CN101303795B - 用于红外线遥控接收器的cmos半导体信号处理装置 - Google Patents

用于红外线遥控接收器的cmos半导体信号处理装置 Download PDF

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Abstract

本发明是有关于一种用于红外线遥控接收器的CMOS半导体信号处理装置,其包括:一第一放大器;一可变增益放大器;一滤波器;一包络线信号检测电路;一磁滞比较器;以及一自动增益控制器。其中该第一放大器包括:一第二电容器;一第三电容器;一第一运算放大器;一共通模式反馈电路;一第四电容器;一第一MOS晶体管;一第五电容器;以及一第二MOS晶体管。本发明的CMOS半导体信号处理装置,具有良好的降噪特性;具有在超出可容范围的外部信号输入时,仍然可以稳定地放大信号;具有较现有习知的半导体信号处理装置还小的尺寸。

Description

用于红外线遥控接收器的CMOS半导体信号处理装置
本案是母案申请号为03109604.2的分案
申请日为2003年4月7日
母案名称为:具有半导体信号处理装置的红外线遥控接收器
技术领域
发明涉及一种用于红外线遥控接收器(infrared remote controlreceiver,以下简称IRCR)的半导体信号处理装置,尤其涉及一种采用互补金属氧化物半导体(complementary metal oxide semiconductor,以下简称CMOS)制造工艺而设计的半导体信号处理装置。
背景技术
红外线遥控接收器(IRCR)包括一个其中具有放大器的半导体信号处理装置。这种放大器的降噪特性是决定红外线遥控接收器灵敏度的重要因素。习知的红外线遥控接收器的半导体信号处理装置中的放大器,一般是使用双极结晶体管(bipolar junction transistor,简称BJT)制造工艺,或是双极互补金属氧化物半导体(bipolar complementary metal oxidesemiconductor,简称BiCMOS)制造工艺所制造,以获得极佳的降噪特性。使用BJT制造工艺制造,具有放大器的半导体信号处理装置具有极佳的降噪特性,但是对于调整小于1nA的小电流而言,却是相当不利的。另外,在半导体信号处理装置中的放大器必须具有一个大电容,以稳定地处理具有数十个KHz信号波段的信号。所以当使用BJT制造工艺制造这种具有放大器的半导体信号处理装置时,半导体信号处理装置会在芯片中占据很大的面积,并且消耗很大的功率。因此,这种信号处理装置具有很大的芯片尺寸。此外,电性连接到红外线遥控接收器中的信号处理装置的微电脑,主要是由CMOS制造工艺所制造。因为制造工艺并不兼容,所以很难将主要由CMOS制造工艺所制造的微电脑,和设计由BJT制造工艺所制造的信号处理装置,整合到一个单一的芯片中。
由此可见,上述现有的半导体信号处理装置在结构与使用上,显然仍存在有不便与缺陷,而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题,相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道,但长久以来一直未见适用的设计被发展完成,而一般产品又没有适切结构能够解决上述问题,此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新型结构的用于红外线遥控接收器的CMOS半导体信号处理装置,实属当前重要研发课题之一,亦成为当前业界极需改进的目标。
有鉴于上述现有的半导体信号处理装置存在的缺陷,本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识,并配合学理的运用,积极加以研究创新,以期创设一种新型结构的用于红外线遥控接收器的CMOS半导体信号处理装置,能够改进一般现有的CMOS半导体信号处理装置,使其更具有实用性。经过不断的研究、设计,并经过反复试作样品及改进后,终于创设出确具实用价值的本发明。
发明内容
本发明的目的是提供一种半导体信号处理装置,使其采用CMOS制造工艺,并具有极佳的降噪特性。
本发明的另一目的是提供一种半导体信号处理装置。其中该半导体信号处理装置在超出可容范围的外部信号输入时,仍然可以稳定地放大信号。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种用于红外线遥控接收器的CMOS半导体信号处理装置,其包括:一第一放大器,用来接收一电信号,并且放大及高通滤波所接收到的该电信号;一可变增益放大器,用来接收该第一放大器的输出信号,并且以不同的增益,放大在从该第一放大器所接收到的输出信号中的该噪声成分和一原始信号成分;一滤波器,用来通过该可变增益放大器的电路的输出信号中的一载波频率成分;一包络线信号检测电路(demodulator),用来接收该滤波器的输出信号,并且提取多个包络线信号;一磁滞比较器,用来比较从该包络线信号检测电路所输出的该些包络线信号,并且产生对应于遥控信号的脉冲信号;以及一自动增益控制器,用来接收该些包络线信号,并且分开地将具有该原始信号成分的一第一信号,和具有一噪声成分的一第二信号,传送到该可变增益放大器的电路。其中该第一放大器包括:一第二电容器,具有一用来接收光二极管的电信号的第一端,和一连接到一第三节点的第二端;一第三电容器,具有一用来接收一参考电压的第一端,和一连接到一第四节点的第二端;第一运算放大器,具有一连接到该第三节点的第一输入端,一连接到该第四节点的第二输入端,和一用来接收一共通模式反馈信号的第三输入端,其中该第一运算放大器放大输入到其第一输入端的一高频信号和输入到其第二输入端的一参考信号之间的信号差,产生一第一输出信号和一第二输出信号,并且将该第一输出信号和该第二输出信号,分别传送到一第五节点和一第六节点;一共通模式反馈电路,用来分别从该第五节点和该第六节点,接收该第一运算放大器的第一输出信号和第二输出信号,产生该共通模式反馈信号,并且将该共通模式反馈信号传送到该第一运算放大器的第三输入端;一第四电容器,连接在该第三节点和该第五节点之间;一第一MOS晶体管,由一预定电压所控制,并且并联到该第四电容器;一第五电容器,连接在该第四节点和该第六节点之间;以及一第二MOS晶体管,由一预定电压所控制,并且并联到该第五电容器。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
前述的CMOS半导体信号处理装置,其中所述的半导体信号处理装置更加包括一微调电路,藉由接收来自一外部接脚的一高电流信号,调整该滤波器的一中心频率。
