一个具有抵抗射频信号干扰的红外接收芯片电路的制作方法

1.本实用新型涉及的是红外接收芯片技术领域，具体涉及一个具有抵抗射频信号干扰的红外接收芯片电路。


背景技术：

2.现有的红外线信号接收系统包含芯片内部系统以及芯片外部红外线感应二极管，该系统得到广泛应用实践，可以良好的放大与还原红外有用信号，但该传统红外线信号接收系统存在无法有效抑制射频信号干扰的问题。红外线载波信号频率范围大约为36khz-40khz，该系统片内的带通滤波器通常的中心频率为36khz或38khz或40khz，带宽约为4.5khz。在外部射频干扰信号强度比较弱，射频信号并没有在芯片片内产生较大波形失真的情况下，该系统内部的带通滤波器可以有效滤除载波频率外的射频干扰信号。但当外部射频干扰信号强度较强，会导致信号在芯片内部放大链路上波形幅值过大，导致波形失真。而波形失真会导致原本为1ghz以上的射频干扰信号产生衍生的低频分量，某些低频分量有可能会落在红外接收系统的带通范围内，进而导致该系统输出端出现噪声误输出，提高信号传输误码率。
3.为了解决上述传统红外线信号接收系统存在的无法有效抑制射频干扰信号的问题，设计一种具有抵抗射频信号干扰的红外接收芯片电路尤为必要。


