一種抗電源干擾紅外接收電路及紅外接收器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型適用于集成電路領(lǐng)域，提供了一種抗電源干擾紅外接收電路及紅外接收器，該電路包括電流電壓轉(zhuǎn)換單元、前置放大器、自動(dòng)增益控制放大單元、限幅單元、帶通濾波器、比較器、噪聲檢測(cè)單元、解調(diào)器和輸出級(jí)，以及抗電源紋波干擾的有源濾波器，有源濾波器的輸入端與芯片的電源輸入引腳連接，有源濾波器的輸出端為芯片內(nèi)部提供電源電壓。本實(shí)用新型通過(guò)在芯片內(nèi)部的電源輸入端設(shè)置有源濾波器來(lái)濾除電源紋波，以消除干擾噪聲后再給電路內(nèi)部供電，避免電路因電源噪聲干擾導(dǎo)致電路失效，該有源濾波器中的電容面積很小，電路成本低。
【專利說(shuō)明】
一種抗電源干擾紅外接收電路及紅外接收器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于集成電路領(lǐng)域，尤其涉及一種抗電源干擾紅外接收電路及紅外接收器。
【背景技術(shù)】
[0002]紅外接收是一種無(wú)線、非接觸控制技術(shù)，具有抗干擾能力強(qiáng)，信息傳輸可靠，功耗低，成本低，易實(shí)現(xiàn)等顯著優(yōu)點(diǎn)，因此紅外接收器被諸多電子設(shè)備特別是家用電器廣泛采用，并且越來(lái)越多的應(yīng)用到其它場(chǎng)合如計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、玩具汽車等等。
[0003]現(xiàn)有紅外接收器的實(shí)現(xiàn)方案如圖1所示，通過(guò)光敏二極管接收到的微弱光電流作為輸入信號(hào)，經(jīng)過(guò)電流電壓轉(zhuǎn)換單元I轉(zhuǎn)換為微弱的電壓信號(hào)，該電壓信號(hào)通過(guò)前置放大器(Pre-amp)2放大后，再通過(guò)自動(dòng)增益控制放大單元(AGC-amp)3繼續(xù)對(duì)信號(hào)放大，與Pre-amp不同的是，AGC-amp的增益是可以控制的，經(jīng)AGC-amp放大的輸出信號(hào)通過(guò)限幅單元4送至帶通濾波器(BPF)5濾除電路噪聲，BPF的輸出信號(hào)被噪聲檢測(cè)單元7檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果產(chǎn)生一個(gè)增益控制信號(hào)，反饋到AGC-amp去控制放大電路的增益，比較器6將BPF的輸出和預(yù)設(shè)的參考電壓進(jìn)行比較，比較結(jié)果輸出給解調(diào)器8濾除載波，從而只輸出信號(hào)的包絡(luò)，然后再通過(guò)輸出級(jí)9對(duì)包絡(luò)整形、輸出，從而完成對(duì)紅外信號(hào)的接收、檢測(cè)、放大、濾波、解調(diào)、輸出過(guò)程。
[0004]然而，由于紅外接收器的大量應(yīng)用，人們不斷地去降低BOM成本，因此供電電源VDD前端的濾掉電源紋波的RC濾波器經(jīng)常被去掉，從而導(dǎo)致紅外接收器的VDD就帶有很多干擾諧波，這些干擾波被內(nèi)部放大器放大后，就會(huì)嚴(yán)重干擾電路的正常工作，致使電路失效。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型實(shí)施例的目的在于提供一種抗電源干擾紅外接收電路，旨在解決現(xiàn)在低成本紅外接收電路由于電源干擾導(dǎo)致電路失效的問(wèn)題。
