採用外調製器的可見光通信發射的製造方法
2023-08-10 17:48:21 2
採用外調製器的可見光通信發射的製造方法
【專利摘要】本發明涉及一種採用外調製器的可見光通信發射機，適用於可見光通信路由器。本發明包括驅動電路和白光LED陣列，所述驅動電路為白光LED陣列提供電源；本發明還包括單晶片式外調製器，所述單晶片式外調製器位於所述白光LED陣列的正前方；在所述單晶片式外調製器的x軸或y軸方向上的兩個平行的端面上分別設有第一電極層和第二電極層，在所述第一電極層上接有接通信信號的信號，在所述第二電極層上接有接地線；所述通信信號為電壓調製信號。本發明的優點是克服了現有技術中將通信信號直接加載到白光LED的驅動電路上所產生的不可預測的噪聲，同時使得通信信號的調整和設置更加方便，能夠充分利用現有的LED光源。
【專利說明】採用外調製器的可見光通信發射機
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種採用外調製器的可見光通信發射機，屬於可見光通信【技術領域】， 適用於可見光通信路由器，特別適用於對電磁輻射要求高的場合使用。
【背景技術】
[0002] 可見光通信技術是一項新興的寬帶接入技術。它主要利用大功率白光LED作為光 源，將通信信號加載到發光的白光LED上，讓信號的變化變為光的變化發射出去。以往的可 見光通信信號發射機都是將通信信號直接加載到白光LED的驅動電路上，這樣做的缺陷是 導致大功率白光LED的驅動電流不穩定，隨信號變化的電流導致白光LED的發光特性改變， 從而在信號中帶入了不可預測的噪聲，同時使得信號的調整和設置很不方便，也使得光源 的生產變得複雜、安裝很不方便，對現有光源的改造也很麻煩。
【發明內容】
[0003] 本發明所要解決的技術問題是針對上述現有技術存在的缺點，而提供一種採用外 調製器的可見光通信發射機。
[0004] 本發明解決其技術問題所採用的技術方案： 本發明包括驅動電路和白光LED陣列，所述驅動電路為白光LED陣列提供電源；本發明 還包括單晶片式外調製器，所述單晶片式外調製器位於所述白光LED陣列的正前方；在所 述單晶片式外調製器的X軸或y軸方向上的兩個平行的端面上分別設有第一電極層和第二 電極層，在所述第一電極層上接有接通信信號的信號，在所述第二電極層上接有接地線；所 述通信信號為電壓調製信號。
[0005] 所述單晶片式外調製器由下述晶體材料中的一種經提拉法製成的長方形或正方 形的單晶片：鈮酸鋰、鎵酸鋰、鍺酸鋰、鉭酸鋰。
[0006] 本發明的有益效果如下： (1)由於本發明採用了單晶片式外調製器，使可見光源穩定地發光，克服了將通信信號 直接加載到白光LED的驅動電路上所產生的不可預測的噪聲，同時使得通信信號的調整和 設置更加方便，能夠充分利用現有的LED光源。
[0007] (2)由於可見光不具備穿牆特性，有效地預防了室外用戶的"蹭網"現象，增強了無 線寬帶接入的安全性。
[0008] (3)本發明將白光LED光源驅動電路與調製用的通信信號分離，通信信號加載到 單晶片式外調製器上，這使得對現有光源的改造極其容易。
[0009] (4)本發明採用可見光通信，避免了無線電磁波所帶來的輻射問題，特別適用於對 電磁輻射要求高的場所，如醫院、航空器內、微波測試暗室，水下無線電靜默區等場所進行 無線數據傳輸，能夠有效去除電磁環境汙染和幹擾。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010] 圖1為本發明的原理框圖。
[0011] 圖2為驅動電路和白光LED陣列的電路原理圖。
[0012] 圖3為單晶片式外調製器的結構示意圖。
[0013] 在圖3中，1接通信信號的信號線、2第一電極層、3單晶片、4第二電極層、5接地 線。
【具體實施方式】
[0014] 由圖1-3所示的實施例可知，它包括驅動電路和白光LED陣列，所述驅動電路為白 光LED陣列提供電源；本發明還包括單晶片式外調製器，所述單晶片式外調製器位於所述 白光LED陣列的正前方；在所述單晶片式外調製器的y軸方向上的兩個平行的端面上(見圖 3)分別設有第一電極層2和第二電極層4 (也可以在X軸方向上的兩個平行的端面上)，在 所述第一電極層2上接有接通信信號的信號1，在所述第二電極層4上接有接地線5 ;所述 通信信號為電壓調製信號。所述第一電極層2和第二電極層4為電鍍層。
