专利名称：用于电子设备的启动电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于电子设备的启动装置，它具有一个接收红外线信号的输入电路和一个与输入电路相连接的放大器，放大器的输出连接到一个用以开启设备的开关电路。
被称为“启动”电路的上述电路，被用于例如电视机或者一般接收机，以开启处于“备用”状态下的设备。
启动电路应具有尽可能小的电流消耗，因为它持续地连接于一个(电池)电源上。在所要求的时刻启动电路接收一个外来的红外线信号，它通过开关电路激活设备或一个耗电装置。应该注意的是，在强的背景光之下出现较大的电流噪声，它使信噪比变坏。
本发明的任务是提出如上所述的一种启动电路，它在强的背景光之下可具选择性地接收和放大信号，其电路结构还应使得在等待(“睡眠”)工作状态下电流消耗非常小。
上述任务在本发明中是如此完成的输入电路包含一个至少由两个红外线检测器串联电路构成的并联电路和一个并联谐振电路，并且放大器是一个带通放大器，其输出连接到一个信号检测器，开关电路连接到信号检测器上。这样的结构可良好地适应于以上所述的目标。通过具有串联的红外线检测器的支路的并联及并联谐振电路的滤波作用得到较高的信噪比。本发明的启动电路特别适合于在户外应用，例如在道路付费系统中用红外线发射器来开启。
本发明的一个有优点的实施形式是，信号检测器由两个相互连接的积分电路和一个比较器组成，其中比较器的一个输入连接于一个积分电路的输出，而另一个输入连接于另一个积分电路的输出。通常这个措施对信号的持续期进行有选择性的检测，即开关电路的开启只在规定的信号最小持续期之后才进行。
下述结构是有好处的一个积分电路具有一个电容器，它与一个由分压器构成的电阻串联电路相连接，另一个积分电路具有一个连接到分压器分支点上的电阻和一个与此电阻相连接的电容器，其中一个积分电路的放电时间常数小于另一个积分电路的放电时间常数。这样，虽然只有较少数量的元件也可获得更为可靠的信号检测器功能，而与元件的允差和供电电压的起伏无关。
一个有优点的并且简单的带通放大器结构是，带通放大器是一个多级直流耦合的晶体管放大器，其中每个晶体管的静态工作电流分别被调到最小，这样实现了特别小的供电电源负载。
为了按照信号的频率来进一步优化启动电路的选择性，带通放大器的下界频适配于并联谐振电路的下界频，这导致信噪比的进一步优化。
下面借助于附图所示实施例进一步说明本发明。本发明不限于所示实施例。附图中
图1是一个启动电路的方框图；图2是此启动电路的一种实施的，优选的实施形式；并且图3a至3f是说明启动电路功能的时序图。
图1中标号1是接收红外线信号的输入电路，它连接到放大器2。信号检测器3连接到放大器2上，信号检测器3包含第一个积分电路4，其输出连接到比较器5的一个输入5a上，其另一个输入5b连接第二个积分电路4’的输出，积分电路4’还与第一个积分电路4相连接。这两个积分电路4，4’和比较器5一起构成信号检测器3，如下面还要详细说明的那样，信号检测器被设计或适配于所接收的启动信号的总持续期。比较器5可由分立的电子元件构成，也可构成为集成电路。
比较器5的输出5c连接到开关电路6，以开启或关断电子设备(图中未示出)，开关电路6具有一个保持输入6a，其作用在后面说明。
如图2所示，输入电路1由两个红外线检测器的串联电路的并联电路和并联谐振电路11组成，其中红外线检测器是红外线光电二极管7至10，并联谐振电路具有一个电容器12和一个线圈13。输入电路1一方面通过耦合电容14与NPN晶体管15的基极相连接，晶体管15构成放大器2的第一级，放大器由直流耦合的NPN或PNP晶体管15至19构成5级带通放大器2’。另一方面输入电路1与晶体管15的发射极连接，其发射极电阻20与一个电容器21并联连接到地，并且其集电极电阻22连接到正电压Usieb，此电压由正电源电压Uv通过滤波电阻23得到；同时在滤波电阻23之后一个滤波电容器25与地相接。在晶体管15的集电极和基极之间接着一个偏压或负反馈电阻26。
构成带通放大器2’的第二级的PNP晶体管16的基极直接与第一级的晶体管15的集电极连接。晶体管16的发射极电阻27与电容器28并联连接于电压Usieb，集电极电阻29连接到地。
构成带通放大器2’的第三级的NPN晶体管17的基极通过电阻30和并联的耦合电容31连接于晶体管16的集电极。晶体管17的集电极电阻32连接到电压Usieb，发射极电阻33并联电容器34并连接到地。
构成带通放大器2’的第四级的NPN晶体管18的基极直接连接到晶体管17的集电极。晶体管18的集电极电阻35连接到电压Usieb，发射极电阻36与电容器37并联连接到地。
构成带通放大器2’的第五级的PNP晶体管19的基极通过电阻38连接到晶体管18的发射极。晶体管19的发射极电阻39与电容器40并联连接到电压Usieb。
晶体管19的集电极电阻由两个电阻41和42构成的与地连接的串联电路组成，它与电容器43并联，这里电阻41，42和电容器43构成第一个积分电路4，它具有由元件41，42，43确定的放电时间常数τ1。从电阻41，42的连接点44引出构成第二个积分电路4’的电阻45和电容器46的串联电路连接到地。比较器5的一个输入5a连接到晶体管19的集电极，电容器43和电阻41间的连接点48，而另一个输入5b连接到电容器46和电阻45间的连接点47。
