專利名稱：用于紅外線遙控接收器的cmos半導(dǎo)體信號處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
發(fā)明涉及一種用于紅外線遙控4妻收器(infrared remote control receiver,以下簡稱IRCR)的半導(dǎo)體信號處理裝置，尤其涉及一種采用互補 金屬氧化物半導(dǎo)體(complementary metal oxide semiconductor,以下簡稱 CMOS)制造工藝而設(shè)計的半導(dǎo)體信號處理裝置。
背景技術(shù)：
紅外線遙控接收器(IRCR)包括一個其中具有放大器的半導(dǎo)體信號處理 裝置。這種放大器的降噪特性是決定紅外線遙控接收器靈敏度的重要因 素。習(xí)知的紅外線遙控接收器的半導(dǎo)體信號處理裝置中的放大器， 一般是 使用雙極結(jié)晶體管(bipolar junction transistor,簡稱BJT)制造工藝，或 是雙極互補金屬氧化物半導(dǎo)體(bipolar complementary metal oxide semiconductor,簡稱BiCM0S)制造工藝所制造，以獲得極佳的降噪特性。使 用BJT制造工藝制造，具有放大器的半導(dǎo)體信號處理裝置具有極佳的降噪 特性，但是對于調(diào)整小于InA的小電流而言，卻是相當不利的。另外，在 半導(dǎo)體信號處理裝置中的放大器必須具有一個大電容，以穩(wěn)定地處理具有
數(shù)十個KHz信號波段的信號。所以當使用BJT制造工藝制造這種具有放大 器的半導(dǎo)體信號處理裝置時，半導(dǎo)體信號處理裝置會在芯片中占據(jù)很大的 面積，并且消耗很大的功率。因此，這種信號處理裝置具有很大的芯片尺 寸。此外，電性連接到紅外線遙控接收器中的信號處理裝置的微電腦，主 要是由CM0S制造工藝所制造。因為制造工藝并不兼容，所以很難將主要由 CMOS制造工藝所制造的微電腦，和設(shè)計由BJT制造工藝所制造的信號處理 裝置，整合到一個單一的芯片中。
由此可見，上述現(xiàn)有的半導(dǎo)體信號處理裝置在結(jié)構(gòu)與使用上，顯然仍 存在有不便與缺陷，而亟待加以進一步改進。為了解決上述存在的問題，相 關(guān)廠商莫不費盡心思來謀求解決之道，但長久以來一直未見適用的設(shè)計被 發(fā)展完成，而一般產(chǎn)品又沒有適切結(jié)構(gòu)能夠解決上述問題，此顯然是相關(guān) 業(yè)者急欲解決的問題。因此如何能創(chuàng)設(shè)一種新型結(jié)構(gòu)的用于紅外線遙控接 收器的CMOS半導(dǎo)體信號處理裝置，實屬當前重要研發(fā)課題之一，亦成為當前業(yè)界極需改進的目標。
有鑒于上述現(xiàn)有的半導(dǎo)體信號處理裝置存在的缺陷，本發(fā)明人基于從 事此類產(chǎn)品設(shè)計制造多年豐富的實務(wù)經(jīng)驗及專業(yè)知識，并配合學(xué)理的運 用，積極加以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設(shè)一種新型結(jié)構(gòu)的用于紅外線遙控接收器
的CMOS半導(dǎo)體信號處理裝置，能夠改進一般現(xiàn)有的CMOS半導(dǎo)體信號處理 裝置，使其更具有實用性。經(jīng)過不斷的研究、設(shè)計，并經(jīng)過反復(fù)試作樣品及 改進后，終于創(chuàng)設(shè)出確具實用價值的本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種半導(dǎo)體信號處理裝置，使其采用CMOS制造 工藝，并具有極佳的降噪特性。
本發(fā)明的另一目的是提供一種半導(dǎo)體信號處理裝置。其中該半導(dǎo)體信 號處理裝置在超出可容范圍的外部信號輸入時，仍然可以穩(wěn)定地放大信號。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的。依據(jù) 本發(fā)明提出的一種用于紅外線遙控接收器的CMOS半導(dǎo)體信號處理裝置，其 包括 一第一放大器，用來接收該電信號，并且放大及過濾所接收到的該 電信號；一可變增益放大器，用來接收該第一放大器的輸出信號，并且以 不同的增益，放大在從該第 一放大器所接收到的輸出信號中的該噪聲成分 和一原始信號成分； 一濾波器，用來通過該可變增益放大器的電路的輸出 信號中的一載波頻率成分； 一包絡(luò)線信號4企測電路(demodulator ),用 來接收該濾波器的輸出信號，并且提取多個包絡(luò)線信號； 一磁滯比較器， 用來比較從該包絡(luò)線信號檢測電路所輸出的該些包絡(luò)線信號，并且產(chǎn)生對 應(yīng)于該遙控信號的該脈沖信號；以及一自動增益控制器，用來接收該些包 絡(luò)線信號，并且分開地將具有該原始信號成分的一第一信號，和具有一噪 聲成分的一第二信號，傳送到該可變增益放大器的電路。其中該第一放大 器包括 一第二電容器，具有一用來接收該光二極管的電信號的第一端， 和一連接到一第三節(jié)點的第二端； 一第三電容器，具有一用來接收一參考 電壓的第一端，和一連接到一第四節(jié)點的第二端； 一第一運算放大器，具 有 一連接到該第三節(jié)點的第 一輸入端， 一連接到該第四節(jié)點的第二輸入端， 和一用來接收一共通模式反饋信號的第三輸入端，其中該第 一運算放大器 放大輸入到其第 一輸入端的 一 高頻信號和輸入到其第二輸入端的 一參考信 號之間的信號差，產(chǎn)生一第一輸出信號和一第二輸出信號，并且將該第一輸出 信號和該第二輸出信號，分別傳送到一第五節(jié)點和一第六節(jié)點；一共通模式 反饋電路，用來分別從該第五節(jié)點和該第六節(jié)點，接收該第 一運算放大器的 第一輸出信號和第二輸出信號，產(chǎn)生該共通模式反饋信號，并且將該共通 模式反饋信號傳送到該第一運算放大器的第三輸入端； 一第四電容器，連接在該第三節(jié)點和該第五節(jié)點之間； 一第一 M0S晶體管，由一預(yù)定電壓所 控制，并且并聯(lián)到該第四電容器； 一第五電容器，連接在該第四節(jié)點和該 第六節(jié)點之間；以及一第二M0S晶體管，由一預(yù)定電壓所控制，并且并聯(lián)到 該第五電容器。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還可采用以下技術(shù)措施進一步實現(xiàn)。
前述的CMOS半導(dǎo)體信號處理裝置，其中所述的半導(dǎo)體信號處理裝置更 加包括一微調(diào)電路，藉由接收來自一外部接腳的一高電流信號，調(diào)整該濾 波器的一中心頻率。
前述的CMOS半導(dǎo)體信號處理裝置，其中所述的第一MOS晶體管和該第 二M0S晶體管是由相同電壓信號所控制。
前述的CMOS半導(dǎo)體信號處理裝置，其中所述的第一放大器更加包括一 直流電位調(diào)整電路，當超出容許范圍的一外部輸入信號輸入到該第一運算 放大器的第一輸入端時，將該外部輸入信號的電壓維持在一預(yù)定或較高于 預(yù)定的電位。
前述的CMOS半導(dǎo)體信號處理裝置，其中所述的直流電位調(diào)整電路包 括 一第一PMOS晶體管，具有一其上施加一電源電壓的源極， 一連接到一 第一節(jié)點的閘極，和一連接到一第二節(jié)點的漏極； 一電阻器，具有一連接 到該電源電壓的第一端，和一連接到該第二節(jié)點的第二端； 一第二運算放 大器，用來放大該第二節(jié)點的電壓，該第二運算放大器具有一連接到該第 二節(jié)點的第一輸入端， 一連接到一接地電壓的第二輸入端，和一連接到該 第一節(jié)點的輸出端；以及一第一電容器，連接在該第一節(jié)點和該接地電壓 之間。其中該電信號施加到該第二節(jié)點上。
