調(diào)制系數(shù)自動(dòng)調(diào)整電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及調(diào)制系數(shù)自動(dòng)調(diào)整電路，包括LED、基帶信號(hào)、直流電、基帶信號(hào)幅度調(diào)整電路模塊、電壓跟隨電路模塊、耦合調(diào)制電路模塊；電壓跟隨電路模塊用于將直流電電壓經(jīng)分壓、阻隔后得到一個(gè)固定的最大調(diào)制信號(hào)電壓，將該最大調(diào)制信號(hào)電壓發(fā)送至基帶信號(hào)幅度調(diào)整電路模塊；基帶信號(hào)幅度調(diào)整電路模塊用于接收來(lái)自電壓跟隨電路模塊的最大調(diào)制信號(hào)電壓，將基帶信號(hào)進(jìn)行比較整形得到電壓小于或等于最大調(diào)制信號(hào)電壓的調(diào)制信號(hào)，將該調(diào)制信號(hào)發(fā)送至耦合調(diào)制電路模塊；耦合調(diào)制電路模塊用于將來(lái)自基帶信號(hào)幅度調(diào)整電路模塊的調(diào)制信號(hào)經(jīng)過(guò)耦合后與直流電疊加發(fā)送至LED的陽(yáng)極，LED的陰極接地。其在使用不同功率的LED燈時(shí)，調(diào)制系數(shù)穩(wěn)定在設(shè)定值，不隨直流電電壓的變化而變化。
【專利說(shuō)明】調(diào)制系數(shù)自動(dòng)調(diào)整電路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及可見光通信系統(tǒng)的幅度調(diào)制【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及調(diào)制系數(shù)自動(dòng)調(diào)整電路。

【背景技術(shù)】
[0002]可見光通信系統(tǒng)即利用可見光進(jìn)行通信、數(shù)據(jù)傳輸，實(shí)現(xiàn)高達(dá)IGbps的數(shù)據(jù)傳輸速率。在可見光通信系統(tǒng)中，發(fā)射機(jī)基帶信號(hào)對(duì)LED直流電源進(jìn)行幅度調(diào)制是一種常用的調(diào)制方式。調(diào)制后，基帶信號(hào)轉(zhuǎn)化為L(zhǎng)ED燈的明暗變化。在接收機(jī)端，光電轉(zhuǎn)換電路把光線的明暗變化轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，解調(diào)還原成基帶信號(hào)。調(diào)制系數(shù)是發(fā)射機(jī)的一個(gè)關(guān)鍵參數(shù)，必須設(shè)定在合理的范圍內(nèi)。采用幅度調(diào)制的可見光通信系統(tǒng)，調(diào)制系數(shù)過(guò)大，會(huì)導(dǎo)致實(shí)際照明功率減??；調(diào)制系數(shù)過(guò)小，會(huì)加大接收機(jī)解調(diào)的難度，增加誤碼率。對(duì)于幅度調(diào)制，調(diào)制系數(shù)是調(diào)制信號(hào)電壓的最大、最小值的差與載波信號(hào)最大、最小值的和的比值。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)通常采用的調(diào)制電路如圖1所示，包括基帶信號(hào)1、一比較器Ul、電阻Rl、電容Cl，電感L1、LEDl，基帶信號(hào)I連接比較器Ul的正輸入端，比較器Ul的負(fù)輸入端接基準(zhǔn)電壓Vref，電阻Rl的一端和電容Cl的一端均與比較器Ul的輸出端連接，電阻Rl的另一端接直流電VCCl，直流電VCCl的值設(shè)為VI，電感LI的一端和LED的正極端均與電容Cl的另一端連接，電感LI的另一端接直流電VCC2，直流電VCC2的電壓值設(shè)為V2，LEDl的負(fù)極端接地?