CN111917465A - 一种通信照明共用led器件的筛选方法及其装置 - Google Patents
一种通信照明共用led器件的筛选方法及其装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111917465A CN111917465A CN202010539631.6A CN202010539631A CN111917465A CN 111917465 A CN111917465 A CN 111917465A CN 202010539631 A CN202010539631 A CN 202010539631A CN 111917465 A CN111917465 A CN 111917465A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- frequency response
- response curve
- led
- led device
- fitting
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000004891 communication Methods 0.000 title claims abstract description 50
- 238000012216 screening Methods 0.000 title claims abstract description 40
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 29
- 238000005286 illumination Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 230000004044 response Effects 0.000 claims abstract description 91
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims abstract description 36
- 238000010606 normalization Methods 0.000 claims abstract description 13
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 13
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 15
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/07—Arrangements for monitoring or testing transmission systems; Arrangements for fault measurement of transmission systems
- H04B10/073—Arrangements for monitoring or testing transmission systems; Arrangements for fault measurement of transmission systems using an out-of-service signal
- H04B10/0731—Testing or characterisation of optical devices, e.g. amplifiers
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/26—Testing of individual semiconductor devices
- G01R31/2601—Apparatus or methods therefor
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/26—Testing of individual semiconductor devices
- G01R31/2607—Circuits therefor
- G01R31/2632—Circuits therefor for testing diodes
- G01R31/2635—Testing light-emitting diodes, laser diodes or photodiodes
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/44—Testing lamps