前述的CMOS半導(dǎo)體信號處理裝置，其中所述的第一運算放大器包 括 一第三PMOS晶體管，具有一其上施加一電源電壓的源極， 一連接到一 第七節(jié)點的漏極，和一其上施加一第一偏壓的閘極；一第四PM0S晶體管，具 有一其上施加該電源電壓的源極， 一連接到一第八節(jié)點的漏極，和一其上 施加該第一偏壓的閘極； 一第三麗0S晶體管，具有一連接到該第七節(jié)點的漏 極， 一連接到一第九節(jié)點的源極，和一其上施加一第一輸入信號的閘極；一 第四畫0S晶體管，具有一連接到該第八節(jié)點的漏極， 一連接到該第九節(jié)點 的源極，和一其上施加一第二輸入信號的閘極； 一第一電流源，連接在該 第九節(jié)點和一接地電壓之間； 一第五PM0S晶體管，具有一連接到該第七節(jié)點 的源極， 一連接到一第十一節(jié)點的閘極，和一連接到一第十節(jié)點的漏極；一 第六PMOS晶體管，具有一連接到該第八節(jié)點的源極，和共同連接到該第十 一節(jié)點的一閘極和一漏極； 一第五畫OS晶體管，具有一連接到該第十節(jié)點 的漏極，和一其上施加一第二偏壓的閘極； 一第七羅0S晶體管，具有一連 接到該第五麗0S晶體管的該源極的漏極， 一連接到該接地電壓的源極，和一連接到一第十二節(jié)點的閘極； 一第六腿OS晶體管，具有一連接到該第十一 節(jié)點的漏極，和一其上施加該第二偏壓的閘極；以及一第八NMOS晶體 管，具有一連接到該第六NM0S晶體管的該源極的漏極， 一連接到該接地電壓 的源極，和一連接到該第十二節(jié)點的閘極。其中該共通模式反饋信號施加到 該第十二節(jié)點，該第一輸出信號是從該第十節(jié)點所輸出，而該第二輸出信
號是從該第十 一 節(jié)點所輸出。
前述的CMOS半導(dǎo)體信號處理裝置，其中所述的共通模式反饋電路包 括 一共通模式信號產(chǎn)生器，包括一第七PM0S晶體管，具有一連接到一電源 電壓的源極，和共同連接到一第十三節(jié)點的一閘極和一漏極； 一第八PM0S晶 體管，具有一連接到該電源電壓的源極， 一連接到該第十三節(jié)點的閘極，和 一連接到一第十四節(jié)點的漏極； 一第九畫OS晶體管，具有一連接到該第十 三節(jié)點的漏極， 一連接到一第十五節(jié)點的源極，和一其上施加該第一運算 放大器的該第一輸出信號的閘極； 一第十畫OS晶體管，具有共同連接到該 第十三節(jié)點的一閘極和一漏極，和一連接到該第十五節(jié)點的源極； 一第二 電流源，連接在該第十五節(jié)點和一接地電壓之間；一第十一麗OS晶體管，具 有共同連接到該第十四節(jié)點的一閘極和一漏極，和一連接到一第十六節(jié)點 的源極； 一第十二畫OS晶體管，具有一連接到該第十三節(jié)點的漏極， 一連 接到該第十六節(jié)點的源極，和一其上施加該第二運算;^文大器的該第二輸出 信號的閘極； 一第三電流源，連接在該第十六節(jié)點和該接地電壓之間，用來 從該第十四節(jié)點輸出一共通模式輸出信號；以及一共通模式放大器，包括一 第四電流源，連接在一電源電壓和一第十七節(jié)點之間；一第九PM0S晶體管，具 有一連接到該第十七節(jié)點的源極，和一連接到該第十四節(jié)點的閘極； 一第 十三麗0S晶體管，具有共同連接到該第九PM0S晶體管的該漏極的一閘極 和一漏極，和一連接到該接地電壓的源極； 一第十PMOS晶體管，具有一連 接到該第十七節(jié)點的源極， 一連接到一第十八節(jié)點的漏極，和一其上施加 一第二參考電壓的閘極；以及一第十四麗0S晶體管，具有共同連接到該第十 PM0S晶體管的該漏極的一閘極和一漏極，和一連4妄到該接地電壓的源極，用 來從該第十四節(jié)點產(chǎn)生該共通模式反饋信號。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的。依據(jù) 本發(fā)明提出的一種用于紅外線遙控接收器的CMOS半導(dǎo)體信號處理裝置，其 包括 一第六電容器，具有一用來接收該光二極管的該電信號的第一端， 和一連接到一第三節(jié)點的第二端； 一第七電容器，具有一用來接收一參考 電壓的第一端，和一連接到一第四節(jié)點的第二端； 一第一運算放大器，具 有一連接到該第三節(jié)點的第 一輸入端， 一連接到該第四節(jié)點的第二輸入端， 和一用來接收一第一共通模式反饋信號的第三輸入端，其中該第一運算放 大器放大輸入到其第一輸入端的一高頻信號和輸入到其第二輸入端的一參考信號之間的信號差，產(chǎn)生一第一輸出信號和一第二輸出信號，并且將該
第一輸出信號和該第二輸出信號，分別傳送到一第五節(jié)點和一第六節(jié)點；
一第一共通模式反饋電路，用來從該第五節(jié)點，接收該第一運算放大器的 第一輸出信號，從該第六節(jié)點接收該第一運算放大器的第二輸出信號，產(chǎn) 生該第一共通模式反饋信號，并且將該第一共通模式反饋信號傳送到該第
一運算放大器的第三輸入端； 一第八電容器，連接到該第三節(jié)點和該第五 節(jié)點； 一互導(dǎo)單元，具有一連接到該第五節(jié)點的第一輸入端， 一連接到該 第六節(jié)點的第二輸入端， 一連接到該第三節(jié)點的第一輸出端，和一連接到該 第四節(jié)點的第二輸出端；以及一第九電容器，連接在該第四節(jié)點和該第六節(jié) 點之間。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還可釆用以下技術(shù)措施進 一步實現(xiàn)。
前述的CMOS半導(dǎo)體信號處理裝置，其中所述的第一;^文大器更加包括一 直流電位調(diào)整電路，當超出容許范圍的一外部輸入信號輸入到該第一運算 放大器的第一輸入端時，將該外部輸入信號的電壓維持在一預(yù)定或較高于 預(yù)定的電位。
前述的CMOS半導(dǎo)體信號處理裝置，其中所述的直流電位調(diào)整電路包 括 一第一PMOS晶體管，具有一其上施加一電源電壓的源極， 一連接到一 第五節(jié)點的閘極，和一連接到一第六節(jié)點的漏極； 一電阻器，具有一連接 到一電源電壓的第一端，和一連接到該第六節(jié)點的第二端； 一第二運算放 大器，用來放大該第六節(jié)點的一電壓，該第二運算放大器具有一連接到該 第六節(jié)點的第一輸入端， 一連接到一接地電壓的第二輸入端，和一連接到 該第五節(jié)點的輸出端；以及一第一電容器，連接在該第五節(jié)點和該接地電 壓之間。其中該電信號施加到該第六節(jié)點上。
前述的CMOS半導(dǎo)體信號處理裝置，其中所述的互導(dǎo)單元包括 一第一 電流源，連接在一電源電壓和該第一節(jié)點之間； 一第一PMOS晶體管，具有 一連接到該第一節(jié)點的源極， 一連接到一第三節(jié)點的漏極，和一其上施加 一第一輸入信號的閘極； 一第二PM0S晶體管，具有一連接到該第一節(jié)點的源 極， 一連接到一第四節(jié)點的漏極，和一其上施加一第二輸入信號的閘極；一 第二電流源，連接在該電源電壓和該第二節(jié)點之間；一第三PM0S晶體管，具 有一連接到該第二節(jié)點的源極， 一連接到該第三節(jié)點的漏極，和一其上施 加該第一輸入信號的閘極； 一第四PMOS晶體管，具有一連接到該第二節(jié)點 的源極， 一連接到該第四節(jié)點的漏極，和一其上施加該第二輸入信號的閘 極； 一第一麗OS晶體管，具有一連接到該第三節(jié)點的漏極， 一連接到該接 地電壓的源極，和一連接到一第五節(jié)點的閘極； 一第二麗OS晶體管，具有 一連接到該第四節(jié)點的漏極， 一連接到該接地電壓的源極，和一連接到該第五節(jié)點的閘極；以及一第二共通模式反饋電路，用來從該第四節(jié)點和該