；鶐盘?hào)I經(jīng)過(guò)比較器Ul比較器整形，得到調(diào)制信號(hào)，其最大電壓Vmax = VI，最小電壓為Vmin = 0V。該調(diào)制信號(hào)經(jīng)過(guò)電容Cl耦合到LEDl電源上，實(shí)現(xiàn)了幅度調(diào)制。而載波信號(hào)是LEDl的直流供電電壓，其值為VCC2，則調(diào)制系數(shù)Ma = (Vmax-Vmin) / (V2+V2) = Vl/(2*V2)，可見，Vl為定值，當(dāng)V2取不同值時(shí)，調(diào)制系數(shù)也隨之改變，無(wú)法保持一個(gè)確定值。比較器Ul的負(fù)輸入端連接的基準(zhǔn)電壓Vref的值通常為基帶信號(hào)I最大幅度的一半，當(dāng)輸入基帶信號(hào)I大于基準(zhǔn)電壓Vref時(shí)，比較器Ul輸出高電平；當(dāng)基帶信號(hào)I小于基準(zhǔn)電壓Vref時(shí)，比較器Ul輸出低電平。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題在于，使用不同功率的LED燈及配套電源時(shí)，調(diào)制系數(shù)無(wú)法實(shí)現(xiàn)根據(jù)實(shí)際情況自動(dòng)調(diào)整，其不能穩(wěn)定在設(shè)定值，需要調(diào)整電路參數(shù)才能確保調(diào)制系數(shù)不變，適配性差，工程實(shí)現(xiàn)成本高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種調(diào)制系數(shù)自動(dòng)調(diào)整電路，其在使用不同功率的LED燈及配套電壓時(shí)，調(diào)制系數(shù)穩(wěn)定在設(shè)定值，不隨直流電電壓的變化而變化。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0007]調(diào)制系數(shù)自動(dòng)調(diào)整電路，包括LED、基帶信號(hào)、直流電、基帶信號(hào)幅度調(diào)整電路模塊、電壓跟隨電路模塊、耦合調(diào)制電路模塊；該電壓跟隨電路模塊用于將直流電電壓經(jīng)分壓、阻隔后得到一個(gè)固定的最大調(diào)制信號(hào)電壓，并將該最大調(diào)制信號(hào)電壓發(fā)送至基帶信號(hào)幅度調(diào)整電路模塊；該基帶信號(hào)幅度調(diào)整電路模塊用于接收來(lái)自電壓跟隨電路模塊的最大調(diào)制信號(hào)電壓，將基帶信號(hào)進(jìn)行比較整形得到電壓小于或等于最大調(diào)制信號(hào)電壓的調(diào)制信號(hào)，并將該調(diào)制信號(hào)發(fā)送至耦合調(diào)制電路模塊；該耦合調(diào)制電路模塊用于將來(lái)自基帶信號(hào)幅度調(diào)整電路模塊的調(diào)制信號(hào)經(jīng)過(guò)耦合后與直流電疊加發(fā)送至LED的陽(yáng)極，LED的陰極接地。
[0008]優(yōu)選的，所述基帶信號(hào)幅度調(diào)整電路模塊包括比較器U2、電阻R2，所述比較器U2的正輸入端連接基帶信號(hào)，比較器U2的負(fù)輸入端連接基準(zhǔn)電壓Vref，所述電阻R2的一端以及耦合調(diào)制電路模塊均與比較器U2的比較輸出端連接，所述電阻R2的另一端連接電壓跟隨電路模塊。
[0009]優(yōu)選的，所述比較器U2為開漏輸出比較器。
[0010]優(yōu)選的，所述比較器U2為開集輸出比較器。