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
- Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)
Abstract
本发明涉及LED技术领域,更具体的是涉及一种通信照明共用LED器件的筛选方法及其装置,包括以下步骤:S1:测量LED的频率响应,查看频率响应曲线的衰减幅度F;S2:对频率响应曲线进行归一化处理,得到‑3dB调制带宽;S3:对归一化后的频率响应曲线进行拟合处理,得到拟合结果;S4:根据步骤S3中的拟合结果量化频率响应曲线的震荡程度;S5:根据衰减幅度F、‑3dB调制带宽、震荡程度综合判断筛选LED,确定其偏置工作电流。本发明通过测量LED的频率响应,得到衰减幅度F、‑3dB调制带宽、震荡程度,以此来综合,筛选出符合通信和照明两个用途要求的LED器件,同时确定其偏置工作电流。
Description
技术领域
本发明涉及LED技术领域,更具体地是涉及一种通信照明共用LED器件的筛选方法及其装置。
背景技术
随着科技的迅猛发展,越来越多的数字移动终端需要进行数据交互,数据流量呈现指数增长的趋势,终端用户对通信速率、容量的要求不断提升,5G、 Wi-Fi、BlueTooth等有限频谱的射频通信技术正在受到严重挑战,不久将会出现频谱危机。而可见光拥有400THz-800THz宽的频谱资源,频谱资源非常丰富,不需要申请许可证就可使用,可以有效缓解传统射频通信频谱资源匮乏的危机,可见光通信有希望成为传统射频通信的替代者或重要的补充。
目前可见光通信一般是利用LED作为信源,要发送的信息去调制LED发出的光,将电信号转换为光信号,LED发出肉眼看不到的高速明暗闪烁信号来传输信息,使LED照明的同时可以进行高速通信。而LED设计的初衷是用于照明,一般追求它的照明指标,并没有考虑过将它用于通信领域,所以目前大部分的 LED的-3dB调制带宽非常有限,仅为几MHz,这就严重限制了可见光通信系统容量的提升。目前可以通过其他的技术如预均衡技术来提高LED的调制带宽,但预均衡技术对LED的原始调制带宽也有严格的要求,要求LED的原始频率响应缓慢,不能有过多的抖动和毛刺。因此,需要从商用LED筛选出合适的LED 器件。然而市面上的LED种类数不胜数,质量参差不齐,需要找到一种方法既不会对LED本身产生损害,又能快速高效地评价LED器件调制特性。
为解决上述问题,中国专利CN201721847429.X提供了一种可测量VLC装备发射调制性能的检测装置,包括发射调制性能分析模块、照度衰减模块、单轴运动控制模块、待测VLC装备夹具及箱体,通过调整LED灯及VLC接收设备的位置,记录下-3dB时刻的频率值,得出待测LED灯的调制带宽。但是这种检测装置和检测方法较为复杂,但是由于只经过网络分析仪来得到VLC系统中LED 的调制带宽,评价标准较为单一,且只能用于通信用LED器件的性能检测,其无法从商用LED中有效的筛选出通信和照明共用的LED器件和确定LED器件的偏置工作电流。
发明内容
本发明为克服上述现有技术中只能检测出单一的调制带宽、无法有效筛选出多用LED器件及确定其偏置工作电流的不足,提供了一种从多个维度检测评价LED器件的调制特性、可以筛选出通信照明两用的LED器件以及确定其偏置工作电流的筛选方法及其装置。
在本技术方案中,提供了一种通信照明共用LED器件的筛选方法,包括以下步骤:
S1:测量LED的频率响应,查看频率响应曲线的衰减幅度F;
S2:对频率响应曲线进行归一化处理,得到-3dB调制带宽;
S3:对归一化后的频率响应曲线进行拟合处理,得到拟合结果;
S4:根据拟合结果量化频率响应曲线的震荡程度;
S5:根据衰减幅度F、-3dB调制带宽、震荡程度综合判断筛选LED,确定偏置工作电流。
本发明中通过测量LED的频率响应,得到频率响应曲线,并根据频率响应曲线得到LED器件的衰减幅度F、-3dB调制带宽、震荡程度,根据LED器件是否符合衰减幅度F小于-40dB、具备本征高的-3dB调制带宽、震荡程度小三个条件,综合评价LED器件的品质,并记录下其对应的直流偏置信号值,筛选出符合通信和照明两个用途要求的LED器件以及确定其合适的偏置工作电流,其方法简单,结果更加可靠。
优选地,上述的步骤S1包括以下步骤:
S11:打开矢量网络分析仪和直流电源,矢量网络分析仪输出正弦波信号到偏置树电路,外部直流电源输出直流偏置信号到偏置树电路;
S12:正弦波信号与直流偏置信号在偏置树电路中耦合后,输入到待测LED 中,待测LED器件将电信号转换成光信号;
S13:光信号经过第一会聚透镜和第二会聚透镜到达光电探测器,光电探测器将光信号转换成电信号,输入到矢量网络分析仪,得到LED的频率响应曲线,记录下输入的直流偏置信号值;
S14:查看频率响应曲线1MHz-30MHz的衰减幅度F,判断F是否高于-40dB。