第三節(jié)點，分別接收該第一輸出信號和該第二輸出信號，產(chǎn)生一第二共通 模式反饋信號，并且將該第二共通模式反饋信號，傳送給該第五節(jié)點。 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點和有益效果。由以上可知，為達
到上述目的，本發(fā)明提供了一種CMOS半導(dǎo)體信號處理裝置，其包括 一第 一放大器，用來接收該電信號，并且放大及過濾所接收到的該電信號； 一可 變增益放大器，用來接收該第一放大器的輸出信號，并且以不同的增益，放 大在從該第一放大器所接收到的輸出信號中的該噪聲成分和一原始信號成 分； 一濾波器，用來通過該可變增益放大器的電路的輸出信號中的一載波 頻率成分； 一包絡(luò)線信號檢測電路，用來接收該濾波器的輸出信號，并且 提取多個包絡(luò)線信號； 一磁滯比較器，用來比較從該包絡(luò)線信號檢測電路 所輸出的該些包絡(luò)線信號，并且產(chǎn)生對應(yīng)于該遙控信號的該脈沖信號；以及 一自動增益控制器，用來接收該些包絡(luò)線信號，并且分開地將具有該原始 信號成分的一第一信號，和具有該噪聲成分的一第二信號，傳送到該可變 增益放大器的電路。其中該第一放大器包括 一第一電容器，具有一用來 接收該光二極管的電信號的第一端，和一連接到一第一節(jié)點的第二端；一 第二電容器，具有一用來接收一參考電壓的第一端，和一連接到一第二節(jié) 點的第二端； 一第一運算放大器，具有一連接到該第一節(jié)點的第一輸入端， 一連接到該第二節(jié)點的第二輸入端，和一用來接收一共通模式反饋信號的 第三輸入端，其中該第一運算放大器放大輸入到其第一輸入端的一高頻信 號和輸入到其第二輸入端的一參考信號之間的信號差，產(chǎn)生一第一輸出信 號和一第二輸出信號，并且將該第一輸出信號和該第二輸出信號，分別傳 送到一第三節(jié)點和一第四節(jié)點； 一共通模式反饋電路，用來分別從該第三 節(jié)點和該第四節(jié)點，接收該第 一運算放大器的第 一輸出信號和第二輸出信 號，產(chǎn)生該共通模式反饋信號，并且將該共通模式反饋信號傳送到該第一 運算放大器的第三輸入端； 一第三電容器，連接在該第一節(jié)點和該第三節(jié) 點之間； 一第一 M0S晶體管，由一預(yù)定電壓所控制，并且并聯(lián)到該第三電容 器； 一第四電容器，連接在該第二節(jié)點和該第四節(jié)點之間；以及一第二M0S 晶體管，由一預(yù)定電壓所控制，并且并聯(lián)到該第四電容器。
本發(fā)明的另 一實施例中該第 一放大器最好可以包括(a) —個第 一 電容 器，具有用來接收光二極管輸出信號的第一端，和連接到第一節(jié)點的第二 端；(b)—個第二電容器，具有用來接收參考電壓的第一端，和連接到第二 節(jié)點的第二端；(c)一個第一運算放大器，用來放大一個高頻信號和一個參 考信號，產(chǎn)生第一輸出信號和第二輸出信號，并且分別將第一和第二輸出 信號，傳送到第三節(jié)點和第四節(jié)點，該第一運送放大器具有連接到第一節(jié) 點的第一輸入端，連接到第二節(jié)點的第二輸入端，和用來接收共通模式反饋信號的第三輸入端；(d)—個共通模式反饋電路，用來從第三節(jié)點接收第
一運算放大器的第 一輸出信號，從第四節(jié)點接收第 一運算放大器的第二輸 出信號，產(chǎn)生共通模式反饋信號，并且將共通模式反饋信號，傳送到第一
運算放大器的第三輸入端；(e)—個第三電容器，連接到第一節(jié)點和第三節(jié) 點；(f)一個互導(dǎo)單元(gm cell),具有連接到第三節(jié)點的第一輸入端，連 接到第四節(jié)點的第二輸入端，連接到第一節(jié)點的第一輸出端，和連接到第 二節(jié)點的第二輸出端；以及(g)—個第四電容器，連接在第二節(jié)點和第四節(jié) 點之間。
借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明用于紅外線遙控接收器的CMOS半導(dǎo)體信號 處理裝置至少具有下列優(yōu)點及有益效果根據(jù)本發(fā)明的用于紅外線遙控接 收器的CMOS半導(dǎo)體信號處理裝置，具有良好的降噪特性；本發(fā)明的CMOS 半導(dǎo)體信號處理裝置在超出可容范圍的外部信號輸入時，仍然可以穩(wěn)定地
放大信號；以及，本發(fā)明的CMOS半導(dǎo)體信號處理裝置具有較習(xí)知的半導(dǎo)體 信號處理裝置還小的尺寸。
綜上所述，本發(fā)明是有關(guān)于一種用于紅外線遙控接收器的CMOS半導(dǎo)體 信號處理裝置，其包括 一第一放大器； 一可變增益放大器； 一濾波器；一 包絡(luò)線信號檢測電路； 一磁滯比較器；以及一自動增益控制器。其中該第一 放大器包括一第一電容器； 一第二電容器； 一第一運算放大器； 一共 通模式反饋電路； 一第三電容器； 一第一MOS晶體管； 一第四電容器；以 及一第二MOS晶體管。本發(fā)明的CMOS半導(dǎo)體信號處理裝置，具有良好的降 噪特性；具有在超出可容范圍的外部信號輸入時，仍然可以穩(wěn)定地放大信 號；具有較習(xí)知的半導(dǎo)體信號處理裝置還小的尺寸。本發(fā)明具有上述諸多 優(yōu)點及實用價值，其不論在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)或功能上皆有較大改進，在技術(shù)上有顯 著的進步，并產(chǎn)生了好用及實用的效果，且較現(xiàn)有的半導(dǎo)體信號處理裝置具 有增進的突出功效，從而更加適于實用，誠為一新穎、進步、實用的新設(shè) 計。
上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的 技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實施，并且為了讓本發(fā)明的上述和 其他目的、特征和優(yōu)點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，并配合附 圖，詳細i兌明如下。


圖1為現(xiàn)有習(xí)用的紅外線遙控接收器的方框圖。
圖2為依據(jù)本發(fā)明的較佳實施例的紅外線遙控接收器中的半導(dǎo)體信號 處理裝置的電路圖，其中該半導(dǎo)體信號處理裝置包括一個具有MOS開關(guān)的 高通放大器。圖3為依據(jù)本發(fā)明的另一實施例的紅外線遙控接收器中的半導(dǎo)體信號
處理裝置的電if各圖，其中該半導(dǎo)體信號處理裝置包括一個具有M0S開關(guān)和
直流電位調(diào)整電路的高通放大器。
圖4為依據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體信號處理裝置的高通放大器中的一個運算
放大器的電路圖。
圖5為依據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體信號處理裝置的共通模式反饋電路圖。
圖6為依據(jù)本發(fā)明的又一實施例的紅外線遙控接收器中的半導(dǎo)體信號
處理裝置的電路圖，其中該半導(dǎo)體信號處理裝置包括具有采用互導(dǎo)(gm)單
元的一個高通放大器。
圖7為依據(jù)本發(fā)明的再一實施例的紅外線遙控接收器中的半導(dǎo)體信號 處理裝置的電路圖，其中該半導(dǎo)體信號處理裝置包括一個具有直流電位調(diào) 整電路和互導(dǎo)(gm)單元的高通放大器。