[0011]優(yōu)選的，所述電壓跟隨電路模塊包括跟隨器U3、電阻R3、電阻R4，所述電阻R3和電阻R4的一端均與跟隨器U3的同相輸入端連接，電阻R3的另一端連接直流電，電阻R4的另一端接地；所述電阻R2的另一端和跟隨器U3的反相輸入端均與跟隨器U3的輸出端連接。
[0012]優(yōu)選的，所述耦合調(diào)制電路模塊包括電容C2、電感L2，所述電感L2的一端與直流電連接，電容C2與比較器U2的輸出端連接，電感L2的另一端和電容C2的另一端均與LED的陽(yáng)極連接。
[0013]優(yōu)選的，所述基帶信號(hào)的電壓為3.3V或1.8V。相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果在于:
[0014]本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)，增加了電壓跟隨電路模塊，其根據(jù)直流電的電壓獲取相應(yīng)的最大調(diào)制信號(hào)電壓，經(jīng)過(guò)電感的隔離濾波作用，防止調(diào)制信號(hào)耦合到直流電，并且該電路模塊使得調(diào)制系數(shù)與直流電無(wú)關(guān)，保證調(diào)制系數(shù)固定在設(shè)定值，當(dāng)更換不同功率的LED、搭配不同的直流電電源時(shí)，電壓跟隨電路模塊自動(dòng)調(diào)整，調(diào)制系數(shù)不變。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為現(xiàn)有技術(shù)的電路結(jié)構(gòu)圖；
[0016]圖2為本發(fā)明的調(diào)制系數(shù)自動(dòng)調(diào)整電路的電路結(jié)構(gòu)圖。
[0017]其中，1、基帶信號(hào)；2、基帶信號(hào)；3、基帶信號(hào)幅度調(diào)整電路模塊；4、電壓跟隨電路模塊；5、耦合調(diào)制電路模塊；6、LED?

【具體實(shí)施方式】
[0018]下面，結(jié)合附圖以及【具體實(shí)施方式】，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述:
[0019]請(qǐng)參見圖2，本實(shí)施例的調(diào)制系數(shù)自動(dòng)調(diào)整電路，包括LED 6、基帶信號(hào)2、直流電VCC3、基帶信號(hào)幅度調(diào)整電路模塊3、電壓跟隨電路模塊4、耦合調(diào)制電路模塊5 ;該電壓跟隨電路模塊4用于將直流電VCC3的電壓經(jīng)分壓、阻隔后得到一個(gè)固定的最大調(diào)制信號(hào)電壓，并將該最大調(diào)制信號(hào)電壓發(fā)送至基帶信號(hào)幅度調(diào)整電路模塊3;該基帶信號(hào)幅度調(diào)整電路模塊3用于接收來(lái)自電壓跟隨電路模塊4的最大調(diào)制信號(hào)電壓，將基帶信號(hào)2進(jìn)行比較整形得到電壓小于或等于最大調(diào)制信號(hào)電壓的調(diào)制信號(hào)，并將該調(diào)制信號(hào)發(fā)送至耦合調(diào)制電路模塊5 ;該耦合調(diào)制電路模塊5用于將來(lái)自基帶信號(hào)幅度調(diào)整電路模塊3的調(diào)制信號(hào)經(jīng)過(guò)耦合后與直流電VCC3疊加發(fā)送至LED 6的陽(yáng)極，LED6的陰極接地。
