Sisteme de comunicații optice infrastructură -autovehicul în spectrul [604849]

Universitatea “Politehnica” din București
Facultatea de Electronică, Telecomunicații și Tehnologia Informației

Sisteme de comunicații optice infrastructură -autovehicul în spectrul
vizibil și infraroșu apropiat

Lucrare de disertație
prezentată ca cerință parțială pentru obținerea titlului de
Master în domeniul Inginerie electronică, telecomunicații și tehnologii
informaționale
programul de studii de masterat Tehnologii integrate ava nsate
în electronica auto

Conducător(i) științific(i) Absolvent: [anonimizat]. Marian VLĂDESCU Ing. Alina -Elena MARCU
Prof. dr. ing. Norocel CODREANU

Anul 2015 -2017

Declarație de onestitate academică

Prin prezenta declar că lucrarea cu titlul “ Sisteme de comunicații optice
infrastructură -autovehicul în spectrul vizibil și infraroșu apropiat ”, prezentată în
cadrul Facultății de Electronică, Telecomunicații și Tehnologia Informației a
Universității “Politehnica” din București ca cerință parțială pentru obținerea titlului de
Master în domeniul Inginerie electronică, telecomunicații și tehnologii informaționale ,
programul de studii Tehnologii integrate avansate î n electronica auto este scrisă de
mine și nu a mai fost prezentată niciodată la o facultate sau instituție de învățământ
superior din țară sau străinătate.

Declar că toate sursele utilizate, inclusiv cele de pe Internet, sunt indicate în
lucrare, ca refe rințe bibliografice. Fragmentele de text din alte surse, reproduse exact,
chiar și în traducere proprie din altă limbă, sunt scrise între ghilimele și fac referință la
sursă. Reformularea în cuvinte proprii a textelor scrise de către alți autori face refer ință
la sursă. Înțeleg că plagiatul constituie infracțiune și se sancționează conform legilor
în vigoare.

Declar că toate rezultatele simulărilor, experimentelor și măsurătorilor pe care
le prezint ca fiind făcute de mine, precum și metodele prin care au fost obținute, sunt
reale și provin din respectivele simulări, experimente și măsurători. Înțeleg că
falsificarea datelor și rezultatelor constituie fraudă și se sancționează conform
regulamentelor în vigoare.

București, data

Absolvent: [anonimizat]

_________________________
(semnătura în original)

Cuprins
Introducere ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……….. 6
a. Sisteme de semnalizare rutieră ………………………….. ………………………….. …………………………. 6
b. Sisteme de comunicații optice ………………………….. ………………………….. ………………………….. 7
1. Dispozitivele optoelectronice – Emițătoare ………………………….. ………………………….. …………………. 9
1.1. LED -uri ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. …. 9
1.2. Frecvența de tăiere ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………. 12
1.3. Tipuri de modulație folosite în sistemele de comunicație optică ………………………….. …… 17
2. Dispozitivele optoelectronice – Receptoare ………………………….. ………………………….. ………………. 19
2.1. Fotorezistența ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………………… 19
2.2. Fotodioda ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………………………. 20
2.3. Fototranzistorul ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………… 24
3. Sisteme de comunicații optice infrastructură -autovehicul ………………………….. ……………………….. 24
3.1. Schemă bloc ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………………… 24
3.2. Moduri de formare a codurilor ………………………….. ………………………….. ……………………….. 25
3.3. Funcționarea emițătorului ………………………….. ………………………….. ………………………….. ….. 25
3.4. Funcționarea receptorului ………………………….. ………………………….. ………………………….. ….. 25
3.5. Imunitatea la zgomot ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………. 25
3.6. Filtrare ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. …. 25
4. Rezultate experimentale ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………….. 25
5. Concluzii și direcții de dezvoltare ………………………….. ………………………….. ………………………….. .. 26
6. Bibliografie și webografie ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………….. 27
7. Anexe ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………. 28
1.4. Schema electrică ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………….. 28
1.5. Straturi electrice ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………….. 28
7.1.1. Stratul electric superior (TOP) ………………………….. ………………………….. ……………………. 28
7.1.2. Stratul electric inferior (BOTTOM) ………………………….. ………………………….. …………….. 28
1.6. Straturi neelectrice ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………. 29
7.1.3. Contur placă ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………… 29
7.1.4. Mască de inscripționare superioară (Silk Screen TOP) ………………………….. ………………. 29
7.1.5. Strat Solder Mask TOP ………………………….. ………………………….. ………………………….. …. 29
7.1.6. Strat Solder Mask BOTTOM ………………………….. ………………………….. ……………………… 29
1.7. Strat mecanic ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………………. 29
7.1.7. Drill Drawing ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………. 29
1.8. Anexă program microcontroler emisie ………………………….. ………………………….. ……………. 29
1.9. Anexă program microcontroler recepție ………………………….. ………………………….. ………….. 29

6
Introducere

Odată cu apariția LED -urilor (LED – light-emitting diode – diodă electro -luminiscentă ),
soluțiile convenționale de iluminare cu incandescență sau fluorescență au început să fie înlocuite cu
sisteme de iluminare cu LED -uri. Deoarece, din punct de vedere istoric, sistemul de iluminare a fost
inventat înaintea comunicațiilor radi o, infrastructura sa este mult mai răspândită și, de asemenea, mai
simplă. Cele mai recente tendințe în comunicațiile de mare viteză sunt de a utiliza sistemul de
iluminare convențional pentru a transfera date, un exemplu de modalitate rapidă de transfer d e date
fiind comunicarea în spectrul vizibil (VLC – visible -light communication) .
Odată cu apariția autoturismelor autonome, sistemul de infrastructură rutieră nu mai
îndeplinește cerințele necesare. O tehnologie adecvată care poate fi folosită pentru a sa tisface nevoile
necesare ar putea fi VLC. VLC utilizează o sursă de lumină vizibilă, de exemplu LED -ul, pentru a
transmite informații. Una dintre cele mai importante situații în care au loc accidente de mașină este
la intersecții. Forțarea luminii galbene la intersecții este un obicei care crește drastic șansa de a trece
când luminile roșii ale semaforului se aprind. Următoarea generație de autovehicule ar putea fi
proiectate pentru a putea comunica cu sistemul de semnalizare, astfel putându -se reduce trece rea pe
culoarea roșie a semaforului la aproape zero.
a. SISTEME DE SEMNALIZAR E RUTIERĂ
Sistemul de trafic rutier este compus din mai multe elemente:
• Spațiul rutier: trasee, tronsoane cu unul sau dublu sens, noduri rutiere sau intersecții
cu 3 sau mai multe căi de acces, traversări sau refugii pietonale, locuri de parcare și de
întoarcere;
• Participanți la trafic: vehicule, pietoni și bicicliști. Participanții la trafic prezintă
diferite priorități: copii, bătrâni și invalizi, în cadrul categoriei de pietoni și vehicule
oficiale sau de intervenție (pompieri, salvare, poliție) în cadrul categoriei de vehicule.
Mijloacele de semnalizare rutieră sunt constituite din sisteme de semnalizare luminoasă sau
sonoră, indicatoare , marcaje și alte dispozitive speciale. Ele se constituie într -un sisteme unitar, se
realizează și se instalează astfel încât să poată fi observate cu ușurință și de la o distanță adecvată,
atât pe timp de zi, cât și pe timp de noapte.
Semnalele luminoase grupează totalitatea aparaturii electronice cu ajutorul căreia se dirijează
și se controlează mișcarea fluxurilor de circulație pe artele rutiere. Ele pot fi instalate pe partea dreaptă
a drumului, pe partea stângă sau pot fi suspendate pe sensul de circulație a conducătorilor de
vehiculele cărora se adresează. Semafoarele sunt constituite din trei indicatoare luminoase și se
instalează înainte de intersecție, astfel încât să poată fi vizibile de la o distanță de cel puțin 50 m.
Semnalel e luminoase au următoarele semnificații: semnalul de culoare verde permite trecerea,
semnalul de culoare roșie interzice trec erea și semnalul de culoare galbenă prevestește culoarea roșie.
Semnalul de culoare galbenă împreună cu cel de culoare roșie, inter zice trecer ea.

