DE102005024204A1

DE102005024204A1 - Infrarotfernsteuersignal-Verarbeitungsschaltung

Info

Publication number: DE102005024204A1
Application number: DE200510024204
Authority: DE
Inventors: John Fisher
Original assignee: Vishay Semiconductor GmbH
Current assignee: Vishay Semiconductor GmbH
Priority date: 2005-05-25
Filing date: 2005-05-25
Publication date: 2006-11-30
Also published as: WO2006125611A3; WO2006125611A2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Infrarotfernsteuersignal-Verarbeitungsschaltung zum Verarbeiten eines Fernsteuersignals. Die Verarbeitungsschaltung besitzt innerhalb eines integrierten Schaltkreises einen ersten und einen zweiten Empfangskanal. Der erste Empfangskanal weist ein Bandpassfilter auf, dessen Durchlassfrequenz einer vorbestimmten Trägerfrequenz des Fernsteuersignals entspricht. Der zweite Empfangskanal ist ohne Frequenzfilterung oder zumindest mit einem größeren Durchlassbereich als der erste Empfangskanal ausgebildet. Jeder der beiden Empfangskanäle besitzt einen eigenen Signalausgang zum Anschließen an eine Auswerteschaltung.

Description

Die Erfindung betrifft eine Infrarotfernsteuersignal-Verarbeitungsschaltung zum Verarbeiten eines Fernsteuersignals. Derartige Fernsteuersignale werden von Fernbedienungseinheiten abgesetzt und dienen beispielsweise zur Bedienung von Fernseh- oder DVD-Geräten. An dem betreffenden Gerät ist eine Empfangs- und Verarbeitungsschaltung angeordnet, die üblicherweise eine Photodiode und die genannte Verarbeitungsschaltung aufweist. Die Photodiode wandelt die im infraroten Spektralbereich ausgesendeten und empfangenen Fernsteuersignale in elektrische Signale um. Diese elektrischen Signale werden in der Verarbeitungsschaltung verstärkt und demoduliert, so dass am Ausgang der Verarbeitungsschaltung der in dem Fernsteuersignal verschlüsselte Steuerbefehl ausgegeben wird.

Für derartige Fernsteuersignale sind unterschiedliche Codierungs- und Modulationsverfahren sowie die Verwendung verschiedener Trägerfrequenzen bekannt. Hierdurch werden optische Störeinflüsse unterdrückt, und es ist möglich, in räumlicher Nähe zueinander mehrere Geräte mittels verschiedener Fernbedienungseinheiten zu bedienen, ohne dass eine gegenseitige Beeinflussung erfolgt. Mit anderen Worten ist gewährleistet, dass das Absetzen eines Fernsteuersignals normalerweise lediglich zu einer entsprechenden Steuerung des zugeordneten Geräts (z.B. Fernsehgerät) führt und nicht unerwünscht auch von einem weiteren Gerät (z.B. DVD-Spieler) als Steuerbefehl interpretiert wird, obwohl diesem weiteren Gerät eine eigene Fernbedienungseinheit zugeordnet ist.

Es kann jedoch auch erwünscht sein, mittels einer einzigen Universal-Fernbedienungseinheit mehrere Geräte zu steuern, so dass die Notwen digkeit entfällt, für jedes vorhandene Gerät eine eigene zugeordnete Fernbedienungseinheit bereithalten zu müssen. Zu diesem Zweck sind programmierbare Fernbedienungseinheiten bekannt, also Fernbedienungseinheiten mit einer Lernfunktion. Derartige Fernbedienungseinheiten besitzen nicht nur den stets erforderlichen Infrarotsender, sondern auch eine Empfangs- und Verarbeitungsschaltung, die es ermöglicht, die Infrarotfernsteuersignale einer bereits vorhandenen Fernbedienungseinheit zu empfangen und einzulernen. Sofern mittels der programmierbaren Fernbedienungseinheit die jeweiligen Fernsteuersignale der bereits vorhandenen Fernbedienungseinheiten eingelernt worden sind, kann die programmierbare Fernbedienungseinheit sämtliche der bereits vorhandenen Fernbedienungseinheiten ersetzen und somit als Universal-Fernbedienungseinheit für sämtliche Geräte des Anwenders dienen.