[0020]具體的，基帶信號(hào)幅度調(diào)整電路模塊3包括比較器U2、電阻R2，比較器U2的正輸入端連接基帶信號(hào)2，比較器U2的負(fù)輸入端連接基準(zhǔn)電壓Vref，電阻R2的一端以及耦合調(diào)制電路模塊5均與比較器U2的比較輸出端連接，電阻R2的另一端連接電壓跟隨電路模塊4。比較器U2的工作原理跟現(xiàn)有技術(shù)的比較器工作原理相同，比較器U2具有正輸入端和負(fù)輸入端這兩個(gè)輸入端，基準(zhǔn)電壓Vref的值為基帶信號(hào)2最大幅度的一半，當(dāng)輸入基帶信號(hào)2大于基準(zhǔn)電壓Vref時(shí)，比較器U2輸出高電平，當(dāng)輸入基帶信號(hào)小于基準(zhǔn)電壓Vref時(shí)，比較器U2輸出低電平。
[0021]電壓跟隨電路模塊4包括跟隨器U3、電阻R3、電阻R4，電阻R3和電阻R4的一端均與跟隨器U3的同相輸入端連接，電阻R3的另一端連接直流電VCC3，電阻R4的另一端接地；電阻R2的另一端和跟隨器U3的反相輸入端均與跟隨器U3的輸出端連接。
[0022]耦合調(diào)制電路模塊5包括電容C2、電感L2，電感L2的一端與直流電連接，電容C2與比較器U2的輸出端連接，電感L2的另一端和電容C2的另一端均與LED 6的陽(yáng)極連接。
[0023]基帶信號(hào)2的信號(hào)輸入一般為3.3V、1.8V的常用的數(shù)字量電路電平，經(jīng)過(guò)比較器U2輸出調(diào)制信號(hào)，基帶信號(hào)幅度調(diào)整電路模塊3主要用作電平變化處理，輸出的調(diào)制信號(hào)與基帶信號(hào)2的波形基本一致，只是信號(hào)電壓幅度變化，比較器U2是開漏或開集輸出的比較器U2。直流電VCC3的電壓經(jīng)過(guò)電阻R3和電阻R4分壓后得到電阻R2的上拉電壓，該上拉電壓即為調(diào)制信號(hào)電壓的最大電壓幅度，因此該上拉電壓為最大調(diào)制信號(hào)電壓。
[0024]電壓跟隨電路模塊4主要根據(jù)直流電VCC3的電壓V3，經(jīng)過(guò)分壓后獲得相應(yīng)的最大調(diào)制信號(hào)電壓，該最大調(diào)制信號(hào)電壓V4的值隨直流電VCC3的電壓的變化動(dòng)態(tài)調(diào)整。跟隨器U3起到增強(qiáng)驅(qū)動(dòng)力和隔離作用，使得基帶信號(hào)幅度調(diào)整電路模塊3輸出的調(diào)制信號(hào)電壓變化時(shí)，最大調(diào)制信號(hào)電壓的電壓值不受影響。
[0025]基帶信號(hào)幅度調(diào)整電路模塊3輸出的調(diào)制信號(hào)經(jīng)過(guò)耦合調(diào)制電路模塊5中電容C2的耦合，交流部分被提取出來(lái)，隔離直流分量，疊加在LED 6的直流電VCC3的電壓V3上。電感L2起到隔離作用，使得調(diào)制信號(hào)不影響直流電電壓V3本身的電壓幅度。調(diào)制信號(hào)通過(guò)電容C2的耦合和電感L2的隔離。假設(shè)直流電VCC3的電壓為V3，最大調(diào)制信號(hào)電壓為V4，當(dāng)基帶信號(hào)為高電平時(shí)，LED 6的實(shí)際驅(qū)動(dòng)電壓為V3+(V4/2)，當(dāng)基帶信號(hào)為低電平時(shí)，LED6實(shí)際驅(qū)動(dòng)電壓為V3-(V4/2)，實(shí)現(xiàn)了幅度調(diào)制效果。
[0026]由于最大調(diào)制信號(hào)電壓V4是直流電電壓V3電阻R3和電阻R4分壓而成，因此最大調(diào)制信號(hào)電壓V4 = V3*(R4/(R3+R4))。由調(diào)制系數(shù)的計(jì)算公式，調(diào)制系數(shù)是調(diào)制信號(hào)電壓的最大、最小值的差與載波信號(hào)最大、最小值的和的比值，調(diào)制系數(shù)Ma = V4/(2*V3)=V3*(R4/(R3+R4))/(2*V3) = R4/(2*(R3+R4))，由于電阻R3和電阻R4的阻值不可變，可知本實(shí)施例的調(diào)制系數(shù)Ma與直流電電壓V3無(wú)關(guān)，使用不同功率LED 6和與LED 6配套的電壓，并不會(huì)改變調(diào)制系數(shù)。
