JP2911004B2 - リモートコントロールシステム用受信機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は指令として作用するパルス列を適当な搬送波
信号上に変調した後にワイヤレスモードで１個もしくは
複数個の受信機に送信するリモートコントロールシステ
ムに関するものである。送信機はユーザが制御し得るハ
ンドヘルドユニットの一部を構成し、受信機は制御すべ
き装置の一部、例えばオーディオ装置、ビデオ装置の一
部を構成し、また現在応用範囲が益々広がっており、補
聴器の一部も構成するようになってきた。

本発明は特にこのような受信機に関するものである。

尚、以下の記載において、リモートコントロールシス
テムはRCシステムと略記し、これに使用される送信機及
び受信機はRC送信機及びRC受信機と略記する。

（従来の技術） リモートコントロールシステムにおいては、RC送信機
はユーザの要求に応答して複数のクロックパルス被変調
情報パルスから成るメッセージを発生するメッセージ発
生器を含んでいる。このメッセージをRC受信機に送信す
るために今日では赤外線変調回路を通常用いている。こ
の変調回路は赤外LEDを含み、その放射赤外光をパルス
列の被変調パルスにより変調するようにしている。

この場合、RC受信機は赤外フォトダイオードを含み、
これにより受信赤外光を電気信号に変換している。この
電気信号はもとのメッセージを発生する信号処理回路に
供給される。

RC送信機及びRC受信機の種々の例が「Philips′Elect
ronic Components ans Materials;Technical Publicati
on 167」1985年３月22日、「Low−power remote contro
l IR transmitter and receiver preamplifiers」に詳
細に記載されている。これに記載されているRC受信機
は、入力回路と、復調回路と、パルス成形器と、出力回
路の縦続回路を具えている。その入力回路はフォトダイ
オードの出力信号を受信し、クロックパルス周波数（38
KHz）に対応する周波数に同調させた入力共振回路を含
んでいる。更に、この入力回路は差動増幅器の形態の増
幅回路を具え、これにより入力共振回路の出力信号を増
幅して復調回路に供給している。この入力回路は選択増
幅回路として作用し、RC受信機の正しい動作が赤外光も
送出する他のタイプの光源、例えば太陽や白熱電球等に
より妨害されないようにする。これら光源の不所望な影
響を更に抑圧するために、同じくクロックパルス周波数
に同調させた復調共振回路を復調回路に設けている。

（発明が解決しようとする課題） この従来の赤外RC受信機の増幅回路、復調回路、パル
ス整形器、出力回路及びその他のいくつかの回路は一緒
に１つの集積回路として設計される。しかし、所要の選
択度を得るために入力共振回路と復調共振回路はキャパ
シタ及び特にインダクタンスのような個別素子として設
計される。その結果として、完全なRC受信機は例えば補
聴器の場合のように極めて小さなハウジング内に収納す
るには大きすぎる。この問題はジャイレータを用いてこ
れらの個別素子を集積可能な回路に変換することにより
十分に解消することができる。この手段は大形化の問題
を十分に解決するが、絶え間なく増大する1.2V程度の低
電圧動作集積回路の需要に逆行する。比較のために、前
記刊行物に記載されているRC受信機は約5Vの供給電圧で
動作する点に注意されたい。しかし、これらのRC受信機
は通常その供給電圧を主電源から取り出す装置の一部を
構成するため、これらのRC受信機に対してはこのことは
問題にならない。

本発明の目的は従来のRC受信機より小さい体積を占め
ると共に低い電源電圧で済むRC受信機を提供することで
る。

（課題を解決するための手段） 本発明においては、 入力回路をフォトダイオードからの出力信号を受信す
ると共にクロックパルスの発生周波数に等しい周波数に
おいて最高の利得係数をそれぞれ有する第１及び第２の
選択増幅回路の縦続回路で構成し、 復調回路を平均値検出器で構成したことを特徴とす
る。

具体的に言うと、前記第１の選択増幅回路は前記フォ
トダイオードの出力信号を第１フィルタ回路を経て第１
入力端子に受信する演算増幅器で構成し、この第１入力
端子を第２フィルタ回路を経てこの演算増幅器の出力端
子にも接続し、この出力端子を更に第２抵抗回路網を経
て基準電圧源に接続した構成にする。

この場合第１及び第２フィルタ回路を抵抗とキャパシ
タで構成し得るため、この第１選択増幅回路を完全に集
積回路に設計することができる。

前記第２の選択増幅回路は、具体的に言うと、有限の
利得係数を有する増幅器で構成し、この増幅回路の第１
入力端子を抵抗回路網を経て前記第１の選択増幅回路の
出力端子に結合すると共にキャパシティブ回路網を経て
基準電圧源に接続し、この増幅器の出力端子を前記第１
の選択増幅回路の出力端子に直接結合すると共に前記基
準電圧源にキャパシティブ結合し、更にこの増幅器の第
２入力端子を別の基準電圧源に直接接続した構成にす
る。

