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白光LED通信系统的噪声与干扰分析

2022-01-30 13:07分类:电子元器件 阅读:

 

论述了情况能见光在噪音受到限制与影响受到限制的白光LED通信系统中的危害。运用滤波器和光学系统及其噪音配对等办法增强了做为噪音受到限制系统软件的接收器特性;采用带阻滤波器、副载波通信调配、加设耦合电容等对策,非常好地抑止了干扰信号对影响受到限制系统软件的危害;明确提出了根据噪音与影响双受到限制的白光LED通讯接收器方案设计,依据该设计方案的白光LED通信系统已交付使用。

  白光LED 通讯技术就是指运用LED 元器件快速点灭的发亮回应特点,将LED 传出的用眼睛觉察不出的快速速度调配的光载波通信数据信号来对信息内容开展调配和传送,随后运用光电二极管等光电转换器件接受光载波通信数据信号,并得到信息内容使可见光通信与LED 照明灯具紧密结合搭建出LED 照明灯具和通讯双用通信基站灯。

  如图所示1 所显示,白光LED 通信系统的发送端是依据传送材料将电子信号变调,再运用LED 转化成光信号灯不亮推送出来 ,协调器运用光电探测器接受光信号灯不亮,再将光信号灯不亮转变成电子信号,历经调制解调当做数据信号材料载入。

白光LED通信系统的噪声与干扰分析

图1 白光LED 通讯体系结构电路原理图

  协调器关键包含能对数据信号灯源完成最好接受的光学元件、将光信号灯不亮转变成电子信号的光电探测器和外置运算放大器、将信号转化成可被终端设备鉴别的信号分析和输入输出电源电路。 光接收机的首要目标是以较小的额外噪音及失帧,修复出经过无线网络光无线信道传送后光载波通信所随身携带的信息内容,因而光接收机的频率特性综合性体现了全部可见光通信系统软件的特性。

  2 白光LED 通信系统噪音与影响剖析

  2.1 白光LED 通讯噪音受到限制系统软件

  白光LED 通信系统选用的是光抗压强度调配和立即检验(IM-DD)技术性。白光LED 通信系统的数据光接收机构造工作原理如图2 所显示。

白光LED通信系统的噪声与干扰分析

图2 数据光接收机构造电路原理图

  这里,假定图2 所显示的白光LED 通信系统接收器选用PIN 光电探测器, 在白光LED 通信系统中,波动噪音决策光无线信道中的传递品质,理想化的讯号应当包含一个时变的波动噪音全过程, 大约每比特犬最少104~10五个光量子。虽然在接收器中应用窄带滤波器,当强光照直射探测仪的情况下在操作系统中仍会发生107~108 光量子/比特犬的波动噪音。因而,强情况光组成了白光LED 通信系统的首要噪音源。

?? 另一部分噪音来自接收器系统软件內部,关键有:

  ①散粒噪音。关键为情况光在PIN 管处造成的噪音电流量引进的, 又因为光元器件LED 受偏压的功效,即便 在传无法接通的情形下也会出现小量激光功率,即直流电激光功率。所以噪音均方数值:1356411556-2.jpg,在其中Idc为情况光与直流电光在PIN 管形成的光量子电流量; 由此可见,情况光电流造成的噪音电流量与系统软件网络带宽Δf 正相关,在没有危害数据信号传输的条件下, 较小的Δf 对抑止声音分贝、减少探测仪、放大仪的噪音全是有利的。

  现阶段,白光LED 调配速度要做到100MHz 有非常大的难度系数, 这类情形下,PIN 也造成一些低頻闪动噪音,对接收器敏感度的危害不容忽视,这类噪音能够归于散粒噪音1356415532-3.jpg中,在传输系统软件中添加滤波器,可高效抑止低頻闪动噪音。

  ②暗电流噪音。光电探测器在沒有阳光照射时,因为负偏压的效果会造成毫微安级的"弱光流".其噪音均方数值:1356415564-4.jpg,在其中Idark为PIN 管的暗电流。

  ③热噪声。探测仪负荷及放大仪发烫造成的噪音。其噪音均方数值:白光LED通信系统的噪声与干扰分析在其中RP 为反方向结电阻,RS为串联电阻。

  ④放大仪噪音。关键为放大仪內部电阻器、晶体三极管等噪音源引进的电气元器件原有噪音,一般可运用等效电路噪音源开展剖析测算,与放大仪件种类相关。

  总的来说,相近这类因为存有电源电路原有噪音和电源电路环境因素等噪音源在接受一部分引进的噪音,而局限了白光LED 通讯功能的体系可视作白光LED 通讯噪音受到限制系统软件。


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