前述的CMOS半导体信号处理装置,其中所述的第一MOS晶体管和该第二MOS晶体管是由相同电压信号所控制。
前述的CMOS半导体信号处理装置,其中所述的第一放大器更加包括一直流电位调整电路,当超出容许范围的一外部输入信号输入到该第一运算放大器的第一输入端时,将该外部输入信号的电压维持在一预定或较高于预定的电位。
前述的CMOS半导体信号处理装置,其中所述的直流电位调整电路包括:一第一PMOS晶体管,具有一其上施加一电源电压的源极,一连接到一第一节点的闸极,和一连接到一第二节点的漏极;一电阻器,具有一连接到该电源电压的第一端,和一连接到该第二节点的第二端;一第二运算放大器,用来放大该第二节点的电压,该第二运算放大器具有一连接到该第二节点的第一输入端,一连接到一接地电压的第二输入端,和一连接到该第一节点的输出端;以及一第一电容器,连接在该第一节点和该接地电压之间。其中该电信号施加到该第二节点上。
前述的CMOS半导体信号处理装置,其中所述的第一运算放大器包括:一第三PMOS晶体管,具有一其上施加一电源电压的源极,一连接到一第七节点的漏极,和一其上施加一第一偏压的闸极;一第四PMOS晶体管,具有一其上施加该电源电压的源极,一连接到一第八节点的漏极,和一其上施加该第一偏压的闸极;一第三NMOS晶体管,具有一连接到该第七节点的漏极,一连接到一第九节点的源极,和一其上施加一第一输入信号的闸极;一第四NMOS晶体管,具有一连接到该第八节点的漏极,一连接到该第九节点的源极,和一其上施加一第二输入信号的闸极;一第一电流源,连接在该第九节点和一接地电压之间;一第五PMOS晶体管,具有一连接到该第七节点的源极,一连接到一第十一节点的闸极,和一连接到一第十节点的漏极;一第六PMOS晶体管,具有一连接到该第八节点的源极,和共同连接到该第十一节点的一闸极和一漏极;一第五NMOS晶体管,具有一连接到该第十节点的漏极,和一其上施加一第二偏压的闸极;一第七NMOS晶体管,具有一连接到该第五NMOS晶体管的源极的漏极,一连接到该接地电压的源极,和一连接到一第十二节点的闸极;一第六NMOS晶体管,具有一连接到该第十一节点的漏极,和一其上施加该第二偏压的闸极;以及一第八NMOS晶体管,具有一连接到该第六NMOS晶体管的源极的漏极,一连接到该接地电压的源极,和一连接到该第十二节点的闸极。其中该共通模式反馈信号施加到该第十二节点,该第一输出信号是从该第十节点所输出,而该第二输出信号是从该第十一节点所输出。
前述的CMOS半导体信号处理装置,其中所述的共通模式反馈电路包括:一共通模式信号产生器,包括一第七PMOS晶体管,具有一连接到一电源电压的源极,和共同连接到一第十三节点的一闸极和一漏极;一第八PMOS晶体管,具有一连接到该电源电压的源极,一连接到该第十三节点的闸极,和一连接到一第十四节点的漏极;一第九NMOS晶体管,具有一连接到该第十三节点的漏极,一连接到一第十五节点的源极,和一其上施加该第一运算放大器的该第一输出信号的闸极;一第十NMOS晶体管,具有共同连接到该第十四节点的一闸极和一漏极,和一连接到该第十五节点的源极;一第二电流源,连接在该第十五节点和一接地电压之间;一第十一NMOS晶体管,具有共同连接到该第十四节点的一闸极和一漏极,和一连接到一第十六节点的源极;一第十二NMOS晶体管,具有一连接到该第十三节点的漏极,一连接到该第十六节点的源极,和一其上施加该第二运算放大器的该第二输出信号的闸极;一第三电流源,连接在该第十六节点和该接地电压之间,用来从该第十四节点输出一共通模式输出信号;以及一共通模式放大器,包括一第四电流源,连接在一电源电压和一第十七节点之间;一第九PMOS晶体管,具有一连接到该第十七节点的源极,和一连接到该第十四节点的闸极;一第十三NMOS晶体管,具有共同连接到该第九PMOS晶体管的漏极的一闸极和一漏极,和一连接到该接地电压的源极;一第十PMOS晶体管,具有一连接到该第十七节点的源极,一连接到一第十八节点的漏极,和一其上施加一第二参考电压的闸极;以及一第十四NMOS晶体管,具有共同连接到该第十PMOS晶体管的该漏极的一闸极和一漏极,和一连接到该接地电压的源极,用来从该第十四节点产生该共通模式反馈信号。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种用于红外线遥控接收器的CMOS半导体信号处理装置,其包括:一第一放大器,用来接收一电信号,并且放大及高通滤波所接收到的该电信号;一可变增益放大器,用来接收该第一放大器的输出信号,并且以不同的增益,放大在从该第一放大器所接收到的输出信号中的一噪声成分和一原始信号成分;一滤波器,用来通过该可变增益放大器的电路的输出信号中的一载波频率成分;一包络线信号检测电路,用来接收该滤波器的输出信号,并且提取多个包络线信号;一磁滞比较器,用来比较从该包络线信号检测电路所输出的该些包络线信号,并且产生对应于遥控信号的脉冲信号;以及一自动增益控制器,用来接收该些包络线信号,并且分开地将具有该原始信号成分的一第一信号,和具有该噪声成分的一第二信号,传送到该可变增益放大器的电路。其中该第一放大器包括:一第二电容器,具有一用来接收光二极管的该电信号的第一端,和一连接到一第三节点的第二端;一第三电容器,具有一用来接收一参考电压的第一端,和一连接到一第四节点的第二端;一第一运算放大器,具有一连接到该第三节点的第一输入端,一连接到该第四节点的第二输入端,和一用来接收一第一共通模式反馈信号的第三输入端,其中该第一运算放大器放大输入到其第一输入端的一高频信号和输入到其第二输入端的一参考信号之间的信号差,产生一第一输出信号和一第二输出信号,并且将该第一输出信号和该第二输出信号,分别传送到一第五节点和一第六节点;一第一共通模式反馈电路,用来从该第五节点,接收该第一运算放大器的第一输出信号,从该第六节点接收该第一运算放大器的第二输出信号,产生该第一共通模式反馈信号,并且将该第一共通模式反馈信号传送到该第一运算放大器的第三输入端;一第四电容器,连接到该第三节点和该第五节点;一互导单元,具有一连接到该第五节点的第一输入端,一连接到该第六节点的第二输入端,一连接到该第三节点的第一输出端,和一连接到该第四节点的第二输出端;以及一第五电容器,连接在该第四节点和该第六节点之间。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
前述的CMOS半导体信号处理装置,其中所述的第一放大器更加包括一直流电位调整电路,当超出容许范围的一外部输入信号输入到该第一运算放大器的第一输入端时,将该外部输入信号的电压维持在一预定或较高于预定的电位。