优选地,上述的步骤S2包括以下步骤:
S21:进行归一化处理,将频率响应曲线的值都减去频率响应曲线的最大值;
S22:分析归一化处理后的频率响应曲线,得到-3dB调制带宽。
优选地,上述的步骤S3包括以下步骤:
S31:将归一化处理后的频率响应曲线输入到MATLAB程序中;
S32:在MATLAB程序中利用函数f(x)=a*eb*x+c*ed*x对归一化后的频率响应曲线进行指数函数拟合,得到拟合精度,记为RS,和拟合标准差,记为RM;
其中a、b、c、d、e、x均为待定项,由MATLAB程序拟合确定;
S33:将拟合标准差RM做平方运算得到拟合方差,记为M。
优选地,上述的步骤S4包括以下步骤:
S41:计算RS-1的绝对值,记为A;
S42:计算M-1的值,记为B;
S43:若A小于0.1,B小于1,则认为频率响应曲线的震荡程度小,若A 大于0.1,B大于0,则认为频率响应曲线的震荡程度大,若A大于0.1,B小于0,则认为频率响应曲线的震荡程度大,若A小于于0.1,B大于0,则认为频率响应曲线的震荡程度大。
优选地,上述的步骤S5中衰减幅度F高于-40dB、具备高本征-3dB调制带宽、震荡程度小三个条件均满足,则认为该待测LED器件适用于通信照明共用 LED器件,同时确定该三个条件满足情况下的直流偏置信号值为该待测LED器件的偏置工作电流。
优选地,还包括一种通信照明共用LED器件的筛选装置,包括直流电源、矢量网络分析仪、偏置树电路、待测LED器件、透镜组、光电探测器,直流电源与偏置树电路电连接,矢量网络分析仪分别与偏置树电路、光电探测器电连接,偏置树电路与待测LED器件电连接,待测LED器件与光电探测器之间的距离为L,透镜组设置在待测LED器件与光电探测器之间,且透镜组和待测LED 器件、光电探测器排布在同一直线位置上。
优选地,上述的透镜组包括第一会聚透镜和第二会聚透镜,所述第一会聚透镜设置在靠近所述待测LED器件一端,所述第二会聚透镜设置在靠近所述光电探测器的一端。来自待测LED器件的光信号经过第一会聚透镜准直在自由空间传输,再经过第二会聚透镜聚焦到达光电探测器。
优选地,上述的距离L为一个范围,由第一会聚透镜和第二会聚透镜的焦距所确定,其中选用距离L的最大值与最小值所测得的频率响应曲线,计算得到的-3dB调制带宽值差值小于选用距离L的中间值测得的频率响应曲线计算得到的-3dB调制带宽值的5%。
优选地,上述的第一会聚透镜和第二会聚透镜的焦距为任意值。
与现有技术相比,有益效果是:
本发明中通过通过测量LED的频率响应,得到频率响应曲线,并根据频率响应曲线得到LED器件的衰减幅度F、-3dB调制带宽、震荡程度,根据LED器件是否符合衰减幅度小于-40dB、具备本征高的-3dB调制带宽、震荡程度小三个条件,综合评价LED器件的品质,并记录下其对应的直流偏置信号值,筛选出符合通信和照明两个用途要求的LED器件以及确定其合适的偏置工作电流,方法中通过电脑程序MATLAB对频率响应曲线进行分析,简单高效,且结果更加可靠。同时,本发明通过矢量网络分析仪测量LED器件的频率响应,不会对LED 产生任何的损害。
附图说明
图1为本发明实施例通信照明共用LED器件的筛选方法的流程图;
图2为本发明实施例通信照明共用LED器件的筛选装置的示意图;
图3为本发明实施例通信照明共用LED器件的筛选方法得到的红光LED归一化频率响应曲线、-3dB调制带宽、拟合曲线及其结果示意图;
图4为本发明实施例通信照明共用LED器件的筛选方法得到的黄光LED归一化频率响应曲线、-3dB调制带宽、拟合曲线及其结果示意图;
图5为本发明实施例通信照明共用LED器件的筛选方法得到的蓝光LED归一化频率响应曲线、-3dB调制带宽、拟合曲线及其结果示意图;
图6为本发明实施例通信照明共用LED器件的筛选方法得到的绿光LED归一化频率响应曲线、-3dB调制带宽、拟合曲线及其结果示意图;
图7为本发明实施例通信照明共用LED器件的筛选方法得到的紫光LED归一化频率响应曲线、-3dB调制带宽、拟合曲线及其结果示意图;
图8为本发明实施例通信照明共用LED器件的筛选方法得到的紫光、蓝光、绿光、黄光和红光LED在1MHz-50MHz频段频率响应曲线衰减幅度示意图;
图9为本发明实施例通信照明共用LED器件的筛选方法得到的不同偏置工作电流下紫光LED的-3dB调制带宽和拟合结果示意图;
图10为本发明实施例通信照明共用LED器件的筛选方法得到的不同偏置工作电流下蓝光LED的-3dB调制带宽和拟合结果示意图;
图11为本发明实施例通信照明共用LED器件的筛选方法得到的不同偏置工作电流下红光LED的-3dB调制带宽和拟合结果示意图;
图12为本发明实施例通信照明共用LED器件的筛选方法得到紫光LEDP-V特性曲线和P-I特性曲线;
