本實用新型涉及通信領(lǐng)域，尤其涉及一種紅外接收電路。

背景技術(shù)：

目前，紅外遙控器己經(jīng)成為家用電器的標(biāo)準(zhǔn)部件。電視機(jī)、錄像機(jī)、DVD、音頻功放、空調(diào)、國家電網(wǎng)里面的紅外抄表等設(shè)備的幾乎所有功能都可以通過紅外遙控器來控制。

圖1a為紅外發(fā)送電路的等效圖，圖1b為紅外接收電路的等效圖。

圖1a中，所述輸入信號In經(jīng)過編碼模塊111進(jìn)行編碼，然后通過電壓至電流轉(zhuǎn)換模塊112將電壓信號轉(zhuǎn)換成電流信號，使發(fā)光二極管113發(fā)出紅外光。

圖1b中，所述光電二極管121接收到紅外光之后，產(chǎn)生電流信號，經(jīng)過電流至電壓轉(zhuǎn)換模塊122轉(zhuǎn)化成電壓信號，再通過解碼模塊123進(jìn)行解碼，獲得輸出信號。

傳統(tǒng)的紅外接收電路例如圖1b中的電路，都是封裝在獨立的芯片上，不利于系統(tǒng)集成，而且紅外接收信號容易受到發(fā)光二極管的暗電流影響，準(zhǔn)確性有待進(jìn)一步的提高。

需要提出一種新的利于集成且受暗電流影響較小的紅外接收電路。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型所要解決的技術(shù)問題是，提供一種紅外接收電路，以降低暗電流影響。

為了解決上述問題，本實用新型提供了一種紅外接收電路，包括：光電二極管；暗電流抑制模塊，所述暗電流抑制模塊與所述光電二極管的電流輸出端連接，用于去除所述光電二極管的輸出電流信號內(nèi)的暗電流；主接收模塊，所述主接收模塊與光電二極管和暗電流抑制模塊連接，用于將光電二極管輸出的去除暗電流之后的有效電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號并對所述電壓信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換形成數(shù)字信號，并輸出所述數(shù)字信號。

可選的，所述暗電流抑制模塊包括電流鏡單元、第一運算放大器和低通濾波電路；所述電流鏡單元由兩個NMOS晶體管組成，所述電流鏡單元的輸入端通過PMOS晶體管連接至電源端，所述電流鏡單元的輸出端連接至光電二極管的電流輸出端；所述運算放大器的輸出端通過非門連接至所述PMOS晶體管的柵極，所述第一運算放大器的一輸入端連接至共模電壓端，另一輸入端通過所述低通濾波電路連接至光電二極管的電流輸出端。

可選的，所述低通濾波電路包括：第一電容和第一電阻；所述第一電阻一端連接至光電二極管的電流輸出端，另一端連接至所述第一運算放大器和所述電容；所述第一電容一端連接至所述第一電阻，另一端接地。

可選的，所述主接收模塊包括：電流電壓轉(zhuǎn)換單元、放大單元和模數(shù)轉(zhuǎn)換單元；所述電流電壓轉(zhuǎn)換單元連接至所述光電二極管的電流輸出端，用于將所述光電二極管輸出的有效電流信號放大并轉(zhuǎn)換為電壓信號；所述放大單元連接至所述電流電壓轉(zhuǎn)換單元，用于將所述電流電壓轉(zhuǎn)換單元輸出的電壓信號放大；所述模數(shù)轉(zhuǎn)換單元與所述放大單元連接，用于將所述放大單元輸出的電壓信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號并輸出。

可選的，所述電流電壓轉(zhuǎn)換單元包括跨阻放大器和第二電阻，所述第二電阻連接所述跨阻放大器的負(fù)輸入端與光電二極管的電流輸出端。

可選的，所述放大單元包括第二運算放大器、第三電阻和第四電阻，所述第三電阻連接所述第二運算放大器的輸出端與負(fù)輸入端，所述第四電阻連接所述第二運算放大器的負(fù)輸出端。

可選的，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換單元包括比較器，所述比較器的正輸入端連接至參考電壓端，所述比較器的另一端連接至第二運算放大器的輸出端。

