JP2008167303A - データサンプリング回路及びデータサンプリング方法 - Google Patents

Abstract

【課題】搬送波周波数より低い周波数でサンプリングを行う。
【解決手段】電気信号に変換された赤外線の通信信号は、データサンプリング回路１に入力され、ＬＰＦ１ａによって、搬送波信号の周波数以下の帯域の信号のみが抽出される。検出情報保持部１ｂは、ＬＰＦ１ａから通信信号が入力されると、通信信号が検出されたことを示す検出情報を設定し、所定の時間保持する。サンプリング周期になると、通信信号検出部１ｃが駆動され、検出情報保持部１ｂが保持する検出情報を記憶手段に格納する。そして、記憶手段に記憶される前回以前のサンプリング周期における検出情報と、今回サンプリング周期における検出情報とを比較し、通信信号が入力されたかどうかを判定する。計測部１ｄは、計測結果に基づき、通信信号が入力を継続した期間、または、通信信号が入力しなかった期間を計測する。
【選択図】図１

Description

本発明はデータサンプリング回路及びデータサンプリング方法に関し、特に搬送波信号に通信データを載せて送られてきた通信信号から通信データを抽出するデータサンプリング回路及びデータサンプリング方法に関する。

従来、赤外線リモコンなど、搬送波信号に通信データを載せて転送する通信方式を利用するシステムの受信器では、通信データの読込処理のため、受信した通信信号を搬送波信号と通信データとに分離する必要がある。

搬送波信号と通信データの分離手法として、一般的には、（１）専用アナログ回路を用いる手法と、（２）搬送波信号の周期の１／２以下の周期でサンプリングを行う手法とがある。以下、例を挙げて説明する。

図１０は、従来の専用アナログ回路を用いたデータサンプリング回路の例である。
一般的な赤外線リモコンとして広く使用されているフォーマットでは、３８ＫＨｚの搬送波信号に通信データを載せて転送している。赤外線（通信信号）９０１は、搬送波信号に載せて信号が出力されている期間、すなわち、図の信号レベルがＨｉｇｈとなっている０．５６ミリ秒（以下、ｍｓとする）の期間と、信号が出力されていない期間との割合によって、データ（０／１）を区別することができる。

受信器に入力した赤外線（通信信号）９０１は、フォトダイオード９１０で電気信号に変換され、リモコン用プリアンプ９２０に転送される。転送された信号は、増幅器９２１で増幅され、バンドパスフィルタ（Band Pass Filter；以下、ＢＰＦとする）９２２で搬送波信号が抽出された後、検波回路９２３、波形整形回路９２４にて搬送波信号から通信データを分離する。こうして、リモコン用プリアンプ９２０によって搬送波信号から分離された通信データは、Ｉ／Ｏ（Input/Output）ポート９３０を経由し、データ信号９０２として、信号処理を行うＣＰＵ（Central Processing Unit）へ出力される。

図１１は、従来の搬送波信号の周期の１／２以下の周期でサンプリングを行うデータサンプリング回路の例である。図１０と同じものには同じ番号を付し、説明は省略する。
このデータサンプリング回路にも、図１０と同じ通信信号９０１が入力される。赤外線（通信信号）９０１は、フォトダイオード９１０で電気信号に変換され、増幅器９２１で増幅された後、Ｉ／Ｏポート９３０より信号処理を行うＣＰＵに出力される。このときの出力信号９０３は、搬送波信号と通信データとの分離が行われていない。

信号９０３ａは、出力信号９０３の信号が出力される区間の搬送波を拡大した図である。図に示したように、信号出力区間では、搬送波信号は、８．５マイクロ秒（以下、μｓとする）のオン（信号レベルがＨｉｇｈの区間）と、１７μｓのオフ（信号レベルがＬｏｗの区間）を繰り返す。したがって、これを検出するためには、３８ｋＨｚの３倍以上の周波数でサンプリングを行う必要がある。一般に、家電では内蔵時計用に３２ｋＨｚのクロックを使用していることが多く、この３２ｋＨｚクロック信号を、ＰＬＬ（Phase Locked Loop）を使用して４逓倍するか、またはサンプリング専用のクロック信号を用意して、サンプリング周期を生成し、搬送波信号をサンプリングする。これらの処理は、ＣＰＵによって行われる。

さらに、ＣＰＵの負荷を軽減するため、サンプリング周期ごとにＣＰＵが読み込み処理を行うのではなく、サンプリング周期ごとに検出されるデータを順次シフトレジスタに格納しておき、シフトレジスタ分のデータが揃った時点でＣＰＵが処理を行う受信回路も提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
特開平７−３８９７５号公報（図１）

しかし、従来の受信回路には、専用アナログ回路を用いるか、あるいは、搬送波信号の周波数に対し、サンプリング周期の周波数を高くしなければならないという問題点があった。

上記の（１）専用アナログ回路を用いる手法では、検波回路、波形整形回路といったアナログ回路があるため、消費電力が大きくなる傾向がある。また、アナログ回路は、実装面積が大きくなり、コストアップの要因になるという問題点もある。

一方、上記の（２）の搬送波信号の周期の１／２以下の周期でサンプリングを行う手法では、サンプリング用に搬送波周波数に対して高速のクロック信号を使用する必要があり、やはり消費電力が大きくなる。特許文献１に記載の手法も、サンプリング周期そのものは、搬送波周波数に対して高速とする必要があり、同様の問題点がある。

特に、家電向け赤外線リモコンの受信器では、省電力の観点から、消費電力をできるだけ削減する必要がある。このため、家電製品の待機状態における消費電力をできるだけ削減する必要があり、内蔵時計機能などの必要最低限の機能のみを動作させている。いつ赤外線リモコンから通信信号が送られてくるかわからないので、赤外線リモコンの受信機能も待機状態で動作させる必要がある。したがって、赤外線リモコンの受信機能の消費電力を抑えることが求められている。