圖8為在圖6和圖7所示的高通放大器中的互導(dǎo)(gm)單元的電路圖。
10:半導(dǎo)體信號處理裝置20:光二極管
30:微電腦100放大器
110高通》文大器111運算放大器
120共通模式反饋電路121共通模式信號產(chǎn)生器
122共通模式放大器130直流電位調(diào)整電路
131運算放大器142互導(dǎo)(gm)單元
200可變增益放大器300濾波器
400包絡(luò)線信號檢測電路500自動增益控制器
600磁滯比較器700微調(diào)電路
810共通模式反饋電路910高通放大器
912運算放大器922運算放大器
942運算放大器
具體實施例方式
為更進一步闡述本發(fā)明為達成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功 效，以下結(jié)合附圖及較佳實施例，對依據(jù)本發(fā)明提出的用于紅外線遙控接收
器的CMOS半導(dǎo)體信號處理裝置其具體實施方式
、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳 細i兌明長口后。
圖1為現(xiàn)有習(xí)用的紅外線遙控接收器的方框圖。
請參閱圖1,紅外線遙控接收器包括一個光二極管20,用來將一個光 信號轉(zhuǎn)換成一個電信號； 一個半導(dǎo)體信號處理裝置10,用來消除從光二極 管所輸出的電信號的噪聲成分，并且產(chǎn)生一個對應(yīng)于從一個遙控傳輸系統(tǒng) 所傳送的遙控信號的脈沖信號；以及一個微電腦30，藉由接收和譯碼來自半導(dǎo)體信號處理裝置10的脈沖信號，執(zhí)行使用者所指示的遙控動作。
半導(dǎo)體信號處理裝置10包括一個放大器100,用來接收來自光二極管
20的信號，和放大所接收到的信號； 一個可變增益放大器200，對原始信 號成分和噪聲成分用不同的增益放大從放大器100所輸出的放大信號；一 個濾波器300，接收可變增益放大器200的輸出，并且只傳送在可變增益放 大器200所接收到的輸出信號中的載波頻率成分； 一個包絡(luò)線信號檢測電 路400，從濾波器300的輸出信號中，提取包絡(luò)線信號； 一個磁滯比較器 600，接收從包絡(luò)線信號檢測電路400所輸出的包絡(luò)線信號，將所接收到的 包絡(luò)線信號互相比較，并且產(chǎn)生一個對應(yīng)于遙控信號的脈沖信號； 一個自 動增益控制器500,接收包絡(luò)線信號檢測電路400的輸出，并且將在包絡(luò)線 信號檢測電路400的輸出信號中的原始信號成分所組成的信號，和噪聲成 分所組成的信號，傳送到可變增益放大器200;以及一個微調(diào)電路(tri隱ing circuit) 700,接收來自半導(dǎo)體遙控接收器10的一個外部端的一個高電流 信號，并且調(diào)整濾波器300的中心頻率。
以下將說明圖1所示的紅外線遙控接收器的詳細動作。 從遙控信號傳輸裝置(圖未示出)所傳送的一個遙控信號，也就是一個 光信號，會由在遙控接收器中的光二極管20接收，并且由光二極管20轉(zhuǎn)換 成一個電信號。放大器100放大從光二極管20所輸出的電信號，放大后的 信號接下來傳送到可變增益放大器電路200,在其中分別以不同的增益，對 放大后信號中的信號成分(原始信號)和噪聲成分(噪聲信號)放大。濾波器 300過濾從可變增益放大器電路200所輸出的信號，以使得只有載波頻率成 分會通過濾波器300，而其它成分則會被阻隔。濾波器300的輸出接下來會 輸入到一個包絡(luò)線信號檢測電路400，在其中包絡(luò)線信號會被提取出來。所 提取的包絡(luò)線信號接下來被輸入到一個磁滯比較器600，在其中包絡(luò)線 信號會互相比較，并且從中產(chǎn)生一個對應(yīng)于遙控信號的脈沖信號。從磁滯 比較器600所輸出的脈沖信號，接下來被輸入到一個自動增益控制器500, 自動增益控制器50Q控制可變增益放大器電路200,使其分開調(diào)整原始信號 和噪聲信號的增益。從^磁滯比較器600所輸出的脈沖信號DOUT,接下來會 被傳送到微電腦30。微電腦30藉由接收來自半導(dǎo)體信號處理裝置10的遙 控信號，依照使用者的指示執(zhí)行遙控動作。接下來，微調(diào)電路700接收來 自半導(dǎo)體信號處理裝置IO外部接腳的一個高電流信號，并且藉由使用熔合 (fusing)或齊納擊穿(Zener zapping)法，調(diào)整構(gòu)成樣t調(diào)電路700的電阻， 進而調(diào)整濾波器300的中心頻率。
圖2為圖1中所示的半導(dǎo)體信號處理裝置的放大器，其中該半導(dǎo)體信 號處理裝置具有一個設(shè)計來使用MOS開關(guān)的高通放大器。該放大器包括一 個高通放大器110和一個共通模式反饋電路120。該放大器更加包括一個電容器C2，該電容器C2具有一個施加一個光二極管電壓信號SPD的第一端，和 一個連接到節(jié)點N3的第二端；以及一個電容器C3，該電容器C3具有一個 施加一個參考電壓VREF1的第一端，和一個連接到節(jié)點N4的第二端。該》文 大器更加包括一個運算放大器111，該運算放大器111具有一個連接到節(jié)點 N3的第一輸入端， 一個連接到節(jié)點N4的第二輸入端，和一個用來接收一個 共通模式反饋信號CMFBO的第三輸入端。運算放大器111放大輸入到第一輸 入端的一個高頻信號P0IN1和輸入到第二輸入端的一個參考信號0PIN2之間 差異的信號，產(chǎn)生一個第一輸出信號P0UT1和一個第二輸出信號0P0U2，并 且將第一和第二輸出信號0P0UT1和0P0UT2，分別輸出到節(jié)點N5和N6。該 放大器更加包括一個共通模式反饋電路120，用來分別從節(jié)點N5和N6，接 收運算放大器111的第一和第二輸出信號0P0UT1和opoun,產(chǎn)生共通模式 反饋信號CMFBO，并且將其傳送到運算放大器111的第三輸入端； 一個第一 電容-晶體管組合電路，由在節(jié)點N3和節(jié)點N5之間互相并聯(lián)的一個電容器 C4和一個MOS晶體管麗l所組成；以及一個第二電容-晶體管組合電路，由 在節(jié)點N4和節(jié)點N6之間互相并聯(lián)的一個電容器C5和一個MOS晶體管畫2 所組成，其中一個預(yù)定電壓VCR1,會共同施加到MOS晶體管麗l和麗2的 閘才及電纟及上。
以下將說明圖2中所示的放大器的動作。
圖2所示的放大器被當成一個高通濾波器，和一個用來放大光二極管 電壓信號SPD的放大器使用。麗OS晶體管畫l，麗2具有其各自的閘極，在 其上施加有一預(yù)定電壓信號VCR1，并且當成在線性區(qū)工作的電阻使用。畫OS 晶體管NM1，畫2具有相同的大小。此外，電容器C2和C4的電容值，分別 與電容器C3和C5的電容值相同。放大器100的增益是由電容器C2和電容器 C4的電容值比值決定。如果麗0S晶體管腿1，麗2具有相同的電阻值RM，則 高通頻率是由NMOS晶體管NM1, NM2的電阻值RM和電容器。和(M決定。共 通模式反饋電路120接收運算放大器111的第一和第二輸出信號0P0UT1和 0P0UT2，并且產(chǎn)生共通模式反饋信號CMFBO。以下將說明具有傳輸特性的放 大器100。
假設(shè)"SPD"代表光二極管電壓信號，"s"代表復(fù)數(shù)運算子，流經(jīng)電容 器C2的電流L則是得自復(fù)數(shù)運算子乘上電容器C2的電容值，再乘上光二 極管電壓信號SPD的結(jié)果。換句話說，/c2二"C2xS尸D。此外，輸出電壓 信號0P0UT1的電壓可以用下列公式表示<formula>formula see original document page 17</formula>因此，放大器100的增益G可以得自下列公式—S尸D _l + "i MxC4
