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激光与光电子学进展, 2019, 56(1): 010603, 网络出版: 2019-01-01

基于单光源的全双工可见光通信系统设计

Design of Full Duplex Visible Light Communication System Based on Single Light Source

图 & 表

图 1. 可见光全双工通信系统框图

Fig. 1. Visible light full duplex communication system block diagram

可见光全双工通信系统框图

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图 2. LED驱动电路原理图

Fig. 2. Schematic of LED drive circuit

LED驱动电路原理图

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图 3. 离焦型逆向调制器模型

Fig. 3. Defocused model reverse modulator

离焦型逆向调制器模型

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图 4. “猫眼”逆向调制器原理图。(a)非离焦型;(b)离焦型

Fig. 4. Cat eye reverse modulator principle diagram. (a) Non-focal type model reverse modulator; (b) defocused model reverse modulator

“猫眼”逆向调制器原理图。(a)非离焦型;(b)离焦型

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图 5. 驱动放大电路模块图

Fig. 5. Driving amplifier circuit module

驱动放大电路模块图

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图 6. 有源带通滤波器的原理图

Fig. 6. Active bandpass filter principle diagram

有源带通滤波器的原理图

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图 7. 系统主动端实物图

Fig. 7. Diagram of active terminal

系统主动端实物图

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图 8. 系统逆向端实物图

Fig. 8. Diagram of reverse terminal

系统逆向端实物图

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图 9. LED驱动电路图。(a) PCB图;(b)模块

Fig. 9. LED driver circuit diagram. (a) PCB diagram; (b) module

LED驱动电路图。(a) PCB图;(b)模块

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图 10. 光电接收电路图。(a) PCB图;(b)模块

Fig. 10. Photoelectric receiving circuit diagram. (a) PCB diagram; (b) module

光电接收电路图。(a) PCB图;(b)模块

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图 11. 硬件电路测试图。(a) LED驱动电路;(b)光电接收电路

Fig. 11. Hardware circuit test diagram. (a) LED drive circuit; (b) photoelectric receiving circuit

硬件电路测试图。(a) LED驱动电路;(b)光电接收电路

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图 12. 逆向调制器驱动电路图。(a) PCB图;(b)逆向驱动电路图

Fig. 12. Reverse modulator drive circuit diagram. (a) PCB diagram; (b) reverse drive circuit diagram

逆向调制器驱动电路图。(a) PCB图;(b)逆向驱动电路图

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图 13. 压电陶瓷驱动电路测试

Fig. 13. Piezoelectric ceramic driver circuit test diagram

压电陶瓷驱动电路测试

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图 14. 系统误码率测试。(a)下行链路;(b)上行链路

Fig. 14. System error rate test. (a) Downlink; (b) uplink

系统误码率测试。(a)下行链路;(b)上行链路

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表 1. 主动端参数

Table 1. Active terminal parameters

LEDmodel	Beamdivergenceangle /(°)	Photo-detector	Detectorresponsewavelength /nm	Detector noiseequivalent power /(W·Hz^-1/2)	Biascurrent /mA	Modulationcurrent /mA	Lensfocallength /mm	Lensdiameter /mm
CREEXlamp-Q5	15-35	S5971	320-1000	7.4×10^-7	500	100	30	25

表 2. 逆向端参数

Table 2. Reverse terminal parameters

Piezoelectricceramicsslice /mm	Piezoceramicresponsefrequency /kHz	Piezoelectricceramic chipdrivingvoltage /V	Inversemodulatorlens focallength /mm	Reversemodulator lensdiameter /mm	Focusinglensdiameter /mm	Focusinglens focallength /mm	Photodetector
27	0-20	±15	90	70	50	70	S5971

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