融合PLC的LED可见光通信音频传输系统的研究
路等组成了PLC适配器。
3 实验系统音频信号传输测试
3.1 LED可见光通信音频传输系统实验测试
实验系统搭建好后的实物图如图6所示。
打开电脑中的一个MP3音频文件作为音频测试信号,先采用1W功率的LED光源,当收发距离较近时,扬声器传出洪亮饱满的歌曲,音质很好,没有明显失真。随着距离增加,歌曲声音减弱,分析其原因,是由于系统没有设计自动增益控制电路,所以随着传输距离的增大,接收端光电信号幅度会有明显衰减[12],下一步将考虑加入自动增益控制电路以自动调节信号增益。当更换功率为3W的大功率LED光源后,在保持输出信号音量和音质不变的情况下,传输距离得到延长。经实验测试,在50cm传输距离内,扬声器传出的歌曲无明显失真,实验传输效果良好。如果在无线光信道中采用聚光器,则系统的音频传输距离还会延长。
3.2 融合PLC的LED可见光通信音频传输实验测试
实验测试过程在同一变压器下的电力线上进行,电脑输出的音频信号与PLC适配器1相连,PLC适配器1与电源插座1相连;LED可见光音频传输系统的发射板与PLC适配器2相连,PLC适配器与电源插座2相连。连接组成的系统实物图如图7所示。
实验系统搭建好后,电脑输出的MP3 音频文件作为音频测试信号,先通过电力线传输至VLC发射板,再经过可见光无线信道传输至VLC接收板,接收板输出信号至有源音箱驱动扬声器发声。实验测试表明,收发距离较近时,可以实现音频信号的传输,但扬声器发出的声音偏小,声音保真度不够高,音质较差。分析其原因有两方面,一方面,系统中有一部分传输线路采用了普通网线,不是音频信号的理想传输线路,对音频信号产生一定干扰和衰减;另一方面,音频信号经过电力线传输时会受到干扰和较大衰减。这些都是融合PLC的可见光通信系统在面临应用前需要进一步研究解决的问题。
4 结论
本文利用可见光通信原理,组建了简单可行的LED可见光通信音频传输实验系统,该系统无需模数转换电路、组建方便、性能稳定,利用生活中常用的电脑(或手机、收音机等)、有源音箱和设计简单的电路,实现了音频信号的可见光通信传输。实验测试表明,在3W大功率LED光源直射下,系统可以在50cm传输距离内输出音质较好的音频信号。在该系统基础上,通过增加电力线通信模块,组建融合PLC的LED可见光通信音频传输实验系统,进行了尝试性实验,初步实现了音频信号在低压电力线和无线光信道中的传输,但音频信号受到一定的干扰和衰减,为提高输出的音频信号的音质,还需要进一步研究改善,以便实现该系统的实用化。
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本文来源于《电子产品世界》2017年第2期第45页,欢迎您写论文时引用,并注明出处。
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