JP2005045429A

JP2005045429A - 通信用受信回路、およびそれを含む電子機器

Info

Publication number: JP2005045429A
Application number: JP2003201599A
Authority: JP
Inventors: Seiichi Yokogawa; 成一横川; Hiroaki Ito; 弘朗伊藤; Takeshi Nishino; 毅西野; Ryosuke Kawashima; 亮介川島
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2003-07-25
Filing date: 2003-07-25
Publication date: 2005-02-17
Anticipated expiration: 2023-07-25
Also published as: JP4071170B2

Abstract

【課題】通信における受信を安定化できる通信用受信回路およびそれを含む電子機器を提供する。
【解決手段】受信した、複数の通信速度の信号をそれぞれ増幅する増幅器３、５を設ける。増幅器５から電気信号をパルス整形するための比較器７を設ける。増幅器３、５のゲインを制御するための自動ゲイン制御回路１３を設ける。自動ゲイン制御回路１３のセトリング時間を低速通信時より高速通信時が長くなるように設定するためのセトリング設定部を設ける。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高速化された通信用用受信回路、およびそれを含む電子機器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子機器間でのデ−タ通信（一方向、双方向）においては、有線と比べてコード接続の手間を省略できて簡便化を図れる赤外線等を用いた無線通信システムが使用されること多くなってきた。特に、赤外線を用いた無線通信システムは、赤外線が有する指向性から雑音に強く、また、低消費電力であるという特徴を備えている。
【０００３】
上記電子機器としては、デスクトップ型やノートブック型やパーム型（Ｐａｌｍ、携帯型）のパ−ソナルコンピュ−タ（ＰＣ）、ＰＣの周辺機器（例えば、マウス、外付けのＭＯドライブやフロッピー（登録商標）ディスクドライブ）、プリンタ、デジタルカメラ、モデム、携帯電話、コンピュ−タ内蔵の家電機器や玩具、時計、および他のモバイル機器などが挙げられる。
【０００４】
このような無線通信システムに用いられる、赤外線を用いた従来の通信用受信回路（システム）としては、図１１のブロック図に示すものが知られている（特許文献１参照）。
【０００５】
上記通信用受信回路では、一般的に、赤外線（光）などの電磁波による無線信号を受信したフォトダイオード（ＰＤ）５１は、上記無線信号を光電変換して得られた電気信号を出力する。上記フォトダイオード５１から入力される電流信号は、集積化された受信チップ内の、オペレーショナルアンプ（ＯＰ）等の増幅器（ａｍｐ）５２、増幅器５３で増幅され、比較器（ｃｍｐ）５４でしきい値（Ｔｈｒｅｓｈ）を用いてパルス整形され、出力端子（ＶＯ）５５にパルス信号として出力される。その出力端子（ＶＯ）からのパルス信号は、出力端子（ＶＯ）に接続されたコントローラＬＳＩに入力され、上記コントローラＬＳＩにおいて処理される。
【０００６】
上記受信回路では、増幅器の動作レンジを確保するための自動ゲイン制御（ＡＧＣ）回路５６が付加されている。図１２に、入力光電流信号波形（ａ）、ａｍｐｏｕｔ波形（ｂ）、ＶＯ波形（ｃ）を単純化したものを示す。
【０００７】
このような受信回路において、通信速度を高速化する場合、増幅器５２及び増幅器５３の周波数帯域を拡張して高速化対応する。しかしながら、帯域拡張によって受信回路の内部ノイズレベルが増加するという問題と、通信速度毎に、使用される帯域と信号列、要求される受信感度が異なるため、それぞれの受信回路を最適化しなければ、受信回路の性能を発揮できない等の問題がある。
【０００８】
一般的に普及している赤外線を用いた通信規格としてのＩｒＤＡ（登録商標）では、このノイズレベルの問題により、下記の表１に示すように、伝送速度毎に、互いに異なる受信感度規格がそれぞれ設定され、また、方式も通信速度毎に違ったシステムとなっている。
【０００９】
【表１】

【００１０】
受信回路の感度は、２．４Ｋｂｐｓ（ｂｉｔｐｅｒｓｅｃｏｎｄ）〜１１５．２ｋｂｐｓの低速通信では、４μＷ／ｃｍ^２、１１５．２ｋｂｐｓを超える高速通信（５７６ｋｂｐｓ、１．１５２Ｍｂｐｓ、４Ｍｂｐｓ、１６Ｍｂｐｓ）では、１０μＷ／ｃｍ^２となっており、低速通信に対して、高速通信が１／２．５倍の感度規定となっている。また、最大入力時の条件は５００ｍＷ／ｃｍ^２であり、この条件下での正常な受信が必要となる。このことから、受信回路に要求される動作レンジは、４μＷ／ｃｍ^２〜５００ｍＷ／ｃｍ^２の範囲である。したがって、上記受信回路の増幅器では、少なくとも１２５００倍幅の動作レンジが必要である。
【００１１】
従来は、通信速度による感度差をつけずに増幅器の帯域を適切に設定するか、通信速度による感度差に合わせて増幅器５２、５３の帯域とゲインとを切り替えるかの、何れかの方式で受信回路を構成していた。図１１に示す端子（ＭＯＤＥ）５７が、切り替え用の端子である。