7
b. SISTEME DE COMUNICAȚI I OPTICE
Creșterea rapidă a utilizării LED -urilor o oferit o oportunitate unică. Diferite de tehnologiile
de iluminare mai vechi, LED -urile sunt capabile să comute la diferite niveluri de intensitate a luminii
cu o vit eză foarte rapidă. Rata de comutare este suficient de rapidă pentru a fi imperceptibilă pentru
ochiul uman. Această funcție poate fi utilizată pentru comunicare unde datele sun codate în lumina
emisă in diferite moduri. Un fotodetector (numit și senzor de lumină sau fotodiodă) sau un senzor de
imagine (matrice de fotodiode) poate recepționa semnalele modulate și poate decoda datele. Acest
lucru înseamnă ca LED -urile pot servi scopului dublu de a asigura atât iluminarea , cât și comunicarea.
VLC este o tehnol ogie de comunicații de date care utilizează lumina vizibilă între 380 nm și 780 nm.
Aceste lungimi de undă corespund unui interval de frecvență de aproximativ 384 THz până la 789
THz, după cum se poate observa și in Fig. 1.1.

Fig. 0.1 Spectrul electromagnetic folosit în VLC
Utilizarea LED -urilor pentru iluminare și comunicare a început din anul 2000 când cercetătorii
de la Universitatea Keio din Japonia au propus utilizarea LED -urilor albe în locuințe pent ru
construirea unei rețele de acces. Acest lucru a fost alimentat în continuare de cercetările rapide, în
special în Japonia, pentru a construi o comunicarea de mare viteză prin lumina vizibilă cu dezvoltarea
suportului VLC pentru dispozitivele portabile ș i vehiculele de transport. Acest lucru a dus la formarea
unui consorțiului VLC (VLCC – Visible Light Communications Consortium) în Japonia în noiembrie
2003. VLCC a propus două standarde care au fost acceptate de Japan Electronics și Asociația
Industriilor de Tehnologia Informației (JEITA – Japan Electronics and Information Technology
Industries Association) ca JEITA CP -1221 și CP -1222. În 2014, Asociația VLC (VLCA – Visible
Light Communications Associations) este stabilită ca succesor al VLCC în Japonia pentru o
standardizare ulterioară a VLC. Primul standard IEE E pentru comunicarea în spectrul vizibil a fost
propus în anul 2011 sub forma IEEE 802.15.7.
Un sistem VLC este compus dintr -un transmițător și un receptor. Transmițătorul este un corp
de iluminat cu LED. Un corp de iluminat cu LED este o unitate completă de iluminat care constă
dintr -o lampă LED, carcasă și alte componente. Lampa LED, denumită mai simplu bec cu LED, poate
include unul sau mai multe LED -uri. Ea include, de asemenea, un circuit care controlează curentul
care trece prin LED -uri pentru a controla luminozitatea. Atunci când corpul de iluminat cu LED este
folosit pentru comunicație, circuitul este modificat pentru a modula datele prin intermediul luminii
emise. O cerință esențială de proi ectare pentru sistemul VLC este aceea ca iluminarea să nu fie
afectată de comunicație. Prin urmare, performanța sistemului VLC este afectată în funcție de modul

8
în care sunt proiectate corpurile de iluminare cu LED -uri. Cea mai comună formă de iluminare
utilizată atât în interior, cât și in exterior o constituie LED -urile albe. Există două metode prin care
este produs ă lumina albă. În prima metodă lumina albă este generată prin utilizarea unui LED albastru
care este acoperit cu un strat de fosfor galben. Când lumina albastră traversează prin stratul galben,
combinația produce o lumină albă. În a doua metodă lumina albă este produsă prin amestecarea
luminii roșii, verzi și albastre, fiind utilizate trei LED -uri separate, ceea ce mărește costul corpului de
iluminat comparativ cu utilizarea LED -ului albastru cu fosfor. Din punct de vedere al sistemului de
recepție, există două tipuri de receptoare ce pot fi folosite pentru recepționa semnalul transmis de
corpul de iluminat cu LED. Primul tip de receptor este f otodetectorul. Acesta este un dispozitiv
semiconductor care transformă lumina recepționată în curent. Al doilea tip de receptor este senzorul
de imagine fiind alcătuit din mai mulți fotodetectori aranjați într -o matrice pe un circuit integrat.
Odată cu ap ariția autoturismelor autonome, un sistem de comunicare infrastructură -vehiculul
poate fi ușor dezvoltat prin utilizarea comunicării în spectrul vizibil. Luminile roșii si verzi joacă un
rol important în siguranța traficului rutier, fiind cele mai semnific ative culori ale semaforului. Rolul
sistemului propus este de a obține frânarea automată în cazul în care lumina semaforului este roșie și
un avertisment sonor în cazul în culorii galbene prin modularea radiație emise de semafor pentru a
transmite un cod p entru fiecare dintre cele două culori. Am propus o soluție secundară care să evite
modificarea infrastructurii actuale a semaforului prin adăugarea unui element suplimentar de emisie
de lumină. Elementul constă într -un emițător infraroșu utilizat pentru a trimite fie codul pentru
culoarea roșie, fie codul pentru culoarea galbenă, în funcție de lumina aprinsă a semaforului.
Motivația dezvolt ării sistemului …
Capitolul 2 prezintă elementele de radiație luminoasă, frecvența de tăiere a LED -urilor și
tipurile de modulație folosite în VLC. Capitolul 3 prezintă sistemul de comunicare dezvoltat pornind
de la schema bloc și blocurile funcționale ale sistemului , modurile de formare a codurilor propuse,
funcționarea sistemului de emisie, funcționarea sistemului de re cepție, tipurile de zgomot ce pot fi
întâlnite și modurile de filtrare. Capitolul 4 prezintă rezultatele experimentale, cât și prezentarea
implementării sistemului sub forma unui model experimental. Capitolul 5 cuprinde proiectarea CAD,
unde va fi prezent ate schemele electrice ale sistemului, cât și cablajul imprimat. Capitolul 6 prezintă
concluzii și viitoare direcții de dezvoltare. Capitolul 7 cuprinde bibliografia și webografia. Capitolul
8 cuprinde anexele cu programele folosite pentru sistemele de emi sie și recepție.

