可见光数字音频通信装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种可见光数字音频通信装置。所述可见光数字音频通信装置包括电源单元、主控单元、FPGA信号处理单元、发送单元和接收单元；所述FPGA信号处理单元连接所述发送单元和所述接收单元，用于将第一音频数据信号进行2FSK调制处理后加载至所述发送单元，并用于将所述接收单元接收到的第二音频数据信号进行2FSK解调；所述发送单元包括线性稳压器、功率晶体管和发光二极管，所述线性稳压器用于将经2FSK调制处理后、且加载有所述第一音频数据信号的TTL电平转换为CMOS电平，所述功率晶体管将所述CMOS电平传输至所述发光二极管，驱动所述发光二极管发射第一光信号。本发明专利技术提高了可见光通信的传输速度，并实现了码元速率在250kbps

【技术实现步骤摘要】
可见光数字音频通信装置


[0001]本专利技术涉及无线光通信
，尤其涉及一种可见光数字音频通信装置。

技术介绍

[0002]可见光通信技术是通过控制LED的亮灭来实现信息的传输，当前最先进的可见光通信的传输速率可达到Gb/s。传统的无线电信号传输设备存在很多局限性，例如价格昂贵、但效率不高，比如手机，在全球通过建立数百万个基站来增强手机传输信号，但是大部分能量却消耗在设备冷却上，能量有效利用效率只有5％。相比之下，可见光通信技术本质上是通过光信号来实现信息的传输，所需的传输设备只需要LED，且不占用现有的频带资源，因而也就不会与现有的频段设备之间产生相互干扰，从而使得可见光通信方式具有良好的通信质量和保密性，且更加的绿色环保。可见光通信作为射频通信的备用方案越来越受到高校、研究机构的重视。
[0003]目前，可见光通信系统常用的调制方式是强度调制或者直接检测，该方式是将调制后的电信号直接加载到LED上，主要的调制方式包括脉冲幅度调制、OOK、脉冲位置调制等。由于受现有的调制方式以及LED通信设备的限制，可见光通信装置的传输速度较低。
[0004]因此，如何提高可见光通信装置的信号传输速度，从而改善可见光通信装置的性能，是当前亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种可见光数字音频通信装置，用于解决现有的可见光通信方式的传输速度较低的问题，以提高可见光通信的质量。
[0006]为了解决上述问题，本专利技术提供了一种可见光数字音频通信装置，包括电源单元、主控单元、以及均与所述主控单元连接的FPGA信号处理单元、发送单元和接收单元；其中，
[0007]所述电源单元用于向所述主控单元、所述FPGA信号处理单元、发送单元和接收单元供电；
[0008]所述FPGA信号处理单元连接所述发送单元和所述接收单元，用于将待发送的第一音频数据信号进行2FSK调制处理后加载至所述发送单元，并用于将所述接收单元接收到的第二音频数据信号进行2FSK解调；
[0009]所述发送单元包括线性稳压器、功率晶体管和发光二极管，所述线性稳压器用于将经2FSK调制处理后、且加载有所述第一音频数据信号的TTL电平转换为CMOS电平、并传输至所述功率晶体管，所述功率晶体管将所述CMOS电平传输至所述发光二极管，驱动所述发光二极管发射第一光信号。
[0010]可选的，所述线性稳压器的型号为LM5112，所述功率晶体管的型号为CSD1320Q2。
[0011]可选的，所述接收单元包括光电二极管、跨阻放大器和滞回比较器，所述光电二极管用于将来自于外界、且加载有所述第二音频数据信号的第二光信号转换为光生电流信号；所述跨阻放大器用于将所述光生电流信号转换为差分电压信号；所述滞回比较器用于
对所述差分电压信号进行判决处理，并将判决处理后的所述差分电压信号传输至所述FPGA信号处理单元。
[0012]可选的，所述跨阻放大器的型号为AD8015，所述滞回比较器的型号为TLV3501。
[0013]可选的，还包括：
[0014]音频编解码器，连接所述FPGA信号处理单元，用于对所述第一音频数据信号进行编码、以及用于对所述第二音频数据信号进行解码。
[0015]可选的，所述音频编解码器的型号为WM8731。
[0016]可选的，所述主控单元包括：
[0017]主控芯片；
[0018]内置扬声器，连接所述主控芯片，用于播放所述第二音频数据信号；
[0019]内置麦克风，连接所述主控芯片，用于接收所述第一音频数据信号；
[0020]耳机接口，用于插入耳机。
[0021]可选的，还包括电源单元，连接所述主控单元、所述FPGA信号处理单元、发送单元和接收单元，用于向所述主控单元、所述FPGA信号处理单元、发送单元和接收单元供电。