【００１２】
図１３に、従来の増幅器の周波数特性のグラフを示す。また、図１４に、通信速度に応じてそれぞれ、増幅器のゲインと周波数特性を最適化した場合のグラフを示す。また、図５には、ＩｒＤＡで規定された、通信速度における発光側の出力信号スペクトルのグラフを示す。発光側出力の規定は、２．４ｋｂｐｓ〜１１５．２ｋｂｐｓの低速通信では、４０ｍＷ／ｓｒ、１１５．２ｋｂｐｓを超える通信速度では、１００ｍＷ／ｓｒと約２．５倍の出力差があり、その分、受信側感度が低速通信に対して、高速通信が１／２．５倍となっている。尚、通信方式はパルスによるベースバンド方式であり、実際の信号のスペクトルは、ＤＣレベルを含み、また、低周波から高周波まで広がった形態となっている。図５では、記載の簡素化のため、各通信速度での基本周波数スペクトルで代表させて記述されている。
【００１３】
【特許文献１】
特開平９−１７２４１１号公報（公開日：１９９７年６月３０日）
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例においては、以下の課題がある。
（Ａ）通信速度毎に、使用される帯域と信号列、要求される受信感度が異なるため、それぞれの受信回路を最適化しなければ、受信回路の性能がでない。
（Ｂ）通信速度の高速化に伴い周波数帯域の拡張が必要であり、そのため雑音が増加するという問題を生じている。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明の通信用受信回路は、上記課題を解決するために、（ｉ）複数の通信速度の信号を受信して、それぞれ増幅してパルスとして出力するための受信増幅部（アンプ）と、上記受信増幅部のゲインを制御するためのゲイン制御部（ＡＧＣ）と、高速通信時のＡＧＣセトリング時間を低速時のセトリング時間よりも長くなるように設定するためのセトリング設定部とを有していることを特徴としている。
（ｉｉ）前項（ｉ）において、さらに、低速通信時のＡＧＣリリース時間を、高速通信時のＡＧＣリリース時間より長く設定するためのリリース設定部を有していてもよい。
（ｉｉｉ）前項（ｉ）または（ｉｉ）において、低速通信時に受信増幅部ゲインを、高速通信時の受信増幅部ゲインより高く設定するためのゲイン設定部と、受信増幅部の周波数帯域をそれぞれの通信速度の信号帯域に合わせて設定する周波数帯域設定部とを有していていてもよい。
（ｉｖ）前項（ｉ）ないし（ｉｉｉ）の何れかにおいて、低速通信時のＡＧＣ動作レンジを、高速通信時のＡＧＣ動作レンジより小さくなるように設定されていてもよい。
（ｖ）前項（ｉ）ないし（ｉｖ）の何れかにおいて、パルス検出のためのしきい値を制御するための、しきい値制御部（ＡＴＣ）を、上記ＡＴＣのセトリング時間が低速通信時より高速通信時に長くなるように設定されて有していてもよい。
（ｖｉ）前項（ｉ）ないし（ｖ）の何れかにおいて、ＡＴＣのセトリング時間を低速通信時、高速通信時それぞれのＡＧＣセトリング時間よりも長くなるように設定してもよい。
（ｖｉｉ）前項（ｉ）ないし（ｖｉ）の何れかにおいて、パルス検出のためのしきい値を、低速通信時より高速通信時に高くなるように設定してもよい。
（ｖｉｉｉ）前項（ｉｉｉ）ないし（ｖｉｉ）の何れかにおいて、高速通信時の受信増幅部ゲインを低速通信時の受信増幅部ゲインに対して、４０％以上、１００％未満に設定してもよい。
（ｉｘ）前項（ｉｉｉ）ないし（ｖｉｉｉ）の何れかにおいて、ゲイン設定のための分岐周波数を３００ｋＨｚ〜１．１５ＭＨｚの範囲内に設定してもよい。
（ｘ）前項（ｉ）ないし（ｉｘ）の何れかにおいて、低速通信時のＡＧＣセトリング時間を使用されるパルス幅以内に設定し、高速通信時のＡＧＣセトリング時間を使用される信号列のヘッダーパターンの時間以内に設定してもよい。
（ｘｉ）前項（ｉ）ないし（ｘ）の何れかにおいて、通信開始前に高速通信に対応させ、入力信号の最初のパルスのパルス幅が一定値以上の幅であれば、低速通信対応へ切り替える切り替え部を設けてもよい。
（ｘｉｉ）前項（ｘｉ）において、切り替え部は、入力信号からの、最初のパルスのパルス幅が一定値以上であれば低速通信モードに切り替えるように設定されており、その一定値の設定を５２０ｎｓｅｃ〜１．４μｓｅｃの間に設定してもよい。
（ｘｉｉｉ）前項（ｉ）ないし（ｘｉｉ）の何れかにおいて、受信増幅部の受信出力（ＶＯ）に対し、受信増幅部からの出力信号から、複数の通信速度をそれぞれ、例えばパルス幅やヘッダーパターンに基づいて検出するための検出部が、ＡＧＣやＡＴＣに接続されて設けられていてもよい。
＜作用＞
本発明においては、前項に記載した各手段によって、以下のとおり、複数の各通信速度に応じて受信回路の最適化ができる作用を得る。
【００１６】
前項（ｉ）の手段によれば、ＡＧＣヘッダーが無い低速通信の信号（コード）では、最初の先頭パルスで入力信号の大きさを判別してＡＧＣをセットし、ＡＧＣヘッダーを有する高速通信の信号（コード）では、ＡＧＣセトリング時間を低速通信より長く設定して、受信増幅部自身のノイズや外乱ノイズの影響を軽減して安定に受信させることができる。
【００１７】