[0015] 所述單晶片式外調製器由下述晶體材料中的一種經提拉法製成的長方形或正方 形的單晶片：鈮酸鋰、鎵酸鋰、鍺酸鋰、鉭酸鋰。在本實施例中使用鈮酸鋰。
[0016] 在圖2中，所述驅動電路由雙開路漏極比較器IC2及其外圍元件R1?R4、電位器 RW、驅動晶片IC1及其外圍元件電阻R5?R6、電容C1?C5組成；IC2的型號為MAX9018。 IC2的作用是提供參考電壓和亮度調節，由電位器RW調節電壓差用以控制IC2的輸出。IC1 的型號為MAX1576,在圖2中，IC1驅動8個並聯的白光LED陣列（LED1-LED8)。
[0017] 在圖 2 中，VC1、VC2 為 1. 8V, VC3 為 2. 7-4. 2V。
[0018] 在本實施例中，可以採用整體封裝結構，外殼可選用不透明的工程塑料，在所述單 晶片式外調製器的正前方裝上透明玻璃，使可見光信號從單晶體透射出去，減少了洩漏光 的幹擾。
[0019] 在本實施例中，單晶片3的製作方法屬於常規的方法。
[0020] 下面以鈮酸鋰單晶片為例簡要地介紹其製作方法。
[0021] 採用提拉法生長大尺徑的鈮酸鋰單晶片的方法： 1、將製備好的晶體原料放進坩堝，然後把坩堝放入盛有絕熱材料（23A10泡沫顆粒）的 加熱爐中，加熱爐採用中頻感應線圈加熱法或是電阻加熱法。
[0022] 2、原材料在高溫下轉變為熔體，提拉杆上放置一個單晶核，然後將晶核下端部分 浸入熔體中。在晶核和熔體的交界面上不斷地進行分子與原子的有序排列，這樣提拉杆旋 轉著往上提拉，單晶體就緩慢的生長出來了。
[0023] 3、控制溫度場：因為熔體溫度高於晶體材料熔點，而要生長單晶，籽晶浸入部分又 不能融化(只能軟化)，所以要求溫度滿足低於晶體材料熔點。這勢必要在熔體與晶核之間 界面處形成一定的溫度梯度，從熔體到晶體，溫度以一定趨勢降低。
[0024] 4、引頸：緩慢向熔體下降，避免熱衝擊，降至離熔體0. 5?1mm處，等待1小時以 上，待籽晶與熔體溫度相近時，開始引頸。引頸的過程必須要進行"縮頸"，以減少籽晶的位 錯向晶體的擴展。
[0025] 5、放肩：經"縮頸"一定長度後，開始緩慢放肩，要獲得高品質的單晶，放肩的角度 一定要小，肩型要緩，放肩角〈60°。
[0026] 本實施例的工作原理如下： 鈮酸鋰晶體的特點是其折射率(透射率）會隨著外加信號電壓的變化而變化，這樣從單 晶片式外調製器透射的可見光就會隨著外加信號的變化而發生明暗的變化，即發射出已經 調製的可見光信號，但由於信號變化的周期很快，由於人眼的視覺暫留特性，感覺不到燈在 閃爍，從而不影響LED燈的照明用途，實現照明和發射信號的同時進行。
【權利要求】
1. 一種採用外調製器的可見光通信發射機，包括驅動電路和白光LED陣列，所述驅動 電路為白光LED陣列提供電源；其特徵在於還包括單晶片式外調製器，所述單晶片式外調 制器位於所述白光LED陣列的正前方；在所述單晶片式外調製器的X軸或y軸方向上的兩 個平行的端面上分別設有第一電極層（2 )和第二電極層（4 )，在所述第一電極層（2 )上接有 接通信信號的信號線（1 )，在所述第二電極層（4)上接有接地線（5);所述通信信號為電壓 調製信號。
2. 根據權利要求1所述的採用外調製器的可見光通信發射機，其特徵在於所述單晶片 式外調製器由下述晶體材料中的一種經提拉法製成的長方形或正方形的單晶片：鈮酸鋰、 鎵酸鋰、鍺酸鋰、鉭酸鋰。
【文檔編號】H04B10/116GK104218999SQ201410479203
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年9月16日 優先權日:2014年9月16日
【發明者】趙華, 陳嘉興, 李韶華, 靳慧龍, 黃戰平, 孫軍英, 呂清, 劉亞川, 楊麗坤, 劉金星 申請人:河北師範大學