また、数百ＭＨｚから数ＧＨｚといった高周波帯域の通信波のサンプリングを行う場合には、搬送波周波数に対して高速のクロック信号を使用することにより、消費電力の増大ばかりでなく、ノイズの発生要因ともなり得る。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、搬送波周波数と同程度かまたは低い周波数に設定される周波数でサンプリングを行うことが可能なデータサンプリング回路及びデータサンプリング方法を提供することを目的とする。

本発明では上記課題を解決するために、図１に示すようなデータサンプリング回路１が提供される。本発明に係るデータサンプリング回路１は、検出情報保持部１ｂ、通信信号検出部１ｃ、及び計測部１ｄを有し、搬送波信号に通信データを載せて送られてきた通信信号から通信データを抽出する。検出情報保持部１ｂは、通信信号が入力されると、通信信号を検出したことを示す検出情報を設定し、所定の期間保持する。通信信号検出部１ｃは、搬送波信号の周波数と同程度かまたは低い周波数に設定されるサンプリング周期（図では、ＣＬＫ）で駆動し、検出情報保持部１ｂが保持する検出情報を所定の記憶手段に記憶する。また、前回以前のサンプリング周期においてこの記憶手段に記憶された検出情報と、今回サンプリング周期における検出情報とを比較して、今回サンプリング周期までに通信信号が入力されたか否かを検出する。計測部１ｄは、通信信号検出部１ｃによって通信信号が検出されたか否かに応じて、通信信号の入力が継続した期間、または、通信信号が入力しなかった期間を計測する。

このようなデータサンプリング回路１には、通信信号の入力が継続される期間と、通信信号が入力されない期間とによって通信データが表現される通信信号が送られてくる。検出情報保持部１ｂは、その通信信号が入力されると、検出情報を設定し、所定の期間保持する。この検出情報は、少なくとも、次のサンプリング周期までは保持される。通信信号検出部１ｃは、搬送波信号の周波数と同程度かまたは低い周波数に設定されるサンプリング周期で駆動し、検出情報保持部１ｂに保持される検出情報を所定の記憶手段に記憶する。そして、記憶手段に記憶された前回以前のサンプリング周期における検出情報と、今回サンプリング周期の検出情報とを比較して、今回サンプリング周期までに通信信号が入力されたかどうかを検出し、検出結果を計測部１ｄへ出力する。計測部１ｄは、検出結果に基づいて、通信信号が入力を継続している期間、または通信信号が入力されない期間を計測する。

また、上記課題を解決するために、搬送波信号に通信データを載せて送られてきた通信信号から通信データを抽出するデータサンプリング方法において、検出情報保持部が、通信信号が入力されると、通信信号を検出したことを示す検出情報を設定し、所定の期間保持し、通信信号検出部が、搬送波信号の周波数と同程度かまたは低い周波数に設定されるサンプリング周期で駆動し、検出情報を所定の記憶手段に記憶するとともに、前回以前のサンプリング周期において記憶手段に記憶された検出情報と、今回サンプリング周期における検出情報とを比較して、今回サンプリング周期までに通信信号が入力されたかどうかを検出し、計測部が、通信信号検出部によって通信信号が検出されたか否かに応じて、通信信号の入力が継続した期間、または通信信号が入力しなかった期間を計測する、手順を有することを特徴とするデータサンプリング方法が提供される。

このようなデータサンプリング方法によれば、検出情報保持部は、通信信号の入力に応じて検出情報を設定する。搬送波信号の周波数と同程度かまたは低い周波数に設定されるサンプリング周期で駆動する通信信号検出部は、記憶手段に記憶された前回以前のサンプリング周期の検出情報と、今回サンプリング周期における検出情報とを比較し、通信信号の有無を判定する。判定に応じて計測部は、通信信号の入力が継続した期間、または通信信号が入力しなかった期間を計測する。

本発明では、通信信号が入力したことを検出情報として保持しておき、通信データを抽出するサンプリング処理は、搬送波信号の周波数と同程度かまたは低い周波数に設定されるサンプリング周期で行う。サンプリング周期では、今回サンプリング周期における検出情報と、前回以前のサンプリング周期における検出情報とを比較することによって、通信信号を検出し、通信信号の入力が継続する期間を計測する。これにより、通信信号の入力が継続される期間と、通信信号が入力されない期間とによって通信データを抽出することができる。すなわち、本発明によれば、従来の搬送波周波数の１／２といった高速のサンプリング周期でなく、搬送波周波数と同程度の低いサンプリング周期でのサンプリングができるため、消費電力の削減が可能となる。また、検波回路、波形整形回路などのアナログ回路が不要となり、アナログ回路に必要なコストの削減も図れる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。まず、実施の形態に適用される発明の概念について説明し、その後、実施の形態の具体的な内容を説明する。
図１は、実施の形態に適用される発明の概念図である。

本発明に係るデータサンプリング回路１は、ローパスフィルタ（Low Pass Filter；以下、ＬＰＦとする）１ａ、検出情報保持部１ｂ、通信信号検出部１ｃ、及び計測部１ｄを有し、フォトダイオード２、増幅器３、及びＩ／Ｏポート４を経由して入力される通信信号から通信データを抽出する。なお、ここでは、通信信号の入力が継続される期間と、通信信号が入力されない期間とによって通信データを表す赤外線の通信信号が送られてくるとする。

データサンプリング回路１の各部について説明する。
ＬＰＦ１ａは、Ｉ／Ｏポート４を介して入力される通信信号から、搬送波信号よりも高周波の成分を除去するフィルタである。

