大功率白光LED驱动的可见光通信系统设计与测试

本文档主要探讨了一种基于大功率白光LED的可见光通信系统的设计与实现。该系统的核心组件包括电源模块、FPGA编码模块、FPGA解码模块以及发射接收模块，充分利用了可见光通信技术的优势。 在方案选择部分（1.1），作者着重讨论了通信方式，强调了可见光通信作为一种新兴的无线通信手段，其优点在于无需额外的无线电频谱，且由于白光LED的高效率和大功率，能够提供更远的通信距离。发送模块（1.2）采用模拟信号经AD转换后，通过FPGA进行编码调制，这有助于降低噪声干扰，提高数据传输的精确度。 接收模块（1.3）利用硅光电池作为光电探测器，能够高效地捕捉到由大功率白光LED发出的光信号，并通过FPGA进行解调，再通过DA转换还原为模拟信号，驱动8欧姆的喇叭进行声音播放。这部分阐述了系统如何将光信号转化为音频信号的过程。 理论分析部分（2.1）对比了不同类型的LED在可见光通信中的性能，评估了大功率白光LED在亮度、寿命和成本方面的优势，从而确定了其在该系统中的适用性。可见光发射的基本框图（2.2）展示了系统的工作原理，从信号产生到发射的完整流程。 硬件电路设计（3.1-3.3）详细描述了各个模块的具体实现，包括发射模块中LED驱动电路的设计，接收模块中光电检测器的选择，以及电源模块对于稳定电压和电流供应的处理。此外，还介绍了软件流程图（4.1）和系统软件（4.3）的架构，确保了整个系统的协调运行。 测试方案（5.1-5.4）涵盖了对系统性能的关键测试，如基本电压、电流测量，不同频率信号的发射测试，模拟信号波形的对比以及M序列的验证，这些测试旨在评估系统的稳定性和有效性。误差分析部分（5.5）则对测试结果进行了深入的分析，探讨了可能影响系统性能的因素及其解决方案。 论文的最后部分，作者总结了研究的主要成果，回顾了设计过程中的关键点，并在附录中提供了详细的电路图、元器件列表、部分源代码等技术细节，以便其他研究者参考和进一步深入研究。 本论文通过实际设计和测试，展示了大功率白光LED在可见光通信中的应用潜力，为相关领域的研究和技术发展提供了有价值的信息。