JP2003163554A - 温度補償回路付レベル補正回路および通信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】温度変化に基づく受信信号レベルの変動を自動
的に補償することができる温度補償回路付レベル補正回
路と，この回路を用いた通信装置。 【解決手段】入力端と，出力端と，共通線と，上記入力
端と上記共通線との間には，第１と第２のインピーダン
ス素子と上記両インピーダンス素子の間に直列に接続さ
れる可変抵抗器と，上記可変抵抗器の共通端と出力端と
が接続されたレベル補正回路において，可変抵抗器と共
通線との間に接続された第２のインピーダンス素子と並
列に接続された負温度係数サーミスタを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は，レベル補正回路に
おいて，温度変化による入力レベル変化を補償できる温
度補償回路付レベル補正回路であり，この温度補償回路
付レベル補正回路を用いた，電波を送受信するアンテナ
を備え，前記電波を用いて外部とのデータ送受信を行う
通信装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般にデータ送受信を行う通信装置に用
いる受信データ増幅部のような回路では，周囲温度が変
化すると利得も変化し，周囲温度の変化による受信信号
レベルの変化がデータ送受信に影響を与える場合があ
る。例えば，ノンストップ自動料金収受システム（ＥＴ
Ｃ（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＴｏｌｌ Ｃｏｌｌｅｃｔｉ
ｏｎ）システム）用車載器を装着した車は，料金所のゲ
ートに近づくと、ゲートに設置された路側アンテナから
送出される信号をＥＴＣ用車載器が受信し，データ処理
回路により「ＩＤの確認」、「料金の収受」等を判定するシ
ステムとなっており，車が料金所のゲートに接近すると
受信信号レベルが大きくなり，規定の信号レベルとなる
とデータの確立が可能となる。この時，ＥＴＣ用車載器
の受信データ増幅部の利得が周囲温度で変化し，データ
処理回路の入力レベルが変化すると、ゲートで車載器を
認識する位置が不安定となり安定した通信の妨げとな
る。これを防止するため，従来では，受信データ増幅部
を専用デバイスで設計したり，汎用デバイスの中から，
スクリーニングにより特性を満足するものだけを使用し
たり，増幅器のコレクタ電流を一定に保つバイアス回路
を構成したりしていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし，上記のように
専用デバイスを作ったり，汎用デバイスの中から，スク
リーニングにより特性の良いものを選別し使用していて
はコストが掛かるし，また，バイアス回路に設けたサー
ミスターのような温度補償素子により，コレクタ電流を
一定に保つ方法も，増幅器は多段接続して使用する事が
多いためコスト的に問題がある。本発明は上記の問題点
に鑑みてなされたものであり，温度変化に基づく入力レ
ベルの変動を自動的に補償することができる温度補償回
路付レベル補正回路を提供するとともに，この温度補償
回路付レベル補正回路を受信データ増幅部に用いた通信
装置を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に，請求項１の発明は入力端と，出力端と，共通線と，
上記入力端と上記共通線との間には，特性インピーダン
スを有する第１と第２のインピーダンス素子と上記両イ
ンピーダンス素子の間に直列に接続される可変抵抗器
と，出力端と上記可変抵抗器の共通端とが接続されたレ
ベル補正回路であり，当該レベル補正回路には，可変抵
抗器と共通線との間に接続された第２のインピーダンス
素子と並列に接続された負温度係数サーミスタを具備す
るよう構成される。

【０００５】請求項２の発明は，入力端と，出力端と，
共通線と，上記入力端と上記共通線との間には，特性イ
ンピーダンスを有する第１と第２のインピーダンス素子
と上記両インピーダンス素子の間に直列に接続される可
変抵抗器と，出力端と上記可変抵抗器の共通端とが接続
されたレベル補正回路であり，当該レベル補正回路に
は，入力端と可変抵抗器との間に接続された第１のイン
ピーダンス素子と並列に接続された正温度係数サーミス
タを具備するよう構成される。

