JP2004328352A - Ａｓｋ信号用受信装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】受信されるＡＳＫ信号が微弱な場合でも良好に動作するＡＳＫ信号用受信装置を提供すること。
【解決手段】受信されたＡＳＫ信号が入力される第１のダイオードＤ１を含み、該ＡＳＫ信号のピーク値にほぼ追従する閾値信号を発生する閾値発生回路２と、受信されたＡＳＫ信号が入力される第２のダイオードＤ２を含む入力回路３と、前記入力回路３から前記第２のダイオードＤ２を介して出力される前記ＡＳＫ信号が入力されると共に、前記閾値発生回路２から前記第１のダイオードＤ１を介して出力される前記閾値信号を第１の閾値として動作する第１のコンパレータ４と、前記第１のコンパレータ４の出力を検波する検波回路５と、前記検波回路５の出力が入力され、所定の固定値からなる第２の閾値で動作する第２のコンパレータ６とを備えている。
【選択図】 図１
【解決手段】受信されたＡＳＫ信号が入力される第１のダイオードＤ１を含み、該ＡＳＫ信号のピーク値にほぼ追従する閾値信号を発生する閾値発生回路２と、受信されたＡＳＫ信号が入力される第２のダイオードＤ２を含む入力回路３と、前記入力回路３から前記第２のダイオードＤ２を介して出力される前記ＡＳＫ信号が入力されると共に、前記閾値発生回路２から前記第１のダイオードＤ１を介して出力される前記閾値信号を第１の閾値として動作する第１のコンパレータ４と、前記第１のコンパレータ４の出力を検波する検波回路５と、前記検波回路５の出力が入力され、所定の固定値からなる第２の閾値で動作する第２のコンパレータ６とを備えている。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＡＳＫ（Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）信号用受信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のＡＳＫ信号用受信技術として、ＡＳＫ変調される信号を受信するデータキャリアのクロック抽出回路であって、ＡＳＫ信号を受信する共振回路に全波整流回路を接続し、その出力をコンパレータによってピーク値に近い閾値で弁別し、その弁別出力を、時定数がキャリア周波数程度に選定された充放電回路に供給し、充放電回路の出力をコンパレータで弁別することによりクロックを抽出しているものがある（たとえば、特許文献１参照。）。
【０００３】
また、他の従来のＡＳＫ信号用受信技術として、受信した信号を増幅器で増幅し、増幅した信号を、調節可能な閾値を有するコンパレータに入力して、コンパレータから高周波の矩形波を出力させるものがある（たとえば、特許文献２参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平５−３２７７９４号公報
【特許文献２】
特開２００１−３６５９１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前者の技術においては、信号をコンパレータに供給する際に閾値が固定値であるため、信号のレベルが変動する場合は、閾値への掛かり方が変わり、それにより比較器の出力が変動してしまうという問題が生じる。
【０００６】
また、後者の技術においては、入力された信号が微弱（たとえば、数１０ミリボルト）である場合、信号の周波数が高周波（たとえば、１００ｋＨｚ以上の周波数）であると、増幅器のゲインが不足する問題があり、簡易な回路構成の増幅器では増幅できず、高性能な部品や複雑な回路構成が必要となり、それに伴い、消費電流が増加してしまうという問題がある。
【０００７】
そこで本発明は、上述した従来の問題点に鑑み、受信されるＡＳＫ信号が微弱な場合でも良好に動作するＡＳＫ信号用受信装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するためになされた請求項１記載の発明は、受信されたＡＳＫ信号が入力される第１のダイオードを含み、該ＡＳＫ信号のピーク値にほぼ追従する閾値信号を発生する閾値発生回路と、受信されたＡＳＫ信号が入力される第２のダイオードを含む入力回路と、前記入力回路から前記第２のダイオードを介して出力される前記ＡＳＫ信号が入力されると共に、前記閾値発生回路から前記第１のダイオードを介して出力される前記閾値信号を第１の閾値として動作する第１のコンパレータと、前記第１のコンパレータの出力を検波する検波回路と、前記検波回路の出力が入力され、所定の固定値からなる第２の閾値で動作する第２のコンパレータとを備えたことを特徴とするＡＳＫ信号用受信装置に存する。
【０００９】
請求項１記載の発明によれば、ＡＳＫ信号用受信装置は、受信されたＡＳＫ信号が入力される第１のダイオードを含み、該ＡＳＫ信号のピーク値にほぼ追従する閾値信号を発生する閾値発生回路と、受信されたＡＳＫ信号が入力される第２のダイオードを含む入力回路と、入力回路から第２のダイオードを介して出力されるＡＳＫ信号が入力されると共に、閾値発生回路から第１のダイオードを介して出力される閾値信号を第１の閾値として動作する第１のコンパレータと、第１のコンパレータの出力を検波する検波回路と、検波回路の出力が入力され、所定の固定値からなる第２の閾値で動作する第２のコンパレータとを備えているので、微弱なＡＳＫ信号に対しても簡易かつ低消費電流の回路構成で復調出力を得ることができ、その出力波形は、信号振幅変動に対して安定した波形を得ることができる。
【００１０】
上記課題を解決するためになされた請求項２記載の発明は、前記閾値信号発生回路は、前記第１のダイオードと一方の電源電位との間に並列接続される第１の抵抗および第１のコンデンサをさらに含み、前記入力回路は、前記第２のダイオードと前記一方の電源電位との間に接続される第２の抵抗をさらに含むことを特徴とする請求項１記載のＡＳＫ信号用受信装置に存する。
