CN109787566A - 一种红外信号放大电路、处理电路及红外触摸屏 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种红外信号放大电路，包括：光敏二极管、NPN型三极管、用于将所述NPN型三极管输出的电流转换为电压并实现电压放大的跨阻放大器、第一电压源端口、第二电压源端口以及检测信号输出端口；光敏二极管的阴极与第一电压源端口连接，光敏二极管的阳极与NPN型三极管的基极连接，NPN型三极管的集电极与第二电压源端口连接，NPN型三极管的发射极与跨阻放大器的反相输入端连接，跨阻放大器的输出端与检测信号输出端口连接。本发明还公开了一种红外信号处理电路以及一种红外触摸屏。本发明采用多个实施例解决现有技术中红外放大电路无法检测到微弱的信号的问题。
Description
技术领域
本发明涉及红外技术领域，尤其涉及一种红外信号放大电路、处理电路及红外触摸屏。
背景技术
参见图1为现有技术中红外信号的放大电路，由于现有技术中只通过三极管对红外信号进行放大，且三极管对红外信号的放大倍数一般比较低，导致红外放大电路无法检测到微弱的红外信号，从而影响红外触摸屏的使用效果。
发明内容
本发明实施例的目的是提供一种红外信号放大电路、处理电路及红外触摸屏，能有效解决：现有技术中红外放大电路无法检测到微弱的信号的问题。
为实现上述目的，本发明一实施例提供了一种红外信号放大电路，包括：光敏二极管、NPN型三极管、用于将所述NPN型三极管输出的电流转换为电压并实现电压放大的跨阻放大器、第一电压源端口、第二电压源端口以及检测信号输出端口；
所述光敏二极管的阴极与所述第一电压源端口连接，所述光敏二极管的阳极与所述NPN型三极管的基极连接，所述NPN型三极管的集电极与所述第二电压源端口连接，所述NPN型三极管的发射极与所述跨阻放大器的反相输入端连接，所述跨阻放大器的输出端与所述检测信号输出端口连接。
与现有技术相比，本发明实施例公开的所述红外信号放大电路，通过光敏二极管的阴极与所述电压源端口连接，光敏二极管的阳极与所述NPN型三极管的基极连接，所述NPN型三极管的集电极与所述第二电压源端口连接，所述NPN型三极管的发射极与所述跨阻放大器的反相输入端连接，所述跨阻放大器的输出端与所述检测信号输出端口连接，这样，光敏二极管将接收到的红外信号转换为电流，电流经过三极管进行第一次放大，放大后的电流从三极管的发射极流出，再经过跨阻放大器转换成电压并实现电压的放大，再从检测信号输出端口输出。由上分析可知，由于电流经过跨阻放大器转换为电压使得电压实现放大，从而红外信号的放大电路的红外信号检测范围增大，可以检测到微弱的红外信号；又由于三极管的发射极与跨阻放大器的反相输入端连接，可以抑制共模干扰，抗干扰能力强，同时由于应用跨阻放大器还避免了所述红外信号放大电路引入前级噪声。
作为上述方案的改进，所述跨阻放大器包括：运算放大器、第三电压源端口以及第一电阻；
所述运算放大器的反相输入端与所述NPN型三极管的发射极连接，所述运算放大器的输出端与所述检测信号输出端口连接，所述运算放大器的同相输入端与所述第三电压源端口连接；
所述第一电阻的第一端与所述运算放大器的反相输入端连接，所述第一电阻的第二端与所述运算放大器的输出端连接。
作为上述方案的改进，所述跨阻放大器还包括：第一电容；所述第一电容并联于所述第一电阻的两端。
作为上述方案的改进，所述红外信号放大电路还包括：用于受对应的控制电路控制的开关电路；
所述开关电路的输入端与所述NPN型三极管的发射极连接，所述开关电路的输出端与所述跨阻放大器的反相输入端连接。
本发明另一实施例还提供了一种红外信号放大电路，包括：光敏二极管、NPN型三极管、用于将所述NPN型三极管输出的电流转换为电压并实现电压放大的跨阻放大器、第一电压源端口以及检测信号输出端口；
