專利名稱：一種紅外遙控接收電路的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種紅外遙控接收電路，尤其是涉及一種可實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)募t外遙控接收電路。
背景技術：
紅外遙控發(fā)射信號的原理是需傳輸?shù)男盘柋桓哳l載波所調制，由遙控器上的紅外發(fā)光管發(fā)射。紅外發(fā)光管發(fā)射一串載波信號(標記為Sl信號，見圖幻和不發(fā)射載波信號(標記為SO信號，見圖2)來實現(xiàn)信號高低電平的傳輸。如圖1所示為傳統(tǒng)的紅外遙控接收電路。光敏二極管11接收到光信號并轉換為微弱的電信號，經由I-V放大器12、可變增益放大器13、限幅放大器14等多級放大器放大后，再送入帶通濾波器(簡稱BPF) 15濾除除載波以外的其他頻率信號。帶通濾波器15的輸出信號Vbpf在第一比較器16與一預設的第一預設電平(圖中未標示出)進行比較。第一比較器16輸出信號在第一解調器17解調，并被輸出模塊18輸出。然而除了正常的輸入信號的存在以外，還存在如日光、白熾燈、熒光燈、電磁波等多種環(huán)境噪聲，這些噪聲信號會通過各種途徑耦合至紅外遙控接收電路，并會在帶通濾波器15被放大輸出。如圖3所示為一熒光燈產生的紅外噪聲信號。如圖1所示的紅外遙控接收電路通過帶通濾波器15的輸出信號Vbpf在第二比較器21與一預設的第二預設電平(圖中未標示出)進行比較，第二比較器21的輸出信號在第二解調器22解調。自動增益控制器23包括一個電容器以及一個充電電流源Ich、一個放電電流源 Idch以及相應的開關電路和偏置電路。自動增益控制器23的工作方式是當帶通濾波器 15的輸出信號Vbpf幅值超過第二預設電平時，第二解調器22的輸出控制電容器充電，電容器兩端電位上升，即自動增益控制器23的輸出信號Vctrl電位上升，可變增益放大器13的增益下降；當帶通濾波器15的輸出信號Vbpf幅值低于第二預設電平時，第二解調器22的輸出控制電容器被放電，電容器電位下降，即自動增益控制器23的輸出信號Vctrl電位下降，可變增益放大器13的增益上升。通過恰當設置充電電流源Ich和放電電流源Idch的電流值以及第一預設電平、第二預設電平，可以將噪聲信號在帶通濾波器15的輸出信號的峰值抑制在第二預設電平附近波動，而小于第一預設電平，即不會在輸出模塊18輸出，達到避免噪聲干擾的目的。圖2所示為傳統(tǒng)技術在處理正常的信號波形圖當紅外遙控發(fā)射器通過發(fā)射紅外線脈沖串即Sl信號期間，輸出模塊18輸出低電平的同時，第二解調器22也會輸出低電平， 致使Vctrl電位也會上升，增益下降；在不發(fā)射紅外線的SO信號期間，Vctrl電位下降，增益上升。這樣，如某一段時間內，傳輸信號的總占空比，大于放電電流Idch與充電電流 Ich、放電電流Idch之和的比值，即占空比大于Idch/(Ich+Idch)，Vctrl就會累積上升并到達一定的程度后，增益也會相應降低到一定的程度，使該信號在帶通濾波器15的輸出幅值小于第一預設電平，導致該信號不能被輸出模塊18輸出，產生后續(xù)信號丟失的問題。需傳輸?shù)男盘柾ǔ０t外接收遙控信號和數(shù)據(jù)信號。紅外接收遙控信號是以“碼”為單位進行傳輸。紅外接收遙控信號有很多種碼型， 如圖4所示為一種常用的紅外接收遙控碼NEC碼的一幀完整碼的示意圖。各種遙控碼型都規(guī)定了每個碼的最后留有較長的恢復時間，這樣在一個“碼”的周期內，信號的總占空比是比較低的。因此傳統(tǒng)技術在傳輸紅外接收遙控信號時不會出現(xiàn)問題。但是數(shù)據(jù)信號是以“字節(jié)”為單位，按照一定的速率進行傳輸，如圖5所示為一字節(jié)的傳輸序列示意圖。為保證傳輸速率，字節(jié)之間沒有間隔。因此數(shù)據(jù)信號很可能出現(xiàn)占空比較大、持續(xù)時間較長的情況。如圖6所示為在傳統(tǒng)技術下，一串占空比大于放電電流 Idch與充電電流Ich、放電電流Idch之和的比值的數(shù)據(jù)信號的傳輸過程。在初始階段，還可以在輸出模塊的輸出端得到正常的波形；但是隨著Vctrl累積上升，增益持續(xù)降低，一段時間之后，輸出模塊的輸出端沒有正確的信號輸出。因此傳統(tǒng)技術不適合進行數(shù)據(jù)信號的紅外傳輸。

