本發(fā)明涉及通信領(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(guó)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(hào)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(hào)轉(zhuǎn)換成電流信號(hào)，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(hào)，經(jīng)過電流至電壓轉(zhuǎn)換模塊122轉(zhuǎn)化成電壓信號(hào)，再通過解碼模塊123進(jìn)行解碼，獲得輸出信號(hào)。

傳統(tǒng)的紅外接收電路例如圖1b中的電路，都是封裝在獨(dú)立的芯片上，不利于系統(tǒng)集成，且成本高，功耗大。

需要提出一種新的利于集成的紅外接收電路，以降低功耗、節(jié)約成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種紅外接收電路，以降低功耗，節(jié)約成本。

為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種紅外接收電路，包括：光電二極管；信號(hào)檢測(cè)模塊，所述信號(hào)檢測(cè)模塊與所述光電二極管連接，用于檢測(cè)所述光電二極管是否有電流信號(hào)輸出，當(dāng)檢測(cè)到有電流信號(hào)輸出時(shí)，輸出使能信號(hào)；主接收模塊，所述主接收模塊與光電二極管以及信號(hào)檢測(cè)模塊連接，用于在接收到使能信號(hào)后，將光電二極管輸出的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)并對(duì)所述電壓信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換形成數(shù)字信號(hào)，并輸出所述數(shù)字信號(hào)。

可選的，所述信號(hào)檢測(cè)模塊包括：檢測(cè)電阻，所述檢測(cè)電阻的兩端分別與光電二極管的兩端連接；比較器，所述比較器的正輸入端和負(fù)輸入端分別連接至檢測(cè)電阻的兩端。

可選的，所述比較器自帶系統(tǒng)補(bǔ)償，用于在所述檢測(cè)電阻兩端有電壓時(shí)，輸出高電平；在所述檢測(cè)電阻兩端沒有電壓時(shí)，輸出低電平。

可選的，所述信號(hào)檢測(cè)模塊還包括：數(shù)字濾波單元，所述數(shù)字濾波單元與所述比較器的輸出端連接，用于對(duì)輸出信號(hào)進(jìn)行濾波整形。

可選的，所述主接收模塊與光電二極管的電流輸出端之間連接有第一開關(guān)，所述第一開關(guān)默認(rèn)狀態(tài)為斷開狀態(tài)；所述信號(hào)檢測(cè)模塊與光電二極管的電流輸出端之間連接有第二開關(guān)，所述第二開關(guān)默認(rèn)狀態(tài)為導(dǎo)通狀態(tài)。

可選的，所述信號(hào)檢測(cè)模塊輸出的使能信號(hào)用于控制所述第一開關(guān)導(dǎo)通，同時(shí)控制所述第二開關(guān)斷開。

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(hào)。

可選的，所述數(shù)字模塊還用于在接受到數(shù)字信號(hào)之后，發(fā)送復(fù)位信號(hào)，所述復(fù)位信號(hào)用于控制所述第一開關(guān)和第二開關(guān)恢復(fù)至默認(rèn)狀態(tài)。

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電流信號(hào)放大并轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)；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(hào)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(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)并輸出。

可選的，還包括：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，用于去除輸出電流內(nèi)的暗電流。

可選的，所述暗電流抑制模塊包括電流鏡單元、運(yùn)算放大器和低通濾波電路；所述電流鏡單元由兩個(gè)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(yùn)算放大器的輸出端通過非門連接至所述PMOS晶體管的柵極，所述運(yùn)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：電容和電阻；所述電阻一端連接至光電二極管的電流輸出端，另一端連接至運(yùn)算放大器和所述電容；所述電容一端連接至所述電阻，另一端接地。

可選的，所述運(yùn)算放大器工作在負(fù)反饋狀態(tài)。

本發(fā)明的紅外接收電路具有信號(hào)檢測(cè)模塊，只有當(dāng)信號(hào)檢測(cè)模塊檢測(cè)到紅外信號(hào)時(shí)，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(hào)，使得所述紅外接收電路接收的信號(hào)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為本發(fā)明現(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為本發(fā)明現(xiàn)有技術(shù)的紅外接收電路的等效結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明一具體實(shí)施方式的紅外接收電路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明一具體實(shí)施方式的紅外接收電路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明一具體實(shí)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。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明提供的紅外接收電路的具體實(shí)施方式做詳細(xì)說明。