9
1. Dispozitivele optoelectronice – Emițătoare

”Optoelectronica este domeniul științei și tehnicii care folosește fascicule de fotoni pentru
procesarea informației, care a apărut și s-a dezvoltat din neces itatea de a transmite informația cu
viteză tot mai mare.” [] Din cauza interacțiunii cu materia prin care se propagă, electronii au o viteză
de deplasare inferioară față de cea a fotonilor. La baza acestei proprietăți benefice stă neutralitatea
electrică a fotonilor. Din acest p unct de vedere, performanțele fotonilor pot fi și de 1000 de ori mai
mari decât cele ale electronilor.
Natura luminii a fost dezbătută intens de -a lungul timpului. Primul care a introdus ideea naturii
corpusculare a luminii a fost Democrit (c. 460 – c. 37 0 î.e.n.). În anul 1690, a fost propusă o teorie
ondulatorie a luminii de către savantul Christian Huygens. În următorii 100 de ani acest subiect a
devenit foarte atrăgător pentru oamenii de știință ai lumii care au efectuat experimente în încercarea
de a trage o concluzie finală asupra naturii luminii. Natura ondulatorie a câștigat teren prin rezultatele
lui Thomas Young (1801) și ale lui Augustin -Jean Fresnel (1814) privind interferența luminii. Mai
târziu, în 1864, James Clerk Maxwell clasifică lumina ca o formă a radiației electromagnetice.
Mulțumită lucrărilor conduse de Louis de Broglie, Max Planck, Albert Einstein, Arthur Compton,
Niels Bohr s-a putut arata necesitatea unui dualism undă -corpuscul.
Dispozitivele optoelectronice emițătoare realizează c onversia energiei electrice în radiație
luminoasă. Fenomenul de emisie a radiației luminoase apare la tranziția electronilor de pe un nivel
energetic superior pe un nivel energetic inferior.
1.1. LED -URI
”Dioda ele ctro-lumine scentă (LED) este o diodă semiconduc toare ce emită lumină la
polarizarea directă a joncțiunii p -n.” [] Electroluminescența a fost descoperită de către savantul Henry
Joseph Round (1881 -1966) în anul 1907, folosindu -se de un cristal de carbură de siliciu și de un
detector primitiv dintr -un metal semiconductor. Primul LED a fost creat în anul 1920 de către savantul
rus Oleg Vladimirovich Losev. În anul 1961, savanții Bob Biar și Gar y Pittman, au descoperit că dacă
se aplică un curent unui aliaj din galiu și arsen, acesta emite o radiație inf raroșie. Primul LED cu
emisie în spectrul vizibil roșu a fost creat de către savantul Nick Holonyak, în anul 1962. În anul
1972, savantul George Craford a inventat primul LED de culoare galbenă . În anul1968, firma
Monsato Corporation a realizat LED -urile pentru indicare. Odată cu trecerea timpului s -au descoperit
și alte culori ale LED -urilor și s -au făcut progrese privind capacitatea lor de ilumin are.

Fig. 1.2 Simbolul diodei [] Fig. 1.3 Joncțiunea p -n []

10
”Joncțiunea p -n este o structură fizică semiconductoare cu două regiuni vecine, n și p,
delimitate de o linie imaginară, denumită joncțiune metalurgică.” [] Ea se află la echilibru termic
atunci nu este polarizată electric. În ciuda acestui fapt, în interiorul joncțiunii apare un câmp electric
intern, notat E int, care este orientat dinspre regiunea n înspre regiunea p. Regiunea în care apare
câmpul electric in tern se numește regiune de sarcină spațială (RSS). Atunci când electronii și golurile
difuzează din regiunile n și p spre regiunile adiacente, aceștia se recombină lăsând în urmă o pătura
de ioni pozitivi în regiunea n și o pătură de ioni negativi în regiu nea p. Când aceste pături de ioni se
extind , se mărește câmpul electric E int, astfel creându -se curenți de câmp în sens ul opus curenților de
difuzie.

Fig. 1. 4 Joncțiunea p -n nepolarizată. []
Se pot observa regiunile neutre n și p, regiunea de sarcină spațială și câmpul electric intern E int.
Pentru o polarizare directă a joncțiunii p -n se aplică o tensiune din exterior cu ”+” pe anod și
”-” pe catod care poartă denumirea de tensiune directă sa u, în engleză, Forward Voltage (V F). Câmpul
electric extern, E ext, diminuează efectul câmpului electric intern, fiind opus acestuia. Regiunea de
sarcină se mic șorează, reducându -se astfel și regiunea barierei de potențial, ceea ce facilitează difuzia
purtă torilor și apariția fenomenului de injecție de purtători. Astfel, în polarizare directă, există un
exces de purtători, chiar daca fenomenele de recombinare predomină. În cazul polarizării inverse, se
aplică o tensiune cu ” -” pe anod și ”+” pe catod, ea pur tând denumirea de tensiune inversă sau, în
engleză, Reverse Voltage (V R). Aici câmpul electric extern are același sens cu câmpul electric intern,
astfel ele se adună. Din cauza valorii mari a câmpului rezultant migrația purtătorilor este blocată și
sunt st imulați curenții de câmp. În cazul polarizării indirecte, predomină fenomenele de generare din
cauză că apare o lipsă de purtători față de echilibrul termic.