假設(shè)s 〉〉l/(7 Mx4),則增益G^ (C2/C4)。
高通才及頻率(high pass pole f requency) fp可以下歹寸7^式表示
P V2x;rxC4xi M
在低運算速度的應(yīng)用領(lǐng)域中，用來決定》丈大器極頻率(pole frequency) 的電阻值，大約在幾個MD的范圍之間。因此，在使用集成電路實現(xiàn)具有 數(shù)個MQ電阻值的這種放大器時，放大器會在芯片上占據(jù)很大的面積。然 而，如第2圖所示，在使用麗0S晶體管畫1,NM2實現(xiàn)電阻器時，放大器只 會占據(jù)很小的面積。此外，如第2圖所示，藉由分別在運算放大器111的 第一輸入端和第一輸出端之間，'以及在運算;^文大器111的第二輸入端和第 二輸出端之間，安排一個電容-晶體管組合電路，可以讓放大器100差動地 運作。
圖3為依據(jù)本發(fā)明的另一實施例的紅外線遙控接收器中的半導(dǎo)體信號 處理裝置的電路圖，其中該半導(dǎo)體信號處理裝置包括一個具有M0S開關(guān)和 直流電位調(diào)整電路的高通放大器。其中，第3圖所示的放大器更加包括一 個直流電位調(diào)整電路，位在圖所示的放大器的輸入段，并且設(shè)計來使用M0S 開關(guān)。
直流電位調(diào)整電路130包括一個PM0S晶體管PM1,該PM0S晶體管PM1 具有一個源極、 一個閘極、和一個漏極。其中，源才及上施加一個電源電壓 VDD，閘極連接到節(jié)點Nl,而漏極連接到節(jié)點N2。直流電位調(diào)整電路130 更加包括一個電阻器Rl,具有一個電源電壓VDD施加在其上的第一端，和 連接到節(jié)點N2的第二端； 一個運算放大器131，具有一個連接到節(jié)點N2的 第一輸入端， 一個連接到接地電壓VSS的第二輸入端，和一個連接到節(jié)點 Nl的輸出端；以及一個電容器Cl,該電容器連接到節(jié)點Nl和接地電壓 VSS，其中光二;f及管電壓信號SPD施加到節(jié)點N2上。
以下將說明圖3示的放大器的動作。
首先將說明直流電位調(diào)整電路130的動作。 一般來說，當環(huán)境亮度愈 亮?xí)r，在紅外線遙控接收器中的光二極管的直流就會增加。這樣增加的光 二極管電流偶然會大于放大器的可容許輸入電流。所以需要一個直流電位 調(diào)整電路130，以調(diào)整輸入到放大器電路的一個輸入端的直流電流電位。光 二極管電壓信號SPD是從紅外線遙控接收器中的光二極管(未表示)輸出的 一個電信號。如果紅外線遙控接收器是在明亮的環(huán)境，則流經(jīng)紅外線遙控 接收器中的光二極管的直流電流就會增加，但是施加到節(jié)點N2的光二極管 電壓信號SPD的電壓卻會降低。如果施加到節(jié)點N2的電壓變成小于零，則第一運算放大器112的輸出，也就是節(jié)點N1的電壓，就會變成邏幹，低，，電位，而且M0S晶體管PM1會轉(zhuǎn)態(tài)，以使得節(jié)點N2的電壓被拉高，變成大于 零。藉由直流電位調(diào)整電路130的動作，與紅外線光信號有關(guān)的輸入阻抗 Rl變成Rl,而且與光二極管的直流信號有關(guān)的輸入阻抗變成零。因此，即 使流經(jīng)光二極管(未表示)的直流電流增加到大于容許電位的電位時，紅外 線光信號的增益可能并不會下降。
因此，即使輸入到放大器的信號大于可容許的范圍，由于直流電位調(diào) 整電路130的作用，放大器也可以安全地放大輸入信號。
圖4詳細表示圖2和圖3所示的運算放大器111。而運算放大器111包 括一個PMOS晶體管PM3，具有一個其上施加一個電源電壓VDD的源極，一 個連接到節(jié)點N7的漏極，和一個其上施加一個偏壓VBIAS1的閘極； 一個 PMOS晶體管PM4，具有一個其上施加電源電壓VDD的源極， 一個連接到節(jié) 點N8的漏極，和一個其上施加偏壓VBIAS1的閘極； 一個NMOS晶體管畫3， 具有一個連接到節(jié)點N7的漏極， 一個連接到節(jié)點N9的源極，和一個運算 放大器的第一輸入信號0PIN1所輸入的閘極； 一個麵OS晶體管麗4,具有 一個連接到節(jié)點N8的漏極， 一個連接到節(jié)點N9的源極，和一個運算放大 器的第二輸入信號0PIN2所輸入的閘極； 一個電流源lbl,連接在節(jié)點N9 和接地電壓VSS之間； 一個PMOS晶體管PM5,具有一個連接到節(jié)點N7的源 極， 一個連接到節(jié)點Nil的閘極，和一個連接到節(jié)點N10的漏極； 一個PMOS 晶體管PM6，具有一個連接到節(jié)點N8的源極，連接到節(jié)點Nil的一個閘極 和一個漏極； 一個麗OS晶體管麗5,具有一個連接到節(jié)點N10的漏極，和 一個其上施加一個偏壓VBIAS2的閘極； 一個麗0S晶體管麗7，具有連接到 畫OS晶體管麗5源極的一個漏極，連接到接地電壓VSS的一個漏極，和連 接到節(jié)點N12的一個閘極； 一個NMOS晶體管畫6,具有一個連接到節(jié)點Nil 的漏極， 一個偏壓VBIAS2所輸入的閘極；以及一個畫OS晶體管畫8,具有 連接到麗OS晶體管畫6源極的一個漏極，連接到接地電壓VSS的一個源 極，和連接到節(jié)點N12的一個閘極。其中，共通模式反饋信號CMFBO施加 到節(jié)點N12,而且運算放大器111的第一輸出信號P0UT1和第二輸出信 號0P0UT2,分別是/人節(jié)點N10和節(jié)點Nil所輸出。
如圖4所示，運算放大器111接收兩個輸入信號0PIN1，0PIN2和一個 共通模式反饋信號CMFB0，放大兩個輸入信號0PIN1，0PIN2之間的電壓 差，并且產(chǎn)生兩個輸出信號0P0UT1，0P0UT2。 一個具有電源電壓一半電壓值 VDD/2的參考電壓，^皮當成輸入信號0PIN2,而且輸入信號0PIN2經(jīng)由一個 電容器(圖未示出)，被施加到運算放大器111上。光二極管電壓信號SPD 被當成輸入信號0PIN1，經(jīng)由一個電容器(圖未示出)，被輸入到運算放大器 111。此外，當運算放大器正常運作時，兩個輸出信號0P0UT1,0P0UT2具有大約是電源電壓一半電壓值VDD/2的電壓值。
如果運算放大器111的兩個輸出信號0P0UT1，0P0UT2的電壓電位，變 成大于電源電壓一半電壓值VDD/2的電壓值，則共通^^莫式反饋電路的動作 會增加共通模式反饋信號CMFB0的電壓電位。此外，如果共通模式反饋電路 的電壓電位增加，則兩個輸出信號0P0UT1，0P0UT2的電壓電位就會降低。
如果運算放大器111的兩個輸出信號0P0UT1，0P0UT2的電壓電位，低 于電源電壓一半電壓值VDD/2的電壓值，則共通模式反饋電路的動作會降 低共通模式反饋信號CMFB0的電壓電位。此外，如果共通模式反饋電路的 電壓電位降低，則兩個輸出信號0P0UT1，0P0UT2的電壓電位就會增加。
圖5表示圖2和圖3所示的共通模式反饋電路120。該共通模式反饋電 路120包括一個共通模式信號產(chǎn)生器121和一個共通模式放大器122。
共通模式信號產(chǎn)生器121包括一個PM0S晶體管PM7,具有一個連接到 電源電壓VDD的源才及，和共同連4妄到節(jié)點N13的一個閘才及和一個漏才及；一 個PM0S晶體管PM18,具有一個連接到電源電壓VDD的源極， 一個連接到節(jié) 點N13的閘極，和一個連接到節(jié)點N14的漏極； 一個麗0S晶體管麗9，具 有一個連接到節(jié)點N13的漏極， 一個連接到節(jié)點N15的源極，和一個其上 施加運算放大器的第一輸出信號0P0UT1的閘極； 一個麗0S晶體管畫10，具 有共同連接到節(jié)點N14的一個閘極和一個漏極，和一個連接到節(jié)點N15的 源極； 一個電流源lb2,連接在節(jié)點N15和接地電壓VSS之間； 一個畫0S 晶體管麗ll,具有共同連接到節(jié)點N14的一個閘極和一個漏極，和一個連 接到節(jié)點N16的源極； 一個麗0S晶體管畫12，具有一個連接到節(jié)點N13的 漏極， 一個連接到節(jié)點N16的源極，和一個其上施加運算放大器的第二輸 出信號0P0UT2的閘極；以及一個電流源lb3，連接在節(jié)點N16和接地電壓 VSS之間。其中，共通模式信號產(chǎn)生器121的一個輸出電壓V,是從節(jié)點N14 所產(chǎn)生。