前項（ｉｉ）の手段により、信号列のＤｕｔｙが不定である低速通信の信号（コード）では、ＡＧＣリリース時間を長く設定し、信号列のＤｕｔｙが固定されている高速通信の信号（コード）では、ＡＧＣリリース時間を低速通信より短く設定して、受信増幅部自身のノイズや外乱ノイズの影響を軽減して安定に受信させることができる。
【００１８】
前項（ｉｉｉ）の手段によって、高速通信時に受信増幅部自身のノイズや外乱ノイズの雑音に対する感度を低減し、安定に受信させることができる。
【００１９】
前項（ｉｖ）の手段によって、高速通信時にＡＧＣの動作レンジを大きく設定し、高速通信時に受ける波形歪の影響を低減できる。
【００２０】
前項（ｖ）の手段によって、ＡＧＣヘッダーが無い低速通信の信号（コード）では、最初の先頭パルスでパルス検出用しきい値を迅速にセットし、ＡＧＣヘッダーのある高速通信の信号（コード）では、パルス検出用しきい値を低速通信のときより、ゆっくりと設定して、受信増幅部自身のノイズや外乱ノイズの影響を軽減して安定に受信させることができる。
【００２１】
前項（ｖｉ）の手段によって、ＡＧＣのオーバーシュートによるパルス検出漏れを防止できる。
【００２２】
前項（ｖｉｉ）の手段によって、低速通信時のパルス検出漏れと、高速通信時の波形歪による受信出力パルス幅の太りを防止できる。
【００２３】
前項（ｖｉｉｉ）、（ｉｘ）、（ｘ）の手段によって、ＩｒＤＡの低速通信と高速通信のゲインの最適化ができる。
【００２４】
前記（ｘｉ）の手段によって、低速通信と高速通信とを判別してそれぞれの通信に対して受信回路の性能を最適化できる。
【００２５】
前記（ｘｉｉ）または（ｘｉｉｉ）の手段によって、ＩｒＤＡ等の赤外線通信の中低速通信と高速通信とを判別してそれぞれの通信に対して受信回路の性能を最適化できる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の各形態について図１ないし図１０に基づいて説明すれば、以下の通りである。
【００２７】
本発明における実施の第一形態に係る赤外線受信回路（通信用受信回路）は、図１のブロック図にて示すように、フォトダイオード１と、各増幅器（ａｍｐ、受信増幅部）３、５と、増幅された電気信号をパルス成形するための比較器７と、出力端子９と、複数の通信速度の各モードの切り替えを入力するための切り替え用端子１１と、各増幅器３、５のゲイン（利得）を制御するための自動ゲイン制御回路（ＡＧＣ、ゲイン制御部）１３とを有している。上記各増幅器３、５と比較器７とによって、受信した、複数の通信速度の信号をそれぞれ増幅しパルス整形して出力するための受信増幅部を形成している。
【００２８】
上記フォトダイオード１は、入射された赤外線信号を電気信号に変換して出力するためのものである。上記赤外線信号は、デジタル信号であるデータ信号や指示用信号や制御用信号を伝送用に、例えばＮＲＺ変調したデジタル伝送信号を、搬送波としての赤外線に畳重したものである。
【００２９】
上記各増幅器３、５は、フォトダイオード１からの電気信号を、後述のパルス生計に好適なパルス振幅値まで増幅するためのＯＰアンプ等である。上記比較器７は、例えばヒステリシスコンパレータ回路が用いられ、増幅器５からの増幅器出力信号（ａｍｐ＃ｏｕｔ）が一方の第一入力端子に入力され、他方の第二入力端子には、しきい値（Ｔｈｒｅｓｈ）が入力され、増幅器出力信号が、例えばしきい値以上のときは所定の電圧値を、しきい値未満のときは接地電圧（ＧＮＤ電圧）を出力して、パルス整形できるようになっている。なお、増幅器出力信号が、しきい値以上のときに接地電圧を出力するように、逆に設定してもよい。
【００３０】
前記ＡＧＣ１３は、増幅器出力信号（ａｍｐ＃ｏｕｔ）が入力され、その平均値等により増幅器出力信号（ａｍｐ＃ｏｕｔ）の振幅値を検出し、その振幅検出値から、各増幅器３、５のゲインを制御するためのＡＧＣ制御信号（ａｇｃ＃ｏｕｔ）を生成し、各増幅器３、５にそれぞれ出力するようになっている。
【００３１】
図１に示した赤外線受信回路は、図１１に記載の従来例に対して、通信速度のモードを切り替えるための端子（ＭＯＤＥ、周波数帯域設定部）１１から、増幅器５の周波数帯域の中心周波数や幅だけではなく、ＡＧＣ１３をも制御する構成としている。
【００３２】
つまり、ＡＧＣ１３は、低速通信時にはＡＧＣセトリング時間を速く（短く、ａｍｐ＃ｏｕｔの例えば１パルス幅程度に）設定し、高速通信時のＡＧＣセトリング時間を低速時のＡＧＣセトリング時間よりも、２倍〜４倍程度に遅く（長く、ａｍｐ＃ｏｕｔの例えば３パルス程度に）設定するセトリング設定部（図示せず）を有している。ＡＧＣセトリング時間とは、各増幅器３、５のゲイン制御にかける時間（期間）であり、言い換えると、ＡＧＣ機能が動作しはじめて安定な状態になるまでの時間を意味する。
【００３３】
そのような設定に関する各パルス信号の処理を、各パルス波形図（イメージ）にて示したものが図２（ａ）ないし図２（ｃ）である。図２の（ａ）は、小信号時を示しており、一定のアンプ波形に対して、パルス検出のためのしきい値が設定され、パルス検出される。図２の（ｂ）および図２の（ｃ）は、大信号時でＡＧＣ動作する状態を示している。
【００３４】
図２の（ｂ）は低速通信時であり、大きな信号を受信したときに高速に信号振幅を検出してアンプゲインを調整するためのＡＧＣレベル（ａｇｃ＃ｏｕｔ）が急速に立ち上がり（セトリング時間が短い）、信号（ａｍｐ＃ｏｕｔ）の振幅が所定の振幅に迅速に設定される。そして、予め設定されていたしきい値（Ｔｈｒｅｓｈ）によって、パルス検出される。
