一种基于LI-Fi通讯协议的通讯控制系统技术方案

一种基于LI‑Fi通讯协议的通讯控制系统，本实用新型专利技术涉及光通讯技术领域，解决现有技术由于存在寄生电荷和余留电荷导致用于Li‑Fi编码的时钟信号实施时延迟高、精度低、缺乏有效Li‑Fi接收模块且不具有电源匹配特性的技术问题。该实用新型专利技术主要包括：电源和通讯负载电路；第一编程逻辑门阵列；第二编程逻辑门阵列，连接有光敏放大电路；第一场效应管，接收第一编程逻辑门阵列输出的占空比调制时钟且导通或关闭电源；振荡电路，接收第一场效应管输出的第一调制电源、接收第二编程逻辑门阵列输出的控制时钟且补偿或泄放第一场效应管输出的第一调制电源；第二场效应管，受控于振荡电路且与第一场效应管构成降压开关电路结构；占空比检测器。

【技术实现步骤摘要】
一种基于LI-Fi通讯协议的通讯控制系统
本技术涉及光通讯
，具体涉及一种基于LI-Fi通讯协议的通讯控制系统。
技术介绍
随着智能通讯技术的发展，电力线载波和有线互联逐渐演变为无线电互联。现如今无线电互联也向未来迈出了重要一步，出现了Li-Fi光电互联。Li-Fi光电互联，目前主要存在难以实现信号时钟的无损传递。由于电源电路和驱动电路中有开关的寄生电荷以及电容电感器件的余留电荷积累，在下次开启电源时，开通瞬间的冲击电荷幅值很高，与寄生电荷或余留电荷叠加后，容易损坏电路元件（如通讯负载电路的LED无序闪烁）；通常，现有技术没有设置反馈式过冲保护，利用缓冲电路进行中间过滤，缓冲电路可分为开通缓冲电路和关断缓冲电路。开通缓冲电路利用电感与器件串联来抑制器件的电流上升率，利用的是电感电流不能突变的原理。但是开通缓冲电感会在器件有关断动作时时产生关断尖峰电压，造成器件过压，所以开通缓冲电路相对用得较少。关断缓冲电路最基本的思想是利用电容电压不能突变的原理减小器件瞬时电压变化和抑制尖峰电压，同时也可以减小器件的开关损耗。
技术实现思路
针对上述现有技术，本技术目的在于提供一种基于LI-Fi通讯协议的通讯控制系统，其旨在解决现有技术由于存在寄生电荷和余留电荷导致用于Li-Fi编码的时钟信号实施时延迟高、精度低、缺乏有效Li-Fi接收模块且不具有电源匹配特性的技术问题。为达到上述目的，本技术采用的技术方案如下：一种基于LI-Fi通讯协议的通讯控制系统,包括：电源和通讯负载电路；第一编程逻辑门阵列，用于控制电源占空比；第二编程逻辑门阵列，用于控制余留电荷泄放和切断空载电源且用于构建接收通路，连接有光敏放大电路；第一场效应管，接收第一编程逻辑门阵列输出的占空比调制时钟且导通或关闭电源；振荡电路，具有泄放电路结构，接收第一场效应管输出的第一调制电源，接收第二编程逻辑门阵列输出的控制时钟且补偿或泄放第一场效应管输出的第一调制电源；第二场效应管，受控于振荡电路且与第一场效应管构成降压开关电路结构；低噪声隔离器，用于隔离振荡电路和通讯负载电路；其中，所述的电源包括用于降低振荡延迟的同步整流器；其中，所述通讯负载电路包括依次连接的复位电路、LED驱动器和LED阵列，所述通讯负载电路作为Li-Fi信号发射模块；其中，所述的第一编程逻辑门阵列还通过占空比检测器采集同步整流器输出端的占空比特征且所述的第一编程逻辑门阵列传递占空比特征至所述第二编程逻辑门阵列，所述第二编程逻辑门阵列反馈输出同步调制时钟Vgi至同步整流器。上述方案中，所述的振荡电路，包括电感，接收第一场效应管输出的第一调制电源且输出第二调制电源至低噪声隔离器；第一电容，滤除第二调制电源的高频周期噪声或短促毛刺；第二电容，与电感、第一电容构成π型滤波结构，补偿第一调制电源；第三场效应管，用于关闭电源时泄放电荷，接收第一编程逻辑门阵列输出的参考时钟且泄放或维持第一场效应管输出的第一调制电源；第四场效应管，用于泄放结寄生电容电荷，接收第二编程逻辑门阵列输出的控制时钟；泄放开关三极管，接收第一编程逻辑门阵列输出的参考时钟，受控于第四场效应管且控制第二场效应管导通或截止。