共通模式放大器122包括一個電流源lb4，連接在電源電壓VDD和節(jié)點 N17之間； 一個PM0S晶體管PM9,具有一個連接到節(jié)點N17的源極，和一 個連接到節(jié)點N14的閘極； 一個麗0S晶體管腹13，具有共同連接到PM0S 晶體管PM9漏極的一個閘極和一個漏極，和一個連接到接地電壓VSS的源 極； 一個PM0S晶體管PMIO，具有一個連接到節(jié)點N17的源極， 一個連接到 節(jié)點N18的漏極，和一個其上施加參考電壓VREF2的閘極；以及一個NM0S 晶體管N14,具有共同連接到PM0S晶體管PM10漏極的一個閘極和一個 漏極，和一個連接到接地電壓VSS的源極。其中，共通模式反饋信號FB0 是從節(jié)點N18所產(chǎn)生。
以下將說明共通模式反饋電路120的動作。
流經(jīng)麗0S晶體管NM9漏極的電流，和流經(jīng)NM0S晶體管畫12漏極的電
20流的總電流量，是與流經(jīng)PM0S晶體管PM7漏極的電流的電流量相同。藉由 將流經(jīng)PMOS晶體管PM8漏極的電流，減去流經(jīng)NMOS晶體管應(yīng)IO漏極的電 流和流經(jīng)麗OS晶體管NM11漏極的電流，可以得到一個共通^f莫式信號產(chǎn)生 器125的輸出電流I。m。。此外，共通模式信號產(chǎn)生器125的輸出電壓乙。，會 等于共通模式信號產(chǎn)生器125的輸出電流I咖乘上共通模式信號產(chǎn)生器125 的輸出阻抗?！┲殳晶體管腿9 、 應(yīng)IO 、 NM11和NM12的互導(dǎo) (transconductances) gm相同，腿OS晶體管麗9的漏才及電流U可以用下列公 式表示，/D9=gwx (((9尸6^/n-K師)/2)，應(yīng)OS晶體管NM10的漏極電 可以用下列公式表示，/D1。 =gmx((l^。-C^OLTl)/j,麗0S晶體管麗ll的 漏極電流W可以用下列公式表示，/皿^gmx((J^。-OP(9LT2)/2)，畫0S 晶體管畫12 的漏極電流 Idl2可以用下列公式表 示，/D12 =gmx((C^OLT2-J^。)/2)。第一和第二輸出信號0P0UT1， 0P0UT2的 平均值Vcm可以用下列公式表示，^^^(0尸OLTl + 0尸OLT2)/2,而且共通 模式信號產(chǎn)生器125的輸出電流I，可得自下列公式
<formula>formula see original document page 21</formula>
另一方面，如果共通模式信號產(chǎn)生器125的輸出阻抗是R。ut，則共通模 式信號產(chǎn)生器 125的輸出電壓 Vem?？梢杂孟铝泄奖?示，^。 = L。 x L = g附x L x (^:m = ^。)。因此，乙?？傻米韵铝泄?br> <formula>formula see original document page 21</formula>
圖5中所示的共通模式反饋電路只包含MOS晶體管，并未包含像是電 阻的被動組件。因此，根據(jù)本發(fā)明的共通模式反饋電路在芯片上只占據(jù)很 小的面積。
圖6所示根據(jù)本發(fā)明具有設(shè)計使用互導(dǎo)(gm)單元的高通放大器的一個 放大器。互導(dǎo)(gm)單元142接收運算放大器111的第一和第二輸出信號 0P0UT1，0P0UT2，并且產(chǎn)生兩個會被傳送到運算放大器111的第一和第二輸 入節(jié)點N3，N4的輸出信號。
為了處理數(shù)十KHz的低頻波段信號，需要使用具有高反饋電阻值的反 饋電阻。因此，如果使用被動組件實現(xiàn)反饋電阻，則會大量增加半導(dǎo)體信 號處理裝置的芯片尺寸。如第6圖所示，當使用工作在次臨界電壓 (sub-threshold voltage)的互導(dǎo)(gm)單元實現(xiàn)反饋電阻時，可降低半導(dǎo)體 信號處理裝置的芯片尺寸。此外，使用互導(dǎo)(gm)單元的高通放大器可以穩(wěn) 定地飽和其輸出信號，而且即使有高電壓信號輸入時，輸出信號也不會折 疊和失真。因此，當放大器被用在復(fù)數(shù)個級(stages)時，使用互導(dǎo)(gm)單 元的這種高通放大器，可能被安排在后級，以沒有信號失真的方式，放大 由前級放大器所放大的預(yù)先放大的信號。圖7所示為具有一個直流電位調(diào)整電路和使用一個互導(dǎo)(gm)單元當成 電阻的一個高通放大器。圖7的放大器包括所有圖6中所示的組件，而且 更加包括一個安排在圖6所示的放大器輸入級的直流電位調(diào)整電路130。直 流電位調(diào)整電路130的電路架構(gòu)和動作已經(jīng)參考第3圖詳述如上，所以在 此將省略第7圖的直流電位調(diào)整電路130的說明。
圖8所示為用在圖6和圖7中所示的高通放大器中的一個互導(dǎo)(gm)單 元。圖8的互導(dǎo)(gm)單元包括一個電流源lb81,連接在一個電源電壓VDD 和節(jié)點N81之間； 一個PM0S晶體管PM81,具有一個連接到節(jié)點N81的 源極， 一個連接到節(jié)點N83的漏極，和一個其上施加第一輸入信號GMCI1 的閘極； 一個PM0S晶體管PM82,具有一個連接到節(jié)點N81的源極， 一個連 接到節(jié)點N84的漏極，和一個其上施加第二輸入信號GMCI2的間極； 一個 電流源lb82,連接在一個電源電壓VDD和節(jié)點N82之間； 一個PM0S晶體管 PM83,具有一個連接到節(jié)點N82的源極， 一個連接到節(jié)點N83的漏極，和 一個其上施加第一輸入信號GMCI1的閘極； 一個PM0S晶體管PM84,具有一 個連接到節(jié)點N82的源極， 一個連接到節(jié)點N84的漏極，和一個其上施加 第二輸入信號GMCI2的閘極； 一個麗0S晶體管畫85，具有一個連接到節(jié)點 N83的漏極， 一個連接到接地電壓GND的源極，和一個連接到節(jié)點N85的閘 極； 一個畫0S晶體管蘭86,具有一個連接到節(jié)點N84的漏極， 一個連接到 接地電壓GND的源極，和一個連接到節(jié)點N85的閘極；以及一個共通模式 反饋電路810,分別從節(jié)點N84和節(jié)點N83,接收第一輸出信號GMC01和第二 輸出信號GMC02,并且產(chǎn)生一個將傳送到節(jié)點N85的共通模式反饋信號。
圖8中的第一輸入信號GMCI1和第二輸入信號GMCI2,分別對應(yīng)于圖6和 圖7的運算放大器111中的第一輸出信號0P0UT1和第二輸出信號0P0UT2。因 此，第一輸出信號GMC01被傳送到圖6中的節(jié)點N3，而第二輸出信號GMC02 被傳送到圖7中的節(jié)點N4。圖8所示的互導(dǎo)(gm)單元產(chǎn)生一個電流lo,電 流lo與第一輸入信號GMCI1和第二輸入信號GMCI2之間的信號差成正比，電 流1 o可以下列/>式表示，/o =g附x
