CN203554456U - 光接收装置及设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种光接收装置及设备。其中，该装置包括：光敏三极管；比较器，比较器的第一输入端与光敏三极管的第一输出端连接，比较器的第二输出端连接至参考电压，比较器的第二输出端用于连接处理器。本实用新型解决了光电二极管电流微弱无法满足放大要求而导致的在使用光进行通信中接收正确率较低的技术问题，达到了在使用光进行通信中接收正确率较高的技术效果。

Description

光接收装置及设备

技术领域

本申请涉及可见光通信领域，具体而言，涉及一种光接收装置及设备。 

背景技术

目前，在通讯技术上，依靠不同的传输介质，种类繁多。例如，基于射频电磁波的射频通讯、基于电感线圈的RFID通讯、基于超声波技术的通讯、基于红外线的通讯、基于激光的通讯等等。 

其中，可见光通讯，在近些年逐渐被人们所利用起来，它克服了电磁干扰，实现了对绿色通讯形式的有益补充。在通讯的实现方式上也有很多方式。 

但是，传统的可见光通讯中，多数都使用光电二极管，光电二极管的的光电流多数都在皮安级到纳安级，电流很微弱。这对放大电路大性能要求很高，而且一般放大器件都无法轻易满足要求。 

然而，对于上述技术问题，现有技术中并未给出有效的解决方案。 

实用新型内容

本申请的主要目的在于提供一种光接收装置及设备，以至少解决光电二极管电流微弱无法满足放大要求而导致的在使用光进行通信中接收正确率较低的技术问题。 

根据本申请的一个方面，提供了一种光接收装置，包括：光敏三极管；比较器，比较器的第一输入端与光敏三极管的第一输出端连接，比较器的第二输出端连接至参考电压，比较器的第二输出端用于连接处理器。 

作为一种可选的方案，该光接收装置包括：第一输出端为光敏三极管的发射极，光敏三极管的集电极连接电源电压，第一输出端通过第一电阻接地。 

作为一种可选的方案，该光接收装置包括：比较器的第二输入端通过第二电阻连接至电源电压，比较器的第二输入端通过第三电阻接地，比较器的第二输出端通过第四电阻连接电源电压，其中，参考电压为第二输入端的电压。 

作为一种可选的方案，该光接收装置包括：比较器的第二输入端通过第二电阻连接至光敏三极管的发射极，比较器的第二输入端通过第一电容接地，比较器的第二输出端通过第四电阻连接电源电压，其中，参考电压为第二输入端的电压。 

作为一种可选的方案，该光接收装置包括：比较器的第二输入端通过第一电容接地，比较器的第二输入端用于连接处理器的输出端，比较器的第二输出端通过第四电阻连接电源电压，其中，参考电压为第二输入端的电压。 

作为一种可选的方案，该光接收装置包括：，处理器的输出端为处理器的数模转换输出端。 

作为一种可选的方案，该光接收装置包括以下至少之一：可见光接收装置、红外光接收装置、紫外光接收装置。 

根据本申请的另一方面，提供了一种光接收设备，其特征在于，包括光接收装置和处理器。 

作为一种可选的方案，该光接收设备包括：处理器为微处理器。 

通过本申请的技术方案，利用光敏三极管的电流放大能力，避免了光电二极管电流微弱无法满足放大要求而导致的在使用光进行通信中接收正确率较低的技术问题，达到了在使用光进行通信中接收正确率较高的技术效果。 

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中： 

图1是根据本申请实施例的一种可选的光接收装置的示意图； 

图2是根据本申请实施例的另一种可选的光接收装置的示意图； 

图3是根据本申请实施例的又一种可选的光接收装置的示意图； 

图4是根据本申请实施例的又一种可选的光接收装置的示意图；以及 

图5是根据本申请实施例的一种可选的光接收设备的示意图。 

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。 

实施例1 

本申请提供了一种光接收装置，如图1所示，包括： 

（1）光敏三极管102；可选地，光敏三极管102包括但不限于以下至少之一：光敏双极性晶体管、光敏场效应管。 

可选地，光敏三极管102也可称为光敏三极管102，在本实施例中二者具有相同的功能作用。 

（2）比较器104，比较器104的第一输入端与光敏三极管102的第一输出端连接，比较器104的第二输出端连接至参考电压Vref，比较器104的第二输出端用于连接处理器106。 