可選的，還包括：數(shù)字模塊，所述數(shù)字模塊與主接收模塊連接，用于接收所述主接收模塊輸出的數(shù)字信號。

本實用新型的紅外接收電路包括暗電流抑制模塊，用于過濾光電二極管輸出的電流信號，使得所述紅外接收電路接收的信號更加準(zhǔn)確；并且，所述紅外接收電路采用的電子元件均可以集成于CMOS工藝內(nèi)，便于集成，有利于降低電路制造成本。

附圖說明

圖1a為本實用新型現(xiàn)有技術(shù)的紅外發(fā)送電路的等效結(jié)構(gòu)示意圖；

圖1b為本實用新型現(xiàn)有技術(shù)的紅外接收電路的等效結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實用新型一具體實施方式的紅外接收電路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實用新型一具體實施方式的紅外接收電路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本實用新型一具體實施方式的紅外接收電路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本實用新型一具體實施方式的紅外接收電路中的暗電流抑制模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本實用新型一具體實施方式的紅外接收電路的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本實用新型提供的紅外接收電路的具體實施方式做詳細(xì)說明。

請參考圖2，為本實用新型一具體實施方式的紅外結(jié)構(gòu)電路的模塊結(jié)構(gòu)示意圖。

所述紅外接收電路包括：光電二極管210、主接收模塊230、暗電流抑制模塊250和數(shù)字模塊240。

所述光電二極管210用于接收紅外信號，例如紅外遙控器發(fā)送的紅外光，產(chǎn)生電流信號。

由于光電二極管210在接收到紅外光信號時，對自然光(太陽光)和日光燈等光信號也會產(chǎn)生電流，這一部分電流稱之為暗電流。這部分電流變化緩慢，屬低頻信號，會被AC耦合電容部分抑制，但當(dāng)暗電流較大時，會對光電二極管210的偏置狀態(tài)，從而對信號的接收準(zhǔn)確性造成影響。所述暗電流抑制模塊250與所述光電二極管210的電流輸出端連接，用于去除輸出電流內(nèi)的暗電流，從而提高信號接收的準(zhǔn)確性。

主接收模塊230，所述主接收模塊230與光電二極管210和暗電流抑制模塊250連接，用于通過暗電流抑制模塊250去除暗電流之后的光電二極管210輸出的電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號，并對所述電壓信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換形成數(shù)字信號，并輸出所述數(shù)字信號。

在該具體實施方式中，所述主接收模塊230包括電流電壓轉(zhuǎn)換單元231、放大及模數(shù)轉(zhuǎn)換單元232。所述電流電壓轉(zhuǎn)換單元231用于將光電二極管210輸出后通過暗電流抑制模塊250去除暗電流之后的電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號，在一個具體實施方式中，所述電流電壓轉(zhuǎn)換單元231可以包括跨阻放大器，用于對電流信號進(jìn)行放大并轉(zhuǎn)換為電壓信號輸出，并且可以通過一增益控制信號，控制所述電流電壓轉(zhuǎn)換單元231的放大倍數(shù)。所述放大及模數(shù)轉(zhuǎn)換單元232用于對電流電壓轉(zhuǎn)換單元231輸出的電壓信號進(jìn)行放大，并將放大后的電壓信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。所述放大及模數(shù)轉(zhuǎn)換單元232可以包括一放大器模塊和一比較器模塊，所述放大器模塊用于對電壓信號進(jìn)行放大，可以通過一增益控制信號，控制所述放大器模塊的放大倍數(shù)；所述比較器模塊用于對放大后的電壓信號通過比較器比較后輸出滿幅的數(shù)字信號。

在該具體實施方式中，所述紅外接收電路還包括數(shù)字模塊240，所述數(shù)字模塊240與主接收模塊230連接，用于接收所述主接收模塊230輸出的數(shù)字信號230。所述數(shù)字模塊240可以用于對接收的數(shù)字信號進(jìn)行整形、解碼等操作。所述數(shù)字模塊240可以集成于紅外接收電路內(nèi)，也可以位于所述紅外接收電路外部，通過電路接口連接至紅外接收電路的輸出端。

