CN204833690U - 一种应用于红外接收芯片的恒定延时电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种应用于红外接收芯片的恒定延时电路，包括一积分电路和一整形电路，所述积分电路包括一控制电路，两个开关S1、S2和一电容C1，所述控制电路的一端为信号输入端，另一端控制第一开关S1和第二开关S2的通断；所述第一开关S1和第二开关S2相连的一端同时连接一电容C1和所述整形电路的输入端，所述电容C1的另一端接地，所述整形电路的另一端为信号输出端。通过控制电路的设置，自动适应整形电路因电源电压和工艺变化而造成的输入阈值偏移，使接收电路在不同的电源电压下积分时间基本不变，防止信号失真。

Description

一种应用于红外接收芯片的恒定延时电路

技术领域

本实用新型涉及延迟电路技术领域，尤其涉及一种应用于红外接收芯片的恒定延时电路。

背景技术

在红外接收电路中，为了避免将偶尔出现的干扰信号错误地当成有用信号而被解调出来，需要在接收信号的传输通路上加上积分器滤除干扰信号。加入积分器之后，只有当信号长度达到积分器设定的信号长度T1要求，积分器输出才达到一定的电压高度使整形电路翻转。这就造成在接收真实信号时，在最初的T1时间内是没有信号被解调输出的，假设真实信号的长度为T，那么输出信号长度就变成了T-T1，造成了输出信号的失真。为了消除这个失真，同样也需要在真实信号输入结束后，再在积分器模块加入时间补偿，补偿时间长度为T2，这样输出信号长度为T-T1+T2，当积分延时T1和时间补偿T2相等时，输出信号长度就没有失真。如图1所示。

但是在实际电路中，为了使红外接收芯片的应用范围更广，其电源电压一般设计在2.5V~5.5V，这样就造成了整形电路的输入阈值随VDD变化明显，如果积分器不能随电源电压做出对于调节，则会造成T1时间在不同的电源电压长度不同。同时T1受电容值的控制，当工艺存在偏差时，T1的值也会随着变化。若电源电压和工艺角对T1时间影响较大，使T1或长或短，就会出现接受电路受干扰信号影响严重。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种应用于红外接收芯片的恒定延时电路，自动适应整形电路因电源电压和工艺变化而造成的输入阈值偏移，使接收电路在不同的电源电压下积分时间基本不变。

为解决上述技术问题，本实用新型涉及一种应用于红外接收芯片的恒定延时电路，包括一积分电路和一整形电路，所述积分电路包括一控制电路，两个开关S1、S2和一电容C1，所述控制电路的一端为信号输入端，另一端控制第一开关S1和第二开关S2的通断；所述第一开关S1的一端连接第一电流源I1，另一端连接第二开关S2，所述第二开关S2的另一端连接第二电流源I2，所述第一电流源的另一端连接电源VDD，所述第二电流源I2的另一端接地；所述第一开关S1和第二开关S2相连的一端同时连接一电容C1和所述整形电路的输入端，所述电容C1的另一端接地，所述整形电路的另一端为信号输出端。

优选的，所述积分电路的元器件连接关系如下：第一MOS管M1的栅极接K1*VDD，其中K1为比例系数，VDD为电源电压，源极接第一电阻R1，漏极接第三MOS管M3的漏极和栅极；第二MOS管M2栅极接基准电压Vref，源极接第二电阻R2，漏极接第四MOS管M4的漏极和栅极以及第五MOS管M5和第六MOS管M6的栅极；所述第三MOS管M3、第四MOS管M4和第五MOS管M5的源极均接地VSS；所述第五MOS管M5的漏极接第九MOS管M9的漏极和栅极以及第十MOS管M10的栅极；所述第九MOS管M9的源极接电源电压VDD；所述第十MOS管M10的源极接电源电压VDD，漏极接第一开关S1；第六MOS管M6的源极接地VSS，漏极接第二开关S2；第七MOS管M7的源极接电源电压VDD，漏极和栅极接第八MOS管M8的栅极以及比例电流源mIB，其中m为设定值，IB为基准电流源；第八MOS管M8的源极接电源电压VDD，漏极接第一电阻R1和第二电阻R2；第一电阻R1一端接第一MOS管M1的源极，另一端接第八MOS管M8的漏极和第二电阻R2；第二电阻R2一端接第二MOS管M2的源极，另一端接第八MOS管M8的漏极和第一电阻R1；第一开关S1一端接第十MOS管M10的漏极，另一端接第二开关S2、电容C1的阳极以及所述整形电路的输入端；第二开关S2一端接第六MOS管M6的漏极，另一端接第一开关S1，电容C1的阳极以及所述整形电路的输入端；电容C1阳极接第一开关S1、第二开关S2以及整形电路的输入端，阴极接地VSS；比例电流源mIB流入端接第七MOS管M7的漏极和栅极以及第八MOS管M8的栅极，流出端接地VSS。

