專利名稱：紅外接收器和接著的電子電路之間的電隔離的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于將可拆卸外部裝置與包含該外部裝置的信號處理電路的電子電路隔離的電路。
當前消費者電子設(shè)備往往可由用戶擴展。例如，直接衛(wèi)星電視系統(tǒng)(DSS)的現(xiàn)行接收器包括可以把紅外(IR)遙控接收機和發(fā)射機插入其中的插頭。外部IR遙控接收機連接容許用戶將電視機放在一個房間、將衛(wèi)星接收機放在另一房間，而用戶仍能使用IR遙控單元控制衛(wèi)星接收機。外部IR遙控發(fā)射機容許衛(wèi)星接收機以已知的方式控制對IR遙控信號敏感的外部裝置，例如盒式錄象機。
然而，每當外部裝置通過導線與電子設(shè)備連接時，可能形成接地回路，造成畸變和設(shè)備功能不正常。還有可能在外部裝置插入時存在于外部裝置的靜電電荷通過電子設(shè)備放電、從而損害電子設(shè)備。也有可能將外部裝置與電子設(shè)備連接的導線發(fā)射可能影響外部設(shè)備的電磁干擾(EMI)。此外，在消費者電子設(shè)備中插入插頭的外部裝置可能是有毛病的裝置，或構(gòu)形不對的裝置。因為所有這些原因，希望在電子設(shè)備中有這樣的電路，該電路包括用于外部裝置的插頭，以便將外部裝置與電子設(shè)備電隔離，將潛在的靜電放電(ESD)損害與電子設(shè)備隔離，并且將EMI發(fā)射減至最小。
根據(jù)本發(fā)明的原理，包含外部裝置連接器的電子系統(tǒng)包括對外部裝置起反應(yīng)的信號處理器以及連接在外部裝置連接器和信號處理器之間的電隔離裝置。這種系統(tǒng)還可以包括連接在外部裝置連接器和電隔離裝置之間的電磁干擾抑制電路。這種系統(tǒng)也還可包括連接在外部裝置連接器和電隔離裝置之間的靜電放電抑制電路。
附圖中

圖1是根據(jù)本發(fā)明原理的隔離電路示意圖。
圖1中用方框10表示整個設(shè)備。這電子設(shè)備是可以響應(yīng)用戶指令而受控制的，用戶指令或者來自內(nèi)裝電子設(shè)備10的機殼上的控制板，或者經(jīng)由通過導線連接到電子設(shè)備10的遙控器，或者經(jīng)由可以通插頭連接到電子設(shè)備的紅外(IR)遙控器。在圖示實施例中，電子設(shè)備10還包括通過IR鏈路控制外部設(shè)備的信道，盡管這不是必須的，不是本發(fā)明的一部分。
圖1中IR接收器12具有這樣的構(gòu)造形式，以便以已知的方式接收從IR遙控器(未圖示)發(fā)出的IR信號(用閃電形的符號表示)。IR接收器12的第一和第二輸出端與第一插頭P1連接。第一插頭P1是可以與電子設(shè)備10的第一插孔J1連接的。第一插孔J1的第一端子與第一電容C1的第一電極連接、并且通過公共鐵氧體磁環(huán)14中的第一通道與第一電阻R1的第一電極連接。第一電容C1的第二電極與基準電壓源(地)連接。第一電阻R1的第二電極與第一發(fā)光二極管LED1的陽極連接。第一發(fā)光二極管LED1的陰極與第二電阻R2第一電極連接。第二電阻R2的第二電極通過公共鐵氧體磁環(huán)14中的第二通道與第二電容C2的第一電極以及第一插孔J1的第二端子連接。第二電容C2的第二電極與地連接。
第一發(fā)光二極管LED1向光電晶體管PT發(fā)出光信號。第一發(fā)光二極管LED1和光電晶體管PT組合構(gòu)成光隔離器18。光電晶體管PT的發(fā)射極接地。光電晶體管PT的集電極連接到第三電阻R3、第三電容C3和第四電容C4的各自的第一電極、并且連接到處理器20的IR接收遙控輸入端。第三電阻R3和第三電容C3的第二電極與工作電壓源Vcc相連。第四電容C4的第二電極接地。遙控單元22通過導線連接到處理器20的有線遙控輸入端。