[0006]本實(shí)用新型實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種抗電源干擾紅外接收電路，包括電流電壓轉(zhuǎn)換單元、前置放大器、自動(dòng)增益控制放大單元、限幅單元、帶通濾波器、比較器、噪聲檢測(cè)單元、解調(diào)器和輸出級(jí)，所述電路封裝于芯片中，還包括:
[0007]抗電源紋波干擾的有源濾波器，所述有源濾波器的輸入端與芯片的電源輸入引腳連接，所述有源濾波器的輸出端為芯片內(nèi)部提供電源電壓。
[0008]進(jìn)一步地，所述有源濾波器為低通濾波器。
[0009]更進(jìn)一步地，所述有源濾波器的截止頻率為18_22Khz。
[0010]更進(jìn)一步地，所述有源濾波器包括:
[0011]電阻R1、電阻RL、電容Cl、電容C2以及三極管；
[0012]所述電阻Rl的一端為有源濾波器的輸入端與所述三極管的輸入端連接，所述電阻Rl的另一端與所述三極管的控制端連接，所述三極管的控制端還通過(guò)所述電容Cl接地，所述三極管的輸出端為所述有源濾波器的輸出端通過(guò)所述電容C2接地，所述三極管的輸出端還通過(guò)電阻Rl接地。
[0013]更進(jìn)一步地，所述有源濾波器包括:
[0014]第一開(kāi)關(guān)管、第二開(kāi)關(guān)管、第三開(kāi)關(guān)管、第四開(kāi)關(guān)管、電容C3、電容C4和恒流源；
[0015]所述第二開(kāi)關(guān)管的輸入端為所述有源濾波器的輸入端，所述第二開(kāi)關(guān)管的控制端與所述第二開(kāi)關(guān)管的輸出端和所述第四開(kāi)關(guān)管的輸入端連接，所述第四開(kāi)關(guān)管的控制端與所述第四開(kāi)關(guān)管的輸出端和所述恒流源的輸入端連接，所述恒流源的輸出端接地，所述第一開(kāi)關(guān)管的輸入端與所述第二開(kāi)關(guān)管的輸入端連接，所述第一開(kāi)關(guān)管的輸出端為所述有源濾波器的輸出端，所述第一開(kāi)關(guān)管的控制端與所述第三開(kāi)關(guān)管的輸出端連接，所述第三開(kāi)關(guān)管的輸入端與所述第二開(kāi)關(guān)管的控制端連接，所述第三開(kāi)關(guān)管的控制端與所述第四開(kāi)關(guān)管的控制端連接，所述第三開(kāi)關(guān)管的輸出端還通過(guò)所述電容C3接地，所述第一開(kāi)關(guān)管的輸出端通過(guò)所述電容C4接地。
[0016]更進(jìn)一步地，所述第一、第二、第三、第四開(kāi)關(guān)管均為P型MOS管，所述P型MOS管的源極為所述第一、第二、第三、第四開(kāi)關(guān)管的輸入端，所述P型MOS管的漏極為所述第一、第二、第三、第四開(kāi)關(guān)管的輸出端，所述P型MOS管的柵極為所述第一、第二、第三、第四開(kāi)關(guān)管的控制端。
[0017]更進(jìn)一步地，所述電路還包括:
[0018]中心頻率熔絲修調(diào)單元，所述中心頻率熔絲修調(diào)單元的輸出端與所述帶通濾波器的調(diào)節(jié)端連接。
[0019]本實(shí)用新型實(shí)施例的另一目的在于，提供一種包括上述抗電源干擾紅外接收電路的紅外接收器。
[0020]本實(shí)用新型實(shí)施例通過(guò)在芯片內(nèi)部的電源輸入端設(shè)置有源濾波器來(lái)濾除電源紋波，以消除干擾噪聲后再給電路內(nèi)部供電，避免電路因電源噪聲干擾導(dǎo)致電路失效，該有源濾波器中的電容面積很小，電路成本低，同時(shí)減少芯片外圍一個(gè)大電阻和一個(gè)大電容，降低了BOM成本，增加了電路可靠性。
【附圖說(shuō)明】
[0021 ]圖1為現(xiàn)有紅外接收電路的結(jié)構(gòu)圖；
[0022]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的抗電源干擾紅外接收電路的結(jié)構(gòu)圖；