【００１１】
請求項２記載の発明によれば、閾値信号発生回路は、第１のダイオードと一方の電源電位との間に並列接続される第１の抵抗および第１のコンデンサをさらに含み、入力回路は、第２のダイオードと一方の電源電位との間に接続される第２の抵抗をさらに含むので、第１のコンパレータの両入力端子に適切な受信ＡＳＫ信号と該ＡＳＫ信号にほぼ追従する適切な閾値信号とを供給することができる。
【００１２】
上記課題を解決するためになされた請求項３記載の発明は、前記第１および第２のダイオードは、同一の温度特性を有することを特徴とする請求項１または２記載のＡＳＫ信号用受信装置に存する。
【００１３】
請求項３記載の発明によれば、第１および第２のダイオードは、同一の温度特性を有するので、周囲温度の変動に対して安定した復調出力波形を得ることができる。
【００１４】
上記課題を解決するためになされた請求項４記載の発明は、前記第１および第２のダイオードは、同一の順方向電圧を有することを特徴とする請求項３記載のＡＳＫ信号用受信装置に存する。
【００１５】
請求項４記載の発明によれば、前記第１および第２のダイオードは、同一の順方向電圧を有するので、数十ミリボルトの微弱なＡＳＫ信号でも復調することができる。
【００１６】
上記課題を解決するためになされた請求項５記載の発明は、前記閾値発生回路の時定数は、前記閾値信号が受信されるＡＳＫ信号の変調部分のみに掛かるように設定されることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のＡＳＫ信号用受信装置に存する。
【００１７】
請求項５記載の発明によれば、閾値発生回路の時定数は、閾値信号が受信されるＡＳＫ信号の変調減衰部分のみに掛かるように設定されるので、時間遅れのない復調出力波形を得ることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明に係るＡＳＫ信号用受信装置の実施の形態を示す回路図である。ＡＳＫ信号用受信装置は、共振回路１、閾値信号発生回路２、入力回路３、コンパレータ４、検波回路５、コンパレータ６および制御回路７を備えている。
【００１９】
共振回路１は、並列接続されたコイルＬ１およびコンデンサＣ１からなり、送信側より所定の送信データでＡＳＫ変調されて送信された微弱なＡＳＫ信号を受信する。
【００２０】
閾値信号発生回路２は、ダイオードＤ１、抵抗Ｒ１およびコンデンサＣ２からなり、ダイオードＤ１は、そのカソードが共振回路１に接続され、抵抗Ｒ１およびコンデンサＣ２は、ダイオードＤ１のアノードと＋Ｂ電源の一方の電源電位すなわちプラス電位との間に並列接続されている。
【００２１】
入力回路３は、ダイオードＤ２および抵抗Ｒ２からなり、ダイオードＤ２は、そのカソードが共振回路１に接続され、抵抗Ｒ２は、ダイオードＤ２のアノードと＋Ｂ電源の一方の電源電位すなわちプラス電位との間に接続されている。なお、ダイオードＤ２は、閾値信号発生回路２のダイオードＤ１と同パッケージにされて、ダイオードＤ１と同一の順方向電圧および同一の温度特性を有する。
【００２２】
コンパレータ４はオペアンプからなり、その反転入力端子は閾値信号発生回路２のダイオードＤ１のアノードに接続され、その非反転入力端子は入力回路３のダイオードＤ２のアノードに接続されている。コンパレータ４の反転入力端子と非反転入力端子は、受信されたＡＳＫ信号が共振回路１から入力されていないとき、両端子間にわずかなオフセット電圧（たとえば、１０ミリボルト）が発生するように設定されている。
【００２３】
検波回路５は、ダイオードＤ３、抵抗Ｒ３およびコンデンサＣ３からなり、ダイオードＤ３は、そのカソードがコンパレータ４の出力端子に接続されると共にそのアノードがコンパレータ６の入力端子に接続され、抵抗Ｒ３およびコンデンサＣ３は、ダイオードＤ３のアノードと＋Ｂ電源の間に並列接続されている。
【００２４】
次に、上述の構成を有するＡＳＫ信号用受信装置の動作について説明する。
【００２５】
図２（Ａ）に示すＡＳＫ変調された微弱なＡＳＫ信号が受信されると、閾値信号発生回路２と入力回路３に供給される。
【００２６】
入力回路３は、図２（Ｂ）に示すように、ダイオードＤ２における電圧降下分だけレベルシフトされたＡＳＫ信号Ｓ１をコンパレータ４の非反転入力端子に供給する。
【００２７】
また、閾値信号発生回路２は、図２（Ｂ）に示すように、コンパレータ４の非反転入力端子に供給されるＡＳＫ信号Ｓ１の下側のピーク値にほぼ追従する閾値信号Ｖｒｅｆ１を発生し、この閾値信号Ｖｒｅｆ１をコンパレータ４の閾値としてその反転入力端子に供給する。
【００２８】
コンパレータ４は、その反転入力端子に供給される閾値信号Ｖｒｅｆ１に対してその非反転入力端子に供給されるＡＳＫ信号Ｓ１を比較し、図２（Ｃ）に示す矩形波信号を出力する。
【００２９】
すなわち、コンパレータ４から出力される信号は、受信されたＡＳＫ信号のキャリア部が矩形波に変換されたものであり、この矩形波信号は、検波回路５に供給される。検波回路５は、矩形波信号を検波、平滑して、図２（Ｄ）に示す信号を出力し、コンパレータ６に供給する。
【００３０】
コンパレータ６は、入力された検波回路５の出力信号に対して、図２（Ｄ）に示すように固定の閾値Ｖｒｅｆ２を有し、図２（Ｅ）に示すように矩形波の復調信号を出力し、制御回路６に受信データとして供給する。
【００３１】
制御回路６は、コンパレータ６から供給された受信データに基づいて所定の制御を行う。
【００３２】
