这是Francisco M. Muñoz-Pérez, Juan C. Castro-Palacio, José Guerra-Carmenate, Miguel E. Iglesias-Martínez, Pedro Fernández de Córdoba, and Juan A. Monsoriu 发表在 2024 年 09 月《The Physics Teacher》的一篇论文。

传统RC、RLC 电路是用信号发生器产生电路的输入信号,再用示波器测量电压。这边文章描述了将信号发生器连接 LED,LED 将电信号转换为光信号发射到太阳能板,通过太阳能板接收的电压来演示电路特性,提升了学生对简单电路的兴趣。

LiFi (Light Fidelity,光照上网技术,利用可见光实现互联网通讯)通讯具有高带宽(其带宽比起广播至少可以携带1000倍以上的数据)。把信号发生器变成LiFi 装置,LED 既可以用来照明,又可以传输信号。

如图1 所示,将信号发生器连接 LED 灯,太阳能板的正负极连接示波器。

Description of the image

设置信号发生器的波形为 方波、正弦波,则太阳能板接收到的光转换成的电信号也为方波和正弦波,如图2 所示。

Description of the image

还可以将LED 连接方波发生器,把太阳能板当作 RC 电路的电源,示波器连接电容器两端测量电压,如果3 所示。

Description of the image

最后论文中将手机的声音接口连接 LED,将声音信号转换为光信号,使得 LED 发光;太阳能板连接喇叭,则当手机播放音频时,该装置可以将声音信号(输入) - LED 光信号 -(传递)- 太阳能板光信号 - 喇叭声音(输出) ,如图4 所示。

Description of the image

作者也做了个视频,证实了该信号传递的可行性(之后放链接)。

我也尝试用 Arduino + 太阳能板做了这个实验,能在示波器上清晰的看到传递的信号波形,后续再看看有没有其他更有意思的内容深挖下去。


原文链接: https://doi.org/10.1119/5.0142064