑到后续电路的要求，拟定前置放大电路此时的输出电压应不小于0.5Vpp（0.177Vrms）。
供电电源形式。
采用+5V单电源供电以降低供电电源的复杂性。
1.3 实现方案
光电接收器采用PIN光电二极管，具有电路结构简单和成本低廉的特点。
放大电路由光电转换跨阻放大器和电流反馈型高速放大器组成。
电路如图1所示。
2 第一级放大电路和PIN光电二极管
PIN光电二极管D1、电阻R3和电压反馈型运放U1等组成电流-电压转换器即跨阻放大器。
忽略光电管漏电流影响，放大器输出电压为：
（1）
其中Ip为PIN管光电转换产生的信号电流。
电压反馈型放大器组成的跨阻放大器与单纯电压反馈型放大器相比，具有更好的的频率响应。
其高频截止频率为：
（2）
其中GBP为U1的增益带宽积，Ci为光电二极管结电容C0和U1的输入电容之和。
C2为跨阻放大器的相位补偿电容，可由下式求出：
（3）
因R3和PCB存在寄生电容，故C2的最终取值应通过实验进行调整。
U1选用低成本、高性能电压反馈型放大器AD8057，具有高速、低噪声、低失真和低功耗的特点。
其输入电容为2pF、5V单电源供电时GBP为300MHz。
分压电阻选R1=R2，则=+2.5V。
光电二极管D1工作于反偏工作状态，有利于减少结电容从而提高频率响应。
PIN光电二极管的选取应从高速响应特性、光谱接收特性等方面考虑。
这里选用OSRAM公司的BPW34。
其上升、下降沿时间为20ns。
对于400nm-760nm的可见光波长，相对光谱灵敏度10%。
由BPW34数据规格表中的电容特性曲线可求出当VR=2.5V时，电容C0=28pF。
通过实验可测得当所采用的LED光源光照度为50lx 时IP=0.23μA（VR=2.5V）。
3 第二级放大电路
由电流反馈型运放U2组成。
电流反馈型运放较电压反馈型运放相比，带宽随增益变化较小，高增益时仍能保持高带宽。
本级电压增益为：
（4）
U2选用低成本、高速、高性能电流反馈型放大器*****-1，具有优良的综合性能。
根据*****-1数据手册的推荐和实验验证，可按表1选取电阻值。
4 电路总频响和输出电压
高频响应：
（5）
输出电压：
（6）
5 设计实例和测试
取f1=5MHZ，由公式（1）（2）（3）可计算出第一级放大器的R3=63.7kΩ、C2=0.11pF、50lx调制光照下的输出电压U01=15mVrms。
根据灵敏度设计要求，由公式（6）可求出A2应大于177/15=11.8。
取A2=20，则U02=300mVrms。
由表1可得R5=348Ω，R4=18.2Ω，f2=70MHz。
由公式（5）可计算出电路频响fH=4.5MHz。
按上述相关计算值选取元件，实测电路-3dB高频响应频率为3.8MHz。
当信号频率为1MHz、LED光源光照度为50lx时，实测电路输出电压为310Vrms。
电路工作总电流实测为10mA。
由于R3和PCB寄生电容降低了第一级放大器频响，电路频响的计算值和实测值存在一定误差。
在设计时频响的取值应留有余量。
改变U1、U2频响和增益的设计组合参数，选取相应的元件值，电路频响可达10MHz。
6 结语
设计的电路分别采用两种不同类型的放大器，充分发挥了各自的特点。
在保证高速、高增益、低噪声的同时具有低成本的优点。
相关电路已申请专利，目前已应用于基于可见光通信技术的计量仪器数据无线采集系统。