一种高速红外通信发射系统

1.本实用新型涉及电力电子领域，具体是涉及一种高速红外通信发射系统。


背景技术：

2.红外通信是一种利用红外线传输数据的技术。红外线最大的优点是不受无线电干扰。目前，红外通信主要应用于电器的红外遥控，使用红外二极管发出红外线，通信数据量小，速率低。也有利用红外激光二极管进行红外通信的应用，但激光对人体，尤其是人眼存在危害，必须严格控制激光功率，并做好防护措施。


技术实现要素：

3.针对目前红外通信存在的缺陷问题，本实用新型实施例的目的在于提供一种高速红外通信发射系统，采用红外二极管发射信号，对人体无影响，通信速率可达数十mbit/s，通信距离可达10米，既可以是点对点通信，也可以使红外发射信号形成一个较大的覆盖范围，接收端在范围内的任一位置就可实现通信，以解决上述背景技术中的问题。
4.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
5.一种高速红外通信发射系统，包括信号调理模块、ofdm调制模块、电流放大电路以及红外发射二极管；
6.所述信号调理模块用于将输入的待传输信号的幅度进行调节至与后级连接的ofdm调制模块的输入级相适应；
7.所述ofdm调制模块用于对输入级接收的信号采用fpga进行ofdm调制，并将ofdm调制后的信号送入电流放大电路；
8.所述电流放大电路用于对信号进行电流放大后加载到所述红外发射二极管的红外led灯珠上，使所述红外led灯珠携带调制后的信号。
9.作为本实用新型进一步的方案，所述电流放大电路包括钽电解电容器c1、电阻器r1、电阻器r2、电阻器r3、电阻器r4、三极管vt1、陶瓷电容器c2、陶瓷电容器c3以及高速红外发射二极管d2；所述钽电解电容器c1用于隔断调制后信号中的直流成分，所述钽电解电容器c1连接电阻器r1、电阻器r2以及三极管vt1的基极，所述三极管vt1的集电极连接直流电源vcc，所述直流电源vcc连接陶瓷电容器c2和陶瓷电容器c3，所述三极管vt1的发射极连接电阻器r3和电阻器r4，所述电阻器r4连接高速红外发射二极管d2。
10.作为本实用新型的进一步方案，所述三极管vt1为npn型三极管，所述三极管vt1采用高频低噪声的型号bfr540。
11.作为本实用新型的进一步方案，所述电阻器r1和电阻器r2用于对直流电源vcc进行分压，用于得到三极管vt1基极的直流偏置电压，所述钽电解电容器c1连接三极管vt1的基极，用于隔断调制后信号中的直流成分。
12.作为本实用新型的进一步方案，与所述直流电源vcc连接陶瓷电容器c2和陶瓷电容器c3相互并联，所述陶瓷电容器c2和陶瓷电容器c3用于对直流电源vcc进行滤波。
13.作为本实用新型的进一步方案，所述电阻器r3用于设置所述三极管vt1的发射极电压，所述电阻器r4用于限制所述高速红外发射二极管d2的电流。
14.作为本实用新型的进一步方案，所述高速红外发射二极管d2的型号为tsff5410，用于将加载的电流转化为红外光。
15.作为本实用新型进一步的方案，所述高速红外通信发射系统采用两个红外发射二极管串联方式发射红外光。
16.作为本实用新型的进一步方案，所述电流放大电路的电阻器r4上连接有高速红外发射二极管d1和高速红外发射二极管d2，所述高速红外发射二极管d1和高速红外发射二极管d2相互串联。
17.作为本实用新型的进一步方案，所述三极管vt1的发射极连接电阻器r3、电阻器r4以及电阻器r5,所述电阻器r4上连接有高速红外发射二极管d1和高速红外发射二极管d2，所述高速红外发射二极管d1和高速红外发射二极管d2相互串联，所述电阻器r5上连接有高速红外发射二极管d3和高速红外发射二极管d4，所述高速红外发射二极管d3和高速红外发射二极管d4相互串联，所述高速红外发射二极管d1、高速红外发射二极管d2、高速红外发射二极管d3和高速红外发射二极管d4用于将加载的电流转化为红外光。
18.综上所述，本实用新型实施例与现有技术相比具有以下有益效果：
19.本实用新型的高速红外通信发射系统采用红外二极管发射信号，对人体无影响，通信速率可达数十mbit/s，通信距离可达10米，既可以是点对点通信，也可以使红外发射信号形成一个较大的覆盖范围，接收端在范围内的任一位置就可实现通信，能够实现在10米左右距离的数十mbit/s的高速红外通信，还可以根据传输距离采用较大的红外发射功率的红外发射二极管连接方式，形成一个较大的红外信号覆盖范围，使红外光传得更远。
20.为更清楚地阐述本实用新型的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对本实用新型进行详细说明。
附图说明
21.图1为实用新型实施例的一种高速红外通信发射系统的结构框图。
22.图2为实用新型实施例的一种高速红外通信发射系统中一个红外发射二极管的电流放大电路示意图。
23.图3为实用新型实施例的一种高速红外通信发射系统中两个红外发射二极管的电流放大电路示意图。
24.图4为实用新型实施例的一种高速红外通信发射系统中四个红外发射二极管的电流放大电路示意图。
具体实施方式
25.为了便于理解本技术，下面将参照相关附图对本技术进行更全面的描述。附图中给出了本技术的首选实施例。但是，本技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本技术的公开内容更加透彻全面。
26.下面结合附图和具体实施例对本实用新型的技术方案做进一步的说明。
27.参见图1所示，一种高速红外通信发射系统，包括信号调理模块100、ofdm调制模块
