一種濾波放大電路及其集成電路晶片的製作方法
2023-05-17 12:44:16 1
專利名稱：一種濾波放大電路及其集成電路晶片的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及集成電路領域，更具體地說，涉及一種濾波放大電路及其集成電 路晶片。
背景技術：
點讀機是現代數碼信息技術與最新教學需求完美結合的一種有聲互動學習產品。 它通過電磁感應定位系統與無線傳感點擊技術等高科技手段，將文字化的書本教材變成能 按照學習需要任意發聲的有聲教材。點讀機解決了內容的儲存方式和定位技術，用快閃記憶體晶片儲存海量的課程資料，用 電子坐標定位解決課本位置的識別，可以點哪讀哪，內容無限擴展。點讀機正確發音的前提是1、本書已製作發音文件並已被點讀機收錄(不是任意 圖書都可以點讀)；2、書本、頁碼選擇正確；3、書放在平板的正確位置。所以使用前先要把 對應課本的電子文件下載到點讀機的存儲器。點讀機的朗讀原理是給機器內置的發音文件預先設置好教科書文字內容的「經 緯位置」。比如「why」在小學英語第三頁(X，Y)處，那麼選中這一頁，面板感知到筆點觸到 這一點(X，Y)的壓力，收到指令，就能讀出「WHY」的音了。當筆頭按壓下去的時候，筆就會 給點讀機發信號，點讀機就會根據筆點的位置發出相應的位置的讀音。目前點讀機的定位技術採用掃描電路方案。掃描電路是一塊較為複雜精細的電 路，它包含了放大、濾波和控制三個單元的電路，元件多，電路複雜，從而導致生產成本較 高，硬體調試非常複雜。
實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題在於，針對現有點讀機的電路掃描方案中包含 了放大、濾波和控制三個單元的電路，具有電路複雜，成本高，調試複雜的缺陷，提供一種用 於電路檢測的濾波放大電路及其集成電路晶片。本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案是構造一種濾波放大電路，包括 用於對左/右掃描板信號進行擇一選通輸出的二選一選擇器、與所述二選一選擇器的輸出 端電連接的解碼電路、與所述解碼電路一起形成不同放大倍數電路的第一級放大器、第二 級放大器、與所述第二級放大器電連接的用於提取特定頻率範圍信號的帶通濾波器、用於 提取所述帶通濾波器輸出的特定頻率範圍信號峰值的峰值檢測電路以及第三級放大器；所述二選一選擇器設有分別用於接收左右掃描板的輸入信號的兩個信號輸入端、 一個用於接收選通控制信號的選通控制信號埠。在本實用新型所述濾波放大電路中，所述解碼電路設有三個用於採集放大倍數設 置信號的埠。在本實用新型所述濾波放大電路中，所述帶通濾波器的帶寬為100KHZ 200KHZ。在本實用新型所述濾波放大電路中，所述峰值檢測電路設有用以接收控制指令的控制信號輸入端。本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案是構造一種濾波放大集成電路芯 片，其中包含權利以上所述濾波放大電路，並將構成所述濾波放大電路的各級電路的以下 引腳引出作為晶片的管腳二選一選擇器(1)的兩個輸入端VinR和VinL分別對應晶片第11和12引腳，選 通控制信號埠 SelRL對應晶片第10引腳；解碼電路⑵的A、B、C三個埠分別對應晶片第15、14、13引腳；峰值檢測電路(6)Video0N、VF02、VF0_dio、VF0_cap、VF0分別對應晶片第 2、3、4、 6、7引腳；第三級放大器(7)的輸出Vout對應晶片第1引腳。實施本實用新型的一種濾波放大電路及其集成電路晶片，具有以下有益效果將 點讀機掃描電路中的放大、濾波和控制三個單元的電路集成在一起形成一個晶片，使得電 路非常簡單，方便了硬體調試且降低了電子成本。
下面將結合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明，附圖中圖1是本實用新型一種濾波放大電路的原理框圖；圖2是圖1所示的一種濾波放大電路的電路原理圖；圖3是本實用新型一種濾波放大集成電路晶片一優選實施例的應用原理圖；圖4是實用新型一種濾波放大集成電路晶片的一實施例的引腳分布圖。
具體實施方式