【００３５】
図２の（ｃ）は高速通信時であり、大きな信号を受信したときに信号振幅を検出してアンプゲインを調整するためのＡＧＣレベル（ａｇｃ＃ｏｕｔ）は低速通信時のそれに比べてゆっくりと立ち上がり（つまり、ＡＧＣセトリング時間が長く設定）、いくらかのパルスが入力されることによって、信号（ａｍｐ＃ｏｕｔ）の振幅が所定の振幅に設定される。そして、予め設定されていた、しきい値（Ｔｈｒｅｓｈ）によって、パルス検出される。
【００３６】
これにより、本実施の形態は、ＡＧＣヘッダーが無い低速通信用の信号（コード）では、最初の先頭パルスで入力信号の大きさを判別してＡＧＣを迅速にセットし、ＡＧＣヘッダーのある高速通信用の信号（コード）では、ＡＧＣセトリング時間を長く設定して、各増幅器３、５自身のノイズや外乱ノイズの影響を軽減して安定に受信させることができる。なお、本実施に形態では、通信速度毎のモード切り替え機能を備えた例を挙げたが、通信速度毎の出力端子を備えた構成としてもよい。
【００３７】
次に、本発明の実施の第二形態について説明する。上記実施の第二形態においては、上記の受信回路で、さらに、低速通信時のＡＧＣリリース時間を長く設定し、高速通信時のＡＧＣリリース時間を低速通信時より短く設定するような手段（リリース設定部、図示せず）を施すことにより、ＩｒＤＡの通信速度に応じた最適な受信ができる。
【００３８】
ＡＧＣリリース時間とは、ＡＧＣが初期状態に戻るまでの時間を意味する。具体例で示すと、受信器内の増幅回路に信号が入力されていないときのゲインをＡ１とし、ある大きな信号が入力して、増幅回路のゲインがＡＧＣ機能により低減されたときのゲインをＡ２とすると、ある大きな信号が入力されたときにＡＧＣ機能によりゲインが低減されるとき、信号が入力され始めた瞬間から、増幅器のゲインが低減されてＡ２になって安定に動作するまでの時間をＡＧＣセトリングタイムと定義し、信号が終了した瞬間から、ＡＧＣ機能が解除され、増幅回路のゲインが元のＡ１の状態に戻って安定となるまでの時間をＡＧＣリリース時間と定義する。
【００３９】
すなわち、低速通信用の信号（コード）では、非同期型の信号列で、Ｄｕｔｙが不定であるから、図３に示すように、ＡＧＣリリース時間を長く設定することにより、信号Ｄｕｔｙの変動の影響を低減して、しきい値レベルに対する信号振幅の相対レベルを安定させることにより安定したパルス検出が可能となる。
【００４０】
一方、Ｄｕｔｙが固定されている高速通信用の信号（コード）では、ＡＧＣリリース時間を短く設定しても、しきい値レベルに対する信号振幅の相対レベルはほとんど安定になっている。ＡＧＣのリリース時間を短く設定するメリットは、各増幅器３、５自身のノイズや外乱ノイズの影響を軽減して安定に受信させることができることにある。
【００４１】
逆にＡＧＣリリース時間を長く設定すると、正規に入力される信号が小さいときでも、各増幅器３、５自身のノイズや外乱ノイズの影響を受けて、ＡＧＣ１３によりゲイン調整されてしまい、その回復が遅くなるため、正規の信号パルスが検出できなくなる。
【００４２】
それらのイメージを示したのが図３である。図３の（ｂ）では、ａｍｐ＃ｏｕｔ波形に生じた不要ノイズによりＡＧＣレベル（ａｇｃ＃ｏｕｔ）が必要以上に立ち上ってしまい、ａｍｐ＃ｏｕｔ振幅が小さくなりすぎて、しきい値レベル（Ｔｈｒｅｓｈ）に対して、振幅が不充分になってしまう様子を示している。図３の（ｃ）では、ａｍｐ＃ｏｕｔ波形の不要ノイズによりＡＧＣレベル（ａｇｃ＃ｏｕｔ）が立ち上るが、ＡＧＣ１３のセトリング時間を遅く（長く）設定しているため、前述の症状は軽減されてパルス検出への影響はほとんどでない。
【００４３】
さらに、低速通信時に各増幅器３、５のゲインを高く設定し、高速通信時に低速時より各増幅器３、５のゲインを低く設定し、増幅器５の周波数帯域をそれぞれの通信速度の信号帯域に合わせて設定することが好ましい。このために、ゲイン設定部（図示せず）がＡＧＣ１３に設けられている。
【００４４】
低速通信時にはＡＧＣのセトリング時間を高速（短時間）に設定すると、増幅器５自身のノイズや外乱ノイズの影響を非常に受けやすい状態である。その状態では、増幅器５の帯域をなるべく狭帯域に前記の周波数帯域設定部によって設定することが望ましい。
【００４５】
以下に、本発明の実施の第三形態について説明する。図４は、本発明における実施の各形態に用いられる、各通信速度での全信号の周波数特性を示すグラフである。
【００４６】
また、前記のゲイン設定部（図示せず）は、図５に示す信号スペクトルの周波数毎の強度に対して、低周波側でのゲインを高く設定し、高周波側でのゲインを低周波側より低く設定するようにも設けられている。従来技術の欄で示したとおり、低速（２．４ｋｂｐｓ〜１１５．２ｋｂｐｓ）の感度規格に対して、高速（１１５．２ｋｂｐｓを超える速度）の感度規格は１／２．５となっているため、ゲインを４０％まで低下させることにより、雑音を最小に押さえて、感度規格を満足させることができる。
【００４７】
しかしながら、高速通信時では、発光側信号のなまりや、受信用のフォトダイオード１の応答低下等により、各増幅器３、５のゲインのみで感度が決まらない場合がある。したがって、使用するフォトダイオード（受光素子）１や受光用レンズの条件により、高周波側でのゲインを低周波側でのゲインに対して、４０％以上、１００％未満の間で最適化して設定することが望ましい。