Fig. 1. 5 Joncțiunea p -n polarizată direct. [] Fig. 1. 6 Joncțiunea p -n polarizată indirect. []
Dioda LED folosește o joncțiune p -n pe GaAs sau alți compuși ce includ In și P , deoarece
acești compuși semiconductori au banda interzisă mai largă de 1,7 eV. Se folosesc acești compuși

11
pentru ca spectrul emis să se situeze în domeniul vizibil. Banda interzisă (B.I.) , de lățime E G, este
acea ”regiune în care nu există niciun nivel energetic pentru electroni. ”[] Atunci când este joncțiunea
p-n este polarizată direct, bariera de potențial se micșorează și purtătorii de sarcină difuzează spre
regiunea adi acentă, excesul de purtători stim ulând procesele de recombinare. În momentul
recombinării electronii trec din banda de conducție în banda de valență. ”Banda de conducție (B.C.)
este banda energetică provină din despicarea nivelului energetic liber, ce ar p utea fi ocupat cu
electroni la un atom, când acesta a fost apropiat de n atomi în rețeaua cristalină. Banda de v alență (B.
V.) este banda energetică provenită din despicarea nivelului energetic de valență al unui atom liber,
când acesta a fost apropiat de n atomi în rețeaua cristalină.” [] Dacă la siliciu trecerea din B.C. în B.V.
avea loc prin centri intermediari aflați la mijlocul B.I., la GaAs trecerea este directă sau bandă -bandă.
Astfel, la GaAs probabilitatea ca electronii care trec de pe nivelul E C (nivelul energetic minim al
B.C.) pe nivelul E V (nivelul energetic maxim al B.V.) să emită fotoni de energie hν crește. Lungimea
de undă a luminii emise depinde de lărgimea B.I. Aceasta se determină astfel:
EG=h∙ν=h∙co
λ⇒λ=h∙co
EG (1.1)
unde λ este lungime a de undă a radiației emise, c 0 este viteza fotonului în vid, h este constanta lui
Planck și E G este lățimea benzii interzise.

Fig. 1.7 Simbolul LED -ului.[] Fig. 1.8 Tranziția electronului din B.C în B.V.
cu emisie de fotoni. []
În tabelul 1.1 sunt prezentate câteva semiconductoare cu valorile EG care pot fi folosite pentru
fabricarea LED -urilor.
Materialul EG (eV) λ [nm]
GaAs 1,424 870
AlAs 2,09 590
GaP 2,24 550
InP 1,33 930
AlGaAs 1,42-1,61 770 – 870
InGaAlAs 0,74 – 1,13 1100 – 1670
Tabelul 1.1 Exemple de semiconductoare folosite pentru fabricarea LED -urilor .[]

12

Fig. 1.9 Caracteristica curent -tensiune a
LED -ului.[] Fig. 1.10 Distribuția spectrală a emisiei a unui
LED .[]
În figura 1.9 este prezentată caracteristica curent -tensiune a unui LED. Tensiunea care cade
pe acesta atunci când se află în regimul de generare a fluxului luminos depinde de lărgimea benzii
interzise. În figura 1.10 este prezentată caracteristica spectrală a unui LED. Aceasta reprezi ntă
”distribuția intensității emisiei în funcție de lungimea de undă.” []
LED -uri pot fi clasificate în două tipuri: LED -uri de o singură culoare, cum ar fi roșu (R),
verde (G), albastru și LED -uri albe. Lungimea de undă pentru LED -urile roșii este 625 nm, pentru
LED -urile verzi este în jur de 525 nm și pentru LED -urile albastre în jur de 470 nm. Radiația în vizibil
detectabilă de ochiul uman este între 480 nm și 750 nm. Emisia de lumină pentru LED -ul alb este
produsă ori prin ameste c de LED -uri multicolore ori prin combinația de fosfor cu emisie de LED
albastru. Primul tip este fabricat prin amestecarea celor trei culori primare, fiind utilizate trei LED –
uri, unul pentru culoarea roșie, unul pentru culoarea verde și unul pentru culoarea albastră. Al doilea
tip constă dintr -un LED albastru acoperit cu un strat de fosfor. În momentul aplicării unui curent
electric, LED -ul începe să emită lumina albastră, o parte din aceasta fiind absorbită de fosfor pentru
a genera o a doua culoare – galbenă. Combinația dintre lumina albastră și cea galbenă are ca rezultat
lumina albă.
Din punct de vedere al puterii electrice avem trei tipuri: LED -uri de putere mică, LED -uri de
putere medie și LED -uri de putere mare. LED -urile de putere mică au o putere sub 1 W, curentul fiind
aproximativ 20 mA. LED -uri de putere medie au o putere cuprinsă între 1W și 3 W, curentul variind
în gama 30 mA -75 mA -150 mA. LED -uri de putere mare au o putere mai mare de 3 W, curentul
variind în gama 350 mA -750 mA -1000 mA.
1.2. FRECVENȚA DE TĂIERE
Următorul subcapitol studiază lățimea de bandă care ar putea fi utilizată pentru VLC prin
investigarea a patru tipuri diferite de LED -uri: alb, infraroșu, roșu și verde. Dependența dintre lățimea
de bandă disponibilă și curentul de polarizare al LED -urilor este prezentată împreună cu procedura
de măsurare și detaliile privind sistemul tehnologic folosit. Sistemul de măsură dezvoltat este alcătuit
din patru LED -uri produse de firma Led Engin ( LZ4-00G108 pentru LED -ul verde, LZ4-00R308
pentru LED -ul roșu, LZ4-00R708 pentru LED -ul cu infraroșu și LZ9-00CW00 pentru LED alb), o
sursă constantă de curent, un generator de semnal, un detector InGaAs de mare viteză (DET410) , un
luxmetru și un osciloscop.

13

Fig. 1. 11 Sistemul de testare utilizat pentru măsurarea lățimii de bandă. []
LED -urile sunt polarizate la diferiți curenți și un semnal alternativ este adăugat folosind un
generator de semnal (notat Stimul în figura 1. 12). Acest semnal alternativ va juca rolul mesajului.
Curenții de polarizare ai LED -urilor sun t relativ mari, de la 200 mA la 800 mA, pentru LED -urile
folosite în cadrul experimentului. Deoarece fiecare structură a LED -urilor de putere este obținută prin
aranjarea unor LED -uri singulare într -o matrice de 2×2 sau 3×3, tensiunile de deschidere sunt d e
asemenea notabile (aproximativ 8V). Deoarece un generator de semnal care ar putea furniza
componenta continuă necesară pentru a polariza direct LED -urile și a furniza cantitatea necesară de
curent este rar, a fost folosită o sursă de alimentare separată pentru a obține curentul de polarizare
necesar (I1 în figura 1. 12) și semnalul alternativ a fost cuplat utilizând un condensator de 100 µF (C1
în figura 1.12). Forma de undă a semnalului adăugat poate fi sinusoidală, pentru metoda clasică de
măsurare a lăț imii de bandă, sau poate fi dreptunghiular pentru o măsurare bazată pe timpul de
creșterea semnalului recepționat folosind relația:
fBW=0,35
tRT (1.2)
unde f BW este lățimea de bandă și t RT este timpul de creștere măsurat.