Für multimediale Anwendungen kann es wünschenswert sein, ein Fernsteuer-Empfangsmodul zu verwenden, das einen Infrarotempfänger zum Empfangen und Auswerten von Fernsteuersignalen einer zugeordneten Fernbedienungseinheit sowie einen weiteren Infrarotempfänger für die erläuterte Lernfunktion aufweist. Eine derartige Ausgestaltung mit zwei Infrarotempfängern ist jedoch unerwünscht aufwendig und teuer.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Verarbeitungsschaltung zum Verarbeiten von Infrarot-Fernsteuersignalen zu schaffen, die eine Lernfunktion unterstützt und zugleich kostengünstig herzustellen ist.

Diese Aufgabe wird durch eine Infrarotfernsteuersignal-Verarbeitungsschaltung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst, und insbesondere dadurch, dass die Verarbeitungsschaltung innerhalb eines integrierten Schaltkreises einen ersten und einen zweiten Empfangskanal besitzt, wobei der erste Empfangskanal ein Bandpassfilter aufweist, dessen Durch lassfrequenz einer vorbestimmten Trägerfrequenz des Fernsteuersignals entspricht, wobei der zweite Empfangskanal ohne Frequenzfilterung oder zumindest mit einem größeren Durchlassbereich als der erste Empfangskanal ausgebildet ist, und wobei jeder der beiden Empfangskanäle einen eigenen Signalausgang zum Anschließen an eine Auswerteschaltung aufweist.

Bei der erfindungsgemäßen Verarbeitungsschaltung sind also wenigstens zwei verschiedene Empfangskanäle in einem einzigen gemeinsamen IC (Integrated Circuit) für eine unterschiedliche Verarbeitung der empfangenen Fernsteuersignale verwirklicht. Ein erster Empfangskanal besitzt ein Bandpassfilter, das auf die Trägerfrequenz der zugeordneten Fernbedienungseinheit bzw. die Trägerfrequenz der hiervon abgesetzten Fernsteuersignale abgestimmt ist. Ein zweiter Empfangskanal ermöglicht die Verwirklichung einer Lernfunktion, so dass auch Fernsteuersignale anderer Fernbedienungseinheiten empfangen und ausgewertet werden können, um diese Fernsteuersignale einzulernen. Zu diesem Zweck besitzt der zweite Empfangskanal keine Frequenzfilterung, oder es ist eine Frequenzfilterung mit einem Frequenzdurchlassbereich vorgesehen, der breiter ist als jener des ersten Empfangskanals.

Somit kann die Verarbeitungsschaltung gleichermaßen zum Empfangen und Verarbeiten der Fernsteuersignale einer speziell zugeordneten Fernbedienungseinheit mit vorbestimmter Sendefrequenz, und zum Empfangen und Verarbeiten von Fernsteuersignalen beliebiger weiterer Fernbedienungseinheiten verwendet werden, so dass diese Fernsteuersignale für die erläuterte Lernfunktion analysiert und gespeichert werden können. Die der Verarbeitungsschaltung speziell zugeordnete Fernbedienungseinheit kann somit letztlich als Universal-Fernbedienungseinheit dienen.

Da beide Empfangskanäle einen jeweiligen eigenen Signalausgang besitzen, können die Ausgangssignale der Empfangskanäle separat ausgewertet werden, wobei es möglich ist, für beide Signalausgänge eine gemeinsame Auswerteschaltung (z.B. Mikroprozessor) vorzusehen, die auch Teil der Verarbeitungsschaltung sein kann.

Indem beide Empfangskanäle in einem gemeinsamen Bauelement realisiert sind, kann die Verarbeitungsschaltung kostengünstig hergestellt werden. Eine Vereinfachung der Schaltungsanordnung ergibt sich insbesondere dadurch, dass einzelne Bestandteile der Verarbeitungsschaltung – beispielsweise ein gemeinsamer Signaleingang, ein Vorverstärker und ein variabler Verstärker (AGC) – für beide Empfangskanäle gemeinsam genutzt werden können. Die Verwirklichung eines zusätzlichen Empfangskanals verursacht gegenüber bekannten Verarbeitungsschaltungen, die lediglich für einen einzigen Empfangskanal vorgesehen sind, deshalb nur geringe zusätzliche Kosten. Auch der zusätzliche Flächenbedarf ist minimal.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Verarbeitungsschaltung für die beiden Empfangskanäle einen gemeinsamen Signaleingang besitzt. Hierdurch ist es auf einfache Weise möglich, an beide Empfangskanäle eingangsseitig ein einziges gemeinsames photoempfindliches Element anzuschließen, das die Infrarotfernsteuersignale in elektrische Signale umwandelt. Es ist somit also möglich, sowohl für das Empfangen und Verarbeiten der Fernsteuersignale der speziell zugeordneten Fernbedienungseinheit, als auch für das Empfangen und Verarbeiten von einzulernenden Fernsteuersignalen ein gemeinsames photoempfindliches Element einzusetzen, das mit den beiden Empfangskanälen der Verarbeitungsschaltung verbunden ist.

