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BiCMOS红外接收芯片的设计

作　者: 李浩
导　师: 王进祥
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 微电子学与固体电子学
关键词: BiCMOS AGC 红外遥控接收数字控制
分类号: TN851
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

红外遥控接收芯片广泛地应用在日常生活的各个方面,例如电视机,空调,DVD等家用电器以及车载电子产品上。广泛的市场应用决定了巨大的市场需求。而目前市场上常见的红外遥控接收芯片大多来自韩国和欧美,国内在这方面的产品还较少。本文采用CSMC0.6um BiCMOS工艺设计了一款采用数字AGC控制方式的红外遥控接收芯片。BiCMOS工艺虽然具有较高的成本,但是换来的是Bipolar工艺以及CMOS工艺的双重优点,电路具有较高的性能。本芯片在使用时需要外接一个光敏二极管,用来将接收到的红外光信号转化为电流信号。电流信号经过输入级后被转化成为了电压信号。然后信号经过系统的可变增益放大器,滤波器,检波电路,积分电路,整形电路后即可输出。在正常的信号通路上还叠加了AGC控制环路。目的是使本电路可以适用于更大范围的输入信号幅度。整个AGC控制环路采用数字控制方式进行控制,其中包括一位粗调电流数字码和七位微调电流数字码。这些数字码经过DAC后转换成模拟电流量,对可变增益放大器的增益进行控制。这样一来控制方式就变得多样化和精确化。由于常用的载波是38kHz的,因此本设计针对的是38kHz的载波信号进行设计,滤波器的中心频率可以通过电阻丝的熔断不同来进行一定范围内的调节,可以适用于30kHz到56kHz的载波频率。本设计的红外接收电路具有较高的灵敏度和较大的接收信号范围。可以允许的输入端电流为350pA至400uA。输入级的等效输入噪声在38kHz处的6kHz积分结果为52.82pA。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章绪论  9-12
  1.1 课题来源及研究目的和意义  9
  1.2 国内外红外通讯技术的历史和现状  9-10
  1.3 本文研究内容  10-12
第2章红外数据传输简介  12-21
  2.1 红外数据传输方式  12-13
  2.2 红外数据传输的噪声  13-15
  2.3 红外光检测器件  15-16
  2.4 双极晶体管的小信号模型  16-18
  2.5 MOS晶体管的小信号模型  18-20
  2.6 本章小结  20-21
第3章红外接收芯片的设计  21-47
  3.1 芯片整体结构  21-22
  3.2 输入级的设计  22-28
    3.2.1 输入级功能的介绍  22-23
    3.2.2 输入级电路的设计  23-25
    3.2.3 输入级仿真结果  25-28
  3.3 可控增益放大器的设计  28-29
  3.4 滤波器的设计  29-32
    3.4.1 滤波器电路的设计  29-31
    3.4.2 滤波器仿真结果  31-32
  3.5 比较器的设计  32-36
    3.5.1 比较器电路的设计  32-35
    3.5.2 比较器仿真结果  35-36
  3.6 积分器的设计  36-37
    3.6.1 积分器电路的设计  36-37
    3.6.2 积分器仿真结果  37
  3.7 整形电路的设计  37-38
  3.8 振荡器的设计  38-39
    3.8.1 振荡电路的设计  38
    3.8.2 振荡电路仿真结果  38-39
  3.9 DAC电路的设计  39-40
  3.10 AGC环路的设计  40-42
    3.10.1 AGC电路的设计  40-41
    3.10.2 AGC电路仿真结果  41-42
  3.11 数字控制模块的设计  42-44
    3.11.1 数字控制的功能  42-43
    3.11.2 数字控制的不同响应  43-44
  3.12 整体电路的仿真结果  44-45
  3.13 本章小结  45-47
第4章版图设计  47-56
  4.1 数字电路版图设计  47-51
  4.2 模拟电路版图设计  51-54
  4.3 数模混合电路的耦合效应  54
  4.4 整体电路的版图  54-55
  4.5 本章小结  55-56
结论  56-57
参考文献  57-61
攻读学位期间发表的学术论文  61-63
致谢  63

BiCMOS红外接收芯片的设计

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