图13为本发明实施例通信照明共用LED器件的筛选方法得到蓝光LEDP-V特性曲线和P-I特性曲线;
图14为本发明实施例通信照明共用LED器件的筛选方法得到红光LEDP-V特性曲线和P-I特性曲线。
具体实施方式
附图仅用于示例性说明,不能理解为对本专利的限制;为了更好说明本实施例,附图某些部件会有省略、放大或缩小,并不代表实际产品的尺寸;对于本领域技术人员来说,附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明,不能理解为对本专利的限制。
本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件;在本发明的描述中,需要理解的是,若有术语“上”、“下”、“左”、“右”“长”“短”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明,不能理解为对本专利的限制,对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
下面通过具体实施例,并结合附图,对本发明的技术方案作进一步的具体描述:
实施例
如图1至图14为一种通信照明共用LED器件的筛选方法的实施例,包括以下步骤:
S1:测量LED的频率响应,查看频率响应曲线的衰减幅度F;
S2:对频率响应曲线进行归一化处理,得到-3dB调制带宽;
S3:对归一化后的频率响应曲线进行拟合处理,得到拟合结果;
S4:根据拟合结果量化频率响应曲线的震荡程度;
S5:根据衰减幅度F、-3dB调制带宽、震荡程度综合判断筛选LED,确定其偏置工作电流。
本实施例中的步骤S1包括以下步骤:
S11:打开矢量网络分析仪和直流电源,矢量网络分析仪输出正弦波信号到偏置树电路,外部直流电源输出直流偏置信号到偏置树电路;
S12:正弦波信号与直流偏置信号在偏置树电路中耦合后,输入到待测LED 中,待测LED器件将电信号转换成光信号;
S13:光信号经过第一会聚透镜和第二会聚透镜到达光电探测器,光电探测器将光信号转换成电信号,输入到矢量网络分析仪,得到LED的频率响应曲线,记录下输入的直流偏置信号;
S14:查看频率响应曲线1MHz-30MHz的衰减幅度F,判断F是否高于-40dB。
本实施例中的步骤S2包括以下步骤:
S21:进行归一化处理,将频率响应曲线的值都减去频率响应曲线的最大值;
S22:分析归一化处理后的频率响应曲线,得到-3dB调制带宽。
本实施例中的步骤S3包括以下步骤:
S31:将归一化处理后的频率响应曲线输入到MATLAB程序中;
S32:在MATLAB程序中利用函数f(x)=a*eb*x+c*ed*x对归一化后的频率响应曲线进行指数函数拟合,得到拟合精度,记为RS,和拟合标准差,记为RM;
其中a、b、c、d、e、x均为待定项,由MATLAB程序拟合确定;
S33:将拟合标准差RM做平方运算得到拟合方差,记为M。
本实施例中的步骤S4包括以下步骤:
S41:计算RS-1的绝对值,记为A;
S42:计算M-1的值,记为B;
S43:若A小于0.1,B小于1,则认为频率响应曲线的震荡程度小,若A 大于0.1,B大于0,则认为频率响应曲线的震荡程度大,若A大于0.1,B小于0,则认为频率响应曲线的震荡程度大,若A小于于0.1,B大于0,则认为频率响应曲线的震荡程度大。
本实施例中的步骤S5中衰减幅度F高于-40dB、具备高本征-3dB调制带宽、震荡程度小三个条件均满足,则认为该待测LED器件可以作为通信照明共用LED 器件,同时确定该三个条件满足情况下的直流偏置信号值为该待测LED器件的偏置工作电流。
如图2所示为一种通信照明共用LED器件的筛选装置,包括直流电源1、矢量网络分析仪2、偏置树电路3、待测LED器件4、透镜组、光电探测器5,直流电源1与偏置树电路3电连接,矢量网络分析仪2分别与偏置树电路3、光电探测器5电连接,偏置树电路3与待测LED器件4电连接,待测LED器件 4与光电探测器5之间的距离为L,透镜组设置在待测LED器件4与光电探测器 5之间,且透镜组和待测LED器件、光电探测器排布在同一直线位置上。
本实施例中的透镜组包括第一会聚透镜6和第二会聚透镜7,第一会聚透镜6设置在靠近待测LED器件4一端,第二会聚透镜7设置在靠近光电探测器 5的一端。来自待测LED器件的光信号经过第一会聚透镜准直在自由空间传输,再经过第二会聚透镜聚焦到达光电探测器。
本实施例中的距离L为一个范围,由第一会聚透镜6和第二会聚透镜7的焦距所确定,其中选用距离L的最大值与最小值所测得的频率响应曲线,计算得到的-3dB调制带宽值差值小于选用距离L的中间值测得的频率响应曲线计算得到的-3dB调制带宽值的5%。
本实施例中的第一会聚透镜6和第二会聚透镜7的焦距为任意值。因为透镜组只是起到传播光信号的作用,其焦距不会影响测试结果。