如圖1所示，本實用新型的濾波放大電路，包括二選一選擇器1、解碼電路2、第一 級放大器3、第二級放大器4、帶通濾波器5、峰值檢測電路6以及第三級放大器7。其主要 功能是對點讀機的左右掃描板進行掃描，讀取左右掃描板的輸出信號，進行濾波放大處理 後，發送給點讀機的微控制器進行處理比如根據信號從點讀機的存儲器中提取相應的內 容等。本實用新型的發明點在於，將放大，濾波和控制三個單元的電路集成在一起形成一個 晶片，使得電路非常簡單，方便了硬體調試且降低了電子成本；採用的帶通濾波器5的帶寬 為100KHZ 200KHZ ；採用的二選一選擇器1設有兩個信號輸入端，分別用於接收左、右掃 描板的輸入信號，設有一個選通控制信號端，用於接收選通控制信號，所述二選一選擇器1 根據選通控制信號擇一選通輸出一路信號。如圖1中所示的兩路輸入信號VinR和VinL分別為左、右掃描板信號。本實用新型 所述濾波放大晶片分時檢測這兩路信號，並將這兩路信號經濾波、放大處理後輸入到點讀 機的微控制器，微控制器根據這兩路信號就能判斷出點讀筆頭接觸點在書本該頁的位置， 從而可以在點讀機的存儲器中提取該位置相應的內容進行播報。在本實用新型的實施例中，所述濾波放大晶片分時檢測左、右掃描板的輸入信號， 二選一選擇器1對此兩路信號的選擇是由選通控制信號SelRL控制的。在實際應用中，二 選一選擇器1的選通控制信號SelRL是由點讀機的微控制器發出的，根據SelRL的選擇控 制信號，二選一選擇器1擇一選通輸出左、右掃描板的信號並將該信號發送給解碼電路2進行處理。在本實用新型的實施例中，解碼電路2設有三個用於採集放大倍數設置信號的端 口 A、B、C。根據微控制器輸出的放大倍數設置信號選通濾波放大晶片內部的不同電阻和第 一級放大器3形成不同放大倍數的放大電路。第一級放大器3的輸出作為第二級放大器4的輸入。第二級放大器4對信號進行 固定倍數的放大。第二級放大器4將信號放大後輸出給帶通濾波器5。帶通濾波器5使得特定頻率範圍內的信號衰減最小，而使其它頻率的信號衰減最 大，從而提取出該頻率範圍的有效信號輸出到峰值檢測電路6。峰值檢測電路6設有控制埠，用於接收控制指令。所述峰值檢測電路6用於檢 測帶通濾波器5輸出信號中的峰值信號並根據控制指令對該峰值信號進行存儲或釋放。如圖2所示，是本實用新型一種濾波放大電路的電路原理圖。如圖所示所述濾波 放大晶片分時檢測左、右掃描板的輸入信號，二選一選擇器根據點讀機的微控制器發出的 選通控制信號SelRL來擇一選通輸入信號VinR或VinL並將該信號發送給解碼電路進行處 理。解碼電路為一個3-8解碼器，設有三個用於採集放大倍數設置信號的埠 A、B、C。 在實際應用中可通過在這三個引腳輸入000、001、010、011、100、101、110、111這8種狀態來 選通晶片內部的和輸入對應的電阻，和第一級放大器3 —起形成8種不同的放大倍數的電路。在3-8解碼器的引腳XO、Xl、X2、X3、X4、X5、X6和X7中，通過弓|腳X7實現信號的 接收，然後第一級放大器U2B根據預設的放大級別對信號進行放大，該信號再經第二級放 大器U2A放大輸出給帶通濾波器，帶通濾波器使得100KHZ-200KHZ的信號衰減最小，而使其 它頻率的信號衰減最大，從而提取出100KHZ-200KHZ的有效信號輸出到峰值檢測電路。峰值檢測電路設有控制埠，用於接收控制指令。所述峰值檢測電路用於檢測帶 通濾波器輸出信號中的峰值信號並根據控制指令對該峰值信號進行存儲或釋放。峰值檢測 電路外接一個二極體Dl和一個電容Cl。峰值檢測電路接收一個來自於微控制器的控制指 令VideoON，該控制指令用於控制峰值檢測電路是存儲信號在電容Cl中還是釋放電容Cl中 的信號。若點讀機的微控制器發出的VideoON信號是存儲指令，那麼二極體Dl對保留的峰 值信號進行整流，將雙向的信號轉換成單向信號積累存儲在電容Cl中，峰值檢測電路將存 儲在電容Cl中的信號輸出到第三級放大器UlA ；若點讀機的微控制器發出的VideoON信號 是釋放指令，那麼電容Cl會釋放掉它所存儲的信號。信號的釋放，表示本次信號的檢測完 畢。最後，第三級放大器UlA對峰值檢測電路處理後的信號進行第三次放大，並將放 大後的信號SIGN_IN輸出到點讀機微控制器的相應埠中，點讀機微控制器利用該信號進 行後續的處理，比如從點讀機的存儲器中提取相應的內容等。圖3所示為本實用新型一種濾波放大集成電路晶片一優選實施例的應用原理圖， 在工作中放大濾波晶片ZC8000B分時檢測左、右掃描板信號，並根據微控制器U103發出的 選通控制信號SelRL擇一選通輸入其中一路信號。根據微控制器發出的放大倍數設置信 號AA、AB、AC設置一級放大器的放大倍數。放大濾波晶片ZC8000B根據微控制器輸出的 VideoON信號來控制是對濾波後的峰值信號進行積分存儲或進行釋放，並將信號整流後積