【０００６】請求項３の発明は，入力端と，出力端と，
共通線と，上記入力端と上記共通線との間には，可変抵
抗器と特性インピーダンスを有する第１のインピーダン
ス素子とが，可変抵抗器が入力端側に，特性インピーダ
ンスを有する第１のインピーダンス素子が共通端側にな
るよう直列に接続され，上記可変抵抗器の共通端と出力
端との間に第２のインピーダンス素子が接続されたレベ
ル補正回路であり，当該レベル補正回路には，上記可変
抵抗器の共通端と出力端との間に接続された第２のイン
ピーダンス素子と並列に接続された正温度係数サーミス
タを具備するよう構成される。

【０００７】請求項４の発明は，電波を送受信するアン
テナを備えて，前記電波を用いて外部とのデータ送受信
を行う通信装置であり，請求項１から請求項３のいずれ
かに記載の温度補償回路付レベル補正回路を受信データ
増幅回路に用いるよう構成されるので，周囲温度の変化
による受信データ増幅回路の利得変化を制御し，安定し
たデータ送受信を行うことができる。なお，上記通信装
置としては，例えばＥＴＣにおける車載器が挙げられ
る。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１（Ａ）に基づいて本願の温度
補償回路付レベル補正回路について説明する。周囲温度
が基準温度（２５°Ｃ）時の入力レベルをＶとすると，
上記温度補償回路付レベル補正回路（Ａ）の出力レベル
Ｖｏｕｔは図５（Ａ）で表される。可変抵抗器ＶＲは，
まず，基準温度時の入力レベルのバラツキを一定に調整
するためのもので，可変抵抗器を微調整し分圧比を変え
ることで，目標とする出力レベルに設定する。この時，
後で述べる入力レベルの周囲温度に対するバラツキまで
も考慮にいれて，出力レベルを設定することで，入力レ
ベルの周囲温度に対する出力レベル変化に対しても規格
を満足させることができる。

【０００９】次に，上記温度補償回路付レベル補正回路
の温度補償について詳細に説明する。例えば，Ｒ１＝１
００Ω，Ｒ２＝２００Ω，ＶＲ＝５００Ωで分圧比を
１：１，負温度係数サーミスタ（ＴＨ）の抵抗値（Ｔｙ
ｐｉｃａｌ）＝２２０Ω（基準温度２５°Ｃ），５１．
９Ω（６０°Ｃ），７７４．５Ω（０°Ｃ）とすると，
出力レベルＶｏｕｔは，図５（Ａ）で表される。 周囲温度２５°Ｃ時の入力レベルをＶとすると， 周囲温度２５°Ｃの時 Ｖｏｕｔ＝０．５０３Ｖ 同様に，周囲温度０°Ｃ時の入力レベルをＶＬとすると 周囲温度０° Ｃの時 Ｖｏｕｔ＝０．５３９ＶＬ 周囲温度が６０°Ｃ時の入力レベルをＶＬとすると 周囲温度６０°Ｃの時 Ｖｏｕｔ＝０．４５４ＶＨ となり，周囲温度が基準温度の２５°Ｃより高くなる
と，温度補償回路付レベル補正回路（Ａ）の出力レベル
Ｖｏｕｔを下げるように，また，周囲温度が基準温度の
２５°Ｃより低くなると，温度補償回路付レベル補正回
路（Ａ）の出力レベルＶｏｕｔを上げるよう，抵抗器Ｒ
２と，抵抗器Ｒ２と並列に接続された負温度特性サーミ
スタの合成抵抗を，周囲温度が高くなれば少なくし，周
囲温度が低くなれば増やすように変化させることで，受
信データ増幅部８の出力レベルの分圧比を変えるよう動
作する。この動作は，上記温度補償回路付レベル補正回
路（Ａ）の入力端に接続される回路の，周囲温度に対す
る出力レベル変動の仕方により決まり，本願の場合，入
力端に接続されるのは増幅器であり，この増幅器の温度
特性が図４に示すように，周囲温度が基準温度の２５°
Ｃより高くなると，基準温度における利得より増え（上
記ＶＨ），周囲温度が基準温度より低くなると，基準温
度の２５°Ｃにおける利得より低下（上記ＶＬ）する特
性を有するため，本願の温度補償回路付レベル補正回路
（Ａ）ではこの変化を補正するような回路構成となって
いる。

