[发明专利]调制系数自动调整电路

说明书

技术领域

本发明涉及可见光通信系统的幅度调制技术领域，尤其涉及调制系数自动调整电路。

背景技术

可见光通信系统即利用可见光进行通信、数据传输，实现高达1Gbps的数据传输速率。在可见光通信系统中，发射机基带信号对LED直流电源进行幅度调制是一种常用的调制方式。调制后，基带信号转化为LED灯的明暗变化。在接收机端，光电转换电路把光线的明暗变化转换成电信号，解调还原成基带信号。调制系数是发射机的一个关键参数，必须设定在合理的范围内。采用幅度调制的可见光通信系统，调制系数过大，会导致实际照明功率减小；调制系数过小，会加大接收机解调的难度，增加误码率。对于幅度调制，调制系数是调制信号电压的最大、最小值的差与载波信号最大、最小值的和的比值。

现有技术通常采用的调制电路如图1所示，包括基带信号1、一比较器U1、电阻R1、电容C1，电感L1、LED1，基带信号1连接比较器U1的正输入端，比较器U1的负输入端接基准电压Vref，电阻R1的一端和电容C1的一端均与比较器U1的输出端连接，电阻R1的另一端接直流电VCC1，直流电VCC1的值设为V1，电感L1的一端和LED的正极端均与电容C1的另一端连接，电感L1的另一端接直流电VCC2，直流电VCC2的电压值设为V2，LED1的负极端接地。基带信号1经过比较器U1比较器整形，得到调制信号，其最大电压Vmax＝V1，最小电压为Vmin＝0V。该调制信号经过电容C1耦合到LED1电源上，实现了幅度调制。而载波信号是LED1的直流供电电压，其值为VCC2，则调制系数Ma＝(Vmax-Vmin)/(V2+V2)＝V1/(2*V2)，可见，V1为定值，当V2取不同值时，调制系数也随之改变，无法保持一个确定值。比较器U1的负输入端连接的基准电压Vref的值通常为基带信号1最大幅度的一半，当输入基带信号1大于基准电压Vref时，比较器U1输出高电平；当基带信号1小于基准电压Vref时，比较器U1输出低电平。

现有技术的问题在于，使用不同功率的LED灯及配套电源时，调制系数无法实现根据实际情况自动调整，其不能稳定在设定值，需要调整电路参数才能确保调制系数不变，适配性差，工程实现成本高。

发明内容

针对现有技术的问题，本发明的目的在于提供一种调制系数自动调整电路，其在使用不同功率的LED灯及配套电压时，调制系数稳定在设定值，不随直流电电压的变化而变化。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

调制系数自动调整电路，包括LED、基带信号、直流电、基带信号幅度调整电路模块、电压跟随电路模块、耦合调制电路模块；该电压跟随电路模块用于将直流电电压经分压、阻隔后得到一个固定的最大调制信号电压，并将该最大调制信号电压发送至基带信号幅度调整电路模块；该基带信号幅度调整电路模块用于接收来自电压跟随电路模块的最大调制信号电压，将基带信号进行比较整形得到电压小于或等于最大调制信号电压的调制信号，并将该调制信号发送至耦合调制电路模块；该耦合调制电路模块用于将来自基带信号幅度调整电路模块的调制信号经过耦合后与直流电叠加发送至LED的阳极，LED的阴极接地。

优选的，所述基带信号幅度调整电路模块包括比较器U2、电阻R2，所述比较器U2的正输入端连接基带信号，比较器U2的负输入端连接基准电压Vref，所述电阻R2的一端以及耦合调制电路模块均与比较器U2的比较输出端连接，所述电阻R2的另一端连接电压跟随电路模块。

优选的，所述比较器U2为开漏输出比较器。

优选的，所述比较器U2为开集输出比较器。

优选的，所述电压跟随电路模块包括跟随器U3、电阻R3、电阻R4，所述电阻R3和电阻R4的一端均与跟随器U3的同相输入端连接，电阻R3的另一端连接直流电，电阻R4的另一端接地；所述电阻R2的另一端和跟随器U3的反相输入端均与跟随器U3的输出端连接。

优选的，所述耦合调制电路模块包括电容C2、电感L2，所述电感L2的一端与直流电连接，电容C2与比较器U2的输出端连接，电感L2的另一端和电容C2的另一端均与LED的阳极连接。

优选的，所述基带信号的电压为3.3V或1.8V。相比现有技术，本发明的有益效果在于：

本发明相比现有技术，增加了电压跟随电路模块，其根据直流电的电压获取相应的最大调制信号电压，经过电感的隔离滤波作用，防止调制信号耦合到直流电，并且该电路模块使得调制系数与直流电无关，保证调制系数固定在设定值，当更换不同功率的LED、搭配不同的直流电电源时，电压跟随电路模块自动调整，调制系数不变。