一种单光纤半双工可见光通信芯片制造技术

本发明专利技术提供了一种单光纤半双工可见光通信芯片，包括控制电路和LED收发切换器，所述控制电路用于控制LED收发切换器，所述LED收发切换电路连接LED光电二极管；所述LED收发切换器包括两路切换电路，其中一路连接LED光电二极管的阳极端，另一路连接LED光电二极管的阴极端，通过两路切换电路控制LED光电二极管的顺向偏压和逆向偏压的切换，进而实现光信号的发射和接收。本发明专利技术所述的单光纤半双工可见光通信芯片以光电二极管为基底，调试适当偏压状态，实现单颗发光器件进行光收发通信。实现单颗发光器件进行光收发通信。实现单颗发光器件进行光收发通信。

【技术实现步骤摘要】
一种单光纤半双工可见光通信芯片


[0001]本专利技术属于计数器
，尤其是涉及一种单光纤半双工可见光通信芯片。

技术介绍

[0002]可见光应用在信息通信上有许多重要的优势，其中包括不需无线频谱使用许可，优异的抗电磁干扰性能、更好的信息保密性与对使用人员的安全性等。这些可见光通信技术的特性，驱动了学术界与产业界大量地投入研究，也创造了许多可见光通信技术的实际用途。
[0003]为了满足光通信的双向通信需求，典型的光通信技术上为采用光信号收、发不同缆线的双缆线连接方式，例如一般SFP；或是单一缆线双色棱镜分光双工技术，例如BiDi
‑
SFP连接器或是BOSA次模块。这些技术方案通常可以提供较高的通信带宽，但是都免不了较高的硬件或是缆线成本，或者增加了部署配置的复杂程度。传统光通信应用上多是以光电二极管(LED)做为发光器件，以光电二极管(Photodiode)为光接收器件。一定程度上，增加了电路板的空间使用与光路设计的难度，对于许多的物联网设备连结、中低速带宽需求的应用上，显得有些大材小用，也阻碍了可见光通信技术与物联网应用的普及。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，为克服上述缺陷，本专利技术旨在提出一种单光纤半双工可见光通信芯片。
[0005]为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：
[0006]一种单光纤半双工可见光通信芯片，包括控制电路和LED收发切换器，所述控制电路用于控制LED收发切换器，所述LED收发切换电路连接LED光电二极管；<br/>[0007]所述LED收发切换器包括两路切换电路，其中一路连接LED光电二极管的阳极端，另一路连接LED光电二极管的阴极端，通过两路切换电路控制LED光电二极管的顺向偏压和逆向偏压的切换，进而实现光信号的发射和接收。
[0008]进一步的，两路切换电路分别为切换电路一和切换电路二；
[0009]所述切换电路一包括单刀双掷开关一，单刀双掷开关一包括一个公共触点和两个切换触点，其中，公共触点连接LED光电二极管的阳极端，一切换触点连接高点平，另一切换触点连接低电平；
[0010]所述切换电路二包括单刀双掷开关二，单刀双掷开关二包括一个公共触点和两个切换触点，其中，公共触点连接LED光电二极管的阴极端，一切换触点连接高点平，另一切换触点连接低电平；
[0011]通过所述控制电路控制两路切换电路的单刀双掷开关的切换。
[0012]进一步的，当切换电路一切换到高电平，切换电路二切换到低电平，LED光电二极管处于顺向偏压处于光信号的发射状态；
[0013]当切换电路一切换到低电平，切换电路二切换到高电平，LED光电二极管处于逆向偏压处于光信号的接收状态。
[0014]进一步的，所述切换电路一的低电平端连接TIA跨阻放大器的输入端，TIA跨阻放大器的输出端连接控制电路的收发数据寄存器。
[0015]进一步的，所述切换电路二的低电平端连接发射开关，发射开关连接控制电路，通过控制电路控制发射开关的导通。
[0016]进一步的，所述发射开关为N型MOS管,其中，N型MOS管的漏极连接切换开关二的低电平端，源极经限流电阻连接至电气接地电平，栅极连接控制电路。
[0017]相对于现有技术，本专利技术所述的单光纤半双工可见光通信芯片具有以下优势：
[0018](1)本专利技术所述的单光纤半双工可见光通信芯片，以光电二极管为基底，调试适当偏压状态，实现单颗发光器件进行光收发通信。
[0019](2)本专利技术所述的单光纤半双工可见光通信芯片，大规模集成电路(VLSI)实现数模混合电路，实现低功耗、高密度的可见光通信传输方案。
附图说明