Fig. 1.1 2 Diagrama schematică a sistemului de măsură. []

14
Comportamentul sistemul VLC este similar cu un filtru trece jos, astfel că metoda clasică de
determinare a frecvenței de tăiere este explicată în continuare. Stimulul sinusoidal (Stimul în figura
1.12) este menținut la o amplitudine vârf -la-vârf constantă și frecvența sa este variantă pentru a
determina o valoare adecvată pentru frecvența de start care trebuie să se găsească în banda de trecere
a filtrului. Prin variația de la 10 kHz la 20 kHz, amplitudinea semnalului r ecepționat a fost constată,
astfel încât frecvența de 10 kHz a fost aleasă ca frecvență de start. Apoi, semnalul recepționat a fost
măsurat la această frecvență de start și măsurătoarea a fost aleasă ca referință, fiind denumită V start.
Frecvența a fost mă rită până când diferența dintre valoarea de referință și amplitudinea semnalului
recepționat a fost de -3 dB. Frecvența la care această condiție este adevărată este frecvența de tăiere
căutată. Condiția de măsurare a semnalului de stimul a fost crucială deoarece condensatorul de
cuplare determină un comportament de filtru trece sus ceea ce înseamnă că semnalul de stimul va
avea amplitudini mai mari pe măsură ce frecvența crește, această consecință compromițând întreaga
metodă de măsurare. Amplitudinea semna lului alternativ a fost ajustată pentru a menține o
amplitudine vârf -la-vârf constantă pentru semnalul alternativ măsurat pe LED. Aceste experimente
au fost realizate în cele mai întunecate condiții de iluminare ambientală care ar putea fi obținute în
laborator (10 -15 lux) la diferiți curenți de polarizare pentru fiecare tip de LED pentru a determina
implicațiile lor asupra lățimii de bandă disponibile.
LED -ul Verde
Amplitudinea
vârf-la-vârf a
stimulului
sinusoidal (mV) Curentul
de
polarizare
al LED –
ului (mA) Amplitudinea vârf -la-
vârf (mV) recepționată
la frecvența de start (10
kHz) Frecvența
de tăiere
(Lățimea
de bandă )
(kHz) Amplitudinea vârf -la-
vârf (mV) recepționată
la frecvența de tăiere
240 800 1.361 40 0.96
600 1.68 38 1.201
400 2.321 33 1.601
200 3.601 28 2.561
LED -ul Roșu
Amplitudinea
vârf-la-vârf a
stimulului
sinusoidal (mV) Curentul
de
polarizare
al LED –
ului (mA) Amplitudinea vârf -la-
vârf (mV) recepționată
la frecvența de start (10
kHz) Frecvența
de tăiere
(Lățimea
de bandă)
(kHz) Amplitudinea vârf -la-
vârf (mV) recepționată
la frecvența de tăiere
330 800 2.081 47.2 1.441
600 2.72 42 1.921
400 3.921 38 2.801
200 7.121 31.5 5.041

15
LED -ul Infraroșu
Amplitudinea
vârf-la-vârf a
stimulului
sinusoidal (mV) Curentul
de
polarizare
al LED –
ului (mA) Amplitudinea vârf -la-
vârf (mV) recepționată
la frecvența de start (10
kHz) Frecvența
de tăiere
(Lățimea
de bandă)
(kHz) Amplitudinea vârf -la-
vârf (mV) recepționată
la frecvența de tăiere
318 800 2.64 106 1.841
600 3.36 87 2.401
400 4.64 80 3.281
200 8.16 67 5.761
LED -ul Alb
Amplitudinea
vârf-la-vârf a
stimulului
sinusoidal (mV) Curentul
de
polarizare
al LED –
ului (mA) Amplitudinea vârf -la-
vârf (mV) recepționată
la frecvența de start (10
kHz) Frecvența
de tăiere
(Lățimea
de bandă)
(kHz) Amplitudinea vârf -la-
vârf (mV) recepționată
la frecvența de tăiere
284 800 3.36 37 2.401
600 4.16 33 2.96
400 5.92 31 4.16
200 10.64 26 7.44
Tabelul 1.2 Condiții experimentale și parametri măsurați .[]
Rezultatele măsurătorilor sunt prezentate în tabelul 1.2 . Amplitudinea vârf -la-vârf a stimulului
sinusoidal este amplitudinea semnalului alternativ pe LED care a fost menținută constantă în timpul
determinării lățimii de bandă pentru fiecare LED. S -a observat că, la a ceeași amplitudine generată (la
ieșirea generatorului de semnal) , cea mai mică amplitudine măsurată pe LED a fost la cel mai mare
curent de polarizare. Deci, pentru a ne asigura că acest parametru poate fi menținut constat pentru
toate cele patru măsurător i, ordinea de măsurare a fost de la cel mai mare curent de polarizare la cel
mai mic. Cea mai mică amplitudine care ar putea fi impusă LED -ului a fost pentru LED -ul verde, iar
cea mai mare a fost în cazul LED -ului roșu.
Cea mai mare lățime de bandă dispon ibilă a fost găsită în cazul LED -urilor cu infraroșu, în
timp ce cea mai mică a fost determinată pentru LED -ul alb. De asemenea, LED -ul cu infraroșu a
dominat performanțele din acest punct de vedere. Trebuie menționat faptul că LED -ul cu infraroșu
folosit în cadrul experimentului este un LED cu joncțiune duală.
Toate LED -urile implicate în acest experiment prezintă un comportament foarte interesant:
lățimea de bandă disponibilă crește odată cu curentul de polarizare a LED -ului, dar, din nou, creșterea
este cea mai mare în cazul LED -ului cu infraroșu. Acest tip de comportament are consecințe benefice:
LED -urile care fac parte dintr -un sistem VLC pot fi polarizate folosind un curent mic, necesar pentru
aplicația principala (iluminare ambientală, control al tra ficului etc.) și crescut doar în momentul în
care o comunicare are loc. Interpretarea suplimentară a rezultatelor arată că sistemele de control al
traficului au un ușor avantaj față de sistemele de iluminare ambientală , deoarece lățimea de bandă
determinată pentru LED -urile roșii și verzi a fost mai mare decât în cazul LED -urilor albe. În funcție
de lățimea de bandă necesară, curentul de polarizare poate fi setat corespunzător. LED -ul alb este
fabricat folosind metoda cu fosfor: un LED cu lungime de undă scurtă (UV sau albastru) este

16
combinat cu un strat de fosfor galben rezultând lumina albă . Remanența cauzată de stratul de fosfor
este foarte probabil să fie responsabilă pentru lățimea de bandă mică obținută pentru acest tip de LED.