検出情報保持部１ｂは、Ｉ／Ｏポート４を介して通信信号が入力されると、通信信号を検出したことを示す検出情報を設定し、所定の期間、この検出情報を保持する。検出情報は、少なくとも次のサンプリング周期までは、保持される。また、入力を検出するごとにカウントアップするカウンタで構成する場合には、次の通信信号検出まで検出情報（カウント値）は保持される。

通信信号検出部１ｃ及び計測部１ｄは、サンプリング周期で駆動し、通信データのサンプリング処理を行う。サンプリング周期は、搬送波周波数と同程度かそれより低い周波数に設定される。たとえば、搬送波周波数より極端に遅く、通信データがサンプリングできないような周波数でなければどのような周波数であってもよい。

通信信号検出部１ｃは、検出情報を記憶する記憶手段と、通信信号が入力されたかどうかを判定する判定部とを有する。記憶手段には、サンプリング周期ごとに検出情報保持部１ｂから読み出した検出情報が、複数のサンプリング周期に渡って記憶される。通信信号検出部１ｃは、サンプリング周期になると、今回サンプリング周期の検出情報を新たに記憶手段に記憶する。また、判定部は、前回以前のサンプリング周期における検出情報と、今回サンプリング周期の検出情報とを比較し、通信信号が入力されたかどうかを判定する。判定は、たとえば、検出情報が通信信号の入力ごとに変化する情報であるとすると、今回サンプリング周期の検出情報と、前回以前のサンプリング周期の検出情報とが異なっていれば、通信信号が入力されたと判定する。判定結果は、計測部１ｄへ通知する。

計測部１ｄは、サンプリング周期ごとに、通信信号検出部１ｃが通信信号を検出したかどうかを確認し、検出していれば、通信信号の入力有として、入力が継続した期間を更新する。検出していなければ、または、検出されない状態が所定の間続けば、通信信号の入力無しとして、入力無しの期間を更新する。なお、期間の計測は、どちらか一方とし、最終的な通信データの再生は、ＣＰＵによって行うとしてもよい。

次に、データサンプリング回路１が処理する通信信号を生成する各部について説明する。フォトダイオード２は、赤外線で送られてきた通信信号を電気信号に変換する。増幅器３は、フォトダイオード２によって生成された電気信号を増幅する。Ｉ／Ｏポート４は、増幅器３によって増幅された通信信号をデータサンプリング回路１へ転送する。

このような構成のデータサンプリング回路１の動作及びデータサンプリング方法について説明する。赤外線の通信信号は、フォトダイオード２で、電気信号に変換され、増幅器３で増幅された後、Ｉ／Ｏポート４を介してデータサンプリング回路１に入力される。

ＬＰＦ１ａは、搬送波信号の周波数以下の帯域の信号を通過させ、検出情報保持部１ｂに出力する。したがって、検出情報保持部１ｂには、ＬＰＦ１ａを通過してノイズ成分が除去された通信信号が入力される。検出情報保持部１ｂは、通信信号が入力されると、通信信号が検出されたことを示す検出情報を設定し、所定の時間保持する。サンプリング周期になると、通信信号検出部１ｃが駆動される。通信信号検出部１ｃでは、検出情報保持部１ｂが保持する検出情報を記憶手段に格納する。設定された検出情報は、次回以降のサンプリング周期で参照される。そして、記憶手段に記憶される前回以前のサンプリング周期における検出情報と、今回サンプリング周期における検出情報とを比較し、通信信号が入力されたかどうかを判定する。計測部１ｄは、計測結果に基づき、通信信号が入力を継続した期間、または、通信信号が入力しなかった期間を計測する。計測情報は、次段のＣＰＵに出力される。ＣＰＵは、計測情報に基づき、通信信号の入力が継続される期間と、通信信号が入力されない期間とによって表現されている通信データを再生する。

このように、本発明によれば、搬送波信号の周波数と同程度かそれより低い周波数のサンプリング周期を用いて、通信データのサンプリングを行うことが可能となる。また、この結果、消費電力の削減や、コスト削減が図れる。

以下、実施の形態を、家電向けの赤外線リモコンの受信器に適用されるデータサンプリング回路を例に、図面を参照して詳細に説明する。
まず、家電向けの赤外線リモコンに適用される一般的な赤外線リモコン信号について説明する。図２は、本発明の実施の形態のデータサンプリング回路が処理する赤外線リモコン信号を示した図である。（Ａ）は、ＰＰＭ（Pulse Position Modulation）信号波形、（Ｂ）は、赤外線リモコン信号波形を示している。

赤外線リモコン信号の殆どは、ＰＰＭ（パルス位置変調）方式を採用している。ＰＰＭ方式は、図２（Ａ）に示したように、パルス間隔の違いでビット“０”と“１”を表現する。図の例では、信号のオフ時間でビットデータを表現しており、ｂｉｔ０、ｂｉｔ１のように、“０”は、オン時間Ｔと、オフ時間Ｔとによって表現される。また、ｂｉｔ２、ｂｉｔ３のように、“１”は、オン時間Ｔと、オフ時間２Ｔ（Ｔの２倍の時間）とによって表現される。なお、信号のオン時間長でビットデータを表現する形式もある。

また、それぞれのオン時間は、図２（Ｂ）に示したような赤外線リモコン信号波形によって表される。すなわち、オン時間では赤外線の連続光ではなく、３８ＫＨｚ程度の搬送波周期の点滅光が入力される。したがって、通信信号が入力を継続している期間が、オン（図では、ＯＮ）になる。一方、通信信号が入力していない期間が、オフ（図では、ＯＦＦ）になる。

本発明の実施の形態のデータサンプリング回路では、（Ｂ）の信号波形の赤外線リモコン信号を入力し、（Ａ）のＰＰＭ信号波形のデータ信号を生成する。
以下、検出情報保持部１ｂ及び通信信号検出部１ｃの構成が異なる２種類のデータサンプリング回路について説明する。