發(fā)明內容
為了克服傳統(tǒng)技術的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種可數(shù)據(jù)傳輸?shù)募t外遙控接收電路。為此，本發(fā)明采取如下的技術方案一種紅外遙控接收電路，包括一 I-V放大器，用于將紅外遙控器接收到的電流信號Iin轉換為電壓信號；一可變增益限幅放大器，用于接收所述I-V放大器輸出，調節(jié)I-V放大器輸出的增
■、Λ
M ；一限幅放大器，用于接收所述可變增益放大器的輸出并放大該輸出，限制所述可變增益放大器輸出的最大峰值；一帶通濾波器，用于對限幅放大器的輸出信號進行帶通濾波，輸出與紅外遙控器載波信號頻率相同的電信號并濾除其他頻率的信號；一第一比較器，用于將所述帶通濾波器輸出的電信號與第一預設電位進行比較并輸出；一第一解調器，用于解調所述第一比較器的輸出信號；一輸出模塊，用于接收所述第一解調器的輸出信號，并輸出至紅外線遙控接收器的輸出端；一第二比較器，用于將所述帶通濾波器輸出的電信號與第二預設電位進行比較并輸出；一第二解調器，用于解調所述第二比較器的輸出信號；一輸出時間檢測器，用于檢測第一解調器或者輸出模塊輸出的低電平脈沖的時間是否超過一預設時間；一邏輯運算器，用于接收所述第二解調器和所述輸出時間檢測器的輸出信號，并進行邏輯運算，輸出邏輯控制信號；一自動增益控制器，用于接收所述邏輯控制信號，產生增益控制電位，以控制所述可變增益放大器的增益；
所述的第二預設電位的值介于所述的帶通濾波器的輸出直流電位和所述的第一預設電位之間；所述邏輯控制信號的工作方式包括如下幾個方面(1)當所述帶通濾波器的輸出信號的包絡線低于所述的第二預設電平，所述邏輯運算器產生相應的邏輯控制信號，控制所述的增益控制電位，使可變增益放大器的增益升尚；(2)當所述帶通濾波器的輸出信號的包絡線高于所述的第二預設電平但低于所述的第一預設電平時，所述邏輯運算器產生相應的邏輯控制信號，控制所述的增益控制電位， 使可變增益放大器的增益降低；(3)當所述帶通濾波器的輸出信號的包絡線高于所述的第一預設電平，但所述輸出模塊輸出低電平的時間小于所述的預設時間時，所述邏輯運算器產生相應的邏輯控制信號，維持所述的增益控制電位不變，可變增益放大器的增益不變；(4)當所述帶通濾波器的輸出信號的包絡線高于所述的第一預設電平，但所述輸出模塊輸出低電平的時間大于所述的預設時間后，所述的邏輯運算器產生相應的邏輯控制信號，控制所述的增益控制電位，使可變增益放大器的增益降低。進一步的，所述預設時間大于數(shù)據(jù)信號中10位數(shù)據(jù)信號的時間長度且小于一個市電工頻周期時間的一半。進一步的，所述輸出時間檢測器包括一個NMOS管，一個充電電流源、一個電容器、 一個比較器和一個二輸入或非門；第一解調器輸出一個與輸出模塊的輸出相同的信號到該輸出時間檢測器，第一解調器的輸入信號連接到NMOS管的柵極和二輸入或非門的一個輸入端，NMOS管的漏極連接充電電流源、電容器和比較器的正輸入端，比較器的負輸入端連接到一個基準點位，輸出端連接到二輸入或非門的另一個輸入端，二輸入或非門的輸出為輸出時間檢測器的輸出信號。進一步的，所述自動增益控制器包括一個電容器以及一個充電電流源、一個放電電流源以及PMOS管、NMOS管，充電電流源的一端連接電源，另一端連接PMOS管的源級；放電電流源的一端連接NMOS管的源級，另一端接地；PMOS管的漏極與NMOS管的漏極以及電容器相連接，并輸出增益控制電位Vctrl。本發(fā)明的設計思路在于當所述輸出模塊輸出低電平時，在輸出模塊輸出低電平的時間小于所述預設時間的期間，所述自動增益控制器產生增益控制電位保持不變，增益也維持不變；當所述輸出模塊輸出的低電平時間超出了預設時間后，所述自動增益控制器才會使增益控制電位產生相應的變化，使可變增益放大器的增益降低。