Fig. 1.1 3 Variația lățimii de bandă cu curentul de polarizare.[]
Lăsând deoparte cazul special al LED -ului cu infraroșu, pentru LED -urile care radiază în
spectrul vizibil, o creștere medie de 10 kHz a lărgimii de bandă poate fi obținută prin creșterea
curentului de polarizare de la 200 mA la 800 mA. Cel mai mare curent de polarizare poate asigura
cea mai mare lățime de bandă, dar trebuie acordată atenție aplicațiilor care conțin comunicații cu
durate mari, deoarece acest lucru ar putea duce la supraîncălzirea LED -ului. Lățimea de bandă pentru
fiecare LED în funcție de curent este prezentată în figura 1.1 3.

Fig. 1.1 4 Variația amplitudinii vârf -la-vârf a semnalului recepționat la frecvența de start (10 kHz)
cu curentul de polarizare.[] 20406080100120140
200 300 400 500 600 700 800Lățimea de bandă (kHz)
Curentul de polarizare al LED -urilor (mA)Infraroșu
Roșu
Verde
Alb
y = -4E-08×3+ 9E -05×2-0,0641x + 20,32
y = -3E-08×3+ 7E -05×2-0,0498x + 15,6
y = -3E-08×3+ 6E -05×2-0,0442x + 13,757
y = -7E-09×3+ 2E -05×2-0,0141x + 5,837
024681012
200 300 400 500 600 700 800Amplitudinea vârf -la-vârf a
semnalului recepționat
la frecvența de start (mV)
Curentul de polarizare al LED -urilor (mA)Alb
Infraroșu
Roșu
Verde

17
De asemenea, s -a observat că amplitudinea semnalului recepționat la frecvența de start a variat
cu curentul de polarizare. Această variație este prezentată în figura 1.1 4 și oferă următoarea concluzie:
semnalul recepționat ar fi mai mare dacă curentul de polarizare al LED -ului ar fi m ai mic. Deci,
ingin erul proiectant trebuie să facă un compromis între lățimea de bandă mare și raportul mare
semnal -zgomot. Ecuațiile estimate de tip polinomial de ordinul trei au fost de asemenea afișate în
figura 1.1 4 lângă legendă pentru a sugera coresp ondența. Alte funcții, cum ar fi exponențială, liniară,
logaritmică au oferit rezultate mai slabe. LED -urile roșii și cele cu infraroșu prezintă caracteristici
foarte asemănătoare din acest punct de vedere, în timp ce LED -urile verzi prezintă cele mai mici
variații. Derivata graficelor din figura 1.1 4 ar elimina efectele determinate de plasarea sau
sensibilitatea senzorilor.
1.3. TIPURI DE MODULAȚIE F OLOSITE ÎN SISTEMELE DE COMUNICAȚIE OPTI CĂ
Cea mai mare diferență dintre sistemul VLC și sistemul radiofrecvență este că, în VLC, datele
nu pot fi codificate în faza sau în amplitudinea semnalului luminos. Acest lucru înseamnă că tehnicile
de modulație de fază și amplitudine nu pot fi aplicate în VLC , iar informațiile trebuie să fie codificate
în variația intensități i unde i luminoase e mise. Diferit față de alte tipuri de comunicații, orice schemă
de modulație pentru VLC nu trebuie doar să obțină o rată de date mai mare, ci trebuie să îndeplinească,
de asemenea, cerințele privind lumina percepută de oameni, un exemplu fiind faptul că ochiul uman
nu trebuie să perceapă fluctuații în intensitatea luminoasă.
Principalele metode care pot fi utilizate pentru a modula datele în spectrul luminii vizibile
sunt:
• Pornit -Oprit (în engleză , On-Off K eying (OOK)),
• Modularea lățimii impulsurilor (în engleză, Pulse Width Modulation (PWM)),
• Modularea poziției impulsurilor (în engleză, Pulse Position Modulation (PPM)),
• Modularea variabilă a poziției impulsurilor (în engleză, Variable Pulse Position
Modulation (VPPM)),
• Schimbarea culorii (în engleză, Colour Shift Keying (CSK)),
• Multiplexarea divizării frecvenței ortogonale (în engleză, Orthogonal Frequency
Division Multiplex (OFDM)).
În modulația OOK, biții de date ”1” și ”0” sunt transmiși prin oprirea și pornirea repetată a
LED -ului. Bi tul ”1” logic reprezintă faptul că LED -ul este pornit, iar ”0” logic reprezintă faptul că
LED -ul este oprit. În starea ”Oprire”, LED -ul nu este oprit complet, ci intensitatea luminoasă este
redusă. Avantajele a cestei metode includ simplitatea și ușurința i mplementării. Totuși, această
metodă nu este optimă în ceea ce privește controlul iluminării și transferul de date.
În modulația PWM, informația codată este transmisă în durata impulsurilor. Pe durata
transmisiei, LED -ul rămâne aprins. În fiecare impuls po ate fi transmis mai mult de un singur bit, dar
acest impuls trebuie să fie mai lung decât impulsurile pentru OOK. De asemenea, este posibil să se
transmită date într -un format analogic.
Pentru modulația PPM, datele sunt codate folosind poziția impulsului într-un cadru. Durata
simbolului este împărțită în t cadre de durată egală și un impuls este transmis într -unul din cadrele t.
Poziția impulsului identifică simbolul transmis. La fel ca și în cazul modulației PWM, poate fi

18
transmis mai mult de un singur b it în fiecare impuls , dar durata cadrului trebuie să fie mai lungă decât
durata pentru un singur bit în OOK. Tehnica PPM are avantajul de a conține aceeași cantitate de
energie optică în fiecare cadru.
Modulația VPPM este un hibrid între modulația PPM și modulația PWM . Biții sunt codificați
prin alegerea unei poziții diferite a pulsului ca în cazul modulației PPM și lățimea impulsului poate
fi, de asemenea, modificată după cum este necesar. VPPM păstrează simplitatea și robustețea metodei
PPM, permițând în același timp niveluri diferite de control al intensității luminoase prin modificarea
lățimii impusului.