處理器20還包括與第四電阻R4的第一電極連接的IR發(fā)射(IRXMIT)遙控輸出端。第四電阻R4的第二電極與第一NPN晶體管T1的柵極連接。第一晶體管T1的發(fā)射極與地相連。第一NPN晶體管T1的集電極與第五電阻R5的第一電極連接。第五電阻R5的第二電極通過第二公共鐵氧體磁環(huán)26中的第一通道與第五電容C5的第一電極以及第二插孔J2的第一端相連。第二插孔J2可以連接到第二插頭P2。第二插頭P2插入時其第一端與第二插孔J2的第一端相連。第二插頭P2第一端與第二發(fā)光二極管LED2的陰極相連。第二發(fā)光二極管LED2發(fā)射IR光信號(用閃電形符號表示)，該IR光信號可以用于控制外部的可紅外(IR)遙控電子設(shè)備(未示出)，例如錄象機和/或電視機。第二發(fā)光二極管LED2陽極與第二插頭P2的第二端相連。第二插頭的第二端與第二插孔J2的第二端相連。第二插孔J2的第二端連接到第六電容C6的第一輸入端、并且通過第二公共鐵氧體磁環(huán)26第二通道連接到第六電阻6的第一電極。第六電阻R6的第二電極與工作電壓源Vcc相連。盡管第一和第二公共鐵氧體磁環(huán)14和26在最佳實施例中是分開的，但是，它們可以如圖1中虛線所示以具有四個相應(yīng)的通道的單個鐵氧體磁環(huán)的形式構(gòu)成。
工作時，IR接收器12產(chǎn)生代表從外部IR發(fā)射裝置(未圖示)接收到的IR信號的電信號。來自IR接收器12的IR表示信號加在第一發(fā)光二極管LED1上，產(chǎn)生與接收的IR光信號對應(yīng)的信號。第一和第二電阻R1和R2起第一發(fā)光二極管LED1的限流器的作用。它們也提供一些抵抗靜電放電的保護作用。公共鐵氧體磁環(huán)14使公共模式EMI(電磁干擾)輻射減至最小，并且，公共鐵氧體磁環(huán)14分別與第一和第二電容C1和C2組合、用以把電磁干擾信號減至最小，避免對外部電子設(shè)備和內(nèi)部電子設(shè)備10運行的有害影響。光隔離器18提供插入第一插孔J1的外部電路(例如IR接收器12)和電子設(shè)備10之間的電隔離。這防止當電子設(shè)備各個部分連在一起時由接地回路引起的寄生信號對電子設(shè)備10運行的有害影響，也防止電子設(shè)備10受靜電放電的損害。光隔離器18也提供抵抗外部電路中可能的短路的保護作用，防止用戶在第一插孔J1中插入有毛病的裝置而產(chǎn)生對電子設(shè)備10的損害。
在最佳實施例中從遙控裝置(未圖示)發(fā)出的信號以一串代碼脈沖的形式表示指令。代碼脈沖是調(diào)制在約56KHZ載波信號上的脈沖。第一發(fā)光二極管LED1產(chǎn)生與IR接收器12接收的IR載波光脈沖對應(yīng)的光脈沖。就是說，在代碼脈沖持續(xù)期間產(chǎn)生一串56KHZ光脈沖，在代碼脈沖之間沒有光脈沖。光電晶體管PT響應(yīng)這些光脈沖而導通和截止。第三電阻R3作為光電晶體管PT的負載。第三和第四電容C3和C4分別濾去56KHZ載波分量，只留下代碼脈沖包絡(luò)。這代碼脈沖包絡(luò)加在處理器20的IR接收輸入端。處理器20處理IR接收輸入端信號，將代碼脈沖解碼，確定IR遙控單元(未圖示)已經(jīng)發(fā)出了哪一種指令。然后處理器20以已知方式控制電子設(shè)備10其他部件(未圖示)，執(zhí)行接收的指令。