如图3至图7所示,通过本发明提出的通信照明共用LED器件的筛选方法,比较了在某一偏置工作电流下紫光LED、蓝光LED、绿光LED、黄光LED和红光LED的频率响应曲线拟合结果。得到紫光、蓝光、绿光、黄光和红光的-3dB调制带宽分别为22.9MHz、42.6MHz、16.7MHz、31.1MHz和26.8MHz,都比常规LED的-3dB调制带宽大。
如图3所示,红光LED拟合结果中拟合精度R-square为0.9973,拟合标准差RMSE为0.4489,计算拟合方差MSE为0.20151,拟合方差MSE小于1。
如图4所示,黄光LED拟合结果中拟合精度R-square为0.8571,拟合标准差RMSE为3.234,计算拟合方差MSE为10.45876,拟合方差MSE也大于1;黄光LED的S21曲线在400MHz开始出现尖锐的毛刺,数量极多,变得极不平滑,其指数函数拟合精度小于0.9。
如图5所示,蓝光LED拟合结果中拟合精度R-square为0.9945,拟合RMSE 为0.5394,计算拟合方差MSE为0.29095,拟合方差RMSE小于1。
如图6所示,绿光LED拟合结果中拟合精度R-square为0.9482,拟合标准差RMSE为2.004,计算拟合方差MSE为4.01602,拟合方差MSE则大于1;绿光LED的频率响应曲线在500MHz开始抖动起来,变得不平滑。
如图7所示,紫光LED拟合结果中拟合精度R-square为0.9926,拟合标准差RMSE为0.7241,计算拟合方差MSE为0.52432,拟合方差MSE小于1;紫光LED、蓝光LED和红光LED在1GHz频率范围内平滑衰减,没有较多的抖动和毛刺。
可以得到,除了黄光LED之外,其余波长的LED的指数函数拟合精度均大于0.9,拟合精度越接近1,代表曲线拟合效果越好,频率响应曲线比较符合指数曲线分布。紫光LED、蓝光LED和红光LED的拟合方差均小于1,绿光LED和黄光LED的拟合方差则大于1,利用拟合精度和拟合方差来量化LED器件的频率响应曲线的震荡程度,表明紫光LED、蓝光LED和红光LED的频率响应曲线震荡程度小,绿光LED和黄光LED的频率响应曲线震荡程度大。
如图8所示,通过本发明提出的通信照明共用LED器件的筛选方法,比较了某一偏置工作电流下紫光LED、蓝光LED、绿光LED、黄光LED和红光LED在 1MHz-50MHz频段频率响应曲线平均衰减,可以看到,在1MHz-50MHz频段,紫光LED的频率响应曲线平均衰减为-39.39dB,蓝光LED的频率响应曲线平均衰减在-33.85dB,绿光LED的频率响应曲线平均衰减为-46.66dB,黄光LED 的频率响应曲线平均衰减为-57.73dB,红光LED的频率响应曲线平均衰减为 -33.71dB。紫光、蓝光和红光LED在1MHz-50MHz频段频率响应曲线平均衰减都大于-40dB,而绿光和黄光LED平均衰减都小于-40dB,绿光和黄光LED 原始信道衰减过大,不适合用于可见光通信。
如图9至图11所示,比较了紫光LED、蓝光LED和红光LED在不同偏置工作电流下的频率响应曲线指数拟合结果。可以看到,随着偏置工作电流的增大,紫光LED、蓝光LED和红光LED的调制带宽逐渐增大;而拟合方差MSE和拟合标准差RMSE的变化趋势有点不同,蓝光LED的拟合标准差RMSE和拟合方差MSE 一直减小;而紫光LED和红光LED的拟合标准差RMSE和拟合方差MSE随着偏置工作电流的增加是先减小后增大,表明紫光LED和红光LED两者频率响应曲线的震荡程度是先变小后变大,LED的偏置工作电流超过某一特定值时,频率响应曲线的震荡程度也会随之增大,会影响LED器件的通信性能,因此需要选取合适的偏置工作电流。
如图12至图14所示,从开启电压到某一高压值范围内,紫光LED、蓝光 LED和红光LED的P-V特性曲线线性拟合的拟合精度都在0.988以上,非常接近1,有非常好的线性度。在不同的偏置工作电压下,即在不同的偏置工作电流下,LED的光功率也有所不同,为了使LED的光功率尽可能高,同时保证LED 的P-V曲线线性度,可以发现紫光LED和红光LED在偏置工作电压分别为10.71 V、10.43V,对应的偏置工作电流分别为70mA、70mA,在此偏置工作电流下,紫光LED和红光LED的S21曲线的震荡程度也达到最小。而蓝光LED的P-V特性曲线表明蓝光LED在较高的偏置工作电压下,线性度依旧可以很好,而且其频率响应曲线的震荡程度也没随着偏置电流的增大而变差。表明可以通过确定 LED器件的偏置工作电流,使得LED的调制带宽适中,频率响应曲线的震荡程度最小,使其符合通信照明共用LED器件的要求。