[0023]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的抗電源干擾紅外接收電路中有源濾波器的一電路示例結(jié)構(gòu)圖；
[0024]圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的抗電源干擾紅外接收電路中有源濾波器的另一電路示例結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。此外，下面所描述的本實(shí)用新型各個(gè)實(shí)施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。
[0026]本實(shí)用新型實(shí)施例通過(guò)在芯片內(nèi)部的電源輸入端設(shè)置有源濾波器來(lái)濾除電源紋波，以消除干擾噪聲后再給電路內(nèi)部供電，避免電路因電源噪聲干擾導(dǎo)致電路失效，該有源濾波器中的電容面積很小，電路成本低，同時(shí)減少芯片外圍一個(gè)大電阻和一個(gè)大電容，降低了BOM成本，增加了電路可靠性。
[0027]圖2示出了本實(shí)用新型實(shí)施例提供的抗電源干擾紅外接收電路的結(jié)構(gòu)，為了便于說(shuō)明，僅示出了與本實(shí)用新型相關(guān)的部分。
[0028]作為本實(shí)用新型一實(shí)施例，該抗電源干擾紅外接收電路可以應(yīng)用于任何紅外接收器中，該抗電源干擾紅外接收電路封裝于芯片中，包括:
[0029]電流電壓轉(zhuǎn)換單元1、前置放大器(Pre-amp)2、自動(dòng)增益控制放大單元(AGC-amp)
3、限幅單元4、帶通濾波器(BPF)5、比較器6、噪聲檢測(cè)單元7、解調(diào)器8和輸出級(jí)9之外，還包括:
[0030]抗電源紋波干擾的有源濾波器10，用這個(gè)有源濾波器來(lái)代替外圍的RC濾波器，夕卜部輸入的電源VDD經(jīng)過(guò)有源濾波器濾除干擾噪聲后再給電路內(nèi)部供電，該有源濾波器10的輸入端與芯片的電源VDD輸入弓I腳連接，有源濾波器1的輸出端為芯片內(nèi)部提供電源電壓VDD0
[0031 ]在本實(shí)用新型實(shí)施例中，電流電壓轉(zhuǎn)換單元I的輸入端接收信號(hào)輸入，電流電壓轉(zhuǎn)換單元I的輸出端連接前置放大器(Pre-amp)2的輸入端，前置放大器(Pre-amp)2的輸出端連接自動(dòng)增益控制放大單元(AGC-amp)3的輸入端，自動(dòng)增益控制放大單元(AGC-amp)3的輸出端連接限幅單元4的輸入端，限幅單元4的輸出端連接帶通濾波器(BPF)5的輸入端，帶通濾波器(BPF)5的輸出端同時(shí)與比較器6的輸入端和自動(dòng)增益控制放大單元(AGC-amp)3的反饋端連接，比較器6的輸出端連接解調(diào)器8的輸入端，解調(diào)器8的輸出端連接輸出級(jí)9的輸入端，輸出級(jí)9的輸出端輸出信號(hào)輸出，噪聲檢測(cè)單元7的輸入端與比較器6的輸入端連接，噪聲檢測(cè)單元7的輸出端與自動(dòng)增益控制放大單元(AGC-amp) 3的反饋端連接。
[0032]在本實(shí)用新型實(shí)施例中，由于RC濾波器的電容C一般取值為微法級(jí)(如常用0.47uF等等)，一般設(shè)置于芯片外部，而將微法級(jí)的電容設(shè)計(jì)在芯片內(nèi)部是不可能的，電容面積會(huì)非常大，芯片成本非常高，因此本實(shí)用新型在芯片內(nèi)部設(shè)置一有源濾波器10來(lái)濾除電源帶來(lái)的噪聲，提尚電路性能。
