JP2954127B2 - 赤外線信号受信装置 - Google Patents
赤外線信号受信装置Info
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Description
に関する。
置のブロック図を示す。特定の周波数を持つ搬送波が断
続することにより構成されるパルス位置変調(Puls
e Position Modulation、以下P
PMと略す)信号が赤外線LEDを導通し、赤外線を媒
体とする赤外線変調波となり、伝送される。赤外線感知
素子1はこの赤外線変調波を受信する。増幅回路2でP
PM信号を増幅した後、PPM変調信号の搬送波に同調
したバンド・パス・フィルタ(以下BPFと略す)3で
不要な信号やノイズを除去する。検波回路4でPPM信
号の断続に応じてロウレベル/ハイレベルを検出する。
検波回路4の出力信号を波形整形回路5で波形整形し、
PPM信号の搬送波の断続に応じたパルスを出力端子0
より出力する。
イオードが使用され、増幅回路2によりPPM信号を適
正な利得で増幅し、BPF3に入力している。
図5により詳しく説明する。コンデンサC1は一端が増
幅回路2の出力端に接続され、他端がバッファー回路1
2の入力端と、非反転入力端と反転入力端を有する可変
トランスコンダクタンスアンプ11の出力端に接続され
ている。バッファー回路12の出力は非反転入力端と反
転入力端を有する可変トランスコンダクタンスアンプ1
3の非反転入力端に接続されている。可変トランスコン
ダクタンスアンプ13の出力端はバッファー回路14の
入力端と、コンデンサC2の一端に接続されている。コ
ンデンサC2の他端はGNDに接続されている。バッフ
ァー回路14の出力端は可変トランスコンダクタンスア
ンプ11の反転入力端と抵抗R2の一端に接続されてい
る。可変トランスコンダクタンスアンプ11の非反転入
力端は電圧源の正端子と抵抗R1の一端に接続されてい
る。抵抗R1の他端は抵抗R2の他端と可変トランスコ
ンダクタンスアンプ13の反転入力端に接続されてい
る。以上によりコンデンサC1の一端を入力端、バッフ
ァー回路14の出力端を出力端とするBPF3が構成さ
れている。
は、コンデンサーC1,C2の容量値をC1,C2、可
変トランスコンダクタンスアンプ11,13のgmをそ
れぞれgm1,gm2とすると、(1)式で表され、
応じて、同調周波数f0と同調する周波数のみが増幅さ
れる。
15の入力に接続されている。DCレベルシフト回路1
5は、NPNトランジスタQ100のベースとNPNト
ランジスタQ101のベースが接続され、NPNトラン
ジスタQ100のエミッタと定電流源25が接続され、
第1の出力とし、NPNトランジスタQ101のエミッ
タと定電流源26が接続され、第2の出力とする構成を
なしている。DCレベルシフト回路15の第1の出力は
差動増幅器のNPNトランジスタQ102のベースに接
続され、DCレベルシフト回路15の第2の出力はロー
パスフィルター16の入力に接続されている。ローパス
フィルター16は抵抗R4の一端を入力とし、他端が接
地のコンデンサーC3に接続され、抵抗R4とコンデン
サーC3との接続点を出力とする構成をなしている。ロ
ーパスフィルター16の出力は差動増幅器のもう一方の
NPNトランジスタQ103のベースに接続されてい
る。差動増幅器の出力端はカレントミラー回路17の入
力端17.1に接続されている。カレントミラー回路1
7の出力端17.2はカレントミラー回路23の出力端
23.3と、一端が接地されたコンデンサC4の他端に
接続されている。NPNトランジスタQ102とQ10
3のエミッタはカレントミラー回路23の出力端23.