このように本発明のＡＳＫ信号用受信装置は動作するが、コンパレータ４の閾値入力に、閾値信号発生回路２を用いた理由としては、固定閾値では入力信号レベルの変動に対して閾値に入力信号が掛からなくなる場合があるため、閾値信号発生回路２で入力信号の下側ピーク値に追従する波形を形成し、この波形をコンパレータ４の閾値とすることで、入力信号のレベルに変動が生じても閾値が常に追従できるようにするためである。
【００３３】
すなわち、たとえば、適正レベル（すなわち、通常の電圧振幅）のＡＳＫ信号の入力波形に対しては、図３（Ａ）に示すように従来の固定式の閾値Ｖｒｅｆ０を有するコンパレータの出力として矩形波信号が得られ、同様に、図３（Ｂ）に示すように本発明の入力ＡＳＫ信号に追従する閾値信号Ｖｒｅｆ１を有するコンパレータ４の出力として矩形波信号が得られる。
【００３４】
ところが、入力されるＡＳＫ信号の波形が微弱な場合（すなわち、電圧振幅が小さい場合）は、図４（Ａ）に示すように、従来のコンパレータでは閾値Ｖｒｅｆ０に掛からなくなり、出力として矩形波信号が得られないが、図４（Ｂ）に示すように、本発明のコンパレータ４では、閾値信号Ｖｒｅｆ１がＡＳＫ信号に追従するために、ＡＳＫ信号は閾値信号Ｖｒｅｆ１に掛かるので、コンパレータ４の出力として相変わらず矩形波信号が得られる。
【００３５】
また、入力されるＡＳＫ信号の波形が大きい場合（すなわち、電圧振幅が大きい場合）は、図５（Ａ）に示すように、従来のコンパレータの出力として矩形波信号が得られるが、矩形波は変調部分から減衰する変調減衰部分までその数が増えて出力され、正常に復調することが困難になるが、図５（Ｂ）に示すように、本発明のコンパレータ４では、閾値信号Ｖｒｅｆ１がＡＳＫ信号の変調部分に掛かるが変調減衰部分には掛からないように追従するために、出力される矩形波の数はほとんど変わらず、好適な復調を行うことができる。
【００３６】
次に、上述のように、閾値信号Ｖｒｅｆ１がＡＳＫ信号の変調部分に掛かるが変調減衰部分には掛からないように追従させて好適な復調を行うために、本発明では閾値信号発生回路２における時定数を適宜な値に設定しているが、その設定方法について説明する。
【００３７】
コンパレータ４からの出力として、たとえばＡＳＫ信号の変調部分のみを矩形波に整形するとした場合、入力されるＡＳＫ信号１周期＝１００％とした信号の５０％を変調部分とするならば、この変調部分５０％を矩形波に整形することを目標とする。しかしながら、ＡＳＫ信号を受信する共振回路１のＬＣ共振特性により、受信されるＡＳＫ信号の変調部分は変調が終わっても図６〜図８に示すように徐々に減衰するようになる。ここでは、この変調部分以外の減衰部分を変調減衰部と称する。
【００３８】
この変調減衰部を避けて本来の変調部のみを矩形波に整形するために、コンパレータ４の閾値を決定する閾値信号発生回路２における抵抗Ｒ１の抵抗値およびコンデンサＣ１の容量値で決まる時定数設定を元の入力ＡＳＫ信号よりも遅延させることにより、変調減衰部に閾値が掛からないようにすることができる。
【００３９】
このような時定数の設定の具体例を以下に示す。
（図６）の閾値信号発生回路２の時定数＝７００ｐＦ（Ｃ１の容量値）×２００ｋΩ（抵抗Ｒ１の抵抗値）＝１．４ｍｓｅｃ
（図７）の閾値信号発生回路２の時定数＝１０００ｐＦ（Ｃ１の容量値）×２００ｋΩ（抵抗Ｒ１の抵抗値）＝０．２ｍｓｅｃ
（図８）の閾値信号発生回路２の時定数＝０．０４μＦ（Ｃ１の容量値）×２００ｋΩ（抵抗Ｒ１の抵抗値）＝８ｍｓｅｃ
【００４０】
図６の時定数設定では、閾値信号Ｖｒｅｆ１が変調部のキャリア１周期目については掛かっているが、変調減衰部をほぼ避けて追従しているため、目標の５０％に近い（１０％オーバー）矩形波出力が可能となる。
【００４１】
図７の時定数設定では、時定数設定が短いため、閾値信号Ｖｒｅｆ１が変調減衰部にまで掛かるように追従してしまい、本来必要な変調部分以外の変調減衰部分まで矩形波を出力するため、目標の出力よりもかなりオーバー（約４５％オーバー）してしまう。したがって、コンパレータ６から得られる復調出力が、時間遅れのある波形となってしまう。
【００４２】
図８の時定数設定では、時定数設定の遅延が長く、それに伴いコンデンサＣ１の放電時間が長いため、入力ＡＳＫ信号が大きな信号振幅から小さな信号振幅に変動すると、閾値信号Ｖｒｅｆ１が元のオフセット電圧値まで回復するのに時間を要し、次に来る小さな振幅の信号に追従することができなくなる。したがって、コンパレータ６から復調出力を得ることができなくなる。
【００４３】
よって、閾値信号Ｖｒｅｆ１の時定数設定方法としては、図６に示すように、閾値信号Ｖｒｅｆ１が変調部のみに掛かって変調減衰部には掛からず、かつ次の周期の変調波形が入力されるまでにオフセット電圧値まで回復できる設定とされる。
【００４４】
次に、コンパレータ４の反転入力端子および非反転入力端子に入力する各々の信号に対してダイオードＤ１およびＤ２を接続するのは、以下に述べる理由による。
【００４５】
すなわち、閾値入力側の閾値信号発生回路２に使用したダイオードＤ１は、受信されるＡＳＫ信号のピーク値にほぼ追従する閾値信号を発生させるために必要な素子である。しかし、このダイオードＤ１は、周囲温度の変化に影響してその順方向電圧値が変動し、その結果、閾値のオフセット電圧が変動する。このオフセット電圧の変動によって、コンパレータ４の非反転入力端子へ入力されたＡＳＫ信号に閾値が掛からなくなり、コンパレータ４から矩形波を出力できなくなることがある。そこで、ダイオードＤ１と同パッケージで温度特性が同じダイオードＤ２を、コンパレータ４の非反転入力端子に接続することによって、コンパレータ４の両入力端子に供給されるＡＳＫ信号と閾値信号の両信号を周囲温度に応じて同様に変化させることにより、コンパレータ４の両入力端子間のオフセット電圧が一定に保たれ、常に入力信号に閾値が追従できる回路となる。
【００４６】