【００４８】
また、ゲイン設定を変える分岐周波数は、３００ｋＨｚ〜１．１５ＭＨｚの範囲内の何れかに設定することによりＩｒＤＡ規格に対して最適な受信が可能となる。
【００４９】
続いて、本発明の実施の第四形態について説明する。本実施の第四形態においては、ＡＧＣ１３に、低速通信時にＡＧＣ機能をＯＦＦするかＡＧＣ動作レンジ（ＡＧＣ動作範囲）を小さく設定し、高速通信時にＡＧＣ動作レンジを低速通信時より大きくなるように設定するためのレンジ設定部（図示せず）が設けられている。
【００５０】
本来、ＡＧＣ動作レンジは大きい方が、パルス検出時のパルス幅の再生がしやすいが、本実施の第四形態では、低速通信時と高速通信時とでＡＧＣ動作レンジの設定を分けている。
【００５１】
低速通信時は、もともとパルス信号の速度が遅い（つまり、パルス幅が高速通信時より大きい）ため、大信号入力時の波形歪の影響を受けにくい。逆に信号のＤｕｔｙが固定されていないためＡＧＣ動作させにくい。したがって、低速通信時はＡＧＣをＯＦＦするか、動作レンジを小さく設定した方が有利である。
【００５２】
それに対して高速通信時は、もともと使用されるパルス幅が細い（小さい）ため、大信号入力時に波形歪によってパルス幅が太るなどの問題があり、ＡＧＣ動作レンジを大きく設定することにより、波形歪の発生を軽減できる。
【００５３】
以下に、本発明の実施の第五形態について説明する。本実施の第五形態に係る受信回路は、図６のブロック図に示すように、図１に示す受信回路に加えて、パルス検出のためのしきい値を生成するための自動しきい値制御部（ＡＴＣ）１５を備えている。本実施の形態では、上記ＡＴＣ１５のセトリング時間を低速通信時に速く設定し、高速通信時にＡＴＣセトリング時間を低速時より遅く（長く）なるように設定している。
【００５４】
その設定時に処理された各パルス波形の例は、図７に示す各波形図（波形イメージ）にて示されている。図７の（ｂ）は低速通信時、図７の（ｂ）は高速通信時の波形イメージである。ＡＧＣヘッダーが無い低速通信用の信号（コード）では、最初の先頭パルスの期間内にて、パルス検出用のしきい値（ａｔｃ＃ｏｕｔ）のセットをほぼ完了し、ＡＧＣヘッダーを有する高速通信用の信号（コード）では、パルス検出用のしきい値（ａｔｃ＃ｏｕｔ）をゆっくり設定して、増幅器３、５自身のノイズや外乱ノイズの影響を軽減して安定に受信させることができる。
【００５５】
次に、本発明の実施の第六形態について説明する。本実施の第六形態では、ＡＴＣのセトリング時間を低速通信時、高速通信時それぞれのＡＧＣセトリング時間よりも遅く（長く）なるように設定している。これにより、ＡＧＣのオーバーシュートによるパルス検出漏れを防止できる。図７の（ｂ）は低速通信時、（ｂ）は高速通信時の波形イメージである。
【００５６】
続いて、本発明の実施の第七形態について説明する。本実施の第七形態では、パルス検出のためのしきい値を、低速通信時にしきい値を低く設定し、高速通信時にしきい値を低速通信時より高くなるように設定している。これによって、低速通信時のパルス検出漏れと、高速通信時の波形歪による受信出力パルス幅の太りを防止できる。図７の（ｂ）は低速通信時、（ｂ）は高速通信時の波形イメージである。
【００５７】
次に、本発明の実施の第八形態について説明する。本実施の第八形態では、前記実施の第一形態（図１）または第五形態（図６）に示した受信回路を用い、低速通信時のＡＧＣセトリング時間を、低速通信時にパルス整形されて得られる出力信号に使用される１パルスのパルス幅時間以内に設定し、高速通信時のＡＧＣセトリング時間を、高速通信時に使用される信号列のヘッダーパターンの時間以内に設定している。
【００５８】
本実施の形態においては、低速通信時は、ＡＧＣヘッダーが無いため最適受信を行うためには、使用される１パルスのパルス幅時間以内でＡＧＣセットされることが望ましい。また、高速通信時はＡＧＣヘッダーパターンが使用されるためその時間以内でＡＧＣがセットされればよい。これによって、ＩｒＤＡのコードに対して受信システムの最適化ができる。図２の（ｂ）は低速通信時、（ｂ）は高速通信時の波形イメージである。
【００５９】
次に、本発明の実施の第九形態について説明する。本実施の第九形態においては、図８に示すように、フォトダイオード１で受信して出力された電気信号を増幅器３で増幅したあとに、各増幅器５、１７をそれぞれ設け、以降それぞれに、各ＡＧＣ１３、２１、各ＡＴＣ１５、２３、各比較器（コンパレータ）７、１９、各出力端子（ＶＯＸ、ＶＯＹ）９、１０が図の通り接続されている。また、前記の実施の各形態に記載と同一の機能を有する部材については、同一の部材番号を付与してそれらの説明を省いた。
【００６０】
本実施の形態の構成によっても、図１と同様に、前述の本発明の効果を実現可能である。低速通信、高速通信に対して、それぞれどのように受信システムを最適化するかを下表に整理する。
【００６１】
【表２】

【００６２】
ここで、中速と表現した通信速度については、低速通信と同様の扱いして設定する場合と高速通信と同様の扱いとして設定する場合のどちらでも考えられる。
【００６３】