Vorzugsweise sind für beide Empfangskanäle auch eine gemeinsame Signal-Vorverstärkung und/oder ein gemeinsamer Verstärker mit variabler Verstärkung mit zugeordneter Schaltung zur automatischen Verstärkungsregelung vorgesehen (AGC, Automatic Gain Control).

Weiterhin ist es bevorzugt, wenn der erste Empfangskanal einen Demodulator aufweist, der dem genannten Bandpassfilter nachgeschaltet ist. In dem Demodulator werden die auf der vorbestimmten Trägerfrequenz empfangenen Fernsteuersignale demoduliert, so dass an dem Signalausgang des ersten Empfangskanals eine Bitfolge ausgegeben werden kann, die dem empfangenen Fernsteuersignal entspricht.

Hinsichtlich des zweiten Empfangskanals ist es bevorzugt, wenn dieser einen Analog/Digital-Wandler aufweist, damit die über den zweiten Empfangskanalempfangenen Fernsteuersignale in digitaler Form an den zugeordneten Signalausgang ausgegeben werden können. Insbesondere kann als Analog/Digital-Wandler ein einfacher Schwellwertschalter vorgesehen sein. Ein besonders einfacher Aufbau der Verarbeitungsschaltung ergibt sich, wenn der zweite Empfangskanal lediglich durch den genannten Analog/Digital-Wandler bzw. Schwellwertschalter sowie den zugeordneten Signalausgang gebildet ist. In diesem Fall erfolgt also über die Digitalisierung der empfangenen Fernsteuersignale hinaus keine weitere Signalverarbeitung.

Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Empfangs- und Verarbeitungsschaltung, die ein photoempfindliches Element und einen integrierten Schaltkreis besitzt, der mit dem photoempfindlichen Element verbunden ist und die erläuterte Verarbeitungsschaltung bildet.