図３は、本発明の第１の実施の形態のデータサンプリング回路の構成図である。図１と同じものは同じ番号を付し、説明は省略する。
本発明の第１の実施の形態のデータサンプリング回路１００は、ＬＰＦ１ａと、２ｂｉｔカウンタ１０１、フリップフロップ回路（Flip-Flop；以下、ＦＦとする）１０２、ＦＦ１０３、信号検出回路１０４、及びパルス幅カウンタ１０５と、を有する。

２ｂｉｔカウンタ１０１は、検出情報保持部１ｂを構成し、通信信号が入力されたという検出情報を、カウンタ値の変化として保持する。入力端子は、ＬＰＦ１ａに接続し、出力端子は、ＦＦ１０２に接続する。２ｂｉｔカウンタ１０１は、サイクリックカウンタで、通信信号の入力が検出されるごとにカウンタ値が１増加される。したがって、通信信号が入力されていればカウンタ出力値は増加し、通信信号が入力されなければカウンタ出力地は変化しない。２ｂｉｔのカウンタ値は、通信信号が検出されるごとに、０→１→２→３→０と値が巡回される。

ＦＦ１０２及びＦＦ１０３は、通信信号検出部１ｃの記憶手段を構成する。ＦＦ１０２の入力端子は、２ｂｉｔカウンタ１０１に接続し、出力端子は、ＦＦ１０３と信号検出回路１０４の入力端子に接続する。ＦＦ１０３の入力端子は、ＦＦ１０２に接続し、出力端子は、信号検出回路１０４に接続する。また、搬送波周波数（３８ＫＨｚ）より少し低いサンプリング周波数（３２ＫＨｚ程度）のＣＬＫ信号を入力し、サンプリング周期で処理を行う。なお、３２ＫＨｚのＣＬＫ信号は、一般的な家電で内蔵時計用に使用されているものを利用することができる。ＣＬＫ信号に応じたサンプリング周期ごとに、ＦＦ１０２は、今回サンプリング周期における２ｂｉｔカウンタ１０１の値を出力し、次サンプリング周期まで保持する。ＦＦ１０３は、前回サンプリング周期における２ｂｉｔカウンタ１０１の相対を出力し、次サンプリング周期まで保持する。これにより、信号検出回路１０４には、前回サンプリング周期と、今回サンプリング周期の２ｂｉｔカウンタ１０１の値が入力される。

信号検出回路１０４は、通信信号の入力有無を判定する判定部を構成する。ＦＦ１０２とＦＦ１０３とが出力する今回サンプリング周期の２ｂｉｔカウンタ１０１の値と、前回サンプリング周期の２ｂｉｔカウンタ１０１の値とを比較し、一致しているかどうかを出力する。不一致であれば、２ｂｉｔカウンタ１０１のカウンタ出力値が変化していることを示し、通信信号が入力されたと判定できる。

パルス幅カウンタ１０５は、計測部１ｄを構成する。信号検出回路１０４が、カウンタ出力値の変化を検出したときには、カウンタ値を１増加させる。これによって、図２に示したように、通信信号の入力が継続する期間（オン）のパルス幅が計測される。

なお、搬送波信号の周波数と、サンプリング周期とは一致しない。したがって、サンプリング周期により２ｂｉｔカウンタ１０１の出力値のサンプリングを行うと、通信信号が入力されていれば、カウンタ値の変化が検出されるが、その変化は、搬送波周波数とサンプリング周波数との関係で決まる所定の範囲の値となる。搬送波周波数よりサンプリング周波数の方が低い場合は、通信信号が入力されていれば、カウンタ出力値は必ず１以上増加する。また、搬送波周波数よりサンプリング周波数の方が高い場合には、通信信号が入力されていれば、カウンタ出力値が所定のサンプリング回数以内に必ず１以上増加する。次段のＣＰＵによる通信データ再生処理では、使用している通信フォーマットに照らして通信信号の入力有無を解析し、通信データを再生する。

上記の構成の第１の実施の形態のデータサンプリング回路１００の動作について説明する。
まず、通信信号の入力が開始されたときの動作について説明する。図４は、本発明の第１の実施の形態のデータサンプリング回路における通信信号の入力が開始された時点の動作を示した図である。

入力信号（通信信号）は、周波数が３８±２ＫＨｚ（１周期は、２５．０〜２７．８μｓ）の搬送波信号で送られてくる。２ｂｉｔカウンタ１０１は、通信信号の立ち上がりでカウンタ出力値を１ずつ増加させる。図の例では、通信信号が入力されるごとに、カウンタ値が０→１→２→３→０と変化している。

一方、ＦＦ１０２、ＦＦ１０３、信号検出回路１０４、及びパルス幅カウンタ１０５は、搬送波周波数より低い３２．７６５ＫＨｚサンプリング周波数（１周期は、３０．５２μｓ）で駆動する。これは、家電向けの内蔵時計のクロック周波数に相当する。ＦＦ１０２及びＦＦ１０３は、通信信号が検出され、２ｂｉｔカウンタ１０１が変化しているときには、それぞれ変化するカウンタ出力値を出力する。ＦＦ１０３は、ＦＦ１０２より１サンプリング周期遅れてカウンタ出力値が出力される。信号検出回路１０４では、ＦＦ１０２とＦＦ１０３が不一致となる区間は、出力信号をオンする。そして、パルス幅カウンタ１０５は、信号検出回路１０４がオンの間は、カウンタ出力値を増加させる。

その後、通信信号が入力されている期間は、同様にしてパルス幅カウンタ１０５のカウンタ出力値は、増加していく。
次に、通信信号の入力が停止したときの動作について説明する。図５は、本発明の第１の実施の形態のデータサンプリング回路における通信信号の入力が停止された時点の動作を示した図である。

