一种基于白光led的可见光通信系统的接收装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及通信领域，特别是指一种基于白光LED的可见光通信系统的接收装 置。
【背景技术】
[0002] 目前，如图1所示，所述基于白光LED的可见光通信系统，发射装置可以将电信号 转化为光信号，然后通过光学信道即自由空间将光信号发送给接收装置，最后接收装置能 够将接收的具有一定频率的光信号转化为原始电信号。其中，基于白光LED的可见光通信 系统的接收装置的核心技术是光电转换技术，且光电转换技术的核心是如何将光生电流进 行无噪声放大。
[0003] 现有的光电转换技术有前均衡跨阻抗前置放大技术和后均衡跨阻抗前置放大技 术。其中，后均衡跨阻抗前置放大技术，是指在光电检测器所产生的光输入信号电流进入放 大器之后，对传输信号进行频率补偿以提高电路的带宽，而引入后均衡器的位置是在跨阻 抗前置放大器的输出端和主放大电路的输入端之间。然而这种技术存在增益小，灵敏度低 的缺点。并且，在后均衡电路中，跨阻抗前置放大电路产生的噪声对信号电流已经产生干 扰，这样输入电流信号强度低于噪声电流的频率成分均无法通过频率补偿恢复，即高频部 分的信号均被损失掉。
[0004] 前均衡跨阻抗前置放大技术，是指光生输入电流进入放大器之前，采用频率补偿 手段对输入信号进行均衡，使信号的高频成分在没有低到噪声以下，或者电路中的噪声还 未对输入信号产生干扰就被补偿过来，获得更大的带宽，从而克服前置放大器的低带宽和 高频信号由于损失过大而无法恢复的缺点。前均衡跨阻抗前置放大技术虽然有效改善后均 衡跨阻抗放大器光接收装置存在的增益小，灵敏度低的问题，但是，光接收机的噪声主要由 跨阻抗前置输入级决定，在跨阻抗输入级的前端加入均衡器，前均衡器产生的噪声会和输 入信号同时被放大，则前均衡器的电路结构和噪声特性对光接收系统的信噪比和灵敏度会 造成很大的影响。随着通信距离的增加，所述的灵敏度、增益、带宽和噪声问题越严重。
【发明内容】
[0005] 有鉴于此，本发明的目的在于提出一种基于白光LED的可见光通信系统的接收装 置，能够克服前均衡跨阻抗前置放大技术噪声影响大和后均衡跨阻抗前置放大技术増益带 宽小的缺点。
[0006] 基于上述目的本发明提供的基于白光LED的可见光通信系统的接收装置，包括至 少一组光检测电路、前均衡电路、前置放大电路、后均衡滤波电路、主放大电路、解调电路和 输出电路；其中，所述光检测电路接收基于白光LED的可见光通信系统发射装置发送的光 信号，然后所述光检测电路能够将该光信号转化为微弱电流信号；然后通过所述前均衡电 路对微弱电流信号进行均衡补偿，再经所述前置放大电路和所述后均衡滤波电路进行放大 和滤波，最后经所述解调电路还原成原始模拟电信号，通过所述输出电路输出。
[0007] 可选地，所述基于白光LED的可见光通信系统的接收装置还包括判决电路，该判 决电路一端与所述主放大电路连接，另一端与所述解调电路连接；并且，所述判决电路能够 判决经所述主放大电路输出的信号是否为传输的数据信号并整形。
[0008] 进一步地，所述判决电路采用电压比较器实现方式，电压比较器的输入端正极串 联电阻Rw并与所述主放大电路传送的信号连接，电压比较器的输入端负极串联电阻R 15然 后接电压，电压比较器的输入端负极和输出端之间跨接一个R16，形成电压负反馈，电压比较 器的电源和输出端之间并接一个R14，作为保护电阻。
