專(zhuān)利名稱(chēng)：基于反饋的紅外接收系統(tǒng)直流干擾抑制電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于紅外接收系統(tǒng)中直流干擾抑制的電路部分，特別涉及一種可在紅外接
收器輸入端對(duì)直流干擾電流進(jìn)行抑制的反饋電路結(jié)構(gòu)一基于反饋的紅外接收系統(tǒng)直流 干擾抑制電路。
背景技術(shù)：
紅外線是波長(zhǎng)在O. 75iim至100iim之間的電磁波，它的頻率高于微波而低于可 見(jiàn)光，因其頻段的使用是免費(fèi)的而得到了廣泛的關(guān)注，尤其在1993年紅外通訊協(xié)會(huì)成立之 后，為了獲得不同廠家產(chǎn)品的兼容，而制訂了紅外通訊協(xié)議，使紅外技術(shù)得到了更加迅速的 發(fā)展。由于紅外技術(shù)具有低功耗、低成本、體積小，易于應(yīng)用等特點(diǎn)，因此紅外技術(shù)被廣泛應(yīng) 用在各種電子設(shè)備中，例如便攜式設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸，以及電子設(shè)備的遙控等等。紅外接收器 是紅外技術(shù)的必要組成部分，它完成了紅外信號(hào)的檢測(cè)，把其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)并對(duì)該電信號(hào) 進(jìn)行進(jìn)一步的恢復(fù)與還原，因此紅外接收器必須具有很高的靈敏度才能在檢測(cè)到微弱的紅 外信號(hào)。但由于紅外信號(hào)是在開(kāi)放式的環(huán)境中傳輸?shù)模@意味著各種干擾光源產(chǎn)生的干擾 光也可以隨著紅外信號(hào)一起進(jìn)入紅外接收器，對(duì)紅外信號(hào)的正確接收產(chǎn)生影響。由日光、白 熾燈等直流光源產(chǎn)生的直流干擾光進(jìn)入光電二極管后會(huì)產(chǎn)生一個(gè)直流干擾電流，其進(jìn)入紅 外接收器后相當(dāng)于白噪聲會(huì)對(duì)微弱的紅外信號(hào)產(chǎn)生干擾，還會(huì)引起電路的直流工作點(diǎn)發(fā)生 漂移，將對(duì)電路的性能產(chǎn)生影響。為了確保紅外接收器能夠正常工作，對(duì)光干擾所轉(zhuǎn)化成的 直流干擾電流的抑制尤為重要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是提供一種基于反饋的紅外接收系統(tǒng)直流干擾抑制電路。達(dá)到
減少直流干擾光經(jīng)光電轉(zhuǎn)換后所產(chǎn)生的直流干擾電流對(duì)紅外接收器性能的影響。通過(guò)本發(fā)
明中的直流干擾抑制電路在紅外接收器輸入端的應(yīng)用，可以在直流干擾電流進(jìn)入信號(hào)通路
之前就對(duì)其進(jìn)行抑制，使紅外接收器的工作狀態(tài)不受直流干擾電流的影響，從而確保了紅
外接收器的正常性能。 本發(fā)明中的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的 1、基于反饋的紅外接收系統(tǒng)直流干擾抑制電路，其特征在于其通過(guò)誤差放大器 (1)連接調(diào)整管(2)，調(diào)整管連接電阻網(wǎng)絡(luò)(3)形成了一個(gè)反饋電路，可在紅外接收器的輸 入端對(duì)直流干擾電流進(jìn)行抑制。 