[0033]由于帶通濾波器(BFP)5為窄帶帶通濾波器，其中心頻點(diǎn)設(shè)置為信號(hào)的載波頻率37.9Khz，帶通濾波器的_3dB帶寬一般設(shè)計(jì)為6-lOKhz，因此可以認(rèn)為噪聲信號(hào)頻率在30Khz?50Khz以外的都會(huì)被帶通濾波器(BFP)5過(guò)濾掉，而頻率范圍30Khz?50Khz之內(nèi)的電源紋波就會(huì)引起紅外接收器的功能失效。
[0034]因此，有源濾波器10為低通濾波器(LPF)，截止頻率為20Khz，也就是說(shuō)電源信號(hào)中頻率為20Khz以上的紋波信號(hào)都會(huì)被過(guò)濾掉，并且經(jīng)過(guò)LPF后輸出電源的帶負(fù)載能力、LPF的輸出等效電阻等均保持較高標(biāo)準(zhǔn)。
[0035]作為本實(shí)用新型一優(yōu)選實(shí)施例，該抗電源干擾紅外接收電路還包括:
[0036]中心頻率恪絲修調(diào)單元11，中心頻率恪絲修調(diào)單元11的輸出端與帶通濾波器5的調(diào)節(jié)端連接。
[0037]在本實(shí)用新型實(shí)施例中，紅外遙控的載波頻率是37.9KHz，因此需要通過(guò)中心頻率熔絲修調(diào)單元11對(duì)帶通濾波器5的中心頻點(diǎn)進(jìn)行精確控制，一般要求中心頻點(diǎn)在38KHz+/_2KHz0
[0038]圖3示出了本實(shí)用新型實(shí)施例提供的抗電源干擾紅外接收電路中有源濾波器的一電路示例結(jié)構(gòu)，為了便于說(shuō)明，僅示出了與本實(shí)用新型相關(guān)的部分。
[0039]作為本實(shí)用新型一實(shí)施例，有源濾波器10包括:
[0040]電阻R1、電阻RL、電容Cl、電容C2以及三極管VTl;
[0041]所述電阻Rl的一端為有源濾波器10的輸入端與所述三極管VTl的輸入端連接，所述電阻Rl的另一端與所述三極管VTl的控制端連接，所述三極管VTl的控制端還通過(guò)所述電容CI接地，所述三極管VTI的輸出端為所述有源濾波器1的輸出端通過(guò)所述電容C2接地，所述三極管VTl的輸出端還通過(guò)電阻Rl接地。
[0042]在本實(shí)用新型實(shí)施例中，該電路采用BIPOLAR(雙級(jí))工藝的實(shí)現(xiàn)，Ui為外部輸入電源VDD，電阻Rl、三極管VTl、電容Cl和電容C2組成了一個(gè)有源低通濾波器，電阻Rl為有源低通濾波器的輸出負(fù)載，也就是內(nèi)部電路的等效輸入電阻，UO為低通濾波器的輸出電壓，也就是內(nèi)部電路的供電電壓。
[0043]優(yōu)選地，三極管VTl為NPN型三極管，NPN型三極管的集電極為三極管VTl的輸入端，NPN型三極管的發(fā)射極為三極管VTl的輸出端，NPN型三極管的基極為三極管VTl的控制端。
[0044]在本實(shí)用新型實(shí)施例中，NPN型三極管的HFE很大，假設(shè)HFE=100，UO能輸出的最大電流為2mA，即NPN型三極管的I e = 2mA，則NPN型三極管的基極電流Ib = 2mA/100 = 20uA，由此電阻Rl最大可以取值100K左右，低通濾波器的截止頻率公式為fT= 1/2 Π RC，由于NPN型三極管的放大作用，這里的R為電阻Rl值* 100(NPN型三極管的HFE)，C為電容C2的值。
[0045]在上述實(shí)施例中，輸出電壓UO= U1-Vcs,Vcs為NPN型三極管的集電極/發(fā)射極壓降，因此UO有大概0.5V?IV的壓降。
[0046]而有源濾波器10的截至頻率目標(biāo)值為20Khz，因此電容C2的電容值在幾十皮法(PF)數(shù)量級(jí)，而幾十皮法數(shù)量級(jí)的電容完全可以在芯片上實(shí)現(xiàn)，并且占用面積很小。