また、ダイオードＤ２は、ダイオードＤ１と同一の順方向電圧を有するので、コンパレータ４の非反転入力端子に入力されるＡＳＫ信号が数１０ミリボルトという微弱なものであっても、１０ミリボルトに設定されている反転入力端子と非反転入力端子間のオフセット電圧を超えるので、コンパレータ４から矩形波の出力を得ることができる。もし、このダイオードＤ２の順方向電圧が、ダイオードＤ１の順方向電圧と異なっている場合またはダイオードＤ２そのものが接続されていない場合は、両者の順方向電圧の差の電圧分だけまたはダイオードＤ１の順方向電圧の分だけオフセット電圧が増加することになり、数１０ミリボルトの微弱なＡＳＫ信号を復調できなくなる虞があるが、本発明ではそのような虞がなくなる。
【００４７】
以上説明したように、本発明は、微弱なＡＳＫ変調信号の入力に対しても、従来のように増幅器を使用することなく、直接コンパレータにＡＳＫ信号を供給するという簡易な構成で微弱なＡＳＫ信号を比較することができる。
【００４８】
また、本発明は、コンパレータ４に入力されるＡＳＫ信号に対し、コンパレータ４の閾値入力部を入力ＡＳＫ信号のピーク値に追従する閾値信号発生する閾値信号発生回路２とした。これにより、閾値が入力信号の変動に追従するため、コンパレータ４からは、常に安定した矩形波の出力を得ることができる。
【００４９】
また、コンパレータ４への入力に際し、閾値入力側の閾値信号発生回路２に使用したダイオードＤ１が温度影響を受ける素子であるため、周囲温度により閾値が変動するが、本発明では、コンパレータ４に入力するＡＳＫ信号入力側にも閾値信号発生回路２に使用したダイオードＤ１と同パッケージのダイオードＤ２を接続することにより、温度に対して両入力信号を同様に変動させて、コンパレータ４の両入力端子間のオフセット電圧を一定に保つことができる。
【００５０】
したがって、本発明によれば、微弱なＡＳＫ信号に対しても簡易かつ低消費電流の回路構成で復調出力を得ることができ、その出力波形は、周囲温度や信号振幅変動に対して安定した波形を得ることができる。
【００５１】
以上の通り、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限らず、種々の変形、応用が可能である。
【００５２】
たとえば、図９に示すように、ダイオードＤ１およびＤ２の極性を図１と反対に接続することができる。この場合は、共振回路１と接地間に電源としての直流電圧源Ｅが接続され、閾値信号発生回路２のダイオードＤ１は、そのアノードが共振回路１に接続されると共にカソードがコンパレータ４の反転入力端子に接続され、抵抗Ｒ１およびコンデンサＣ２は、ダイオードＤ１のカソードと接地（すなわち、マイナス側の電源電位）に並列接続される。また、入力回路３のダイオードＤ２は、そのアノードが共振回路１に接続されると共にカソードがコンパレータ４の非反転入力端子に接続され、抵抗Ｒ２は、ダイオードＤ２のカソードと接地（すなわち、マイナス側の電源電位）間に接続される。
【００５３】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、微弱なＡＳＫ信号に対しても簡易かつ低消費電流の回路構成で復調出力を得ることができ、その出力波形は、信号振幅変動に対して安定した波形を得ることができる。
【００５４】
請求項２記載の発明によれば、第１のコンパレータの両入力端子に適切な受信ＡＳＫ信号と該ＡＳＫ信号にほぼ追従する適切な閾値信号とを供給することができる。
【００５５】
請求項３記載の発明によれば、周囲温度の変動に対して安定した復調出力波形を得ることができる。
【００５６】
請求項４記載の発明によれば、数十ミリボルトの微弱なＡＳＫ信号でも復調することができる。
【００５７】
請求項５記載の発明によれば、時間遅れのない復調出力波形を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるＡＳＫ信号用受信装置の実施の形態を示す回路図である。
【図２】図１の回路図における各部の信号波形図であり、（Ａ）は共振回路１の出力波形、（Ｂ）はコンパレータ４の両入力端子の入力波形、（Ｃ）はコンパレータ４の出力波形、（Ｄ）は検波・平滑回路５の出力波形および（Ｅ）はコンパレータ６の出力波形を示す。
【図３】図１のＡＳＫ信号用受信装置の動作を説明するための図であり、（Ａ）は従来の固定式閾値を有するコンパレータの入力波形および出力波形、（Ｂ）は図１のＡＳＫ信号用受信装置におけるコンパレータ４の入力波形および出力波形を示す。
【図４】図１のＡＳＫ信号用受信装置の動作を説明するための図であり、（Ａ）は従来の固定式閾値を有するコンパレータの入力波形および出力波形、（Ｂ）は図１のＡＳＫ信号用受信装置におけるコンパレータ４の入力波形および出力波形を示す。
【図５】図１のＡＳＫ信号用受信装置の動作を説明するための図であり、（Ａ）は従来の固定式閾値を有するコンパレータの入力波形および出力波形、（Ｂ）は図１のＡＳＫ信号用受信装置におけるコンパレータ４の入力波形および出力波形を示す。
【図６】図１のＡＳＫ信号用受信装置の閾値信号発生回路２における時定数設定方法を説明するための図である。
【図７】図１のＡＳＫ信号用受信装置の閾値信号発生回路２における時定数設定方法を説明するための図である。
【図８】図１のＡＳＫ信号用受信装置の閾値信号発生回路２における時定数設定方法を説明するための図である。
【図９】本発明のＡＳＫ信号用受信装置の他の実施例を示す回路図である。
【符号の説明】
１ 共振回路
２ 閾値信号発生回路
３ 入力回路
４ コンパレータ（第１のコンパレータ）
５ 検波回路
６ コンパレータ（第２のコンパレータ）
７ 制御回路
Ｄ１ ダイオード（第１のダイオード）
Ｄ２ ダイオード（第１のダイオード）
Ｒ１ 抵抗（第１の抵抗）
Ｒ２ 抵抗（第２の抵抗）
Ｃ２ コンデンサ（第１のコンデンサ）