2に接続されている。カレントミラー回路23の入力端
23.1は抵抗R5を介して電圧源に接続されている。
する。図6(1)はPPM変調信号の波形の一例で、搬
送波のあるオン期間とDC信号のみのオフ期間とで構成
される。PPM変調信号はBPF3の出力から検波回路
4内のDCレベルシフト回路15に入力され、二方向に
分かれる。一方はNPNトランジスタQ100のエミッ
タホロワを介し、NPNトランジスタQ102のベース
に伝達される。他方はNPNトランジスタQ101のエ
ミッタホロワを介し、ローパスフィルター16で搬送波
が除去され、NPNトランジスタQ103のベースに伝
達する。NPNトランジスタQ102,103は差動ス
イッチとして動作し、NPNトランジスタQ102のベ
ース電位がNPNトランジスタQ103のベース電位よ
り低いと、NPNトランジスタQ103がオンし、カレ
ントミラー回路17を通し出力端17.2に電流が流
れ、NPNトランジスタQ102のベース電位がNPN
トランジスタQ103のベース電位より高いとNPNト
ランジスタQ103がオフし、カレントミラー回路17
の出力端17.2に電流が流れない。
レントミラー回路17から流れ出す電流I4をカレント
ミラー回路23の出力端23.3の電流I3より適当に
大きくすることで、NPNトランジスタQ103のオン
時は、電流I4とI3の差分の電流でコンデンサC4を
充電し、NPNトランジスタQ103のオフ時は電流I
3でコンデンサC4を放電する。PPM変調信号のオン
期間では、電流I4とI3の差分の充電電流と電流I3
の放電電流により、コンデンサC4はノコギリ波状の充
放電を繰り返しながらハイレベルとなり、PPM変調信
号のオフ間では、電流I3の放電電流だけによりロウレ
ベルとなる。この時の充電電圧・放電電圧を次式に示
す。
路5に入力され、ヒステリシスコンパレータ18の持っ
ているヒステリシス幅をインバータ蛍光灯等の外来光ノ
イズで発生するノコギリ波の波高値に応答しないように
設定して波形整形を行い、出力端子6よりPPM変調信
号のオン期間に比例したパルスを出力する。
図6(2)はNPNトランジスタQ102,103ベー
スでの波形の一例である。NPNトランジスタQ102
のベースにはPPM変調信号のオフ期間あるいは無信号
時に内部素子や外来光によるノイズがあり、このノイズ
がNPNトランジスタQ103のベースを超え検波出力
がロウレベルになり、検波回路4が誤動作する。この誤
動作を防止するため、DCレベルシフト回路15におい
て、NPNトランジスタQ100,101に流す電流I
1,I2の差で、NPNトランジスタQ100,101
のVBEに電位差を持たせることでNPNトランジスタQ
102,103のベースにDCオフセットを付けてい
る。このDCオフセットが検波しきい値電圧となる。N
PNトランジスタQ102のベースに入力されるBPF
出力信号は図6(2)の波形のようにPPM変調信号の
終了時点から群遅延の区間が発生し、前記検波しきい値
電圧を固定した場合は前記群遅延の区間も検波してしま
い、図6(2)のオン期間、オフ期間に応じて示した図
6(3)の波形整形回路5の出力パルスのように前記群
遅延の区間分PPM変調波のオン期間よりも長くなり、
誤動作となる。この誤動作を防止するため、ローパスフ
ィルター16の充放電電流比を50:1程度に設定し、
BPF出力信号レベルに応じて検波しきい値電圧が上昇
するようにし、BPF出力信号の上側の上部を検波さ
せ、前記群遅延の区間を検波させずに、出力端子0から
PPM変調信号に比例したパルスを出力させる(図6
(3)参照)。
信号受信装置は、次のような問題点がある。
では、図7(1)に示すように、PPM変調信号の連続
波が108msで一命令の搬送波が送られてきたが、最
近、図7(2)のように特定の送信フォーマット(例え
ばVTRサーチモード)では、一命令が108ms以上
と長い搬送波でPPM変調信号が送られてくるため10
8ms以上で検波できなくなり、出力端子0がハイレベ
ルとなり、命令を正確に伝達できなく、誤動作を起こさ
せることである(図7(3),(4)参照)。
2,103のベース電圧差のオフセット電圧である検波