前述的CMOS半导体信号处理装置,其中所述的直流电位调整电路包括:一第一PMOS晶体管,具有一其上施加一电源电压的源极,一连接到一第一节点的闸极,和一连接到一第二节点的漏极;一电阻器,具有一连接到一电源电压的第一端,和一连接到该第二节点的第二端;一第二运算放大器,用来放大该第二节点的一电压,该第二运算放大器具有一连接到该第二节点的第一输入端,一连接到一接地电压的第二输入端,和一连接到该第一节点的输出端;以及一第一电容器,连接在该第一节点和该接地电压之间。其中该电信号施加到该第二节点上。
前述的CMOS半导体信号处理装置,其中所述的互导单元包括:一第一电流源,连接在一电源电压和一节点N81之间;一第一PMOS晶体管,具有一连接到该节点N81的源极,一连接到一节点N83的漏极,和一其上施加一第一输入信号的闸极;一第二PMOS晶体管,具有一连接到该节点N81的源极,一连接到一节点N84的漏极,和一其上施加一第二输入信号的闸极;一第二电流源,连接在该电源电压和一节点N82之间;一第三PMOS晶体管,具有一连接到该节点N82的源极,一连接到该节点N83的漏极,和一其上施加该第一输入信号的闸极;一第四PMOS晶体管,具有一连接到该节点N82的源极,一连接到该节点N84的漏极,和一其上施加该第二输入信号的闸极;一第一NMOS晶体管,具有一连接到该节点N83的漏极,一连接到该接地电压的源极,和一连接到一节点N85的闸极;一第二NMOS晶体管,具有一连接到该节点N84的漏极,一连接到该接地电压的源极,和一连接到该节点N85的闸极;以及一第二共通模式反馈电路,用来从该节点N84和该节点N83,分别接收该第一输出信号和该第二输出信号,产生一第二共通模式反馈信号,并且将该第二共通模式反馈信号,传送给该节点N85。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上可知,为达到上述目的,本发明提供了一种CMOS半导体信号处理装置,其包括:一第一放大器,用来接收该电信号,并且放大及高通滤波所接收到的该电信号;一可变增益放大器,用来接收该第一放大器的输出信号,并且以不同的增益,放大在从该第一放大器所接收到的输出信号中的该噪声成分和一原始信号成分;一滤波器,用来通过该可变增益放大器的电路的输出信号中的一载波频率成分;一包络线信号检测电路,用来接收该滤波器的输出信号,并且提取多个包络线信号;一磁滞比较器,用来比较从该包络线信号检测电路所输出的该些包络线信号,并且产生对应于该遥控信号的该脉冲信号;以及一自动增益控制器,用来接收该些包络线信号,并且分开地将具有该原始信号成分的一第一信号,和具有该噪声成分的一第二信号,传送到该可变增益放大器的电路。其中该第一放大器包括:一第一电容器,具有一用来接收该光二极管的电信号的第一端,和一连接到一第一节点的第二端;一第二电容器,具有一用来接收一参考电压的第一端,和一连接到一第二节点的第二端;一第一运算放大器,具有一连接到该第一节点的第一输入端,一连接到该第二节点的第二输入端,和一用来接收一共通模式反馈信号的第三输入端,其中该第一运算放大器放大输入到其第一输入端的一高频信号和输入到其第二输入端的一参考信号之间的信号差,产生一第一输出信号和一第二输出信号,并且将该第一输出信号和该第二输出信号,分别传送到一第三节点和一第四节点;一共通模式反馈电路,用来分别从该第三节点和该第四节点,接收该第一运算放大器的第一输出信号和第二输出信号,产生该共通模式反馈信号,并且将该共通模式反馈信号传送到该第一运算放大器的第三输入端;一第三电容器,连接在该第一节点和该第三节点之间;一第一MOS晶体管,由一预定电压所控制,并且并联到该第三电容器;一第四电容器,连接在该第二节点和该第四节点之间;以及一第二MOS晶体管,由一预定电压所控制,并且并联到该第四电容器。
本发明的另一实施例中该第一放大器最好可以包括(a)一个第一电容器,具有用来接收光二极管输出信号的第一端,和连接到第一节点的第二端;(b)一个第二电容器,具有用来接收参考电压的第一端,和连接到第二节点的第二端;(c)一个第一运算放大器,用来放大一个高频信号和一个参考信号,产生第一输出信号和第二输出信号,并且分别将第一和第二输出信号,传送到第三节点和第四节点,该第一运送放大器具有连接到第一节点的第一输入端,连接到第二节点的第二输入端,和用来接收共通模式反馈信号的第三输入端;(d)一个共通模式反馈电路,用来从第三节点接收第一运算放大器的第一输出信号,从第四节点接收第一运算放大器的第二输出信号,产生共通模式反馈信号,并且将共通模式反馈信号,传送到第一运算放大器的第三输入端;(e)一个第三电容器,连接到第一节点和第三节点;(f)一个互导单元(gm cell),具有连接到第三节点的第一输入端,连接到第四节点的第二输入端,连接到第一节点的第一输出端,和连接到第二节点的第二输出端;以及(g)一个第四电容器,连接在第二节点和第四节点之间。
借由上述技术方案,本发明用于红外线遥控接收器的CMOS半导体信号处理装置至少具有下列优点及有益效果:根据本发明的用于红外线遥控接收器的CMOS半导体信号处理装置,具有良好的降噪特性;本发明的CMOS半导体信号处理装置在超出可容范围的外部信号输入时,仍然可以稳定地放大信号;以及,本发明的CMOS半导体信号处理装置具有较习知的半导体信号处理装置还小的尺寸。
综上所述,本发明是有关于一种用于红外线遥控接收器的CMOS半导体信号处理装置,其包括:一第一放大器;一可变增益放大器;一滤波器;一包络线信号检测电路;一磁滞比较器;以及一自动增益控制器。其中该第一放大器包括:一第一电容器;一第二电容器;一第一运算放大器;一共通模式反馈电路;一第三电容器;一第一MOS晶体管;一第四电容器;以及一第二MOS晶体管。本发明的CMOS半导体信号处理装置,具有良好的降噪特性;具有在超出可容范围的外部信号输入时,仍然可以稳定地放大信号;具有较习知的半导体信号处理装置还小的尺寸。本发明具有上述诸多优点及实用价值,其不论在产品结构或功能上皆有较大改进,在技术上有显著的进步,并产生了好用及实用的效果,且较现有的半导体信号处理装置具有增进的突出功效,从而更加适于实用,诚为一新颖、进步、实用的新设计。
上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能够更清楚了解本发明的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举较佳实施例,并配合附图,详细说明如下。
附图说明
图1为现有习用的红外线遥控接收器的方框图。
图2为依据本发明的较佳实施例的红外线遥控接收器中的半导体信号处理装置的电路图,其中该半导体信号处理装置包括一个具有MOS开关的高通放大器。