在圖6和圖7中，分別假設(shè)運算放大器111的輸入級是在虛接地狀態(tài) (virtual ground state),而JU吏用互導(dǎo)(gm)單元142 ^#代電阻，則流經(jīng) 電阻器的電流可由輸出電壓0P0UT1除以電阻器的電阻值而得。如果電阻器 是由互導(dǎo)(gm)單元所取代，則互導(dǎo)(gm)單元的輸出電流I可以下列公式表 示，/^gwxO尸OLTl 。在此，即使輸出電壓0P0UT1是由輸出電壓0P0UT2 所取代，輸出電流I也會相同。因此，藉由使用第2圖所示的互導(dǎo)(gm)單 元，可以實現(xiàn)具有高電阻值MD的電阻。
如上所述，才艮據(jù)本發(fā)明的用于紅外線遙控接收器的CM0S半導(dǎo)體信號處 理裝置，具有良好的降噪特性。此外，本發(fā)明的用于紅外線遙控接收器的CMOS半導(dǎo)體信號處理裝置在超出可容范圍的外部信號輸入時，仍然可以穩(wěn)
定地放大信號。此外，信號處理裝置具有較習(xí)知的半導(dǎo)體信號處理裝置還 小的尺寸。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上 的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明， 任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當可利用上 述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是 未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作 的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種用于紅外線遙控接收器的CMOS半導(dǎo)體信號處理裝置，其特征在于其包括一第一放大器，用來接收該電信號，并且放大及過濾所接收到的該電信號；一可變增益放大器，用來接收該第一放大器的輸出信號，并且以不同的增益，放大在從該第一放大器所接收到的輸出信號中的一噪聲成分和一原始信號成分；一濾波器，用來通過該可變增益放大器的電路的輸出信號中的一載波頻率成分；一包絡(luò)線信號檢測電路，用來接收該濾波器的輸出信號，并且提取多個包絡(luò)線信號；一磁滯比較器，用來比較從該包絡(luò)線信號檢測電路所輸出的該些包絡(luò)線信號，并且產(chǎn)生對應(yīng)于該遙控信號的該脈沖信號；以及一自動增益控制器，用來接收該些包絡(luò)線信號，并且分開地將具有該原始信號成分的一第一信號，和具有該噪聲成分的一第二信號，傳送到該可變增益放大器的電路，其中該第一放大器包括一第二電容器，具有一用來接收該光二極管的電信號的第一端，和一連接到一第三節(jié)點的第二端；一第三電容器，具有一用來接收一參考電壓的第一端，和一連接到一第四節(jié)點的第二端；一第一運算放大器，具有一連接到該第一節(jié)點的第一輸入端，一連接到該第四節(jié)點的第二輸入端，和一用來接收一共通模式反饋信號的第三輸入端，其中該第一運算放大器放大輸入到其第一輸入端的一高頻信號和輸入到其第二輸入端的一參考信號之間的信號差，產(chǎn)生一第一輸出信號和一第二輸出信號，并且將該第一輸出信號和該第二輸出信號，分別傳送到一第五節(jié)點和一第六節(jié)點；一共通模式反饋電路，用來分別從該第五節(jié)點和該第六節(jié)點，接收該第一運算放大器的第一輸出信號和第二輸出信號，產(chǎn)生該共通模式反饋信號，并且將該共通模式反饋信號傳送到該第一運算放大器的第三輸入端；一第四電容器，連接在該第三節(jié)點和該第五節(jié)點之間；一第一MOS晶體管，由一預(yù)定電壓所控制，并且并聯(lián)到該第四電容器；一第五電容器，連接在該第四節(jié)點和該第六節(jié)點之間；以及一第二MOS晶體管，由一預(yù)定電壓所控制，并且并聯(lián)到該第五電容器。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的CMOS半導(dǎo)體信號處理裝置，其特征在于其 中該半導(dǎo)體信號處理裝置更加包括一微調(diào)電路，藉由接收來自一外部接腳的一高電流信號，調(diào)整該濾波器的一中心頻率。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的CMOS半導(dǎo)體信號處理裝置，其特征在 于其中該第一MOS晶體管和該第二MOS晶體管是由相同電壓信號所控制。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的CMOS半導(dǎo)體信號處理裝置，其特征在 于其中該第一放大器更加包括一直流電位調(diào)整電路，當超出容許范圍的一 外部輸入信號輸入到該第一運算放大器的第一輸入端時，將該外部輸入信 號的電壓維持在一預(yù)定或較高于預(yù)定的電位。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的CMOS半導(dǎo)體信號處理裝置，其特征在于其 中該直流電位調(diào)整電路包括一第一PMOS晶體管，具有一其上施加一電源電壓的源極， 一連接到一 第一節(jié)點的閘極，和一連接到一第二節(jié)點的漏極；一電阻器，具有一連接到該電源電壓的第一端，和一連接到該第二節(jié) 點的第二端；一第二運算放大器，用來放大該第二節(jié)點的電壓，該第二運算放大器 具有一連接到該第二節(jié)點的第 一輸入端， 一連接到 一接地電壓的第二輸入 端，和一連接到該第一節(jié)點的輸出端；以及一第一電容器，連接在該第一節(jié)點和該接地電壓之間，其中該電信號施加到該第二節(jié)點上。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所迷的CMOS半導(dǎo)體信號處理裝置，其特征在于其 中該第一運算放大器包括一第三PMOS晶體管，具有一其上施加一電源電壓的源極， 一連接到一 第七節(jié)點的漏極，和一其上施加一第一偏壓的閘極；一第四PMOS晶體管，具有一其上施加該電源電壓的源極， 一連接到一 第八節(jié)點的漏極，和一其上施加該第一偏壓的閘極；一第三麗OS晶體管，具有一連接到該第七節(jié)點的漏極， 一連接到一第 九節(jié)點的源極，和一其上施加一第一輸入信號的閘極；一第四麗0S晶體管，具有一連接到該第八節(jié)點的漏極， 一連接到該第 九節(jié)點的源極，和一其上施加一第二輸入信號的閘極；一第 一 電流源，連4妻在該第九節(jié)點和一接地電壓之間；一第五PMOS晶體管，具有一連接到該第七節(jié)點的源極， 一連接到一第 十一節(jié)點的閘極，和一連接到一第十節(jié)點的漏極；一第六PMOS晶體管，具有一連接到該第八節(jié)點的源極，和共同連接到 該第十 一節(jié)點的 一 閘極和一漏極；一第五麗OS晶體管，具有一連接到該第十節(jié)點的漏極，和一其上施加 一第二偏壓的閘^l;一第七畫0S晶體管，具有一連接到該第五NM0S晶體管的該源極的漏 極， 一連接到該接地電壓的源極，和一連接到一第十二節(jié)點的閘極；一第六畫OS晶體管，具有一連接到該第十一節(jié)點的漏極，和一其上施 加該第二偏壓的閘極；以及一第八麗0S晶體管，具有一連接到該第六麗0S晶體管的該源極的漏 極， 一連接到該接地電壓的源極，和一連接到該第十二節(jié)點的閘極，其中該共通模式反饋信號施加到該第十二節(jié)點，該第一輸出信號是從 該第十節(jié)點所輸出，而該第二輸出信號是從該第十一節(jié)點所輸出。