しきい値電圧を、ローパスフィルター16でBPF出力
信号の搬送波を除去し、かつ、充放電電流の比を変えて
BPF出力信号に応じて上昇させていることで、検波し
きい値電圧が、BPF出力信号が入力されつづけると、
図7(3)ようにオフ期間の電位も上昇するため、最終
的にBPF出力信号ピークレベルとDCオフセットを足
した値まで達する。このことから、検波しきい値電圧が
NPNトランジスタQ102のベースに入力されるBP
F出力信号を前記オフセット電圧分まで超えてしまい、
PPM変調信号のオン期間の間を検波(NPNトランジ
スタQ103がオン)できなくなるためである。
のように、一命令が108ms以上のPPM変調信号で
も検波しきい値電圧がNPNトランジスタQ102のベ
ースに入力されるBPF出力レベルを超えることなく、
PPM変調信号のオン期間を検波し、出力端子からPP
M変調信号のオン期間に比例したパルスを出力し、正確
に命令を伝達する赤外線信号受信装置を提供することで
ある。
装置は、赤外線感知素子と、該赤外線感知素子により受
信した信号を増幅する増幅回路と、該増幅回路で増幅し
た信号から特定の周波数成分を抽出するBPFと、該B
PFの出力信号を検波する検波回路と、該検波回路の出
力信号の波形を整形する波形整形回路とを有する赤外線
信号受信装置において、前記検波回路のDCレベルシフ
ト回路の入力を2系統に構成し、前記BPFの出力信号
を2系統に分割し、前記BPFの一方の出力信号を前記
DCレベルシフト回路の一方の入力系に出力し、前記B
PFの他方の出力信号を減衰させ、その減衰信号を前記
DCレベルシフト回路の他方の入力系に出力するアッテ
ネート回路を有する。
く設定可能な、アッテネートしたBPF出力信号を使用
できることから、搬送波のオン期間の検波誤動作を防止
できる。また、検波閥値電圧が上昇しても、検波しきい
値電圧が検波回路に入力されるBPF出力信号を超える
ことのない手段としてアッテネート回路を有している。
本発明では、検波しきい値電圧が上昇してもBPF出
力信号を超えることがないため、特定の送信フォーマッ
トのように従来のフォーマットより長い送信信号でも検
波でき、正確に命令を伝達できる。
衰)するものとしては、特開平5−236039号公報
があるが、これは受信信号の変動レベルを一定レベルに
全信号アッテネート(減衰)するものであり、本発明の
ように検波しきい値電圧を設定する信号のみアッテネー
トするものとは、まったく異なるものである。
て、添付図面を参照して説明する。
受信装置のブロック図である。
統に分けて、アッテネートしない信号とアットテートし
た信号との2信号を検波回路4に入力することを除い
て、本実施形態の赤外線信号受信装置の構成は、図4に
示した従来例と同じである。即ち、本実施形態では、図
1に示すように、BPF出力信号をアッテネートするた
めのアッテネート回路24を有している。
に、BPF出力信号に検波回路4のDCレベルシフト回
路15で無信号時の内部素子ノイズや外来光ノイズ対策
として付けるDCオフセット電圧と差動増幅器のNPN
トランジスタQ102,103のダイナミックレンジ等
を見込んでアッテネート量を設定し、BPF出力信号を
抵抗R2,R3の抵抗比などでAC成分のみをアッテネ
ートして出力する。
外線信号受信装置の詳細と動作について説明する。
素子1が赤外線変調波を受信し、増幅回路2でPPM信
号を増幅した後、PPM変調信号の搬送波に同調したB
PF3で不要な信号やノイズを除去し、検波回路4でP
PM信号の断続に応じてロウレベル/ハイレベルを検出
し、検波回路4の出力信号をヒステリシスコンパレータ
18による波形整形回路5で波形整形し、PPM信号の
搬送波の断続に応じたパルスを出力端子0より出力す
る。アッテネート回路24はBPF出力信号を、検波回
路4内のDCレベルシフト回路15で無信号時の内部素
子ノイズと外来光ノイズ対策として付けるDCオフセッ
ト電圧100mV程度と差動増幅器のNPNトランジス
タQ102,Q103のダイナミックレンジ50mVを
考慮したアッテネート量に応じた抵抗比85:15程度
に抵抗R2とR3で分割し、抵抗R2とR3の接続点を