Die Erfindung wird nachfolgend lediglich beispielhaft anhand der Figur erläutert.
Die Figur zeigt eine Infrarotfernsteuersignal-Verarbeitungsschaltung 11, die an einem Signaleingang 13 mit einem photoempfindlichen Element 15 in Form einer Photodiode verbunden ist. Die Verarbeitungsschaltung 11 besitzt zwei Signalausgänge 17, 17', über die die Verarbeitungsschaltung 11 an einen Mikroprozessor 19 angeschlossen ist, der als Auswerteschaltung dient.
Die Verarbeitungsschaltung 11 besitzt einen Vorverstärker 21 in Form eines Transimpedanzverstärkers (TIA, Trans Impedance Amplifier). Der Vorverstärker 21 wandelt die über den Signaleingang 13 empfangenen Stromsignale des photoempfindlichen Elements 15 in verstärkte Spannungssignale um. Diese Spannungssignale werden in einem Verstärker 22 variabel weiter verstärkt, wobei der Verstärkungsfaktor von einer Regelungsschaltung 27 eingestellt wird, so dass der Verstärker und die Regelungsschaltung 27 eine Schaltung zur automatischen Verstärkungsregelung (AGC, Automatic Gain Control) bilden. Die somit verstärkten Spannungssignale werden in zwei Empfangskanälen 23, 23' der Verarbeitungsschaltung 11 in unterschiedlicher Weise verarbeitet: Ein erster Empfangskanal 23 besitzt ein Bandpassfilter 25, dem ein Demodulator 29 nachgeschaltet ist. Das Signal des ersten Empfangskanals 23 wird von der Regelungsschaltung 27 abgegriffen und für die erläuterte automatische Verstärkungsregelung verwendet. Ein zweiter Empfangskanal 23' besitzt lediglich einen Schwellwertschalter 31 in Form eines Schmitt-Triggers. Die Verarbeitungsschaltung 11 mit den zwei Empfangskanälen 23, 23' ist als ein integrierter Schaltkreis ausgebildet.
Die Verarbeitungsschaltung 11 bildet gemeinsam mit dem photoempfindlichen Element 15 eine Empfangs- und Verarbeitungsschaltung zum Empfangen und Verarbeiten von codierten Infrarotfernsteuersignalen, die beispielsweise zum Steuern von Fernseh-, DVD-, Video- oder Audiogeräten dienen. Hierfür werden die Infrarotsignale mittels des photoempfindlichen Elements 15 in elektrische Signale umgewandelt. In diesen elektrischen Signalen liegt der eigentliche Steuerbefehl in Form eines Codes vor, der durch eine Bitfolge gebildet ist, die in dem empfangenen Signal als Modulation einer bestimmten Trägerfrequenz verwirklicht ist. Die Auswertung der Infrarotfernsteuersignale erfolgt in dem Mikroprozessor 19, so dass der Mikroprozessor 19 eine entsprechende Umsetzung der empfangenen Steuerbefehle veranlassen kann.
Das somit am Signaleingang 13 anliegende Signal wird in dem ersten Empfangskanal 23 – nach einer Verstärkung in dem Vorverstärker 21 und dem variablen Verstärker 22 – einer Bandpassfilterung unterworfen, wobei die Durchlassfrequenz (Resonanzfrequenz) des Bandpassfilters 25 der vorbestimmten Trägerfrequenz der Fernsteuersignale einer Fernbedienungseinheit angepasst ist, die der Verarbeitungsschaltung 11 speziell zugeordnet ist (in der Figur nicht gezeigt). Insbesondere ist der Verarbeitungsschaltung 11 eine Fernbedienungseinheit zugeordnet, die einen Infrarotsender besitzt, über den codierte Fernsteuersignale mit einer vorbestimmten Trägerfrequenz ausgesendet werden. Indem diese Trägerfrequenz und die Durchlassfrequenz des Bandpassfilters 25 aufeinander abgestimmt sind, können optische und elektromagnetische Störeinflüsse besonders wirkungsvoll herausgefiltert werden.
Zugleich ermöglicht es der zweite Empfangskanal 23' der Verarbeitungsschaltung 11, auch die Fernsteuersignale anderer Fernbedienungseinheiten zu verarbeiten, die mit anderen Trägerfrequenzen und/oder anderen Codierungs- bzw. Modulationsverfahren arbeiten. Zu diesem Zweck erfolgt in dem zweiten Empfangskanal 23' – ebenfalls nach einer Verstärkung in dem Vorverstärker 21 und dem variablen Verstärker 22 – mittels des Schwellwertschalters 31 lediglich eine Digitalisierung der Empfangskanäle, also ohne besondere Frequenzfilterung. Der zweite Empfangskanal 23' kann somit dazu verwendet werden, die Fernsteuersignale der anderen Fernbedienungseinheiten mittels des ohnehin vorhandenen photoempfindlichen Elements 15 zu empfangen und ohne weitere Filterung oder Auswertung – insbesondere ohne Demodulation – am Signalausgang 17' auszugeben. Mittels des angeschlossenen Mikroprozessors 19 werden die Fernsteuersignale des zweiten Empfangskanals 23' ausgewertet und/oder abgespeichert. Hierdurch kann mittels des zweiten Empfangskanals 23' also eine Lernfunktion verwirklicht werden, um die Fernsteuersignale einer anderen als der speziell zugeordneten Fernbedienungseinheit zu erfassen und bestimmten Steuerbefehlen zuzuordnen. Auf diese Weise können die genannten anderen Fernbedienungseinheiten letztlich durch die der Verarbeitungsschaltung 11 speziell zugeordnete Fernbedienungseinheit ersetzt werden.
Besonders geeignet ist die gezeigte Anordnung für ein Fernsteuer-Empfangsmodul eines Multimedia Personal Computers. Eine derartige Empfangseinheit dient nämlich zum einen zur Steuerung des Multimedia Personal Computers und eines hiermit verbundenen Fernsehgeräts aufgrund entsprechender Infrarotfernsteuersignale einer Fernbedienungseinheit, die dem Empfangsmodul bzw. dem ersten Empfangskanal 23 der Verarbeitungsschaltung 11 speziell zugeordnet ist. Zum anderen sollen mittels eines derartigen Empfangsmoduls auch andere Geräte – wie beispielsweise eine DVD-Spieler oder eine Settop-Box für das Fernsehgerät – gesteuert werden, wobei für diese weiteren Geräte ursprünglich jeweils eine eigene Fernbedienungseinheit vorgesehen ist. Indem das Empfangs modul des Multimedia Personal Computers jedoch mittels einer so genannten Blastereinheit bzw. hieran vorgesehenen Infrarotsendern (in den Figuren nicht gezeigt) optisch mit den Infrarotempfängern der weiteren Geräte verbunden wird, ist eine Fernsteuerung auch über die genannte zugeordnete Fernbedienungseinheit und das Empfangsmodul möglich. Das Einlernen der hierfür benötigten Steuerbefehle kann anhand der Infrarotfernsteuersignale der ursprünglich vorhandenen Fernbedienungseinheiten (mit beliebiger Trägerfrequenz) über den zweiten Empfangskanal 23' der gezeigten Verarbeitungsschaltung 11 erfolgen, während der erste Empfangskanal 23 mit dem speziell angepassten Bandpassfilter 25 für das Verarbeiten der Fernsteuersignale der zugeordneten Fernbedienungseinheit vorgesehen ist.
Die in der Figur gezeigte Ausgestaltung der Verarbeitungsschaltung 11 ist besonders vorteilhaft, da für beide Empfangskanäle 23, 23' ein gemeinsamer Signaleingang 13, ein gemeinsamer Vorverstärker 21 und ein gemeinsamer variabler Verstärker 22 für ein einziges zugeordnetes photoempfindliches Element 15 vorgesehen sind. Der zusätzliche Empfangskanal 23' für die erläuterte Lernfunktion kann deshalb mit minimalem zusätzlichen Aufwand verwirklicht werden.
Alternativ ist es jedoch auch möglich, für jeden Empfangskanal 23, 23' einen eigenen Verstärker vorzusehen und/oder die Verarbeitungsschaltung 11 für jeden Empfangskanal 23, 23' mit einem eigenen Signaleingang zu versehen. Ferner ist es abweichend von der gezeigten Ausführungsform beispielsweise auch möglich, in dem zweiten Empfangskanal 23' ein Bandpassfilter oder eine sonstige Frequenzfilterung vorzusehen, um eventuelle optische oder elektromagnetische Störeinflüsse zu verringern, wobei jedoch der Durchlassbereich (Bandbreite) der Frequenzfilterung im zweiten Empfangskanal 23' an den Empfang unterschiedlicher möglicher Träger frequenzen angepasst ist und somit breiter ist als der Durchlassbereich des Bandpassfilters 25 des ersten Empfangskanals 23.