誤差放大器(1)的輸出端與調(diào)整管(2)的柵極相連，誤差放大器(1)的正向輸入 端與電阻網(wǎng)絡(luò)(3)的B端相連，誤差放大器(1)的反向輸入端接基準(zhǔn)源Vref。電阻網(wǎng)絡(luò)(3) 的另外兩端A、 C分別與兩個(gè)起隔離作用的電容相連，電容的另一端分別于與跨阻前置放大 器(4)的兩個(gè)輸入端相連。 電阻網(wǎng)絡(luò)(3)由第一電阻(Rl)、第二電阻(R2)組成，通過(guò)誤差放大器(1)的正向 輸入端對(duì)第一電阻(Rl)與第二電阻(R2)連接處電位的實(shí)時(shí)檢測(cè)，來(lái)調(diào)整反饋的強(qiáng)弱，從而
3對(duì)直流干擾電流進(jìn)行抑制。 反饋是通過(guò)誤差放大器的輸出對(duì)調(diào)整管(2)的柵極電壓的控制來(lái)完成的。
直流干擾抑制電路包括誤差放大器1、調(diào)整管2和電阻網(wǎng)絡(luò)3。誤差放大器1的輸 出端與調(diào)整管的柵極相連，誤差放大器1的正向輸入端與電阻網(wǎng)絡(luò)3的B端相連，誤差放大 器l的反向輸入端接基準(zhǔn)源Vref。電阻網(wǎng)絡(luò)3的另外兩端A、C分別與信號(hào)通路上的跨阻 前置放大器的兩個(gè)輸入端相連。 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)通過(guò)本發(fā)明的直流干擾抑制電路對(duì)進(jìn)入紅外接收器的直流干擾電 流進(jìn)行抑制，利用調(diào)整管作為電壓控制電流源所提供的直流電流來(lái)補(bǔ)償由直流光干擾所產(chǎn) 生的干擾電流。由于反饋的存在，當(dāng)光干擾電流發(fā)生改變時(shí)，調(diào)整管的控制電壓也隨之改 變，從而使其提供的直流電流發(fā)生變化，進(jìn)而補(bǔ)償了光電二極管產(chǎn)生的直流干擾電流。并且 輸入的信號(hào)可以通過(guò)電阻網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換成雙端輸入提供給后續(xù)的跨阻前置放大器，這樣不單抑 制了噪聲，而且與單端的放大相比使信號(hào)的放大倍數(shù)提高了一倍，提高了紅外接收器對(duì)微 小信號(hào)的接收能力，即提高了靈敏度。


圖1是本發(fā)明應(yīng)用于跨阻前置放大器上的結(jié)構(gòu)示意圖，
圖2是實(shí)施方式的具體電路圖， 圖3是在不同直流干擾信號(hào)Iin,DC下本發(fā)明提供的補(bǔ)償電流的仿真示意圖。
圖4是紅外信號(hào)經(jīng)本發(fā)明后從單端轉(zhuǎn)換為差分信號(hào)的仿真示意圖，
圖5是不帶直流干擾抑制電路情況下，輸入電流信號(hào)為600pA時(shí)，跨阻前置放大器 在不同直流干擾信號(hào)Iin,Dc下的幅頻特性曲線仿真示意圖，其中，曲線a表示Iin,DC = 0時(shí)的 增益，曲線b表示Iin,DC = 12 A時(shí)的增益，介于曲線a禾P曲線b之間的一組曲線表示Iin,DC 介于0和12 A之間跨阻前置放大器的增益，圖6是采用本發(fā)明直流干擾抑制電路的跨阻 前置放大器在輸入電流信號(hào)為600pA時(shí)，不同直流干擾信號(hào)Iin^下的幅頻特性曲線仿真示 意圖，其中，橫軸表示帶寬，曲線c表示Iin,DC = 0時(shí)的增益，曲線d表示Iin,DC = 12 A時(shí)的 增益，介于曲線c和曲線d之間的一組曲線表示Iin,DC介于0禾P 12 A之間跨阻前置放大器 的增益。