下面借助图3a至图3f所示时序图间的关系说明启动电路的功能。
FSK-OOSK(频移键控一开关键控)调制适于用作启动电路的发送调制方式，因为它简单和抗干扰，即一个没有详细示出的，通常的发射机发射一个确定时间t1长的发射信号Vs’其形式为频率f0的例如10个脉冲的脉冲包，发射间歇时间为t2(见图3a)。
由光电二极管7至10接收的发射信号Us(见图3a)转换为电脉冲，如果并联谐振电路11调谐于频率f0上，电脉冲在输入电路1的并联谐振电路11中在时间上摆动。谐振电路11的品质因数在此情况下选择得相对地小，以使由背景光产生的变化的容量，光电二极管7至10的内阻以及并联谐振电路11的线圈13的电感量及电容器12的容量偏差所产生的影响尽可能地小。
脉冲的进一步选择性放大在带通放大器2’中实现，其下界频主要由晶体管15至19的发射极电路中RC-网络20，21，27，28，33，34，36，37和39，40的大小以及晶体管15和17的耦合电容器14和31的大小确定，其上界频由晶体管15至19的截止频率确定，其中带通放大器2’的下界频适配于并联谐振电路11的下界频。
此外晶体管15至19的工作点通过选择晶体管基极或集电极电路中相应的电阻而如此调整，使得带通放大器2’的5级中的每一级的静态电流在微安级，这样从电源电压Uv获取非常小的“备用电流”。
通过出现于晶体管19基极上的脉冲UB(见图3b)，在每个脉冲期它截止，即电容器43通过电阻41和42放电。同时电容器46通过电阻45和42放电，对于这个电路定义第二个放电时间常数τ2，其中电容器43的放电时间常数τ1被选为电容器46的放电时间常数τ2的约 ，并且电容器46在充电状态下被充到电压值U2，通过电阻41，42构成的分压器，U2约是电容器43的电压值U1的80％。这样，从脉冲出现时刻t0出发，经过一个由两个放电时间常数τ1和τ2确定的时间tein后在输入5a上的下降的电压值U1等于比较器5的输入5b上的下降的电压值U2(见图3c)，因此比较器5的输出5c上的电压Ukomp上升(见图3d)并且跟着开关电路6由“关断”状态被切换到“开启”状态(见图3e)。开关电路6可由继电器或功率半导体元件构成，必要时在比较器5和开关电路6之间可有一驱动级(图中未示出)。
在如上所述的脉冲发射时间t1结束之前，一旦从连接于开关电路6的设备(图中未示出)给出一个信号UH(见图3f)到开关电路6的保持输入6a上，在保持信号UH的持续期上设备保持在“开启”状态下。
比较器5在时刻taus上(见图3c)重又还原，因为在电容器43和46充电期间电容器43的上升电压值U1重又超过了电容器46的电压值U2。
通过如上所述信号检测过程保证了仅仅具有规定频率和规定的最小发射持续期t1的脉冲包才被接收和检测，并且导致开关电路6完成开启动作。
权利要求
1.用于电子设备的启动电路，它具有一个接收红外线信号的输入电路(1)和一个连接于输入电路(1)的放大器(2)，其输出与开启设备的开关电路(6)相连接，其特征在于，输入电路(1)包含一个由至少两个红外线检测器(7至10)串联电路构成的并联电路及一个并联谐振电路(11)，并且放大器(2)是一个带通放大器(2’)，其输出与一个信号检测器(3)相连接，开关电路(6)连接到信号检测器上。
2.如权利要求1所述的启动电路，其特征在于，信号检测器(3)由两个相互连接的积分电路(4，4’)和一个比较器(5)构成，其中比较器(5)的一个输入(5a)与一个积分电路(4)的输出相连接，并且另一信输入(5b)与另一个积分电路(4’)的输出相连接。
3.如权利要求2所述的启动电路，其特征在于，积分电路(4)具有一个电容器(43)，它与一个构成一个分压器的电阻(41，42)串联电路相连接，另一个积分电路(4)具有一个连接到分压器(41，42)的分支点(47)上的电阻(45)和一个与此电阻(45)相连接的电容器(46)，其中一个积分电路(4)的放电时间常数(τ1)小于另一个积分电路(4’)的放电时间常数(τ2)。
4.如权利要求1至3中任一项所述的启动电路，其特征在于，带通放大器(2’)是一个多级的直流耦合晶体管放大器，其中各个晶体管(15至19)的静态电流分别被调整到最小。
5.如权利要求1至4中任一项所述的启动电路，其特征在于，带通放大器(2’)的下界频适配于并联谐振电路(11)的下界频。
全文摘要
用于电子设备的启动电路,它具有一个接收红外线信号的输入电路(1)和一个连接于输入电路(1)的放大器(2),其输出与开启设备的开关电路(6)相连接。为了提高信噪比,输入电路(1)包含一个至少由两个红外线检测器(7至10)串联电路构成的并联电路以及一个并联谐振电路(11),并且放大器(2)是一个带通放大器(2’),其输出与一个信号检测器(3)相连接,开关电路(6)连接到信号检测器上。
文档编号H04B10/11GK1262828SQ98807049
公开日2000年8月9日 申请日期1998年7月9日 优先权日1997年7月10日
发明者拉蒙德·帕莫尔, 赫尔穆特·里耶德尔 申请人:Efkon－专用机器开发研究制造有限公司