可选地，比较器104用于比较参考电压Vref与光敏三极管102的输出电压V_O1，进而将比较结果传输到处理器106，进行进一步处理。 

通过本申请提供的实施例，利用光敏三极管的电流放大能力，避免了光电二极管电流微弱无法满足放大要求而导致的在使用光进行通信中接收正确率较低的技术问题，达到了在使用光进行通信中接收正确率较高的技术效果。 

作为一种可选的方案，如图2所示，该光接收装置包括：第一输出端为光敏三极管102的发射极，光敏三极管102的集电极连接电源电压VCC，第一输出端通过第一电阻R₁接地。 

可选地，在本实施例中第一电阻R₁，用于使放大后的电流在第一电阻R₁上转换为电压V_O1，与比较器104中的参考电压Vref进行比较。 

作为一种优选的方式，光敏三极管102的输出电压V_O1计算公式表示为：V_o1=I_e×R₁。 

可选地，光敏三极管102的集电极连接电源电压VCC，用于为电路供电。 

通过本申请提供的实施例，通过第一电阻R₁，将光敏三极管的电流信号转换为电压信号，进而实现与比较器的参考电压进一步比较。 

在图2的基础上，本申请提供了三种可选的具体实现电路，如图3-5所示。以下结合附图3-5分别描述这三种可选的具体实现电路。本领域技术人员可以理解的是，这三种可选的具体实现电路只是本申请的一种示例，本申请不仅限于此。 

作为一种可选的方案，如图3所示，提供了光接收装置的一种可选的实现电路。图3所示的光接收装置与图2所示的电路的区别在于：比较器104的第二输入端（例如，“+”）通过第二电阻R₂连接至电源电压VCC，比较器104的第二输入端通过第三电阻R₃接地，比较器104的第二输出端通过第四电阻R₄连接电源电压，其中，参考电压为第二输入端的电压。 

可选地，比较器104的第二输入端通过第二电阻R₂连接至电源电压VCC，比较器104的第二输入端通过第三电阻R₃接地，使电源电压VCC通过第二电阻R₂及第三电阻R₃实现分压，以便于控制参考电压Vref的取值。 

作为一种优选的方式，比较器104的第二输入端Vref计算公式表示为： 

$\mathrm{Verf}=\frac{R_3}{(R_2+R_3)}\mathrm{VCC}.$

可选地，将光敏三极管102的输出电压V_O1与比较器104第二输入端的参考电压Vref进行比较，得到比较结果，将该输出结果传输至处理器106进行进一步处理。在本实施例中，比较器104的输出端可以连接至处理器106的中断口或者通用的数字I/O口。 

可选地，比较器104的第二输出端通过第四电阻R₄连接电源电压，上拉第四电阻R₄用于将比较器的输出电平拉高，以便满足处理器106读取的条件。 

通过本申请提供的实施例，利用第二电阻R₂及第三电阻R₃实现分压，进而更好地控制参考电压的数值，同时通过上拉第四电阻R₄可以控制比较器输出的电平。 

作为一种可选的方案，如图4所示，提供了光接收装置的一种可选的实现电路。图4所示的光接收装置与图2所示的电路的区别在于：比较器104的第二输入端（例如，“+”）通过第二电阻R₂连接至光敏三极管102的发射极，比较器104的第二输入端通过第一电容C1接地，比较器104的第二输出端通过第四电阻R₄连接电源电压，其中，参考电压Vref为第二输入端的电压。 

可选地，比较器104的第二输入端通过第二电阻R₂连接至光敏三极管102的发射极，通过第一电容C₁接地，其中，第一电容C₁为滤波电容，与第二电阻R₂组成的滤波电路，用于消去干扰噪声。例如，当电路中出现干扰噪声，第一电容C₁与第二电阻R₂组成的滤波电路可以有效控制参考电压Vref不出现跳变，进而实现消除抖动的干扰噪声。 