入力信号（通信信号）が停止すると、２ｂｉｔカウンタ１０１も停止する。図の例では、カウンタ値は、最後の通信信号に応じて設定された１のまま保持される。
ＦＦ１０２及びＦＦ１０３は、通信信号が検出され、２ｂｉｔカウンタ１０１が変化しているときには、それぞれ変化するカウンタ出力値を出力するが、２ｂｉｔカウンタ１０１のカウント値更新が停止されると、それぞれ出力値の更新が停止される。図の例では、ともに２ｂｉｔカウンタ１０１の最終値の“１”になる。信号検出回路１０４では、ＦＦ１０２とＦＦ１０３が同じになるので、出力信号をオフする。そして、パルス幅カウンタ１０５は、信号検出回路１０４がオフとなるので、カウンタ出力値の更新を停止させる。その後、通信信号が入力されるまで、パルス幅カウンタ１０５のカウンタ出力値は更新されない。

以上のように、第１の実施の形態では、ＬＰＦ１ａを通過した通信信号をパルス信号と見なして２ビットカウンタ１０１にてカウントする。このカウンタ出力値に対して、搬送波信号の周波数より低い周波数に設定されているサンプリング周期でサンプリングし、カウンタ値が変化していれば、通信信号が入力されていると判定する。なお、この例では、ＦＦ１０２とＦＦ１０３のカウンタ出力値の差が３となることはないので、この場合はエラーとしてもよい。こうして、カウンタ出力値が変化している間オンする信号検出回路１０４の出力信号に応じて、通信信号が入力を継続する期間をカウントする。このように、通信信号が入力されている期間を、時計用クロックを用いてカウントすることで、通信データを再生することができる。

図６は、本発明の第２の実施の形態のデータサンプリング回路の構成図である。図１、図３と同じものは同じ番号を付し、説明は省略する。
本発明の第２の実施の形態のデータサンプリング回路２００は、ＬＰＦ１ａと、４分周回路２０１、ＦＦ２０２、ＦＦ２０３、ＦＦ２０４、ＺＸＯＲ回路２０５、及びパルス幅カウンタ１０５と、を有する。なお、入力信号の周波数と、サンプリング周波数は、第１の実施の形態と同じとする。

４分周回路２０１は、検出情報保持部１ｂを構成し、入力端子がＬＰＦ１ａに接続し、出力端子がＦＦ２０２に接続する。ここでは、入力したＬＰＦ１ａの信号を４分周してＦＦ２０２に出力する。分周によって、少なくとも、サンプリング周期で通信信号が入力されたことを検出できる期間、通信信号の信号状態を保持するため、サンプリング周波数より分周回路出力の周波数の方が低くなるように、分周回路の段数を決定する。搬送波周波数よりサンプリング周波数の方が高い場合は、分周回路を省略してもよい。

ＦＦ２０２、ＦＦ２０３、及びＦＦ２０４は、通信信号検出部１ｃの記憶手段を構成し、直列に接続される。サンプリング周期で駆動され、ＦＦ２０２は、サンプリング周期における４分周回路２０１の出力信号を出力し、ＦＦ２０３は、ＦＦ２０２の出力値を１サンプリング周期遅延して出力し、ＦＦ２０４は、ＦＦ２０３の出力値を１サンプリング周期遅延して出力する。それぞれの出力は、ＺＸＯＲ回路２０５へ出力される。

ＺＸＯＲ回路２０５は、通信信号検出部１ｃの判定部を構成し、ＦＦ２０２、ＦＦ２０３、及びＦＦ２０４の出力の排他的論理和を演算し、演算結果をパルス幅カウンタ１０５へ出力する。サンプリング周期で４分周回路２０１の出力をサンプリングすると、通信信号が入力されている間は、所定のサンプリング回数以内に４分周回路２０１の出力は反転する。分周回路の出力が反転するまでのサンプリング回数は、搬送波周波数とサンプリング周波数の関係で決まる所定の範囲の値となる。ここでは、４分周であるので、通信信号が入力されていれば、サンプリング回数が３回以内に４分周回路２０１の出力は反転する。そこで、３サンプリング周期の出力の排他的論理和を算出し、いずれかのサンプリング周期の出力が他と異なっていれば、通信信号が入力されていると判定する。サンプリング回数が３回を超えても４分周回路２０１の出力が３回を越えても反転しない場合は、通信信号は入力されていないと判定する。

上記の構成の第２の実施の形態のデータサンプリング回路２００の動作について説明する。
まず、通信信号の入力が開始されたときの動作について説明する。図７は、本発明の第２の実施の形態のデータサンプリング回路における通信信号の入力が開始された時点の動作を示した図である。入力信号（通信信号）の周波数、及びサンプリング周波数は、第１の実施の形態と同じとする。

４分周回路２０１は、入力された通信信号を４分周して出力する。ＦＦ２０２、ＦＦ２０３、ＦＦ２０４、ＺＸＯＲ回路２０５、及びパルス幅カウンタ１０５は、搬送波周波数より低いサンプリング周波数で駆動する。ＦＦ２０２は、サンプリング周期で検出された４分周回路２０１の状態値が出力され、ＦＦ２０３は、ＦＦ２０２の出力する状態値が１サンプリング周期遅れて出力される。そして、ＦＦ２０４は、その状態値をＦＦ２０３よりさらに１サンプリング周期遅れて出力する。ＺＸＯＲ回路２０５では、ＦＦ２０２、ＦＦ２０３、及びＦＦ２０４の状態値が不一致となる区間は、出力信号をオンする。すなわち、通信信号が入力され、信号状態が変化している間は、少なくとも３サンプリング周期の間に信号状態が変化する。したがって、３サンプリング周期の間における信号の状態値が不一致であれば、通信信号は入力されていると判断する。そして、パルス幅カウンタ１０５は、ＺＸＯＲ回路２０５がオンの間は、カウンタ出力値を増加させる。