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＡＳＫ（Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）信号用受信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のＡＳＫ信号用受信技術として、ＡＳＫ変調される信号を受信するデータキャリアのクロック抽出回路であって、ＡＳＫ信号を受信する共振回路に全波整流回路を接続し、その出力をコンパレータによってピーク値に近い閾値で弁別し、その弁別出力を、時定数がキャリア周波数程度に選定された充放電回路に供給し、充放電回路の出力をコンパレータで弁別することによりクロックを抽出しているものがある（たとえば、特許文献１参照。）。
【０００３】
また、他の従来のＡＳＫ信号用受信技術として、受信した信号を増幅器で増幅し、増幅した信号を、調節可能な閾値を有するコンパレータに入力して、コンパレータから高周波の矩形波を出力させるものがある（たとえば、特許文献２参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平５−３２７７９４号公報
【特許文献２】
特開２００１−３６５９１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前者の技術においては、信号をコンパレータに供給する際に閾値が固定値であるため、信号のレベルが変動する場合は、閾値への掛かり方が変わり、それにより比較器の出力が変動してしまうという問題が生じる。
【０００６】
また、後者の技術においては、入力された信号が微弱（たとえば、数１０ミリボルト）である場合、信号の周波数が高周波（たとえば、１００ｋＨｚ以上の周波数）であると、増幅器のゲインが不足する問題があり、簡易な回路構成の増幅器では増幅できず、高性能な部品や複雑な回路構成が必要となり、それに伴い、消費電流が増加してしまうという問題がある。
【０００７】
そこで本発明は、上述した従来の問題点に鑑み、受信されるＡＳＫ信号が微弱な場合でも良好に動作するＡＳＫ信号用受信装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するためになされた請求項１記載の発明は、受信されたＡＳＫ信号が入力される第１のダイオードを含み、該ＡＳＫ信号のピーク値にほぼ追従する閾値信号を発生する閾値発生回路と、受信されたＡＳＫ信号が入力される第２のダイオードを含む入力回路と、前記入力回路から前記第２のダイオードを介して出力される前記ＡＳＫ信号が入力されると共に、前記閾値発生回路から前記第１のダイオードを介して出力される前記閾値信号を第１の閾値として動作する第１のコンパレータと、前記第１のコンパレータの出力を検波する検波回路と、前記検波回路の出力が入力され、所定の固定値からなる第２の閾値で動作する第２のコンパレータとを備えたことを特徴とするＡＳＫ信号用受信装置に存する。
【０００９】
請求項１記載の発明によれば、ＡＳＫ信号用受信装置は、受信されたＡＳＫ信号が入力される第１のダイオードを含み、該ＡＳＫ信号のピーク値にほぼ追従する閾値信号を発生する閾値発生回路と、受信されたＡＳＫ信号が入力される第２のダイオードを含む入力回路と、入力回路から第２のダイオードを介して出力されるＡＳＫ信号が入力されると共に、閾値発生回路から第１のダイオードを介して出力される閾値信号を第１の閾値として動作する第１のコンパレータと、第１のコンパレータの出力を検波する検波回路と、検波回路の出力が入力され、所定の固定値からなる第２の閾値で動作する第２のコンパレータとを備えているので、微弱なＡＳＫ信号に対しても簡易かつ低消費電流の回路構成で復調出力を得ることができ、その出力波形は、信号振幅変動に対して安定した波形を得ることができる。
【００１０】
上記課題を解決するためになされた請求項２記載の発明は、前記閾値信号発生回路は、前記第１のダイオードと一方の電源電位との間に並列接続される第１の抵抗および第１のコンデンサをさらに含み、前記入力回路は、前記第２のダイオードと前記一方の電源電位との間に接続される第２の抵抗をさらに含むことを特徴とする請求項１記載のＡＳＫ信号用受信装置に存する。
【００１１】
請求項２記載の発明によれば、閾値信号発生回路は、第１のダイオードと一方の電源電位との間に並列接続される第１の抵抗および第１のコンデンサをさらに含み、入力回路は、第２のダイオードと一方の電源電位との間に接続される第２の抵抗をさらに含むので、第１のコンパレータの両入力端子に適切な受信ＡＳＫ信号と該ＡＳＫ信号にほぼ追従する適切な閾値信号とを供給することができる。
【００１２】
上記課題を解決するためになされた請求項３記載の発明は、前記第１および第２のダイオードは、同一の温度特性を有することを特徴とする請求項１または２記載のＡＳＫ信号用受信装置に存する。
【００１３】
請求項３記載の発明によれば、第１および第２のダイオードは、同一の温度特性を有するので、周囲温度の変動に対して安定した復調出力波形を得ることができる。
【００１４】
上記課題を解決するためになされた請求項４記載の発明は、前記第１および第２のダイオードは、同一の順方向電圧を有することを特徴とする請求項３記載のＡＳＫ信号用受信装置に存する。
【００１５】
請求項４記載の発明によれば、前記第１および第２のダイオードは、同一の順方向電圧を有するので、数十ミリボルトの微弱なＡＳＫ信号でも復調することができる。
【００１６】
上記課題を解決するためになされた請求項５記載の発明は、前記閾値発生回路の時定数は、前記閾値信号が受信されるＡＳＫ信号の変調部分のみに掛かるように設定されることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のＡＳＫ信号用受信装置に存する。
