JP2006295456A

JP2006295456A - 光無線受信機

Info

Publication number: JP2006295456A
Application number: JP2005112151A
Authority: JP
Inventors: Yoshiyuki Yasuda; 禎之安田
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2005-04-08
Filing date: 2005-04-08
Publication date: 2006-10-26

Abstract

【課題】再生音の周波数特性に影響を及ぼすことなく音量を調整する。
【解決手段】音声アナログ信号を１ビット量子化処理して伝送された音声ディジタル光信号（パルスの疎密波）を受光する受光部と、受光部で光電変換された１ビット量子化信号を音声アナログ信号に変換するフィルタ回路と、音声アナログ信号を音に変換するスピーカとを備えた光無線受信機において、スピーカの音量を設定する音量設定信号を出力する音量設定部と、音量設定信号に応じて受光部から出力される１ビット量子化信号のパルス振幅を調整してフィルタ回路に出力するパルス振幅調整部とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、音声アナログ信号を１ビット量子化処理して伝送された音声ディジタル光信号（パルスの疎密波）を受信し、音声アナログ信号を再生する光無線受信機に関する。

図６は、１ビット量子化信号伝送システムの回路構成例を示す（非特許文献１，２）。図において、光無線送信機は、音声アナログ信号を入力とし、１ビット量子化Ａ／Ｄ変換器５１で１ビット量子化信号（パルスの疎密波）に変換し、発光器（IrDA-TX ）５２からオン／オフキーイングされた音声ディジタル光信号（赤外線）として送信する構成である。

光無線受信機は、音声ディジタル光信号を受光器（IrDA-RX ）５３で電気信号（１ビット量子化信号）に変換し、反転バッファ５４で波形整形し、フィルタ回路５５で音声アナログ信号を再生してスピーカ５６を駆動する構成である。このような構成により、光無線受信機にはクロック再生やフレーム同期などのディジタル伝送に特有の回路が必要なくなり、さらにＤ／Ａ変換器も不要となるため、小型・低電力化が可能となる。
http://www.voiceubique.com/technology.html Ryusuke Kawano et al.,"VoiceUbique Ultra-Small High-Quality Infrared Audio Receiver",in Poec. 2005 International Conference on Consumer Erectronics(ICCE 2005), Las Vegas,USA,January 2005, pp.285-286

従来の光無線受信機では、フィルタ回路５５の抵抗値を可変し、損失を増減することにより音量を調整していた。しかし、フィルタ回路５５の抵抗値を可変させる方法では、音量の調整に伴って周波数特性が変化し、再生音も変化する問題があった。

本発明は、再生音の周波数特性に影響を及ぼすことなく音量を調整することができる光無線受信機を提供することを目的とする。

本発明は、音声アナログ信号を１ビット量子化処理して伝送された音声ディジタル光信号（パルスの疎密波）を受光する受光部と、受光部で光電変換された１ビット量子化信号を音声アナログ信号に変換するフィルタ回路と、音声アナログ信号を音に変換するスピーカとを備えた光無線受信機において、スピーカの音量を設定する音量設定信号を出力する音量設定部と、音量設定信号に応じて受光部から出力される１ビット量子化信号のパルス振幅を調整してフィルタ回路に出力するパルス振幅調整部とを備える。

ここで、音量設定部は、電源電圧に対する電圧降下値を調整可能なレベルシフト回路で構成し、パルス振幅調整部は、受光部から出力される１ビット量子化信号を音量設定部の出力電圧に対応するパルス振幅で出力するバッファを備え、受光器から出力される１ビット量子化信号のパルス振幅を調整して出力する構成である。

また、パルス振幅調整部は、受光部から出力される１ビット量子化信号を所定のパルス振幅で出力する入力バッファと、入力バッファからの出力を受けて音量設定部の出力電圧に対応するパルス振幅で出力する出力バッファとを備え、受光器から出力される１ビット量子化信号のパルス振幅を調整して出力する構成としてもよい。

また、パルス振幅調整部は、受光部から出力される１ビット量子化信号を音量設定部の出力電圧に対応するパルス振幅で出力する入力バッファと、入力バッファからの出力を受けて音量設定部の出力電圧に対応するパルス振幅で出力する出力バッファとを備え、受光器から出力される１ビット量子化信号のパルス振幅を調整して出力する構成としてもよい。

