一種基于pfm方式的超低功耗紅外光通信系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種紅外光通信技術(shù)，尤其是一種基于PFM方式的超低功耗紅外 光通信系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 紅外通信是將紅外線作為載體來(lái)進(jìn)行通訊的，紅外光通信技術(shù)在現(xiàn)代通訊中有著 較為廣泛的使用。與無(wú)線電通信相比，它具有抗干擾能力強(qiáng)、傳輸安全性高、體積小、成本 低、帶寬不受無(wú)線管制等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用到軍事、工業(yè)、服務(wù)業(yè)等領(lǐng)域中，但也存在諸 如通信方向單一、距離近和功耗較高等問(wèn)題。目前，紅外光通信基本采用〇〇K、PPM等調(diào)制方 式，但存在功率效率低、調(diào)制速率、帶寬利用率低和解調(diào)復(fù)雜等問(wèn)題。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本實(shí)用新型提供了一種功耗低、效率高、通信距離較 遠(yuǎn)、傳輸方向可調(diào)而且能夠在強(qiáng)電壓、強(qiáng)磁場(chǎng)等特殊的條件下正常工作的基于PFM方式的 超低功耗紅外光通信系統(tǒng)。
[0004] 為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用了如下的技術(shù)方案：
[0005]一種基于PFM方式的超低功耗紅外光通信系統(tǒng)，包括調(diào)制器，紅外發(fā)射電路，接 收、轉(zhuǎn)發(fā)中繼電路，紅外接收電路以及解調(diào)器；所述調(diào)制器將模擬信號(hào)調(diào)制成傳輸?shù)拿}沖信 號(hào)，所述紅外發(fā)射電路將脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換為紅外光信號(hào)，所述接收、轉(zhuǎn)發(fā)中繼電路接收紅外光 信號(hào)并傳輸給紅外接收電路，所述紅外接收電路將接收的紅外光信號(hào)傳輸給解調(diào)器，所述 解調(diào)器將紅外光信號(hào)解調(diào)為模擬信號(hào)并輸出。
[0006] 作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選方案，所述紅外發(fā)射電路包括電阻R2、三極管Q4,發(fā) 光二極管LED1、發(fā)光二極管LED2、功率電阻R1、電容器C1和電容器C2 ;所述調(diào)制器的信號(hào) 輸出端通過(guò)電阻R2與三極管Q4的基極連接，所述三極管Q4的發(fā)射極接地；所述電容器C1 和電容器C2并聯(lián)，電容器C1和電容器C2的負(fù)極接地，電容器C1和電容器C2的正極通過(guò)功 率電阻R1與發(fā)光二極管LED1的正極連接，所述發(fā)光二極管LED1的負(fù)極與發(fā)光二極管LED2 的正極連接，所述發(fā)光二極管LED2的負(fù)極與三極管Q4的集電極連接。
[0007]作為本實(shí)用新型的另一種優(yōu)選方案，所述紅外接收電路包括接收二極管D3、接收 二極管D5、電容C26、電阻R15、電阻R16、電阻R11、電位器W1、電阻R17、電阻R13、電阻R14、 電阻R12、三極管Q1、三極管Q2和三極管Q3 ;所述接收二極管D3和接收二極管D5的正極 接地，接收二極管D3和接收二極管D5的負(fù)極與電容C26的正極連接，所述電容C26的負(fù)極 與三極管Q3的基極連接，所述接收二極管D3和接收二極管D5的負(fù)極與電阻R15的一端連 接，所述電容C26的負(fù)極還與電阻R16的一端連接，所述電阻R15和電阻R16的另一端與電 阻R11的一端、電阻R13的一端和電阻R12的一端連接，所述電阻R11的另一端與電位器W1 的一端連接，電位器W1的另一端與三極管Q3的集電極連接，所述三極管Q3的集電極與電 阻R17的一端連接，所述電阻R17的另一端與三極管Q2的基極連接，所述三極管Q2的集電 極與電阻R13的另一端連接，所述三極管Q2的集電極還與電阻R14的一端連接，所述電阻R14的另一端與三極管Q1的基極連接，所述三極管Q1的集電極與電阻R12的另一端連接， 所述三極管Q1的發(fā)射極、三極管Q2的發(fā)射極和三極管Q3的發(fā)射極接地，所述三極管Q1的 發(fā)射極與解調(diào)器的信號(hào)輸入端連接。