その後、通信信号が入力されている期間は、同様にしてパルス幅カウンタ１０５のカウンタ出力値は、増加していく。
次に、通信信号の入力が停止したときの動作について説明する。図８は、本発明の第２の実施の形態のデータサンプリング回路における通信信号の入力が停止された時点の動作を示した図である。

入力信号（通信信号）が停止すると、これを４分周している４分周回路２０１の出力信号の状態値変化も停止する。これに伴って、ＦＦ２０２、ＦＦ２０３、及びＦＦ２０４の出力信号の変化も順次停止する。図の例では、ともに４分周回路２０１の最終値の“オン”になる。ＺＸＯＲ回路２０５では、ＦＦ２０２、ＦＦ２０３、及びＦＦ２０４の値が同じになるので、出力信号はオフになる。そして、パルス幅カウンタ１０５は、ＺＸＯＲ回路２０５の出力がオフとなるので、カウンタ出力値の更新を停止させる。その後、通信信号が入力されるまで、パルス幅カウンタ１０５のカウンタ出力値は更新されない。

以上のように、第２の実施の形態では、ＬＰＦ１ａを通過した通信信号を４分周し、その信号状態の変化を搬送波信号の周波数より低い周波数に設定されているサンプリング周期でサンプリングする。サンプリング時、信号状態が変化していれば、通信信号が入力されていると判定する。なお、この例では、サンプリング回数が３回以内に分周信号が反転したときに、通信信号が入力されていると判定し、サンプリング回数が３回を超えても分周信号が反転しないときは、通信信号が入力されていないと判定する。また、通信信号が入力されている期間を、時計用クロックを用いてカウントすることで、通信データを再生することができることは、第１の実施の形態と同様である。

次に、本発明の実施の形態のデータサンプリング回路を適用した受信装置について説明する。図９は、本発明の実施の形態の受信装置の構成を示したブロック図である。
本発明の実施の形態の受信装置３００は、タイマー回路３０１、受信回路３０２、データサンプリング回路３０３、通信データ再生部３０４、及び制御部３０５を有し、赤外線リモコン送信装置４００から送信される赤外線の通信信号を受信し、通信信号に含まれている通信データを取り出し、通信データに応じた所定の処理を行う。なお、通信データ再生部３０４及び制御部３０５は、ＣＰＵがプログラムを実行することによりその処理機能を実現するソフトウェアモジュールとする。また、通信信号は、図２に示したように、通信信号のオン時間とオフ時間との比に応じて“０”または“１”を表す。

タイマー回路３０１は、赤外線リモコン送信装置４００から受信されたリモコンデータのデータサンプリングを行うサンプリング周期のクロックパルスを発生させる。
受信回路３０２は、赤外線リモコン送信装置４００から送信された赤外線通信信号を電気信号に変換し、適切なレベルに調整した後、データサンプリング回路へ送る。たとえば、図１に示したように、フォトダイオード、増幅器などから構成される。

データサンプリング回路３０３は、受信回路３０２を介して入力される通信信号のサンプリングを行う回路で、タイマー回路３０１の発生させるサンプリング周期で処理を行う。たとえば、図３、あるいは図６のように構成される。データサンプリング回路３０３からは、通信信号が入力されている期間にカウントアップされるカウンタの値が出力されるとする。

通信データ再生部３０４は、データサンプリング回路３０３がサンプリングを行った通信信号のオン時間に基づき、通信データを再生する。
制御部３０５は、通信データ再生部３０４によって再生された通信データに基づいて、赤外線リモコン送信装置４００からの指示を解析し、その指示に応じた処理を実行する。

このような構成の受信装置３００の動作について説明する。
赤外線リモコン送信装置４００からは、利用者が入力した指示情報などに応じた通信データを搬送波信号に載せた赤外線リモコン信号が送出される。受信装置３００では、受信回路３０２によってこれを受信し、赤外線リモコン信号を電気信号に変換する。変換された通信信号がデータサンプリング回路３０３に入力されると、通信信号が入力されたことを示す検出情報が設定される。タイマー回路３０１の発生させるサンプリング周期のクロックパルスによってデータサンプリング回路３０３がデータサンプリング処理を開始する。データサンプリング処理では、検出情報に基づき、前回以前のサンプリング周期から今回サンプリング周期までに、通信信号が入力されたかどうかを判定する。このとき、通信信号が検出されていれば、入力継続時間をカウントするカウンタを増加させる。また、通信信号が検出されなければ、カウンタ値はそのままの状態を維持する。通信データ再生部３０４は、データサンプリング回路３０３が設定するカウンタの値に基づいて、通信信号が入力を継続した期間と、通信信号が入力したかった期間を算出し、通信データを再生する。通信データは、制御部３０５へ出力される。そして、制御部３０５は、通信データに基づく処理を実行する。

以上のように、本発明の実施の形態のデータサンプリング回路が適用される受信装置３００は、搬送波信号の周波数に近い、時計用クロックなどによって生成されるデータサンプリング周期で処理を行うことができる。したがって、データサンプリング処理のために高速なクロックパルスを生成するタイマー回路を必要とせず、コスト削減が図れる。

（付記１） 搬送波信号に通信データを載せて送られてきた通信信号から前記通信データを抽出するデータサンプリング回路において、
前記通信信号が入力されると、前記通信信号を検出したことを示す検出情報を設定し、所定の期間保持する検出情報保持部と、
前記搬送波信号の周波数と同程度かまたは低い周波数に設定されるサンプリング周期で駆動し、前記検出情報を所定の記憶手段に記憶するとともに、前回以前のサンプリング周期において前記記憶手段に記憶された検出情報と、今回サンプリング周期における検出情報とを比較して、今回サンプリング周期までに前記通信信号が入力されたかどうかを検出する通信信号検出部と、
前記通信信号検出部によって前記通信信号が検出されたか否かに応じて、前記通信信号の入力が継続した期間、または前記通信信号が入力しなかった期間を計測する計測部と、
を有することを特徴とするデータサンプリング回路。