Fig. 1.1 5 Diagrama schematică ce prezintă diferența dintre PWM, PPM și VPPM .[]
Modulația CSK poate fi folosită dacă sistemul de iluminare utilizează LED -uri de tip RGB.
Prin combinarea diferitelor culori ale luminii, datele de ieșire pot fi purtate de însăși culoarea și astfel
intensitatea ieșirii poate fi constantă. Dezavantajul acestui sistem este complexitatea transmițătorului
și a recept orului.
Modulația OFDM a fost utilizată pe scară largă pentru televiziunea digitală și radio, precum
și pentru WiFi. Aceasta poate fi modificată pentru utilizarea în comunicațiile optice. OFDM folosește
un set de sub -purtătoare, fiecare la frecvențe diferi te, dar legate din punct de vedere armonic. În
această modulație, canalul VLC este împărțit în mai multe sub -purtătoare ortogonale și datele sunt
trimise în sub -fluxuri paralele modulate pe sub -purtătoare. Există o serie de avantaje, inclusiv
eficiența spe ctrală bună, dar această metodă este destul de complexă pentru implementare.

19
2. Dispozitivele optoelectronice – Receptoare

Dispozitivele optoelectronice receptoare sunt dispozitivele electronice care sunt bazate pe
absorbția radiației luminoase realizând conversia acesteia în semnal electric. Absorbția radiației
luminoase poate determina creșterea energiei de vibrație a atomilor sau poate duce la tranziția
electronilor pe nivele energetice superioare. Efectul fotoelectric reprezintă fenomenul în care se
creează, sub acțiunea radiațiilor electromagnetice, purtători de sarcină liberi. Pentru ca un electron să
realizeze, sub influența luminii, tranziția din banda de valență în banda de conducție, trebuie ca
energia fotonului emis să fie mai mare ca lățimea benzii interzise (hν >EG).
2.1. FOTOREZISTENȚA
”Fotorezistența este un rezistor realizat dintr -un material semiconductor omogen, contactat
ohmic la cele două capete și plasat într -o capsulă transparentă.” []

Fig. 2.1 Structura unei fotorezistențe. []
Se definește rezistența la întuneri c (R0) în absența luminii. Astfel, pentru semiconductorii de
tip n R 0 se scrie astfel:
R0=L
q∙ND∙μn∙At (2.1)
unde A t reprezintă aria transversală, N D este doparea semiconductorului de tip n, µ n este mobilitatea
electr onilor și L este lungimea semiconductorului.
O altă mărime care se definește în cazul fotorezistenței este rezistența la lumină (R). Ea se
scrie astfel:
R=L
q∙(n∙μn+p∙μp)∙At (2.2)
unde 𝑛>𝑛0≈𝑁𝐷, iar 𝑝>𝑝0=𝑛𝑖2
𝑁𝐷⁄, n reprezintă concentrația de ele ctroni din semiconductor, p
reprezintă concentrația de goluri, iar ni reprezintă concentrația intrinsecă.

20
2.2. FOTODIODA
Fotodiodele reprezintă senzori de radiație optică, ele având rolul de a prelua radiația luminoasă
și a o transforma prin intermediul efectului fotovoltaic în energie electrică. Acestea sunt realizate
dintr -o joncțiune p -n pe siliciu și sunt încapsulate într -o capsulă transparentă pentru a lumina
recepționată să cadă direct pe joncțiune.

Fig. 2.2 Secțiune transversală printr -o fotodiodă. []
Atunci când joncțiunea p -n este iradiată fotodiodele generează curent sau tensiune. Joncțiunea
p-n este formată din m aterialul din stratul p pe suprafața activă și materialul din stratul n în substrat,
iar stratul p este foarte subțire, grosimea fiind determinată de lungimea de undă a radiației luminoase
ce trebuie detectată. Joncțiunea are proprietatea de a funcționa ca un convertor fotoelectric. În
apropierea acesteia, stratul de siliciu devine golit de sarcini electrice. Adâncimea RSS poate fi
schimbată dacă se modifică tensiunea inversă de polarizare aplicată joncțiunii. Pentru obținerea
sensibilității la radiație est e foarte important să avem stratul de golire.
Răspunsul spectral și viteza la răspuns pot fi corelate prin controlul grosimii stratului p, a
stratului N+, a substratului n și a concentrației dopării. Dacă energia fasciculului incident pe suprafața
activă a fotodiodei este mai mare ca E G, atunci electronii pot face tranziția din B.C, lăsând goluri în
locul lor, în B.V.

Fig. 2.3 Joncțiunea p -n a fotodiodei . []

21
Perechile electron -gol pot apărea în tot materialul stratului p, a RSS și a stratului n. În RSS,
electronii din stratul n și golurile din stratul p sunt accelerate de către câmpul electric. Electronii din
perechile generate în stratul n împreună cu cei sosiți din stratul p, se deplasează în statul n în B.C.
Astfel, golurile trec din stratul n în RSS, unde sunt accelerați și apoi colectați în B.V a stratului p.
Astfel perechile electron -gol sunt generate proporțional cu puterea radiației incidente, fiind colectate
în straturile n și p. În urma întregului proces, în stratul p rezultă sarcini pozitiv e și în stratul n sarcini
negative. Dacă conectăm un circuit exterior între straturile p și n, vom observa că electronii migrează
din stratul n în stratul p, iar golurile din stratul p spre stratul n.

Fig. 2.4 Circuitul echivalent a fotodiodei. []
Curentul de ieșire I 0 se obține prin următoarea relație:
I0=IL−ID−I′=IL−IS∙(exp (q∙VD
k∙T−1))−I′ (2.3)
unde I0 este curentul de ieșire, I L este curentul fotogenerat, I D este curentul de întuneric prin fotodiodă,
I’ este curentul prin rezistența shunt, I S este curentul de saturație al fotodiodei, k este constanta lui
Boltzmann, T este temperatura absolută a fotodiodei, q este sarcina electronului și V D este tensiunea
pe diodă.
Tensiunea în circuit deschis, notată V 0C reprezintă tensiunea de ieșire V 0 atunci cân d curentul
de ieșire I 0 este nul.
V0C=k∙T
qln(IL−I′
IS+1) (2.4)

Fig. 2.5 Caracteristica curent -tensiune. []

22
Din figura 2.5 putem observa că, în condiții de întuneric, fotodioda alimentată direct prezintă
caracteristici asemănătoare cu cele ale diodei redresoare. Atunci când fotodioda este iluminată
caracteristica se deplasează din poziția 1 în poziția 2, iar dacă creștem puterea incidentă caracteristica
se va deplasa pe poziția 3. Astfel tragem concluzia că deplasarea caracteristicii depinde de intensi tatea
radiației incidente. Curentul I SC reprezintă curentul de scurtcircuit și el apare atunci când
scurtcircuităm terminalele fotodiodei, el circulând de la anod la catod.
2.2.1. Fotodioda PIN
Fotodioda PIN este alcătuită din 2 straturi, n și p, care au o conduc tivitate ridicată, delimitate
de o zonă de semiconductor intrinsec, care are o conductivitate scăzută. Pentru spectrul infraroșu
apropiat se utilizează siliciul, iar peste domenii spectrale peste 1 µm se utilizează Germaniu sau Indiu –
Galiu -Arsen -Fosfor. Perechile electron -gol sunt generate în regiunea subțire p după ce fotonii intră
în zona intrinsecă prin inelul metalic de conexiune. Caracteristica de ieșire pentru o fotodiodă PIN
prezintă două moduri de funcționare: modul fotovoltaic și modul fotoconducti v.