上述方案中，所述的占空比检测器，包括降压滤波单元，采集同步整流器输出端具有占空比特征的电压信号Sample1；模数转换器，输入端接收降压滤波单元对应电压信号输出的采集信号Sample2且输出端连接第一编程逻辑门阵列的信号采集端。上述方案中，所述的第一场效应管，通过第一二极管接收第一编程逻辑门阵列输出的占空比调制时钟。实现了与不同电源的频率匹配，特别是为了符号部分DC-DC电源的频率匹配特性。上述方案中，还包括齐纳二极管，其低电极连接至电感；光耦器，其发光管高电极连接齐纳二极管的高电极且光敏管反馈由齐纳二极管受反向过冲输出的击穿信号至第一编程逻辑门阵列和第二编程逻辑门阵列。实现了过冲信号反馈，由第一编程逻辑门阵列和第二编程逻辑门阵列及时触发电源主动关断与电路电荷泄放，从而保护电路元件。上述方案中，还包括第一电阻和第二二极管；所述的第一场效应管，依次通过正向导通的第一二极管、第一电阻接收第一编程逻辑门阵列输出的占空比调制时钟；所述的第二二极管，其高电极连接所述第一场效应管的栅极且低电极连接第一二极管的低电极，用于在第一电阻处构成放电回路、当占空比调制时钟截止时快速泄放第一场效应管的寄生电荷。上述方案中，还包括分压电路；所述的第三场效应管，通过分压电路接收第一编程逻辑门阵列输出的参考时钟且泄放或维持第一场效应管输出的第一调制电源；上述方案中，所述的分压电路，包括：分压电阻，其包括串联的第二电阻和第三电阻且其接收参考时钟且接地；第三二极管，其低电位端连接分压电阻的参考时钟接收端且其高电位端连接分压电阻的分压电位点，用于在第二电阻处构成放电回路、当参考时钟截止时快速泄放第三场效应管的寄生电荷。上述方案中，所述的第二二极管，选用肖特基二极管。上述方案中，所述的第三二极管，选用肖特基二极管。上述方案中，所述的LED阵列，其工作功率范围为50瓦特至100瓦特。上述方案中，所述的电源，包括交流电源和同步整流器。上述方案中，所述的光敏放大电路，包括对称差分电路。上述方案中，所述的光敏放大电路，包括由对称差分单元阵列构成的对称差分电路，所述的对称差分单元包括交叉对称耦合的两对差分晶体管和光敏二极管。上述方案中，所述的对称差分单元，包括：第一阻抗电路，输入端接收扫描时钟；第一耦合电容，一端连接第一阻抗电路的输出端；第一差分晶体管，栅极连接第一耦合电容的另一端且源极接地；第一耦合电阻，一端连接第一阻抗电路的输出端；第二耦合电容，一端连接第一耦合电阻的另一端；第二差分晶体管，栅极连接第二耦合电容的另一端且漏极接地；第二阻抗电路，输入端接收扫描时钟；第三耦合电容，一端连接第二阻抗电路的输出端；第三差分晶体管，栅极连接第三耦合电容的另一端且源极接地；第二耦合电阻，一端连接第二阻抗电路的输出端；第四耦合电容，一端连接第二耦合电阻的另一端；第四差分晶体管，栅极连接第四耦合电容的另一端且漏极接地；第一上拉电阻，一端连接电源VDD且另一端连接第二差分晶体管的源极和第三差分晶体管的漏极；第二上拉电阻，一端连接电源VDD且另一端连接第四差分晶体管的源极和第一差分晶体管的漏极；光敏二极管，低电位端连接第一阻抗电路的输出端、高电位端第二阻抗电路的输出端且还由Li-Fi光信号自适应导通；其中，第四差分晶体管源极和第一差分晶体管漏极所在电位点的电位和第四差分晶体管源极和第一差分晶体管漏极所在电位点的电位的电位差作为反馈时钟；其中，所述扫描时钟设定对称差分单元的初始状态，Li-Fi光信号通过造成光敏二极管的导通而在第一阻抗电路和第二阻抗电路的输入端造成变化，并进一步造成反馈时钟变化，从而通过反馈时钟变化密度而检测Li-Fi光信号的携带信息。