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合圖1、圖2說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式包括誤差放大器1、調(diào)整管2、反饋 電阻網(wǎng)絡(luò)3和補(bǔ)償電路。本發(fā)明所述直流干擾抑制電路應(yīng)用于紅外接收電路的輸入端，所 述直流干擾抑制電路與跨阻前置放大器4的連接方式如圖1所示，跨阻前置放大器4采用 雙端輸入雙端輸出方式時(shí)，電阻網(wǎng)絡(luò)3的兩端分別與跨阻前置放大器的兩個(gè)輸入端相連， 其中電阻網(wǎng)絡(luò)與跨阻前置放大器正向輸入端相連后還與外接光電二極管D的陰極相連，光 電二極管D的陽(yáng)極接地。誤差放大器1的輸出端與調(diào)整管MO的柵極相連，誤差放大器1的 正向輸入端與電阻網(wǎng)絡(luò)3的中間相連，誤差放大器l的反向輸入端接基準(zhǔn)源Vref。誤差放 大器1包括第六MOS晶體管M6、第七M(jìn)OS晶體管M7、第八MOS晶體管M8、第九MOS晶體管 M9和作為電流源使用的第十MOS晶體管M10、第i^一 MOS晶體管Mll。第六MOS晶體管M6 的源極與第七M(jìn)OS晶體管M7的源極相連并且接電源Vcc，第六MOS晶體管M6的漏極與柵極相連并于第八MOS晶體管M8的漏極相連，第六MOS晶體管M6的柵極還與第七M(jìn)OS晶體 管M7的柵極相連。第七M(jìn)0S晶體管M7的漏極與第九MOS晶體管的漏極相連作為誤差放大 器1的輸出端，該輸出端與作為調(diào)整管的MO相連，第八MOS晶體管M8的漏極與第九MOS晶 體管M9的漏極相連后與第十M0S晶體管M10的漏端相連，第十M0S晶體管M10的源極與第 i^一 M0S晶體管Mil的漏極相連，第i^一 M0S晶體管Mil的源極接地，第十M0S晶體管M10 的柵極與第十一MOS晶體管Mll的柵極分別與偏置電壓biasl、 bias2相連，第九M0S晶體 管M9的柵極作為誤差放大器的反向輸入端接基準(zhǔn)源Vref，第八MOS晶體管M8的柵極作為 誤差放大器的正向輸入端與電阻網(wǎng)絡(luò)3的中間相連，該點(diǎn)為Rl與R2的連接處。調(diào)整管MO 的源極接電源Vcc，MO的漏極與第一MOS晶體管M1的源極相連，第一MOS晶體管M1的柵極 由bias提供偏置電壓，第一 MOS晶體管Ml的漏極與第二 MOS晶體管M2的漏極相連，該連 接點(diǎn)還與R2的另一端相連后接入跨阻前置放大器的反向輸入端。第二MOS晶體管M2的源 極與第三MOS晶體管M3的漏極相連，第三MOS晶體管M3的源極接地，這里M2與M3作為電 流源來(lái)使用。另外為了補(bǔ)償相位裕度，本實(shí)施方式增加了補(bǔ)償電路，該補(bǔ)償電路由電容C、 第五MOS晶體管M5與第四MOS晶體管M4組成。電容C的一端與誤差放大器1的輸出端相 連，另一端與第五MOS晶體管M5的源端相連，第五MOS晶體管M5的柵端與第一MOS晶體管 Ml的漏端相連，這樣在補(bǔ)償?shù)耐瑫r(shí)可以消除由電容C產(chǎn)生的影響，第五MOS晶體管M5的漏 接電源Vcc，第四MOS晶體管M4的源極接地，柵極接偏置電壓bias2，第四M0S晶體管M4的 漏極與第五MOS晶體管M5的源極相連接。