显然,本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例,而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种通信照明共用LED器件的筛选方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1:测量LED的频率响应,查看频率响应曲线的衰减幅度F;
S2:对频率响应曲线进行归一化处理,得到-3dB调制带宽;
S3:对归一化后的频率响应曲线进行拟合处理,得到拟合结果;
S4:根据拟合结果量化频率响应曲线的震荡程度;
S5:根据衰减幅度F、-3dB调制带宽、震荡程度综合判断筛选LED,确定其偏置工作电流。
2.根据权利要求1所述的一种通信照明共用LED器件的筛选方法,其特征在于,所述步骤S1包括以下步骤:
S11:打开矢量网络分析仪和直流电源,矢量网络分析仪输出正弦波信号到偏置树电路,外部直流电源输出直流偏置信号到偏置树电路;
S12:正弦波信号与直流偏置信号在偏置树电路中耦合后,输入到待测LED器件中,待测LED器件将电信号转换成光信号;
S13:光信号经过第一会聚透镜和第二会聚透镜到达光电探测器,光电探测器将光信号转换成电信号,输入到矢量网络分析仪,得到LED的频率响应曲线,记录下输入的直流偏置信号值;
S14:查看频率响应曲线1MHz-30 MHz的衰减幅度F,判断F是否高于-40dB。
3.根据权利要求2所述的一种通信照明共用LED器件的筛选方法,其特征在于,所述步骤S2包括以下步骤:
S21:进行归一化处理,将频率响应曲线的值都减去频率响应曲线的最大值;
S22:分析归一化处理后的频率响应曲线,得到-3dB调制带宽。
5.根据权利要求4所述的一种通信照明共用LED器件的筛选方法,其特征在于,所述步骤S4包括以下步骤:
S41:计算RS-1的绝对值,记为A;
S42:计算M-1的值,记为B;
S43:若A小于0.1,B小于0,则认为频率响应曲线的震荡程度小,若A大于0.1,B大于0,则认为频率响应曲线的震荡程度大,若A大于0.1,B小于0,则认为频率响应曲线的震荡程度大,若A小于于0.1,B大于0,则认为频率响应曲线的震荡程度大。
6.根据权利要求5所述的一种通信照明共用LED器件的筛选方法,其特征在于,所述步骤S5中衰减幅度F高于-40dB、具备高本征-3dB调制带宽、震荡程度小三个条件均满足,则认为该待测LED器件适用于通信照明共用LED器件,同时确定该三个条件满足情况下的直流偏置信号值为该待测LED器件的偏置工作电流。
7.一种通信照明共用LED器件的筛选装置,其特征在于,包括直流电源(1)、矢量网络分析仪(2)、偏置树电路(3)、待测LED器件(4)、透镜组、光电探测器(5),所述直流电源(1)与所述偏置树电路(3)电连接,所述矢量网络分析仪(2)分别与偏置树电路(3)、光电探测器(5)电连接,所述偏置树电路(3)与所述待测LED器件(4)电连接,所述待测LED器件(4)与所述光电探测器(5)之间的距离为L,所述透镜组设置在所述待测LED器件(4)与所述光电探测器(5)之间,且所述透镜组和所述待测LED器件(4)、光电探测器(5)排布在同一直线位置上。
8.根据权利要求7所述的一种通信照明共用LED器件的筛选装置,其特征在于,所述透镜组包括第一会聚透镜(6)和第二会聚透镜(7),所述第一会聚透镜(6)设置在靠近所述待测LED器件(4)一端,所述第二会聚透镜(7)设置在靠近所述光电探测器(5)的一端。
9.根据权利要求8所述的一种通信照明共用LED器件的筛选装置,其特征在于,所述距离L为一个范围,由第一会聚透镜(6)和第二会聚透镜(7)的焦距所确定,其中选用距离L的最大值或最小值所测得的频率响应曲线,计算得到的-3dB调制带宽值差值小于选用距离L的中间值测得的频率响应曲线计算得到的-3dB调制带宽值的5%。
10.根据权利要求9所述的一种通信照明共用LED器件的筛选装置,其特征在于,所述第一会聚透镜(6)和第二会聚透镜(7)的焦距为任意值。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010539631.6A CN111917465B (zh) | 2020-06-12 | 2020-06-12 | 一种通信照明共用led器件的筛选方法及其装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010539631.6A CN111917465B (zh) | 2020-06-12 | 2020-06-12 | 一种通信照明共用led器件的筛选方法及其装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN111917465A true CN111917465A (zh) | 2020-11-10 |