【００１７】
請求項５記載の発明によれば、閾値発生回路の時定数は、閾値信号が受信されるＡＳＫ信号の変調減衰部分のみに掛かるように設定されるので、時間遅れのない復調出力波形を得ることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明に係るＡＳＫ信号用受信装置の実施の形態を示す回路図である。ＡＳＫ信号用受信装置は、共振回路１、閾値信号発生回路２、入力回路３、コンパレータ４、検波回路５、コンパレータ６および制御回路７を備えている。
【００１９】
共振回路１は、並列接続されたコイルＬ１およびコンデンサＣ１からなり、送信側より所定の送信データでＡＳＫ変調されて送信された微弱なＡＳＫ信号を受信する。
【００２０】
閾値信号発生回路２は、ダイオードＤ１、抵抗Ｒ１およびコンデンサＣ２からなり、ダイオードＤ１は、そのカソードが共振回路１に接続され、抵抗Ｒ１およびコンデンサＣ２は、ダイオードＤ１のアノードと＋Ｂ電源の一方の電源電位すなわちプラス電位との間に並列接続されている。
【００２１】
入力回路３は、ダイオードＤ２および抵抗Ｒ２からなり、ダイオードＤ２は、そのカソードが共振回路１に接続され、抵抗Ｒ２は、ダイオードＤ２のアノードと＋Ｂ電源の一方の電源電位すなわちプラス電位との間に接続されている。なお、ダイオードＤ２は、閾値信号発生回路２のダイオードＤ１と同パッケージにされて、ダイオードＤ１と同一の順方向電圧および同一の温度特性を有する。
【００２２】
コンパレータ４はオペアンプからなり、その反転入力端子は閾値信号発生回路２のダイオードＤ１のアノードに接続され、その非反転入力端子は入力回路３のダイオードＤ２のアノードに接続されている。コンパレータ４の反転入力端子と非反転入力端子は、受信されたＡＳＫ信号が共振回路１から入力されていないとき、両端子間にわずかなオフセット電圧（たとえば、１０ミリボルト）が発生するように設定されている。
【００２３】
検波回路５は、ダイオードＤ３、抵抗Ｒ３およびコンデンサＣ３からなり、ダイオードＤ３は、そのカソードがコンパレータ４の出力端子に接続されると共にそのアノードがコンパレータ６の入力端子に接続され、抵抗Ｒ３およびコンデンサＣ３は、ダイオードＤ３のアノードと＋Ｂ電源の間に並列接続されている。
【００２４】
次に、上述の構成を有するＡＳＫ信号用受信装置の動作について説明する。
【００２５】
図２（Ａ）に示すＡＳＫ変調された微弱なＡＳＫ信号が受信されると、閾値信号発生回路２と入力回路３に供給される。
【００２６】
入力回路３は、図２（Ｂ）に示すように、ダイオードＤ２における電圧降下分だけレベルシフトされたＡＳＫ信号Ｓ１をコンパレータ４の非反転入力端子に供給する。
【００２７】
また、閾値信号発生回路２は、図２（Ｂ）に示すように、コンパレータ４の非反転入力端子に供給されるＡＳＫ信号Ｓ１の下側のピーク値にほぼ追従する閾値信号Ｖｒｅｆ１を発生し、この閾値信号Ｖｒｅｆ１をコンパレータ４の閾値としてその反転入力端子に供給する。
【００２８】
コンパレータ４は、その反転入力端子に供給される閾値信号Ｖｒｅｆ１に対してその非反転入力端子に供給されるＡＳＫ信号Ｓ１を比較し、図２（Ｃ）に示す矩形波信号を出力する。
【００２９】
すなわち、コンパレータ４から出力される信号は、受信されたＡＳＫ信号のキャリア部が矩形波に変換されたものであり、この矩形波信号は、検波回路５に供給される。検波回路５は、矩形波信号を検波、平滑して、図２（Ｄ）に示す信号を出力し、コンパレータ６に供給する。
【００３０】
コンパレータ６は、入力された検波回路５の出力信号に対して、図２（Ｄ）に示すように固定の閾値Ｖｒｅｆ２を有し、図２（Ｅ）に示すように矩形波の復調信号を出力し、制御回路６に受信データとして供給する。
【００３１】
制御回路６は、コンパレータ６から供給された受信データに基づいて所定の制御を行う。
【００３２】
このように本発明のＡＳＫ信号用受信装置は動作するが、コンパレータ４の閾値入力に、閾値信号発生回路２を用いた理由としては、固定閾値では入力信号レベルの変動に対して閾値に入力信号が掛からなくなる場合があるため、閾値信号発生回路２で入力信号の下側ピーク値に追従する波形を形成し、この波形をコンパレータ４の閾値とすることで、入力信号のレベルに変動が生じても閾値が常に追従できるようにするためである。
【００３３】
すなわち、たとえば、適正レベル（すなわち、通常の電圧振幅）のＡＳＫ信号の入力波形に対しては、図３（Ａ）に示すように従来の固定式の閾値Ｖｒｅｆ０を有するコンパレータの出力として矩形波信号が得られ、同様に、図３（Ｂ）に示すように本発明の入力ＡＳＫ信号に追従する閾値信号Ｖｒｅｆ１を有するコンパレータ４の出力として矩形波信号が得られる。
【００３４】
ところが、入力されるＡＳＫ信号の波形が微弱な場合（すなわち、電圧振幅が小さい場合）は、図４（Ａ）に示すように、従来のコンパレータでは閾値Ｖｒｅｆ０に掛からなくなり、出力として矩形波信号が得られないが、図４（Ｂ）に示すように、本発明のコンパレータ４では、閾値信号Ｖｒｅｆ１がＡＳＫ信号に追従するために、ＡＳＫ信号は閾値信号Ｖｒｅｆ１に掛かるので、コンパレータ４の出力として相変わらず矩形波信号が得られる。
【００３５】
また、入力されるＡＳＫ信号の波形が大きい場合（すなわち、電圧振幅が大きい場合）は、図５（Ａ）に示すように、従来のコンパレータの出力として矩形波信号が得られるが、矩形波は変調部分から減衰する変調減衰部分までその数が増えて出力され、正常に復調することが困難になるが、図５（Ｂ）に示すように、本発明のコンパレータ４では、閾値信号Ｖｒｅｆ１がＡＳＫ信号の変調部分に掛かるが変調減衰部分には掛からないように追従するために、出力される矩形波の数はほとんど変わらず、好適な復調を行うことができる。
