基于大功率LED光強調制的可見光通信研究

潘國興　田豐　李軒　王茹鈺　張龍飛

摘要：大功率LED不僅可以提供室內照明，而且可以應用到無線光通信系統中，滿足室內個人網絡需求。文章對基于大功率白光LED的室內可見光通信系統進行了研究，對LED用作通信時的輻射模式及機理做了理論上的探討，進而研究了通信系統的通信信道，對通信鏈路的構成進行了分析，給出了一種基于大功率LED光強調制的聲音信號無線傳輸系統。

關鍵詞：大功率LED；光強調制；可見光通信；通信信道；輻射模式 文獻標識碼：A

中圖分類號：TN929 文章編號：1009-2374（2015）27-0024-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.27.013

基于大功率LED光強調制的可見光通信系統的設計目的在于幫助理解如何利用大功率LED傳遞聲音信號，如何進行光強的處理和調制，聲音信號或聲波電信號如何調制LED光強；攜帶了聲音信號的光如何解調恢復原來的聲音信號。本文的設計思路來自于光纖通信技術課程以及其鼻祖貝爾博士的光電話裝置。本文采用10W大功率LED作為光源，采用以PT2201為核心芯片的開關恒壓電源給整個系統供電，以實現LED的功率穩定。設計獨特的大功率LED驅動電路來實現對光強的

調制。

1 方案論證與設計

1.1 系統結構

該系統結構包括可見光通信發端裝置、光通信收端裝置、可見光通道以TPS4021為核心芯片的開關恒壓電源、8Ω揚聲器等。

1.2 模塊功能與方案論證

1.2.1 電源模塊。大功率白光LED通信收發模塊的供電裝置。

方案一：開關電源是直流電轉變為高頻脈沖電流，將電能儲存到電感、電容元件中，利用電感、電容的特性將電能按預定的要求釋放出來，以改變輸出電壓或