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烷基铝——基于FPGA全数字控制
赵龙1，汪弈舟2，黄明2中波塔
（1. 中国电信集团公司移动终端运营中心，北京 100029；
2. 北方工业大学，北京 100144）
摘 要： 利用可见光进行通信是解决目前无线频谱资源紧张的方案之一，由于技术的进步使得这种新型无线通信技术拥有发展潜力。该通信系统依据调制LED亮灭变化来传输信息。设计了一种基于FPGA全数字控制、简单实用的线性可见光通信系统，发送端采用线性光驱动电路，接收端采用高速AD采样处理；基本实现了LED线性驱动调制信号的传输、判断、应用，实现了模拟AGC一定距离范围内的可靠通 信。实验证明：该设计具有传输准确度高、运行可靠的性质。关键词： 可见光通信；FPGA；LED线性驱动；模拟AGC
中图分类号：T N 914 文献标识码：A 文章编号：2095-8412 (2019) 06-038-05工业技术创新 URL : http: //www.china-iti DOI : 10.14103/j.issn.2095-8412.2019.06.008
引言
可见光无线通信具有可靠性高、保密性好、无电磁辐射、无需频谱认证、易于搭建[1]等优点，是当前研发的重点。需要探索的研究重点较多，如大功率白L E D 灯带宽和线性工作区的有限性，导致可见光通信在收发调制信号应用中受到了严重限制[2]。自制自慰器
变径套为了解决问题，本文设计了一种基于F P G A 全数字控制的可见光通信系统，能实现简单线性调制信号传输功能。硬件设计包含L E D 的驱动、接收端的自适应放大及滤波等，使用Xilinx 的FPGA 板卡完成输入信号的数字编码调制与接收信号的解调，实现一个线性可见光通信系统的设计实例。本设计方案可利用线性调制的优点，有效提高可见光通信系统的通信速率，且F P G A 的编程灵活性使系统具备很好的软件扩展性，具备一定的参考价值。
热电偶校验装置1 可见光通信系统方案及电路设计
基于F P G A 设计了一个线性可见光通信系统，利用F P G A 控制D A C 进行模数转换，实现数字信号模拟调制驱动L E D 灯亮度变化。可见光经过线性接收电路完成信息的传输。
1.1 可见光通信系统设计方案
采用全数字设计方案，应用F P G A 进行数
字信号编解码，如图1所示。1）发送端：源串行信号进入F P G A 后，经数字编码、调制，由D A C 转换为模拟电压信号，再经线性电流驱动电路控制L E D 亮度变化。2）接收端：P I N 光电探测器将光亮度转化为线性0~5 V 电压信号。信号经过一款带通A G C 集成芯片放大，一方面将低频信号滤除，以避免缓变背景光干扰；另一方面力求对信号进行恒幅输出，使输出稳定为0 d B m ，以便A D C 进行适合量程的采样，再由FPGA 进行全数字解调。
因LED 具有极强的指向性，当接收端与发送端的距离远近不同、发射角度不同时，会引起PIN 接收到的亮度转换的模拟信号剧烈变化，如此对ADC 采样的动态范围要求就会十分苛刻。故系统设计中增加了AGC 放大模块，以改善这个弊端。最终实测表明效果良好。
1.2 线性电流驱动电路设计
可见光通信系统中，由于LED 灯带宽窄和线性工作区的影响，若要实现模拟调制信号的传输，LED 的
银钟花线性电流驱动电路设计至关重要[2]。当前使用较为广泛的是性能较好的B i a s -Te e 电路驱动LED ，本文基于宽带低噪放大器OPA847设计了一种成本低廉、性能稳定的硬件L E D 驱动电路。
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