所述紅外接收電路包括暗電流抑制模塊，用于過濾光電二極管輸出的電流信號，使得所述紅外接收電路接收的信號更加準(zhǔn)確。

請參考圖3，為本實用新型另一具體實施方式的紅外接收電路的接收示意圖。

所述紅外接收電路還包括：信號檢測模塊220，所述信號檢測模塊220與所述光電二極管210連接，用于檢測所述光電二極管210是否有電流輸出，當(dāng)檢測到有電流輸出時，輸出使能信號。

所述數(shù)字模塊240還用于在完成信號接收之后，發(fā)出一復(fù)位信號至信號檢測模塊220，為下一次接收紅外信號做準(zhǔn)備。所述數(shù)字模塊240可以集成于紅外接收電路內(nèi)，也可以位于所述紅外接收電路外部，通過電路接口連接至紅外接收電路的輸出端。

所述紅外接收電路通過信號檢測模塊220自動檢測到光電二極管210產(chǎn)生的電流信號后，產(chǎn)生使能信號，使能所述主接收模塊230，主接收模塊230接收光電二極管210產(chǎn)生的電流信號，并將電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號、放大以及模數(shù)轉(zhuǎn)換后輸出數(shù)字信號至數(shù)字模塊240。數(shù)字模塊240在完成接收后，發(fā)出一復(fù)位信號，復(fù)位所述信號檢測模塊220，為下一次接收紅外信號做準(zhǔn)備。由于所述主接收模塊230只在信號檢測模塊220檢測到紅外信號后才使能，從而使得整個紅外接收電路不僅接收信號準(zhǔn)確，還具有低功耗的特點。

請參考圖4，為本實用新型一具體實施方式的紅外接收電路的電路示意圖。

所述紅外接收電路還可以包括電流電壓偏置電路(圖4中未示出)，用于為所述紅外接收電路提供各工作電壓，如Vbias、Vcm、Vcomm等。

所述光電二極管210的負(fù)極連接至偏置電壓端Vbias，在該具體實施方式中，所述偏置電壓端Vbias通過一電壓跟隨器301連接至所述光電二極管的負(fù)極，所述電壓跟隨器301可以提高Vbias的穩(wěn)定性。

所述紅外接收模塊還包括一暗電流抑制模塊250，所述暗電流抑制模塊250一端連接至共模電壓端Vcm，另一端連接至光電二極管210的電流輸出端Out，用于去除所述光電二極管210輸出的電流信號中的暗電流，使得所述光電二極管210從電流輸出端Out向主接收模塊230輸出的電流為有效電流信號。

所述主接收模塊230包括：電流電壓轉(zhuǎn)換單元，連接至所述光電二極管的電流輸出端Out，用于將所述光電二極管輸出的電流信號放大并轉(zhuǎn)換為電壓信號；放大單元，連接至所述電流電壓轉(zhuǎn)換單元，用于將所述電流電壓轉(zhuǎn)換單元輸出的電壓信號放大；模數(shù)轉(zhuǎn)換單元，與所述放大單元連接，用于將所述放大單元輸出的電壓信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號并輸出至數(shù)字模塊。

在該具體實施方式中，所述電流電壓轉(zhuǎn)換單元包括跨阻放大器231和電阻Rf1，所述跨阻放大器231的負(fù)輸入端連接至光電二極管210的電流輸出端Out，正輸入端連接至電壓端Vcomm，所述電阻Rf1連接所述跨阻放大器231的輸出端與負(fù)輸入端，所述光電二極管210的輸出電流經(jīng)過所述跨阻放大器231進(jìn)行放大并轉(zhuǎn)換成電壓信號，輸出至放大單元。所述電壓端Vcomm通過一電壓跟隨器302連接至共模電壓端Vcm，所述電阻Rf1可以為可變電阻，便于調(diào)整所述電流電壓轉(zhuǎn)換單元的放大倍數(shù)。

該具體實施方式中，所述放大單元包括放大器232、電阻Rf2和電阻Rin2，所述放大器232的正輸入端連接至跨阻放大器231的輸出端，負(fù)輸入端連接至電壓端Vcomm，所述電阻Rf2連接所述放大器232輸出端與負(fù)輸入端，所述電阻Rin2連接所述放大器232的負(fù)輸出端與電壓端Vcomm。所述放大單元對跨阻放大器231輸出的電壓信號進(jìn)行放大，并輸出至模數(shù)轉(zhuǎn)換單元。所述電阻Rf2可以為可變電阻，便于調(diào)整所述放大單元的放大倍數(shù)。