本發(fā)明的工作原理 基于反饋的紅外接收系統(tǒng)直流干擾抑制電路結(jié)構(gòu)如圖1所示，本發(fā)明所述的電路 可對(duì)直流干擾電流在紅外接收器的輸入端進(jìn)行抑制。當(dāng)外界沒(méi)有直流光干擾時(shí)，由于電阻 網(wǎng)絡(luò)的阻值遠(yuǎn)大于Rs的阻值，因此這個(gè)直流抑制電路并不影響交流信號(hào)的傳輸，使信號(hào)is 能夠通過(guò)C1而順利地進(jìn)入跨阻前置放大器的inl端。同時(shí)由于電阻網(wǎng)絡(luò)的存在，使in2端 也有-(R1/R2) is大小的信號(hào)進(jìn)入，這樣使跨阻前置放大器的放大倍數(shù)能比單端輸入時(shí)相應(yīng) 地增加，可以有效地提高紅外接收器的靈敏度，改善其性能。這時(shí)由于沒(méi)有直流干擾電流的 流入，直流抑制電路處于一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)，由1。給調(diào)整管提供偏置電流。 當(dāng)直流干擾光經(jīng)外接光電二極管轉(zhuǎn)化為直流干擾電流Iin,Dc進(jìn)入紅外接收器時(shí)，由 于電容C1的存在，Iin,Dc流入電阻網(wǎng)絡(luò)，導(dǎo)致B點(diǎn)的電位發(fā)生變化，該點(diǎn)電位反饋到誤差放
大器的輸入端與基準(zhǔn)源Vref進(jìn)行比較，誤差信號(hào)被放大后輸出，使D點(diǎn)的電位發(fā)生變化，即 調(diào)整管的柵極控制電壓改變，由于調(diào)整管MO的寬長(zhǎng)比是一個(gè)較大的值，因此其柵極電壓即 D點(diǎn)電位微小的改變就會(huì)使流過(guò)過(guò)調(diào)整管的電流IM。發(fā)生較大變化，而10是恒流源，其值不 發(fā)生改變，因此就會(huì)有部分電流lM。-I。通過(guò)電阻網(wǎng)絡(luò)流出，流入到光電二極管，通過(guò)計(jì)算使 IM。_I。= Imi則通過(guò)該反饋電路正好能補(bǔ)償直流干擾光產(chǎn)生干擾電流。而B(niǎo)點(diǎn)與D點(diǎn)的電 位是隨著Iin,De的改變而時(shí)時(shí)發(fā)生變化的，即這個(gè)對(duì)直流干擾抑制的過(guò)程是動(dòng)態(tài)的隨時(shí)的， 外接光電二極管D抽取的電流Iin,DC由本發(fā)明所述的直流干擾抑制電路提供，而不影響到跨 阻前置放大器4及其后的信號(hào)通路，起到直流干擾抑制的作用。
本實(shí)施方式給出了具體的電路圖，如圖2所示。 如果沒(méi)有這個(gè)用來(lái)做直流抑制的反饋電路，跨阻前置放大器4的增益與直流干擾 信號(hào)Iini變化如圖5所示，該跨阻前置放大器已經(jīng)無(wú)法正常工作。這是因?yàn)樵谥绷鞲蓴_信
5號(hào)Iin,Dc流入紅外接收器的電路后會(huì)使電容Cl的兩極板之間的電壓差增大，到達(dá)一定值后
會(huì)對(duì)跨阻前置放大器的輸入端inl的電壓產(chǎn)生影響，由于紅外信號(hào)轉(zhuǎn)換成的交流信號(hào)非常 微弱，inl的直流工作點(diǎn)的微小變化都會(huì)導(dǎo)致該信號(hào)無(wú)法正常進(jìn)行放大，即無(wú)法輸出正確的 結(jié)果。 本發(fā)明中的直流抑制電路應(yīng)用在跨阻前置放大器的前端后，當(dāng)直流干擾信號(hào)Iin,DC 的值變大時(shí)，B點(diǎn)的電位有一個(gè)下降的趨勢(shì)，其反饋到誤差放大器的輸入端，即M8的柵極， 與基準(zhǔn)源Vref比較后，誤差信號(hào)被放大去控制調(diào)整管的柵極電壓，即D點(diǎn)的電位發(fā)生向下 變化的趨勢(shì)，從而來(lái)控制調(diào)整管的輸出電流IM。變大，而M3的偏置電壓是恒定的，即M3相當(dāng) 于一個(gè)恒流源，IM3不變，因此IM。_IM3的值增大，通過(guò)計(jì)算使其等于Iin,DC，即補(bǔ)償了進(jìn)入紅外 接收器的直流干擾電流。