5累在電容102上等待第三級放大處理，其中電容102與圖2所示電容Cl相對應。最後將放 大後的信號SIGN_IN輸出到點讀機微控制器的相應埠中。圖4所示為濾波放大集成電路晶片的引腳分布圖，其中包含了圖1、圖2所示的濾 波放大電路，並將構成所述濾波放大電路的各級電路的部分引腳引出作為晶片的引腳1腳Vout，信號輸出端，對應圖2中，第三級放大器的輸出。2腳VideoON，峰值檢測電路控制信號輸入端，用以控制峰值檢測電路是存儲信 號在外接的電容上還是釋放外接電容上的信號，由點讀機的微控制器發出該信號。3腳VF02，峰值檢測電路外接電容的輸入端。4腳VF0_dio，峰值檢測電路外接二極體的負輸入端。5腳VMID，晶片電源的濾波接入端。6腳VF0_cap，峰值檢測電路外接二極體的正輸入端。7腳VF0，測試端，用以測試經過帶通濾波器濾波之後的信號。8腳VB，測試端，用以測試晶片的內部電壓。9腳VDD，晶片電源正極。10腳SelRL，二選一選擇器的選擇信號輸入端。11腳VinR，右邊信號輸入端，對應在點讀機中為右邊面板信號的輸入端。12腳VinL，左邊信號輸入端，對應在點讀機中為左邊面板信號的輸入端。13腳，14腳、15腳A、B、C為解碼器的三個輸入端，用於採集微控制器發出的放大
倍數設置信號。16腳、17腳V02、VT1，第二級放大器外接電阻的兩個接入端。18腳GND，晶片電源地。以上所述僅為本實用新型的優選實施例，並不用以限制本實用新型，凡在本實用 新型的精神和原則內所作的任何修改、等同替換或改進等，均應包含在本實用新型的保護 範圍內。
權利要求一種濾波放大電路，其特徵在於，包括用於對左/右掃描板信號進行擇一選通輸出的二選一選擇器(1)、與所述二選一選擇器(1)的輸出端電連接的解碼電路(2)、與所述解碼電路(2)一起形成不同放大倍數電路的第一級放大器(3)、第二級放大器(4)、與所述第二級放大器(4)電連接的用於提取特定頻率範圍信號的帶通濾波器(5)、用於提取所述帶通濾波器(5)輸出的特定頻率範圍信號峰值的峰值檢測電路(6)以及第三級放大器(7)；所述二選一選擇器(1)設有分別用於接收左/右掃描板的輸入信號的兩個信號輸入端、一個用於接收選通控制信號的選通控制信號埠。
2.根據權利要求1所述濾波放大電路，其特徵在於，所述解碼電路(2)設有三個用於採 集放大倍數設置信號的埠。
3.根據權利要求2所述濾波放大電路，其特徵在於，所述帶通濾波器(5)的帶寬為 100KHZ 200KHZ。
4.根據權利要求3所述濾波放大電路，其特徵在於，所述峰值檢測電路(6)設有用以接 收控制指令的控制信號輸入端。
5.一種濾波放大集成電路晶片，其特徵在於，其中包含權利要求5所述濾波放大電路， 並將構成所述濾波放大電路的各級電路的以下引腳引出作為晶片的管腳二選一選擇器(1)的兩個輸入端VinR和VinL分別對應晶片第11和12引腳，選通控 制信號埠 SelRL對應晶片第10引腳；解碼電路⑵的A、B、C三個埠分別對應晶片第15、14、13引腳；峰值檢測電路(6) VideoON, VF02、VF0_dio、VF0_cap、VFO 分別對應晶片第 2、3、4、6、7 引腳；第三級放大器(7)的輸出Vout對應晶片第1引腳。
專利摘要本實用新型涉及一種濾波放大電路及其集成電路晶片，其包括二選一選擇器、解碼電路、第一級放大器、第二級放大器、帶通濾波器、峰值檢測電路和第三級放大器。其中二選一選擇器對左/右掃描板輸入的信號擇一選通輸出到濾波放大電路。解碼電路通過三個埠採集輸入的放大倍數設置信號從而選通濾波放大晶片內部的不同電阻和第一級放大器一起形成不同的放大倍數的電路。帶通濾波器將使100KHz～200KHz的信號衰減最小，而其他頻率的信號衰減較大，從而提取出100KHz～200KHz的有效信號。將放大，濾波和控制三個單元的電路集成在一個晶片中，使點讀機的掃描電路變得非常簡單，便於硬體調試且降低了電子成本。
文檔編號G09B5/04GK201662896SQ20092020599
公開日2010年12月1日 申請日期2009年10月19日 優先權日2009年10月19日
發明者劉正大 申請人:劉正大