11: Verarbeitungsschaltung
13: Signaleingang
15: photoempfindliches Element
17: Signalausgang des ersten Empfangskanals
17': Signalausgang des zweiten Empfangskanals
19: Mikroprozessor
21: Vorverstärker (TIA)
22: Verstärker mit variabler Verstärkung (AGC)
23: erster Empfangskanal
23': zweiter Empfangskanal
25: Bandpassfilter
27: Schaltung zur automatischen Verstärkungssteuerung
29: Demodulator
31: Schwellwertschalter

Claims

Infrarotfernsteuersignal-Verarbeitungsschaltung (11) zum Verarbeiten eines Fernsteuersignals, wobei die Verarbeitungsschaltung innerhalb eines integrierten Schaltkreises einen ersten und einen zweiten Empfangskanal (23, 23') besitzt, wobei der erste Empfangskanal (23) ein Bandpassfilter (25) aufweist, dessen Durchlassfrequenz einer vorbestimmten Trägerfrequenz des Fernsteuersignals entspricht, wobei der zweite Empfangskanal (23') ohne Frequenzfilterung oder zumindest mit einem größeren Durchlassbereich als der erste Empfangskanal (23) ausgebildet ist, und wobei jeder der beiden Empfangskanäle (23, 23') einen eigenen Signalausgang (17, 17') zum Anschließen an eine Auswerteschaltung (19) aufweist.
Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für beide Empfangskanäle (23, 23') ein gemeinsamer Signaleingang (13) vorgesehen ist.
Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der gemeinsame Signaleingang (13) der beiden Empfangskanäle (23, 23') zum Anschließen an ein einziges gemeinsames photoempfindliches Element (15) vorgesehen ist.
Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungsschaltung (11) für beide Empfangskanäle (23, 23') einen gemeinsamen Verstärker (21) und/oder einen gemeinsamen variablen Verstärker (22) aufweist.
Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Empfangskanal (23) ferner einen Demodulator (29) und/oder eine Verstärkungs-Regelungsschaltung (27) aufweist.
Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Empfangskanal (23') einen Analog/Digital-Wandler, insbesondere einen Schwellwertschalter (31) aufweist.