【００１０】図３に示すレベル補正回路は，従来例であ
り，周囲温度が基準温度（２５°Ｃ）時の入力レベルを
Ｖとすると，上記レベル補正回路の出力レベルＶｏｕｔ
は図５（Ｂ）より，例えば，Ｒ１＝１００Ω，Ｒ２＝１
００Ω，ＶＲ＝５００Ωで分圧比を１：１とすると， 基準温度が２５°Ｃ時 Ｖｏｕｔ＝０．５Ｖ となり，可変抵抗器ＶＲは，入力レベルのバラツキを一
定に調整するよう，分圧比を変えることで，目標とする
出力レベルに設定できるが，入力レベルの周囲温度に対
するバラツキは，周囲温度が変化しても分圧比が変わら
ないので吸収出来ない。なお，上記実施例は本願の温度
補償回路付レベル補正回路（Ａ）の動作説明を分かりや
すく説明するため示したものであり，使用条件に対する
各部品のディレーティング等がすべて考慮されていない
ので，適宜各部品を最適化する必要がある。

【００１１】次に具体的な使用例として，本願の温度補
償回路付レベル補正回路を組み込んだＥＴＣ用車載器の
実施例の回路ブロック図を図２に示す。１はアンテナで
あり有料道路の料金ゲートにある路側アンテナから送出
される２．４〜２．４４ＧＨｚの右旋円偏波からなるＡ
ＳＫ信号（車載器受信信号）を受信し，前記車載器から
２．３６〜２．４ＧＨｚの右旋円偏波からなるＰＳＫ信
号（車載器送信信号）を送出する。

【００１２】２はダイプレクサであり，２．４〜２．４
４ＧＨｚの車載器受信信号と，２．３６〜２．４ＧＨｚ
の車載器送信信号を分波する。

【００１３】有料道路の料金ゲートにある路側アンテナ
から送出された車載器受信信号はアンテナ１で受信され
た後，ダイプレクサ２で分波され，ダイオードからなる
受信信号復調回路７で復調されデータが取り出される。

【００１４】復調された受信データは受信データ増幅部
８により必要なレベルまで増幅される。受信データ増幅
部８は演算増幅器（増幅ＩＣ）を備えて構成されてお
り，受信信号復調回路７で復調された信号を演算増幅器
により，約４０ｄＢ増幅するよう処理される。

【００１５】受信データ増幅部８で増幅された受信デー
タは，次に示す理由から増幅素子のバラツキや周囲温度
変化による増幅特性のバラツキに対して一定のレベルと
なるよう調整される。データＥＴＣ用車載器を装着した
車は料金所のゲートに近づくと、ゲートに設置された路
側アンテナから送出される信号をＥＴＣ用車載器が受信
しデータ処理回路により「ＩＤの確認」、「料金の収受」を
判定するシステムとなっており，車が料金所のゲートに
接近すると受信信号レベルが大きくなり，規定の受信信
号レベルとなるとデータの確立が可能となる。しかし，
隣の料金所のゲートに置かれた路側アンテナから送出さ
れる信号によって上記データの確立がなされないように
する必要もあり，データ処理回路に入力される受信信号
レベルが細かく規定され，周囲温度の変化に対しても一
定となることが求められており，信号レベルの調整が細
かく行え，且つ，周囲温度変化による受信信号レベルの
変動を補償できる，温度補償回路付レベル補正回路９が
必要となる。

【００１６】図２に示す温度補償回路付レベル補正回路
９は，入力端と，出力端と，共通線と，上記入力端と上
記共通線との間には，特性インピーダンスを有する第１
と第２のインピーダンス素子と上記両インピーダンス素
子の間に直列に接続される可変抵抗器と，出力端と上記
可変抵抗器の共通端とが接続されたレベル補正回路であ
り，上記レベル補正回路には，可変抵抗器と共通線との
間に接続された第２のインピーダンス素子と並列に接続
された負温度係数サーミスタを具備している。第１と第
２のインピーダンス素子はそれぞれ抵抗器Ｒ１，Ｒ２
で，可変抵抗器ＶＲは分圧比がＶＲ１：ＶＲ２となるよ
うに調整されている。負温度係数サーミスタＴＨは上記
抵抗器Ｒ２と並列に接続されている。