続いて、本発明の実施の第十形態について説明する。本実施の第十形態においては、図９に示すように、比較器（受信増幅部）７の受信出力（ＶＯ）に対し、比較器７からの出力信号から、複数の通信速度をそれぞれ、例えばパルス幅やヘッダーパターンに基づいて検出するためのパルス幅検出回路（ＰＷＤＥＴ、検出部）２５が、ＡＧＣ１３やＡＴＣ１５に接続されて設けられている。
【００６４】
これにより、通信開始前に高速通信に対応させ、入力信号の最初のパルスのパルス幅に対して、パルスが一定以上の幅であれば、低速通信対応へ切り替えることによりを自動切り替え可能となっている。低速通信と高速通信とを判別してそれぞれの通信に対して受信回路の性能を最適化できる。
【００６５】
言い換えると、本実施の形態では、初期に高速通信が受信できる対応に設定するための初期設定部（図示せず）をＡＧＣ１３に設けておいて、パルス幅検出回路２５からの検出結果に基づき、最初の受信パルスが一定時間未満であればそのまま高速通信と判別し、最初のパルスが一定時間以上にて存在すると判定された場合は、低速通信対応に切り替えるための切り替え部（図示せず）をＡＧＣ１３に設けて、前記表２のように設定の切り替えを行えばよい。
【００６６】
この場合、ＡＧＣセトリング時間（ＡＧＣセトリング）、ＡＴＣセトリング時間（ＡＴＣセトリング）とも初期は高速対応で遅く設定されており、低速通信と判別できた段階でＡＧＣセトリング時間、ＡＴＣセトリング時間の高速化へ切り替えるため矛盾無く通信モードが切り替え可能である。
【００６７】
以下に、本発明の実施の第十一形態について説明する。本実施の第十一形態においては、図９に示すように、パルス幅検出回路（ＰＷＤＥＴ）２５によって、入力信号の最初のパルスのパルス幅が「一定値」以上であれば低速通信モードに切り替えるようにする。これによって、ＩｒＤＡの中低速通信と高速通信とを判別してそれぞれの通信に対して受信回路の性能を最適化できる。
【００６８】
図１０にＩｒＤＡ規格で規定されている、通信速度毎の使用パルス幅を示す。４Ｍｂｐｓと１．１５２Ｍｂｐｓの通信速度の違いをパルス幅のみで判別することはできない。４３４ｎｓｅｃ〜１．６３μｓｅｃの間でのパルス幅時間を境に判別するのが最も容易である。ＩｒＤＡ規格では、赤外線の光パルスの幅に変動のマージンが規定されており、０．５７６Ｍｂｐｓのパルス幅の最大値が、５２０．８ｎｓｅｃ、１１５．２ｋｂｐｓのパルス幅の最小値が１．４１μｓｅｃであるため、前記の「一定値」の値を５２０ｎｓｅｃ〜１．４μｍの範囲内に設定することが好ましい。
【００６９】
なお、上記パルス幅検出回路２５については、前記の実施の各第一ないし第九形態のいずれに対しても、また、それらのいかなる組み合わせに対しても、その出力を通信速度のモードを切り替えるための、前記の端子１１に入力することで、複数の各通信速度の検出部として適用可能なことは明らかである。
【００７０】
また、上記パルス幅検出回路２５では、複数の各通信速度の識別を、ＡＧＣヘッダーの有無により検出したが、上記識別を他のコード、例えば高速通信に用いられるスタートフラッグ（例えば、’７Ｅ’ｈｅｘ（０１１１１１１０）にて表記されるコード）に基づいて行ってもよい。
【００７１】
上記の実施の各第一ないし第十一形態に記載の通信用受信回路は、通信可能な仕様を有する、どのような電子機器にも適用可能であり、各通信速度に応じて、電子機器間の通信を安定化できて、電子機器の動作を確実化できる。
【００７２】
以上説明したように、本発明によれば、特に、一般的に普及している赤外線通信の規格であるＩｒＤＡにおいて、以下の効果を得る。
（Ａ）通信速度毎に、使用される帯域と信号列、要求される受信感度が異なるが、それぞれの受信システムを最適化して、通信速度毎に受信回路を高性能にできると共に、
（Ｂ）通信速度の高速化に伴い周波数帯域の拡張が必要であるが、それに伴って雑音が増加することに対して、通信速度毎の受信回路のゲインと周波数帯域を最適化できるため、結果としてＳ／Ｎ比を改善できるという効果を奏する。
【００７３】
また、上記では、本発明の通信用受信回路は、ＩｒＤＡ等の赤外線通信方式を適用した例を挙げたが、複数の通信速度を有する通信規格に対する受信回路に適用可能である。
【００７４】
また、本発明は、通信用受信回路での動作をソフトウエア（受信方法）にて記載可能であり、その受信方法をコンピュ−タにて読み取り、実行可能なプログラムの形態とすることができる。さらに、上記プログラムをコンピュ−タにて読み取り、実行可能な記録媒体（ＣＤ−ＲＯＭなど）に記憶させ、市場に流通させることも可能である。
【００７５】
【発明の効果】
本発明の通信用受信回路は、以上のように、受信した、複数の通信速度の信号をそれぞれ増幅しパルス整形して出力するための受信増幅部と、上記受信増幅部のゲインを制御するためのＡＧＣと、ＡＧＣのセトリング時間を低速通信時より高速通信時が長くなるように設定するためのセトリング設定部とを有している構成である。
【００７６】
それゆえ、上記構成によれば、通信速度毎に、使用される帯域と信号列、要求される受信感度が異なるが、それぞれの受信システムをＡＧＣのセトリング時間をそれぞれ設定することにより最適化して、通信速度毎に受信回路を高性能化できるという効果を奏する。
【００７７】
上記通信用受信回路では、さらにＡＧＣのリリース時間を、高速通信時より低速通信時が長くなるように設定するためのリリース設定部を有していてもよい。