また、パルス振幅調整部は、受光器から出力される１ビット量子化信号のパルス振幅を調整し、かつ相補的な信号を生成してフィルタ回路に出力する構成であり、スピーカは相補的な信号により駆動される構成としてもよい。

本発明の光無線受信機は、音量設定部の音量設定信号（出力電圧）に応じて、１ビット量子化信号のパルス振幅を調整する構成により、再生音の周波数特性に影響を及ぼすことなく音量を調整することができる。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の光無線受信機の第１の実施形態を示す。図において、本実施形態の光無線受信機は、受光器（IrDA-RX ）５３の出力Ｐ０を入力バッファ１１および出力バッファ１２をカスケードに接続したパルス振幅調整部に入力し、出力Ｐ０のパルス振幅をレベルシフト回路１３で構成される音量設定部の設定値に従って調整し、その出力Ｐ２をフィルタ回路５５に入力して音声アナログ信号を再生し、スピーカ５６を駆動する構成である。

パルス振幅調整部は、非反転バッファＩＣ１を用いた入力バッファ１１と、ｎチャネル型ＦＥＴと抵抗器による反転バッファＩＣ２を用いた出力バッファ１２から構成される。受光器５３の出力Ｐ０を入力する入力バッファ１１は電源電圧Ｖ0 で動作し、その出力Ｐ１は電源電圧Ｖ0 に対応するパルス振幅となる。入力バッファ１１の出力Ｐ１を入力する出力バッファ１２はレベルシフト回路１３の出力電圧Ｖs で動作し、その出力Ｐ２はレベルシフト回路１３の出力電圧Ｖs に対応するパルス振幅に調整される。

音量設定部を構成するレベルシフト回路１３は、高電位電圧源（電源電圧Ｖ0 ）に固定端子が接続される１対３スイッチＳＷと、１対３スイッチＳＷの第２の選択端子に接続される第１のレベルシフタＤ１と、第３の選択端子に接続される第２のレベルシフタＤ２と、第１のレベルシフタＤ１および第２のレベルシフタＤ２の各カソード端子に接続されるコンデンサＣにより構成される。第１のレベルシフタＤ１は１つのダイオードで構成され、第２のレベルシフタＤ２は２つのダイオードを直列接続して構成される。コンデンサＣの他端は低電位電圧源（接地）に接続される。

レベルシフト回路１３の出力端子には、１対３スイッチＳＷの第１の選択端子と、第１のレベルシフタＤ１のカソード端子と、第２のレベルシフタＤ２のカソード端子と、コンデンサＣが共通接続され、１対３スイッチＳＷの切り替えに応じた出力電圧Ｖs が取り出される。すなわち、第１の選択端子を選択した場合には出力電圧Ｖs として電源電圧Ｖ0 が取り出され、第２の選択端子を選択した場合には電源電圧Ｖ0 からレベルシフタＤ１の電圧降下Ｖf を引いた電圧（Ｖ0 −Ｖf ) が取り出され、第３の選択端子を選択した場合には電源電圧Ｖ0 からレベルシフタＤ２の電圧降下２Ｖf を引いた電圧（Ｖ0 −２Ｖf ) が取り出される。

図２は、第１の実施形態の光無線受信機の動作例を示す。図２(1) 〜(3) に示すＰ０、Ｐ１、Ｐ２は、それぞれ受光器５３の出力、入力バッファ１１の出力、出力バッファ１２の出力である。

図２(1) は、レベルシフト回路１３の１対３スイッチＳＷを第１の選択端子に設定した場合であり、レベルシフト回路１３の出力電圧Ｖs が電源電圧Ｖ0 となり、出力バッファ１２の出力Ｐ２に現れるパルス振幅はＶ0 となる。

図２(2) は、レベルシフト回路１３の１対３スイッチＳＷを第２の選択端子に設定した場合であり、レベルシフト回路１３の出力電圧Ｖs が電源電圧（Ｖ0 −Ｖf ) となり、出力バッファ１２の出力Ｐ２に現れるパルス振幅は（Ｖ0 −Ｖf ) となる。

図２(3) は、レベルシフト回路１３の１対３スイッチＳＷを第３の選択端子に設定した場合であり、レベルシフト回路１３の出力電圧Ｖs が電源電圧（Ｖ0 −２Ｖf ) となり、出力バッファ１２の出力Ｐ２に現れるパルス振幅は（Ｖ0 −２Ｖf ) となる。