图3为依据本发明的另一实施例的红外线遥控接收器中的半导体信号处理装置的电路图,其中该半导体信号处理装置包括一个具有MOS开关和直流电位调整电路的高通放大器。
图4为依据本发明的半导体信号处理装置的高通放大器中的一个运算放大器的电路图。
图5为依据本发明的半导体信号处理装置的共通模式反馈电路图。
图6为依据本发明的又一实施例的红外线遥控接收器中的半导体信号处理装置的电路图,其中该半导体信号处理装置包括具有采用互导(gm)单元的一个高通放大器。
图7为依据本发明的再一实施例的红外线遥控接收器中的半导体信号处理装置的电路图,其中该半导体信号处理装置包括一个具有直流电位调整电路和互导(gm)单元的高通放大器。
图8为在图6和图7所示的高通放大器中的互导(gm)单元的电路图。
10:半导体信号处理装置         20:光二极管
30:微电脑                     100:放大器
110:高通放大器                111:运算放大器
120:共通模式反馈电路          121:共通模式信号产生器
122:共通模式放大器            130:直流电位调整电路
131:运算放大器                142:互导(gm)单元
200:可变增益放大器            300:滤波器
400:包络线信号检测电路        500:自动增益控制器
600:磁滞比较器                700:微调电路
810:共通模式反馈电路          910:高通放大器
912:运算放大器                922:运算放大器
942:运算放大器
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例,对依据本发明提出的用于红外线遥控接收器的CMOS半导体信号处理装置其具体实施方式、结构、特征及其功效,详细说明如后。
图1为现有习用的红外线遥控接收器的方框图。
请参阅图1,红外线遥控接收器包括一个光二极管20,用来将一个光信号转换成一个电信号;一个半导体信号处理装置10,用来消除从光二极管所输出的电信号的噪声成分,并且产生一个对应于从一个遥控传输系统所传送的遥控信号的脉冲信号;以及一个微电脑30,藉由接收和译码来自半导体信号处理装置10的脉冲信号,执行使用者所指示的遥控动作。
半导体信号处理装置10包括一个放大器100,用来接收来自光二极管20的信号,和放大所接收到的信号;一个可变增益放大器200,对原始信号成分和噪声成分用不同的增益放大从放大器100所输出的放大信号;一个滤波器300,接收可变增益放大器200的输出,并且只传送在可变增益放大器200所接收到的输出信号中的载波频率成分;一个包络线信号检测电路400,从滤波器300的输出信号中,提取包络线信号;一个磁滞比较器600,接收从包络线信号检测电路400所输出的包络线信号,将所接收到的包络线信号互相比较,并且产生一个对应于遥控信号的脉冲信号;一个自动增益控制器500,接收包络线信号检测电路400的输出,并且将在包络线信号检测电路400的输出信号中的原始信号成分所组成的信号,和噪声成分所组成的信号,传送到可变增益放大器200;以及一个微调电路(trimmingcircuit)700,接收来自半导体遥控接收器10的一个外部端的一个高电流信号,并且调整滤波器300的中心频率。
以下将说明图1所示的红外线遥控接收器的详细动作。
从遥控信号传输装置(图未示出)所传送的一个遥控信号,也就是一个光信号,会由在遥控接收器中的光二极管20接收,并且由光二极管20转换成一个电信号。放大器100放大从光二极管20所输出的电信号,放大后的信号接下来传送到可变增益放大器电路200,在其中分别以不同的增益,对放大后信号中的信号成分(原始信号)和噪声成分(噪声信号)放大。滤波器300过滤从可变增益放大器电路200所输出的信号,以使得只有载波频率成分会通过滤波器300,而其它成分则会被阻隔。滤波器300的输出接下来会输入到一个包络线信号检测电路400,在其中包络线信号会被提取出来。所提取的包络线信号接下来被输入到一个磁滞比较器600,在其中包络线信号会互相比较,并且从中产生一个对应于遥控信号的脉冲信号。从磁滞比较器600所输出的脉冲信号,接下来被输入到一个自动增益控制器500,自动增益控制器500控制可变增益放大器电路200,使其分开调整原始信号和噪声信号的增益。从磁滞比较器600所输出的脉冲信号DOUT,接下来会被传送到微电脑30。微电脑30藉由接收来自半导体信号处理装置10的遥控信号,依照使用者的指示执行遥控动作。接下来,微调电路700接收来自半导体信号处理装置10外部接脚的一个高电流信号,并且藉由使用熔合(fusing)或齐纳击穿(Zener zapping)法,调整构成微调电路700的电阻,进而调整滤波器300的中心频率。
图2为图1中所示的半导体信号处理装置的放大器,其中该半导体信号处理装置具有一个设计来使用MOS开关的高通放大器。该放大器包括一个高通放大器110和一个共通模式反馈电路120。该放大器更加包括一个电容器C2,该电容器C2具有一个施加一个光二极管电压信号SPD的第一端,和一个连接到节点N3的第二端;以及一个电容器C3,该电容器C3具有一个施加一个参考电压VREF1的第一端,和一个连接到节点N4的第二端。该放大器更加包括一个运算放大器111,该运算放大器111具有一个连接到节点N3的第一输入端,一个连接到节点N4的第二输入端,和一个用来接收一个共通模式反馈信号CMFBO的第三输入端。运算放大器111放大输入到第一输入端的一个高频信号POIN1和输入到第二输入端的一个参考信号OPIN2之间差异的信号,产生一个第一输出信号POUT1和一个第二输出信号OPOU2,并且将第一和第二输出信号OPOUT1和OPOUT2,分别输出到节点N5和N6。该放大器更加包括一个共通模式反馈电路120,用来分别从节点N5和N6,接收运算放大器111的第一和第二输出信号OPOUT1和OPOUT2,产生共通模式反馈信号CMFBO,并且将其传送到运算放大器111的第三输入端;一个第一电容-晶体管组合电路,由在节点N3和节点N5之间互相并联的一个电容器C4和一个MOS晶体管NM1所组成;以及一个第二电容-晶体管组合电路,由在节点N4和节点N6之间互相并联的一个电容器C5和一个MOS晶体管NM2所组成,其中一个预定电压VCR1,会共同施加到MOS晶体管NM1和NM2的闸极电极上。
以下将说明图2中所示的放大器的动作。