【００７８】
それゆえ、上記構成によれば、信号列のＤｕｔｙが不定である低速通信の信号（コード）では、ＡＧＣのリリース時間を長く設定し、信号列のＤｕｔｙが固定されている高速通信の信号（コード）では、ＡＧＣのリリース時間を短く設定して、受信増幅部自身のノイズや外乱ノイズの影響を軽減して安定に受信させることができるという効果を奏する。
【００７９】
上記通信用受信回路においては、受信増幅部のゲインを、高速通信時より低速通信時が高くなるように設定するためのゲイン設定部と、受信増幅器の周波数帯域をそれぞれの通信速度の信号帯域に合わせて設定するための周波数帯域設定部とを有していてもよい。
【００８０】
それゆえ、上記構成によれば、高速通信時に受信増幅部自身のノイズや外乱ノイズの雑音に対する受信回路感度を低減することにより、安定に受信させることができるという効果を奏する。
【００８１】
上記通信用受信回路では、ゲイン設定部は、高速通信時の受信増幅部のゲインを低速通信時の受信増幅部のゲインに対して、４０％以上、１００％未満に設定するようになっていることが好ましい。
【００８２】
上記通信用受信回路ではゲイン設定部は、ゲイン設定のための通信速度の分岐周波数が３００ｋＨｚ〜１．１５ＭＨｚの範囲内に設定されていることが望ましい。
【００８３】
それゆえ、上記構成によれば、通信速度の高速化に伴い周波数帯域の拡張が必要であるが、それに伴って雑音が増加することに対して、通信速度毎の受信増幅部のゲインと周波数帯域を最適化できるため、結果としてＳ／Ｎ比を改善できるという効果を奏する。
【００８４】
上記通信用受信回路においては、低速通信時のゲイン制御部の動作レンジを、高速通信時のゲイン制御部の動作レンジより小さく設定するためのレンジ設定部を有していることが好ましい。
【００８５】
それゆえ、上記構成によれば、高速通信時にＡＧＣの動作レンジを大きく設定して、高速通信時に受ける波形歪の影響を低減できるという効果を奏する。
【００８６】
上記通信用受信回路では、パルス検出のためのしきい値を制御するための、ＡＴＣを、上記ＡＴＣのセトリング時間が低速通信時より高速通信時に遅くなるように設定されて有していていてもよい。
【００８７】
それゆえ、上記構成によれば、ＡＧＣヘッダーが無い低速通信の信号（コード）では、最初の先頭パルスでパルス検出用のしきい値をセットし、ＡＧＣヘッダーのある高速通信の信号（コード）では、パルス検出用のしきい値をゆっくり設定し、受信増幅部自身のノイズや外乱ノイズの影響を軽減して安定に受信させることができるという効果を奏する。
【００８８】
上記通信用受信回路においては、ＡＴＣは、ＡＴＣのセトリング時間が低速通信時、高速通信時それぞれのＡＧＣのセトリング時間よりも遅くなるように設定されていてもよい。
【００８９】
それゆえ、上記構成によれば、ＡＴＣのセトリング時間が、ＡＧＣの各セトリング時間より長くなるので、ＡＧＣのオーバーシュートによるパルス検出漏れを防止できるという効果を奏する。
【００９０】
上記通信用受信回路では、ＡＴＣは、しきい値を、高速通信時より低速通信時が低くなるように設定するようになっていてもよい。
【００９１】
それゆえ、上記構成によれば、低速通信時のパルス検出漏れと、高速通信時の波形歪による受信出力パルス幅の太りを抑制できるという効果を奏する。
【００９２】
上記通信用受信回路においては、セトリング設定部は、低速通信時のＡＧＣのセトリング時間を、使用される信号のパルス幅の時間以内に設定すると共に、高速通信時のＡＧＣのセトリング時間を、使用される信号列のヘッダーパターンの時間以内に設定するようになっていてもよい。
【００９３】
それゆえ、上記構成によれば、特に、ＩｒＤＡの低速通信と高速通信のゲインの最適化ができるという効果を奏する。
【００９４】
上記通信用受信回路では、通信開始前に高速通信に対応するように通信速度を設定する初期設定部と、入力信号からの、最初に出力されたパルスが一定値以上の幅であれば、低速通信対応へ切り替えるための切り替え部とを有していてもよい。
【００９５】
上記通信用受信回路では、受信増幅部からの出力信号から、複数の通信速度をそれぞれ検出するための検出部を有していてもよい。
【００９６】
それゆえ、上記構成によれば、低速通信と高速通信とを判別してそれぞれの通信に対して受信回路の性能を最適化できるという効果を奏する。
【００９７】
上記通信用受信回路においては、受信増幅部は、赤外線を搬送波とした信号を受信するようになっており、切り替え部は、入力信号からの、最初のパルスのパルス幅が４３４ｎｓｅｃ以上であれば低速通信モードに切り替えるように設定されていることが望ましい。
【００９８】
上記構成によれば、特に、ＩｒＤＡの低速通信と高速通信のゲインの最適化ができるという効果を奏する。
【００９９】
本発明の電子機器は、以上のように、上記の何れかの通信用受信回路を含む構成である。
【０１００】
それゆえ、上記構成によれば、通信を安定化できる通信用受信回路を含むので、通信を確実化できて、動作を安定化できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る実施の第一ないし第四、並びに第八の各形態の通信用受信回路のブロック図である。