處理器20也可以控制外部設(shè)備。在最佳實施例中，例如外部設(shè)備是可以通過IR鏈路控制的。處理器20在其IR發(fā)射(IRXMIT)輸出端產(chǎn)生給外部設(shè)備的指令。第二發(fā)光二極管LED2是IR發(fā)光二極管，連接在第一NPN晶體管T1集電極通路中。第一NPN晶體管T1的負載與工作電壓源Vcc連接，所述負載由第六電阻R6、第二發(fā)光二極管LED2和第五電阻R5串聯(lián)構(gòu)成。處理器20的IR發(fā)射輸出端的信號以向外部設(shè)備發(fā)送指令的適當?shù)姆绞娇刂频谝籒PN晶體管T1導通和截止。當?shù)谝籒PN晶體管T1導通時，第二發(fā)光二極管LED2發(fā)光，而當?shù)谝籒PN晶體管T1截止時，第二發(fā)光二極管LED2不發(fā)光。
在最佳實施例中，如上所述，處理器20以外部裝置將能適當?shù)仨憫?yīng)的方式在其IR發(fā)射輸出端產(chǎn)生信號，該信號代表一串調(diào)制在載波上的指令代碼脈沖。特定需要的指令代碼和載波頻率隨著受控的外部裝置類型和該裝置的制造商而有很大不同。一般說來，發(fā)向這種外部裝置的指令的載波頻率可以從30KHZ變化至60KHZ。這串調(diào)制指令脈沖經(jīng)第二發(fā)光二極管LED2變換為IR光脈沖。外部裝置對接收到這指令作出恰當?shù)姆磻?yīng)。以如上所述相同的方式，第二公共鐵氧體磁環(huán)26、第五和第六電容C5和C6的組合，用來將電磁干擾對外部電子設(shè)備和內(nèi)部電子設(shè)備10的有害影響減至最小。
盡管本發(fā)明所述實施例是包含插入插孔的外部控制源的電子設(shè)備，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)明白，本發(fā)明的隔離電路適用于具有用戶可以把外部裝置插入其中的外部插孔的任何電子設(shè)備。在這種系統(tǒng)中，本發(fā)明將避免EMI,ESD和接地回路對電子設(shè)備的有害影響，并且將對外部裝置中短路的可能性，或用戶在外部插孔中插入有毛病的裝置或不正確地插入裝置的可能性提供保護。
以下表Ⅰ公開了圖1所示元件的最佳值。
表Ⅰ元件值
權(quán)利要求
1．一種電子系統(tǒng)，其特征在于包括供外部裝置用的連接器；響應(yīng)于外部裝置的信號處理器；連接在外部裝置連接器和信號處理器之間的電隔離裝置。
2．權(quán)利要求1的電子系統(tǒng)，其特征在于所述電隔離裝置包含光隔離器。
3．權(quán)利要求2的電子系統(tǒng)，其特征在于所述外部裝置連接器包含第一端和第二端；以及所述光隔離器包含發(fā)光二極管，其陽極連接到所述外部裝置連接器的第一端，而陰極連接到所述外部裝置連接器的第二端。
4．權(quán)利要求1的電子系統(tǒng)，其特征在于還包括連接在外部裝置連接器和電隔離裝置之間的靜電放電抑制電路。
5．權(quán)利要求4的電子系統(tǒng)，其特征在于所述放電抑制電路包含連接在外部裝置連接器和電隔離裝置之間的電阻。
6．權(quán)利要求5的電子系統(tǒng)，其特征在于所述外部裝置連接器包括第一端和第二端；所述電隔離裝置包括第一輸入端和第二輸入端；所述靜電放電抑制電路包括連接在外部裝置連接器的第一端和電隔離裝置的第一輸入端之間的第一電阻，以及連接在外部裝置連接器的第二端和電隔離裝置第二輸入端之間的第二電阻。
7．權(quán)利要求1的電子系統(tǒng)，其特征在于還包括連接在所述外部裝置連接器和所述電隔離裝置之間的電磁干擾抑制電路。
8．權(quán)利要求7的電子系統(tǒng)，其特征在于所述電磁干擾抑制電路包含連接在所述外部裝置連接器和基準電壓源之間的電容。