この第２選択増幅回路は増幅器に加えて抵抗とキャパ
シタを含むのみであるから、この第２選択増幅回路も完
全に集積回路に製造することができる。

これらの選択増幅回路内の前記増幅器の使用は供給電
圧を低く維持し得る利点も有し、例えば約1.2Vより高い
供給電圧を必要としない利点を有する。

第２の選択増幅回路の使用のために復調回路を平均値
検出器の形態にすることができ、この検出器も約1.2Vの
供給電圧で動作することができる。これに対し前記刊行
物に記載されているRC受信機に使用されている同期復調
器は著しく高い供給電圧（５ボルト）を必要とする。

（実施例） 図面を参照して本発明の実施例について説明する。

メッセージフォーマット 第１図ＡはRC送信機からRC受信機に送信すべきメッセ
ージを示すものである。このメッセージは前記の刊行物
に記載されているように構成され、基準ビットREFと、
トグルビットと一般に称されているビットTGと、３個の
アドレスビットS0,S1,S2から成るアドレスワードと、６
個の指令ビットR1,R2,……R6から成る指令ワードとを具
えている。これらのビットの機能は前記の刊行物に詳細
に記載されており、本発明の適切な理解にとって重要で
ないので説明を省略する。各ビットは長さt_pwを有する
２個のパルスと間のパルスポーズ（スペース）とから成
る。このパルスポーズの長さにより関連するビットの論
理値が決まる。もっと詳しく言うと、論理値０を有する
ビットはパルスポーズt_b0により決まり、論理値１を有
するビットはパルスポーズt_b1により決まる。一般に、
これらのパルスポーズは基準クロックのクロックパルス
周期t_oscの数で表わされる。いくつかの特性値は以下の
通りである。

基準クロックのクロック周波数 f_osc＝455KHz 基準クロックのクロックパルス周期 t_osc＝2.2μｓ 論理値“0"のパルスポーズ t_bo ＝2240t_osc 論理値“1"のパルスポーズ t_b1 ＝3392t_osc パルス長 t_pw ＝64 t_osc メッセージのくり返し比 t_w ＝55296t_osc RC受信機へ送信する第１図Ａに示すパルスは最初に約
38KHzの搬送波上に変調される。この結果第１図Ｂに示
す信号になり、第１図Ｃに詳細に示すようにパルス幅t
_pwを有するもとの各パルスは周期がt_M＝12t_osc＝26.4μ
ｓでパルス幅がt_MH＝４t_osc＝8.8μｓの６個の変調パル
スの列になる。メッセージは、これらの変調パルスが赤
外搬送波上に変調されて最終的に送信される。

RC受信機 第２図は第１図Ｂに示すフォーマットのメッセージを
受信するのに好適なRC受信機の一実施例を示す。このRC
受信機は＋V_b電源電圧（1.3V）と大地との間に接続され
たフォトダイオード１を含み、このフォトダイオードは
赤外光を受光すると電流I₀を流す。この電流を入力端子
2.00を経て第１の選択増幅回路２に供給する。この増幅
回路はその出力端子2.01から出力電流I_2.01を出力し、
本例ではこの電流を極性反転段３により電流−I_2.01に
変換して入力端子4.01から第２の選択増幅回路４に供給
する。この増幅回路はその出力端子4.02から第１図Ｂに
示すパルス列の粗い再生波を表わす信号を出力し、これ
を平均値検出器５に供給する。この平均値検出器はもと
のメッセージ、即ち第１図Ａに示すパルス列の粗い再生
波を出力する。この粗い再生波をパルス整形器６で整形
して第１図Ａに示すパルス列にする。出力段７において
このパルス列のパルスを他の回路で処理するのに好適な
値に調整する。

図示の実施例において、第１の選択増幅回路２の中心
部は反転入力端子（−）が抵抗2.03、キャパシタ2.04及
び抵抗2.05の直列接続を経てフォトダイオード１のアノ
ードに接続された演算増幅器2.02から成る。抵抗2.05と
キャパシタ2.04の接続点を抵抗2.06を経て大地電位点に
接続する。この演算増幅器2.02の出力端子を抵抗2.07と
キャパシタ2.08の並列回路を経てその反転入力端子
（−）に接続する。従ってこの並列回路は負帰還回路を
構成する。この演算増幅器2.02の出力端子を更に２個の
抵抗2.09及び2.10の直列回路を経て大地電位点に接続
し、この両抵抗の共通接続点をこの演算増幅器の非反転
入力端子（＋）に接続する。

