一種紅外信號檢測電路的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種紅外信號檢測電路，包括I?V放大模塊、RC濾波模塊、比較輸出模塊、VREF模塊和BIAS模塊，所述VREF模塊連接I?V放大模塊，I?V放大模塊還分別連接比較輸出模塊和BIAS模塊，BIAS模塊還連接比較輸出模塊，比較輸出模塊還連接RC濾波模塊。本發明的有益效果是：1、通過穩定紅外發射管負端電壓，使紅外發射管在接收紅外信號時產生的光電流恒定。2、采用跨導放大器和反饋電阻將光電流轉變成電壓信號并進行放大。因此具有更高的靈敏度與穩定性。
【專利說明】
_種紅外信號檢測電路
技術領域
[0001]本發明涉及一種檢測電路，具體是一種紅外信號檢測電路。
【背景技術】
[0002]利用紅外信號作為載體進行信號傳輸，有著功耗低，面積小，技術成熟等優點。紅外遙控是當前各種電子設備和家用電器最普遍的遙控方式，為實現低功耗及匹配效果，紅外遙控通常采用特定的發碼格式。學習型紅外遙控器中，通過紅外發射設備發射紅外信號，遙控器紅外接收管接收，產生光電流，通過紅外學習模塊檢測該電流，從而接收紅外信號。紅外接收管是將紅外線光信號變成電信號的半導體器件，它的核心部件是一個特殊材料的PN結，和普通二極管相對，它的PN結面積做的比較大，以接收更多的入射光線。紅外接收管是在反向電壓下工作的，沒有光照時，反向電流很小，一般小于ΙΟΟηΑ，也稱為暗電流，當有紅外線光照時，會產生光生載流子，在反射電壓作用下漂移運動，使反向電流變大。在一般光線照射下所產生的電流叫光電流，電流方向為發射管負端流向正端，為反向電流。學習過程中，接收的紅外管為發射紅外信號的發射管，雖然紅外發射管產生的光電流比紅外接收管產生的光電流小，但是為了節省成本，通常紅外遙控器中紅外發射管與紅外接收管復用，不需要額外增加紅外接收管，值得注意的是，發射管在正偏電壓小于正向導通電壓下，接收紅外信號也能產生光電流，光電流通常為uA級。現有的紅外信號檢測電路如圖1所示，發射管位于IC外部。假設光電流為I，光電流在電阻R上產生壓降，PAD端電壓為VDD-1*R，將PAD端電壓通過比較器與VREF相比，輸出接收到的紅外編碼信號。VREF設置值通常為低于VDD電壓
0.1?0.5V，通過調整電阻R的大小來改變靈敏度。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在于提供一種紅外信號檢測電路，以解決上述【背景技術】中提出的問題。
[0004]為實現上述目的，本發明提供如下技術方案:
一種紅外信號檢測電路，包括1-V放大模塊、RC濾波模塊、比較輸出模塊、VREF模塊和BI AS模塊，所述VREF模塊連接1-V放大模塊，1-V放大模塊還分別連接比較輸出模塊和BI AS模塊，BIAS模塊還連接比較輸出模塊，比較輸出模塊還連接RC濾波模塊。
[0005 ]作為本發明的優選方案:所述1-V放大電路由電阻Rf和跨導放大器OP組成。
[0006]作為本發明的優選方案:所述RC濾波電路由INVl?4、電阻Rl、電容Cl和施密特觸發器組成。
[0007]作為本發明的優選方案:所述BIAS電路由NMOS管N1~N6、PM0S管P1~P9、電阻Rl、電容C1~C3和INV組成。
[0008]作為本發明的優選方案:所述施密特觸發器由匪OS管NI?N4，PM0S管P1~P5、INV1和NORl組成。
[0009]與現有技術相比，本發明的有益效果是:1、通過穩定紅外發射管負端電壓，使紅外發射管在接收紅外信號時產生的光電流恒定。2、采用跨導放大器和反饋電阻將光電流轉變成電壓信號并進行放大。因此具有更高的靈敏度與穩定性。
【附圖說明】
[0010]圖1為傳統紅外信號檢測電路結構圖；
圖2為本發明的整體結構框圖；
圖3為本發明的電路圖；
圖4為比較輸出模塊的電路圖；
圖5為RC濾波電路的電路圖；
圖6為施密特觸發器的電路圖；
圖7為BIAS模塊的電路圖。
【具體實施方式】
[0011]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0012]請參閱圖1-7，一種紅外信號檢測電路，包括1-V放大模塊、RC濾波模塊、比較輸出模塊、VREF模塊和BIAS模塊，所述VREF模塊連接1-V放大模塊，1-V放大模塊還分別連接比較輸出模塊和BIAS模塊，BIAS模塊還連接比較輸出模塊，比較輸出模塊還連接RC濾波模塊。
[0013]1-V放大電路由電阻Rf和跨導放大器OP組成。
[0014]RC濾波電路由INVl?4、電阻R1、電容Cl和施密特觸發器組成。
[0015]BIAS 電路由 NMOS 管 N1~N6、PM0S 管 P1~P9、電阻 R1、電容 C1~C3 和 INV 組成。
[0016]施密特觸發器由NMOS管NI?N4，PM0S管P1~P5、INV1和NORl組成。