Fig. 2.6 Structura fotodiodei PIN. []
În modul fotovoltaic nu este necesară o sursă de tensiune . Astfel, nu există niciun curent de
întuneric, ceea ce face ca acest mod să fie potrivit pentru detecția la nivele mici de iluminare. Modul
fotovoltaic este indicat în figura 2.7 prin intermediul rezistența de sarcină.

Fig. 2.7 Caracteristica curent -tensiune a
fotodiodei PIN. [] Fig. 2.8 Modelul fotodiodei PIN pentru regimul
fotovoltaic. []

23
Iph reprezintă o sursă de fotocurent care este șuntată de o diodă ideală, iar curentul maxim al
diodei este limitat prin intermediul rezistenței serie R S. Pentru o fotodiodă pe siliciu rezistența are o
valoare de 50 Ω. Dacă fotodioda lucrează în regim de scur tcircuit atunci căderea de tensiune este
determinată de rezistența R S. La un nivel de putere de circa 1 mW există o limitare a fotocurentului.
În modul fotoconductiv este aplicată o tensiune de polarizare inversă. Acest mod are avantajul
că oferă o bună li niaritate lumină -curent . Pentru o fotodiodă cu diametrul de 1 mm, puterea optică
poate ajunge până la 1 mW. Curentul de întuneric pentru o fotodiodă de 1 mm, la o temperatură de
25 șC, este de 5 nA pentru o fotodiodă pe siliciu, 12 µA pentru Germaniu și 6 µA pentru Indiu -Galiu –
Arsen -Fosfor.
2.2.2. Fotodioda cu avalanșă
Fotodioda cu avalanșă este similară din punct de vedere constructiv cu fotodioda PIN, singura
diferență fiind faptul că fotodioda cu avalanșă are o joncțiune p -n special dopată, fiind pola rizată
invers, astfel determinând apariția unui câmp electric puternic.

Fig. 2.9 Structura fotodiodei cu avalanșă. []
Perechile electron -gol se generează atunci când lumina intră în regiunea p-, regiune ce este
slab dopată. Apoi, electronii se deplasează spre regiunea de câmp electric puternic unde sunt generați
noi electroni prin intermediul multiplicării în avalanșă. Fotocurentul total I va fi:
𝐼=𝑟∙𝑀∙𝑃𝑜𝑝𝑡 ()
unde r reprezintă responzivitatea ( 𝑟=0,8∙𝜂∙𝜆 [𝜇𝑚], unde η este eficie nța cuantică și λ este
lungimea de undă), M este factorul de multiplicare și P opt este puterea optică.

Fig. 2.10 Factorul de multiplicare în funcție de temperatură. []

24

Factorul de multiplicare depinde foarte mult de tensiunea inversă aplicată și de temperatură.
Pentru fotodiodele pe Germaniu factorul de multiplicare este M=20÷40 la o tensiune între 20 și 30 V.
2.3. FOTOTRANZISTORUL

3. Sisteme de comunicații optice infrastructură -autovehicul

3.1. SCHEMĂ BLOC

25
3.2. MODURI DE FORMARE A CODURILOR

3.3. FUNCȚIONAREA EMIȚĂTOR ULUI

3.4. FUNCȚIONAREA RECEPTOR ULUI

3.5. IMUNITATEA LA ZGOMOT

3.6. FILTRARE

4. Rezultate experimentale

26

5. Concluzii și direcții de dezvoltare

27

6. Bibliografie și webografie

[1] J. D. Bronzino, Biomedical Engineering Handbook, Second Edition, CRC Press LLC, 2000.
[2] M. B. Karthik Soundarapandian, „Analog Front -End Design for ECG Systems Using Delta –
Sigma ADCs,” Texas Instruments , 2010.
[3] A. F. B. F. L. N. D. Jennings, Introduction to Medical Electronics Applications, Hodder
Headline PLC, 1995.
[4] H. E. John G. Webster, The Measurement, Instrumentation and Sensors Handbook, CRC
Press LLC, 1999.
[5] R. Strungaru, Electronică medicală, E.D.P, 1992.
[6] P. l. E. ș. I. Medicală.

28
[7] „Biopac,” [Interactiv]. Available: http://www.biopac.com/.
[8] J. G. Webster, Medical Instrumentation – Application and Design, John Wiley & Sons, Inc.,
2010.
[9] R. A. D. Andrei Drumea, Programarea în limbajul C a sistemelor embedded cu
microcontroler, Cavalliotti, PIM, 2014.
[10] A. Datasheet.
[11] http://www.ti.com/graphics/tool/msp -fet430uif.jpg, Artist, [Art].
[12] https://www.olimex.com/Products/M SP430/_resources/msp430 -jtag.gif, Artist, [Art].
[13] M. H. T. U. G. Texas Intruments. [Interactiv]. Available:
http://www.ti.com.cn/cn/lit/ug/slau278v/slau278v.pdf.
[14] R. Rădescu, Arhitectura sistemelor de calcul, București: Politehnica Press, 2009 .
[15] „Wikipedia – Istoria Medicinei,” [Interactiv]. Available:
http://ro.wikipedia.org/wiki/Istoria_medicinei. [Accesat 09 06 2015].
[16] R. B. Northrop, Analysis and Application of Analog Electronic Circuits to Biomedical
Instrumentation , CRC Press, 2004.
[17] R. Strungaru, „Electronică și Informatică Medicală, Note de curs”.

7. Anexe

1.4. SCHEMA ELECTRICĂ

1.5. STRATURI ELECTRICE

7.1.1. Stratul electric superior (TOP)

7.1.2. Stratul electric inferior (BOTTOM)

29
1.6. STRATURI NEELECTRICE

7.1.3. Contur placă

7.1.4. Mască de inscripționare superioară (Silk Screen TOP)

7.1.5. Strat Solder Mask TOP

7.1.6. Strat Solder Mask BOTTOM

1.7. STRAT MECANIC

7.1.7. Drill Drawing

1.8. ANEXĂ PROGRAM MICROCO NTROLER EMISIE

1.9. ANEXĂ PROGRAM MICROCONTROLER RECEP ȚIE