（付記２） 前記計測部は、前記サンプリング周期で駆動し、前記通信信号検出部によって前記通信信号が検出されれば、カウント値を増加させるカウンタによって前記期間を計測することを特徴とする付記１記載のデータサンプリング回路。

（付記３） 前記検出情報保持部は、前記通信信号の入力が検出されるごとに、カウント値を更新するサイクリックカウンタで構成されることを特徴とする付記１または２に記載のデータサンプリング回路。

（付記４） 前記通信信号検出部は、
今回サンプリング周期での前記サイクリックカウンタの値を記憶する第１のカウンタ記憶手段と、
前回サンプリング周期での前記サイクリックカウンタの値を記憶する第２のカウンタ記憶手段と、
前記第１のカウンタ記憶手段に記憶される前記サイクリックカウンタの値と、前記第２のカウンタ記憶手段に記憶される前記サイクリックカウンタの値とを比較し、異なっていれば前記通信信号が入力したと判定する判定部と、
を有することを特徴とする付記３記載のデータサンプリング回路。

（付記５） 前記第１のカウンタ記憶手段及び前記第２のカウンタ記憶手段は、フリップフロップ回路で構成され、前記第１のカウンタ記憶手段の入力端子は前記サイクリックカウンタの出力端子に接続し、前記第２のカウンタ記憶手段の入力端子は前記第１のカウンタ記憶手段の出力端子に接続する、ことを特徴とする付記４記載のデータサンプリング回路。

（付記６） 前記検出情報保持部は、入力された前記通信信号を分周し、通信信号波形を前記サンプリング周期よりも長く保持する分周回路で構成されることを特徴とする付記１または２に記載のデータサンプリング回路。

（付記７） 前記通信信号検出部は、
今回サンプリング周期において前記分周回路が出力した前記通信信号の状態を記憶する第１の信号状態記憶手段と、
前回以前のサンプリング周期において前記分周回路が出力した前記通信信号の状態を記憶する第２の信号状態記憶手段と、
前記第１の信号状態記憶手段に記憶される前記通信信号の状態と、前記第２の信号状態記憶手段に記憶される前記通信信号の状態とを比較し、変化があれば前記通信信号が入力したと判定する判定部と、
を有することを特徴とする請求項５記載のデータサンプリング回路。

（付記８） 前記第２の信号状態記憶手段は、前記通信信号の入力が継続されている間に前記検出情報保持部の出力信号が反転するまでに前記サンプリング周期によって発生するサンプリング回数に応じた個数の領域が設定されることを特徴とする付記７記載のデータサンプリング回路。

（付記９） 前記通信信号から前記搬送波信号よりも高周波の成分を除去し、前記検出情報保持部に出力するローパスフィルタ、をさらに有することを特徴とする付記１乃至８のいずれか一項に記載のデータサンプリング回路。

（付記１０） 前記データサンプリング回路は、家電向け赤外線リモコンの受信回路に適用され、前記赤外線リモコンに用いられる赤外線リモコン信号の搬送波信号の周波数に近い、家電向けの内蔵時計用のクロック信号を前記サンプリング周期として用いる、ことを特徴とする付記１乃至９のいずれか一項に記載のデータサンプリング回路。

（付記１１） 前記サンプリング周期は、前記搬送波信号の周波数より低い周波数に設定される、ことを特徴とする付記１乃至１０のいずれか一項に記載のデータサンプリング回路。

（付記１２） 搬送波信号に通信データを載せて送られてきた通信信号から前記通信データを抽出するデータサンプリング方法において、
検出情報保持部が、前記通信信号が入力されると、前記通信信号を検出したことを示す検出情報を設定し、所定の期間保持し、
通信信号検出部が、前記搬送波信号の周波数と同程度かまたは低い周波数に設定されるサンプリング周期で駆動し、前記検出情報を所定の記憶手段に記憶するとともに、前回以前のサンプリング周期において前記記憶手段に記憶された検出情報と、今回サンプリング周期における検出情報とを比較して、今回サンプリング周期までに前記通信信号が入力されたか否かを検出し、
計測部が、前記通信信号検出部によって前記通信信号が検出されたか否かに応じて、前記通信信号の入力が継続した期間、または前記通信信号が入力しなかった期間を計測する、
手順を有することを特徴とするデータサンプリング方法。

（付記１３） 搬送波信号に通信データを載せて送られてきた通信信号を受信し、受信した前記通信信号から前記通信データを抽出する受信装置において、
前記通信信号を受信するとともに、受信した前記通信信号に含まれる前記搬送波信号よりも高周波の成分を除去する受信部と、
前記受信部を経由して前記通信信号が入力されると、前記通信信号を検出したことを示す検出情報を設定し、所定の期間保持する検出情報保持部と、
前記搬送波信号の周波数と同程度かまたは低い周波数に設定されるサンプリング周期で駆動し、前記検出情報を所定の記憶手段に記憶するとともに、前回以前のサンプリング周期において前記記憶手段に記憶された検出情報と、今回サンプリング周期における検出情報とを比較して、今回サンプリング周期までに前記通信信号が入力されたかどうかを検出する通信信号検出部と、
前記通信信号検出部によって前記通信信号が検出されたか否かに応じて、前記通信信号の入力が継続した期間、または前記通信信号が入力しなかった期間を計測する計測部と、
前記計測部による計測結果に基づき、前記通信信号の入力が継続された時間と、前記通信信号が入力されない時間とを算出し、前記通信信号の入力が継続される時間と、前記通信信号が入力されない時間との割合に応じて前記通信データを再生する通信データ再生部と、
を有することを特徴とする受信装置。