9．權(quán)利要求8的電子系統(tǒng)，其特征在于所述外部裝置連接器有第一和第二端；所述電隔離裝置有與外部裝置連接器第一端連接的第一輸入端和與外部裝置連接器第二端連接的第二輸入；以及所述電磁干擾抑制電路包括連接在所述外部裝置連接器第一端和所述基準電壓源之間的第一電容，以及連接在所述外部裝置連接器第二端和所述基準電壓源之間的第二電容。
10．權(quán)利要求7的電子系統(tǒng)，其特征在于所述電磁干擾抑制電路包括連接在所述外部裝置連接器和所述電隔離裝置之間的感抗元件。
11．權(quán)利要求10的電子系統(tǒng)，其特征在于所述感抗元件是鐵氧體磁環(huán)。
12．權(quán)利要求11的電子系統(tǒng)，其特征在于所述外部裝置連接器有第一端和第二端；所述電隔離裝置有第一輸入端和第二輸入端；所述電磁干擾抑制電路包括通過連接在所述外部裝置連接器的所述第一端與所述電隔離裝置的所述第一輸入端之間的所述鐵氧體磁環(huán)的第一通路以及通過連接在所述外部裝置連接器的所述第二端與所述電隔離裝置的所述第二輸入端之間的鐵氧體磁環(huán)的第二通路。
13．權(quán)利要求7的電子系統(tǒng)，其特征在于還包括連接在所述外部裝置連接器和所述電隔離裝置之間的靜電放電抑制電路。
14．權(quán)利要求1的電子系統(tǒng)，其特征在于所述外部裝置是與外部裝置連接器連接的IR接收器；所述電子系統(tǒng)還包括IR信號處理器；以及所述電隔離裝置連接在IR接收器和IR信號處理器之間。
15．權(quán)利要求1的電子系統(tǒng)，其特征在于所述電子系統(tǒng)是直接衛(wèi)星系統(tǒng)接收器；所述信號處理器是遙控處理器；所述外部裝置是遙控信號接收機；以及所述電隔離裝置是光隔離器。
16．權(quán)利要求15的電子系統(tǒng)，其特征在于所述遙控信號接收器包括適合于接收調(diào)制在IR光載波信號上的編碼控制信號的電路；所述光隔離器含有經(jīng)過外部裝置連接器連接至遙控信號接收器的發(fā)光二極管和對發(fā)光二極管發(fā)出的光信號敏感的光電晶體管，用于產(chǎn)生代表調(diào)制編碼控制信號的信號；以及所述電子系統(tǒng)還包括將光電晶體管發(fā)出的調(diào)制編碼控制表示信號解調(diào)和產(chǎn)生表示編碼控制信號的信號的電路。
17．權(quán)利要求16的電子系統(tǒng)，其特征在于所述電隔離裝置包括連接在工作電壓源和基準電壓源之間的負載電阻和光電晶體管主導電通路的串聯(lián)連接；以及所述解調(diào)電路包括連接在負載電阻和光電晶體管主導電通路的結(jié)點和工作電壓源之間的第一電容，以及連接在負載電阻和光電晶體管主導電通路的結(jié)點和基準電壓源之間的第二電容。
全文摘要
包含供諸如紅外接收器(12)的外部裝置用的連接器(J1)的電子系統(tǒng)包括響應(yīng)于紅外接收器的信號處理器(20),以及連接在連接器(J1)和信號處理器(20)之間的例如光耦合器(18)的電隔離裝置。這種系統(tǒng)還可以包括連接在連接器(J1)和光耦合器(18)之間的電磁干擾抑制電路,例如鐵氧體磁環(huán)(14),與地電位連接的電容(C1,C2)。這種系統(tǒng)也還可以包括連接在連接器(J1)和光耦合器(18)之間的靜電放電抑制電路電阻(R1,R2)。應(yīng)用:紅外遙控裝置。
文檔編號G06K17/00GK1219304SQ96180025
公開日1999年6月9日 申請日期1996年12月17日 優(yōu)先權(quán)日1995年12月22日
發(fā)明者R·A·皮特施, N·D·波伊特納, J·P·曼寧, 小·C·J·西蒙斯, A·L·多伊勒 申請人:湯姆森消費電子有限公司