[0022]可选的，所述电源单元包括型号为TPL0102
‑
100的数字电位器。
[0023]可选的，所述主控芯片的型号为STC15W4K56S4。
[0024]本专利技术提供的可见光数字音频通信装置，对以可见光形式发送的第一数字音频信号进行2FSK调制、且对以可见光形式接收到的第二数字音频信号进行2FSK解调，相较于传统的OOK调制/解调方式，能够极大的改善所述可见光数字音频通信装置的抗噪声性能，从而提高了可见光通信的传输速度，并实现了码元速率在250kbps
‑
2Mbps范围内可调。所述发送单元能够加载有所述第一音频数据信号的TTL电平转换为CMOS电平，从而可以极大的降低高频功耗，通过使用功率晶体管有助于提高用于驱动所述发光二极管的驱动电路的输出功率和开关速度，从而进一步提高了可见光通信的效率。
附图说明
[0025]附图1是本专利技术具体实施方式中可见光数字音频通信装置的结构框图；
[0026]附图2是本专利技术具体实施方式中主控单元的结构框图；
[0027]附图3是本专利技术具体实施方式中电源单元的结构框图。
具体实施方式
[0028]下面结合附图对本专利技术提供的可见光数字音频通信装置的具体实施方式做详细说明。
[0029]本具体实施方式提供了一种可见光数字音频通信装置，附图1是本专利技术具体实施方式中可见光数字音频通信装置的结构框图。如图1所示，所述可见光数字音频通信装置，包括电源单元20、主控单元10、以及均与所述主控单元10连接的FPGA信号处理单元11、发送单元和接收单元；其中，
[0030]所述电源单元20用于向所述主控单元10、所述FPGA信号处理单元11、发送单元和接收单元供电；
[0031]所述FPGA信号处理单元11连接所述发送单元和所述接收单元，用于将待发送的第
一音频数据信号进行2FSK调制处理后加载至所述发送单元，并用于将所述接收单元接收到的第二音频数据信号进行2FSK解调；
[0032]所述发送单元包括线性稳压器、功率晶体管和发光二极管13，所述线性稳压器用于将经2FSK调制处理后、且加载有所述第一音频数据信号的TTL电平转换为CMOS电平、并传输至所述功率晶体管，所述功率晶体管将所述CMOS电平传输至所述发光二极管13，驱动所述发光二极管发射第一光信号。
[0033]具体来说，所述主控单元10连接所述FPGA信号处理单元11、所述发送单元和所述接收单元，用于向所述FPGA信号处理单元11、所述发送单元和所述接收单元传输控制信号，以实现所述发送单元发送功能的开启控制和所述接收单元接收功能的开启控制、所述可见光数字音频通信装置全双工通信功能与半双工通信功能的切换控制、VGC(Variable Gain Control，可变增益控制)自动增益控制、所述接收单元接收到的接收信号的幅值检测、音频播放的音量调节、所述发送单元中的所述发光二极管13的光强调节、电源单元的充放电调节、耳机插入所述可见光数字音频通信装置的插入检测、按键控制、OLED显示灯等功能本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可见光数字音频通信装置，其特征在于，包括电源单元、主控单元、以及均与所述主控单元连接的FPGA信号处理单元、发送单元和接收单元；其中，所述电源单元用于向所述主控单元、所述FPGA信号处理单元、发送单元和接收单元供电；所述FPGA信号处理单元连接所述发送单元和所述接收单元，用于将待发送的第一音频数据信号进行2FSK调制处理后加载至所述发送单元，并用于将所述接收单元接收到的第二音频数据信号进行2FSK解调；所述发送单元包括线性稳压器、功率晶体管和发光二极管，所述线性稳压器用于将经2FSK调制处理后、且加载有所述第一音频数据信号的TTL电平转换为CMOS电平、并传输至所述功率晶体管，所述功率晶体管将所述CMOS电平传输至所述发光二极管，驱动所述发光二极管发射第一光信号。2.根据权利要求1所述的可见光数字音频通信装置，其特征在于，所述线性稳压器的型号为LM5112，所述功率晶体管的型号为CSD1320Q2。3.根据权利要求1所述的可见光数字音频通信装置，其特征在于，所述接收单元包括光电二极管、跨阻放大器和滞回比较器，所述光电二极管用于将来自于外界、且加载有所述第二音频数据信号的第二光信号转换为光生电流信号；所述跨阻放大器用于将所述光生电流...

【专利技术属性】
技术研发人员：王永进，宋永远，傅康，刘鹏展，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：