【００３６】
次に、上述のように、閾値信号Ｖｒｅｆ１がＡＳＫ信号の変調部分に掛かるが変調減衰部分には掛からないように追従させて好適な復調を行うために、本発明では閾値信号発生回路２における時定数を適宜な値に設定しているが、その設定方法について説明する。
【００３７】
コンパレータ４からの出力として、たとえばＡＳＫ信号の変調部分のみを矩形波に整形するとした場合、入力されるＡＳＫ信号１周期＝１００％とした信号の５０％を変調部分とするならば、この変調部分５０％を矩形波に整形することを目標とする。しかしながら、ＡＳＫ信号を受信する共振回路１のＬＣ共振特性により、受信されるＡＳＫ信号の変調部分は変調が終わっても図６〜図８に示すように徐々に減衰するようになる。ここでは、この変調部分以外の減衰部分を変調減衰部と称する。
【００３８】
この変調減衰部を避けて本来の変調部のみを矩形波に整形するために、コンパレータ４の閾値を決定する閾値信号発生回路２における抵抗Ｒ１の抵抗値およびコンデンサＣ１の容量値で決まる時定数設定を元の入力ＡＳＫ信号よりも遅延させることにより、変調減衰部に閾値が掛からないようにすることができる。
【００３９】
このような時定数の設定の具体例を以下に示す。
（図６）の閾値信号発生回路２の時定数＝７００ｐＦ（Ｃ１の容量値）×２００ｋΩ（抵抗Ｒ１の抵抗値）＝１．４ｍｓｅｃ
（図７）の閾値信号発生回路２の時定数＝１０００ｐＦ（Ｃ１の容量値）×２００ｋΩ（抵抗Ｒ１の抵抗値）＝０．２ｍｓｅｃ
（図８）の閾値信号発生回路２の時定数＝０．０４μＦ（Ｃ１の容量値）×２００ｋΩ（抵抗Ｒ１の抵抗値）＝８ｍｓｅｃ
【００４０】
図６の時定数設定では、閾値信号Ｖｒｅｆ１が変調部のキャリア１周期目については掛かっているが、変調減衰部をほぼ避けて追従しているため、目標の５０％に近い（１０％オーバー）矩形波出力が可能となる。
【００４１】
図７の時定数設定では、時定数設定が短いため、閾値信号Ｖｒｅｆ１が変調減衰部にまで掛かるように追従してしまい、本来必要な変調部分以外の変調減衰部分まで矩形波を出力するため、目標の出力よりもかなりオーバー（約４５％オーバー）してしまう。したがって、コンパレータ６から得られる復調出力が、時間遅れのある波形となってしまう。
【００４２】
図８の時定数設定では、時定数設定の遅延が長く、それに伴いコンデンサＣ１の放電時間が長いため、入力ＡＳＫ信号が大きな信号振幅から小さな信号振幅に変動すると、閾値信号Ｖｒｅｆ１が元のオフセット電圧値まで回復するのに時間を要し、次に来る小さな振幅の信号に追従することができなくなる。したがって、コンパレータ６から復調出力を得ることができなくなる。
【００４３】
よって、閾値信号Ｖｒｅｆ１の時定数設定方法としては、図６に示すように、閾値信号Ｖｒｅｆ１が変調部のみに掛かって変調減衰部には掛からず、かつ次の周期の変調波形が入力されるまでにオフセット電圧値まで回復できる設定とされる。
【００４４】
次に、コンパレータ４の反転入力端子および非反転入力端子に入力する各々の信号に対してダイオードＤ１およびＤ２を接続するのは、以下に述べる理由による。
【００４５】
すなわち、閾値入力側の閾値信号発生回路２に使用したダイオードＤ１は、受信されるＡＳＫ信号のピーク値にほぼ追従する閾値信号を発生させるために必要な素子である。しかし、このダイオードＤ１は、周囲温度の変化に影響してその順方向電圧値が変動し、その結果、閾値のオフセット電圧が変動する。このオフセット電圧の変動によって、コンパレータ４の非反転入力端子へ入力されたＡＳＫ信号に閾値が掛からなくなり、コンパレータ４から矩形波を出力できなくなることがある。そこで、ダイオードＤ１と同パッケージで温度特性が同じダイオードＤ２を、コンパレータ４の非反転入力端子に接続することによって、コンパレータ４の両入力端子に供給されるＡＳＫ信号と閾値信号の両信号を周囲温度に応じて同様に変化させることにより、コンパレータ４の両入力端子間のオフセット電圧が一定に保たれ、常に入力信号に閾値が追従できる回路となる。
【００４６】
また、ダイオードＤ２は、ダイオードＤ１と同一の順方向電圧を有するので、コンパレータ４の非反転入力端子に入力されるＡＳＫ信号が数１０ミリボルトという微弱なものであっても、１０ミリボルトに設定されている反転入力端子と非反転入力端子間のオフセット電圧を超えるので、コンパレータ４から矩形波の出力を得ることができる。もし、このダイオードＤ２の順方向電圧が、ダイオードＤ１の順方向電圧と異なっている場合またはダイオードＤ２そのものが接続されていない場合は、両者の順方向電圧の差の電圧分だけまたはダイオードＤ１の順方向電圧の分だけオフセット電圧が増加することになり、数１０ミリボルトの微弱なＡＳＫ信号を復調できなくなる虞があるが、本発明ではそのような虞がなくなる。
【００４７】
以上説明したように、本発明は、微弱なＡＳＫ変調信号の入力に対しても、従来のように増幅器を使用することなく、直接コンパレータにＡＳＫ信号を供給するという簡易な構成で微弱なＡＳＫ信号を比較することができる。
【００４８】
また、本発明は、コンパレータ４に入力されるＡＳＫ信号に対し、コンパレータ４の閾値入力部を入力ＡＳＫ信号のピーク値に追従する閾値信号発生する閾値信号発生回路２とした。これにより、閾値が入力信号の変動に追従するため、コンパレータ４からは、常に安定した矩形波の出力を得ることができる。
【００４９】
また、コンパレータ４への入力に際し、閾値入力側の閾値信号発生回路２に使用したダイオードＤ１が温度影響を受ける素子であるため、周囲温度により閾値が変動するが、本発明では、コンパレータ４に入力するＡＳＫ信号入力側にも閾値信号発生回路２に使用したダイオードＤ１と同パッケージのダイオードＤ２を接続することにより、温度に対して両入力信号を同様に変動させて、コンパレータ４の両入力端子間のオフセット電圧を一定に保つことができる。