CN111917465B CN111917465B (zh) | 2023-03-31 |
Family
ID=73237719
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202010539631.6A Active CN111917465B (zh) | 2020-06-12 | 2020-06-12 | 一种通信照明共用led器件的筛选方法及其装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN111917465B (zh) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113298126A (zh) * | 2021-05-12 | 2021-08-24 | 浙江大学 | 一种半导体功率芯片的批量分类方法 |
CN114664702A (zh) * | 2022-03-18 | 2022-06-24 | 东莞市中麒光电技术有限公司 | Led芯片筛选方法及显示屏 |
CN117411546A (zh) * | 2023-12-11 | 2024-01-16 | 南昌大学 | 一种led通信能力评价方法及系统 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103001694A (zh) * | 2012-12-27 | 2013-03-27 | 中国科学院半导体研究所 | 测试可见光通信系统中光源性能的装置 |
US20180062766A1 (en) * | 2016-08-25 | 2018-03-01 | King Abdullah University Of Science And Technology | Systems and methods for underwater illumination, survey, and wireless optical communications |
CN108039910A (zh) * | 2017-12-26 | 2018-05-15 | 广州市仪器仪表学会 | 一种可见光通信设备发射调制性能测量装置及方法 |
CN110943779A (zh) * | 2019-12-24 | 2020-03-31 | 中国电子产品可靠性与环境试验研究所((工业和信息化部电子第五研究所)(中国赛宝实验室)) | 可见光通信设备测试系统 |
-
2020
- 2020-06-12 CN CN202010539631.6A patent/CN111917465B/zh active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103001694A (zh) * | 2012-12-27 | 2013-03-27 | 中国科学院半导体研究所 | 测试可见光通信系统中光源性能的装置 |
US20180062766A1 (en) * | 2016-08-25 | 2018-03-01 | King Abdullah University Of Science And Technology | Systems and methods for underwater illumination, survey, and wireless optical communications |
CN108039910A (zh) * | 2017-12-26 | 2018-05-15 | 广州市仪器仪表学会 | 一种可见光通信设备发射调制性能测量装置及方法 |
CN110943779A (zh) * | 2019-12-24 | 2020-03-31 | 中国电子产品可靠性与环境试验研究所((工业和信息化部电子第五研究所)(中国赛宝实验室)) | 可见光通信设备测试系统 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ZIYING ZHANG 等: "Over 700 MHz –3dB Bandwidth UOWC System Based on Blue HV-LED With T-Bridge Pre-Equalizer", 《IEEE PHOTONICS JOURNAL》 * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113298126A (zh) * | 2021-05-12 | 2021-08-24 | 浙江大学 | 一种半导体功率芯片的批量分类方法 |
CN114664702A (zh) * | 2022-03-18 | 2022-06-24 | 东莞市中麒光电技术有限公司 | Led芯片筛选方法及显示屏 |