該具體實施方式中，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換單元包括比較器233，所述比較器233的正輸入端連接至參考電壓產(chǎn)生單元234，所述參考電壓產(chǎn)生單元234用于向比較器輸入?yún)⒖茧妷篤ref，所述比較器233的另一端連接至放大器232的輸出端，通過所述比較器233將電壓信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號輸出。

在本實用新型的具體實施方式中，所述主接收模塊230各個單元之間的連接均可以采用AC耦合方式連接，以去除電路中的低頻成分，最大限度的減小光電二極管210的暗電流的影響。

所述紅外接收電路還可以包括數(shù)字模塊，用于接收所述主接收模塊230輸出的數(shù)字信號。

請參考圖5，為本實用新型一具體實施方式的暗電流抑制模塊250的電路結(jié)構(gòu)示意圖。

所述暗電流抑制模塊250包括：由NMOS晶體管N1和N2組成的電流鏡單元，所述電流鏡單元的輸入端通過PMOS晶體管P1連接至電源端Vdda，所述電流鏡單元的輸出端連接至光電二極管210的電流輸出端Out；運算放大器A1，所述運算放大器A1的輸出端通過非門251連接至所述PMOS晶體管P1的柵極，所述運算放大器A1的一輸入端連接至共模電壓端Vcm，另一輸入端通過一低通濾波電路連接至光電二極管210的電流輸出端Out，在該具體實施方式中，所述運算放大器A1工作在負(fù)反饋狀態(tài)，有利于提高電路的穩(wěn)定性。

該具體實施方式中，所述低通濾波電路包括電容C2和電阻R2；所述電阻R2一端連接至光電二極管210的電流輸出端Out，另一端連接至運算放大器A1和所述電容C2；所述電容C2一端連接至所述電阻R2，另一端接地。在本實用新型的其他具體實施方式中，所述低通濾波電路還可以為其他電路結(jié)構(gòu)。

光電二極管210在接收到紅外信號之后，輸出的電流信號中包括暗電流與有效信號電流，所述暗電流為通常為直流或低頻電流，所述電流信號經(jīng)過低通濾波電路后，電流信號中的暗電流在電阻R2與運算放大器A1的負(fù)輸入端的連接端兩端產(chǎn)生電壓信號，輸入至放大器A1的負(fù)輸入端，經(jīng)所述放大器A1放大、再通過非門251取反后控制所述PMOS晶體管P1導(dǎo)通。可以調(diào)整所述放大器A1的放大倍數(shù)，使得所述PMOS晶體管P1流至NMOS晶體管N1的電流與光電二極管210的暗電流一致，由于電流鏡電路作用，使得所述NMOS晶體管N2中也產(chǎn)生相同的電流，從而使得所述光電二極管210輸出的電流信號中，暗電流經(jīng)NMOS晶體管N2流入地端，使得電流信號中的暗電流成分被抑制，所述光電二極管210從電流輸出端Out輸入所述主接收模塊230的電流為由紅外信號照射而產(chǎn)生的有效電流信號，從而可以提高所述紅外接收電路的信號接收的準(zhǔn)確性。

請參考圖6，為本實用新型另一具體實施方式的紅外接收電路的結(jié)構(gòu)示意圖。

所述紅外接收電路還包括一信號檢測模塊220，所述信號檢測模塊220包括：檢測電阻Rin和比較器221，所述檢測電阻Rin的兩端分別與光電二極管210的兩端連接，所述光電二極管210在接收到紅外光信號之后，產(chǎn)生電流信號。光電二極管210輸出至信號檢測模塊220的電流經(jīng)過檢測電阻Rin之后，在所述檢測電阻Rin兩端產(chǎn)生電壓差。在該具體實施方式中，所述光電二極管210的電流輸出端Out通過由Cin和R1組成的濾波電路連接至所述信號檢測模塊220和主接收模塊230，通過AC耦合進(jìn)一步去除光電二極管210輸出的電流信號中的低頻成分。