所述光敏二极管的阴极与所述第一电压源端口连接，所述光敏二极管的阳极与所述NPN型三极管的基极连接，所述NPN型三极管的发射极接地，所述NPN型三极管的集电极与所述跨阻放大器的输入端连接，所述跨阻放大器的输出端与所述检测信号输出端口连接。
与现有技术相比，本发明实施例公开的所述红外信号放大电路，通过光敏二极管的阴极与所述电压源端口连接，光敏二极管的阳极与所述NPN型三极管的基极连接，所述NPN型三极管的发射极接地，所述NPN型三极管的集电极与所述跨阻放大器的输入端连接，所述跨阻放大器的输出端与所述检测信号输出端口连接，这样，光敏二极管将接收到的红外信号转换为电流，电流经过三极管进行第一次放大，放大后的电流从三极管的集电极流出，再经过跨阻放大器转换成电压并实现电压的放大，再从检测信号输出端口输出。由上分析可知，由于电流经过跨阻放大器转换为电压使得电压实现放大，从而红外信号的放大电路的红外信号检测范围增大，可以检测到微弱的红外信号；同时由于应用跨阻放大器还避免了所述红外信号放大电路引入前级噪声。
作为上述方案的改进，所述跨阻放大器包括：运算放大器、第三电压源端口以及第一电阻；
所述运算放大器的同相输入端与所述NPN型三极管的集电极连接，所述运算放大器的输出端与所述检测信号输出端口连接，所述运算放大器的反相输入端与所述第三电压源端口连接；
所述第一电阻的第一端与所述运算放大器的同相输入端，所述第一电阻的第二端与所述运算放大器的输出端连接。
作为上述方案的改进，所述跨阻放大器还包括：第一电容；所述第一电容并联于所述第一电阻的两端。
作为上述方案的改进，所述红外信号放大电路还包括：用于受对应的控制电路控制的开关电路；
所述开关电路的输入端与所述NPN型三极管的集电极连接，所述开关电路的输出端与所述跨阻放大器的同相输入端连接。
本发明另一实施例还提供了一种红外信号处理电路，包括检测电路以及所述的红外信号放大电路；所述检测电路的输入端与所述检测信号输出端口连接。
与现有技术相比，本发明实施例公开的所述红外信号处理电路，红外信号放大电路将放大后的电压通过检测信号输出端口发送至检测电路，判断所述光敏二极管是否接收到红外信号，由于采用所述的红外信号放大电路，使得红外信号的检测范围增大。
与现有技术相比，本发明实施例公开的所述红外信号处理电路，红外信号放大电路将放大后的电压通过检测信号输出端口发送至检测电路，判断所述光敏二极管是否接收到红外信号，由于采用所述的红外信号放大电路，使得红外信号的检测范围增大。
本发明另一实施例还提供了一种红外触摸屏，包括所述的红外信号处理电路。
与现有技术相比，本发明实施例公开的所述红外触摸屏，由于采用了所述的红外信号处理电路，通过跨阻放大器的二次放大，使得微弱的红外信号可以被检测，从而红外触摸屏可以对微弱的红外信号进行响应，进而红外触摸屏的使用效果更佳。
附图说明
图1是本发明现有技术中红外信号放大电路的结构示意图；
图2是本发明一实施例中一种红外信号放大电路的第一种连接方式的示意图；
图3是本发明另一实施例一种红外信号放大电路的第一种连接方式的第一电容的电路原理图；
图4是本发明另一实施例中一种红外信号放大电路的第二种连接方式的示意图；
图5是本发明另一实施例中一种红外信号放大电路的第二种连接方式的第一电容的电路原理图；
图6是本发明另一实施例中一种红外信号处理电路的第一种连接方式的示意图；
图7是本发明另一实施例中一种红外信号处理电路的第一种连接方式的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参见图2，本发明实施例提供的一种红外信号放大电路，包括：光敏二极管REV1、电流放大电路2、用于将所述电流放大电路2输出的电流放大的跨阻放大器1、第一电压源端口V0、第二电压源端口V1以及检测信号输出端口Vout1。