200、电流放大电路300以及红外发射二极管400。
28.所述信号调理模块100用于将输入的待传输信号的幅度进行调节至与后级连接的ofdm调制模块200的输入级相适应。
29.所述ofdm调制模块200用于对输入级接收的信号采用fpga进行ofdm调制，并将ofdm调制后的信号送入电流放大电路300。
30.所述电流放大电路300用于对信号进行电流放大后加载到所述红外发射二极管400的红外led灯珠上，使所述红外led灯珠携带调制后的信号。
31.本技术的高速红外通信发射系统在信号发送时，待传输信号先送入信号调理模块100，使信号的幅度可与后级的ofdm调制模块200的输入级相适应。对信号的ofdm调制采用fpga实现。ofdm调制后的信号送入电流放大电路300，然后加载到红外led灯珠上，使红外光携带调制后的信号。
32.本实用新型采用红外二极管发射信号，对人体无影响，通信速率可达数十mbit/s，通信距离可达10米，既可以是点对点通信，也可以使红外发射信号形成一个较大的覆盖范围，接收端在范围内的任一位置就可实现通信。
33.为了实现在10米左右距离的数十mbit/s的高速红外通信，主要是对ofdm调制后的信号进行了电流放大，并提升电路的带宽，再驱动红外led灯，增强发射功率和提升传输速率。
34.在本技术的一个实施例中，参见图2所示，所述电流放大电路300包括钽电解电容器c1、电阻器r1、电阻器r2、电阻器r3、电阻器r4、三极管vt1、陶瓷电容器c2、陶瓷电容器c3以及高速红外发射二极管d2。所述钽电解电容器c1用于隔断调制后信号中的直流成分，所述钽电解电容器c1连接电阻器r1、电阻器r2以及三极管vt1的基极，所述三极管vt1的集电极连接直流电源vcc。
35.在本技术的实施例中，所述三极管vt1采用超高频低噪声npn管，即：所述三极管vt1为npn型三极管，例如：所述三极管vt1采用高频低噪声的型号bfr540。
36.所述直流电源vcc连接陶瓷电容器c2和陶瓷电容器c3，所述三极管vt1的发射极连接电阻器r3和电阻器r4，所述电阻器r4连接高速红外发射二极管d2。
37.在本技术的实施例中，所述电阻器r1和电阻器r2用于对直流电源vcc进行分压，用于得到三极管vt1基极的直流偏置电压，所述钽电解电容器c1连接三极管vt1的基极，用于隔断调制后信号中的直流成分。
38.其中，与所述直流电源vcc连接陶瓷电容器c2和陶瓷电容器c3相互并联，所述陶瓷电容器c2和陶瓷电容器c3用于对直流电源vcc进行滤波。
39.在本技术的实施例中，所述电阻器r3用于设置所述三极管vt1的发射极电压，所述电阻器r4用于限制所述高速红外发射二极管d2的电流。
40.在本技术的实施例中，所述高速红外发射二极管d2选用高的型号为tsff5410，用于将加载的电流转化为红外光。
41.如果传输距离较远，需要较大的红外发射功率，可采用两个红外发射二极管串联的方式。在本技术的一个实施例中，所述高速红外通信发射系统采用两个红外发射二极管400串联方式发射红外光。
42.参见图3所示，与图2中所示的电流放大电路300不同的是，在本实施例中，只增加
了高速红外发射二极管d1，相比于图2所示的只用高速红外发射二极管d2，本技术的实施例中，两个高速红外发射二极管串联能增大发射功率，使红外光传得更远。
43.参见图3所示，所述电流放大电路300的电阻器r4上连接有高速红外发射二极管d1和高速红外发射二极管d2，所述高速红外发射二极管d1和高速红外发射二极管d2相互串联。
44.如果需要形成一个较大的红外信号覆盖范围，参见图4所示，在本技术的一个实施例中，图4与图3相比，增加了电阻器r5，高速红外发射二极管d3和高速红外发射二极管d4。电阻器r5的作用是限制高速红外发射二极管d3和高速红外发射二极管d4的电流，增加高速红外发射二极管d3和高速红外发射二极管d4，可以根据红外信号需要覆盖的范围的形状，对4个红外二极管进行合理的排布，也可增强红外光的强度，使红外光传得更远，即延长通信距离。
45.参见图4所示，所述三极管vt1的发射极连接电阻器r3、电阻器r4以及电阻器r5,所述电阻器r4上连接有高速红外发射二极管d1和高速红外发射二极管d2，所述高速红外发射二极管d1和高速红外发射二极管d2相互串联，所述电阻器r5上连接有高速红外发射二极管d3和高速红外发射二极管d4，所述高速红外发射二极管d3和高速红外发射二极管d4相互串联，所述高速红外发射二极管d1、高速红外发射二极管d2、高速红外发射二极管d3和高速红外发射二极管d4用于将加载的电流转化为红外光。
46.本实用新型的高速红外通信发射系统采用红外二极管发射信号，十米距离内，数十mbit/s传输速率，可点对点，或具有一定覆盖面积的高速红外通信发射系统。本实用新型的高速红外通信发射系统对人体无影响，通信速率可达数十mbit/s，通信距离可达10米，既可以是点对点通信，也可以使红外发射信号形成一个较大的覆盖范围，接收端在范围内的任一位置就可实现通信，能够实现在10米左右距离的数十mbit/s的高速红外通信，还可以根据传输距离采用较大的红外发射功率的红外发射二极管400连接方式，形成一个较大的红外信号覆盖范围，使红外光传得更远。
47.以上结合具体实施例描述了本实用新型的技术原理，仅是本实用新型的优选实施方式。本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其它具体实施方式，这些方式都将落入本实用新型的保护范围之内。