[0009] 可选地，所述的光检测电路选用光电二极管，所述的光检测电路的交流等效电路 为一个电流源Is和一个结电阻Rl和一个结电容Cl并联构成一个光电二极管。
[0010] 进一步地，所述前均衡电路利用光电检测电路1的寄生电容Cd和前置放大电路的 输入电容C1和输入电阻R i构成前均衡补偿电路，前均衡电路2的补偿频率为：
[0012] 进一步地，所述前置放大电路设计为跨阻抗前置放大电路，将经过前均衡电路后 的微弱电流信号转化为具有一定幅值的电压脉冲信号。
[0013] 进一步地，所述前置放大电路包括第一个运算放大器与Rl和R3构成前置互阻抗 电压负反馈放大电路，经光电检测电路1产生的微弱的光生电流信号在这里得到第一次放 大，R6, R7, R8, R9为电路的匹配电阻；Ll，L2, C3, C4, C5组成一个Π 型的二阶滤波网络，将 其他噪声杂波滤除；第二个运算放大器与R4, R5构成电压负反馈的主放大电路，在这里光 生电流信号得到二次放大，使其达到后面电路需要的电压幅值；Cl，C2, C6, C7滤除稳压直 流电源的交流信号；C8，C9和R2构成RC滤波网络，在经光电检测电路产生的微弱的光生电 流信号未被放大之前将其他混入的杂波和噪声滤除。
[0014] 可选地，所述后均衡滤波电路采用三个电容C1C2C 3和两个电感L1L2构成一个π型 的二阶滤波均衡电路，将滤除经前均衡电路产生的噪声和未能滤掉的其他的干扰噪声，并 且后均衡滤波电路同时进行二次拓展信号的带宽，如下：
[0016] 其中，L = V7L2, C = C1ZVC2ZVc3。
[0017] 可选地，所述主放大电路采用多级联负反馈的方式，将所述前置放大电路输出的 电压脉冲信号放大到后端信号处理所需要的电平级别。
[0018] 进一步地，所述解调电路包括采集处理模块和D/A转换模块，所述采集处理模块 将所述判决电路传送的数字信号进行采集，然后发送给所述D/A转换模块，所述D/A转换模 块则将采集的数字信号转变为模拟电信号，最后将该模拟电信号通过所述采集处理模块传 输给所述输出电路；
[0019] 所述解调电路还包括显示屏，该显示屏与采集处理模块相连，将所述采集处理模 块和所述D/A转换模块的操作结果进行展示；另外，还能够通过所述显示屏对所述采集处 理模块和所述D/A转换模块的信号处理进行控制、下达指令；
[0020] 所述解调电路还包括了与所述采集处理模块连接的所述系统时钟模块，所述的系 统时钟模块对所述采集处理模块和所述D/A转换模块的时间进行控制；另外，所述采集处 理模块和所述D/A转换模块将各种时间处理在所述系统时钟模块中显示。
[0021] 从上面所述可以看出，本发明提供的基于白光LED的可见光通信系统的接收装 置，通过光检测电路接收发射装置发送的光信号并转化为微弱电流信号，然后通过前均衡 电路对微弱电流信号进行均衡补偿，再经前置放大电路和后均衡滤波电路进行放大和滤 波，最后经解调电路还原成原始模拟电信号，通过输出电路输出。从而，所述基于白光的LED 的可见光通信系统的接收装置能够在不牺牲増益、灵敏度和带宽的前提下，减少噪声对接 收信号的影响。
【附图说明】
[0022] 图1为现有技术中基于白光LED的可见光通信系统的结构示意图；
[0023] 图2为本发明实施例基于白光LED的可见光通信系统的接收装置的结构示意图；
[0024] 图3为本发明实施例光检测电路的交流等效电路的结构不意图；
[0025] 图4为本发明实施例前均衡电路的结构示意图；
[0026] 图5为本发明实施例前置放大电路的结构示意图；
[0027] 图6为本发明实施例主放大电路的结构示意图；