[0047]作為本實(shí)用新型又一實(shí)施例，若對(duì)電源電壓要求比較高(比如低電壓使用場(chǎng)合)，上述實(shí)施例中的三極管VTl還可以用一個(gè)低壓降電路來(lái)替代，可以使UO的壓降變得非常小。
[0048]圖4示出了本實(shí)用新型實(shí)施例提供的抗電源干擾紅外接收電路中有源濾波器的另一電路示例結(jié)構(gòu)，作為本實(shí)用新型一實(shí)施例，有源濾波器10包括:
[0049]第一開(kāi)關(guān)管M1、第二開(kāi)關(guān)管M2、第三開(kāi)關(guān)管M3、第四開(kāi)關(guān)管M4、電容C3、電容C4和恒流源11;
[0050]第二開(kāi)關(guān)管M2的輸入端為有源濾波器的輸入端，第二開(kāi)關(guān)管M2的控制端與第二開(kāi)關(guān)管M2的輸出端和第四開(kāi)關(guān)管M4的輸入端連接，第四開(kāi)關(guān)管M4的控制端與第四開(kāi)關(guān)管M4的輸出端和恒流源Il的輸入端連接，恒流源Il的輸出端接地，第一開(kāi)關(guān)管Ml的輸入端與第二開(kāi)關(guān)管M2的輸入端連接，第一開(kāi)關(guān)管Ml的輸出端為有源濾波器的輸出端，第一開(kāi)關(guān)管Ml的控制端與第三開(kāi)關(guān)管M3的輸出端連接，第三開(kāi)關(guān)管M3的輸入端與第二開(kāi)關(guān)管M2的控制端連接，第三開(kāi)關(guān)管M3的控制端與第四開(kāi)關(guān)管M4的控制端連接，第三開(kāi)關(guān)管M3的輸出端還通過(guò)電容C3接地，第一開(kāi)關(guān)管Ml的輸出端通過(guò)電容C4接地。
[0051 ] 優(yōu)選地，第一開(kāi)關(guān)管Ml、第二開(kāi)關(guān)管M2、第三開(kāi)關(guān)管M3、第四開(kāi)關(guān)管M4均為P型MOS管，P型MOS管的源極為第一開(kāi)關(guān)管Ml、第二開(kāi)關(guān)管M2、第三開(kāi)關(guān)管M3、第四開(kāi)關(guān)管M4的輸入端，P型MOS管的漏極為第一開(kāi)關(guān)管Ml、第二開(kāi)關(guān)管M2、第三開(kāi)關(guān)管M3、第四開(kāi)關(guān)管M4的輸出端，P型MOS管的柵極為第一開(kāi)關(guān)管Ml、第二開(kāi)關(guān)管M2、第三開(kāi)關(guān)管M3、第四開(kāi)關(guān)管M4的控制端。
[0052]在本實(shí)用新型實(shí)施例中，該電路采用CMOS工藝實(shí)現(xiàn)，其中，電流源11為恒流源，由電路內(nèi)部產(chǎn)生，恒流源Il除了給有源低通濾波器10提供一個(gè)恒定電流外，還與第二開(kāi)關(guān)管M2和第四開(kāi)關(guān)管M4組合，它們的等效電阻就是圖3實(shí)施例中的電阻Rl，第一開(kāi)關(guān)管Ml和第三開(kāi)關(guān)管M3起電流放大作用，等同于圖3實(shí)施例中的三極管VTl，電容C4則等同于圖3實(shí)施例中的電容C2，濾波功能主要由電容C4完成，本實(shí)用新型實(shí)施例中的電容可以做的更小。
[0053]本實(shí)用新型實(shí)施例的另一目的在于，提供一種包括上述抗電源干擾紅外接收電路的紅外接收器。
[0054]本實(shí)用新型實(shí)施例通過(guò)在芯片內(nèi)部的電源輸入端設(shè)置有源濾波器來(lái)濾除電源紋波，以消除干擾噪聲后再給電路內(nèi)部供電，避免電路因電源噪聲干擾導(dǎo)致電路失效，該有源濾波器中的電容面積很小，電路成本低，同時(shí)減少芯片外圍一個(gè)大電阻和一個(gè)大電容，降低了BOM成本，增加了電路可靠性。