[0017]本發明的工作原理是:圖2所示為本文提出的紅外信號檢測電路結構框圖，主要由電流-電壓放大模塊(1-V放大)、比較輸出模塊和RC濾波模塊，其中還包括產生VREFI和VREF2的模塊VREF模塊與OP和CMP電流偏置模塊BIAS模塊。
[0018]當紅外發射管接收到紅外信號時，產生反向光電流，電流流經反饋電阻Rf，通過跨導放大器，輸出比VREFl高I*R的電壓，與VREF2進行比較，還原接收到的紅外信號。輸出端通過RC濾波電路增強抗干擾能力。在接收紅外信號的過程中，由于VREFl恒定，VREFl與VN分別接OP的正端與負端，故VN幾乎等于VREFl，從而維持了紅外發射管負端電壓恒定，使紅外發射管產生的光電流基本不變。相比于傳統的紅外信號檢測電路，本文提出的紅外信號檢測電路穩定性更尚。
[0019]通常VREFl比VDD低0.1?0.5V，Rf約為20K。通過調整VREF2的大小來調整紅外信號放大電路的靈敏度，比傳統的紅外信號檢測電路調整電阻R的大小更方便、精確。
[0020]為了濾除其他紅外信號的干擾，在輸出端加入RC濾波電路。
[0021]圖3為本文提出的紅外信號檢測電路圖，只有紅外發射管在IC外部，其余電路全在IC內部。VREFl與VREF2 產生模塊由電阻 R1、R2、R3 和 NMOS 管 NI組成。VREF1=R1/(R1+R2+R3)，VREF2=(R1+R2)/(R1+R2+R3)，通常VREF2比VREFl高幾十毫伏。可多做幾個VREF2抽頭，通過opt1n選擇不同的VREF2抽頭來調整信號檢測的靈敏度。為了減小信號檢測過程中VREFl與VREF2的紋波，分別對地接電容CI與C2。
[0022]1-V放大電路由電阻Rf和跨導放大器(OP)組成，OP正端接固定電壓VREFl，PAD端電壓與VREFl幾乎相等。電流流過Rf，0P輸出電壓比PAD電壓高I*R。如圖4所示為OP電路圖，OP由NMOS管N1~N7、PM0S管P1~P7和INVl與INV2組成。NI與N2為OP輸入對管，由于OP的輸入電壓通常為VDD-0.5V至VDD之間，故輸入對管采用匪OS管。OP采用密勒補償，以使環路穩定。P5、P6與N7為使能管。
[0023]比較輸出模塊主要由比較器組成，比較器輸入電壓同樣通常為VDD-0.5V至VDD之間，故可采用與OP類似的結構來實現，CMP不需要密勒補償電容。
[0024]濾波電容主要由電阻R與電容C組成。以紅外遙控器為例，載波頻率為38KHz，學習模式下，紅外檢測高電平為周期的1/3?2/3，寬度為8.77us-17.54us，故設計RC濾除的毛刺可設計為Ius?2us。
[0025]圖5為RC濾波電容具體電路圖。主要由INVl?4、電阻R1、電容Cl與施密特觸發器組成。輸入電壓為高時，通過電阻Rl對電容Cl充電，電壓達到施密特觸發器翻轉點后輸出高電平。
[0026]圖6為施密特觸發器電路圖。主要由NMOS管NI?N4，PM0S管P1~P5、INV1及NORl組成。當輸入為低時，V3電壓為高，Vl電壓也為高，隨著輸入電壓上升，Vl電壓開始下降，N3開始導通，當輸入電壓上升至NI電流大于流過N2加N3的電流后，NI進入線性區，V3點電壓下降至低電平。故輸入翻轉電壓大于沒有N3與P4時的翻轉電壓。同時輸入由高變低時的輸入翻轉電壓比沒有P3與N4時的翻轉電壓，實現施密特觸發功能。
[0027]圖7為OP及CMP的偏置產生電路。主要由匪OS管N1~N6、PM0S管P1~P9、電阻R1、電容C1~C3和INV組成。其中N4~N6、P6~P9及C2為BIAS啟動電路部分。INB[1]與ΙΝΒ[0]分別給OP和CMP提供電流偏置。
【主權項】
1.一種紅外信號檢測電路，包括1-V放大模塊、RC濾波模塊、比較輸出模塊、VREF模塊和BIAS模塊，其特征在于，所述VREF模塊連接1-V放大模塊，1-V放大模塊還分別連接比較輸出模塊和BIAS模塊，BIAS模塊還連接比較輸出模塊，比較輸出模塊還連接RC濾波模塊。2.根據權利要求1所述的一種紅外信號檢測電路，其特征在于，所述1-V放大電路由電阻Rf和跨導放大器OP組成。3.根據權利要求1所述的一種紅外信號檢測電路，其特征在于，所述RC濾波電路由INVl?4、電阻Rl、電容Cl和施密特觸發器組成。4.根據權利要求1所述的一種紅外信號檢測電路，其特征在于，所述BIAS電路由NMOS管N1~N6、PM0S管 P1~P9、電阻 Rl、電容 C1~C3 和 INV 組成。5.根據權利要求3所述的一種紅外信號檢測電路，其特征在于，所述施密特觸發器由NMOS 管 N1~N4，PM0S 管 P1~P5、INV1 和 NORl 組成。
【文檔編號】G08C23/04GK106097696SQ201610535545
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年7月8日
【發明人】萬上宏, 葉媲舟, 黎冰, 涂柏生
【申請人】深圳市博巨興實業發展有限公司