【００１７】また，図１（Ｂ），（Ｃ）に示す温度補償
回路付レベル補正回路は，本願の別の実施例であり，い
ずれを使用しても良い。図１（Ｂ）は入力端と，出力端
と，共通線と，上記入力端と上記共通線との間には，特
性インピーダンスを有する第１と第２のインピーダンス
素子と上記両インピーダンス素子の間に直列に接続され
る可変抵抗器と，出力端と上記可変抵抗器の共通端とが
接続されたレベル補正回路であり，上記レベル補正回路
には，入力端と可変抵抗器との間に接続された第１のイ
ンピーダンス素子と並列に接続された正温度係数サーミ
スタを具備している。第１と第２のインピーダンス素子
はそれぞれ抵抗器Ｒ１，Ｒ２で，可変抵抗器ＶＲは分圧
比がＶＲ１：ＶＲ２となるように調整されている。正温
度係数サーミスタＰＴＨは上記抵抗器Ｒ１と並列に接続
されている。この温度補償回路付レベル補正回路９で
は，抵抗器Ｒ１と，抵抗器Ｒ１と並列に接続された正温
度特性サーミスタの合成抵抗を，周囲温度が高くなれば
増やすように，周囲温度が低くなれば減らすように変化
させることで，受信データ増幅部８の出力レベルの分圧
比を変えるよう動作する。これにより受信データ増幅部
８の特性である，周囲温度が基準温度の２５°Ｃより高
くなると，基準温度における利得より増え，周囲温度が
基準温度より低くなると，基準温度の２５°Ｃにおける
利得より低下する変化を補正するような回路構成となっ
ている。

【００１８】図１（Ｃ）は入力端と，出力端と，共通線
と，上記入力端と上記共通線との間には，可変抵抗器と
特性インピーダンスを有する第１のインピーダンス素子
とが，可変抵抗器が入力端側に，特性インピーダンスを
有する第１のインピーダンス素子が共通端側になるよう
直列に接続され，上記可変抵抗器の共通端と出力端との
間には，特性インピーダンスを有する第２のインピーダ
ンス素子が接続されたレベル補正回路であり，上記レベ
ル補正回路には，第２のインピーダンス素子と並列に接
続された正温度係数サーミスタを具備している。第１と
第２のインピーダンス素子はそれぞれ抵抗器Ｒ１，Ｒ２
で，可変抵抗器ＶＲは分圧比がＶＲ１：ＶＲ２となるよ
うに調整されている。正温度係数サーミスタＰＴＨは上
記抵抗器Ｒ２と並列に接続されている。この温度補償回
路付レベル補正回路９では，抵抗器Ｒ２と，抵抗器Ｒ２
と並列に接続された正温度特性サーミスタの合成抵抗
を，周囲温度が高くなれば増やすように，周囲温度が低
くなれば減らすように変化させることで，受信データ増
幅部８の出力レベルを変えるよう動作する。これにより
受信データ増幅部８の特性である，周囲温度が基準温度
の２５°Ｃより高くなると，基準温度における利得より
増え，周囲温度が基準温度より低くなると，基準温度の
２５°Ｃにおける利得より低下する変化を補正するよう
な回路構成となっている。

【００１９】こうして調整された受信データは，受信デ
ータ増幅部１０で，受信データ増幅部８で不足している
利得分を増幅する処理を行うが，受信データ増幅回路１
０は演算増幅器（増幅ＩＣ）からなりリミッタ増幅器の
機能を持たせているため，レベルを一定に揃えられて出
力される。出力された受信データは，波形整形回路１１
に入力され，受信データ信号を波形整形し方形波信号に
整えてから，データ処理回路６に入力される。

【００２０】データ処理回路６では受信した信号から車
載器確認信号，道路通行料金，料金所ゲート位置等の情
報をデータから取り出し中央演算装置（ＣＰＵ）１３へ
送出する。ＣＰＵにはメモリー回路も構成され，車載器
の所有者氏名，車両データ，過去の道路通行料金・日付
・時間等が蓄積されている。また，ＣＰＵは入力された
情報に基づいて，情報等を表示部１４に表示させる信号
を送出するとともに，車載器確認信号，車両情報，ＩＣ
カード情報等をデータとして送信側中間周波データ増幅
部５に送出する。