优选的，所述整形电路内部设置施密特触发器。

优选的，设定所述整形电路的上升阈值为Vtr，下降阈值为VDD-Vtf，其中Vtr=Vtf。

本实用新型的有益效果为：通过控制电路的设置，自动适应整形电路因电源电压和工艺变化而造成的输入阈值偏移，使接收电路在不同的电源电压下积分时间基本不变，防止信号失真。

附图说明

图1为背景技术中输入输出信号示意图；

图2为本实用新型积分电路和整形电路原理图；

图3为本实用新型的电路实例图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。需要说明的是，附图仅为示例性说明，并未按照严格比例绘制，而且其中可能有为描述便利而进行的局部放大、缩小，对于公知部分结构亦可能有一定缺省。

参见图1、2，本实用新型涉及一种应用于红外接收芯片的恒定延时电路，包括一积分电路和一整形电路，所述积分电路包括一控制电路，两个开关S1、S2和一电容C1。图2是红外接收芯片中积分电路和整形电路的原理框图，积分器的原理是通过控制电路对和电流源I1串联的开关S1以及和电流源I2串联的开关S2进行通断控制实现对电容C1的充电和放电。当电容C1被充电至整形电路的上升阈值Vtr（整形电路输入电压0V时输出为VDD，输入从0V开始上升，当输入电压上升到Vtr时输出从VDD翻转为0V）时信号输出由高变低，当电容C1被放电至整形电路的下降阈值VDD-Vtf（整形电路输入电压VDD时输出为0V，输入从VDD开始下降，当输入电压下降到VDD-Vtf时输出从0V翻转为VDD）时信号输出由低变高。

电容C1的充电时间即为积分时间T1，其计算公式为：

（1）

电容C1的放电时间即为时间补偿T2，其计算公式为：

（2）

整形电路使用施密特触发器，通过仔细设计可以实现：

（3）

（4）

这样就实现了T1和T2相等，使信号的输出不会对输入出现失真。

但施密特触发器的特点是Vtr和Vtf均是电源电压VDD的分压，为：

（5）

K1是比例系数，为一常数，后面的K2和K3也是比例系数，为常数。同时电容C1的值受工艺偏差的影响，当C1较大时，T1会偏大，C1较小时，T1又会偏小。此时若还是采用恒定电流I1和I2对电容C1进行充放电就会出现当电源电压和工艺变化时T1发生变化，从而引起输入信号的失真。

本实用新型的方法是将I1的值设计成受电源电压和工艺控制，当电源电压或者工艺变化时，令I1随着改变，即当VDD变大或C1变大时，增大I1，使得T1保持恒定。

参见图3，积分电路的元器件连接关系如下：第一MOS管M1的栅极接K1*VDD，其中K1为比例系数，VDD为电源电压，源极接第一电阻R1，漏极接第三MOS管M3的漏极和栅极；第二MOS管M2栅极接基准电压Vref，源极接第二电阻R2，漏极接第四MOS管M4的漏极和栅极以及第五MOS管M5和第六MOS管M6的栅极；所述第三MOS管M3、第四MOS管M4和第五MOS管M5的源极均接地VSS；所述第五MOS管M5的漏极接第九MOS管M9的漏极和栅极以及第十MOS管M10的栅极；所述第九MOS管M9的源极接电源电压VDD；所述第十MOS管M10的源极接电源电压VDD，漏极接第一开关S1；第六MOS管M6的源极接地VSS，漏极接第二开关S2；第七MOS管M7的源极接电源电压VDD，漏极和栅极接第八MOS管M8的栅极以及比例电流源mIB，其中m为设定值，IB为基准电流源；第八MOS管M8的源极接电源电压VDD，漏极接第一电阻R1和第二电阻R2；第一电阻R1一端接第一MOS管M1的源极，另一端接第八MOS管M8的漏极和第二电阻R2；第二电阻R2一端接第二MOS管M2的源极，另一端接第八MOS管M8的漏极和第一电阻R1；第一开关S1一端接第十MOS管M10的漏极，另一端接第二开关S2、电容C1的阳极以及所述整形电路的输入端；第二开关S2一端接第六MOS管M6的漏极，另一端接第一开关S1，电容C1的阳极以及所述整形电路的输入端；电容C1阳极接第一开关S1、第二开关S2以及整形电路的输入端，阴极接地VSS；比例电流源mIB流入端接第七MOS管M7的漏极和栅极以及第八MOS管M8的栅极，流出端接地VSS。