當噪聲信號出現(xiàn)時，噪聲信號在所述輸出模塊產生的低電平長度總是大于所述的預設時間，因此，所述的自動增益控制器能夠控制增益下降，從而抑制噪聲；在發(fā)送數(shù)據(jù)信號的Sl信號期間，數(shù)據(jù)信號的Sl信號在所述的輸出模塊產生的低電平長度總是小于所述的預設時間，因此在此期間所述的自動增益控制器產生增益控制電位不會發(fā)生變化；在遙控器沒有發(fā)射載波信號期間，所述自動增益控制器根據(jù)環(huán)境噪聲情況調整增益控制電位如噪聲信號在所述的帶通濾波器的幅值超出第二預設電位，所述第二解調器有脈沖信號輸出，可變增益放大器的增益降低；如噪聲信號在所述的帶通濾波器的幅值低于第二預設電位，所述第二解調器沒有脈沖信號輸出，可變增益放大器的增益提升。合理設置所述的預設時間對于正確的傳輸信號以及噪聲抑制是很重要的預設的時間應當大于數(shù)據(jù)信號中最長信號的時間長度。如圖5所示的一字節(jié)傳輸序列示意圖，每字節(jié)含8位二進制碼，傳輸時加上一個起始位(0)、一個偶校驗位和一個停止位(1)共11位。最差情況下一個字節(jié)會有10個位是相同的，因此對應一確定的傳輸速率，就可以計算出最長信號的時間長度。很多噪聲信號源，是由如電燈、電視等電器設備產生的，其噪聲信號強弱變化的頻率為市電工頻的2倍，如圖3所示為一熒光燈產生的紅外噪聲信號。為了抑制此類噪聲信號，預設時間應小于噪聲信號強弱變化的一個周期，即一個市電工頻周期的一半。例如，當市電工頻為50Hz、數(shù)據(jù)傳輸速率為4800bps時，可能出現(xiàn)最長信號的時間長度為1000mS/4800X IObit = 2. 08mS,那么預設的時間的選取應在大于2. 08mS,小于IOmS 的范圍應內。本發(fā)明的有益效果在于按照本發(fā)明的紅外遙控接收電路，自動增益控制器不會隨著數(shù)據(jù)信號而控制增益變化，因此按照本發(fā)明的紅外遙控接收電路可以傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號不受信號的占空比、信號持續(xù)時間的限制；按照本發(fā)明的紅外遙控接收電路，自動增益控制器會根據(jù)環(huán)境噪聲的變化而相應調整增益，因此按照本發(fā)明的紅外遙控接收電路的增益控制電位能處于恰當?shù)乃?，使電路具有良好的噪聲抑制性能的同時，具備良好的靈敏度。按照本發(fā)明的紅外遙控接收電路，相比傳統(tǒng)的紅外遙控接收電路，僅增加了一輸出時間檢測器和一邏輯運算器，占用的芯片面積很小，因此增加的成本幾乎可以忽略不計。


圖1為傳統(tǒng)的紅外接收遙控電路的框圖；圖2為傳統(tǒng)的紅外接收遙控電路在正常信號下，紅外接收遙控電路波形圖；圖3為一熒光燈產生的紅外噪聲信號示意圖；圖4為NEC碼的一幀完整碼的示意圖；圖5為一字節(jié)的傳輸序列示意圖；圖6為傳統(tǒng)的紅外接收遙控電路在持續(xù)時間較長、占空比較大的數(shù)據(jù)信號下，紅外接收遙控電路波形圖；圖7為本發(fā)明提出的可數(shù)據(jù)傳輸?shù)募t外接收遙控接收電路實施例的框圖；圖8為本發(fā)明提出的可數(shù)據(jù)傳輸?shù)募t外接收遙控接收電路實施例的輸出時間檢測器的示意圖；圖9為本發(fā)明提出的可數(shù)據(jù)傳輸?shù)募t外接收遙控接收電路實施例的自動增益控制器的示意圖；圖10為本發(fā)明提出的可數(shù)據(jù)傳輸?shù)募t外接收遙控接收電路實施例的自動增益控制過程的流程圖；圖11為本發(fā)明實施例的自動增益控制器輸出電壓與增益的關系圖；圖12為本發(fā)明提出的可數(shù)據(jù)傳輸?shù)募t外接收遙控電路實施例在一噪聲背景下的數(shù)據(jù)信號，自動增益控制器的波形圖；