【００２１】ＣＰＵから送信側中間周波データ増幅部５
に送出される中間周波信号は本願では４０ＭＨｚであ
り，上記送信側中間周波データ増幅部５により増幅され
た後，周波数変換部４に入力される。上記周波数変換部
４は周波数変換回路４ａと，局部発振器４ｂからなり，
上記局部発振器４ａはＰＬＬ回路で構成され，局部発振
周波数である２．３２〜２．３６ＧＨｚと，上記中間周
波信号である４０ＭＨｚとが混合され２．３６〜２．４
ＧＨｚの高周波信号に変換された後，送信信号増幅部２
で増幅され，ダイプレクサ２を通して，アンテナ１から
路側アンテナに向けて送信される。

【００２２】受信データ検出回路１２は，オペアンプ１
２ａ，インバータ１２ｂ，抵抗器Ｒ３，Ｒ４等からな
り，路側アンテナからの信号を検出するとＣＰＵに検出
信号を送出する。本願の車載器は路側アンテナからの信
号を検出しない時，即ち，待ち受け状態の時は，ＣＰＵ
１３の一部と受信信号検出回路１２のみ電源部１５から
電源供給され消費電力を少なくするよう構成されてお
り，規定の受信信号レベルを検出すると，ＣＰＵ１３に
信号が送られ，各部への電源供給をＯＮし，車載器を動
作状態にする。ＣＰＵ１３は定期的に受信信号レベルが
検出されているかチェックし，受信信号レベルが検出さ
れなくなると，車載器を待ち受け状態とするよう信号を
送出する。本願は上記実施の形態に限定されるものでは
なく，本願の主旨を逸脱しない範囲で回路構成を適宜に
変更して実施することも可能である。

【００２３】

【発明の効果】以上詳述したように，請求項１の発明に
よれば，入力端と，出力端と，共通線と，上記入力端と
上記共通線との間には，特性インピーダンスを有する第
１と第２のインピーダンス素子と上記両インピーダンス
素子の間に直列に接続される可変抵抗器と，出力端と上
記可変抵抗器の共通端とが接続されたレベル補正回路で
あり，当該レベル補正回路には，可変抵抗器と共通線と
の間に接続された第２のインピーダンス素子と並列に接
続された負温度係数サーミスタを具備したので，周囲温
度の変化による受信信号レベル変化を補償できる。

【００２４】請求項２の発明によれば，入力端と，出力
端と，共通線と，上記入力端と上記共通線との間には，
特性インピーダンスを有する第１と第２のインピーダン
ス素子と上記両インピーダンス素子の間に直列に接続さ
れる可変抵抗器と，出力端と上記可変抵抗器の共通端と
が接続されたレベル補正回路であり，当該レベル補正回
路には，入力端と可変抵抗器との間に接続された第１の
インピーダンス素子と並列に接続された正温度係数サー
ミスタを具備したので，周囲温度の変化による受信信号
レベル変化を補償できる。

【００２５】請求項３の発明によれば，入力端と，出力
端と，共通線と，上記入力端と上記共通線との間には，
可変抵抗器と特性インピーダンスを有する第１のインピ
ーダンス素子とが，可変抵抗器が入力端側に，特性イン
ピーダンスを有する第１のインピーダンス素子が共通端
側になるよう直列に接続され，上記可変抵抗器の共通端
と出力端との間に第２のインピーダンス素子が接続され
たレベル補正回路であり，当該レベル補正回路には，上
記可変抵抗器の共通端と出力端との間に接続された第２
のインピーダンス素子と並列に接続された正温度係数サ
ーミスタを具備したので，周囲温度の変化による受信信
号レベル変化を補償できる。

【００２６】請求項４の発明によれば，電波を送受信す
るアンテナを備えて，前記電波を用いて外部とのデータ
送受信を行う通信装置であり，請求項１から請求項３の
いずれかに記載の温度補償回路付レベル補正回路を受信
データ増幅部に用いたので，周囲温度の変化にも安定し
たデータ送受信ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 温度補償回路付レベル補正回路の実施例を示
す。

