[发明专利]高速弱信号获取电路

说明书

技术领域

本发明涉及电子电路技术，特别涉及高速弱信号获取电路。

背景技术

白光LED(Light-Emitting Diode，发光二极管)作为一种固态光源具有发光效率高、尺寸小、寿命长等优点，将取代传统的照明设备成为下一代环保照明光源。作为一种半导体光子器件，白光LED的快速响应特性使其具有高速调制的特点，可以将信号以人眼无法感知的速度调制到LED光源上进行数据传输。基于LED的上述特点，产生了一种深度耦合照明与数据传输的新技术，即可见光通信技术(Visible Light Communication,简称VLC)。VLC技术作为一种光无线通信技术具有发射功率高、无需频谱申请、带宽高、无电磁干扰并且安全可靠等优点，可以作为频谱日益紧张的无线射频通信技术的补充。

相比红外无线光通信系统，VLC系统中白光LED发出的光对人眼安全，因此发射功率可以很高，但是，由于LED的发光模式遵循朗伯发散模式，在离光源较远距离处，即便有较高的发射功率，光强依然很弱。而且，VLC系统大多设计成光强度调制、直接检测系统(Intensity Modulation/Direct Detection，简称IM/DD)，接收机光电检测器件接收到的光信号的强弱将直接决定整个系统能否正常的工作。当接收机光电检测器件接收到的光信号很弱时，后续的处理电路将会发生较大的偏差，不能保证信息的准确传输。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高速弱信号获取电路，使得高速可见光携带的信息可以被准确地接收与处理，减弱光强衰落的影响，提高系统的可靠性。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种高速弱信号获取电路，包含：N个光电检测单元、N个放大器与耦合处理单元；

其中，N为自然数，且大于或者等于1；

一个所述光电检测单元仅与一个所述放大器相连；所述耦合处理单元与所有所述放大器均相连；

所述光电检测单元用于将检测到的高速可见光信号转换成电信号，并将所述电信号输出至所述放大器；

所述放大器将所述电信号进行放大，并将放大的所述电信号输出至所述耦合处理单元；

所述耦合处理单元将接收到的电信号进行合并，获取合并信号。

本发明实施方式相对于现有技术而言，包含N个光电检测单元、N个放大器与耦合处理单元，其中，N为自然数，且大于或者等于1；一个光电检测单元仅与一个放大器相连，耦合处理单元与每一个放大器均相连，也就是说，放大器与光电检测单元一一对应地连接，而所有放大器均与耦合处理单元相连。在本发明中，是利用N个光电检测单元将检测到的高速可见光信号分别转换成N路电信号，并将这N路电信号分别输出至相应的放大器，其中，高速可见光信号的频率为150MHz，而且强度很弱。相应地，由光信号转换而来的电信号强度也很弱。N个放大器将N路强度很弱的电信号分别进行放大，并将放大后的N路电信号分别输出至耦合处理单元。耦合处理单元将接收到的N路放大后的电信号进行合并，获取合并信号，其中，该合并信号与由高速光信号直接转换而来的单路电信号相比，其强度足以满足后续处理电路的需要，使得高速可见光携带的信息可以被准确地接收与处理，降低光强衰落的影响，提高系统的可靠性。

另外，还包含比较单元与选择器；所述比较单元取所有放大器输出的电信号的直流成分，进行比较后，输出控制信号控制所述选择器将所述直流成分的强度最大的电信号输出至所述耦合处理单元。

由于比较单元对经放大器放大的电信号进行比较后将产生的控制信号输出至选择器，选择器在接收到控制信号时，只选择强度最大的电信号并输出至耦合处理单元，也就是选择了携带信息的最佳信号，进一步减弱了光强衰落的影响，而且，电路简单，易于实现。

另外，所述比较单元包含：积分器与比较器；所述积分器获取所有所述放大的电信号中的直流信号，分别对所述直流信号进行积分，并将获取的所述直流信号的平均值输出至所述比较器；所述比较器对接收到的所有所述直流信号的平均值进行比较，根据强度最大的直流信号输出所述控制信号。

积分器获取N路放大的电信号中的直流信号，并在对各直流信号进行积分后将得出的直流信号的平均值输出至比较器，比较器对接收到的所有直流信号的平均值进行比较，并根据强度最大的直流信号输出控制信号，其中，该控制信号包含强度最大的电信号的信息。通过这种方式产生用于选择强度最大的电信号的控制信号，方法简单，易于实现。