电光调制装置

1.本发明涉及电子技术领域，特别是涉及电光调制装置。


背景技术：

2.光通信是一种幅度调制，通过高速驱动模块将信号调制在光上，但光电器件的高速线性驱动往往具有一定难度。
3.以led为例，由于一般商用的led具有电感特性，其3db带宽不到1mhz，其对低频信号的响应会高于高频信号，随着信号的频率增大，信号衰减越大。因此，当led用于可见光信号调制时，信号的频率响应会受led的频率特性影响，信号的高频分量会受到抑制，使信号产生严重失真，系统的误码率变大，影响系统的稳定性。


技术实现要素：

4.鉴于上述状况，有必要针对现有技术中的电光调制装置容易产生信号失真的问题，提供一种电光调制装置。
5.一种电光调制装置，包括：驱动电路和与所述驱动电路连接的电致发光器件，所述驱动电路包括信号输入端、信号输出端、连接在所述信号输入端和信号输出端之间的推挽电路，以及分别连接在所述推挽电路的输入端和输出端的两个补偿电路，所述电致发光器件连接在所述信号输出端，所述推挽电路用于根据所述信号输入端输入的数字调制信号控制所述电致发光器件的通断，两个所述补偿电路分别用于对所述电致发光器件的上升沿和下降沿进行频率响应补偿。
6.进一步的，上述电光调制装置，其中，所述推挽电路包括对称设置的第一晶体管和第二晶体管，所述第一晶体管和所述第二晶体管的控制端与所述信号输入端连接，所述第一晶体管的输入端与其中一个所述补偿电路连接，所述第一晶体管的输出端与所述电致发光器件连接，所述第二晶体管的输入端与所述电致发光器件连接，所述第二晶体管的输出端与另一所述补偿电路连接。
7.进一步的，上述电光调制装置，其中，所述第一晶体管和所述第二晶体管为三极管，或场效应管，或者由多个晶体管组成的复合晶体管。
8.进一步的，上述电光调制装置，其中，所述第一晶体管采用n型三极管，所述第二晶体管采用p型三极管。
9.进一步的，上述电光调制装置，其中，两个所述补偿电路分别接正电源和负电源，每个所述补偿电路包括并联连接的电容和电阻。
10.进一步的，上述电光调制装置，其中，所述电致发光器件为发光二极管。
11.本发明直接将数字调制信号输入给可见光发射前端，经过该电光调制装置，将数字信号转换为光信号，无需数模转换器，即可完成电至光的转换。并且，该电光调制装置利用补偿电路对电致发光器件的频率响应进行补偿，实现电致发光器件的高速驱动。
附图说明
12.图1为本发明实施例中的电光调制装置的结构框图；
13.图2为本发明实施例中电光调制装置的电路结构示意图。
14.主要元件符号说明
15.具体实施方式
16.为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供该实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
17.需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
18.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
19.请参阅图1，为本发明第一实施例中的电光调制装置，包括：驱动电路和与驱动电路连接的电致发光器件。该电致发光器件为通电发光的器件，例如为led等，该驱动电路用于驱动电致发光器件均匀出光。
20.驱动电路包括信号输入端10、信号输出端20、连接在信号输入端10和信号输出端20之间的推挽电路30，以及分别连接在推挽电路30的输入端和输出端的两个补偿电路40。该信号输入端10用于接收数字调制信号，该数字调制信号可以为电平信号，如高电平信号或低电平信号，常见的数字高电平为5v或3.3v，低电平为0v。
21.该推挽电路30采用两个参数相同的晶体管，以推挽方式存在于电路中，推挽输出既可以向负载灌电流，也可以从负载抽取电流。该电致发光器件u与信号输出端20连接，该推挽电路30用于根据信号输入端10输入的数字调制信号控制电致发光器件u的通断。例如，输入高电平信号时电致发光器件u导通，输入低电平信号时，电致发光器件u关断。该电致发光器件u可以正接或反接，电致发光器件u的正接反接决定了高电平发光或低电平发光。该电致发光器件u可以为单只或者多只电致发光器件与电阻的串并联结构(可含有电阻也可
不含有电阻)。