图2所示的放大器被当成一个高通滤波器,和一个用来放大光二极管电压信号SPD的放大器使用。NMOS晶体管NM1,NM2具有其各自的闸极,在其上施加有一预定电压信号VCR1,并且当成在线性区工作的电阻使用。NMOS晶体管NM1,NM2具有相同的大小。此外,电容器C2和C4的电容值,分别与电容器C3和C5的电容值相同。放大器100的增益是由电容器C2和电容器C4的电容值比值决定。如果NMOS晶体管NM1,NM2具有相同的电阻值RM,则高通频率是由NMOS晶体管NM1,NM2的电阻值RM和电容器C2和C4决定。共通模式反馈电路120接收运算放大器111的第一和第二输出信号OPOUT1和OPOUT2,并且产生共通模式反馈信号CMFBO。以下将说明具有传输特性的放大器100。
假设“SPD”代表光二极管电压信号,“s”代表复数运算子,流经电容器C2的电流IC2则是得自复数运算子乘上电容器C2的电容值,再乘上光二极管电压信号SPD的结果。换句话说,IC2=s×C2×SPD。此外,输出电压信号OPOUT1的电压可以用下列公式表示:
OPOUT 1 = RM 1 + s × RM × C 4 × s × C 2 × SPD
因此,放大器100的增益G可以得自下列公式:
G = OPOUT 1 SPD = RM × s × C 2 1 + s × RM × C 4
假设s>>1/(RM×4),则增益
Figure GSB00000170379800113
高通极频率(high pass pole frequency)fp可以下列公式表示:
f p = 1 2 × π × C 4 × RM
在低运算速度的应用领域中,用来决定放大器极频率(pole frequency)的电阻值,大约在几个MΩ的范围之间。因此,在使用集成电路实现具有数个MΩ电阻值的这种放大器时,放大器会在芯片上占据很大的面积。然而,如第2图所示,在使用NMOS晶体管NM1,NM2实现电阻器时,放大器只会占据很小的面积。此外,如第2图所示,藉由分别在运算放大器111的第一输入端和第一输出端之间,以及在运算放大器111的第二输入端和第二输出端之间,安排一个电容-晶体管组合电路,可以让放大器100差动地运作。
图3为依据本发明的另一实施例的红外线遥控接收器中的半导体信号处理装置的电路图,其中该半导体信号处理装置包括一个具有MOS开关和直流电位调整电路的高通放大器。其中,第3图所示的放大器更加包括一个直流电位调整电路,位在图所示的放大器的输入段,并且设计来使用MOS开关。
直流电位调整电路130包括一个PMOS晶体管PM1,该PMOS晶体管PM1具有一个源极、一个闸极、和一个漏极。其中,源极上施加一个电源电压VDD,闸极连接到节点N1,而漏极连接到节点N2。直流电位调整电路130更加包括一个电阻器R1,具有一个电源电压VDD施加在其上的第一端,和连接到节点N2的第二端;一个运算放大器131,具有一个连接到节点N2的第一输入端,一个连接到接地电压VSS的第二输入端,和一个连接到节点N1的输出端;以及一个电容器C1,该电容器连接到节点N1和接地电压VSS,其中光二极管电压信号SPD施加到节点N2上。
以下将说明图3示的放大器的动作。
首先将说明直流电位调整电路130的动作。一般来说,当环境亮度愈亮时,在红外线遥控接收器中的光二极管的直流就会增加。这样增加的光二极管电流偶然会大于放大器的可容许输入电流。所以需要一个直流电位调整电路130,以调整输入到放大器电路的一个输入端的直流电流电位。光二极管电压信号SPD是从红外线遥控接收器中的光二极管(未表示)输出的一个电信号。如果红外线遥控接收器是在明亮的环境,则流经红外线遥控接收器中的光二极管的直流电流就会增加,但是施加到节点N2的光二极管电压信号SPD的电压却会降低。如果施加到节点N2的电压变成小于零,则第一运算放大器112的输出,也就是节点N1的电压,就会变成逻辑”低”电位,而且MOS晶体管PM1会转态,以使得节点N2的电压被拉高,变成大于零。藉由直流电位调整电路130的动作,与红外线光信号有关的输入阻抗R1变成R1,而且与光二极管的直流信号有关的输入阻抗变成零。因此,即使流经光二极管(未表示)的直流电流增加到大于容许电位的电位时,红外线光信号的增益可能并不会下降。
因此,即使输入到放大器的信号大于可容许的范围,由于直流电位调整电路130的作用,放大器也可以安全地放大输入信号。
图4详细表示图2和图3所示的运算放大器111。而运算放大器111包括一个PMOS晶体管PM3,具有一个其上施加一个电源电压VDD的源极,一个连接到节点N7的漏极,和一个其上施加一个偏压VBIAS1的闸极;一个PMOS晶体管PM4,具有一个其上施加电源电压VDD的源极,一个连接到节点N8的漏极,和一个其上施加偏压VBIAS1的闸极;一个NMOS晶体管NM3,具有一个连接到节点N7的漏极,一个连接到节点N9的源极,和一个运算放大器的第一输入信号OPIN1所输入的闸极;一个NMOS晶体管NM4,具有一个连接到节点N8的漏极,一个连接到节点N9的源极,和一个运算放大器的第二输入信号OPIN2所输入的闸极;一个电流源1b1,连接在节点N9和接地电压VSS之间;一个PMOS晶体管PM5,具有一个连接到节点N7的源极,一个连接到节点N11的闸极,和一个连接到节点N10的漏极;一个PMOS晶体管PM6,具有一个连接到节点N8的源极,连接到节点N11的一个闸极和一个漏极;一个NMOS晶体管NM5,具有一个连接到节点N10的漏极,和一个其上施加一个偏压VBIAS2的闸极;一个NMOS晶体管NM7,具有连接到NMOS晶体管NM5源极的一个漏极,连接到接地电压VSS的一个漏极,和连接到节点N12的一个闸极;一个NMOS晶体管NM6,具有一个连接到节点N11的漏极,一个偏压VBIAS2所输入的闸极;以及一个NMOS晶体管NM8,具有连接到NMOS晶体管NM6源极的一个漏极,连接到接地电压VSS的一个源极,和连接到节点N12的一个闸极。其中,共通模式反馈信号CMFBO施加到节点N12,而且运算放大器111的第一输出信号POUT1和第二输出信号OPOUT2,分别是从节点N10和节点N11所输出。
如图4所示,运算放大器111接收两个输入信号OPIN1,OPIN2和一个共通模式反馈信号CMFBO,放大两个输入信号OPIN1,OPIN2之间的电压差,并且产生两个输出信号OPOUT1,OPOUT2。一个具有电源电压一半电压值VDD/2的参考电压,被当成输入信号OPI N2,而且输入信号OPIN2经由一个电容器(图未示出),被施加到运算放大器111上。光二极管电压信号SPD被当成输入信号OPIN1,经由一个电容器(图未示出),被输入到运算放大器111。此外,当运算放大器正常运作时,两个输出信号OPOUT1,OPOUT2具有大约是电源电压一半电压值VDD/2的电压值。