このように、レベルシフト回路１３の１対３スイッチＳＷを切り替えることにより、出力バッファ１２の出力Ｐ２に現れるパルス振幅は、
Ｖ0 ＞（Ｖ0 −Ｖf ) ＞（Ｖ0 −２Ｖf )
と小さくなっていき、フィルタ回路５５を介してスピーカ５６から出力される音量も小さくなっていく。

なお、本実施形態では、受光器５３の出力Ｐ０を電源電圧Ｖ0 で動作する入力バッファ１１を介して出力バッファ１２に入力する構成としたが、受光器５３の出力Ｐ０を直接出力バッファ１２に入力し、音量設定部の出力電圧Ｖs に応じたパルス振幅を設定するようにしてもよい。また、本実施形態の音量設定部は音量を３段階に調整する構成例であるが、同様に２段階または４段階以上の調整を可能とする構成でもよい。

（第２の実施形態）
図３は、本発明の光無線受信機の第２の実施形態を示す。本実施形態の特徴は、スピーカ５６を相補信号で駆動するために、入力バッファ１１および出力バッファ１２で出力Ｐ１およびＰ２の相補信号を生成するところにある。ここでは、入力バッファ１１を非反転バッファＩＣ１と反転バッファＩＣ３で構成し、受光器５３の出力Ｐ０を２分岐してそれぞれに入力し、それぞれ相補的な出力Ｐ１，Ｐ３を生成する。また、出力バッファ１２をｎチャネルＦＥＴと抵抗器からなる反転バッファＩＣ２およびＩＣ４で構成し、入力バッファ１１の出力Ｐ１，Ｐ３を入力して相補的な出力Ｐ２，Ｐ４を出力し、フィルタ回路５５を介してスピーカ５６を駆動する。音量調整のための構成および動作は第１の実施形態と同様である。

（第３の実施形態）
図４は、本発明の光無線受信機の第３の実施形態を示す。第１の実施形態および第２の実施形態ではパルス振幅調整部の出力バッファ１２でパルス振幅を調整し、スピーカ５６で再生される音量を調整していたが、本実施形態では入力バッファ１１でパルス振幅を調整することを特徴とする。ここでは第２の実施形態に対応する相補信号を生成する構成例を示すが、第１の実施形態のように単相信号を生成する場合でも同様である。

パルス振幅調整部は、ｎチャネル型ＦＥＴと抵抗器による反転バッファＩＣ５を用いた入力バッファ１１と、反転バッファＩＣ６およびＩＣ７を用いた出力バッファ１２から構成される。受光器５３の出力Ｐ０を入力する入力バッファ１１はレベルシフト回路１３の出力電圧Ｖs で動作し、その出力Ｐ５はレベルシフト回路１３の出力電圧Ｖs に対応するパルス振幅に調整される。入力バッファ１１の出力Ｐ５を反転バッファＩＣ６およびＩＣ７に入力する出力バッファ１２もレベルシフト回路１３の出力電圧Ｖs で動作し、入力バッファ１１でパルス振幅調整された信号をそのまま出力Ｐ６，Ｐ７として出力する。

図５は、第３の実施形態の光無線受信機の動作例を示す。図５に示すＰ０、Ｐ５、Ｐ６、Ｐ７は、それぞれ受光器５３の出力、入力バッファ１１の出力、出力バッファ１２の非反転バッファＩＣ６および反転バッファＩＣ７の出力である。

ここでは、レベルシフト回路１３の１対３スイッチＳＷを第２の選択端子に設定した場合を示す。レベルシフト回路１３の出力電圧Ｖs が電源電圧（Ｖ0 −Ｖf ) となり、入力バッファ１１の出力Ｐ５および出力バッファ１２の出力Ｐ６，Ｐ７に現れるパルス振幅は（Ｖ0 −Ｖf ) となる。

なお、レベルシフト回路１３の１対３スイッチＳＷを第１の選択端子に設定した場合には、レベルシフト回路１３の出力電圧Ｖs が電源電圧Ｖ0 となり、入力バッファ１２の出力Ｐ５および出力バッファ１２の出力Ｐ６，Ｐ７に現れるパルス振幅はＶ0 となる。

