[发明专利]一种可见光通信系统接收前端电路

说明书

本发明涉及可见光通信技术领域，更具体的是涉及一种可见光通信系统接收前端电路，包括顺次连接的将光信号转换成电压信号并初步放大的跨阻放大电路、消除背景光噪声和电路直流偏置影响的高通滤波电路、起主要增益作用的主放大电路和提升带宽的后均衡电路。本发明通过跨阻放大电路、主放大电路、后均衡电路的级联，在实现光电转换的同时还能够完成对信号的放大和频带的展宽，该电路较为简单，成本较低、易于实现，且适用于多种LED光源。

技术领域

本发明涉及可见光通信技术领域，更具体地是涉及一种可见光通信系统接收前端电路。

背景技术

可见光通信技术是一项新型的通信技术，其利用荧光灯或发光二极管等发光部件发出的肉眼看不到的高速明暗闪烁信号来传输信息，通过光电元件接收光信号并转换成电信号实现信号接收和转换。一般的可见光通信系统包括发射器和接收器电路，以及发光二极管和光电探测器，以通过光链路发送和接收数据。其中，接收机是实现该技术不可或缺的一部分。不同于传统射频通信，可见光易受到周围环境背景光噪声的干扰，同时，由于室内墙壁等障碍物反射所引起的多径效应等因素都会对接收机后端的信号处理造成影响，此外，可见光在经信道传输之后，其信号往往十分微弱，这对接收机的灵敏度也提出了要求。所以，设计制作一个高灵敏度、低噪声、高线性度且能够稳定工作的接收机前端就显得尤为重要，实现难度也相对较大。

现阶段研究人员大多使用已商用的探测器模块和用于传统射频通信的增益模块来实现接收机前端功能，这就导致了接收机前端的体积过大、集成度低、连接线过多，无法满足实用化的需求。

中国专利CN201711004517.8带有直流电平漂移消除电路的可见光通信接收机专用芯片，其设计了用于可见光通信系统的整体独立接收机专用集成电路，包括跨阻放大器、后均衡电路、三级限幅放大器、双端转单端电路、反向器、直流电平偏移电路，其功耗较低、提高了接收前端的集成度，但是这种专用芯片电路较为复杂，级联电路模块较多，容易发生静态工作点的偏移，导致整个电路工作不稳定，甚至无法工作，其因此加入了直流电平偏移消除电路，以起到消除工作点电平漂移，稳定电路的作用。这样整个芯片电路更为复杂，实现难度较高，成本更高，一般只会用在特定的场所，不利于可见光通信的大规模应用。

发明内容

本发明为克服上述现有技术中使用传统探测器模块和增益模块集成度低、使用专用芯片成本高、难以实现的不足，提供了一种低成本、易于实现、可提高可见光通信系统集成度的接收前端电路。

在本技术方案中，提供了一种可见光通信系统接收前端电路，包括顺次连接的将光信号转换成电压信号并初步放大的跨阻放大电路、消除背景光噪声和电路直流偏置影响的高通滤波电路、起主要增益作用的主放大电路和提升带宽的后均衡电路。

本发明中通过跨阻放大电路、主放大电路、后均衡电路的级联，在实现光电转换的同时还完成对信号的放大和频带的展宽，提高了可见光通信系统接收前端的集成度，电路设计较为简单，成本较低、易于实现，且适用于多种LED光源。

优选地，上述的跨阻放大电路包括光电二极管、运算放大器U₁、电阻R_F1、电阻R_ISO、电阻R₁、电容C_F；