可見光通信專用集成電路及實時系統(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 可見光通信的技術特點 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 按照調制技術分類 9
1．3．4 按照實時性分類 10
1．4 可見光通信的技術發(fā)展需求 11
1．5 本章小結 13
參考文獻 13
第2章 可見光通信數(shù)字端機設計 15
2．1 數(shù)字通信系統(tǒng)的組成 16
2．2 數(shù)字調制技術 17
2．2．1 二進制振幅鍵控 18
2．2．2 二進制頻移鍵控 24
2．2．3 二進制相移鍵控 29
2．2．4 多進制調制 35
2．3 數(shù)字光發(fā)射機設計 38
2．3．1 系統(tǒng)的發(fā)送器件 39
2．3．2 半導體照明光學特性分析 41
2．3．3 可見光通信信道模型分析 44
2．3．4 可見光發(fā)射機設計案例 49
2．4 數(shù)字光接收機設計 51
2．4．1 可見光通信探測器 52
2．4．2 信號調制 55
2．4．3 可見光接收機設計案例 56
2．5 高速電路板設計技術 60
2．6 本章小結 70
參考文獻 70
第3章 可見光通信模擬高速發(fā)射機集成電路設計 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轉換器 76
3．2．2 數(shù)據(jù)放大電路 77
3．3 輔助調制發(fā)光二極管 78
3．3．1 預加重電路原理和帶有預加重的LED調制電路 79
3．3．2 LED預加重調制驅動電路結構 80
3．4 發(fā)射集成電路設計舉例 82
3．4．1 原理與設計 82
3．4．2 測試與結果分析 83
3．5 本章小結 87
參考文獻 87
第4章 可見光通信接收機模擬集成電路設計 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 寬帶擴展技術 96
4．3．1 電感峰化技術 97
4．3．2 有源電感峰化技術 98
4．3．3 電容簡并 100
4．3．4 零極點對消 101
4．4 自動增益控制放大器 103
4．4．1 自動增益控制放大器結構 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 108
參考文獻 108
第5章 可見光通信接收機單片集成電路設計 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 阱襯底結構光電探測器 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 115
5．2．1 光電集成與差分接收機 115
5．2．2 偽差分光電探測器和集成接收機 115
5．2．3 全差分光電探測器和集成接收機 116
5．2．4 全差分與偽差分接收機性能比較 117
5．3 CMOS工藝全差分接收機 120
5．3．1 協(xié)議基于P擴散 N阱和N擴散 P阱型PN結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工藝的光接收機芯片測試結果 123
5．4 本章小結 125
參考文獻 126
第6章 高階調制編碼和解調解碼的FPGA實現(xiàn) 127
6．1 基于NI平臺的高階QAM的FPGA實現(xiàn) 128
6．1．1 硬件方案 128
6．1．2 發(fā)射機設計 132
6．1．3 接收機設計 137
6．1．4 系統(tǒng)性能 139
6．2 基于FPGA的高速基帶OFDM收發(fā)機的設計與實現(xiàn) 142
6．2．1 引言 142
6．2．2 實現(xiàn)方案與調試方法 142
6．2．3 基帶OFDM發(fā)射機的設計與實現(xiàn) 145
6．2．4 基帶OFDM接收機的設計與實現(xiàn) 149
6．2．5 調試與性能測試 153
6．3 本章小結 158
參考文獻 158
第7章 可見光通信實時系統(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)服務器 168
7．2．5 可見光通信智能家居系統(tǒng)調制器 168
7．2．6 可見光通信智能家居系統(tǒng)解調器 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器件調制帶寬的影響機理分析 171
7．3．2 影響LED器件調制帶寬的主要因素 172
7．3．3 量子阱結構及載流子分布對帶寬的影響 175
7．3．4 帶寬拓展技術 180
7．4 可見光通信系統(tǒng)的功能復用 184
7．5 可見光通信系統(tǒng)的應用前景 196
7．6 本章小結 198
參考文獻 198
名詞索引 201