【図２】 本発明に係る温度補償回路付レベル補正回路
を用いたＥＴＣ用車載器の回路ブロックの１例を示す。

【図３】 従来のレベル補正回路の実施例を示す。

【図４】 本願の受信データ増幅部の温度特性例を示
す。

【図５】 レベル補正回路の出力レベル。

【符号の説明】

１…アンテナ，２…ダイプレクサ，３…送信信号増幅
部，４…周波数変換部，４ａ…周波数変換回路，４ｂ…
局部発振器，５…送信側中間周波増幅部，６…データ処
理回路，７…受信信号復調回路，８…受信データ増幅
部，９…温度補償回路付レベル補正回路，１０…受信デ
ータ増幅部，１１…波形整形回路，１２…受信データ検
出回路，１２ａ…オペアンプ，１２ｂ…インバータ，１
３…中央演算装置，１４…表示部，１５…電源部，１６
…ＩＣカード・ホルダー，１７…ＩＣカード，Ｒ１，Ｒ
２，Ｒ３，Ｒ４…抵抗器，ＶＲ…可変抵抗器，ＴＨ…負
温度係数サーミスター，ＰＴＨ…正温度係数サーミスタ
ー

フロントページの続き Ｆターム(参考） 5J026 AA08 5J090 AA01 AA58 CA02 CN01 FA20 FN01 HA19 HA25 HA26 HA43 KA00 KA01 KA04 KA12 KA32 KA55 SA13 TA01 TA04 5J100 JA01 LA00 QA01 SA01 5J500 AA01 AA58 AC02 AF20 AH19 AH25 AH26 AH43 AK00 AK01 AK04 AK12 AK32 AK55 AS13 AT01 AT04 NC01 NF01 5K061 BB11 CC08 CC52 JJ00 JJ09

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】入力端と，出力端と，共通線と，上記入力
   端と上記共通線との間には，特性インピーダンスを有す
   る第１と第２のインピーダンス素子と上記両インピーダ
   ンス素子の間に直列に接続される可変抵抗器と，出力端
   と上記可変抵抗器の共通端とが接続されたレベル補正回
   路であり，当該レベル補正回路には，可変抵抗器と共通
   線との間に接続された第２のインピーダンス素子と並列
   に接続された負温度係数サーミスタを具備したことを特
   徴とした温度補償回路付レベル補正回路。
2. 【請求項２】入力端と，出力端と，共通線と，上記入力
   端と上記共通線との間には，特性インピーダンスを有す
   る第１と第２のインピーダンス素子と上記両インピーダ
   ンス素子の間に直列に接続される可変抵抗器と，出力端
   と上記可変抵抗器の共通端とが接続されたレベル補正回
   路であり，当該レベル補正回路には，入力端と可変抵抗
   器との間に接続された第１のインピーダンス素子と並列
   に接続された正温度係数サーミスタを具備したことを特
   徴とした温度補償回路付レベル補正回路。
3. 【請求項３】入力端と，出力端と，共通線と，上記入力
   端と上記共通線との間には，可変抵抗器と特性インピー
   ダンスを有する第１のインピーダンス素子とが，可変抵
   抗器が入力端側に，特性インピーダンスを有する第１の
   インピーダンス素子が共通端側になるよう直列に接続さ
   れ，上記可変抵抗器の共通端と出力端との間に第２のイ
   ンピーダンス素子が接続されたレベル補正回路であり，
   当該レベル補正回路には，上記可変抵抗器の共通端と出
   力端との間に接続された第２のインピーダンス素子と並
   列に接続された正温度係数サーミスタを具備したことを
   特徴とした温度補償回路付レベル補正回路。
4. 【請求項４】電波を送受信するアンテナを備えて，前記
   電波を用いて外部とのデータ送受信を行う通信装置であ
   り，請求項１から請求項３のいずれかに記載の温度補償
   回路付レベル補正回路を受信データ増幅回路に用いたこ
   とを特徴とした通信装置。