另外由于調(diào)整管在這里相對(duì)于誤差放大器來(lái)說(shuō)相當(dāng)于一個(gè)第二級(jí) 的放大，因此必須對(duì)其進(jìn)行相位的補(bǔ)償，本具體實(shí)施的電路中通過(guò)電容C與MOS管M4和M5 來(lái)連接兩級(jí)的輸出，從而達(dá)到了補(bǔ)償?shù)男Ч?，使其能夠穩(wěn)定的輸出。如圖6所示，在直流干 擾從0變化到12 A時(shí)，應(yīng)用了直流抑制電路的跨阻放大器的交流特性曲線只有微小的變 化，即該跨阻放大其能夠正常工作，并且增益可以達(dá)到124dB
圖2中涉及的電源電壓Vcc的取值介于2. 7V至5V之間。 這樣，通過(guò)采用以上實(shí)例中的電路，該紅外接收器的抑制直流干擾范圍可達(dá)到 0 12 A，能較好滿(mǎn)足紅外接收系統(tǒng)對(duì)直流干擾抑制的要求。
權(quán)利要求
基于反饋的紅外接收系統(tǒng)直流干擾抑制電路，其特征在于其通過(guò)誤差放大器(1)連接調(diào)整管(2)，調(diào)整管連接電阻網(wǎng)絡(luò)(3)形成了一個(gè)反饋電路，可在紅外接收器的輸入端對(duì)直流干擾電流進(jìn)行抑制。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于反饋的紅外接收系統(tǒng)直流干擾抑制電路，其特征在于 誤差放大器(1)的輸出端與調(diào)整管(2)的柵極相連，誤差放大器(1)的正向輸入端與電阻網(wǎng)絡(luò)(3)的B端相連，誤差放大器(1)的反向輸入端接基準(zhǔn)源Vref。電阻網(wǎng)絡(luò)(3)的另外 兩端A、C分別與兩個(gè)起隔離作用的電容相連，電容的另一端分別于與跨阻前置放大器(4) 的兩個(gè)輸入端相連。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于反饋的紅外接收系統(tǒng)直流干擾抑制電路，其特征在于 電阻網(wǎng)絡(luò)(3)由第一電阻(Rl)、第二電阻(R2)組成，通過(guò)誤差放大器(1)的正向輸入端對(duì) 第一電阻(Rl)與第二電阻(R2)連接處電位的實(shí)時(shí)檢測(cè)，來(lái)調(diào)整反饋的強(qiáng)弱，從而對(duì)直流干 擾電流進(jìn)行抑制。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于反饋的紅外接收系統(tǒng)直流干擾抑制電路，其特征在于 反饋是通過(guò)誤差放大器的輸出對(duì)調(diào)整管(2)的柵極電壓的控制來(lái)完成的。
全文摘要
基于反饋的紅外接收系統(tǒng)直流干擾抑制電路，其通過(guò)誤差放大器連接調(diào)整管，調(diào)整管連接電阻網(wǎng)絡(luò)形成了一個(gè)反饋電路，可在紅外接收器的輸入端對(duì)直流干擾電流進(jìn)行抑制。針對(duì)紅外接收器中存在的直流光干擾的情況，此直流干擾抑制電路通過(guò)反饋能夠在紅外接收器的輸入端對(duì)直流光電流進(jìn)行抑制，從而減小直流光電流對(duì)紅外接收器中后續(xù)電路的影響，確保紅外接收器能夠穩(wěn)定的工作。
文檔編號(hào)H04B10/00GK101783510SQ20091022895
公開(kāi)日2010年7月21日 申請(qǐng)日期2010年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月2日
發(fā)明者喻明艷, 徐麗, 朱懷宇, 李景虎, 王永生 申請(qǐng)人:天津泛海科技有限公司