また、レベルシフト回路１３の１対３スイッチＳＷを第３の選択端子に設定した場合には、レベルシフト回路１３の出力電圧Ｖs が電源電圧（Ｖ0 −２Ｖf ) となり、入力バッファ１２の出力Ｐ５および出力バッファ１２の出力Ｐ６，Ｐ７に現れるパルス振幅は（Ｖ0 −２Ｖf ) となる。

このように、レベルシフト回路１３の１対３スイッチＳＷを切り替えることにより、出力バッファ１２の出力Ｐ６，Ｐ７に現れるパルス振幅は、
Ｖ0 ＞（Ｖ0 −Ｖf ) ＞（Ｖ0 −２Ｖf )
と小さくなっていき、フィルタ回路５５を介してスピーカ５６から出力される音量も小さくなっていく。

本発明の光無線受信機の第１の実施形態を示す図。第１の実施形態の光無線受信機の動作例を示すタイムチャート。本発明の光無線受信機の第２の実施形態を示す図。本発明の光無線受信機の第３の実施形態を示す図。第３の実施形態の光無線受信機の動作例を示すタイムチャート。１ビット量子化信号伝送システムの回路構成例を示す図。

符号の説明

１１入力バッファ
１２出力バッファ
１３レベルシフト回路
５１１ビット量子化Ａ／Ｄ変換器
５２発光器（IrDA-TX ）
５３受光器（IrDA-RX ）
５４反転バッファ
５５フィルタ回路
５６スピーカ
ＩＣ１非反転バッファ
ＩＣ２反転バッファ
ＩＣ３反転バッファ
ＩＣ４反転バッファ
ＩＣ５反転バッファ
ＩＣ６非反転バッファ
ＩＣ７反転バッファ

Claims

音声アナログ信号を１ビット量子化処理して伝送された音声ディジタル光信号（パルスの疎密波）を受光する受光部と、
前記受光部で光電変換された１ビット量子化信号を音声アナログ信号に変換するフィルタ回路と、
前記音声アナログ信号を音に変換するスピーカと
を備えた光無線受信機において、
前記スピーカの音量を設定する音量設定信号を出力する音量設定部と、
前記音量設定信号に応じて前記受光部から出力される１ビット量子化信号のパルス振幅を調整して前記フィルタ回路に出力するパルス振幅調整部と
を備えたことを特徴とする光無線受信機。
請求項１に記載の光無線受信機において、
前記音量設定部は、電源電圧に対する電圧降下値を調整可能なレベルシフト回路で構成し、
前記パルス振幅調整部は、前記受光部から出力される１ビット量子化信号を前記音量設定部の出力電圧に対応するパルス振幅で出力するバッファを備え、前記受光器から出力される１ビット量子化信号のパルス振幅を調整して出力する構成である
ことを特徴とする光無線受信機。
請求項１に記載の光無線受信機において、
前記音量設定部は、電源電圧に対する電圧降下値を調整可能なレベルシフト回路で構成し、
前記パルス振幅調整部は、前記受光部から出力される１ビット量子化信号を所定のパルス振幅で出力する入力バッファと、入力バッファからの出力を受けて前記音量設定部の出力電圧に対応するパルス振幅で出力する出力バッファとを備え、前記受光器から出力される１ビット量子化信号のパルス振幅を調整して出力する構成である
ことを特徴とする光無線受信機。
請求項１に記載の光無線受信機において、
前記音量設定部は、電源電圧に対する電圧降下値を調整可能なレベルシフト回路で構成し、
前記パルス振幅調整部は、前記受光部から出力される１ビット量子化信号を前記音量設定部の出力電圧に対応するパルス振幅で出力する入力バッファと、入力バッファからの出力を受けて前記音量設定部の出力電圧に対応するパルス振幅で出力する出力バッファとを備え、前記受光器から出力される１ビット量子化信号のパルス振幅を調整して出力する構成である
ことを特徴とする光無線受信機。
請求項１〜４のいずれかに記載の光無線受信機において、
前記パルス振幅調整部は、前記受光器から出力される１ビット量子化信号のパルス振幅を調整し、かつ相補的な信号を生成して前記フィルタ回路に出力する構成であり、
前記スピーカは前記相補的な信号により駆動される構成である
ことを特徴とする光無線受信機。