【図２】本発明に係る実施の第一および第八の各形態の増幅後の受信信号の各波形を示すグラフであり、（ａ）は小信号時、（ｂ）は大信号時で、低速時、（ｃ）は大信号時で、高速時をそれぞれ示す。
【図３】本発明に係る実施の第二形態の増幅後の受信信号の各波形を示すグラフであり、（ａ）は小信号時、（ｂ）は大信号時で、低速時、（ｃ）は大信号時で、高速時をそれぞれ示す。
【図４】本発明の実施の形態に用いた通信規格の全信号を合わせたときの周波数特性例を示すグラフである。
【図５】本発明に用いた、赤外線通信の通信規格における、各通信速度にて受信される伝送信号の各周波数スペクトルをそれぞれ示すグラフである。
【図６】本発明に係る実施の第五ないし第七の各形態の通信用受信回路を示すブロック図である。
【図７】本発明に係る実施の第五ないし第七の各形態の増幅後の受信信号の各波形を示すグラフであり、（ａ）は小信号時、（ｂ）は大信号時で、低速時、（ｃ）は大信号時で、高速時をそれぞれ示す。
【図８】本発明に係る実施の第九形態の通信用受信回路を示すブロック図である。
【図９】本発明に係る実施の第十および第十一の各形態の通信用受信回路を示すブロック図である。
【図１０】（ａ）〜（ｆ）は、本発明に用いた、赤外線通信の通信規格における、各通信速度を示す信号のパルス幅をそれぞれ示すグラフである。
【図１１】従来の通信用受信回路を示すブロック図である。
【図１２】上記従来の通信用受信回路における受信信号の各波形を示すグラフであり、（ａ）は入力信号、（ｂ）は受信回路の内部波形、（ｃ）は受信回路の主釣りョ器波形をそれぞれ示す。
【図１３】従来の通信用受信回路に用いられる、信号の周波数特性を示すグラフである。
【図１４】従来の通信用受信回路に用いられる、各通信速度での信号の周波数特性を示すグラフである。
【符号の説明】
１フォトダイオード（ＰＤ）
３、５増幅器（ａｍｐ）
７比較器（ｃｍｐ）
９出力端子（ＶＯ）
１３ゲイン制御部（ＡＧＣ）
１５しきい値制御部（ＡＴＣ）

Claims

受信した、複数の通信速度の信号をそれぞれ増幅しパルス整形して出力するための受信増幅部と、
上記受信増幅部のゲインを制御するためのゲイン制御部と、
ゲイン制御部のセトリング時間を低速通信時より高速通信時が長くなるように設定するためのセトリング設定部とを有していることを特徴とする通信用受信回路。
さらに、ゲイン制御部のリリース時間を、高速通信時より低速通信時が長くなるように設定するためのリリース設定部を有していることを特徴とする請求項１に記載の通信用受信回路。
受信増幅部のゲインを、高速通信時より低速通信時が高くなるように設定するためのゲイン設定部と、
受信増幅器の周波数帯域をそれぞれの通信速度の信号帯域に合わせて設定するための周波数帯域設定部とを有していることを特徴とする請求項１または２に記載の通信用受信回路。
ゲイン設定部は、高速通信時の受信増幅部のゲインを低速通信時の受信増幅部のゲインに対して、４０％以上、１００％未満に設定するようになっていることを特徴とする請求項３に記載の通信用受信回路。
ゲイン設定部は、ゲイン設定のための通信速度の分岐周波数が３００ｋＨｚ〜１．１５ＭＨｚの範囲内に設定されていることを特徴とする請求項３または４に記載の通信用受信回路。
低速通信時のゲイン制御部の動作レンジを、高速通信時のゲイン制御部の動作レンジより小さく設定するためのレンジ設定部を有していることを特徴とする請求項１ないし５の何れかに記載の通信用受信回路。
パルス検出のためのしきい値を制御するための、しきい値制御部を、上記しきい値制御部のセトリング時間が低速通信時より高速通信時に遅くなるように設定されて有していることを特徴とする請求項１ないし６の何れかに記載の通信用受信回路。
しきい値制御部は、しきい値制御部のセトリング時間が低速通信時、高速通信時それぞれのゲイン制御部のセトリング時間よりも遅くなるように設定されていることを特徴とする請求項７に記載の通信用受信回路。
しきい値制御部は、しきい値を、高速通信時より低速通信時が低くなるように設定するようになっていることを特徴とする請求項７または８に記載の通信用受信回路。
セトリング設定部は、低速通信時のゲイン制御部のセトリング時間を、使用される信号のパルス幅の時間以内に設定すると共に、高速通信時のゲイン制御部のセトリング時間を、使用される信号列のヘッダーパターンの時間以内に設定するようになっていることを特徴とする請求項１ないし９の何れかに記載の通信用受信回路。
通信開始前に高速通信に対応するように通信速度を設定する初期設定部と、
入力信号からの、最初に出力されたパルスが一定値以上の幅であれば、低速通信対応へ切り替えるための切り替え部とを有していることを特徴とする請求項１ないし１０の何れかに記載の通信用受信回路。
受信増幅部は、赤外線を搬送波とした信号を受信するようになっており、
切り替え部は、入力信号からの、最初のパルスのパルス幅が一定値以上であれば低速通信モードに切り替えるように設定されており、その一定値の設定を５２０ｎｓｅｃ〜１．４μｓｅｃの間に設定したことを特徴とする請求項１１に記載の通信用受信回路。
受信増幅部からの出力信号から、複数の通信速度をそれぞれ検出するための検出部を有していることを特徴とする請求項１ないし１２の何れかに記載の通信用受信回路。
請求項１ないし１３の何れかの通信用受信回路を含むことを特徴とする電子機器。