如果运算放大器111的两个输出信号OPOUT1,OPOUT2的电压电位,变成大于电源电压一半电压值VDD/2的电压值,则共通模式反馈电路的动作会增加共通模式反馈信号CMFBO的电压电位。此外,如果共通模式反馈电路的电压电位增加,则两个输出信号OPOUT1,OPOUT2的电压电位就会降低。
如果运算放大器111的两个输出信号OPOUT1,OPOUT2的电压电位,低于电源电压一半电压值VDD/2的电压值,则共通模式反馈电路的动作会降低共通模式反馈信号CMFBO的电压电位。此外,如果共通模式反馈电路的电压电位降低,则两个输出信号OPOUT1,OPOUT2的电压电位就会增加。
图5表示图2和图3所示的共通模式反馈电路120。该共通模式反馈电路120包括一个共通模式信号产生器121和一个共通模式放大器122。
共通模式信号产生器121包括一个PMOS晶体管PM7,具有一个连接到电源电压VDD的源极,和共同连接到节点N13的一个闸极和一个漏极;一个PMOS晶体管PM18,具有一个连接到电源电压VDD的源极,一个连接到节点N13的闸极,和一个连接到节点N14的漏极;一个NMOS晶体管NM9,具有一个连接到节点N13的漏极,一个连接到节点N15的源极,和一个其上施加运算放大器的第一输出信号OPOUT1的闸极;一个NMOS晶体管NM10,具有共同连接到节点N14的一个闸极和一个漏极,和一个连接到节点N15的源极;一个电流源1b2,连接在节点N15和接地电压VSS之间;一个NMOS晶体管NM11,具有共同连接到节点N14的一个闸极和一个漏极,和一个连接到节点N16的源极;一个NMOS晶体管NM12,具有一个连接到节点N13的漏极,一个连接到节点N16的源极,和一个其上施加运算放大器的第二输出信号OPOUT2的闸极;以及一个电流源1b3,连接在节点N16和接地电压VSS之间。其中,共通模式信号产生器121的一个输出电压Vcmo是从节点N14所产生。
共通模式放大器122包括一个电流源1b4,连接在电源电压VDD和节点N17之间;一个PMOS晶体管PM9,具有一个连接到节点N17的源极,和一个连接到节点N14的闸极;一个NMOS晶体管NM13,具有共同连接到PMOS晶体管PM9漏极的一个闸极和一个漏极,和一个连接到接地电压VSS的源极;一个PMOS晶体管PM10,具有一个连接到节点N17的源极,一个连接到节点N18的漏极,和一个其上施加参考电压VREF2的闸极;以及一个NMOS晶体管N14,具有共同连接到PMOS晶体管PM10漏极的一个闸极和一个漏极,和一个连接到接地电压VSS的源极。其中,共通模式反馈信号FBO是从节点N18所产生。
以下将说明共通模式反馈电路120的动作。
流经NMOS晶体管NM9漏极的电流,和流经NMOS晶体管NM12漏极的电流的总电流量,是与流经PMOS晶体管PM7漏极的电流的电流量相同。藉由将流经PMOS晶体管PM8漏极的电流,减去流经NMOS晶体管NM10漏极的电流和流经NMOS晶体管NM11漏极的电流,可以得到一个共通模式信号产生器125的输出电流Icmo。此外,共通模式信号产生器125的输出电压Vcmo,会等于共通模式信号产生器125的输出电流Icmo乘上共通模式信号产生器125的输出阻抗。假设晶体管NM9、NM10、NM11和NM12的互导(transconductances)gm相同,NMOS晶体管NM9的漏极电流Id9可以用下列公式表示,ID9=gm×((OPOUT1-Vcmo)/2),NMOS晶体管NM10的漏极电流Id10可以用下列公式表示,ID10=gm×((Vcmo-OPOUT1)/2),NMOS晶体管NM11的漏极电流Id11可以用下列公式表示,ID11=gm×((Vcmo-OPOUT2)/2),NMOS晶体管NM12的漏极电流Id12可以用下列公式表示,ID12=gm×((OPOUT2-Vcmo)/2)。第一和第二输出信号OPOUT1,OPOUT2的平均值VCM可以用下列公式表示,VCM=(OPOUT1+OPOUT2)/2,而且共通模式信号产生器125的输出电流Icmo可得自下列公式:
Icmo=ID9-ID10-ID11+ID12=gm×(VCM-Vcmo)
另一方面,如果共通模式信号产生器125的输出阻抗是Rout,则共通模式信号产生器125的输出电压Vcmo可以用下列公式表示,Vcmo=Icmo×Rout=gm×Rout×(VCM=Vcmo)。因此,Vcmo可得自下列公式:
Vout=(gm×Rout×VCM)/(1+gm×Rout)
当gm×Rout>>1时,
Figure GSB00000170379800141
图5中所示的共通模式反馈电路只包含MOS晶体管,并未包含像是电阻的被动组件。因此,根据本发明的共通模式反馈电路在芯片上只占据很小的面积。
图6所示根据本发明具有设计使用互导(gm)单元的高通放大器的一个放大器。互导(gm)单元142接收运算放大器111的第一和第二输出信号OPOUT1,OPOUT2,并且产生两个会被传送到运算放大器111的第一和第二输入节点N3,N4的输出信号。
为了处理数十KHz的低频波段信号,需要使用具有高反馈电阻值的反馈电阻。因此,如果使用被动组件实现反馈电阻,则会大量增加半导体信号处理装置的芯片尺寸。如第6图所示,当使用工作在次临界电压(sub-threshold voltage)的互导(gm)单元实现反馈电阻时,可降低半导体信号处理装置的芯片尺寸。此外,使用互导(gm)单元的高通放大器可以稳定地饱和其输出信号,而且即使有高电压信号输入时,输出信号也不会折叠和失真。因此,当放大器被用在复数个级(stages)时,使用互导(gm)单元的这种高通放大器,可能被安排在后级,以没有信号失真的方式,放大由前级放大器所放大的预先放大的信号。
图7所示为具有一个直流电位调整电路和使用一个互导(gm)单元当成电阻的一个高通放大器。图7的放大器包括所有图6中所示的组件,而且更加包括一个安排在图6所示的放大器输入级的直流电位调整电路130。直流电位调整电路130的电路架构和动作已经参考第3图详述如上,所以在此将省略第7图的直流电位调整电路130的说明。