[0020]构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0021]图1为本专利技术实施例所述的单光纤半双工可见光通信芯片原理框图；
[0022]图2为本专利技术实施例所述的光电二极管发射和接收原理示意图；
[0023]图3为本专利技术实施例所述的LED收发切换器原理结构图。
[0024]如图标记：
[0025]2‑
1、LED+单刀双掷开关；2
‑
2、LED
‑
单刀双掷开关；2
‑
3、N型MOS管发射开关。
具体实施方式
[0026]需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0027]下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。
[0028]如图1所示，一种单光纤半双工可见光通信芯片，包括控制电路和LED收发切换器，所述控制电路用于控制LED收发切换器，所述LED收发切换电路连接LED光电二极管；
[0029]所述LED收发切换器包括两路切换电路，其中一路连接LED光电二极管的阳极端，另一路连接LED光电二极管的阴极端，通过两路切换电路控制LED光电二极管的顺向偏压和逆向偏压的切换，进而实现光信号的发射和接收。
[0030]LED收发切换器，透过对LED+、LED
‑
管脚的电压调整，控制外部光电二极管在顺向偏压下发射光束的明灭，或是使外部光电二极管操作在逆向偏压状态下以做为感光接收器件之用。
[0031]两路切换电路分别为切换电路一和切换电路二；
[0032]所述切换电路一包括单刀双掷开关一，单刀双掷开关一包括一个公共触点和两个切换触点，其中，公共触点连接LED光电二极管的阳极端，一切换触点连接高点平，另一切换触点连接低电平；
[0033]所述切换电路二包括单刀双掷开关二，单刀双掷开关二包括一个公共触点和两个切换触点，其中，公共触点连接LED光电二极管的阴极端，一切换触点连接高点平，另一切换
触点连接低电平；
[0034]通过所述控制电路控制两路切换电路的单刀双掷开关的切换。
[0035]如图2所示，当切换电路一切换到高电平，切换电路二切换到低电平，LED光电二极管处于顺向偏压处于光信号的发射状态；
[0036]当切换电路一切换到低电平，切换电路二切换到高电平，LED光电二极管处于逆向偏压处于光信号的接收状态。
[0037]所述切换电路一的低电平端连接TIA跨阻放大器的输入端，TIA跨阻放大器的输出端连接控制电路的收发数据寄存器。
[0038]如图1所示，控制电路包括数据处理与收发控制单元和收发数据寄存器。
[0039]收发数据寄存器位于TIA跨阻放大器、发射开关及数据处理与收发控制单元的中间，做为收发数据的缓存空间，以适配数据处理与收发控制单元与外部可见光信号的操作速率。
[0040]本专利技术所述的单光纤半双工可见光通信芯片大规模集成电路(VLSI)实现数模混合电路，实现低功耗、高密度的可见光通信传输方案。如图1所示，由数据处理与存储的数字电路及二极管驱动与接收放大本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单光纤半双工可见光通信芯片，其特征在于：包括控制电路和LED收发切换器，所述控制电路用于控制LED收发切换器，所述LED收发切换电路连接LED光电二极管；所述LED收发切换器包括两路切换电路，其中一路连接LED光电二极管的阳极端，另一路连接LED光电二极管的阴极端，通过两路切换电路控制LED光电二极管的顺向偏压和逆向偏压的切换，进而实现光信号的发射和接收。2.根据权利要求1所述的单光纤半双工可见光通信芯片，其特征在于：两路切换电路分别为切换电路一和切换电路二；所述切换电路一包括单刀双掷开关一，单刀双掷开关一包括一个公共触点和两个切换触点，其中，公共触点连接LED光电二极管的阳极端，一切换触点连接高点平，另一切换触点连接低电平；所述切换电路二包括单刀双掷开关二，单刀双掷开关二包括一个公共触点和两个切换触点，其中，公共触点连接LED光电二极管的阴极端，一切换触点连接高点平，另一切换触点连接低电平；通过所述控制电路控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱珂，张波，赵玉林，张钦元，邢卫华，刘胜玥，
申请(专利权)人：天津市滨海新区信息技术创新中心，
类型：发明
国别省市：