7、根據(jù)權(quán)利要求1所述的CMOS半導(dǎo)體信號處理裝置，其特征在于其 中該共通模式反饋電路包括一共通模式信號產(chǎn)生器，包括一第七PM0S晶體管，具有一連接到一電 源電壓的源極，和共同連接到 一 第十三節(jié)點的 一 閘極和 一 漏極；一第八PMOS晶體管，具有一連接到該電源電壓的源極， 一連接到該第 十三節(jié)點的閘極，和一連接到一第十四節(jié)點的漏極；一第九麗OS晶體管，具有一連接到該第十三節(jié)點的漏極， 一連接到一 第十五節(jié)點的源極，和一其上施加該第一運算放大器的該第一輸出信號的 閘極；一第十麗0S晶體管，具有共同連接到該第十三節(jié)點的一閘極和一漏 極，和一連接到該第十五節(jié)點的源極；一第二電流源，連接在該第十五節(jié)點和一接地電壓之間；一第十一畫0S晶體管，具有共同連接到該第十四節(jié)點的一閘極和一漏 極，和一連接到一第十六節(jié)點的源極；一第十二NMOS晶體管，具有一連接到該第十三節(jié)點的漏極， 一連接到 該第十六節(jié)點的源極，和一其上施加該第二運算放大器的該第二輸出信號 的閘極；一第三電流源，連接在該第十六節(jié)點和該接地電壓之間，用來從該第 十四節(jié)點輸出一共通^t式輸出信號；以及一共通模式放大器，包括一第四電流源，連接在該電源電壓和一第十 七節(jié)點之間； 一第九PMOS晶體管，具有一連接到該第十七節(jié)點的源極，和 一連接到該第十四節(jié)點的閘極； 一第十三麗OS晶體管，具有共同連接到該 第九PM0S晶體管的該漏極的一閘極和一漏極，和一連接到該接地電壓的源 極； 一第十PMOS晶體管，具有一連接到該第十七節(jié)點的源極， 一連接到一第十八節(jié)點的漏極，和一其上施加一第二參考電壓的閘極；以及一第十四 麗0S晶體管，具有共同連接到該第十PM0S晶體管的該漏極的一閘極和一漏 極，和一連接到該接地電壓的源極，用來從該第十四節(jié)點產(chǎn)生該共通模式 反饋信號。
8、 一種用于紅外線遙控接收器的CMOS半導(dǎo)體信號處理裝置，其特征 在于其包括一第一放大器，用來接收該電信號，并且放大及過濾所接收到的該電信號；一可變增益放大器，用來接收該第一放大器的輸出信號，并且以不同 的增益，放大在從該第 一放大器所接收到的輸出信號中的一噪聲成分和一原始信號成分；一濾波器，用來通過該可變增益放大器的電路的輸出信號中的一載波 頻率成分；一包絡(luò)線信號^f企測電路，用來接收該濾波器的輸出信號，并且提取多個 包絡(luò)線信號；一磁滯比較器，用來比較從該包絡(luò)線信號檢測電路所輸出的該些包絡(luò) 線信號，并且產(chǎn)生對應(yīng)于該遙控信號的該脈沖信號；以及一自動增益控制器，用來接收該些包絡(luò)線信號，并且分開地將具有該 原始信號成分的一第一信號，和具有該噪聲成分的一第二信號，傳送到該 可變增益放大器的電路，其中該第一放大器包括一第六電容器，具有一用來接收該光二極管的該電信號的第一端，和 一連接到 一第三節(jié)點的第二端；一第七電容器，具有一用來接收一參考電壓的第一端，和一連接到一 第四節(jié)點的第二端；一第一運算放大器，具有一連接到該第三節(jié)點的第一輸入端， 一連接 到該第四節(jié)點的第二輸入端，和一用來接收一第 一共通模式反饋信號的第 三輸入端，其中該第 一運算放大器放大輸入到其第 一輸入端的 一 高頻信號 和輸入到其第二輸入端的一參考信號之間的信號差，產(chǎn)生一第一輸出信號 和一第二輸出信號，并且將該第一輸出信號和該第二輸出信號，分別傳送 到一第五節(jié)點和一第六節(jié)點；一第 一共通模式反饋電路，用來從該第五節(jié)點，接收該第 一運算放大器 的第一輸出信號，從該第六節(jié)點接收該第一運算放大器的第二輸出信號，產(chǎn) 生該第一共通模式反饋信號，并且將該第一共通模式反饋信號傳送到該第 一運算放大器的第三輸入端；一第八電容器，連接到該第三節(jié)點和該第五節(jié)點；一互導(dǎo)單元，具有一連接到該第五節(jié)點的第一輸入端， 一連接到該第 六節(jié)點的第二輸入端， 一連接到該第三節(jié)點的第一輸出端，和一連接到該第四節(jié)點的第二輸出端；以及一第九電容器，連接在該第四節(jié)點和該第六節(jié)點之間。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的CMOS半導(dǎo)體信號處理裝置，其特征在于其 中該第一放大器更加包括一直流電位調(diào)整電路，當超出容許范圍的一外部 輸入信號輸入到該第一運算放大器的第一輸入端時，將該外部輸入信號的 電壓維持在一預(yù)定或較高于預(yù)定的電位。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的CM0S半導(dǎo)體信號處理裝置，其特征在于其 中該直流電位調(diào)整電路包括一第一PMOS晶體管，具有一其上施加一電源電壓的源極， 一連接到一 第五節(jié)點的閘極，和一連接到一第六節(jié)點的漏極；一電阻器，具有一連接到一電源電壓的第一端，和一連接到該第六節(jié) 點的第二端；一第二運算放大器，用來放大該第六節(jié)點的一電壓，該第二運算放大 器具有一連接到該第六節(jié)點的第 一輸入端， 一連接到 一接地電壓的第二輸 入端，和一連接到該第五節(jié)點的輸出端；以及一第一電容器，連接在該第五節(jié)點和該接地電壓之間，其中該電信號施加到該第六節(jié)點上。
11、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的CM0S半導(dǎo)體信號處理裝置，其特征在于其 中該互導(dǎo)單元包括一第一電流源，連接在一電源電壓和該第一節(jié)點之間；一第一PMOS晶體管，具有一連接到該第一節(jié)點的源極， 一連接到一第 三節(jié)點的漏極，和一其上施加一第一輸入信號的閘極；一第二PMOS晶體管，具有一連接到該第一節(jié)點的源極， 一連接到一第 四節(jié)點的漏極，和一其上施加一第二輸入信號的閘極；一第二電流源，連4妄在該電源電壓和該第二節(jié)點之間；一第三PMOS晶體管，具有一連接到該第二節(jié)點的源極， 一連接到該第 三節(jié)點的漏極，和一其上施加該第一輸入信號的閘極；一第四PMOS晶體管，具有一連接到該第二節(jié)點的源極， 一連接到該第 四節(jié)點的漏極，和一其上施加該第二輸入信號的閘極；一第一麗OS晶體管，具有一連接到該第三節(jié)點的漏極， 一連接到該接 地電壓的源極，和一連接到一第五節(jié)點的閘極；一第二麗OS晶體管，具有一連接到該第四節(jié)點的漏極， 一連接到該接 地電壓的源極，和一連接到該第五節(jié)點的閘4及；以及一第二共通模式反饋電路，用來從該第四節(jié)點和該第三節(jié)點，分別接收該第一輸出信號和該第二輸出信號，產(chǎn)生一第二共通模式反饋信號，并 且將該第二共通;f莫式反饋信號，傳送給該第五節(jié)點。
全文摘要
本發(fā)明是有關(guān)于一種用于紅外線遙控接收器的CMOS半導(dǎo)體信號處理裝置，其包括一第一放大器；一可變增益放大器；一濾波器；一包絡(luò)線信號檢測電路；一磁滯比較器；以及一自動增益控制器。其中該第一放大器包括一第二電容器；一第三電容器；一第一運算放大器；一共通模式反饋電路；一第四電容器；一第一MOS晶體管；一第五電容器；以及一第二MOS晶體管。本發(fā)明的CMOS半導(dǎo)體信號處理裝置，具有良好的降噪特性；具有在超出可容范圍的外部信號輸入時，仍然可以穩(wěn)定地放大信號；具有較現(xiàn)有習(xí)知的半導(dǎo)體信號處理裝置還小的尺寸。
文檔編號H04Q9/00GK101303795SQ20081009832
公開日2008年11月12日 申請日期2003年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月8日
發(fā)明者姜根淳, 成準濟, 金錫基 申請人:矽立康通訊科技株式會社