JP2003163604A - 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
路を用いた通信装置。 【解決手段】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，当該通信装置は受信信号経路と送信信号経路で構成
され，前記受信信号経路の受信要素である受信データ増
幅部に，例えば入力端と，出力端と，共通線と，上記入
力端と上記共通線との間には，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した温度
補償回路付レベル補正回路を備える。。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は，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であり，当該通信装置の受信信号経
路を構成する受信要素の中の受信データ信号増幅部に，
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を設けた通信装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】一般に電波を送受信するアンテナを備
え，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（ＥＴＣ（Ｅｌｅｃｔｒｏ
ｎｉｃＴｏｌｌ Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ）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Ｅ
ＴＣ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，受信した電波はダイプレクサと受信信号復
調部と受信データ増幅部と波形整形回路との受信要素か
らなる受信信号経路を介してデータ信号が中央演算装置
に入力され処理され，処理された内容に基づき前記中央
演算処理装置からデータ信号が出力され，送信側中間周
波数増幅部と周波数変換部と送信信号増幅部とダイプレ
クサとの送信要素からなる送信信号経路を介してアンテ
ナより電波を送信するするように構成された通信装置に
おいて，前記受信信号経路の受信要素の１つである受信
データ増幅部には温度補償回路付レベル補正回路を用
い，一定レベルの受信データ信号が前記中央演算装置へ
入力されるよう構成される。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。 【０００５】 【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。 【０００６】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。 【０００７】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。 【０００８】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。 【０００９】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。 【００１０】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。 【００１１】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。 【００１２】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。 【００１３】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。 【００１４】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。 【００１５】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。 【００１６】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。 【００１７】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。 【００１８】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。 【００１９】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。 【００２０】 【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，受
信した電波はダイプレクサと受信信号復調部と受信デー
タ増幅部と波形整形回路との受信要素からなる受信信号
経路を介してデータ信号が中央演算装置に入力され処理
され，処理された内容に基づき前記中央演算処理装置か
らデータ信号が出力され，送信側中間周波数増幅部と周
波数変換部と送信信号増幅部とダイプレクサとの送信要
素からなる送信信号経路を介してアンテナより電波を送
信するするように構成された通信装置において，前記受
信信号経路の受信要素の１つである受信データ増幅部に
は温度補償回路付レベル補正回路を用い，一定レベルの
受信データ信号が前記中央演算装置へ入力されるよう構
成したので，増幅素子のバラツキによる受信レベルの変
化だけでなく，周囲温度の変化による受信レベルの変化
も補償できる通信装置を提供できる。

【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

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】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，受信した電波はダイプレクサと受信信号復調部と受
   信データ増幅部と波形整形回路との受信要素からなる受
   信信号経路を介してデータ信号が中央演算装置に入力さ
   れ処理され，処理された内容に基づき前記中央演算処理
   装置からデータ信号が出力され，送信側中間周波数増幅
   部と周波数変換部と送信信号増幅部とダイプレクサとの
   送信要素からなる送信信号経路を介してアンテナより電
   波を送信するするように構成された通信装置において，
   前記受信信号経路の受信要素の１つである受信データ増
   幅部には温度補償回路付レベル補正回路を用い，一定レ
   ベルの受信データ信号が前記中央演算装置へ入力される
   よう構成されたことを特徴とした通信装置。