图8所示为用在图6和图7中所示的高通放大器中的一个互导(gm)单元。图8的互导(gm)单元包括一个电流源1b81,连接在一个电源电压VDD和节点N81之间;一个PMOS晶体管PM81,具有一个连接到节点N81的源极,一个连接到节点N83的漏极,和一个其上施加第一输入信号GMCI1的闸极;一个PMOS晶体管PM82,具有一个连接到节点N81的源极,一个连接到节点N84的漏极,和一个其上施加第二输入信号GMCI2的闸极;一个电流源1b82,连接在一个电源电压VDD和节点N82之间;一个PMOS晶体管PM83,具有一个连接到节点N82的源极,一个连接到节点N83的漏极,和一个其上施加第一输入信号GMCI 1的闸极;一个PMOS晶体管PM84,具有一个连接到节点N82的源极,一个连接到节点N84的漏极,和一个其上施加第二输入信号GMCI2的闸极;一个NMOS晶体管NM85,具有一个连接到节点N83的漏极,一个连接到接地电压GND的源极,和一个连接到节点N85的闸极;一个NMOS晶体管NM86,具有一个连接到节点N84的漏极,一个连接到接地电压GND的源极,和一个连接到节点N85的闸极;以及一个共通模式反馈电路810,分别从节点N84和节点N83,接收第一输出信号GMCO1和第二输出信号GMCO2,并且产生一个将传送到节点N85的共通模式反馈信号。
图8中的第一输入信号GMCI1和第二输入信号GMCI2,分别对应于图6和图7的运算放大器111中的第一输出信号OPOUT1和第二输出信号OPOUT2。因此,第一输出信号GMCO1被传送到图6中的节点N3,而第二输出信号GMCO2被传送到图7中的节点N4。图8所示的互导(gm)单元产生一个电流lo,电流1o与第一输入信号GMCI1和第二输入信号GMCI2之间的信号差成正比,电流lo可以下列公式表示,lo=gm×(GMCI1-GMCI2)。
在图6和图7中,分别假设运算放大器111的输入级是在虚接地状态(virtual ground state),而且使用互导(gm)单元142替代电阻,则流经电阻器的电流可由输出电压OPOUT1除以电阻器的电阻值而得。如果电阻器是由互导(gm)单元所取代,则互导(gm)单元的输出电流I可以下列公式表示,I=gm×OPOUT1。在此,即使输出电压OPOUT1是由输出电压OPOUT2所取代,输出电流I也会相同。因此,藉由使用第2图所示的互导(gm)单元,可以实现具有高电阻值MΩ的电阻。
如上所述,根据本发明的用于红外线遥控接收器的CMOS半导体信号处理装置,具有良好的降噪特性。此外,本发明的用于红外线遥控接收器的CMOS半导体信号处理装置在超出可容范围的外部信号输入时,仍然可以稳定地放大信号。此外,信号处理装置具有较习知的半导体信号处理装置还小的尺寸。
以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制,虽然本发明已以较佳实施例揭露如上,然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员,在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (11)

1.一种用于红外线遥控接收器的CMOS半导体信号处理装置,其特征在于其包括:
一第一放大器,用来接收一电信号,并且放大及高通滤波所接收到的该电信号;
一可变增益放大器,用来接收该第一放大器的输出信号,并且以不同的增益,放大在从该第一放大器所接收到的输出信号中的一噪声成分和一原始信号成分;
一滤波器,用来通过该可变增益放大器的电路的输出信号中的一载波频率成分;
一包络线信号检测电路,用来接收该滤波器的输出信号,并且提取多个包络线信号;
一磁滞比较器,用来比较从该包络线信号检测电路所输出的该些包络线信号,并且产生对应于遥控信号的脉冲信号;以及
一自动增益控制器,用来接收该些包络线信号,并且分开地将具有该原始信号成分的一第一信号,和具有该噪声成分的一第二信号,传送到该可变增益放大器的电路,
其中该第一放大器包括:一第二电容器,具有一用来接收光二极管的电信号的第一端,和一连接到一第三节点的第二端;一第三电容器,具有一用来接收一参考电压的第一端,和一连接到一第四节点的第二端;第一运算放大器,具有一连接到该第三节点的第一输入端,一连接到该第四节点的第二输入端,和一用来接收一共通模式反馈信号的第三输入端,其中该第一运算放大器放大输入到其第一输入端的一高频信号和输入到其第二输入端的一参考信号之间的信号差,产生一第一输出信号和一第二输出信号,并且将该第一输出信号和该第二输出信号,分别传送到一第五节点和一第六节点;一共通模式反馈电路,用来分别从该第五节点和该第六节点,接收该第一运算放大器的第一输出信号和第二输出信号,产生该共通模式反馈信号,并且将该共通模式反馈信号传送到该第一运算放大器的第三输入端;一第四电容器,连接在该第三节点和该第五节点之间;一第一MOS晶体管,由一预定电压所控制,并且并联到该第四电容器;一第五电容器,连接在该第四节点和该第六节点之间;以及一第二MOS晶体管,由一预定电压所控制,并且并联到该第五电容器。
2.根据权利要求1所述的CMOS半导体信号处理装置,其特征在于其中该半导体信号处理装置更加包括一微调电路,藉由接收来自一外部接脚的一高电流信号,调整该滤波器的一中心频率。
3.根据权利要求1所述的CMOS半导体信号处理装置,其特征在于其中该第一MOS晶体管和该第二MOS晶体管是由相同电压信号所控制。
4.根据权利要求1或3所述的CMOS半导体信号处理装置,其特征在于其中该第一放大器更加包括一直流电位调整电路,当超出容许范围的一外部输入信号输入到该第一运算放大器的第一输入端时,将该外部输入信号的电压维持在一预定或较高于预定的电位。
5.根据权利要求4所述的CMOS半导体信号处理装置,其特征在于其中该直流电位调整电路包括:
一第一PMOS晶体管,具有一其上施加一电源电压的源极,一连接到一第一节点的闸极,和一连接到一第二节点的漏极;
一电阻器,具有一连接到该电源电压的第一端,和一连接到该第二节点的第二端;
一第二运算放大器,用来放大该第二节点的电压,该第二运算放大器具有一连接到该第二节点的第一输入端,一连接到一接地电压的第二输入端,和一连接到该第一节点的输出端;以及
一第一电容器,连接在该第一节点和该接地电压之间,
其中该电信号施加到该第二节点上。
6.根据权利要求1所述的CMOS半导体信号处理装置,其特征在于其中该第一运算放大器包括:
一第三PMOS晶体管,具有一其上施加一电源电压的源极,一连接到一第七节点的漏极,和一其上施加一第一偏压的闸极;
一第四PMOS晶体管,具有一其上施加该电源电压的源极,一连接到一第八节点的漏极,和一其上施加该第一偏压的闸极;
一第三NMOS晶体管,具有一连接到该第七节点的漏极,一连接到一第九节点的源极,和一其上施加一第一输入信号的闸极;
一第四NMOS晶体管,具有一连接到该第八节点的漏极,一连接到该第九节点的源极,和一其上施加一第二输入信号的闸极;
一第一电流源,连接在该第九节点和一接地电压之间;
一第五PMOS晶体管,具有一连接到该第七节点的源极,一连接到一第十一节点的闸极,和一连接到一第十节点的漏极;
一第六PMOS晶体管,具有一连接到该第八节点的源极,和共同连接到该第十一节点的一闸极和一漏极;