与现有技术相比，本技术的有益效果：提供了电源输出特性匹配和调整；提供了全新的Li-Fi信号接收电路模块；能消除泄放开关本身具有的寄生电荷；在通讯负载电路或电源关闭时，利用了同步反相时钟信号对调制电路进行控制，实现了在关断瞬间对输入电源截止并泄放回路电荷；输出的调制电源噪声低，稳定性好；提供了过冲保本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于LI‑Fi通讯协议的通讯控制系统,其特征在于，包括：电源和通讯负载电路；第一编程逻辑门阵列，用于控制电源占空比；第二编程逻辑门阵列，用于控制余留电荷泄放和切断空载电源且用于构建接收通路，连接有光敏放大电路；第一场效应管，接收第一编程逻辑门阵列输出的占空比调制时钟且导通或关闭电源；振荡电路，具有泄放电路结构，接收第一场效应管输出的第一调制电源、接收第二编程逻辑门阵列输出的控制时钟且补偿或泄放第一场效应管输出的第一调制电源；第二场效应管，受控于振荡电路且与第一场效应管构成降压开关电路结构；低噪声隔离器，用于隔离振荡电路和通讯负载电路；其中，所述的电源包括用于降低振荡延迟的同步整流器；其中，所述的第一编程逻辑门阵列还通过占空比检测器采集同步整流器输出端的占空比特征且所述的第一编程逻辑门阵列传递占空比特征至所述第二编程逻辑门阵列，所述第二编程逻辑门阵列反馈输出同步调制时钟至同步整流器；其中，所述通讯负载电路包括依次连接的复位电路、LED驱动器和LED阵列，所述通讯负载电路作为Li‑Fi信号发射模块；其中，所述第二编程逻辑门阵列输出扫描时钟至光敏放大电路且接收光敏放大电路对应扫描时钟所输出的反馈时钟，作为Li‑Fi信号接收模块；所述的振荡电路，包括电感，接收第一场效应管输出的第一调制电源且输出第二调制电源至低噪声隔离器；第一电容，滤除第二调制电源的高频周期噪声或短促毛刺；第二电容，与电感、第一电容构成π型滤波结构，补偿第一调制电源；第三场效应管，用于关闭电源时泄放电荷，接收第一编程逻辑门阵列输出的参考时钟且泄放或维持第一场效应管输出的第一调制电源；第四场效应管，用于泄放结寄生电容电荷，接收第二编程逻辑门阵列输出的控制时钟；泄放开关三极管，接收第一编程逻辑门阵列输出的参考时钟，受控于第四场效应管且控制第二场效应管导通或截止；所述的占空比检测器，包括降压滤波单元，采集同步整流器输出端具有占空比特征的电压信号；模数转换器，输入端接收降压滤波单元对应电压信号输出的采集信号且输出端连接第一编程逻辑门阵列的信号采集端。...

【技术特征摘要】
1.一种基于LI-Fi通讯协议的通讯控制系统,其特征在于，包括：电源和通讯负载电路；第一编程逻辑门阵列，用于控制电源占空比；第二编程逻辑门阵列，用于控制余留电荷泄放和切断空载电源且用于构建接收通路，连接有光敏放大电路；第一场效应管，接收第一编程逻辑门阵列输出的占空比调制时钟且导通或关闭电源；振荡电路，具有泄放电路结构，接收第一场效应管输出的第一调制电源、接收第二编程逻辑门阵列输出的控制时钟且补偿或泄放第一场效应管输出的第一调制电源；第二场效应管，受控于振荡电路且与第一场效应管构成降压开关电路结构；低噪声隔离器，用于隔离振荡电路和通讯负载电路；其中，所述的电源包括用于降低振荡延迟的同步整流器；其中，所述的第一编程逻辑门阵列还通过占空比检测器采集同步整流器输出端的占空比特征且所述的第一编程逻辑门阵列传递占空比特征至所述第二编程逻辑门阵列，所述第二编程逻辑门阵列反馈输出同步调制时钟至同步整流器；其中，所述通讯负载电路包括依次连接的复位电路、LED驱动器和LED阵...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄建中，
申请(专利权)人：广州汇今信息科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44