所述光敏二极管REV1的阴极与所述第一电压源端口V0连接，所述光敏二极管REV1的阳极与所述NPN型三极管Q1的基极连接，所述NPN型三极管Q1的集电极与所述第二电压源端口V1连接，所述NPN型三极管Q1的发射极与所述跨阻放大器1的反相输入端连接，所述跨阻放大器1的输出端与所述检测信号输出端口连接。
需要说明的是，第二电压源端口V1直接连接电压源，电压可以为任意值，在此不做限定。
第一电压源端口V0直接与电压连接，电压可以为任意值，在此不做限定。第一电压源端口V0输出电压，使得光敏二极管REV1工作于反偏压模式下，具有较高的开关速度，同时提高了光敏二极管REV1的灵敏度进而缩短了其响应时间，从而缩短了红外信号的响应时间。
本发明一实施例的工作原理：
光敏二极管REV1接收到红外信号，将红外信号转换成电流，电流流过三极管Q1进行第一次放大，放大后的电流从三极管Q1的发射极流出，再流经跨阻放大器1转换成电压并实现电压的放大，再从检测信号输出端口Vout1输出。由上分析可知，由于电流经过跨阻放大器1转换为电压进行二次放大，使得红外信号的放大电路的红外信号检测范围增大，可以检测到微弱的红外信号；又由于三极管Q1的发射极与跨阻放大器1的反相输入端连接，可以抑制共模干扰，抗干扰能力强；同时由于应用跨阻放大器1还避免了所述红外信号放大电路引入前级噪声。
作为上述方案的改进，所述跨阻放大器1包括：运算放大器U1、第三电压源端口V2以及第一电阻R1。需要说明的是，第一电阻R1可以为任意阻值，阻值越大放大倍数越大。
所述运算放大器U1的反相输入端与所述NPN型三极管Q1的发射极连接，所述运算放大器U1的输出端与所述检测信号输出端口连接，所述运算放大器U1的同相输入端与所述第三电压源端口V2连接；需要说明的是，第三电压源端口V2可以接任意值的电压，在此不做限定。
所述第一电阻R1的第一端与所述运算放大器U1的反相输入端连接，所述第一电阻R1的第二端与所述运算放大器U1的输出端连接。
具体地，电流通过三极管Q1第一次放大之后，由于运算放大器U1的反相输入端与所述三极管Q1的发射极连接，第一电阻R1与运算放大器U1形成反馈电路，电压的放大倍数更大，从而使得微弱的红外信号也可以被检测，并且还可以抑制共模干扰，具有较强的抗干扰能力。
参见图3，作为上述方案的改进，所述跨阻放大器1还包括：第一电容C1；所述第一电容C1并联于所述第一电阻R1的两端。
具体地，第一电容C1并联于第一电阻R1的两端，第一电容C1起到了滤波的作用。
参见图6，作为上述方案的改进，所述红外信号放大电路还包括：用于受对应的控制电路3控制的开关电路2；所述开关电路2的输入端与所述的NPN型三极管Q1的发射极连接，所述开关电路2的输出端与所述跨阻放大器1的反相输入端连接。
需要说明的是，本实施例中开关电路2为模拟开关，但开关电路2不局限于模拟开关，还可以为晶闸管、三极管等。
具体地，当光敏二极管REV1接收到红外信号时，同时控制电路3控制模拟开关闭合，光敏二极管REV1将红外信号转换为电流，电流流过模拟开关；当光敏二极管REV1未接收红外信号时，模拟开关断开，由于采用开关电路2使得电路控制更加方便，当需要放大红外信号时开关电路2才闭合，从而对红外信号更好的进行放大。
参见图4，本发明实施例还提供了一种红外信号放大电路，包括：光敏二极管、NPN型三极管Q1、用于将所述NPN型三极管Q1输出的电流转换为电压并实现电压放大的跨阻放大器1、第一电压源端口V0、以及检测信号输出端口。
所述光敏二极管的阴极与所述第一电压源端口V0连接，所述光敏二极管的阳极与所述NPN型三极管Q1的基极连接，所述NPN型三极管Q1的发射极接地，所述NPN型三极管Q1的集电极与所述跨阻放大器1的输入端连接，所述跨阻放大器1的输出端与所述检测信号输出端口连接。
第一电压源端口V0直接与电压连接，电压可以为任意值，在此不做限定。第一电压源端口V0输出电压，使得光敏二极管REV1工作于反偏压模式下，具有较高的开关速度，同时提高了光敏二极管REV1的灵敏度进而缩短了其响应时间，从而缩短了红外信号的响应时间。