具體實施例方式以下結合附圖和實施例對本發(fā)明內容進一步說明。如圖7所示，本實施例的紅外接收遙控電路包括一 I-V放大器52，將紅外遙控器接收到的電流信號Iin轉換為電壓信號；所述的電流信號Iin是由光敏二極管51將光信號轉換而來；一可變增益限幅放大器53，接收所述I-V放大器52輸出，調節(jié)I-V放大器52輸出的增益；一限幅放大器M，接收所述可變增益放大器53的輸出并放大，限制所述可變增益放大器53輸出的最大峰值；一帶通濾波器(簡稱BPF) 55，對限幅放大器M的輸出信號進行帶通濾波，輸出與紅外遙控器載波信號頻率相同的電信號Vbpf，而濾除其他頻率的信號；一第一比較器56，將所述帶通濾波器55輸出的電信號與第一預設電位進行比較并輸出；一第一解調器57，解調所述第一比較器56的輸出信號；在本實施例中，當所述帶通濾波器陽的輸出電信號Vbpf的包絡線大于所述的第一預設電位時，第一解調器57輸出的信號為高電平；一輸出模塊58，接收所述第一解調器57的輸出信號，并輸出至紅外線遙控接收器的輸出端；一第二比較器61，將所述帶通濾波器55輸出的電信號與第二預設電位進行比較；—第二解調器62，解調所述第二比較器61的輸出信號；在本實施例中，當所述帶通濾波器陽的輸出信號Vbpf的包絡線大于所述的第二預設電位時，第二解調器62輸出的信號為在低電平；一輸出時間檢測器63，檢測所述輸出模塊58輸出的低電平脈沖的時間是否超過一預設時間；由于輸出模塊58的輸出與第一解調器57的輸出存在明確對應的關系，因此所述輸出時間檢測器63可以根據(jù)線路設計需求從輸出模塊58的輸出或第一解調器57的輸出獲取一個或多個輸入信號。圖8為按照本發(fā)明的一個紅外接收遙控電路的輸出時間檢測器63的一個具體實施例，包括一個NMOS管MO，一個充電電流源IchO、一個電容器Cdet、一個比較器Al和一個二輸入或非門Q1。在本實施例中，第一解調器57輸出一個與輸出模塊58的輸出相同的信號到該輸出時間檢測器63，輸入信號連接到NMOS管MO的柵極和二輸入或非門Ql的一個輸入端，MO的漏極連接充電電流源IchO、電容器Cdet和比較器Al的正輸入端，比較器Al的負輸入端連接到一個基準電位Vref，輸出端連接到二輸入或非門Ql的另一個輸入端，二輸入或非門Ql的輸出為輸出時間檢測器63的輸出信號。其工作方式為當輸出時間檢測器63的輸入為高電平時，NMOS管MO導通，電容器Cdet兩端的電位差被拉低到接近“0”的水平，比較器Al輸出低電平，輸出時間檢測器63的輸出為低電平；當輸出時間檢測器63的輸入為低電平時，NMOS管MO截止，電容器Cdet被充電電流源IchO充電，兩端的電位差緩緩上升，在電容器Cdet被充電的時間低于電容器Cdet的電容值、基準電位Vref的電壓值的乘積與充電電流源IchO電流值的比值(即Cdet^Vref/ IchO)之前，電容器Cdet兩端的電壓差低于Vref，比較器Al輸出低電平，輸出時間檢測器 63的輸出為高電平；在電容器Cdet被充電的時間超出Cdet*Vref/IChO以后，電容器Cdet 兩端的電壓差高于Vref，比較器Al輸出高電平，輸出時間檢測器63的輸出為低電平。故， 所述的預設時間即為Cdet*Vref/IchO?！壿嬤\算器64，接收所述第二解調器62以及所述輸出時間檢測器63的輸出信號并進行邏輯運算，輸出邏輯控制信號。在本實施例中，所述邏輯運算器64輸出的邏輯信號為充電控制信號Vch和放電控制信號Vdch。如第二解調器62的輸出信號命名為V62，輸出時間檢測器63的輸出信號命名為V63，那么輸出信號的布爾邏輯式為Vch = V62+V63,Vdch = V62。表1為邏輯運算器 64的輸入輸出真值表。表1 邏輯運算器64輸入輸出真值表
權利要求