[0027]對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可根據(jù)以上描述的技術(shù)方案以及構(gòu)思，做出其它各種相應(yīng)的改變以及形變，而所有的這些改變以及形變都應(yīng)該屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.調(diào)制系數(shù)自動(dòng)調(diào)整電路，其特征在于，包括LED、基帶信號(hào)、直流電、基帶信號(hào)幅度調(diào)整電路模塊、電壓跟隨電路模塊、耦合調(diào)制電路模塊；該電壓跟隨電路模塊用于將直流電電壓經(jīng)分壓、阻隔后得到一個(gè)固定的最大調(diào)制信號(hào)電壓，并將該最大調(diào)制信號(hào)電壓發(fā)送至基帶信號(hào)幅度調(diào)整電路模塊；該基帶信號(hào)幅度調(diào)整電路模塊用于接收來(lái)自電壓跟隨電路模塊的最大調(diào)制信號(hào)電壓，將基帶信號(hào)進(jìn)行比較整形得到電壓小于或等于最大調(diào)制信號(hào)電壓的調(diào)制信號(hào)，并將該調(diào)制信號(hào)發(fā)送至耦合調(diào)制電路模塊；該耦合調(diào)制電路模塊用于將來(lái)自基帶信號(hào)幅度調(diào)整電路模塊的調(diào)制信號(hào)經(jīng)過(guò)耦合后與直流電疊加發(fā)送至LED的陽(yáng)極，LED的陰極接地。
2.如權(quán)利要求1所述的調(diào)制系數(shù)自動(dòng)調(diào)整電路，其特征在于，所述基帶信號(hào)幅度調(diào)整電路模塊包括比較器U2、電阻R2，所述比較器U2的正輸入端連接基帶信號(hào)，比較器U2的負(fù)輸入端連接基準(zhǔn)電壓Vref，所述電阻R2的一端以及耦合調(diào)制電路模塊均與比較器U2的比較輸出端連接，所述電阻R2的另一端連接電壓跟隨電路模塊。
3.如權(quán)利要求2所述的調(diào)制系數(shù)自動(dòng)調(diào)整電路，其特征在于，所述比較器U2為開漏輸出比較器。
4.如權(quán)利要求2所述的調(diào)制系數(shù)自動(dòng)調(diào)整電路，其特征在于，所述比較器U2為開集輸出比較器。
5.如權(quán)利要求1所述的調(diào)制系數(shù)自動(dòng)調(diào)整電路，其特征在于，所述電壓跟隨電路模塊包括跟隨器U3、電阻R3、電阻R4，所述電阻R3和電阻R4的一端均與跟隨器U3的同相輸入端連接，電阻R3的另一端連接直流電，電阻R4的另一端接地；所述電阻R2的另一端和跟隨器U3的反相輸入端均與跟隨器U3的輸出端連接。
6.如權(quán)利要求1所述的調(diào)制系數(shù)自動(dòng)調(diào)整電路，其特征在于，所述耦合調(diào)制電路模塊包括電容C2、電感L2，所述電感L2的一端與直流電連接，電容C2與比較器U2的輸出端連接，電感L2的另一端和電容C2的另一端均與LED的陽(yáng)極連接。
7.如權(quán)利要求1所述的調(diào)制系數(shù)自動(dòng)調(diào)整電路，其特征在于，所述基帶信號(hào)的電壓為.3.3V 或 1.8Vo
【文檔編號(hào)】H04L25/02GK104486269SQ201410855200
【公開日】2015年4月1日 申請(qǐng)日期:2014年12月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月30日
【發(fā)明者】李惠健, 許廣廷, 張朝婷 申請(qǐng)人:廣州極匯信息科技有限公司