一第五NMOS晶体管,具有一连接到该第十节点的漏极,和一其上施加一第二偏压的闸极;
一第七NMOS晶体管,具有一连接到该第五NMOS晶体管的源极的漏极,一连接到该接地电压的源极,和一连接到一第十二节点的闸极;
一第六NMOS晶体管,具有一连接到该第十一节点的漏极,和一其上施加该第二偏压的闸极;以及
一第八NMOS晶体管,具有一连接到该第六NMOS晶体管的源极的漏极,一连接到该接地电压的源极,和一连接到该第十二节点的闸极,
其中该共通模式反馈信号施加到该第十二节点,该第一输出信号是从该第十节点所输出,而该第二输出信号是从该第十一节点所输出。
7.根据权利要求1所述的CMOS半导体信号处理装置,其特征在于其中该共通模式反馈电路包括;
一共通模式信号产生器,包括一第七PMOS晶体管,具有一连接到一电源电压的源极,和共同连接到一第十三节点的一闸极和一漏极;
一第八PMOS晶体管,具有一连接到该电源电压的源极,一连接到该第十三节点的闸极,和一连接到一第十四节点的漏极;
一第九NMOS晶体管,具有一连接到该第十三节点的漏极,一连接到一第十五节点的源极,和一其上施加该第一运算放大器的该第一输出信号的闸极;
一第十NMOS晶体管,具有共同连接到该第十四节点的一闸极和一漏极,和一连接到该第十五节点的源极;
一第二电流源,连接在该第十五节点和一接地电压之间;
一第十一NMOS晶体管,具有共同连接到该第十四节点的一闸极和一漏极,和一连接到一第十六节点的源极;
一第十二NMOS晶体管,具有一连接到该第十三节点的漏极,一连接到该第十六节点的源极,和一其上施加该第二运算放大器的该第二输出信号的闸极;
一第三电流源,连接在该第十六节点和该接地电压之间,用来从该第十四节点输出一共通模式输出信号;以及
一共通模式放大器,包括一第四电流源,连接在该电源电压和一第十七节点之间;一第九PMOS晶体管,具有一连接到该第十七节点的源极,和一连接到该第十四节点的闸极;一第十三NMOS晶体管,具有共同连接到该第九PMOS晶体管的漏极的一闸极和一漏极,和一连接到该接地电压的源极;一第十PMOS晶体管,具有一连接到该第十七节点的源极,一连接到一第十八节点的漏极,和一其上施加一第二参考电压的闸极;以及一第十四NMOS晶体管,具有共同连接到该第十PMOS晶体管的该漏极的一闸极和一漏极,和一连接到该接地电压的源极,用来从该第十四节点产生该共通模式反馈信号。
8.一种用于红外线遥控接收器的CMOS半导体信号处理装置,其特征在于其包括:
一第一放大器,用来接收一电信号,并且放大及高通滤波所接收到的该电信号;
一可变增益放大器,用来接收该第一放大器的输出信号,并且以不同的增益,放大在从该第一放大器所接收到的输出信号中的一噪声成分和一原始信号成分;
一滤波器,用来通过该可变增益放大器的电路的输出信号中的一载波频率成分;
一包络线信号检测电路,用来接收该滤波器的输出信号,并且提取多个包络线信号;
一磁滞比较器,用来比较从该包络线信号检测电路所输出的该些包络线信号,并且产生对应于遥控信号的脉冲信号;以及
一自动增益控制器,用来接收该些包络线信号,并且分开地将具有该原始信号成分的一第一信号,和具有该噪声成分的一第二信号,传送到该可变增益放大器的电路,
其中该第一放大器包括:一第二电容器,具有一用来接收光二极管的该电信号的第一端,和一连接到一第三节点的第二端;一第三电容器,具有一用来接收一参考电压的第一端,和一连接到一第四节点的第二端;一第一运算放大器,具有一连接到该第三节点的第一输入端,一连接到该第四节点的第二输入端,和一用来接收一第一共通模式反馈信号的第三输入端,其中该第一运算放大器放大输入到其第一输入端的一高频信号和输入到其第二输入端的一参考信号之间的信号差,产生一第一输出信号和一第二输出信号,并且将该第一输出信号和该第二输出信号,分别传送到一第五节点和一第六节点;一第一共通模式反馈电路,用来从该第五节点,接收该第一运算放大器的第一输出信号,从该第六节点接收该第一运算放大器的第二输出信号,产生该第一共通模式反馈信号,并且将该第一共通模式反馈信号传送到该第一运算放大器的第三输入端;一第四电容器,连接到该第三节点和该第五节点;一互导单元,具有一连接到该第五节点的第一输入端,一连接到该第六节点的第二输入端,一连接到该第三节点的第一输出端,和一连接到该第四节点的第二输出端;以及一第五电容器,连接在该第四节点和该第六节点之间。
9.根据权利要求8所述的CMOS半导体信号处理装置,其特征在于其中该第一放大器更加包括一直流电位调整电路,当超出容许范围的一外部输入信号输入到该第一运算放大器的第一输入端时,将该外部输入信号的电压维持在一预定或较高于预定的电位。
10.根据权利要求9所述的CMOS半导体信号处理装置,其特征在于其中该直流电位调整电路包括:
一第一PMOS晶体管,具有一其上施加一电源电压的源极,一连接到一第一节点的闸极,和一连接到一第二节点的漏极;
一电阻器,具有一连接到一电源电压的第一端,和一连接到该第二节点的第二端;
一第二运算放大器,用来放大该第二节点的一电压,该第二运算放大器具有一连接到该第二节点的第一输入端,一连接到一接地电压的第二输入端,和一连接到该第一节点的输出端;以及
一第一电容器,连接在该第一节点和该接地电压之间,
其中该电信号施加到该第二节点上。
11.根据权利要求8所述的CMOS半导体信号处理装置,其特征在于其中该互导单元包括:
一第一电流源,连接在一电源电压和一节点N81之间;
一第一PMOS晶体管,具有一连接到该节点N81的源极,一连接到一节点N83的漏极,和一其上施加一第一输入信号的闸极;
一第二PMOS晶体管,具有一连接到该节点N81的源极,一连接到一节点N84的漏极,和一其上施加一第二输入信号的闸极;
一第二电流源,连接在该电源电压和一节点N82之间;
一第三PMOS晶体管,具有一连接到该节点N82的源极,一连接到该节点N83的漏极,和一其上施加该第一输入信号的闸极;
一第四PMOS晶体管,具有一连接到该节点N82的源极,一连接到该节点N84的漏极,和一其上施加该第二输入信号的闸极;
一第一NMOS晶体管,具有一连接到该节点N83的漏极,一连接到该接地电压的源极,和一连接到一节点N85的闸极;
一第二NMOS晶体管,具有一连接到该节点N84的漏极,一连接到该接地电压的源极,和一连接到该节点N85的闸极;以及
一第二共通模式反馈电路,用来从该节点N84和该节点N83,分别接收该第一输出信号和该第二输出信号,产生一第二共通模式反馈信号,并且将该第二共通模式反馈信号,传送给该节点N85。
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