1.一種紅外遙控接收電路，其特征在于包括一 I-V放大器，用于將紅外遙控器接收到的電流信號Iin轉換為電壓信號； 一可變增益限幅放大器，用于接收所述I-V放大器輸出，調節(jié)I-V放大器輸出的增益； 一限幅放大器，用于接收所述可變增益放大器的輸出并放大該輸出，限制所述可變增益放大器輸出的最大峰值；一帶通濾波器，用于對限幅放大器的輸出信號進行帶通濾波，輸出與紅外遙控器載波信號頻率相同的電信號并濾除其他頻率的信號；一第一比較器，用于將所述帶通濾波器輸出的電信號與第一預設電位進行比較并輸出；一第一解調器，用于解調所述第一比較器的輸出信號；一輸出模塊，用于接收所述第一解調器的輸出信號，并輸出至紅外線遙控接收器的輸出端；一第二比較器，用于將所述帶通濾波器輸出的電信號與第二預設電位進行比較并輸出；一第二解調器，用于解調所述第二比較器的輸出信號；一輸出時間檢測器，用于檢測第一解調器或者輸出模塊輸出的低電平脈沖的時間是否超過一預設時間；一邏輯運算器，用于接收所述第二解調器和所述輸出時間檢測器的輸出信號，并進行邏輯運算，輸出邏輯控制信號；一自動增益控制器，用于接收所述邏輯控制信號，產生增益控制電位，以控制所述可變增益放大器的增益；所述的第二預設電位的值介于所述的帶通濾波器的輸出直流電位和所述的第一預設電位之間；所述邏輯控制信號的工作方式包括如下幾個方面(1)當所述帶通濾波器的輸出信號的包絡線低于所述的第二預設電平，所述邏輯運算器產生相應的邏輯控制信號，控制所述的增益控制電位，使可變增益放大器的增益升高；(2)當所述帶通濾波器的輸出信號的包絡線高于所述的第二預設電平但低于所述的第一預設電平時，所述邏輯運算器產生相應的邏輯控制信號，控制所述的增益控制電位，使可變增益放大器的增益降低；(3)當所述帶通濾波器的輸出信號的包絡線高于所述的第一預設電平，但所述輸出模塊輸出低電平的時間小于所述的預設時間時，所述邏輯運算器產生相應的邏輯控制信號， 維持所述的增益控制電位不變，可變增益放大器的增益不變；(4)當所述帶通濾波器的輸出信號的包絡線高于所述的第一預設電平，但所述輸出模塊輸出低電平的時間大于所述的預設時間后，所述的邏輯運算器產生相應的邏輯控制信號，控制所述的增益控制電位，使可變增益放大器的增益降低。
2.如權利要求1所述的紅外遙控接收電路，其特征在于所述預設時間大于數(shù)據(jù)信號中10位數(shù)據(jù)信號的時間長度且小于一個市電工頻周期時間的一半。
3.如權利要求1所述的紅外遙控接收電路，其特征在于所述輸出時間檢測器包括一個NMOS管，一個充電電流源、一個電容器、一個比較器和一個二輸入或非門；第一解調器輸出一個與輸出模塊的輸出相同的信號到該輸出時間檢測器，第一解調器的輸入信號連接到 NMOS管的柵極和二輸入或非門的一個輸入端，NMOS管的漏極連接充電電流源、電容器和比較器的正輸入端，比較器的負輸入端連接到一個基準點位，輸出端連接到二輸入或非門的另一個輸入端，二輸入或非門的輸出為輸出時間檢測器的輸出信號。
4.如權利要求1所述的紅外遙控接收電路，其特征在于所述自動增益控制器包括一個電容器以及一個充電電流源、一個放電電流源以及PMOS管、NMOS管，充電電流源的一端連接電源，另一端連接PMOS管的源級；放電電流源的一端連接NMOS管的源級，另一端接地； PMOS管的漏極與NMOS管的漏極以及電容器相連接，并輸出增益控制電位Vctrl。
全文摘要
紅外遙控接收電路，包括用于放大電壓信號并控制電壓增益的可變增益放大器和限幅放大器；對限幅放大器的輸出信號進行帶通濾波的帶通濾波器；將帶通濾波器輸出信號與第一預設電位比較的第一比較器；解調第一比較器輸出的第一解調器；輸出第一解調器輸出的輸出模塊；將帶通濾波器輸出信號與第二預設電位比較的第二比較器；解調第二比較器輸出的第二解調器；檢測輸出低電平脈沖時間是否超過一預訂時間的輸出時間檢測器，以及一邏輯運算器以運算第二解調器、輸出時間檢測器以及第一解調器的輸出，并通過自動增益控制器控制可變增益放大器的增益。本發(fā)明電路傳輸數(shù)據(jù)信號可不受信號占空比、信號持續(xù)時間的限制，并會根據(jù)環(huán)境噪聲的變化相應調整增益。
文檔編號G08C23/04GK102332208SQ20111030158
公開日2012年1月25日 申請日期2011年10月2日 優(yōu)先權日2011年10月2日
發(fā)明者李昕華, 杜慶豐, 蘆祥 申請人:杭州士蘭光電技術有限公司