A基于大功率白光LED的可见光通信

2014年电赛山东赛区A--基于大功率白光LED的可见光通信（本科组）一、任务设计并制作一个可见光通信装置。二、要求1、基本要求（1）可见光通信装置利用单只10W(或≧9W)白光LED和光电器件作为收发器件，用来传输语音和模拟波形信号，传输距离大于30cm；自制24V、1A直流电源2个（发端、收端分别采用此单电源供电），系统基本框图如图1。发送端的供电部分需要加测试点（测试点加上鱼嘴夹方便测试），测试点电压U1、电流I1如图2所示。（接收端负载最好为8Ω喇叭）可见光通信发端装置语音或者模拟波形信号24V1A直流电源可见光信道10W白光LED可见光通信收端装置光电器件24V1A直流电源语音或者波形发送端接收端图1系统基本框图24V1A电源可见光通信发端装置电压测试点电流测试点U1I1图2电压、电流测试点（2）在不进行信号传输的情况下10W白光LED的功率必须达到10W，要求电流为I2=1±0.05A，电压U2=10V（误差可以稍大）。需要加测试点（测试点加上鱼嘴夹方便测试），测试点电流I2、电压U2如图3所示。10W白光LED电压测试点电流测试点LED驱动电路I2U2图310W白光LED测试点（3）传输的语音信号或低频信号源信号频率范围为300~8000Hz，语音信号要求来自麦克风或MP3，模拟波形信号来自信号发生器。要求发端装置的输入端以及收端装置的输出端加测试端子，以方便检测波形。（4）在发送端发送300~8000Hz音频信号时，接收的声音应无明显失真。当发射端输入信号为300Hz、1000Hz、8000Hz单音信号时，在8Ω电阻负载（或喇叭）上，接收装置的输出电压有效值不小于0.4V。不改变电路状态，减小发射端输入信号的幅度至0V，采用低频毫伏表（低频毫伏表为有效值显示，频率响应范围低端不大于10Hz、高端不小于1MHz）测量此时接收装置输出端噪声电压，读数不大于0.1V。如果接收装置设有静噪功能，必须关闭该功能进行上述测试。2、发挥部分（1）要求能同时传输A路和B路两路模拟波形信号，每路频率范围为300~8000Hz。要求A路传输2000Hz、B路传输8000Hz单音信号时，在8Ω负载上，A路、B路的输出电压有效值均不小于0.4V。A路、B路分别输入1000Hz频率以下的方波、锯齿波时，在接收装置的8Ω负载上，A路、B路的输出电压有效值均不小于0.4V。（2）制作一个m序列发生器。时钟频率1000Hz，n=4，c1=1，c2=0，c3=0，c4=1。将此m序列信号加于A路的输入端（如果只做了单路的话，m序列直接加到输入端测试即可。），用示波器观察发端设备的输入波形以及收端设备的输出波形，要求无明显的码间串扰。（3）在10W白光LED只用于照明的情况下，满足I2=1±0.01A的前提下，尽量减少24V电源的供电电流I1值。（4）其他。二、说明（1）本装置中所使用的10W白光LED要求为单片10W，其压降为10±1V。（2）发端、收端均采用24V单电源供电，若需要其他压差的电源只能由24伏电源转换获得，不得外加任何其他电源。（3）本装置的通信信道必须采用可见光信道，不得使用其他通信装置，否则零分。不得采用内部含有现成通信协议的发射、接收芯片或模块。（4）测试时，自备MP3或麦克风及音频连接线，接收端负载为8Ω喇叭。（5）建议尽量采用TI公司的器件四、评分标准项目主要内容满分设计报告系统方案比较与选择方案描述10理论分析与计算通信原理分析10电路与程序设计电路设计程序设计15测试方案与测试结果测试方案及测试条件测试结果完整性测试结果分析10设计报告结果及规范性摘要设计报告正文的结构图表的规范性5总分50基本要求完成第（1）项20完成第（2）项10完成第（3）项5完成第（4）项15总分50发挥部分完成第（1）项20完成第（2）项15完成第（3）项10其他5总分50