22.该两个补偿电路40对称连接在该推挽电路30的输入端和输出端，分别用于对电致发光器件的上升沿和下降沿进行频率响应补偿。该补偿电路40可以为rc电路，两个补充电路分别连接正电源与负电源，具体实施时，根据电致发光器件u的导通和关断时的阻抗相差，可以对上升沿与下降沿分别单独设置补偿参数，以补偿电致发光器件的频率响应，让更高频率的信号调制在电致发光器件的光强上。
23.本实施例直接将数字调制信号输入给可见光发射前端，经过该电光调制装置，将数字信号转换为光信号，无需数模转换器，即可完成电至光的转换。并且，该电光调制装置利用补偿电路对电致发光器件的频率响应进行补偿，实现电致发光器件的高速驱动。
24.请参阅图2，为本发明第二实施例中的电光调制装置，包括驱动电路和与该驱动电路连接的电致发光器件(如图中led)，驱动电路包括信号输入端、信号输出端、连接在信号输入端和信号输出端之间的推挽电路30，以及分别连接在推挽电路30的输入端和输出端的两个补偿电路40。该信号输入端用于接收数字电信号即bit信号。该电致发光器件与信号输出端连接，该推挽电路30用于根据信号输入端输入的数字调制信号控制该电致发光器件led的通断。该两个补偿电路40分别用于对电致发光器件led的上升沿和下降沿进行频率响应补偿。
25.具体的，该推挽电路30包括对称设置的第一晶体管q1和第二晶体管q2，该第一晶体管q1和该第二晶体管q2的控制端与信号输入端连接。该第一晶体管q1的输入端与其中一个补偿电路40连接，该第一晶体管q1的输出端与该电致发光器件led连接。该第二晶体管q2的输入端与该电致发光器件led连接，该第二晶体管q2的输出端与另一补偿电路40连接。本实施例中，该第一晶体管q1采用n型三极管，第二晶体管q2采用p型三极管。
26.可以理解的，在本发明的其他实施例中，该第一晶体管q1和第二晶体管q2为三极管、场效应管或者多个晶体管组成的复合晶体管。
27.两个补偿电路40分别接正电源vcc和负电源vee，该补偿电路可采用rc电路，其包括并联连接的电容和电阻。rc无源网络是在频率上呈高通特性，而led呈低通特性，所以rc电路可以补偿led频率响应不平坦。
28.其中，电致发光器件led，其可以正接或反接，可以为单只或者多只电致发光器件与电阻的串并联结构(可含有电阻也可不含有电阻)。
29.例如，一bit信号通过电光调制装置最左侧的信号输入端口输入，常见的数字高电平为5v或3.3v，低电平为0。当输入为高电平时，推挽电路结构中的第二晶体管q2导通，led流过反向电流，此时led关断。当输入为低电平时，推挽电路结构中的第一晶体管q1导通，led流过正向电流，此时led导通，并发出一定强度的光。需要说明的是，vcc/vee与晶体管发射极的电阻r可以控制led流过的电流大小，从而改变led的发光强度，led的正接反接决定了高电平发光或低电平发光。该装置中的上下两部分的补偿电路，可以补偿led的频率响应，让更高频率的信号调制在led的光强上。
30.本实施例中的电光调制装置可以将数字电信号直接转换为光信号，并利用补偿电路对led频率响应进行补偿，实现led的高速驱动。
31.进一步的，在本发明的另一实施例中，还可以多个电光调制装置并联使用，每一个电光调制装置作为一个单体，将n bit的数字调制信号分别输入给可见光发射前端，经过各
个电光调制装置，将n bit的数字信号转换为n路不同强度的光信号，n路光强在自由空间中混合，无需数模转换器，即可完成电至光的转换。
32.不同单体的权值之比可以由小到大设置为1:2:4:8
……
，每个单体都由一比特信号驱动(如vcc代表0，vee代表1)。各个单体在全开通状态下的输出光功率之比由小到大为1:2:4:8
……
，与权值对应，此处具体的实现方法可以为衰减、更改驱动电路参数、更改发光元件的串并方式等。这样之后，只要累加每个单体的光强度便可得到相应二进制编码的光强度。比如0001b表示光强度为1单位，0110b就表示光强度为6单位。将每个单体发出的光匀光后，总光强输出也就和表示的光强度线性对应。因为每个bit都对应着一个0或者1的信号，0000则全灭；0001则第一个单体发光，综合发光强度为1；0011则第一、二个单体发光，综合发光强度为3；1111则第四个单体发光，综合发光强度为15；以此类推。
33.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
34.以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。