本发明一实施例的工作原理：
光敏二极管的阴极与所述电压源端口连接，光敏二极管的阳极与所述NPN型三极管Q1的基极连接，所述NPN型三极管Q1的发射极接地，所述NPN型三极管Q1的集电极与所述跨阻放大器1的输入端连接，所述跨阻放大器1的输出端与所述检测信号输出端口连接，这样，光敏二极管将接收到的红外信号转换为电流，电流经过三极管Q1进行第一次放大，放大后的电流从三极管Q1的集电极流出，再经过跨阻放大器1转换成电压并实现电压的放大，再从检测信号输出端口输出。由上分析可知，由于电流经过跨阻放大器1转换为电压使得电压实现放大，从而红外信号的放大电路的红外信号检测范围增大，可以检测到微弱的红外信号；同时由于应用跨阻放大器1还避免了所述红外信号放大电路引入前级噪声。
作为上述方案的改进，所述跨阻放大器1包括：运算放大器U1、第三电压源端口V2以及第一电阻R1。
所述运算放大器U1的同相输入端与所述NPN型三极管Q1的集电极连接，所述运算放大器U1的输出端与所述检测信号输出端口连接，所述运算放大器U1的反相输入端与所述第三电压源端口V2连接；其中，三极管Q1的集电极由运算放大器U1供电。需要说明的是，第三电压源端口V2可以接任意电压值，在此不做限定。
所述第一电阻R1的第一端与所述运算放大器U1的同相输入端，所述第一电阻R1的第二端与所述运算放大器U1的输出端连接。
具体地，电流通过三极管Q1的第一次放大之后，由于运算放大器U1的同相输入端与所述三极管Q1的集电极连接，红外信号放大电路单电源供电，进行同相放大；又由于运算放大器U1的输入阻抗很大，电流直接经过第一电阻R1进行跨阻放大得到输出电压。跨阻放大器1对电流进行二次放大使得微弱的红外信号也可以被检测，增大红外信号的检测范围，同时由于电流流过三极管Q1之后未转换为电压，没有进行差分放大，从而避免了引入前级噪声。
参见图5，作为上述方案的改进，所述跨阻放大器1还包括：第一电容C1；所述第一电容C1并联于所述第一电阻R1的两端。
具体地，第一电容C1并联于第一电阻R1的两端，第一电容C1起到了滤波的作用。
参见图7，作为上述方案的改进，所述红外信号放大电路还包括：用于受对应的控制电路控制的开关电路。
所述开关电路的输入端与所述NPN型三极管Q1的集电极连接，所述开关电路的输出端与所述跨阻放大器1的同相输入端连接。
需要说明的是，本实施例中开关电路2为模拟开关，但开关电路2不局限于模拟开关，还可以为晶闸管、三极管等。
具体地，当光敏二极管REV1接收到红外信号时，同时控制电路3控制模拟开关闭合，光敏二极管REV1将红外信号转换为电流，电流流过模拟开关；当光敏二极管REV1未接收红外信号时，模拟开关断开，由于采用开关电路2使得电路控制更加方便，当需要放大红外信号时开关电路2才闭合，从而对红外信号更好的进行放大。
参见图6和图7，本发明实施例提供的一种红外信号处理电路，包括检测电路4以及所述的红外信号放大电路；所述检测电路4的输入端与所述检测信号输出端口Vout1连接。
本发明实施例的工作原理：
红外信号放大电路将放大后的电压通过检测信号输出端口Vout1发送至检测电路4，判断所述光敏二极管REV1是否接收到红外信号，由于采用所述的红外信号放大电路，使得红外信号的检测范围增大。
作为上述方案的改进，所述红外信号处理电路还包括控制电路3以及所述红外信号放大电路的开关电路2。
所述控制电路3的控制端与所述开关电路2的受控端口连接，所述开关电路2的输入端连与所述三极管Q1的集电极连接，所述开关电路2的输出端与所述跨阻放大器1的输入端连接。
具体地，光敏二极管REV1接收到红外信号，光敏二极管REV1将红外信号转换为电流，同时控制电路3控制开关电路2闭合，电流经过三极管Q1进行放大，放大后的电流流经跨阻放大器1转换成电压并实现电压的放大，再从检测信号输出端口Vout1输出至检测电路4。由于采用开关电路2使得电路控制更加方便，当需要放大红外信号时控制电路3才会开关电路2闭合，从而对红外信号更好的进行放大。
