可見光通信專用集成電路及實(shí)時(shí)系統(tǒng)

目 錄
第1章 概 述 1
1．1 可見光通信的概念及背景 2
1．2 可見光通信的技術(shù)特點(diǎn) 4
1．3 可見光通信系統(tǒng)的分類 6
1．3．1 按照LED分類 6
1．3．2 按照探測器分類 8
1．3．3 按照調(diào)制技術(shù)分類 9
1．3．4 按照實(shí)時(shí)性分類 10
1．4 可見光通信的技術(shù)發(fā)展需求 11
1．5 本章小結(jié) 13
參考文獻(xiàn) 13
第2章 可見光通信數(shù)字端機(jī)設(shè)計(jì) 15
2．1 數(shù)字通信系統(tǒng)的組成 16
2．2 數(shù)字調(diào)制技術(shù) 17
2．2．1 二進(jìn)制振幅鍵控 18
2．2．2 二進(jìn)制頻移鍵控 24
2．2．3 二進(jìn)制相移鍵控 29
2．2．4 多進(jìn)制調(diào)制 35
2．3 數(shù)字光發(fā)射機(jī)設(shè)計(jì) 38
2．3．1 系統(tǒng)的發(fā)送器件 39
2．3．2 半導(dǎo)體照明光學(xué)特性分析 41
2．3．3 可見光通信信道模型分析 44
2．3．4 可見光發(fā)射機(jī)設(shè)計(jì)案例 49
2．4 數(shù)字光接收機(jī)設(shè)計(jì) 51
2．4．1 可見光通信探測器 52
2．4．2 信號調(diào)制 55
2．4．3 可見光接收機(jī)設(shè)計(jì)案例 56
2．5 高速電路板設(shè)計(jì)技術(shù) 60
2．6 本章小結(jié) 70
參考文獻(xiàn) 70
第3章 可見光通信模擬高速發(fā)射機(jī)集成電路設(shè)計(jì) 73
3．1 可見光通信系統(tǒng)中使用不同光源類型對比 74
3．2 照明與可見光通信共存的方案 75
3．2．1 降壓型DC-DC轉(zhuǎn)換器 76
3．2．2 數(shù)據(jù)放大電路 77
3．3 輔助調(diào)制發(fā)光二極管 78
3．3．1 預(yù)加重電路原理和帶有預(yù)加重的LED調(diào)制電路 79
3．3．2 LED預(yù)加重調(diào)制驅(qū)動(dòng)電路結(jié)構(gòu) 80
3．4 發(fā)射集成電路設(shè)計(jì)舉例 82
3．4．1 原理與設(shè)計(jì) 82
3．4．2 測試與結(jié)果分析 83
3．5 本章小結(jié) 87
參考文獻(xiàn) 87
第4章 可見光通信接收機(jī)模擬集成電路設(shè)計(jì) 89
4．1 跨阻抗放大器 90
4．1．1 理想一階跨阻放大器 91
4．1．2 理想二階跨阻放大器 92
4．2 限幅放大器與輸出緩沖器 93
4．2．1 限幅放大器的特性參數(shù) 94
4．2．2 級聯(lián)對帶寬的影響 95
4．2．3 輸出緩沖級 96
4．3 寬帶擴(kuò)展技術(shù) 96
4．3．1 電感峰化技術(shù) 97
4．3．2 有源電感峰化技術(shù) 98
4．3．3 電容簡并 100
4．3．4 零極點(diǎn)對消 101
4．4 自動(dòng)增益控制放大器 103
4．4．1 自動(dòng)增益控制放大器結(jié)構(gòu) 103
4．4．2 吉爾伯特可變增益放大器 104
4．4．3 峰值檢測器的工作原理 105
4．4．4 峰值檢測電路 105
4．4．5 比較器 107
4．5 本章小結(jié) 108
參考文獻(xiàn) 108
第5章 可見光通信接收機(jī)單片集成電路設(shè)計(jì) 109
5．1 硅基集成電路中的探測器 110
5．1．1 PN型光電二極管 110
5．1．2 P+ N阱 P型襯底CMOS雙光電探測器 111
5．1．3 阱襯底結(jié)構(gòu)光電探測器 112
5．1．4 三阱工藝的光電探測器 112
5．1．5 雪崩擊穿光電探測器 113
5．1．6 雪崩擊穿二極管光電探測器舉例 114
5．2 差分探測器與接收機(jī) 115
5．2．1 光電集成與差分接收機(jī) 115
5．2．2 偽差分光電探測器和集成接收機(jī) 115
5．2．3 全差分光電探測器和集成接收機(jī) 116
5．2．4 全差分與偽差分接收機(jī)性能比較 117
5．3 CMOS工藝全差分接收機(jī) 120
5．3．1 協(xié)議基于P擴(kuò)散 N阱和N擴(kuò)散 P阱型PN結(jié)的全差分光電探測器
120
5．3．2 集成全差分光電探測器的全差分跨阻放大器 120
5．3．3 全差分限幅放大器 120
5．3．4 高帶寬50 Ω輸出緩沖級 122
5．3．5 基于Chartered 0．35 μm EERPOM工藝的光接收機(jī)芯片測試結(jié)果 123
5．4 本章小結(jié) 125
參考文獻(xiàn) 126
第6章 高階調(diào)制編碼和解調(diào)解碼的FPGA實(shí)現(xiàn) 127
6．1 基于NI平臺的高階QAM的FPGA實(shí)現(xiàn) 128
6．1．1 硬件方案 128
6．1．2 發(fā)射機(jī)設(shè)計(jì) 132
6．1．3 接收機(jī)設(shè)計(jì) 137
6．1．4 系統(tǒng)性能 139
6．2 基于FPGA的高速基帶OFDM收發(fā)機(jī)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 142
6．2．1 引言 142
6．2．2 實(shí)現(xiàn)方案與調(diào)試方法 142
6．2．3 基帶OFDM發(fā)射機(jī)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 145
6．2．4 基帶OFDM接收機(jī)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 149
6．2．5 調(diào)試與性能測試 153
6．3 本章小結(jié) 158
參考文獻(xiàn) 158
第7章 可見光通信實(shí)時(shí)系統(tǒng) 161
7．1 可見光通信系統(tǒng)性能評估 162
7．2 低速可見光通信系統(tǒng) 165
7．2．1 可見光通信智能家居系統(tǒng)簡介 166
7．2．2 可見光通信智能家居系統(tǒng)工作原理 166
7．2．3 可見光通信智能家居系統(tǒng)用戶終端 167
7．2．4 可見光通信智能家居系統(tǒng)服務(wù)器 168
7．2．5 可見光通信智能家居系統(tǒng)調(diào)制器 168
7．2．6 可見光通信智能家居系統(tǒng)解調(diào)器 169
7．2．7 可見光通信智能家居系統(tǒng)燈具 170
7．2．8 可見光通信智能家居系統(tǒng)展示 170
7．3 高速可見光通信系統(tǒng) 171
7．3．1 LED器件調(diào)制帶寬的影響機(jī)理分析 171
7．3．2 影響LED器件調(diào)制帶寬的主要因素 172
7．3．3 量子阱結(jié)構(gòu)及載流子分布對帶寬的影響 175
7．3．4 帶寬拓展技術(shù) 180
7．4 可見光通信系統(tǒng)的功能復(fù)用 184
7．5 可見光通信系統(tǒng)的應(yīng)用前景 196
7．6 本章小結(jié) 198
參考文獻(xiàn) 198
名詞索引 201