出力端とする構成をなしている。アッテネート回路24
の出力は検波回路4内のDCレベルシフト回路15に入
力する。DCレベルシフト回路15は従来例では一入力
であったが、本実施形態ではNPNトランジスタQ10
0のベースとNPNトランジスタQ101のベースを入
力とした2入力構成をなし、NPNトランジスタQ10
0のベースはBPF3の出力端に接続され、他方の入力
NPNトランジスタQ101のベースはアッテネート回
路24の出力端に接続されている。
について詳細に説明する。動作は従来例と同じく検波し
きい値電圧はローパスフィルター16の充放電電流比を
変えて入力される信号に応じて上昇し、入力信号が入力
されつづけると最終的にその入力信号レベルまで上昇す
るが、無信号時の内部素子ノイズや外来光ノイズ対策と
してDCレベルシフト回路15で付けたDCオフセット
電圧100mV程度と、差動増幅器のNPNトランジス
タQ102,Q103のダイナミックレンジ50mVを
見込んだアッテネート量でBPF出力信号をアッテネー
トした信号をローパスフィルター16に入力しているた
め、検波しきい値電圧はNPNトランジスタQ102の
ベースに入力される信号(BPF出力信号)を超えるこ
とはなく、108mS以上の連続PPM変調信号が検波
回路4に入力されても検波できなくなることはない。し
たがって、図3(4)に示すように出力端子0からPP
M変調信号のオン期間に比例した正確なパルスが出力さ
れ、誤動作しなくなる。
うな効果がある。
ように、一命令が108ms以上の連続したPPM変調
信号でも検波できることである。その理由は、検波しき
い値電圧を上昇させる信号にBPF出力信号をアッテネ
ートして使用することで、前記検波しきい値電圧はNP
NトランジスタQ102のベースに入力されるBPF出
力信号レベルを超えないためである。
信号のオン期間に比例した出力パルスを出力し、正確に
命令を伝達できることである。その理由は、前記説明し
たように、検波回路の誤動作がなくなるためである。
ロック図である。
る。
Claims (5)
- 【請求項1】 赤外線感知素子と、該赤外線感知素子に
より受信した信号を増幅する増幅回路と、該増幅回路で
増幅した信号から特定の周波数成分を抽出するBPF
と、該BPFの出力信号を検波する検波回路と、該検波
回路の出力信号の波形を整形する波形整形回路とを有す
る赤外線信号受信装置において、前記検波回路のDCレベルシフト回路の入力を2系統に
構成し、前記BPFの出力信号を2系統に分割し、前記
BPFの一方の出力信号を前記DCレベルシフト回路の
一方の入力系に出力し、前記BPFの他方の出力信号を
減衰させ、その減衰信号を前記DCレベルシフト回路の
他方の入力系に出力する アッテネート回路を有すること
を特徴とする赤外線信号受信装置。 - 【請求項2】 前記アッテネート回路のアッテネート量
が前記検波回路内のDCレベルシフト回路でBPF出力
信号に付けられるDCオフセット電圧と差動増幅のダイ
ナミックレンジを考慮して設定されている請求項1記載
の赤外線信号受信装置。 - 【請求項3】 前記アッテネート回路の出力信号が、前
記検波回路内の前記DCレベルシフト回路でDCオフセ
ット電圧を付けられ、ローパスフィルターによって搬送
波が除去された、信号レベルに応じて変化する検波しき
い値電圧の設定に用いられる請求項2記載の赤外線信号
受信装置。 - 【請求項4】 前記アッテネート回路は、前記BPF内
の後段の可変トランスコンダクタンスアンプの反転入力
端と、入力端が該可変トランスコンダクタンスアンプの
出力端と接続されているバッファー回路の出力端の間に
直列に接続された2個の抵抗で構成され、その接続点を
出力端としている、請求項1から3のいずれかに記載の
赤外線信号受信装置。 - 【請求項5】 前記バッファー回路の出力端は前記検波
回路内のDCレベルシフト回路の一方のトランジスタの
ベースに入力され、前記アッテネート回路の出力端は前
記DCレベルシフト回路の他方のトランジスタのベース
に入力される、請求項4記載の赤外線信号受信装置。
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