本发明另一实施例还提供了一种红外触摸屏，包括上述的红外信号处理电路。
与现有技术相比，本发明实施例公开的所述红外触摸屏，由于采用了所述的红外信号处理电路，通过跨阻放大器1的将电流转换成电压并实现对电压的放大，使得红外信号的检测范围增大，从而红外触摸屏可以对微弱的红外信号进行响应，进而红外触摸屏的使用效果更佳。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种红外信号放大电路，其特征在于，包括：光敏二极管、NPN型三极管、用于将所述NPN型三极管输出的电流转换为电压并实现电压放大的跨阻放大器、第一电压源端口、第二电压源端口以及检测信号输出端口；
所述光敏二极管的阴极与所述第一电压源端口连接，所述光敏二极管的阳极与所述NPN型三极管的基极连接，所述NPN型三极管的集电极与所述第二电压源端口连接，所述NPN型三极管的发射极与所述跨阻放大器的反相输入端连接，所述跨阻放大器的输出端与所述检测信号输出端口连接。
2.如权利要求1所述的红外信号放大电路，其特征在于，所述跨阻放大器包括：运算放大器、第三电压源端口以及第一电阻；
所述运算放大器的反相输入端与所述NPN型三极管的发射极连接，所述运算放大器的输出端与所述检测信号输出端口连接，所述运算放大器的同相输入端与所述第三电压源端口连接；
所述第一电阻的第一端与所述运算放大器的反相输入端连接，所述第一电阻的第二端与所述运算放大器的输出端连接。
3.如权利要求2所述的红外信号放大电路，其特征在于，所述跨阻放大器还包括：第一电容；所述第一电容并联于所述第一电阻的两端。
4.如权利要求1所述的红外信号放大电路，其特征在于，所述红外信号放大电路还包括：用于受对应的控制电路控制的开关电路；
所述开关电路的输入端与所述NPN型三极管的发射极连接，所述开关电路的输出端与所述跨阻放大器的反相输入端连接。
5.一种红外信号放大电路，其特征在于，包括：光敏二极管、NPN型三极管、用于将所述NPN型三极管输出的电流转换为电压并实现电压放大的跨阻放大器、第一电压源端口以及检测信号输出端口；
所述光敏二极管的阴极与所述第一电压源端口连接，所述光敏二极管的阳极与所述NPN型三极管的基极连接，所述NPN型三极管的发射极接地，所述NPN型三极管的集电极与所述跨阻放大器的输入端连接，所述跨阻放大器的输出端与所述检测信号输出端口连接。
6.如权利要求5所述的红外信号放大电路，其特征在于，所述跨阻放大器包括：运算放大器、第三电压源端口以及第一电阻；
所述运算放大器的同相输入端与所述NPN型三极管的集电极连接，所述运算放大器的输出端与所述检测信号输出端口连接，所述运算放大器的反相输入端与所述第三电压源端口连接；
所述第一电阻的第一端与所述运算放大器的同相输入端，所述第一电阻的第二端与所述运算放大器的输出端连接。
7.如权利要求6所述的红外信号放大电路，其特征在于，所述跨阻放大器还包括：第一电容；所述第一电容并联于所述第一电阻的两端。
8.如权利要求5所述的红外信号放大电路，其特征在于，所述红外信号放大电路还包括：用于受对应的控制电路控制的开关电路；
所述开关电路的输入端与所述NPN型三极管的集电极连接，所述开关电路的输出端与所述跨阻放大器的同相输入端连接。
9.一种红外信号处理电路，其特征在于，包括检测电路以及权利要求1至8任一所述的红外信号放大电路；所述检测电路的输入端与所述检测信号输出端口连接。
10.一种红外触摸屏，其特征在于，包括权利要求9所述的红外信号处理电路。
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2019
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