実施の形態に適用される発明の概念図である。 本発明の実施の形態のデータサンプリング回路が処理する赤外線リモコン信号を示した図である。 本発明の第１の実施の形態のデータサンプリング回路の構成図である。 本発明の第１の実施の形態のデータサンプリング回路における通信信号の入力が開始された時点の動作を示した図である。 本発明の第１の実施の形態のデータサンプリング回路における通信信号の入力が停止された時点の動作を示した図である。 本発明の第２の実施の形態のデータサンプリング回路の構成図である。 本発明の第２の実施の形態のデータサンプリング回路における通信信号の入力が開始された時点の動作を示した図である。 本発明の第２の実施の形態のデータサンプリング回路における通信信号の入力が停止された時点の動作を示した図である。 本発明の実施の形態の受信装置の構成を示したブロック図である。 従来の専用アナログ回路を用いたデータサンプリング回路の例である。 従来の搬送波信号の周期の１／２以下の周期でサンプリングを行うデータサンプリング回路の例である。

符号の説明

１ データサンプリング回路
１ａ ローパスフィルタ（ＬＰＦ）
１ｂ 検出情報保持部
１ｃ 通信信号検出部
１ｄ 計測部
２ フォトダイオード
３ 増幅器
４ Ｉ／Ｏ

Claims (10)

1. 搬送波信号に通信データを載せて送られてきた通信信号から前記通信データを抽出するデータサンプリング回路において、
   前記通信信号が入力されると、前記通信信号を検出したことを示す検出情報を設定し、所定の期間保持する検出情報保持部と、
   前記搬送波信号の周波数と同程度かまたは低い周波数に設定されるサンプリング周期で駆動し、前記検出情報を所定の記憶手段に記憶するとともに、前回以前のサンプリング周期において前記記憶手段に記憶された検出情報と、今回サンプリング周期における検出情報とを比較して、今回サンプリング周期までに前記通信信号が入力されたかどうかを検出する通信信号検出部と、
   前記通信信号検出部によって前記通信信号が検出されたか否かに応じて、前記通信信号の入力が継続した期間、または前記通信信号が入力しなかった期間を計測する計測部と、
   を有することを特徴とするデータサンプリング回路。
2. 前記計測部は、前記サンプリング周期で駆動し、前記通信信号検出部によって前記通信信号が検出されれば、カウント値を増加させるカウンタによって前記期間を計測することを特徴とする請求項１記載のデータサンプリング回路。
3. 前記検出情報保持部は、前記通信信号の入力が検出されるごとに、カウント値を更新するサイクリックカウンタで構成されることを特徴とする請求項１または２に記載のデータサンプリング回路。
4. 前記通信信号検出部は、
   今回サンプリング周期での前記サイクリックカウンタの値を記憶する第１のカウンタ記憶手段と、
   前回サンプリング周期での前記サイクリックカウンタの値を記憶する第２のカウンタ記憶手段と、
   前記第１のカウンタ記憶手段に記憶される前記サイクリックカウンタの値と、前記第２のカウンタ記憶手段に記憶される前記サイクリックカウンタの値とを比較し、異なっていれば前記通信信号が入力したと判定する判定部と、
   を有することを特徴とする請求項３記載のデータサンプリング回路。
5. 前記検出情報保持部は、入力された前記通信信号を分周し、通信信号波形を前記サンプリング周期よりも長く保持する分周回路で構成されることを特徴とする請求項１または２に記載のデータサンプリング回路。
6. 前記通信信号検出部は、
   今回サンプリング周期において前記分周回路が出力した前記通信信号の状態を記憶する第１の信号状態記憶手段と、
   前回以前のサンプリング周期において前記分周回路が出力した前記通信信号の状態を記憶する第２の信号状態記憶手段と、
   前記第１の信号状態記憶手段に記憶される前記通信信号の状態と、前記第２の信号状態記憶手段に記憶される前記通信信号の状態とを比較し、変化があれば前記通信信号が入力したと判定する判定部と、
   を有することを特徴とする請求項５記載のデータサンプリング回路。
7. 前記第２の信号状態記憶手段は、前記通信信号の入力が継続されている間に前記検出情報保持部の出力信号が反転するまでに前記サンプリング周期によって発生するサンプリング回数に応じた個数の領域が設定されることを特徴とする請求項６記載のデータサンプリング回路。
8. 前記通信信号から前記搬送波信号よりも高周波の成分を除去し、前記検出情報保持部に出力するローパスフィルタ、をさらに有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載のデータサンプリング回路。
9. 前記データサンプリング回路は、家電向け赤外線リモコンの受信回路に適用され、前記赤外線リモコンに用いられる赤外線リモコン信号の搬送波信号の周波数に近い、家電向けの内蔵時計用のクロック信号を前記サンプリング周期として用いる、ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載のデータサンプリング回路。
10. 搬送波信号に通信データを載せて送られてきた通信信号から前記通信データを抽出するデータサンプリング方法において、
    検出情報保持部が、前記通信信号が入力されると、前記通信信号を検出したことを示す検出情報を設定し、所定の期間保持し、
    通信信号検出部が、前記搬送波信号の周波数と同程度かまたは低い周波数に設定されるサンプリング周期で駆動し、前記検出情報を所定の記憶手段に記憶するとともに、前回以前のサンプリング周期において前記記憶手段に記憶された検出情報と、今回サンプリング周期における検出情報とを比較して、今回サンプリング周期までに前記通信信号が入力されたか否かを検出し、
    計測部が、前記通信信号検出部によって前記通信信号が検出されたか否かに応じて、前記通信信号の入力が継続した期間、または前記通信信号が入力しなかった期間を計測する、
    手順を有することを特徴とするデータサンプリング方法。

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