技术实现要素：

4.针对现有技术上存在的不足，本实用新型目的是在于提供一个具有抵抗射频信号干扰的红外接收芯片电路，结构简单，设计合理，减少芯片增益放大链路因波形失真而产生的低频噪声分量，不会因外部射频信号干扰而输出错误信号，易于推广使用。
5.为了实现上述目的，本实用新型是通过如下的技术方案来实现：一个具有抵抗射频信号干扰的红外接收芯片电路，包括红外接收芯片和红外线感应二极管，红外接收芯片与红外线感应二极管连接，所述的红外接收芯片包括有电流-电压变换电路、前置放大器、自动增益放大器、增益限制放大器、带通滤波器、比较器、积分整形器、噪声检测和增益控制模块、第一nmos管、第一电阻，红外线感应二极管与电流-电压变换电路的输入端连接，电流-电压变换电路的输出端与前置放大器的输入端相连，前置放大器的输出端与自动增益放大器的输入端相连，自动增益放大器的输出端与增益限制放大器的输入端相连，增益限制放大器的输出端连接带通滤波器的输入端，带通滤波器的输出端与比较器的输入端相连，比较器的输出端分别与积分整形器、噪声检测和增益控制模块的输入端连接，噪声检测和增益控制模块的输出端接至自动增益放大器；所述的积分整形器的输出端与第一nmos管的栅极，第一nmos管的漏极连接红外接收芯片的out端口，第一nmos管的漏极还与第一电阻的一端相连，第一电阻的另一端连接红外接收芯片的电源vcc端口，第一nmos管的源极连接红外接收芯片的gnd端口。
6.作为优选，所述的增益限制放大器包括有第一pmos管、第二pmos管、第二nmos管、
第三nmos管、第四nmos管、电容和第二电阻，第一pmos管的源极、第二pmos管的源极、第四nmos管的漏极均连接至自动增益放大器的正输出端，第一pmos管的栅极与漏极、第二pmos管的栅极、第二nmos管的栅极均连接至第二nmos管的漏极，第二pmos管的漏极分别与第三nmos管的栅极及漏极连接，第三nmos管的漏极连接第二电阻至第四nmos管的栅极，第四nmos管的栅极还与电容的正极端相连，电容的负极端、第四nmos管的源极、第二nmos管的源极、第三nmos管的源极均连接至自动增益放大器的负输出端。
7.本实用新型的有益效果：本电路有效减少芯片增益放大链路因波形失真而产生的低频噪声干扰分量，使得该系统在带通滤波器输入端不会因外部强射频干扰信号而产生波形饱和失真，避免输出错误信号，可靠性好，应用前景广阔。
附图说明
8.下面结合附图和具体实施方式来详细说明本实用新型；
9.图1为本实用新型的结构框图；
10.图2为本实用新型增益限制放大器的电路图。
具体实施方式
11.为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。
12.参照图1-2，本具体实施方式采用以下技术方案：一个具有抵抗射频信号干扰的红外接收芯片电路，包括红外接收芯片1和红外线感应二极管2，红外接收芯片1与红外线感应二极管2连接，所述的红外接收芯片1包括有电流-电压变换电路101、前置放大器102、自动增益放大器103、增益限制放大器104、带通滤波器105、比较器106、积分整形器107、噪声检测和增益控制模块108、第一nmos管m1、第一电阻r1，红外线感应二极管2与电流-电压变换电路101的输入端连接，电流-电压变换电路101的输出端与前置放大器102的输入端相连，前置放大器102的输出端与自动增益放大器103的输入端相连，自动增益放大器103的输出端与增益限制放大器104的输入端相连，增益限制放大器104的输出端连接带通滤波器105的输入端，带通滤波器105的输出端与比较器106的输入端相连，比较器106的输出端分别与积分整形器107、噪声检测和增益控制模块108的输入端连接，噪声检测和增益控制模块108的输出端接至自动增益放大器103；所述的积分整形器107的输出端与第一nmos管m1的栅极，第一nmos管m1的漏极连接红外接收芯片1的out端口，第一nmos管m1的漏极还与第一电阻r1的一端相连，第一电阻r1的另一端连接红外接收芯片1的电源vcc端口，第一nmos管m1的源极连接红外接收芯片1的gnd端口。
13.本具体实施方式增益限制放大器104包括有第一pmos管m2、第二pmos管m3、第二nmos管m4、第三nmos管m5、第四nmos管m6、电容c1和第二电阻r2，第一pmos管m2的源极、第二pmos管m3的源极、第四nmos管m6的漏极均连接至自动增益放大器103的正输出端，第一pmos管m2的栅极与漏极、第二pmos管m3的栅极、第二nmos管m4的栅极均连接至第二nmos管m4的漏极，第二pmos管m3的漏极分别与第三nmos管m5的栅极及漏极连接，第三nmos管m5的漏极连接第二电阻r2至第四nmos管m6的栅极，第四nmos管m6的栅极还与电容c1的正极端相连，电容c1的负极端、第四nmos管m6的源极、第二nmos管m4的源极、第三nmos管m5的源极均连接
至自动增益放大器103的负输出端。
14.本具体实施方式的工作原理为：红外线感应二极管2接收包含有用信息的红外线载波信号，并且将其转换为电信号输入到红外接收芯片1的输入in端，输入信号在该芯片内部通过电流-电压变换电路101把输入的电流信号转换为电压信号，电压信号通过前置放大器102及自动增益放大器103进行放大，增益限制放大器104作为自动增益放大器103的负载，当自动增益放大器103输出信号幅值过大产生轻微饱和失真时，增益限制放大器104可以调整自生阻抗降低并维持一段时间，使自动增益放大器103输出信号幅值下降，防止其幅值严重饱和失真。然后增益限制放大器104输出信号通过带通滤波器105进行滤波，再通过比较器106转换为数字信号，再经过积分整形器107将载波中有用信号还原整形出来，并且经过第一nmos管m1与第一电阻r1放大输出到芯片的输出out端口。
15.本系统中自动增益放大器103可以读取比较器106输出的数字信号，并且判断该信号为有用信号还是射频干扰噪声，并且基于该判断控制自动增益放大器103的增益，使噪声被抑制而有用信号可以被放大输出。该自动增益放大器103的工作原理为：当自动增益放大器103输出幅值超过第一pmos管m2的阈值电压与第二nmos管m4的阈值电压之和，第一pmos管m2、第二nmos管m4这两个mos管开启，并且工作在亚阈值区，此时自动增益放大器103输出信号产生轻微饱和失真。第一pmos管m2产生电流从源极流向漏极，该电流被镜像到第二pmos管m3与第三nmos管m5中，使第三nmos管m5的栅漏电压上升。第三nmos管m5的栅漏电压经过第二电阻r2和电容c1滤波后送给第四nmos管m6，使第四nmos管m6开启，并且降低自动增益放大器103正负输出端之间的等效电阻，从而降低其输出幅值，避免饱和失真。由于第二电阻r2和电容c1的rc时间常数一般为5ms，故第四nmos管m6所设置的等效导通阻抗会维持一段时间。
16.本具体实施方式在现有传统红外线信号接收系统的基础上，在带通滤波器的前端增设可以防止因波形幅值过大产生失真的防失真增益限制放大器，当芯片外部存在较大射频干扰信号时，该电路可以避免高频信号在带通滤波器输入节点产生幅值饱和失真，减少芯片增益放大链路因波形失真而产生的低频噪声干扰分量，从而使得该红外接收芯片系统不被外部强射频干扰信号所影响而输出错误信号，具有广阔的市场应用前景。
17.以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。