請(qǐng)參考圖2，為本發(fā)明一具體實(shí)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、信號(hào)檢測(cè)模塊220、主接收模塊230和數(shù)字模塊240。

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

所述信號(hào)檢測(cè)模塊220，所述信號(hào)檢測(cè)模塊220與所述光電二極管210連接，用于檢測(cè)所述光電二極管210是否有電流輸出，當(dāng)檢測(cè)到有電流輸出時(shí)，輸出使能信號(hào)。

主接收模塊230，所述主接收模塊230與光電二極管210以及信號(hào)檢測(cè)模塊230連接，用于在接收到信號(hào)檢測(cè)模塊220輸出的使能信號(hào)后，將光電二極管210輸出的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)并對(duì)所述電壓信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換形成數(shù)字信號(hào)，并輸出所述數(shù)字信號(hào)。

在該具體實(shí)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輸出的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，在一個(gè)具體實(shí)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(duì)電流信號(hào)進(jìn)行放大并轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)輸出，并且可以通過一增益控制信號(hào)，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(duì)電流電壓轉(zhuǎn)換單元231輸出的電壓信號(hào)進(jìn)行放大，并將放大后的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。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(duì)電壓信號(hào)進(jìn)行放大，可以通過一增益控制信號(hào)，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(duì)放大后的電壓信號(hào)通過比較器比較后輸出滿幅的數(shù)字信號(hào)。

在該具體實(shí)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(hào)230。所述數(shù)字模塊240可以用于對(duì)接收的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行整形、解碼等操作。所述數(shù)字模塊240還用于在完成信號(hào)接收之后，發(fā)出一復(fù)位信號(hào)至信號(hào)檢測(cè)模塊220，為下一次接收紅外信號(hào)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(hào)檢測(cè)模塊220自動(dòng)檢測(cè)到光電二極管210產(chǎn)生的電流信號(hào)后，產(chǎn)生使能信號(hào)，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(hào)，并將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)、放大以及模數(shù)轉(zhuǎn)換后輸出數(shù)字信號(hào)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(hào)，復(fù)位所述信號(hào)檢測(cè)模塊220，為下一次接收紅外信號(hào)做準(zhǔn)備。由于所述主接收模塊230只在信號(hào)檢測(cè)模塊220檢測(cè)到紅外信號(hào)后才使能，從而使得整個(gè)紅外接收電路具有低功耗的特點(diǎn)。

在該具體實(shí)施方式中，所述紅外接收電路還包括一暗電流抑制模塊250。由于光電二極管210在接收到紅外光信號(hào)時(shí)，對(duì)自然光(太陽(yáng)光)和日光燈等光信號(hào)也會(huì)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(hào)，雖然會(huì)被AC耦合電容部分抑制，但當(dāng)暗電流較大時(shí)，會(huì)對(duì)光電二極管210的偏置狀態(tài)，以及信號(hào)檢測(cè)模塊220的偏置和工作狀態(tài)產(chǎn)生影響，從而對(duì)信號(hào)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(hào)接收的準(zhǔn)確性。

請(qǐng)參考圖3，為本發(fā)明一具體實(shí)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3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(shí)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。

所述紅外接收電路的信號(hào)檢測(cè)模塊220包括：檢測(cè)電阻Rin和比較器221，所述檢測(cè)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(hào)之后，產(chǎn)生電流信號(hào)。光電二極管輸出的電流經(jīng)過檢測(cè)電阻Rin之后，在所述檢測(cè)電阻Rin兩端產(chǎn)生電壓差。在該具體實(shí)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(hào)檢測(cè)模塊220和主接收模塊230，通過AC耦合去除光電二極管210輸出的電流信號(hào)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(cè)電阻Rin的兩端，當(dāng)所述檢測(cè)電阻Rin兩端產(chǎn)生電壓差時(shí)，所述比較器221輸出對(duì)應(yīng)的檢測(cè)信號(hào)。在本發(fā)明的具體實(shí)施方式中，所述比較器221的正輸入端連接至所述檢測(cè)電阻與光電二極管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(cè)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(cè)電阻Rin兩端有電壓時(shí)，輸出高電平；在所述檢測(cè)電阻Rin兩端沒有電壓時(shí)，輸出低電平。所述比較器221在檢測(cè)到信號(hào)時(shí)，輸出高電平作為使能信號(hào)，使主接收模塊230工作。