キャパシタ2.04を流れる電流をI_iで、キャパシタ2.04
及び2.08のそれぞれのキャパシタンスをＣで、抵抗2.03
及び2.07のそれぞれの抵抗値をＲで、抵抗2.06の抵抗値
をR₂で及び抵抗2.09及び2.10のそれぞれの抵抗値を（１
−Ｂ）R₁及びBR₁で表わすと、この回路の電圧利得V_2.01
／V_iは と書き表わせる。ここで、V_2.01は出力端子2.01の電圧
である。この出力端子の電流をI_2.01で表わすと、この
回路の電流利得I_2.01／I_iは式（１）に示す電圧利得に
次の係数： を乗算することにより得ることができる。Ｂ＝1/2の場
合について測定されたこの電流利得の絶対値とωとの間
の関係を第３図にグラフで示してある。

メッセージのパルスは38KHzのレートで発生する短か
いパルスの列から成るため、この第１の選択増幅回路の
共振周波数を38KHzに等しく選択する。これは前記キャ
パシタ及び抵抗を次の値にすることにより実現される。

第２の選択増幅回路４の中心部は有限の利得係数、即
ち有限の勾配を有する増幅器4.03から成る。既知のよう
に、増幅器の勾配はその出力電流とその入力電流との比
である。もっと詳しく説明すると、極性反転段３の出力
電流−I_2.01を抵抗4.04を経てこの増幅器の反転入力端
子（−）に接続すると共に導線4.05を経てその出力端子
にも接続する。その反転入力端子（−）に更にキャパシ
タ4.06を経て大地電位点に接続すると共にその出力端子
をキャパシタ4.07を経て大地電位点に接続する。この増
幅器4.03の非反転入力端子（＋）には基準電圧V_refを供
給する。

この第２の選択増幅回路の出力端子4.02の電圧をV
_4.02で表わし、その入力端子4.01に供給される電流をI
_4.01（＝―I_2.01）で、抵抗4.04の抵抗値をR₄で、キャ
パシタ4.06及び4.07のキャパシタをそれぞれＣ及びC_pで
表わすと、 が成立する。この比V_4.02／I_4.01の絶対値とωとの間の
測定された関係を第４図にグラフで示してある。

この第２の選択増幅回路の共振周波数も38KHzに選択
する。

第１の選択増幅回路の特別の構造のために、共振周波
数の比較的大きな偏差（例えば12KHz）において生ずる
追加の利得損失を2dB以下にすることが達成される。こ
れは選択増幅回路の極めて有利な特性である。その理由
は、ICにおいてはRC積が通常の変化により32％にのぼる
バラツキを有し得ることが明らかになっているが、この
増幅回路ではこのバラツキが2dB以上の利得損失を生じ
ないためである。

第１及び第２の選択増幅回路２及び４並びに極性反転
回路３の集積可能な構造を第５図に詳細に示してある。
この第５図において、第２図の素子と対応する素子には
第２図と同一の符合を付してある。もっと詳しく説明す
ると、第１の選択増幅回路２内の演算増幅器（2.02）は
トランジスタ2.11,2.12,2.28及び2.29から成る。トラン
ジスタ2.11のベースがこの演算増幅器の反転入力端子
（−）を構成し、トランジスタ2.12のベースがその非反
転入力端子（＋）を構成する。これらトランジスタのエ
ミッタはトランジスタ2.13及び2.14から成る電流源回路
に接続し、これら電流源トランジスタはトランジスタ2.
15と相まって、外部電流源から0.8μＡの電流I₃を受信
する電流ミラー回路を構成する。トランジスタ2.11のベ
ース（即ち、演算増幅器の反転入力端子）は抵抗2.03、
キャパシタ2.04及び抵抗2.05を経て、フォトダイオード
が接続される入力端子2.00に接続する。キャパシタ2.04
と抵抗2.05の接続点を抵抗2.06を経て大地電位点に接続
する。トランジスタ2.11のベースは抵抗2.07及びキャパ
シタ2.28の並列回路を経てトランジスタ2.28のコレクタ
（演算増幅器の非反転出力端子）にも接続する。トラン
ジスタ2.28のコレクタは更に抵抗2.09を経てトランジス
タ2.12のベース（演算増幅器の非反転入力端子（＋））
に接続する。このベースは更に抵抗2.10を経て、800mV
の外部基準電圧源V_refが接続される入力端子に接続す
る。トランジスタ2.11のコレクタは外部電圧源から約1V
の電源電圧V₆を受信する。トランジスタ2.20,2.21,2.22
から成る電流ミラー回路で構成された電流源をトランジ
スタ2.12のコレクタ回路内に挿入する。この電流ミラー
回路自体を、トランジスタ2.23,2.24、2.25及び2.26か
ら成り、外部電流源から約0.8μＡの電流I₄を受信する
電流ミラー回路に接続する。トランジスタ2.12のコレク
タをトランジスタ2.22と2.25との間に配置されたトラン
ジスタ2.28のベースに接続する。この第１の選択増幅回
路の反転出力端子は、ベースが図に示すように抵抗2.10
の一端に接続されエミッタが電流源2.25及び2.26に接続
されたトランジスタ2.29のコレクタにより構成される。