将VDD通过电阻分压成K1VDD，然后与基准电压值进行比较，输出与VDD和尾电流成正比的电流信号，将该电流通过电流镜拷贝I1和I2。则I1可表示为：

(6)

其中IB指基准电流，K2为VDD经过分压和线性处理过程中的比例。IB作为基准电压，其表达式为：

(7)

从式中可知，该电流是与电源电压无关的，另通过TRIM技术可以修调R的值，使得IB为一个与VDD和工艺都无关的量。

将I1的表达式代入（1）式中，得到T1的表示式为：

(8)

从上式可知经过图3的电路T1已经与电源电压无关，下面利用红外中心频率修调技术来对T1进一步处理，减少其受工艺偏差影响。

在红外接收电路的中心频率修调中，F0被TRIM成恒定值，且有

(9)

则若用IB去给I做偏置，便有

(10)

即n与电容的工艺偏差有关，这样我们就得到了一个与电容平方成正比的量n*IB，但仅仅用这项还不能改善T1中C1的偏差，由于电容的工艺偏差最大不会超过20%，参考泰勒级数的原理，将T1中的m值设计成n和固定项之和，将该值代入T1的表示式，得到

(11)

利用这种技术，当工艺有20%的偏差时，引起的T1误差从20%减小为2%。实际应用时可针对工艺偏差的标准值来设定m中的固定项值，以保证T1误差最小。

以上是本实用新型的较佳实施方式，但本实用新型的保护范围不限于此。任何熟悉本领域的技术人员在本实用新型所揭露的技术范围内，未经创造性劳动想到的变换或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此本实用新型的保护范围应以权利要求所限定的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种应用于红外接收芯片的恒定延时电路，其特征在于，包括一积分电路和一整形电路，所述积分电路包括一控制电路，第一开关、第二开关和一电容，所述控制电路的一端为信号输入端，另一端控制第一开关和第二开关的通断；所述第一开关的一端连接第一电流源，另一端连接第二开关，所述第二开关的另一端连接第二电流源，所述第一电流源的另一端连接电源电压，所述第二电流源的另一端接地；所述第一开关和第二开关相连的一端同时连接一电容和所述整形电路的输入端，所述电容的另一端接地，所述整形电路的另一端为信号输出端。

2.如权利要求1所述的应用于红外接收芯片的恒定延时电路，其特征在于，所述积分电路电路的元器件连接关系如下：第一MOS管的栅极接乘比例后的电源电压，源极接第一电阻，漏极接第三MOS管的漏极和栅极；第二MOS管栅极接基准电压，源极接第二电阻，漏极接第四MOS管的漏极和栅极以及第五MOS管和第六MOS管的栅极；所述第三MOS管、第四MOS管和第五MOS管的源极均接地；所述第五MOS管的漏极接第九MOS管的漏极和栅极以及第十MOS管的栅极；所述第九MOS管的源极接电源电压；所述第十MOS管的源极接电源电压，漏极接第一开关；第六MOS管的源极接地，漏极接第二开关；第七MOS管的源极接电源电压，漏极和栅极接第八MOS管的栅极以及比例电流源；第八MOS管的源极接电源电压，漏极接第一电阻和第二电阻；第一电阻一端接第一MOS管的源极，另一端接第八MOS管的漏极和第二电阻；第二电阻一端接第二MOS管的源极，另一端接第八MOS管的漏极和第一电阻；第一开关一端接第十MOS管的漏极，另一端接第二开关、电容的阳极以及所述整形电路的输入端；第二开关一端接第六MOS管的漏极，另一端接第一开关，电容的阳极以及所述整形电路的输入端；电容阳极接第一开关、第二开关以及整形电路的输入端，阴极接地；比例电流源流入端接第七MOS管的漏极和栅极以及第八MOS管的栅极，流出端接地。

3.如权利要求2所述的应用于红外接收芯片的恒定延时电路，其特征在于：所述整形电路内部设置施密特触发器。

4.如权利要求3所述的应用于红外接收芯片的恒定延时电路，其特征在于：设定所述整形电路的电源电压为VDD，上升阈值为Vtr，下降阈值为VDD-Vtf，其中Vtr=Vtf。