所述信號(hào)檢測(cè)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(duì)輸出信號(hào)進(jìn)行濾波整形，輸出有效使能信號(hào)。所述數(shù)字濾波單元222可以由濾波電路組成，在本發(fā)明的其他具體實(shí)施方式中，也可以沒有所述數(shù)字濾波單元222。

在該具體實(shí)施方式中，所述信號(hào)檢測(cè)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(cè)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(hào)檢測(cè)模塊220自動(dòng)對(duì)紅外信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)。當(dāng)檢測(cè)到紅外信號(hào)后，所述信號(hào)檢測(cè)模塊220輸出的使能信號(hào)，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(hào)的檢測(cè)。

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(hào)放大并轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)；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(hào)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(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)并輸出至數(shù)字模塊。

在該具體實(shí)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(hào)，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(shí)施方式中，所述放大單元包括運(yùn)算放大器232、電阻Rf2和電阻Rin2，所述運(yùn)算放大器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連接所述運(yùn)算放大器232輸出端與負(fù)輸入端，所述電阻Rin2連接所述運(yùn)算放大器232的負(fù)輸出端與電壓端Vcomm。所述放大單元對(duì)跨阻放大器231輸出的電壓信號(hào)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(shí)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的另一端連接至運(yùn)算放大器232的輸出端，通過所述比較器233將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)輸出。

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(hào)檢測(cè)模塊220未檢測(cè)到紅外信號(hào)時(shí)，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。在本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方式中，所述信號(hào)檢測(cè)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(hào)檢測(cè)模塊220檢測(cè)到紅外信號(hào)后，輸出的使能信號(hào)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(shí)使第二開關(guān)K2斷開。

在本發(fā)明的具體實(shí)施方式中，所述主接收模塊230各個(gè)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，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(hào)之后，發(fā)送一復(fù)位信號(hào)，所述復(fù)位信號(hào)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(hào)做準(zhǔn)備。在本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方式中，所述數(shù)字模塊的復(fù)位信號(hào)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(gè)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(gè)開關(guān)元件組成的電路。

在該具體實(shí)施方式中，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一端連接至共模電壓端Vcm，另一端連接至光電二極管的電流輸出端Out。

請(qǐng)參考圖4，為本發(fā)明一具體實(shí)施方式中暗電流抑制模塊250的電路示意圖。

所述暗電流抑制模塊包括：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(yùn)算放大器A1，所述運(yùn)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(yùn)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(shí)施方式中，所述運(yùn)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(shí)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(yùn)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。在本發(fā)明的其他具體實(shí)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(hào)之后，輸出的電流信號(hào)中包括暗電流與有效信號(hào)電流，所述暗電流為通常為直流或低頻電流，所述電流信號(hào)經(jīng)過低通濾波電路后，電流信號(hào)中的暗電流在電阻R2與運(yùn)算放大器A1的負(fù)輸入端的連接端兩端產(chǎn)生電壓信號(hào)，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?？梢哉{(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(hào)中，暗電流經(jīng)NMOS晶體管N2流入地端，使得電流信號(hào)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輸入所述信號(hào)檢測(cè)模塊220以及主接收模塊230的電流為由紅外信號(hào)照射而產(chǎn)生的有效電流信號(hào)，從而可以提高所述紅外接收電路的信號(hào)接收的準(zhǔn)確性。

上述紅外接收電路具有信號(hào)檢測(cè)模塊，只有當(dāng)信號(hào)檢測(cè)模塊檢測(cè)到紅外信號(hào)時(shí)，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(hào)，使得所述紅外接收電路接收的信號(hào)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。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。