【００５０】
したがって、本発明によれば、微弱なＡＳＫ信号に対しても簡易かつ低消費電流の回路構成で復調出力を得ることができ、その出力波形は、周囲温度や信号振幅変動に対して安定した波形を得ることができる。
【００５１】
以上の通り、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限らず、種々の変形、応用が可能である。
【００５２】
たとえば、図９に示すように、ダイオードＤ１およびＤ２の極性を図１と反対に接続することができる。この場合は、共振回路１と接地間に電源としての直流電圧源Ｅが接続され、閾値信号発生回路２のダイオードＤ１は、そのアノードが共振回路１に接続されると共にカソードがコンパレータ４の反転入力端子に接続され、抵抗Ｒ１およびコンデンサＣ２は、ダイオードＤ１のカソードと接地（すなわち、マイナス側の電源電位）に並列接続される。また、入力回路３のダイオードＤ２は、そのアノードが共振回路１に接続されると共にカソードがコンパレータ４の非反転入力端子に接続され、抵抗Ｒ２は、ダイオードＤ２のカソードと接地（すなわち、マイナス側の電源電位）間に接続される。
【００５３】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、微弱なＡＳＫ信号に対しても簡易かつ低消費電流の回路構成で復調出力を得ることができ、その出力波形は、信号振幅変動に対して安定した波形を得ることができる。
【００５４】
請求項２記載の発明によれば、第１のコンパレータの両入力端子に適切な受信ＡＳＫ信号と該ＡＳＫ信号にほぼ追従する適切な閾値信号とを供給することができる。
【００５５】
請求項３記載の発明によれば、周囲温度の変動に対して安定した復調出力波形を得ることができる。
【００５６】
請求項４記載の発明によれば、数十ミリボルトの微弱なＡＳＫ信号でも復調することができる。
【００５７】
請求項５記載の発明によれば、時間遅れのない復調出力波形を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるＡＳＫ信号用受信装置の実施の形態を示す回路図である。
【図２】図１の回路図における各部の信号波形図であり、（Ａ）は共振回路１の出力波形、（Ｂ）はコンパレータ４の両入力端子の入力波形、（Ｃ）はコンパレータ４の出力波形、（Ｄ）は検波・平滑回路５の出力波形および（Ｅ）はコンパレータ６の出力波形を示す。
【図３】図１のＡＳＫ信号用受信装置の動作を説明するための図であり、（Ａ）は従来の固定式閾値を有するコンパレータの入力波形および出力波形、（Ｂ）は図１のＡＳＫ信号用受信装置におけるコンパレータ４の入力波形および出力波形を示す。
【図４】図１のＡＳＫ信号用受信装置の動作を説明するための図であり、（Ａ）は従来の固定式閾値を有するコンパレータの入力波形および出力波形、（Ｂ）は図１のＡＳＫ信号用受信装置におけるコンパレータ４の入力波形および出力波形を示す。
【図５】図１のＡＳＫ信号用受信装置の動作を説明するための図であり、（Ａ）は従来の固定式閾値を有するコンパレータの入力波形および出力波形、（Ｂ）は図１のＡＳＫ信号用受信装置におけるコンパレータ４の入力波形および出力波形を示す。
【図６】図１のＡＳＫ信号用受信装置の閾値信号発生回路２における時定数設定方法を説明するための図である。
【図７】図１のＡＳＫ信号用受信装置の閾値信号発生回路２における時定数設定方法を説明するための図である。
【図８】図１のＡＳＫ信号用受信装置の閾値信号発生回路２における時定数設定方法を説明するための図である。
【図９】本発明のＡＳＫ信号用受信装置の他の実施例を示す回路図である。
【符号の説明】
１ 共振回路
２ 閾値信号発生回路
３ 入力回路
４ コンパレータ（第１のコンパレータ）
５ 検波回路
６ コンパレータ（第２のコンパレータ）
７ 制御回路
Ｄ１ ダイオード（第１のダイオード）
Ｄ２ ダイオード（第１のダイオード）
Ｒ１ 抵抗（第１の抵抗）
Ｒ２ 抵抗（第２の抵抗）
Ｃ２ コンデンサ（第１のコンデンサ）
Claims (5)
- 受信されたＡＳＫ信号が入力される第１のダイオードを含み、該ＡＳＫ信号のピーク値にほぼ追従する閾値信号を発生する閾値発生回路と、
受信されたＡＳＫ信号が入力される第２のダイオードを含む入力回路と、
前記入力回路から前記第２のダイオードを介して出力される前記ＡＳＫ信号が入力されると共に、前記閾値発生回路から前記第１のダイオードを介して出力される前記閾値信号を第１の閾値として動作する第１のコンパレータと、
前記第１のコンパレータ４の出力を検波する検波回路と、
前記検波回路の出力が入力され、所定の固定値からなる第２の閾値で動作する第２のコンパレータと
を備えたことを特徴とするＡＳＫ信号用受信装置。 - 前記閾値信号発生回路は、前記第１のダイオードと一方の電源電位との間に並列接続される第１の抵抗および第１のコンデンサをさらに含み、
前記入力回路は、前記第２のダイオードと前記一方の電源電位との間に接続される第２の抵抗をさらに含む
ことを特徴とする請求項１記載のＡＳＫ信号用受信装置。 - 前記第１および第２のダイオードは、同一の温度特性を有することを特徴とする請求項１または２記載のＡＳＫ信号用受信装置。
- 前記第１および第２のダイオードは、同一の順方向電圧を有することを特徴とする請求項３記載のＡＳＫ信号用受信装置。
- 前記閾値発生回路の時定数は、前記閾値信号が受信されるＡＳＫ信号の変調部分のみに掛かるように設定されることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のＡＳＫ信号用受信装置。
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