作为一种可选的方案，如图5所示，提供了光接收装置的一种可选的实现电路。图5所示的光接收装置与图2所示的电路的区别在于：比较器104的第二输入端（例如，“+”）连接处理器106的输出端（例如，处理器106的D/A输出端），用于将处理器106输出的可调的电压信号作为参考电压Vref。 

通过本申请提供的实施例，在比较器的第二输入端连接第一电容C₁接地，并连接处理器的输出端，进而实现有效地消除干扰的噪声，同时接收处理器中智能可调的电压，实现自动适应光环境的目的。 

作为一种可选的方案，处理器106的输出端为但不限于：数模转换输出端（D/A转换输出端）。 

可选地，处理器106的输出端包括但不限于：数模转换模块。例如，将处理器106中的数字信号转换为模拟信号，再传输给比较器104的第二输入端作为参与电压Vref。 

通过本申请提供的实施例，由处理器中的数模转换模块将信号转换，更方便地控制比较器的参考电压。 

可选地，光接收装置包括以下至少之一：可见光接收装置、红外光接收装置、紫外光接收装置。 

可选地，以上实施例限定的光接收装置不包括：处理器106。. 

实施例2 

本申请还提供了一种光接收设备，如图1-5所示，包括： 

（1）如图1-5中任一个所示的光接收装置； 

（2）如图1-5中任一个所示的处理器106，处理器106的输入端与上述光接收装置中的比较器104的第二输出端连接。可选的，如图5所示，处理器106的D/A输出端与比较器104的第二输入端连接，用于提供参考电压Vref。 

可选地，在上述各个实施例中，处理器106包括但不限于：微处理器（MCU）。 

可选地，将上述光接收装置中比较器104的比较结果传输至处理器106的输入引脚，例如MCU处理器的P1引脚，用于接收信号。可选地，在本实施例中，上述P1引脚包括但不限于：中断口、通用数字I/O口。 

在上述实施例中，由处理器的输出端提供比较器的参考电压，使得比较器可以被处理器控制，进而可以根据实际场景调节相应的参考电压，这样增加了本申请可适用的场景。 

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。 

Claims (9)

1.一种光接收装置，其特征在于，包括：

光敏三极管；

比较器，所述比较器的第一输入端与所述光敏三极管的第一输出端连接，所述比较器的第二输出端连接至参考电压，所述比较器的第二输出端用于连接处理器。

2.根据权利要求1所述的光接收装置，其特征在于，所述第一输出端为所述光敏三极管的发射极，所述光敏三极管的集电极连接电源电压，所述第一输出端通过第一电阻接地。

3.根据权利要求2所述的光接收装置，其特征在于，所述比较器的第二输入端通过第二电阻连接至所述电源电压，所述比较器的所述第二输入端通过第三电阻接地，所述比较器的所述第二输出端通过第四电阻连接所述电源电压，其中，所述参考电压为所述第二输入端的电压。

4.根据权利要求2所述的光接收装置，其特征在于，所述比较器的第二输入端通过第二电阻连接至所述光敏三极管的发射极，所述比较器的所述第二输入端通过第一电容接地，所述比较器的所述第二输出端通过第四电阻连接所述电源电压，其中，所述参考电压为所述第二输入端的电压。

5.根据权利要求2所述的光接收装置，其特征在于，所述比较器的所述第二输入端通过第一电容接地，所述比较器的第二输入端用于连接所述处理器的输出端，所述比较器的所述第二输出端通过第四电阻连接所述电源电压，其中，所述参考电压为所述第二输入端的电压。

6.根据权利要求5所述的光接收装置，其特征在于，所述处理器的输出端为所述处理器的数模转换输出端。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的光接收装置，其特征在于，所述光接收装置包括以下至少之一：可见光接收装置、红外光接收装置、紫外光接收装置。

8.一种光接收设备，其特征在于，包括如权利要求1至7中任一项所示的光接收装置和所述处理器。

9.根据权利要求8所述的光接收设备，其特征在于，所述处理器为微处理器。

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