所述比較器221的正輸入端和負(fù)輸入端分別連接至所述檢測電阻Rin的兩端，當(dāng)所述檢測電阻Rin兩端產(chǎn)生電壓差時，所述比較器221輸出對應(yīng)的檢測信號。在本實用新型的具體實施方式中，所述比較器221的正輸入端連接至所述檢測電阻Rin與光電二極管210的負(fù)極相連的一端，所述比較器221的負(fù)輸入端連接至檢測電阻Rin與光電二極管210的電流輸出端Out連接的一端，并且所述比較器221自帶系統(tǒng)補(bǔ)償，從而使得所述比較器在所述檢測電阻Rin兩端有電壓時，輸出高電平；在所述檢測電阻Rin兩端沒有電壓時，輸出低電平。所述比較器221在檢測到信號時，輸出的高電平作為使能信號，使主接收模塊230工作。

所述信號檢測模塊220還可以包括：數(shù)字濾波單元222，所述數(shù)字濾波單元222與所述比較器221的輸出端連接，用于對輸出信號進(jìn)行濾波整形，輸出有效使能信號。所述數(shù)字濾波單元222可以由濾波電路組成，在本實用新型的其他具體實施方式中，也可以沒有所述數(shù)字濾波單元222。

在該具體實施方式中，所述信號檢測模塊220與光電二極管210的電流輸出端Out之間連接有第二開關(guān)K2，具體的，所述第二開關(guān)K2連接所述光電二極管210的電流輸出端Out以及檢測電阻Rin。所述第二開關(guān)K2默認(rèn)狀態(tài)為導(dǎo)通狀態(tài)，使得所述信號檢測模塊220自動對紅外信號進(jìn)行檢測。當(dāng)檢測到紅外信號后，所述信號檢測模塊220輸出的使能信號，使主接收模塊230的電路工作，且使得所述第二開關(guān)K2斷開，停止信號的檢測。

在該具體實施方式中，所述主接收模塊230與光電二極管210的電流輸出端Out之間連接有第一開關(guān)K1，具體的，所述第一開關(guān)K1連接所述光電二極管210的電流輸出端Out與跨阻放大器231的負(fù)輸入端。所述第一開關(guān)K1默認(rèn)狀態(tài)為斷開狀態(tài)，在所述信號檢測模塊220未檢測到紅外信號時，所述主接收模塊230不工作，有利于降低所述紅外接收電路的功耗。在本實用新型的一個具體實施方式中，所述信號檢測模塊220的輸出端連接至所述第一開關(guān)K1和第二開關(guān)K2，當(dāng)所述信號檢測模塊220檢測到紅外信號后，輸出的使能信號使所述第一開關(guān)K1導(dǎo)通，使所述主接收模塊230工作，同時使第二開關(guān)K2斷開。

所述紅外接收模塊還可以包括一數(shù)字模塊，用于接收主接收模塊230輸出的數(shù)字信號。所述數(shù)字模塊還用于在接收到主接收模塊230發(fā)出的數(shù)字信號之后，發(fā)送一復(fù)位信號，所述復(fù)位信號用于控制所述第一開關(guān)K1和第二開關(guān)K2恢復(fù)至默認(rèn)狀態(tài)，為下一次接收紅外信號做準(zhǔn)備。在本實用新型的一個具體實施方式中，所述數(shù)字模塊的復(fù)位信號輸出端連接至所述第一開關(guān)K1和第二開關(guān)K2。

所述第一開關(guān)K1和第二開關(guān)K2可以為單個開關(guān)元件，例如MOS晶體管、三極管或晶閘管等，也可以是由多個開關(guān)元件組成的電路。

上述紅外接收電路具有信號檢測模塊，只有當(dāng)信號檢測模塊檢測到紅外信號時，才使得主接收模塊工作，從而降低電路的功耗；并且，所述紅外接收電路還可以包括暗電流抑制模塊，用于過濾光電二極管輸出的電流信號，使得所述紅外接收電路接收的信號更加準(zhǔn)確；并且，所述紅外接收電路采用的電子元件均可以集成于CMOS工藝內(nèi)，便于集成，有利于降低電路制造成本。

以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本實用新型的保護(hù)范圍。