CN105281834A - 光接收机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种光接收机。即使受光元件受光的光信号的强度弱也正确地接收基于光信号的数据。在输入根据接收光信号并变换为电信号的受光元件的输出生成的波形信号的滤波器的后级,具有形成用于规定滤波器输出波形的偏置电压的基准电压的电压生成电路、和对从滤波器输出的滤波器输出波形进行放大的增益可变的可变增益放大器,根据可变增益放大器的输出控制基准电压和所述可变增益放大器的增益的控制电路根据可变增益放大器的输出波形的不期望的变钝,进行提升滤波器输出波形的偏置电压并且使可变增益放大器的增益比当前更小的控制。
Description
技术领域
本发明涉及接收基于可见光的光信号的光接收机,涉及适用于例如在LED(LightEmittingDiode,发光二极管)照明光上重叠光调制信号来进行数据通信的光通信系统等而有效的技术。
背景技术
近年来,使用了LED照明的可见光通信技术得到发展,在可见光上重叠光调制信号来进行数据通信的装置开始登场。关于可在可见光通信中应用的光接收机,在例如专利文献1中有记载。据此,针对受光元件(光电二极管)输出的电信号,进行使用带通滤波器来抽出频率分量,使用A/D转换器对信号进行解调这样的动作。在其中记载的技术的特征是“直流分量去除处理”以及“AGC放大率控制”,抽出在初级放大器的输出信号中包含的直流分量,以抵消该直流分量的方式,向初级放大器的输入侧反馈偏置电流,从而去除向初级放大器输入的电信号的直流分量。通过流过抵消直流分量的偏置电流,能够去除输入到初级放大器的电信号的直流分量,能够增大初级放大器的放大率。由此,例如,能够接收微弱的光调制信号,能够扩大光调制信号的接收的动态范围。将可变增益放大器的放大率的调整控制(AGC放大率控制),仅在信号的前导码(preamble)接收时进行而不是常时进行,从而考虑为AGC放大率的调整时间变短。
【专利文献1】日本特开2013-5327号公报
发明内容
本发明人发现了在利用光接收机的光信号的接收强度低的情况、即接收的光信号昏暗的情况下,存在受光元件(照度传感器)输出的电信号变钝的忧虑。例如,使受光元件输出的电信号通过高通滤波器,从而去除直流分量,变换为信号的边缘部被强调了的信号,针对变换了的信号通过用于使振幅成为恒定的自动增益控制进行放大,匹配于后级的A/D变换器的动态范围。针对A/D变换了的数据,使用预定的判定阈值来判别逻辑值,判别结果数据被供给到预定的数据处理。此时,在受光的光信号昏暗的情况下从高通滤波器输出的信号变钝。产生该变钝的主要原因与受光元件可输出的电信号的电流量和高通滤波器的电容器电容存在关系。如果受光元件输出的电信号的电流量变少,则直至电容器被充电,花费时间,从而波形的上升时间变长,但下降时间由与电容器的特性对应的放电时间决定,与受光的光信号的强弱不存在关系。在高通滤波器的动作定时上,如果在电容器被完全充电之前开始放电,则高通滤波器的输出波形的振幅在朝上方向和朝下方向上不同。由此,考虑为在波形信号的HIGH期间和LOW期间中产生误差,难以正确地接收光信号。这样,受光元件输出的电信号的电流量变少,后级中的充电时间和放电时间的关系不恒定,从而难以正确地接收光信号。
上述以及其他课题和新的特征通过本说明书的记述以及附图将更加明确。
在简单地说明在本申请中公开的实施方式中的代表性的实施方式的概要时如下所述。
即,在输入根据接收光信号并变换为电信号的受光元件的输出生成的波形信号的滤波器的后级,具有形成用于规定滤波器输出波形的偏置电压的基准电压的电压生成电路、和对从所述滤波器输出的滤波器输出波形进行放大的增益可变的可变增益放大器。根据所述可变增益放大器的输出控制所述基准电压和所述可变增益放大器的增益的控制电路根据可变增益放大器的输出波形的不期望的变钝,进行通过所述基准电压提升滤波器输出波形的偏置电压,并且使所述可变增益放大器的增益比当前更小的控制。
在简单地说明通过在本申请中公开的实施方式中的代表性的实施方式得到的效果时如下所述。
即,即使受光元件受光的光信号的强度弱,也能够正确地接收基于光信号的数据。
附图说明
图1是示出光接收机的一个例子的框图。
图2是例示与光接收机进行光通信的光发送机的框图。
图3是例示将照明光源用于光发送的LED照明器具的说明图。
图4是例示高通滤波器的电路图。
图5是例示可变增益放大器的电路图。
图6是例示基准电压生成器的框图。
图7是针对受光元件输出的电信号波形以及从波形生成电路输出并输入到ADC的信号波形比较信号变钝的情况和没有变钝的情况而例示了的波形图。
图8是关于用于针对ADC的输入波形的逻辑值判定的HIGH期间和LOW期间在变钝的情况和没有变钝的情况下进行对比而示出的波形图。
图9是例示作为使用了可见光的通信的标准的JEITACP-1223中的4PPM方式的说明图。
图10是作为向信号变钝的处置的手段例示地示出校正信号波形的变钝的校正的原理的波形图。
图11是例示自动增益控制的方法的流程图。
图12是示出利用自动增益控制的波形信号的波形图和判定阈值的说明图。
图13是例示明亮而提高增益的情况和昏暗而提高增益的情况的波形信号的波形图。
图14是例示针对波形信号的变钝的基准电压VB2的控制步骤的流程图。
图15是例示针对可变增益放大器的自动增益控制的另一个手法的波形图。
图16是例示图15的手法的流程图。
图17是作为针对可变增益放大器的自动增益控制的又一个控制流程,例示依照峰值的增减倾向的可变增益放大器的增益控制方法的流程图。
图18是示出根据波形的变钝而变更HIGH期间和LOW期间的判定阈值的例子的波形图。
图19是例示利用图18的手法的判定阈值的变更处理的流程图。
(附图标记说明)
10:光接收机;1:便携终端;11:波形生成电路;12:控制电路;13:加速度传感器;14:第1波形生成电路;15:第2波形生成电路;WV1:第1波形信号;WV2:第2波形信号;20:光发送机;30:LED照明器具;40:电容;41、42:电阻;50:运算放大器;51:输入电阻;52:反馈电阻;53:寄存器53;60、61:电阻;62:缓冲放大器;63:缓冲放大器;64:数字模拟变换器(DAC);65:寄存器;66:负反馈放大器;101:电源开关;102:受光元件;103:第1高通滤波器;104:第1可变增益放大器;105:低通滤波器;106:第2高通滤波器;107:第2可变增益放大器;108:第1基准电压生成器;109:第2基准电压生成器;BV1:第1基准电压;BV2:第2基准电压;120:信号控制部;121:电源控制部;122:解调部;GD1、GD2:增益控制数据;201:LED;202:LED驱动电路;203:调制电路。
具体实施方式
1.实施方式的概要
首先,概要地说明在本申请中公开的实施方式。在关于实施方式的概要说明中附加括弧而参照的附图中的参照符号仅例示附加了该符号的构成要素的概念中包含的例子。
〔1〕<校正信号波形的变钝>
光接收机(10)具有:受光元件(102),接收光信号并变换为电信号;第1波形生成电路(14),输入从所述受光元件输出的电信号而通过滤波以及放大生成第1波形信号(WV1);第2波形生成电路(15),输入从所述第1波形生成电路输出了的所述第1波形信号而通过滤波以及放大生成第2波形信号;以及控制电路(12),进行用于所述第1波形生成电路以及所述第2波形生成电路的偏置电压控制和自动增益控制。所述控制电路判别从所述第2波形生成电路输出的第2波形信号(WV2)的信号波形是否不期望地变钝,在判别为不期望地变钝的情况下,进行使所述第2波形生成电路中的偏置电压(BV2)比当前更高并且使所述第2波形生成电路中的增益比当前更小的控制。
据此,在由受光元件受光了的光信号的强度弱的情况下,即使受光元件的输出以及第1波形信号变钝而在第2波形信号中产生正极性侧和负极性侧的振幅相异那样的变钝,控制电路也响应与此,在提升第2波形生成电路的偏置电压之后减小其增益。其结果,第2波形信号的正极性侧和负极性侧的振幅的相异被缓和,能够抑制第2波形信号的正以及负的比特宽度脱离规定宽度的状态,能够降低针对第2波形信号的逻辑值的误判定的忧虑。因此,即使受光元件受光的光信号的强度弱,也能够正确地接收基于光信号的数据。
〔2〕<信号波形是否变钝的判别手法>
在项1中,所述控制电路针对从所述第2波形生成电路输出的第2波形信号判定超过其逻辑值判定阈值的状态是否被维持比判定时隙的时间更短的预定时间,在维持了所述预定时间的情况下,判别为所述第2波形信号的波形不期望地变钝,在未维持所述预定时间的情况下,判别为所述第2波形信号的波形未不期望地变钝(参照图13)。
据此,相比于通过利用自动增益控制的增益的大小判别在第2波形信号中是否产生了失真的情况,能够减少判定错误。即,从受光元件输出的电信号波形具有随着光信号变暗而变钝程度变大的倾向,具有在明亮时不易变钝,在昏暗时更变钝的特性。由此,能够通过从受光元件输出的电信号的输出电压电平掌握变钝程度的大小的倾向。在明亮时受光元件的输出电压电平高,在昏暗时低。依照该倾向,还能够相关联为在利用自动增益控制的增益大时变钝程度大,在增益小时变钝程度小。但是,有即使在明亮时也必须提高利用自动增益控制的增益的情况。其是受光元件的输出饱和的情况。在该情况下,在光源点亮的HIGH期间的输出电压饱和时,如果进一步变亮,则熄灭时的LOW期间的输出电压也接近饱和电压,所以HIGH期间的输出电压与LOW期间的输出电压之差变小。在这样的情况下,必须增大自动增益控制的增益。因此,需要判别明亮而提高增益还是昏暗而提高增益,能够将其通过上述手段区分。其原因为,如果即便放大率大也未变钝,则第2波形信号的电平超过逻辑值判定阈值后过一会儿返回到偏置电压电平。
〔3〕<第2波形生成电路中的针对电压波形的基准电压的控制>
在项2中,所述控制电路在判别为所述第2波形信号的波形未不期望地变钝的情况下将所述第2波形生成电路中的偏置电压(BV2)设为第1电压,在判别为所述第2波形信号的波形不期望地变钝的情况下将所述第2波形生成电路中的偏置电压设为针对所述第1电压提高了与当前的增益相对所述第2波形生成电路的最大增益的比例对应的电压量的第2电压(参照图14)。
据此,如果鉴于第2波形信号的正极性侧和负极性侧的振幅的相异的程度与自动增益控制的增益相关,则能够与当前的增益相关地决定第2电压相对第1电压的上升量,在考虑了减小第2波形信号的增益时能够有助于第2电压的最佳化。
〔4〕<第2波形生成电路的增益控制>
在项1中,所述控制电路在从所述第2波形生成电路输出的第2波形信号的值超过预定的逻辑值判定阈值时(S1),等待从该逻辑值的判定定时起经过比逻辑值判定的判定时隙的时间更短的一定时间来取得所述第2波形信号的值(S2、S3)。进而,所述控制电路进行判别所述取得了的所述第2波形信号的值是否超过第1阈值(S4),在未超过的情况下对第1计数器进行初始化(S6),在超过的情况下使所述第1计数器递增+1(S5),在递增了的所述第1计数器的计数值超过第1值的情况下降低所述第2波形生成电路的增益(S7、S8),并且,判别所述取得了的所述第2波形信号的值是否超过所述第1阈值的跟前的第2阈值(S9),在超过的情况下对第2计数器进行初始化(S11),在未达到第2阈值的情况下使所述第2计数器递增+1(S10),在所述第2计数器的计数值超过第2值的情况下提高所述第2波形生成电路的增益的增益控制(S12、S13)。
据此,能够比较简单地抑制自动增益控制变得过敏而控制的收敛性恶化。
〔5〕<信号波形的变钝的判别手法和第2波形生成电路中的针对电压波形的基准电压控制>
在项4中,所述控制电路针对从所述第2波形生成电路输出的第2波形信号判定超过其逻辑值判定阈值的状态是否被维持比判定时隙的时间更短的预定时间(S21),
在未维持所述预定时间的情况下判别为所述第2波形信号的波形未不期望地变钝,将所述第2波形生成电路的偏置电压设为第1电压(S22)。在维持了所述预定时间的情况下,判别为所述第2波形信号的波形不期望地变钝,将所述第2波形生成电路中的偏置电压设为针对所述第1电压提高了与当前的增益相对所述第2波形生成电路的最大增益的比例对应的电压量的第2电压(S23)。
据此,能够减少在第2波形信号中是否产生了失真的判定错误。
〔6〕<第1波形生成电路>
在项1中,所述第1波形生成电路包括:第1高通滤波器(103),输入从所述受光元件输出的电信号而强调其边缘变化部分;增益可变的第1可变增益放大器(104),对所述高通滤波器的输出进行放大;低通滤波器(105),输入所述可变增益放大器的输出,去除高频分量的噪声而输出所述第1波形信号;以及第1基准电压生成器(108),生成用于规定所述高通滤波器、所述第1可变增益放大器以及所述低通滤波器的输出信号波形的第1偏置电压的基准电压。
据此,能够比较简单地构成第1波形生成电路。
〔7〕<第2波形生成电路>
在项6中,所述第2波形生成电路包括:第2高通滤波器(106),输入从所述低通滤波器输出的第1波形信号来强调其边缘变化部分;增益可变的第2可变增益放大器(107),对所述第2高通滤波器的输出进行放大;以及第2基准电压生成器(109),生成用于规定所述第2高通滤波器以及所述第2可变增益放大器的输出信号波形的第2偏置电压的基准电压。
据此,能够比较简单地构成第2波形生成电路。
〔8〕<使用峰值的平均值进行第2波形生成电路的增益控制>
在项1中,所述控制电路进行在从所述第2波形生成电路输出的第2波形信号的值超过第1逻辑值判定阈值时,等待从该逻辑值的判定定时起经过比逻辑值判定的判定时隙的时间更短的一定时间而取得所述第2波形信号的值(S33),运算本次取得了的值和过去同样地取得了的最接近的单次或者多次的所述第2波形信号的值的平均值(S34),在所述平均值超过第1阈值的情况下降低所述第2波形生成电路的增益(S35、S36),在所述平均值未超过所述第1阈值的跟前的第2阈值的情况下提高所述第2波形生成电路的增益(S37、S38)的增益控制。
据此,能够比较简单地抑制自动增益控制变得过敏而控制的收敛性恶化。
〔9〕<依照峰值的增减倾向的第2波形生成电路的增益控制>
在项1中,所述控制电路进行在从所述第2波形生成电路输出的第2波形信号的值超过预定的逻辑值判定阈值时(S41),等待从该逻辑值的判定定时起经过比逻辑值判定的判定时隙的时间更短的一定时间而取得所述第2波形信号的值(S42、S43),判别所述取得了的所述第2波形信号的值和上次同样地取得了的所述第2波形信号的值的大小关系(S44),在所述第2波形信号的值是增加倾向的情况下使第1计数器进行1次步进计数动作并且对第2计数器的计数值进行初始化(S45、S46),在所述第2波形信号的值是减少倾向的情况下使第2计数器进行1次步进计数动作并且对第1计数器的计数值进行初始化(S47、S48),在所述第1计数器的计数值超过第1值时降低所述第2波形生成电路的增益(S49、S50),在所述第2计数器的计数值超过第2值时提高所述第2波形生成电路的增益(S51、S52)的增益控制。
据此,能够比较简单地抑制自动增益控制变得过敏而控制的收敛性恶化。
〔10〕<变更逻辑值的判定阈值>
光接收机(10)具有:受光元件(102),接收光信号并变换为电信号;波形生成电路(11),输入从所述受光元件输出的电信号而通过滤波以及放大生成波形信号;以及控制电路(12),进行所述波形生成电路的偏置电压控制和自动增益控制,并且进行按照预定的判定时隙单位判定从所述波形生成电路供给来的波形信号的逻辑值的控制。所述控制电路判别从所述波形生成电路输出的波形信号的信号波形是否不期望地变钝(S61),在未不期望地变钝时将相对判定满刻度电压高的电压侧的第1判定基准设为第1阈值电压,将低的电压侧的第2判定基准设为第2阈值电压(S62)。在不期望地变钝时将相对判定满刻度电压高的电压侧的第3判定基准设为比所述第1阈值电压低对所述波形生成电路的当前的增益乘以预定的系数而得到的电压量的电压,将相对判定满刻度电压低的电压侧的第4判定基准设为比所述第3判定基准的电压低所述第1阈值电压与第2阈值电压的中间的电压量的电压(S63)。
据此,在由受光元件受光了的光信号的强度弱的情况下,即使波形信号如正极性侧和负极性侧的振幅相异那样变钝,控制电路响应于此,变更波形信号的判定阈值。关于判定阈值的变更量,鉴于波形信号的正极性侧和负极性侧的振幅的相异的程度与波形生成电路中的自动增益控制的增益相关,成为与所述波形生成电路的当前的增益对应的电压量,所以能够有助于判定阈值的过大的变更的抑制、换言之、变更的判定阈值的最佳化。
〔11〕<针对波形生成电路的增益的控制>
在项10中,所述控制电路在从所述波形生成电路输出的波形信号的值超过预定的逻辑值判定阈值时,等待从该逻辑值的判定定时起经过比逻辑值判定的所述判定时隙的时间更短的一定时间来取得所述波形信号的值,判别所述取得了的所述波形信号的值是否超过第1阈值。在未超过的情况下对第1计数器进行初始化,在超过的情况下使所述第1计数器递增+1,在递增了的所述第1计数器的计数值超过第1值的情况下降低所述波形生成电路的增益。另外,进行判别所述取得了的所述波形信号的值是否超过所述第1阈值的跟前的第2阈值,在超过的情况下对第2计数器进行初始化,在未达到第2阈值的情况下使所述第2计数器递增+1,在所述第2计数器的计数值超过第2值的情况下提高所述波形生成电路的增益的增益控制(参照图11)。
据此,能够比较简单地抑制自动增益控制变得过敏而控制的收敛性恶化。
〔12〕<校正信号波形的变钝>
光接收机(10)具有:受光元件(102),接收光信号并变换为电信号;滤波器(106),输入根据所述受光元件的输出生成的波形信号;电压生成电路(109),形成用于规定从所述滤波器输出的输出波形的偏置电压的基准电压;增益可变的可变增益放大器(107),对从所述滤波器输出的滤波器输出波形进行放大;以及控制电路(12),根据所述可变增益放大器的输出进行所述基准电压的控制以及所述可变增益放大器的自动增益控制。所述控制电路根据所述可变增益放大器的输出波形的不期望的变钝,进行通过所述基准电压提升滤波器输出波形的偏置电压,并且使所述可变增益放大器的增益比当前更小的控制。
据此,在由受光元件受光了的光信号的强度弱的情况下,即使上述波形信号如正极性侧和负极性侧的振幅相异那样变钝,控制电路响应于此,在提升波形生成电路的偏置电压之后减小其增益。其结果,波形信号的正极性侧和负极性侧的振幅的相异被缓和,能够抑制波形信号的正以及负的比特宽度脱离规定宽度的状态,能够降低针对波形信号的逻辑值的误判定的忧虑。因此,即使受光元件受光的光信号的强度弱,也能够正确地接收基于光信号的数据。
〔13〕<信号波形是否变钝的判别手法>
在项12中,所述控制电路在所述可变增益放大器的输出超过逻辑值判定阈值之后其状态被维持至经过比判定时隙的时间更短的预定时间的情况下,判别为在所述滤波器的输出波形中有不期望的变钝(参照图13)。
据此,与项2的情况同样地,相比于通过利用自动增益控制的增益的大小判别在波形信号中是否产生了失真的情况,能够减少判定错误。
〔14〕<基准电压的控制>
在项12中,所述控制电路在判别为在所述滤波器的输出波形中无不期望的变钝的情况下使所述偏置电压成为电源电压的一半的电压,在判别为在所述滤波器输出波形中有不期望的变钝的情况下使所述偏置电压成为针对所述电源电压的一半的电压提高了与当前的增益相对所述可变增益放大器的最大增益的比例对应的量的电压(参照图14)。
据此,鉴于波形信号的正极性侧和负极性侧的振幅的相异的程度与自动增益控制的增益相关,能够与当前的增益有相关地决定变钝的情况的偏置电压相对无变钝的情况的偏置电压的上升量,能够有助于在考虑了减小波形信号的增益时变钝的情况的偏置电压的最佳化。
〔15〕<可变增益放大器的自动增益控制>
在项12中,所述控制电路进行:判定针对所述可变增益放大器的输出的逻辑值,等待从该逻辑值判定定时起经过比判定时隙的时间更短的一定时间,在所述判定了的逻辑值超过逻辑值判定阈值的情况下,进一步判别所述可变增益放大器的输出是否超过第1阈值,在未超过的情况下对第1计数器进行初始化,在超过的情况下使所述第1计数器递增+1,在递增了的所述第1计数器的计数值超过第1值的情况下降低所述可变增益放大器的增益;进一步判别所述可变增益放大器的输出是否超过所述第1阈值的跟前的第2阈值,在超过的情况下对第2计数器进行初始化,在未达到第2阈值的情况下使所述第2计数器递增+1,在所述第2计数器的计数值超过第2值的情况下提高所述可变增益放大器的增益的增益控制(参照图11)。
据此,能够比较简单地抑制自动增益控制变得过敏而控制的收敛性恶化。
〔16〕<具有加速度传感器且通过光信号接收位置信息的光接收机>
光接收机(10)具有:受光元件(102),接收光信号并变换为电信号;波形生成电路(11),输入从所述受光元件输出的电信号而通过滤波以及放大生成波形信号;控制电路(12),处理从所述波形生成电路供给来的波形信号;加速度传感器(13);以及电源开关(101),选择向所述受光元件的电源的供给。所述控制电路在通过所述光信号接收位置信息的模式中,根据所述加速度传感器的输出,仅在感知光接收机的移动的期间,将所述电源开关控制为ON状态。
据此,仅在需要接收了的位置信息的更新时,受光元件被活性化,所以能够大幅降低光接收机未移动时的功耗。
2.实施方式的细节
进一步详述实施方式。
<光接收机的整体的结构>
图1示出光接收机的一个例子。图1所示的光接收机10设置于例如便携电话或者智能手机等便携终端1,用于接收来自图2例示的光发送机20的光信号的可见光通信。在该可见光通信中,通过调制电路203调制在发送侧希望发送的发送数据,依照调制了的信号,LED驱动电路202驱动LED201,从而发送光信号。例如如图3例示,在地下街、百货商店等室内配置了多个的LED照明器具30中内置光发送机20的情况下,在LED201中使用作为其照明光源的LED。
光接收机10通过受光元件102接受来自LED201的光信号并变换为电信号,对其进行解调,从而识别为原来的数据。
在光接收机10中,作为受光元件102具有例如PIN光电二极管或者PN光电二极管。在受光元件102的阴极设置了施加电源电压Vdd的电源开关101,受光元件102的阳极与输入从所述受光元件102输出的电信号并通过滤波以及放大生成波形信号的波形生成电路11连接,作为处理从波形生成电路11输出的波形信号的电路设置控制电路12。对控制电路12提供加速度传感器13的输出,并且,控制电路12与在便携终端10中内置了的进行移动体通信处理、应用处理的省略图示的处理器部等连接。
波形生成电路11具有:第1波形生成电路14,输入从所述受光元件102输出的电信号而通过滤波以及放大生成第1波形信号WV1;以及第2波形生成电路15,输入从第1波形生成电路14输出了的第1波形信号WV1而通过滤波以及放大生成第2波形信号WV2并提供给控制电路12。
第1波形生成电路14构成为包括:第1高通滤波器103,输入例如从受光元件102输出的电信号而对其边缘变化部分进行强调;增益可变的第1可变增益放大器104,对第1高通滤波器103的输出进行放大;低通滤波器105,输入所述第1可变增益放大器104的输出而去除高频分量的噪声来输出所述第1波形信号WV1;以及第1基准电压生成器108,作为第1高通滤波器、第1可变增益放大器以及低通滤波器的输出信号波形的第1偏置电压生成第1基准电压BV1。
第2波形生成电路15构成为包括:第2高通滤波器106,输入例如从低通滤波器105输出的第1波形信号WV1而对其边缘变化部分进行强调;增益可变的第2可变增益放大器107,对第2高通滤波器106的输出进行放大;以及第2基准电压生成器109,作为第2高通滤波器106以及第2可变增益放大器107的输出信号波形的第2偏置电压生成第2基准电压BV2。
对于第1高通滤波器103不特别限制,能够如图4例示由使用了电容40和电阻41、42的CR滤波器构成。第1高通滤波器103的输出具有以偏置电压为中心的信号电平。此处作为其偏置电压,使第1基准电压VB1成为电源电压Vdd的1/2的电压。
虽然未特别图示,但第2高通滤波器106也同样地构成,但偏置电压成为第2基准电压VB2。另外,高通滤波器103、106也可以使用运算放大器而构成。
对于第1可变增益放大器104不特别限制,能够如图5例示使用非反转放大电路而构成。即,构成为将运算放大器50的输入电阻51和反馈电阻52作为可变电阻,对反转输入端子(-)经由输入电阻51输入基准电压BV1,对非反转输入端子(+)输入来自前级的信号。依照控制电路12在寄存器53中设定的寄存器值,决定输入电阻51和反馈电阻52的电阻值。第1可变增益放大器104的输出相对来自非反转输入端子(+)的输入电压产生(R1+R2)/2倍的信号变化,其变化成为以作为偏置电压的第1基准电压BV1为中心的电压。R1是反馈电阻52的电阻值,R2是输入电阻51的电阻值。
虽然省略图示,但第2可变增益放大器107是作为偏置电压输入第2基准电压VB2,与第1可变增益放大器104同样地构成。第1可变增益放大器104以及第2可变增益放大器107这双方都依照寄存器53的设定值决定增益。GD1是在第1可变增益放大器104的寄存器53中设定的增益控制数据,GD2是在第2可变增益放大器107的寄存器53中设定的增益控制数据。
对于第1基准电压生成器108不特别限制,如图6例示,使用将数字信号变换为模拟信号的数字模拟变换器(DAC)64而生成。DAC64的电源成为经由缓冲放大器63供给的接地电压GND、和针对电源电压Vdd通过电阻60、61分压而经由缓冲放大器62供给的电源电压。依照控制电路12在寄存器65中设定的寄存器值决定DAC64的输出电压。针对DAC64的输出电压通过负反馈放大器66进行输出电压调整(修整(trimming))等,由此生成成为偏置电压的第1基准电VB1。虽然省略图示,但第2基准电压生成器109也同样地构成。虽然未特别限制,但此处第1基准电压生成器108以及第1基准电压生成器109这双方都依照寄存器65的设定值决定第1基准电压BV1、第2基准电压BV2,但关于第1基准电压生成器108,在通电复位处理中设定为预定的寄存器值,关于第2基准电压生成器109,在通电复位处理之后,寄存器值也根据光通信的接收波形的变钝被可变地设定。VD1是在第1基准电压生成器108的寄存器65中设定的电压控制数据,VD2是在第2基准电压生成器109的寄存器65中设定的电压控制数据。
控制电路12例如如图1例示,具有信号控制部120、电源控制部121、解调部122、以及将模拟信号变换为数字信号的模拟数字变换器(ADC)。信号控制部120和解调部122能够分别通过专用硬件实现、或者、由进行程序处理的CPU、保持CPU执行的程序的程序存储器、以及被用于CPU的工作区域的RAM构成。
ADC123将波形信号WV2变换为数字数据,将变换了的变换数据提供给信号控制部120以及解调部122。虽然未特别图示,但在解调部122以及信号控制部120这双方将波形信号WV2的数字数据与判定阈值进行比较而需要HIGH期间、LOW期间的判别结果等的情况下,将某一方中的判别结果送到另一方而挪用即可。
解调部122根据从ADC123提供的数据,判别波形信号WV2的逻辑值来再生光通信信号。
信号控制部120通过生成增益控制数据GD1、GD2,进行针对可变增益放大器104、107的自动增益控制。另外,信号控制部120通过生成电压控制数据VD1、VD2,进行针对滤波器103、105、106以及可变增益放大器104、107的偏置电压控制。特别地,关于利用控制电路120的偏置电压控制和自动增益控制,考虑了针对由受光元件102接收的光信号昏暗的情况下受光元件102输出的电信号变钝了的情况的应对。以下,详述其考虑内容。
<光信号昏暗的情况的信号的变钝>
图7中,针对受光元件输出的电信号波形以及从波形生成电路输出并输入到ADC的信号波形,比较信号变钝的情况和没有变钝的情况而例示。在光信号昏暗的情况下受光元件的输出波形变钝的主要原因与受光元件102可输出的电信号的电流量和第1高通滤波器103(参照图4)的电容器40的电容相关。在昏暗的情况下受光元件102可输出的电流量变少,直至电容器40被充电的时间变长,所以电信号的上升时间变长。另一方面,下降由电容器40的放电时间决定,所以与接收环境的明亮度无关。进而,如果在电容器40被完全充电之前开始放电,则第1高通滤波器103的输出波形的振幅在正极性(向上方向凸)和负极性(向下方向凸)中产生相异。这样的相异成为来自波形生成电路11的输出波形、即ADC123的输入波形的变钝而出现。
图8中,将用于针对ADC123的输入波形的逻辑值判定的HIGH期间和LOW期间在变钝的情况和没有变钝的情况中进行对比。例如,作为判定电信号的HIGH期间、LOW期间的方法,有测定信号电压超过阈值A时和低于阈值B时的差分的方法,但在波形的振幅在上侧(相对中心的正极性侧)和下侧(相对中心的负极性侧)不同的情况下,无法测定正确的期间。如图8所示,在波形变钝了的情况下,HIGH期间短、且LOW期间长地被测定。解调部122根据ADC123的变换结果,进行阈值A、B的判别、HIGH期间以及LOW期间的测量。
作为使用了可见光的通信的标准,有例如EITACP-1223(可见光信标系统),如图9例示,通过4PPM方式,将定义为码元(symbol)时间的一定时间分割为4个时隙,在1个码元时间中容许1个时隙时间的脉冲,使用根据该脉冲的存在时隙分配了的2比特的信息来进行光通信。如果信号波形出现上述那样的变钝,则存在针对在该标准中决定了的时隙时间(104μs)在解调部122中的HIGH期间和LOW期间的测定时间中产生错误的忧虑。
<校正信号波形的变钝>
作为处置信号变钝的手段,校正信号波形的变钝。图10例示校正的原理。控制电路120判别从第2波形生成电路15输出的波形信号WV2的信号波形是否不期望地变钝,在判别为不期望地变钝的情况下,进行使第2波形生成电路15中的第2高通滤波器106和第2可变增益放大器107的基准电压VB2比当前更高并且使第2波形生成电路15中的第2可变增益放大器107的增益比当前更小的控制。通过使基准电压VB2比当前更高,正极性的振幅和负极性的振幅大致相同,之后使增益比当前更小,从而其信号波形收敛于ADC123的动态范围。作为其结果,与在波形中没有变钝的情况同样地,能够正确地识别HIGH期间和LOW期间,即使光信号变暗而受光元件102的输出信号变钝,在解调部122中的接收信号的判别中也不易产生错误。信号控制部120根据利用ADC123的变换数据进行这样的控制。在图10中Ht意味着正确的HIGH期间,Lt意味着正确的LOW期间,Hf意味着有错误的HIGH期间,Lf意味着有错误的LOW期间。
<自动增益控制>
在进行针对第1可变增益放大器104以及第2可变增益放大器107的自动增益控制的过程中,根据需要执行上述信号波形的变钝的校正。首先,说明自动增益控制的控制手法。
图11例示自动增益控制的方法。ADC13将输入的波形信号WV2逐次从模拟信号变换为数字信号而得到A/D变换数据。解调部122将A/D变换数据与图12的阈值A、B进行比较来测量上述HIGH期间以及LOW期间而进行依照4PPM方式的解码。信号控制部120将A/D变换数据与例如图12的阈值A、C、D进行比较来进行自动增益控制以及偏置控制。
信号控制部120判别其A/D变换数据是否超过阈值A(S1),在超过时进入到自动增益控制的流程。首先,在从超过阈值A起经过例如10μs之后(S2),取得A/D变换数据(S3),判别其是否超过阈值D(S4)。如果超过,则使溢出(over)计数器递增+1(S5),如果未超过,则将溢出(over)计数器初始化为值0(S6)。判定溢出(over)计数器的值是否超过次数A(S7),仅在超过的情况下降低增益(S8)。接下来,判别在步骤3中取得了的A/D变换数据是否小于阈值C(S9)。如果小,则使不足(under)计数器递增+1(S10),如果不小,则将不足(under)计数器初始化为值0(S11)。判定不足(under)计数器的值是否超过次数B(S12),仅在超过的情况下提高增益(S13)。通过该控制以使波形信号WV2的峰值成为阈值C与阈值D之间的方式进行自动增益控制。信号控制部120进行这样的增益的控制,通过控制信号GD1、GD2提供给可变增益放大器104、107。另外,在步骤S2中等待经过的10μs例示了考虑为从阈值A达到波形的峰值的时间。
此处,将以偏置电压为中心而正极性侧的振幅和负极性侧的振幅相等的状态考虑为正常的波形信号WV2,所以仅观察正极正侧。根据上述自动增益控制,能够以使波形的峰值点收敛于阈值C与阈值D之间的方式进行自动增益控制。特别地,在波形的峰值点连续几次超过了阈值D时、或者、连续几次低于阈值C时,变更可变增益放大器104、107的增益,所以能够比较简单地抑制过敏地变更增益而控制的收敛性恶化。另外,仅在波形信号超过阈值A时进入到增益控制的处理流程,所以能够抑制不超过阈值A时的消耗电流。能够将步骤S1设为子例程或者中断发生的判定条件,将条件满足后的处理实现为子例程处理或者中断处理。
另外,在上述自动增益控制的说明中着眼于超过阈值A的情况而进行了说明,但本发明并不妨碍在波形信号的值低于阈值B的情况下也同样地处理。如果着眼于双方的阈值A、B来进行处理,则增益控制的精度提高,但电力消耗增加。如图7说明,如果考虑在波形中没有变钝时的ADC123的输入波形的振幅以其中心为中心对称地收敛,则考虑为即使仅着眼于正极正侧的一方的阈值A侧进行自动增益控制在实质上也无障碍。
<信号波形是否变钝的判别手法>
在信号波形变钝时,关于将基准电压VB2提高何种程度才好,根据受光元件102的输出信号的变钝情形而变化。存在在明亮时不易变钝、在昏暗时更变钝的特性,所以如果设为通过受光元件102的输出电压电平判断是否变钝,则由于在明亮时受光元件102的输出电压电平高,在昏暗时变低,所以与第2可变增益放大器107的增益匹配地控制基准电压VB2。但是,有即使在明亮时也必须提高可变增益放大器107的增益的情况。是受光元件102的输出饱和的情况。即,在HIGH期间的输出电压饱和的情况下,如果更明亮,则LOW期间的输出电压也接近饱和电压,所以HIGH期间的输出电压与LOW期间的输出电压之差变小。在这样的情况下,高通滤波器103的输出电压变小而需要提高可变增益放大器107的增益。因此,需要判别明亮而提高了增益(起因于受光元件102的输出饱和而提高可变增益放大器107的增益)、还是昏暗而提高了增益(起因于受光元件102的输出信号的变钝而提高可变增益放大器107的增益),仅在昏暗时需要提高基准电压BV2。
明亮而提高增益的情况和昏暗而提高增益的情况的波形WV2的波形具有图13例示那样的相异。通过着眼于该相异,能够在从超过阈值A起50μs之后的信号电平超过预定的电压的情况下,在昏暗时即判别为受光元件102的波形变钝,在低于预定的电压的的情况下,在明亮时即判别为受光元件102的波形未变钝。50μs的时间是考虑与在图9中示出一个例子的时隙时间(104μs)的关系,为了区分明亮的情况和昏暗的情况而例示地决定了的值,未特别限制。
<针对信号波形的变钝的基准电压VB2的控制>
图14例示针对波形信号WV2的变钝的基准电压VB2的控制步骤。信号控制部120在判别为第2波形信号WV2的波形未不期望地变钝的情况下(S21)将作为第2波形生成电路中的偏置电压的第2基准电压BV2设为第1电压、例如电源电压Vdd的一半的电压(S22)。在判别为第2波形信号WV2的波形不期望地变钝的情况下将作为第2波形生成电路中的偏置电压的第2基准电压BV2设为相对第1电压(Vdd/2)提高了与当前的增益相对第2可变增益放大器107的最大增益的比例对应的电压量的第2电压(S23)。例如,如果将相对第2可变增益放大器107的最大增益256的当前的增益设为n,将α设为适合的系数,则第2电压如下式那样,
第2电压=Vdd×{128+(n×α)}/256、
成为以第1电压(Vdd/2)为基准,提高了与当前的增益相对第2可变增益放大器107的最大增益的比例对应的电压量的电压。信号控制部120根据控制信号VD2进行针对第2基准电压BV2的这样的第2电压的控制。
根据上述基准电压VB2的控制,鉴于第2波形信号WV2的正极性侧和负极性侧的振幅的相异的程度与针对可变增益放大器107的自动增益控制的增益相关,能够与当前的增益具有相关地决定第2电压相对第1电压的上升量,在考虑了减小第2波形信号WV2的增益时,能够有助于第2电压的最佳化。
<校正信号波形的变钝的处理>
在信号控制电路120通过根据图13说明了的手法等检测到信号波形WV2的变钝时,通过在图14的步骤S22中说明了的方法提高第2阈值电压VB2来提高信号波形WV2的电压电平(参照图10)。由此,如果信号波形WV2提高,则通过上述自动增益控制,以使其波形峰值收敛于图10例示的阈值C与阈值D之间的方式,降低增益,作为结果,如图10例示,得到失真被校正了的波形信号WV2。但是,在通过图11的自动增益控制进行在提高了阈值电压之后降低增益的处理的情况下,需要满足步骤S7的条件,所以存在增益降低的处理的响应延迟的忧虑。为了未然地避免这样的忧虑,在如上所述操作了阈值电压VB2的情况下紧接之后与图11的控制流程独立地执行降低增益的步骤S8即可。
通过如上述那样校正信号波形的变钝,能够缓和第2波形信号WV2的正极性侧和负极性侧的振幅的相异,能够抑制第2波形信号WV2的正以及负的比特宽度脱离规定宽度的状态,能够降低针对第2波形信号WV2的逻辑值的误判定的忧虑。因此,光接收机10即使受光元件102受光的光信号的强度弱也能够正确地接收基于光信号的数据。例如,作为实验结果,仅能够接收至36勒克斯的装置通过进行上述波形的校正,能够接收至26勒克斯。即,即便是从36勒克斯减少27%的明亮度也能够接收。
<使用了峰值的平均值的可变增益放大器的增益控制>
在图15中,通过波形图例示针对可变增益放大器104、107的自动增益控制的其他手法,在图16中,通过利用信号控制部的控制流程,例示该手法。
信号控制部120判别其A/D变换数据是否超过阈值A(S31),在超过了时,进入到自动增益控制的流程。首先,在从超过阈值A起经过例如10μs之后(S32),取得A/D变换数据(S33),例如如图15例示,运算包括本次的取得数据在内的过去3次量的取得数据的平均值(S34)。接下来,判别平均值是否超过阈值D(S35),如果超过,则降低第2可变增益放大器107的增益(S36)。进而,判别平均值是否达到阈值C(S37),如果未达到,则提高第2可变增益放大器107的增益(S38)。
通过该控制,以使波形信号WV2的峰值成为阈值C与阈值D之间的方式,进行自动增益控制。信号控制部120进行这样的增益的控制,通过控制信号GD1、GD2提供给可变增益放大器104、107。通过该手法,也能够与上述同样地比较简单地抑制自动增益控制变得过敏而控制的收敛性恶化。
<依照峰值的增减倾向的可变增益放大器的增益控制>
图17例示针对可变增益放大器104、107的自动增益控制的又一个控制流程。
信号控制部120判别其A/D变换数据是否超过阈值A(S41),在超过了时,进入到自动增益控制的流程。首先,在从超过阈值A起经过例如10μs之后(S42),取得A/D变换数据(S43),判别本次取得了的A/D变换数据(本次的波形峰值)和上次同样地取得了的A/D变换数据(上次的波形峰值)的大小关系(S44),在波形信号的波形峰值是增加倾向的情况下使第1计数器(up)进行1次步进计数动作(S45)并且对第2计数器(down)的计数值进行初始化(S46)。在波形信号的值是减少倾向的情况下使第2计数器(down)进行1次步进计数动作(S47)并且对第1计数器(up)的计数值进行初始化(S48)。然后,进行在第1计数器(up)的计数值超过了作为第1值的次数A时降低可变增益放大器104、107的增益(S49、S50),在第2计数器(down)的计数值超过了作为第2值的次数B时提高可变增益放大器104、107的增益的增益控制(S51、S52)。第1计数器(up)的计数值超过了A的状态对应于连续地增加的波形信号WV2的峰值超过图12的阈值D的状态。另外,第2计数器(down)的计数值超过了B的状态对应于连续地减少的波形信号WV2的峰值低于图12的阈值C的状态。
通过该控制,以使波形信号WV2的峰值成为阈值C与阈值D之间的方式,进行自动增益控制。信号控制部120进行这样的增益的控制,通过控制信号GD1、GD2提供给可变增益放大器104、107。通过该手法,也能够与上述同样地比较简单地抑制自动增益控制变得过敏而控制的收敛性恶化。
<针对波形的变钝变更逻辑值的判定阈值来处置>
不限于针对光信号昏暗的情况的信号的变钝校正波形信号的情况,通过根据波形的变钝变更由信号控制部120或者解调部122进行的HIGH期间和LOW期间的判定阈值也能够处置,根据图18的波形图和图19的控制流程,说明基于此的处置手法。
例如,在信号控制部120进行判定阈值的控制的情况下,如图18例示,在波形信号WV2未变钝的情况下,为了判别波形信号WV2的LOW期间和HIGH期间,将相对判定满刻度电压Vdd高的电压侧的判定阈值设为阈值A,将相对判定满刻度电压Vdd低的电压侧的判定阈值设为阈值B。在波形信号WV2变钝了的情况下,以得到与在波形信号WV2中无变钝时相同的LOW期间和HIGH期间的方式,将阈值A变更为A’,将阈值B变更为B’。
关于为此的判定阈值的设定,如图19的流程图例示,首先,判别波形信号WV2是否变钝(S61)。在判别中,使用在图13中说明了的方法等即可。
如果未变钝,则在将判定满刻度电压设为Vdd时,将其中心设定为Vdd×0.5,将作为高的电压侧的判定基准的阈值A设定为vdd×0.75,将作为低的电压侧的判定基准的阈值B设定为Vdd×0.25(S62)。
在变钝的情况下,使作为相对判定满刻度电压Vdd高的电压侧的判定基准的阈值A’成为比所述阈值A低对该第2可变增益放大器107的当前的增益乘以预定的系数β而得到的电压量的电压(S62)。另外,使作为相对判定满刻度电压Vdd低的电压侧的判定基准的阈值B’成为比所述阈值A’低所述阈值A与阈值B的中间的电压量(Vdd×0.5)的电压。(S62)。此时的中心的电压(中心’)成为阈值电压A’和B’的平均值的电压。(S62)。各个计算式如下所述。
阈值A’=Vdd×0.75-可变增益放大器107的增益×β、
中心’=(阈值A’+阈值B’)/2、
阈值B’=阈值A’-Vdd×0.5。
据此,即使在由受光元件102受光了的光信号的强度弱的情况下在波形信号WV2中产生正极性侧和负极性侧的振幅相异那样的变钝,控制电路12响应于此,变更波形信号WV2的判定阈值。关于判定阈值的变更量,鉴于波形信号WV2的正极性侧和负极性侧的振幅的相异的程度与第2可变增益放大器107中的自动增益控制的增益相关,设为对该可变增益放大器107的当前的增益乘以预定的系数β而得到的电压量,所以能够有助于判定阈值的过大的变更的抑制、换言之、变更的判定阈值的最佳化。
上述校正波形信号的手法和变更判定阈值的手法难以分辨优劣。关于变更判定阈值的手法,将判定阈值变更何种程度决定其成功与否。如果得到适合的变更程度,则还能够得到使仅能够接收至36勒克斯的装置能够接收至16勒克斯这样的实验结果。考虑为为了这样得到适合的变更程度而需要大量的实验。在校正波形信号的情况下,也关于偏置电压(阈值电压)的上升部分和可变增益放大器的增益降低幅度需要最佳化,但由于调整对象是偏置电压(阈值电压)和可变增益放大器的增益这双方,所以考虑为调整部分变大,最佳化比较容易。
<具有加速度传感器且通过光信号接收位置信息的光接收机>
光接收机10如图1例示,具有加速度传感器13、和选择向受光元件102的电源的供给的电源开关101。控制电路12在通过光信号接收位置信息的模式中,根据加速度传感器13的输出,仅在感知光接收机10的移动的期间,将电源开关101控制为ON状态。例如,如图3说明,在地下街、百货商店等室内配置了多个的LED照明器具30中内置了的光发送机20输出设置了该照明器具30的位置信息。在位置信息中包括纬度、经度、建筑物的层数(高度)等信息。能够在无法利用GPS(GlobalPositioningSystem)的室内环境下掌握当前位置。此时,仅在移动时,能够通过受光元件102接收光信号,所以仅在需要更新接收了的位置信息时,受光元件102被活性化,所以能够大幅降低光接收机10未移动时的功耗。
另外,依照模式寄存器的设定,即使在通过光信号接收位置信息的情况下,当然能够选择与加速度传感器的检测状态无关地使电源开关成为ON状态的动作方式。
本发明不限于上述实施方式,当然能够在不脱离其要旨的范围内进行各种变更。
例如,光接收机不限于在便携终端1中应用的情况,能够广泛应用于其他电子设备、车辆等。
另外,波形生成电路11的具体的结构不限于图1的例子而能够适宜地变更。例如,也可以通过高通滤波器接受受光元件的输出,对该输出进行可变增益放大,通过低通滤波器接受该放大输出,通过可变增益放大器对该输出进行放大来生成波形信号。在该情况下,需要操作低通滤波器的偏置电压。此外,能够进行各种功能上的变形。
Claims (16)
1.一种光接收机,其特征在于,具有:
受光元件,接收光信号并变换为电信号;
第1波形生成电路,输入从所述受光元件输出的电信号并通过滤波以及放大来生成第1波形信号;
第2波形生成电路,输入从所述第1波形生成电路输出了的所述第1波形信号并通过滤波以及放大来生成第2波形信号;以及
控制电路,进行用于所述第1波形生成电路以及所述第2波形生成电路的偏置电压控制和自动增益控制,
所述控制电路判别从所述第2波形生成电路输出的第2波形信号的信号波形是否不期望地变钝,在判别为不期望地变钝的情况下,进行使所述第2波形生成电路中的偏置电压比当前更高并且使所述第2波形生成电路中的增益比当前更小的控制。
2.根据权利要求1所述的光接收机,其特征在于,
所述控制电路针对从所述第2波形生成电路输出的第2波形信号判定超过其逻辑值判定阈值的状态是否被维持比判定时隙的时间更短的预定时间,在维持了所述预定时间的情况下,判别为所述第2波形信号的波形不期望地变钝,在未维持所述预定时间的情况下,判别为所述第2波形信号的波形没有不期望地变钝。
3.根据权利要求2所述的光接收机,其特征在于,
所述控制电路在判别为所述第2波形信号的波形没有不期望地变钝的情况下,将所述第2波形生成电路中的偏置电压设为第1电压,在判别为所述第2波形信号的波形不期望地变钝的情况下,将所述第2波形生成电路中的偏置电压设为第2电压,该第2电压相对所述第1电压提高了与当前的增益相对所述第2波形生成电路的最大增益的比例对应的电压量。
4.根据权利要求1所述的光接收机,其特征在于,
所述控制电路在从所述第2波形生成电路输出的第2波形信号的值超过预定的逻辑值判定阈值时,等待从该逻辑值的判定定时起经过比逻辑值判定的判定时隙的时间更短的一定时间而取得所述第2波形信号的值,
进行如下增益控制:
判别所述取得了的所述第2波形信号的值是否超过第1阈值,在未超过的情况下对第1计数器进行初始化,在超过的情况下使所述第1计数器递增+1,在递增了的所述第1计数器的计数值超过第1值的情况下降低所述第2波形生成电路的增益,并且,
判别所述取得了的所述第2波形信号的值是否超过所述第1阈值的跟前的第2阈值,在超过的情况下对第2计数器进行初始化,在未达到第2阈值的情况下使所述第2计数器递增+1,在所述第2计数器的计数值超过第2值的情况下提高所述第2波形生成电路的增益。
5.根据权利要求4所述的光接收机,其特征在于,
所述控制电路针对从所述第2波形生成电路输出的第2波形信号判定超过其逻辑值判定阈值的状态是否被维持比判定时隙的时间更短的预定时间,
在未维持所述预定时间的情况下判别为所述第2波形信号的波形没有不期望地变钝,将所述第2波形生成电路的偏置电压设为第1电压,
在维持了所述预定时间的情况下,判别为所述第2波形信号的波形不期望地变钝,将所述第2波形生成电路中的偏置电压设为相对所述第1电压提高了与当前的增益相对所述第2波形生成电路的最大增益的比例对应的电压量的第2电压。
6.根据权利要求1所述的光接收机,其特征在于,
所述第1波形生成电路包括:
第1高通滤波器,输入从所述受光元件输出的电信号而强调其边缘变化部分;
增益可变的第1可变增益放大器,对所述第1高通滤波器的输出进行放大;
低通滤波器,输入所述第1可变增益放大器的输出而去除高频分量的噪声来输出所述第1波形信号;以及
第1基准电压生成器,生成用于规定所述第1高通滤波器、所述第1可变增益放大器以及所述低通滤波器的输出信号波形的第1偏置电压的基准电压。
7.根据权利要求6所述的光接收机,其特征在于,
所述第2波形生成电路包括:
第2高通滤波器,输入从所述低通滤波器输出的第1波形信号而对其边缘变化部分进行强调;
增益可变的第2可变增益放大器,对所述第2高通滤波器的输出进行放大;以及
第2基准电压生成器,生成用于规定所述第2高通滤波器以及所述第2可变增益放大器的输出信号波形的第2偏置电压的基准电压。
8.根据权利要求1所述的光接收机,其特征在于,
所述控制电路进行如下增益控制:
在从所述第2波形生成电路输出的第2波形信号的值超过第1逻辑值判定阈值时,等待从该逻辑值的判定定时起经过比逻辑值判定的判定时隙的时间更短的一定时间而取得所述第2波形信号的值,运算本次取得了的值和过去同样地取得了的最接近的单次或者多次的所述第2波形信号的值的平均值,
在所述平均值超过第1阈值的情况下降低所述第2波形生成电路的增益,
在所述平均值未超过所述第1阈值的跟前的第2阈值的情况下提高所述第2波形生成电路的增益。
9.根据权利要求1所述的光接收机,其特征在于,
所述控制电路进行如下增益控制:
在从所述第2波形生成电路输出的第2波形信号的值超过预定的逻辑值判定阈值时,等待从该逻辑值的判定定时起经过比逻辑值判定的判定时隙的时间更短的一定时间而取得所述第2波形信号的值,
判别所述取得了的所述第2波形信号的值和上次同样地取得了的所述第2波形信号的值的大小关系,在所述第2波形信号的值是增加倾向的情况下,使第1计数器进行1次步进计数动作并且对第2计数器的计数值进行初始化,在所述第2波形信号的值是减少倾向的情况下,使第2计数器进行1次步进计数动作并且对第1计数器的计数值进行初始化,在所述第1计数器的计数值超过第1值时降低所述第2波形生成电路的增益,在所述第2计数器的计数值超过第2值时提高所述第2波形生成电路的增益。
10.一种光接收机,其特征在于,具有:
受光元件,接收光信号并变换为电信号;
波形生成电路,输入从所述受光元件输出的电信号并通过滤波以及放大来生成波形信号;以及
控制电路,进行所述波形生成电路的偏置电压控制和自动增益控制,并且进行按照预定的判定时隙单位判定从所述波形生成电路供给来的波形信号的逻辑值的控制,
所述控制电路判别从所述波形生成电路输出的波形信号的信号波形是否不期望地变钝,在没有不期望地变钝时将相对判定满刻度电压高的电压侧的第1判定基准设为第1阈值电压,将相对判定满刻度电压低的电压侧的第2判定基准设为第2阈值电压,
在不期望地变钝时将相对判定满刻度电压高的电压侧的第3判定基准设为比所述第1阈值电压低对所述波形生成电路的当前的增益乘以预定的系数而得到的电压量的电压,将相对判定满刻度电压低的电压侧的第4判定基准设为比所述第3判定基准的电压低所述第1阈值电压与第2阈值电压的中间的电压量的电压。
11.根据权利要求10所述的光接收机,其特征在于,
所述控制电路进行如下增益控制:
在从所述波形生成电路输出的波形信号的值超过预定的逻辑值判定阈值时,等待从该逻辑值的判定定时起经过比逻辑值判定的所述判定时隙的时间更短的一定时间来取得所述波形信号的值,
判别所述取得了的所述波形信号的值是否超过第1阈值,在未超过的情况下,对第1计数器进行初始化,在超过的情况下,使所述第1计数器递增+1,在递增了的所述第1计数器的计数值超过第1值的情况下降低所述波形生成电路的增益,并且,
判别所述取得了的所述波形信号的值是否超过所述第1阈值的跟前的第2阈值,在超过的情况下,对第2计数器进行初始化,在未达到第2阈值的情况下,使所述第2计数器递增+1,在所述第2计数器的计数值超过第2值的情况下提高所述波形生成电路的增益。
12.一种光接收机,其特征在于,具有:
受光元件,接收光信号并变换为电信号;
滤波器,输入根据所述受光元件的输出而生成的波形信号;
电压生成电路,形成用于规定从所述滤波器输出的输出波形的偏置电压的基准电压;
增益可变的可变增益放大器,对从所述滤波器输出的滤波器输出波形进行放大;以及
控制电路,根据所述可变增益放大器的输出进行所述基准电压的控制以及所述可变增益放大器的自动增益控制,
所述控制电路根据所述可变增益放大器的输出波形的不期望的变钝,进行通过所述基准电压来提升滤波器输出波形的偏置电压,并且使所述可变增益放大器的增益比当前更小的控制。
13.根据权利要求12所述的光接收机,其特征在于,
所述控制电路在所述可变增益放大器的输出超过逻辑值判定阈值后其状态被维持至经过比判定时隙的时间更短的预定时间的情况下,判别为在所述滤波器的输出波形中有不期望的变钝。
14.根据权利要求12所述的光接收机,其特征在于,
所述控制电路在判别为在所述滤波器的输出波形中没有不期望的变钝的情况下,使所述偏置电压成为电源电压的一半的电压,在判别为在所述滤波器输出波形中有不期望的变钝的情况下,使所述偏置电压成为相对所述电源电压的一半的电压提高了与当前的增益相对所述可变增益放大器的最大增益的比例对应的量的电压。
15.根据权利要求12所述的光接收机,其特征在于,
所述控制电路进行如下增益控制:
判定针对所述可变增益放大器的输出的逻辑值,等待从该逻辑值判定定时起经过比判定时隙的时间更短的一定时间,在所述判定了的逻辑值超过逻辑值判定阈值的情况下,
进一步判别所述可变增益放大器的输出是否超过第1阈值,在未超过的情况下,对第1计数器进行初始化,在超过的情况下,使所述第1计数器递增+1,在递增了的所述第1计数器的计数值超过第1值的情况下,降低所述可变增益放大器的增益,
进一步判别所述可变增益放大器的输出是否超过所述第1阈值的跟前的第2阈值,在超过的情况下,对第2计数器进行初始化,在未达到第2阈值的情况下,使所述第2计数器递增+1,在所述第2计数器的计数值超过第2值的情况下,提高所述可变增益放大器的增益。
16.一种光接收机,具有:
受光元件,接收光信号并变换为电信号;
波形生成电路,输入从所述受光元件输出的电信号并通过滤波以及放大来生成波形信号;
控制电路,处理从所述波形生成电路供给来的波形信号;
加速度传感器;以及
电源开关,选择向所述受光元件的电源的供给,
其中,
所述控制电路在通过所述光信号接收位置信息的模式中,仅在根据所述加速度传感器的输出而感知光接收机的移动的期间,将所述电源开关控制为ON状态。
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