[0008] 本實(shí)用新型的有益效果：本實(shí)用新型通過(guò)將傳輸信號(hào)經(jīng)PFM調(diào)制后，利用紅外光 進(jìn)行傳輸，可以實(shí)現(xiàn)無(wú)線的信號(hào)傳輸，且抗干擾能力強(qiáng)、距離遠(yuǎn)、傳輸方向靈活、能耗低，可 用于多領(lǐng)域無(wú)線信號(hào)通信。
【附圖說(shuō)明】
[0009] 圖1為基于PFM方式的超低功耗紅外光通信系統(tǒng)的傳輸結(jié)構(gòu)圖；
[0010] 圖2為紅外發(fā)射電路圖；
[0011] 圖3為紅外接收電路圖；
[0012] 圖4為接收、轉(zhuǎn)發(fā)中繼電路圖；
[0013] 圖5為PFM調(diào)制原理圖；
[0014] 圖6為卡爾曼濾波算法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015] 下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)地描述。
[0016] 如下圖1所示，一種基于PFM方式的超低功耗紅外光通信系統(tǒng)，包括調(diào)制器，紅外 發(fā)射電路，接收、轉(zhuǎn)發(fā)中繼電路，紅外接收電路以及解調(diào)器。調(diào)制器將模擬信號(hào)調(diào)制成傳輸 的脈沖信號(hào)，紅外發(fā)射電路將脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換為紅外光信號(hào)，接收、轉(zhuǎn)發(fā)中繼電路接收紅外光 信號(hào)并傳輸給紅外接收電路，紅外接收電路將接收的紅外光信號(hào)傳輸給解調(diào)器，解調(diào)器將 紅外光信號(hào)解調(diào)為模擬信號(hào)并輸出。
[0017] 紅外發(fā)射電路包括電阻R2、三極管Q4,發(fā)光二極管LED1、發(fā)光二極管LED2、功率電 阻R1、電容器C1和電容器C2,如圖2所示。調(diào)制器的信號(hào)輸出端通過(guò)電阻R2與三極管Q4 的基極連接，三極管Q4的發(fā)射極接地；電容器C1和電容器C2并聯(lián)，電容器C1和電容器C2 的負(fù)極接地，電容器C1和電容器C2的正極通過(guò)功率電阻R1與發(fā)光二極管LED1的正極連 接，發(fā)光二極管LED1的負(fù)極與發(fā)光二極管LED2的正極連接，發(fā)光二極管LED2的負(fù)極與三 極管Q4的集電極連接。調(diào)制好的數(shù)字信號(hào)控制三極管Q4驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管LED1和發(fā)光二 極管LED2發(fā)光，供電處增加電容器C1和電容器C2(10mF)儲(chǔ)存能量。由于發(fā)光二極管LED1 和發(fā)光二極管LED2導(dǎo)通后電阻較小，因此在紅外發(fā)射電路中增加功率電阻R1達(dá)到限流的 目的。三極管Q4的開關(guān)時(shí)間決定了該紅外發(fā)射電路能通過(guò)的最大頻率，直接決定該紅外發(fā) 射電路的通信帶寬。相比集成功放，紅外發(fā)射電路更簡(jiǎn)單，驅(qū)動(dòng)性能更好、驅(qū)動(dòng)效率更高。
[0018] 紅外接收電路包括接收二極管D3、接收二極管D5、電容C26、電阻R15、電阻R16、電 阻R11、電位器W1、電阻R17、電阻R13、電阻R14、電阻R12、三極管Q1、三極管Q2和三極管 Q3,如圖3所示。接收二極管D3和接收二極管D5的正極接地，接收二極管D3和接收二極 管D5的負(fù)極與電容C26的正極連接，電容C26的負(fù)極與三極管Q3的基極連接，接收二極管 D3和接收二極管D5的負(fù)極與電阻R15的一端連接，電容C26的負(fù)極還與電阻R16的一端連 接，電阻R15和電阻R16的另一端與電阻R11的一端、電阻R13的一端和電阻R12的一端連 接，電阻R11的另一端與電位器W1的一端連接，電位器W1的另一端與三極管Q3的集電極 連接，三極管Q3的集電極與電阻R17的一端連接，電阻R17的另一端與三極管Q2的基極連 接，三極管Q2的集電極與電阻R13的另一端連接，三極管Q2的集電極還與電阻R14的一端 連接，電阻R14的另一端與三極管Q1的基極連接，三極管Q1的集電極與電阻R12的另一端 連接，三極管Q1的發(fā)射極、三極管Q2的發(fā)射極和三極管Q3的發(fā)射極接地，三極管Q1的發(fā) 射極與解