極性反転回路３は本例ではトランジスタ3.01及び3.02
から成る電流ミラー回路で構成され、これをトランジス
タ2.29のコレクタに接続する。

第２の選択増幅回路４はトランジスタ4.08及び4.09か
ら成る増幅器（4.03）を含んでいる。これらトランジス
タ4.08及び4.09のエミッタをトランジスタ2.26,2.25,2.
24及び2.23と相まって電流ミラー回路を構成する２個の
トランジスタ4.10及び4.11から成る電流源に接続する。
トランジスタ4.08のコレクタ電流はトランジスタ4.14及
び4.15から成る電流ミラー回路によりミラー反転され、
次いでトランジスタ4.12及び4.13から成る電流ミラー回
路により再びミラー反転され、斯る後に電流ミラー回路
3.01,3.02により供給される電流から差し引かれる。こ
の回路はトランジスタ4.08のベースの直流電圧がトラン
ジスタ4.09のベースの電圧（V_ref）に精密に等しくなる
ように自身を調整する。その結果として、この第２の選
択増幅回路の入力端子4.01の直流電圧はV_refより数mV高
くなる。この増幅器の反転入力端子（−）はトランジス
タ4.08のベースで構成され、この端子を抵抗4.04を経て
電流ミラー回路（3.01,3.02）の出力端子に接続すると
共にキャパシタ4.06を経て大地電位点にも接続する。非
反転入力端子は前記基準電圧（V_ref）を受信する。最後
に、この第２の選択増幅回路の出力端子はトランジスタ
4.12のコレクタで構成され、このトランジスタの寄生キ
ャパシタンスがトランジスタ4.12と大地電位点との間に
接続されたキャパシタ4.16のキャパシタと相まってキャ
パシタ4.07の機能を成す。

【図面の簡単な説明】

第１図はRC送信機により発生されRC受信機に送信される
メッセージを表わす図、 第２図は本発明RC受信機の構造を示すブロック回路図、 第３図は第１の選択増幅回路の電流伝達関数を示す図、 第４図は第２の選択増幅回路のインピーダンス−周波数
特性を示す図、 第５図は第１及び第２の選択増幅回路の詳細回路図であ
る。 １…フォトダイオード、２…第１の選択増幅回路 ３…極性反転段、４…第２の選択増幅回路 ５…平均値検出器、６…パルス整形器 ７…出力段

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｈ０４Ｂ 10/142 10/152 10/26 10/28 (56)参考文献 特開 昭61−100098（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−108898（ＪＰ，Ａ) 実開 昭57−60452（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−152040（ＪＰ，Ｕ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数個のクロックパルス被変調情報パルス
   からなるメッセージをワイヤレス送信のために適当な搬
   送波信号上に変調して送信機から受信機へ送信するリモ
   ートコントロールシステム用の受信機であって、 −送信された搬送波信号を受信し電気信号に変換する変
   換手段と、 −この電気信号を受信しクロックパルス被変調情報パル
   スに変換する入力回路と、 −該入力回路により発生された被変調情報パルスを復調
   する復調回路と、 −パルス整形器及び出力段と、 を具えたものにおいて、 −前記入力回路がそれぞれクロックパルス周波数にほぼ
   等しい周波数において最高の利得係数を有する第１及び
   第２の選択増幅回路で構成され、前記第１の選択増幅回
   路が前記変換手段の出力信号を第１フィルタ回路を経て
   第１入力端子に受信する演算増幅器で構成され、この第
   １入力端子が第２フィルタ回路を経てこの演算増幅器の
   出力端子にも接続され、この出力端子が更に第１抵抗回
   路網を経てこの演算増幅器の第２入力端子に接続され、
   この第２入力端子が更に第２抵抗回路網を経て基準電圧
   源に接続され、且つ前記第２の選択増幅回路が有限の利
   得係数を有する増幅器で構成され、この増幅器の第１入
   力端子が抵抗回路網を経て前記第１の選択増幅回路の出
   力端子に結合されるとともにキャパシティブ回路網を経
   て基準電圧源に接続され、この増幅器の出力端子が前記
   第１の選択増幅回路の出力端子に直接結合されるととも
   に前記基準電圧源にキャパシティブ結合され、更にこの
   増幅器の第２入力端子が別の基準電圧源に直接接続さ
   れ、 −前記復調回路が平均値検出器で構成されていることを
   特徴とするリモートコントロールシステム用受信機。
2. 【請求項２】平均値検出器が前記入力回路と従属接続さ
   れていることを特徴とする請求項１に記載された受信機
   用の集積回路。