[0055]以上僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種抗電源干擾紅外接收電路，包括電流電壓轉(zhuǎn)換單元、前置放大器、自動(dòng)增益控制放大單元、限幅單元、帶通濾波器、比較器、噪聲檢測(cè)單元、解調(diào)器和輸出級(jí)，其特征在于，所述電路封裝于芯片中，還包括: 抗電源紋波干擾的有源濾波器，所述有源濾波器的輸入端與芯片的電源輸入引腳連接，所述有源濾波器的輸出端為芯片內(nèi)部提供電源電壓。2.如權(quán)利要求1所述的電路，其特征在于，所述有源濾波器為低通濾波器。3.如權(quán)利要求1所述的電路，其特征在于，所述有源濾波器的截止頻率為18-22Khz。4.如權(quán)利要求1所述的電路，其特征在于，所述有源濾波器包括: 電阻R1、電阻Rl、電容Cl、電容C2以及三極管； 所述電阻Rl的一端為有源濾波器的輸入端與所述三極管的輸入端連接，所述電阻Rl的另一端與所述三極管的控制端連接，所述三極管的控制端還通過(guò)所述電容Cl接地，所述三極管的輸出端為所述有源濾波器的輸出端通過(guò)所述電容C2接地，所述三極管的輸出端還通過(guò)電阻Rl接地。5.如權(quán)利要求1所述的電路，其特征在于，所述有源濾波器包括: 第一開(kāi)關(guān)管、第二開(kāi)關(guān)管、第三開(kāi)關(guān)管、第四開(kāi)關(guān)管、電容C3、電容C4和恒流源； 所述第二開(kāi)關(guān)管的輸入端為所述有源濾波器的輸入端，所述第二開(kāi)關(guān)管的控制端與所述第二開(kāi)關(guān)管的輸出端和所述第四開(kāi)關(guān)管的輸入端連接，所述第四開(kāi)關(guān)管的控制端與所述第四開(kāi)關(guān)管的輸出端和所述恒流源的輸入端連接，所述恒流源的輸出端接地，所述第一開(kāi)關(guān)管的輸入端與所述第二開(kāi)關(guān)管的輸入端連接，所述第一開(kāi)關(guān)管的輸出端為所述有源濾波器的輸出端，所述第一開(kāi)關(guān)管的控制端與所述第三開(kāi)關(guān)管的輸出端連接，所述第三開(kāi)關(guān)管的輸入端與所述第二開(kāi)關(guān)管的控制端連接，所述第三開(kāi)關(guān)管的控制端與所述第四開(kāi)關(guān)管的控制端連接，所述第三開(kāi)關(guān)管的輸出端還通過(guò)所述電容C3接地，所述第一開(kāi)關(guān)管的輸出端通過(guò)所述電容C4接地。6.如權(quán)利要求5所述的電路，其特征在于，所述第一、第二、第三、第四開(kāi)關(guān)管均為P型MOS管，所述P型MOS管的源極為所述第一、第二、第三、第四開(kāi)關(guān)管的輸入端，所述P型MOS管的漏極為所述第一、第二、第三、第四開(kāi)關(guān)管的輸出端，所述P型MOS管的柵極為所述第一、第二、第三、第四開(kāi)關(guān)管的控制端。7.如權(quán)利要求1所述的電路，其特征在于，所述電路還包括: 中心頻率熔絲修調(diào)單元，所述中心頻率熔絲修調(diào)單元的輸出端與所述帶通濾波器的調(diào)節(jié)端連接。8.—種紅外接收器，其特征在于，所述紅外接收器包括如權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)所述的抗電源干擾紅外接收電路。
【文檔編號(hào)】H04B10/60GK205453707SQ201620158990
【公開(kāi)日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2016年2月26日
【發(fā)明人】樊子宇
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