CN117411546A (zh) * | 2023-12-11 | 2024-01-16 | 南昌大学 | 一种led通信能力评价方法及系统 |
CN117411546B (zh) * | 2023-12-11 | 2024-02-09 | 南昌大学 | 一种led通信能力评价方法及系统 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN111917465B (zh) | 2023-03-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN111917465B (zh) | 一种通信照明共用led器件的筛选方法及其装置 | |
Nallappan et al. | Live streaming of uncompressed HD and 4K videos using terahertz wireless links | |
CN103888184B (zh) | 可见光通信系统误码率与光功率关系测量装置及测量方法 | |
US10491299B2 (en) | Electronic dispersion compensation methods and implementations using RLC filter synthesis | |
Kamsula | Design and implementation of a bi-directional visible light communication testbed | |
CN110943779A (zh) | 可见光通信设备测试系统 | |
Mukherjee et al. | Experimental analysis of received power for OOK-NRZ visible light communication system using off-the-shelf components | |
CN113063735A (zh) | 一种基于色度色散的表面等离激元共振传感系统 | |
US8103164B2 (en) | High frequency noise measurement board | |
Khair et al. | Performance Analysis of Indoor Light Fidelity Technology Propagation Using Fixed and Movable LED Panels. | |
CN112688731A (zh) | 一种多通道tec快速温变系统 | |
CN104044340A (zh) | 光检测元件、标记传感器以及标记判定方法 | |
US7414386B2 (en) | Methods for testing optical transmitter components | |
CN105871456B (zh) | 基于延迟采样的信号质量监测 | |
CN114826394B (zh) | 一种高精度大动态范围的光信道衰减探测系统及方法 | |
CN115333617A (zh) | 多通道光模块评估板及光模块测试系统 | |
CN213693706U (zh) | 一种多通道tec温变系统 | |
Sasaki et al. | Evaluation of transmission quality of visible light communication using bit error rate measurement | |
CN207720321U (zh) | 广播电视音频质量实时监测并自动切换的装置 | |
KR20220060189A (ko) | 광선로 모니터링 장치 및 방법 | |
Mustika et al. | Analysis of Transmitter Half Angle and FOV Variations on Multiplexing Indoor Li-Fi Communication | |
CN104009797B (zh) | 基于数字非线性处理的色散损伤监测方法 | |
Ferraro et al. | A tone-based irradiance variance monitoring technique | |
Keiser et al. | Optical receiver operation | |
US20230324219A1 (en) | Dual-amplifier circuit for optical signals |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |