JP2000341055A - 直流光電流補償回路及びそれを備えた赤外線通信装置 - Google Patents
直流光電流補償回路及びそれを備えた赤外線通信装置Info
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- JP2000341055A JP2000341055A JP11150962A JP15096299A JP2000341055A JP 2000341055 A JP2000341055 A JP 2000341055A JP 11150962 A JP11150962 A JP 11150962A JP 15096299 A JP15096299 A JP 15096299A JP 2000341055 A JP2000341055 A JP 2000341055A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】特性精度の向上と低電圧化が可能な直流光電流
補償回路及びそれを用いた赤外線通信装置を提供する。 【解決手段】直流光電流補償回路２は、増幅回路へ入力
されるフォトダイオードＰＤからの光電流を検出する検
出回路２１と、検出回路２１で検出された電流を入力す
る入力回路２２と、入力回路２２の入力電流から直流成
分を抽出するローパスフィルタ２３と、抽出された直流
成分電流を増幅器１の入力側へ帰還する出力回路２４と
から成っている。
補償回路及びそれを用いた赤外線通信装置を提供する。 【解決手段】直流光電流補償回路２は、増幅回路へ入力
されるフォトダイオードＰＤからの光電流を検出する検
出回路２１と、検出回路２１で検出された電流を入力す
る入力回路２２と、入力回路２２の入力電流から直流成
分を抽出するローパスフィルタ２３と、抽出された直流
成分電流を増幅器１の入力側へ帰還する出力回路２４と
から成っている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光電変換素子から
の光電流を処理する回路に設けられる直流光電流補償回
路及びそれを備える赤外線通信装置に関するものであ
る。
の光電流を処理する回路に設けられる直流光電流補償回
路及びそれを備える赤外線通信装置に関するものであ
る。
【０００２】赤外線などの光信号を利用したデータ通信
装置としては、家電製品に使用されている最も一般的な
リモートコントロールや、パーソナルコンピュータ機器
周辺に使用されるＩｒＤＡに準拠した光空間伝送装置等
が挙げられる。これら機器の使用環境においては必要と
される信号光の他に、太陽光や照明器具からの光が不要
なノイズ成分として入力されて、機器動作の障害を引き
起こす事があるため、外乱光ノイズ成分を精度よく除去
する回路手法及び、電源電圧の低電圧化などが要望され
ている。
装置としては、家電製品に使用されている最も一般的な
リモートコントロールや、パーソナルコンピュータ機器
周辺に使用されるＩｒＤＡに準拠した光空間伝送装置等
が挙げられる。これら機器の使用環境においては必要と
される信号光の他に、太陽光や照明器具からの光が不要
なノイズ成分として入力されて、機器動作の障害を引き
起こす事があるため、外乱光ノイズ成分を精度よく除去
する回路手法及び、電源電圧の低電圧化などが要望され
ている。
【０００３】
【従来の技術】一般に、赤外線通信装置のプリアンプに
は、赤外線を検出する受光素子と、受光素子で検出され
た信号を増幅する増幅回路とが設けられている。この増
幅回路の等価回路を図５に、また回路構成例を図８に示
す。図５において、１は入力インピーダンス無限大∞、
出力インピーダンス０Ω、オープンループゲイン無限大
∞を有する理想的な差動増幅器である。Ｒｆ２はその帰
還抵抗であり、一端は増幅器１の反転入力端子（−）に
接続され、他端は増幅器１の出力端子に各々接続されて
いる。また２は直流光電流補償回路であり、その一端は
増幅器１の反転入力端子（−）に、他端は増幅器１の出
力端子に各々接続されている。ＰＤは受光素子（フォト
ダイオード）であり、そのカソード側は増幅器１の反転
入力端子（−）に、接続されアノード側は接地されてい
る。
は、赤外線を検出する受光素子と、受光素子で検出され
た信号を増幅する増幅回路とが設けられている。この増
幅回路の等価回路を図５に、また回路構成例を図８に示
す。図５において、１は入力インピーダンス無限大∞、
出力インピーダンス０Ω、オープンループゲイン無限大
∞を有する理想的な差動増幅器である。Ｒｆ２はその帰
還抵抗であり、一端は増幅器１の反転入力端子（−）に
接続され、他端は増幅器１の出力端子に各々接続されて
いる。また２は直流光電流補償回路であり、その一端は
増幅器１の反転入力端子（−）に、他端は増幅器１の出
力端子に各々接続されている。ＰＤは受光素子（フォト
ダイオード）であり、そのカソード側は増幅器１の反転
入力端子（−）に、接続されアノード側は接地されてい
る。
【０００４】上記構成において、フォトダイオードＰＤ
に光が照射されることによって光電流ＩPDが流れたと
き、出力電圧Ｖｏは以下の式で与えられる。 Ｖｏ＝ＩPD×Ｒｆ２ ここで、ＩPDは直流成分と交流成分（通常、信号は交流
成分）を共に含む信号である。出力電圧Ｖｏは直流光電
流補償回路２にも入力され、直流光電流補償回路２内の
ローパスフィルタ３において直流成分のみが抽出され
る。その直流電圧は電圧／電流変換回路４によって直流
電流に変換される。この電流は増幅器１の入力側に帰還
される。
に光が照射されることによって光電流ＩPDが流れたと
き、出力電圧Ｖｏは以下の式で与えられる。 Ｖｏ＝ＩPD×Ｒｆ２ ここで、ＩPDは直流成分と交流成分（通常、信号は交流
成分）を共に含む信号である。出力電圧Ｖｏは直流光電
流補償回路２にも入力され、直流光電流補償回路２内の
ローパスフィルタ３において直流成分のみが抽出され
る。その直流電圧は電圧／電流変換回路４によって直流
電流に変換される。この電流は増幅器１の入力側に帰還
される。
【０００５】次に赤外線通信装置についてその回路ブロ
ック図を図６に、また図７に各部動作波形を示す。図６
において、フォトダイオードＰＤにより受信赤外線信号
を電気信号に変換し、その電気信号を第１、第２増幅器
１、５で増幅し、更に入力信号の搬送波周波数を中心周
波数とするバンドパスフィルタ６により強度変調する。
バンドパスフィルタ６の出力はピークホールド回路７へ
供給されるとともに第１比較器８の非反転入力端子
（＋）に入力される。
ック図を図６に、また図７に各部動作波形を示す。図６
において、フォトダイオードＰＤにより受信赤外線信号
を電気信号に変換し、その電気信号を第１、第２増幅器
１、５で増幅し、更に入力信号の搬送波周波数を中心周
波数とするバンドパスフィルタ６により強度変調する。
バンドパスフィルタ６の出力はピークホールド回路７へ
供給されるとともに第１比較器８の非反転入力端子
（＋）に入力される。
【０００６】ピークホールド回路７の出力電圧は抵抗Ｒ
21、Ｒ22で分圧された後、比較器８の反転入力端子
（−）に基準電圧（比較器８のスレッシュレベル）とし
て印加される。前記基準電圧と前記バンドパスフィルタ
６の出力を比較器８とコンデンサ９とで比較積分し、次
段の第２の比較器１０において波形成形を行った後、出
力トランジスタ１１を介して出力端子１２に出力する。
21、Ｒ22で分圧された後、比較器８の反転入力端子
（−）に基準電圧（比較器８のスレッシュレベル）とし
て印加される。前記基準電圧と前記バンドパスフィルタ
６の出力を比較器８とコンデンサ９とで比較積分し、次
段の第２の比較器１０において波形成形を行った後、出
力トランジスタ１１を介して出力端子１２に出力する。
【０００７】図７（イ）から（ホ）に示す波形に従って
図６の装置の動作を説明すると、まず、送信されてきた
赤外線信号ａを増幅器１、５で増幅した波形はｂの波形
となり、更にバンドパスフィルタ６で強度変調を行うと
波形はｃの波形となる。この波形ｃをピークホールド回
路７に入力したとき、その出力波形はｄの波形となり、
これを抵抗分圧した基準電圧（スレッシュレベル）はｅ
の波形となる。この波形ｅと前記信号波形ｃを第１の比
較器８で比較し、積分した出力がｆの波形であり、この
波形ｆを第２の比較器１０及び出力トランジスタ１１で
波形成形を行ったｇの波形が出力端子１２に出力され
る。尚、図６（ニ）でＶrefは比較器１０に与えられる
基準電圧を示している。
図６の装置の動作を説明すると、まず、送信されてきた
赤外線信号ａを増幅器１、５で増幅した波形はｂの波形
となり、更にバンドパスフィルタ６で強度変調を行うと
波形はｃの波形となる。この波形ｃをピークホールド回
路７に入力したとき、その出力波形はｄの波形となり、
これを抵抗分圧した基準電圧（スレッシュレベル）はｅ
の波形となる。この波形ｅと前記信号波形ｃを第１の比
較器８で比較し、積分した出力がｆの波形であり、この
波形ｆを第２の比較器１０及び出力トランジスタ１１で
波形成形を行ったｇの波形が出力端子１２に出力され
る。尚、図６（ニ）でＶrefは比較器１０に与えられる
基準電圧を示している。
【０００８】次に、図５の詳細回路を図８に従って説明
する。図８において、増幅器１はエミッタ接地のＮＰＮ
トランジスタＱ１と、そのコレクタと電源端子１４間に
設けられた定電流源１６と、トランジスタＱ１の出力を
受けるＮＰＮトランジスタＱ２と、定電流源１７とから
構成されている。トランジスタＱ２のコレクタは電源端
子１４に接続され、エミッタは定電流源１７を介して接
地端子１５に接続されている。帰還抵抗Ｒｆ2はトラン
ジスタＱ２のコレクタとトランジスタＱ１のベース間に
挿入されている。トランジスタＱ１のベースには入力端
子１３を介してフォトダイオードＰＤが接続されてい
る。１８は出力端子である。
する。図８において、増幅器１はエミッタ接地のＮＰＮ
トランジスタＱ１と、そのコレクタと電源端子１４間に
設けられた定電流源１６と、トランジスタＱ１の出力を
受けるＮＰＮトランジスタＱ２と、定電流源１７とから
構成されている。トランジスタＱ２のコレクタは電源端
子１４に接続され、エミッタは定電流源１７を介して接
地端子１５に接続されている。帰還抵抗Ｒｆ2はトラン
ジスタＱ２のコレクタとトランジスタＱ１のベース間に
挿入されている。トランジスタＱ１のベースには入力端
子１３を介してフォトダイオードＰＤが接続されてい
る。１８は出力端子である。
【０００９】次に、直流光電流補償回路２は、図示のよ
うに接続されたトランジスタＱ３〜Ｑ１８と、抵抗Ｒ１
〜Ｒ５、コンデンサＣ２とから成っている。このうち、
トランジスタＱ４、Ｑ５、Ｑ６、Ｑ１４、Ｑ１５、Ｑ１
６はダイオード接続されており、トランジスタＱ１０、
Ｑ１１は差動増幅器１９を構成している。また、トラン
ジスタＱ１８のコレクタはトランジスタＱ１のベースに
接続されている。
うに接続されたトランジスタＱ３〜Ｑ１８と、抵抗Ｒ１
〜Ｒ５、コンデンサＣ２とから成っている。このうち、
トランジスタＱ４、Ｑ５、Ｑ６、Ｑ１４、Ｑ１５、Ｑ１
６はダイオード接続されており、トランジスタＱ１０、
Ｑ１１は差動増幅器１９を構成している。また、トラン
ジスタＱ１８のコレクタはトランジスタＱ１のベースに
接続されている。
【００１０】今、入力端子１３に電流ＩPDが入力される
と点の電位は、 ＶBE（Ｑ１）＋ＩPD×Ｒｆ２ 但し、ＶBEはベース−エミッタ間電圧で与えらえる。
と点の電位は、 ＶBE（Ｑ１）＋ＩPD×Ｒｆ２ 但し、ＶBEはベース−エミッタ間電圧で与えらえる。
【００１１】点の電圧は点の電圧にＶBE（Ｑ２）を
加算した値となり、トランジスタＱ１０及び、Ｑ１１で
構成される差動増幅器１９に入力される。この差動増幅
器１９において、コンデンサＣ２をトランジスタＱ１１
のベース電流で充電、トランジスタＱ１２のベース電流
で放電することで点の電圧の直流成分電圧に点の電
圧が等しくなる。例えば、点の電圧が点の電圧より
低い場合、差動増幅器１９においてトランジスタＱ１０
はＯＮ状態、Ｑ１１はＯＦＦ状態となり、トランジスタ
Ｑ１１のベース電流は流れないためコンデンサＣ２はト
ランジスタＱ１２のベース電流のみで放電することとな
り、点の電圧が下がって点の電圧とつり合うように
なる。
加算した値となり、トランジスタＱ１０及び、Ｑ１１で
構成される差動増幅器１９に入力される。この差動増幅
器１９において、コンデンサＣ２をトランジスタＱ１１
のベース電流で充電、トランジスタＱ１２のベース電流
で放電することで点の電圧の直流成分電圧に点の電
圧が等しくなる。例えば、点の電圧が点の電圧より
低い場合、差動増幅器１９においてトランジスタＱ１０
はＯＮ状態、Ｑ１１はＯＦＦ状態となり、トランジスタ
Ｑ１１のベース電流は流れないためコンデンサＣ２はト
ランジスタＱ１２のベース電流のみで放電することとな
り、点の電圧が下がって点の電圧とつり合うように
なる。
【００１２】ここで入力電流ＩPDの直流成分が増加し
て、点の電圧が上昇して ３ＶBE＝ＶBE（Ｑ１３）＋ＶBE（Ｑ１４）＋ＶBE（Ｑ１
５） を超えると、トランジスタＱ１３〜Ｑ１５がＯＮ状態と
なり、 Ｉｃ＝（点の電圧−３ＶBE）／Ｒ４ で表されるコレクタ電流がトランジスタＱ１３に流れ始
める。このコレクタ電流はトランジスタＱ１７、Ｑ１８
及び抵抗Ｒ５で構成されるカレントミラー回路２０に入
力され、抵抗Ｒ５で設定された電流増幅を受け、トラン
ジスタＱ１８のコレクタより入力端子１３に電流が帰還
される。
て、点の電圧が上昇して ３ＶBE＝ＶBE（Ｑ１３）＋ＶBE（Ｑ１４）＋ＶBE（Ｑ１
５） を超えると、トランジスタＱ１３〜Ｑ１５がＯＮ状態と
なり、 Ｉｃ＝（点の電圧−３ＶBE）／Ｒ４ で表されるコレクタ電流がトランジスタＱ１３に流れ始
める。このコレクタ電流はトランジスタＱ１７、Ｑ１８
及び抵抗Ｒ５で構成されるカレントミラー回路２０に入
力され、抵抗Ｒ５で設定された電流増幅を受け、トラン
ジスタＱ１８のコレクタより入力端子１３に電流が帰還
される。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の回路構
成においては直流成分を検出するためのコンデンサＣ２
の充電をＰＮＰトランジスタ、放電をＮＰＮトランジス
タと構造の異なるトランジスタを用いて行なっており、
ＰＮＰとＮＰＮトランジスタは各々独自にバラツクた
め、直流成分検出特性は製造工程バラツキの影響を受け
易くなってしまう。更にトランジスタ構造の違いから、
その温度特性も互いに異なるため、直流成分検出特性は
温度依存特性の影響も受け易くなる。
成においては直流成分を検出するためのコンデンサＣ２
の充電をＰＮＰトランジスタ、放電をＮＰＮトランジス
タと構造の異なるトランジスタを用いて行なっており、
ＰＮＰとＮＰＮトランジスタは各々独自にバラツクた
め、直流成分検出特性は製造工程バラツキの影響を受け
易くなってしまう。更にトランジスタ構造の違いから、
その温度特性も互いに異なるため、直流成分検出特性は
温度依存特性の影響も受け易くなる。
【００１４】また、この回路での最低動作可能電源電圧
Ｖｃｃ（ＭＩＮ）は、 Ｖｃｃ（ＭＩＮ）＝ＶBE（Ｑ１６）＋ＶBE（Ｑ１５）＋
ＶBE（Ｑ１４）＋ ＶBE（Ｑ１３）＋ＶBE（Ｑ１１）＋
ＶCE（Ｑ９） で与えられ、ＶBE＝０．７Ｖ、ＶCE＝０．３Ｖとする
と、動作可能な最低動作電源電圧は３．８Ｖとなり、電
源電圧の低電圧化が困難であった。
Ｖｃｃ（ＭＩＮ）は、 Ｖｃｃ（ＭＩＮ）＝ＶBE（Ｑ１６）＋ＶBE（Ｑ１５）＋
ＶBE（Ｑ１４）＋ ＶBE（Ｑ１３）＋ＶBE（Ｑ１１）＋
ＶCE（Ｑ９） で与えられ、ＶBE＝０．７Ｖ、ＶCE＝０．３Ｖとする
と、動作可能な最低動作電源電圧は３．８Ｖとなり、電
源電圧の低電圧化が困難であった。
【００１５】なお、この直流光電流補償回路を増幅回路
に付加した場合、直流成分を含む信号増幅特性は、製造
上のバラツキ及び温度の影響を受け易い回路となってし
まう。更に赤外線通信装置に用いた場合も同様であり、
システム全体のパフォーマンスを低下することにもな
る。
に付加した場合、直流成分を含む信号増幅特性は、製造
上のバラツキ及び温度の影響を受け易い回路となってし
まう。更に赤外線通信装置に用いた場合も同様であり、
システム全体のパフォーマンスを低下することにもな
る。
【００１６】本発明は特性精度の向上と低電圧化が可能
な直流光電流補償回路及びそれを用いた赤外線通信装置
を提供することを目的とする。
な直流光電流補償回路及びそれを用いた赤外線通信装置
を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め本発明の直流光電流補償回路は、増幅回路へ入力され
る光電変換素子からの光電流を検出する検出回路と；前
記検出回路で検出された電流を入力する入力回路と；前
記入力回路の入力電流から直流成分を抽出する直流分抽
出手段と；抽出された直流成分電流を前記増幅回路の入
力側へ帰還する出力回路とから成っている。
め本発明の直流光電流補償回路は、増幅回路へ入力され
る光電変換素子からの光電流を検出する検出回路と；前
記検出回路で検出された電流を入力する入力回路と；前
記入力回路の入力電流から直流成分を抽出する直流分抽
出手段と；抽出された直流成分電流を前記増幅回路の入
力側へ帰還する出力回路とから成っている。
【００１８】この場合、前記入力回路と出力回路が互い
に対称的に構成される。また、直流分抽出手段が前記出
力回路側に設けられる。また、前記検出回路は光電流を
電圧に変換する増幅器の帰還抵抗の両端の電圧を取り出
して、該電圧に基づいた電流を出力する。尚、入力回路
と出力回路は、カレントミラー回路の入力側トランジス
タを前記入力回路の一部とし、前記カレントミラー回路
の出力側トランジスタを前記出力回路の一部として前記
カレントミラー回路を中心とした対称な回路構成となっ
ている。
に対称的に構成される。また、直流分抽出手段が前記出
力回路側に設けられる。また、前記検出回路は光電流を
電圧に変換する増幅器の帰還抵抗の両端の電圧を取り出
して、該電圧に基づいた電流を出力する。尚、入力回路
と出力回路は、カレントミラー回路の入力側トランジス
タを前記入力回路の一部とし、前記カレントミラー回路
の出力側トランジスタを前記出力回路の一部として前記
カレントミラー回路を中心とした対称な回路構成となっ
ている。
【００１９】具体的には、前記入力回路は前記検出回路
の出力端子に第１及び第２の抵抗が接続され第１抵抗の
他端は第１トランジスタのエミッタに、第２抵抗の他端
は第１トランジスタのベース及び第２トランジスタのエ
ミッタに接続され、第２トランジスタのベースは第３ト
ランジスタのコレクタ及びベースに接続され、第１及び
第２トランジスタのコレクタ及び第３トランジスタのエ
ミッタは電源に接続されて成り；一方前記出力回路は第
３トランジスタとカレントミラー回路を構成する第４ト
ランジスタのコレクタが第５トランジスタのベースに接
続され、第５トランジスタのエミッタは第６トランジス
タのベース及び第３抵抗の一方に接続され、第６トラン
ジスタのエミッタは第４抵抗に接続され、該第４抵抗の
他端は第３抵抗の他端に接続されて出力端子を構成し、
第５、第６トランジスタのコレクタは電源に接続されて
成り；第４トランジスタのコレクタと第５トランジスタ
のベースが接続される点と前記電源との間に前記直流成
分取り出し用のコンデンサを接続して成る。
の出力端子に第１及び第２の抵抗が接続され第１抵抗の
他端は第１トランジスタのエミッタに、第２抵抗の他端
は第１トランジスタのベース及び第２トランジスタのエ
ミッタに接続され、第２トランジスタのベースは第３ト
ランジスタのコレクタ及びベースに接続され、第１及び
第２トランジスタのコレクタ及び第３トランジスタのエ
ミッタは電源に接続されて成り；一方前記出力回路は第
３トランジスタとカレントミラー回路を構成する第４ト
ランジスタのコレクタが第５トランジスタのベースに接
続され、第５トランジスタのエミッタは第６トランジス
タのベース及び第３抵抗の一方に接続され、第６トラン
ジスタのエミッタは第４抵抗に接続され、該第４抵抗の
他端は第３抵抗の他端に接続されて出力端子を構成し、
第５、第６トランジスタのコレクタは電源に接続されて
成り；第４トランジスタのコレクタと第５トランジスタ
のベースが接続される点と前記電源との間に前記直流成
分取り出し用のコンデンサを接続して成る。
【００２０】
【発明の実施の形態】図１は本発明に係る直流光電流補
償回路を備えた増幅器の等価回路図であり、図２は、そ
の一実施例を示す回路図である。図１における基本的な
動作は先述した従来例と同一であるが、従来例と異なる
部分としては、直流光電流補償回路２が検出回路２１、
検出電流入力回路２２及び、ローパスフィルタ２３を付
加した電流出力回路２４から構成されている点である。
償回路を備えた増幅器の等価回路図であり、図２は、そ
の一実施例を示す回路図である。図１における基本的な
動作は先述した従来例と同一であるが、従来例と異なる
部分としては、直流光電流補償回路２が検出回路２１、
検出電流入力回路２２及び、ローパスフィルタ２３を付
加した電流出力回路２４から構成されている点である。
【００２１】この直流光電流補償回路２は、まず帰還抵
抗Ｒｆ１の両端に発生する電圧に基づいた電流を抵抗Ｒ
１０及びトランジスタＱ２０によって発生させる。この
電流は検出回路２１にて入力電流ＩPDに略等しくなるよ
う調整された後、入力回路２２に入力される。そして、
ローパスフィルタ２３で直流成分のみを取り出し、その
直流成分の電流を出力回路２４より入力端子に帰還す
る。尚、前記抵抗Ｒ１０とトランジスタＱ２０は検出回
路２１の一部を成すものとする。
抗Ｒｆ１の両端に発生する電圧に基づいた電流を抵抗Ｒ
１０及びトランジスタＱ２０によって発生させる。この
電流は検出回路２１にて入力電流ＩPDに略等しくなるよ
う調整された後、入力回路２２に入力される。そして、
ローパスフィルタ２３で直流成分のみを取り出し、その
直流成分の電流を出力回路２４より入力端子に帰還す
る。尚、前記抵抗Ｒ１０とトランジスタＱ２０は検出回
路２１の一部を成すものとする。
【００２２】図２の回路図に従って更に詳細に説明する
と、増幅器１はトランジスタＱ２１、定電流源３１で構
成されている。トランジスタＱ２１のコレクタとベース
には帰還抵抗Ｒｆ１が接続されている。抵抗Ｒ１０、ト
ランジスタＱ２０、Ｑ２３〜Ｑ２８及び定電流源３２が
入力電流検出回路２２を構成している。また、抵抗Ｒ２
２、Ｒ２３及びトランジスタＱ２９〜Ｑ３１で入力回路
２２が、抵抗Ｒ２４、Ｒ２５及びトランジスタＱ３２〜
Ｑ３４で出力回路２４がそれぞれ構成されている。出力
回路２４には直流成分検出用ローパスフィルタ２３のコ
ンデンサＣ２１が付加される。ここで抵抗Ｒ２２＝Ｒ２
４、Ｒ２３＝Ｒ２５である。
と、増幅器１はトランジスタＱ２１、定電流源３１で構
成されている。トランジスタＱ２１のコレクタとベース
には帰還抵抗Ｒｆ１が接続されている。抵抗Ｒ１０、ト
ランジスタＱ２０、Ｑ２３〜Ｑ２８及び定電流源３２が
入力電流検出回路２２を構成している。また、抵抗Ｒ２
２、Ｒ２３及びトランジスタＱ２９〜Ｑ３１で入力回路
２２が、抵抗Ｒ２４、Ｒ２５及びトランジスタＱ３２〜
Ｑ３４で出力回路２４がそれぞれ構成されている。出力
回路２４には直流成分検出用ローパスフィルタ２３のコ
ンデンサＣ２１が付加される。ここで抵抗Ｒ２２＝Ｒ２
４、Ｒ２３＝Ｒ２５である。
【００２３】フォトダイオードＰＤで光電変換された入
力電流ＩPDは、抵抗Ｒｆ１で Ｖ１＝ＩPD×Ｒｆ１ なる電圧に変換され、抵抗Ｒｆ１の両端に発生した電圧
Ｖ１を抵抗Ｒ２１とトランジスタＱ２０によって電流検
出を行う。その検出電流Ｉ1は、 Ｉ1＝（Ｖ１−ＶBE（Ｑ２０））／Ｒ２１ で表わされ、トランジスタＱ２０のベース・エミッタ間
電圧ＶBE（Ｑ２０）に依存した電流となる。
力電流ＩPDは、抵抗Ｒｆ１で Ｖ１＝ＩPD×Ｒｆ１ なる電圧に変換され、抵抗Ｒｆ１の両端に発生した電圧
Ｖ１を抵抗Ｒ２１とトランジスタＱ２０によって電流検
出を行う。その検出電流Ｉ1は、 Ｉ1＝（Ｖ１−ＶBE（Ｑ２０））／Ｒ２１ で表わされ、トランジスタＱ２０のベース・エミッタ間
電圧ＶBE（Ｑ２０）に依存した電流となる。
【００２４】該検出電流Ｉ1をトランジスタＱ２３、Ｑ
２４で構成されるカレントミラーにより折り返し、トラ
ンジスタＱ２５〜Ｑ２８及び定電流源３２において入力
電流ＩPDに略等しくなるよう調整され、Ｉ2＝ＩPDとな
る。Ｉ2は入力回路２２に入力され抵抗Ｒ２２で電圧変
換され、 Ｖ２＝Ｒ２２×Ｉ2 なる電圧が生じる。
２４で構成されるカレントミラーにより折り返し、トラ
ンジスタＱ２５〜Ｑ２８及び定電流源３２において入力
電流ＩPDに略等しくなるよう調整され、Ｉ2＝ＩPDとな
る。Ｉ2は入力回路２２に入力され抵抗Ｒ２２で電圧変
換され、 Ｖ２＝Ｒ２２×Ｉ2 なる電圧が生じる。
【００２５】また入力電流Ｉ2が増加し、電圧Ｖ２がＶ
BE約０.７Ｖを超えるとトランジスタＱ２９がＯＮして
抵抗Ｒ２３に電流が分岐される。このように生じた電圧
Ｖ２とトランジスタＱ３０のベース電圧Ｖ３の差（トラ
ンジスタＱ３０のベース・エミッタ間電圧）に応じた電
流Ｉ3がトランジスタＱ３０のコレクタに流れる。そし て、 Ｉ4＝Ｉ3／ｈｆｅ 但しｈｆｅはトランジスタの電流増幅率で表されるトラ
ンジスタＱ３０のベース電流Ｉ4をトランジスタＱ３
１、Ｑ３２で構成されるカレントミラー回路１００で折
り返して出力回路２４に入力する。
BE約０.７Ｖを超えるとトランジスタＱ２９がＯＮして
抵抗Ｒ２３に電流が分岐される。このように生じた電圧
Ｖ２とトランジスタＱ３０のベース電圧Ｖ３の差（トラ
ンジスタＱ３０のベース・エミッタ間電圧）に応じた電
流Ｉ3がトランジスタＱ３０のコレクタに流れる。そし て、 Ｉ4＝Ｉ3／ｈｆｅ 但しｈｆｅはトランジスタの電流増幅率で表されるトラ
ンジスタＱ３０のベース電流Ｉ4をトランジスタＱ３
１、Ｑ３２で構成されるカレントミラー回路１００で折
り返して出力回路２４に入力する。
【００２６】ここでカレントミラー出力部であるトラン
ジスタＱ３２のコレクタにはコンデンサＣ２１が接続さ
れているため、コンデンサＣ２１で電流Ｉ4は平滑され
ることで、直流成分のみであるＩ4DCがトランジスタＱ
３３のベースに入力される。出力回路２４は入力回路２
２と同じ構成となっているため、帰還される電流Ｉ5は
前記電流Ｉ2（入力電流ＩPD）の直流成分の電流とな
る。
ジスタＱ３２のコレクタにはコンデンサＣ２１が接続さ
れているため、コンデンサＣ２１で電流Ｉ4は平滑され
ることで、直流成分のみであるＩ4DCがトランジスタＱ
３３のベースに入力される。出力回路２４は入力回路２
２と同じ構成となっているため、帰還される電流Ｉ5は
前記電流Ｉ2（入力電流ＩPD）の直流成分の電流とな
る。
【００２７】ここで、注目すべき点は前記入力回路２２
と出力回路２４がカレントミラー回路１００を中心に回
路的に対称に構成されている点である。入力と出力が対
称であるため、構成するトランジスタなどの素子バラツ
キに対して入力回路と出力回路が同じ依存特性を示すた
めバラツキの影響が相殺されることになる。また温度特
性に対しても同様に相殺することができる。
と出力回路２４がカレントミラー回路１００を中心に回
路的に対称に構成されている点である。入力と出力が対
称であるため、構成するトランジスタなどの素子バラツ
キに対して入力回路と出力回路が同じ依存特性を示すた
めバラツキの影響が相殺されることになる。また温度特
性に対しても同様に相殺することができる。
【００２８】図４に入力電流ＩPDに対する帰還電流特性
のシミュレーション結果を示す。従来例の特性βに比べ
て本発明の特性αでは、入力電流の小さい領域より入力
電流値に応じた帰還電流が出力されていることが分か
る。従来例では入力電流の小さい領域では帰還電流は零
となっている。
のシミュレーション結果を示す。従来例の特性βに比べ
て本発明の特性αでは、入力電流の小さい領域より入力
電流値に応じた帰還電流が出力されていることが分か
る。従来例では入力電流の小さい領域では帰還電流は零
となっている。
【００２９】図３に本発明の赤外線通信装置の一実施例
を示す。従来の赤外線通信装置と異なる点は、上述した
本発明の直流光電流補償回路を用いた点だけであり、赤
外線通信装置全体の動作については従来例で説明した通
りであり、直流光電流補償回路２の動作は先述した実施
形態のとおりである。
を示す。従来の赤外線通信装置と異なる点は、上述した
本発明の直流光電流補償回路を用いた点だけであり、赤
外線通信装置全体の動作については従来例で説明した通
りであり、直流光電流補償回路２の動作は先述した実施
形態のとおりである。
【００３０】
【発明の効果】以上に説明したように本発明によれば、
直流光電流補償回路をブロック化して入力回路と出力回
路を対称に構成することにより、製造上の素子のバラツ
キ及び温度特性を相殺するため直流光電流補償特性のプ
ロセスバラツキ依存性、温度依存特性を抑制でき、更に
回路の低電圧化が可能である。
直流光電流補償回路をブロック化して入力回路と出力回
路を対称に構成することにより、製造上の素子のバラツ
キ及び温度特性を相殺するため直流光電流補償特性のプ
ロセスバラツキ依存性、温度依存特性を抑制でき、更に
回路の低電圧化が可能である。
【００３１】また、本発明の直流光電流補償回路を赤外
線通信装置に用いることにより、直流光ノイズ入射時の
通信パフォーマンスのプロセスバラツキ、温度の影響を
抑えることが可能であり、更にシステムの低電圧化を行
うことができる。
線通信装置に用いることにより、直流光ノイズ入射時の
通信パフォーマンスのプロセスバラツキ、温度の影響を
抑えることが可能であり、更にシステムの低電圧化を行
うことができる。
【図１】本発明の直流光電流補償回路を増幅回路と共に
示す等価回路図である。
示す等価回路図である。
【図２】図１の回路の具体的構成を示す回路図である。
【図３】本発明の直流光電流補償回路を備えた赤外線通
信装置を示す回路図である。
信装置を示す回路図である。
【図４】本発明の直流光電流補償特性のシミュレーショ
ン結果を従来例と対比して示す図である。
ン結果を従来例と対比して示す図である。
【図５】従来の直流光電流補償回路を増幅回路と共に示
す図である。
す図である。
【図６】従来の直流光電流補償回路を備えた赤外線通信
装置を示す図である。
装置を示す図である。
【図７】従来の赤外線通信装置の各部の信号を示す波形
図である。
図である。
【図８】図５の回路の具体的構成を示す回路図である。
１ 増幅器 ２ 直流光電流補償回路 ２１ 検出回路 ２２ 入力回路 ２３ ローパスフィルタ ２４ 出力回路 ＰＤ フォトダイオード
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｂ 10/04 10/06 Ｈ０４Ｑ 9/00 ３４１ (72)発明者 清水 隆行 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 Ｆターム(参考） 5J090 AA01 AA56 CA02 CA15 CA37 FA07 FA17 HA08 HA19 HA25 HA29 HA44 HN17 KA02 KA09 KA17 KA19 KA28 KA31 KA42 KA44 MA11 MN04 NN11 SA13 TA02 TA06 5J092 AA01 AA56 CA02 CA15 CA37 FA07 FA17 HA08 HA19 HA25 HA29 HA44 KA02 KA05 KA09 KA17 KA19 KA28 KA31 KA42 KA44 MA11 SA13 TA02 TA06 UL02 5K002 AA03 CA02 CA11 FA03 5K048 AA00 BA31 DB04 EA21
Claims (7)
- 【請求項１】増幅回路へ入力される光電変換素子からの
光電流を検出する検出回路と、 前記検出回路で検出された電流を入力する入力回路と、 前記入力回路の入力電流から直流成分を抽出する直流分
抽出手段と、 抽出された直流成分電流を前記増幅回路の入力側へ帰還
する出力回路と、から成る直流光電流補償回路。 - 【請求項２】前記入力回路と出力回路が互いに対称的に
構成されていることを特徴とする請求項１に記載の直流
光電流補償回路。 - 【請求項３】直流分抽出手段が前記出力回路側に設けら
れていることを特徴とする請求項１又は２に記載の直流
光電流補償回路。 - 【請求項４】前記検出回路は光電流を電圧に変換する増
幅器の帰還抵抗の両端の電圧を取り出して、該電圧に基
づいた電流を出力する請求項１〜３のいずれかに記載の
直流光電流補償回路。 - 【請求項５】カレントミラー回路の入力側トランジスタ
を前記入力回路の一部とし、前記カレントミラー回路の
出力側トランジスタを前記出力回路の一部として前記入
力回路と出力回路が前記カレントミラー回路を中心とし
た対称な回路構成となっていることを特徴とする請求項
１〜４のいずれかに記載の直流光電流補償回路。 - 【請求項６】前記入力回路は前記検出回路の出力端子に
第１及び第２の抵抗が接続され第１抵抗の他端は第１ト
ランジスタのエミッタに、第２抵抗の他端は第１トラン
ジスタのベース及び第２トランジスタのエミッタに接続
され、第２トランジスタのベースは第３トランジスタの
コレクタ及びベースに接続され、第１及び第２トランジ
スタのコレクタ及び第３トランジスタのエミッタは電源
に接続されて成り、 一方前記出力回路は第３トランジスタとカレントミラー
回路を構成する第４トランジスタのコレクタが第５トラ
ンジスタのベースに接続され、第５トランジスタのエミ
ッタは第６トランジスタのベース及び第３抵抗の一方に
接続され、第６トランジスタのエミッタは第４抵抗に接
続され、該第４抵抗の他端は第３抵抗の他端に接続され
て出力端子を構成し、第５、第６トランジスタのコレク
タは電源に接続されて成り、 第４トランジスタのコレクタと第５トランジスタのベー
スが接続される点と前記電源との間に前記直流成分取り
出し用のコンデンサを接続して成ることを特徴とする請
求項１に記載の直流光電流補償回路。 - 【請求項７】請求項１〜６のいずれかに記載の直流光電
流補償回路を有する赤外線通信装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15096299A JP3559198B2 (ja) | 1999-05-31 | 1999-05-31 | 直流光電流補償回路及びそれを備えた赤外線通信装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15096299A JP3559198B2 (ja) | 1999-05-31 | 1999-05-31 | 直流光電流補償回路及びそれを備えた赤外線通信装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000341055A true JP2000341055A (ja) | 2000-12-08 |
| JP3559198B2 JP3559198B2 (ja) | 2004-08-25 |
Family
ID=15508252
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15096299A Expired - Fee Related JP3559198B2 (ja) | 1999-05-31 | 1999-05-31 | 直流光電流補償回路及びそれを備えた赤外線通信装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3559198B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004102168A1 (ja) * | 2003-05-15 | 2004-11-25 | Niles Co., Ltd. | レインセンサ用の信号検出回路および信号検出方法 |
| JP2004340712A (ja) * | 2003-05-15 | 2004-12-02 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | レインセンサ用の信号検出回路および信号検出方法 |
| JP2011228914A (ja) * | 2010-04-19 | 2011-11-10 | Toshiba Corp | 受光回路および受光回路を備える電子機器 |
| US8304734B2 (en) | 2006-04-24 | 2012-11-06 | Asahi Kasei Emd Corporation | Infrared sensor |
| CN107990988A (zh) * | 2018-01-15 | 2018-05-04 | 南京理工大学 | 具有背景电流自补偿的红外读出电路及其控制方法 |
-
1999
- 1999-05-31 JP JP15096299A patent/JP3559198B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004102168A1 (ja) * | 2003-05-15 | 2004-11-25 | Niles Co., Ltd. | レインセンサ用の信号検出回路および信号検出方法 |
| JP2004340712A (ja) * | 2003-05-15 | 2004-12-02 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | レインセンサ用の信号検出回路および信号検出方法 |
| US7507982B2 (en) | 2003-05-15 | 2009-03-24 | Niles Co. Ltd. | Rain sensor with ambient light compensation |
| US8304734B2 (en) | 2006-04-24 | 2012-11-06 | Asahi Kasei Emd Corporation | Infrared sensor |
| JP2011228914A (ja) * | 2010-04-19 | 2011-11-10 | Toshiba Corp | 受光回路および受光回路を備える電子機器 |
| CN107990988A (zh) * | 2018-01-15 | 2018-05-04 | 南京理工大学 | 具有背景电流自补偿的红外读出电路及其控制方法 |
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|---|---|
| JP3559198B2 (ja) | 2004-08-25 |
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