JP3450975B2 - 積分器付コンパレータ回路および赤外線受光装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、たとえば赤外線リ
モートコントロール用受信器の復調回路などに用いられ
る積分器付コンパレータ回路および赤外線受光装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、赤外線リモートコントロール
受信器の復調回路として、図９に示すようなバイポーラ
半導体集積回路化された復調回路１が用いられている。
赤外線リモートコントロール用の送信器では、通常３８
ｋＨｚで発光強度の振幅を変調した赤外光を発生し、搬
送波の有無でコード化する。フォトダイオード２は、赤
外光信号を受けて電気信号に変換する。フォトダイオー
ド２の出力は、ヘッドアンプ３、ＡＣアンプ４、リミッ
トアンプ５および自動利得制御（以下「ＡＧＣ」と略称
する）回路６を含むアンプブロック７で増幅される。ア
ンプブロック７で増幅された信号は、バンドパスフィル
タ（以下「ＢＰＦ」と略称する）８で、発光強度の振幅
変調に用いられた周波数である３８ｋＨｚを中心として
ろ波される。ＢＰＦ８の中心周波数は、外付けの調整抵
抗９の抵抗値を変化させることによって調整可能であ
る。

【０００３】積分回路１０は、ＢＰＦ８の出力を積分抵
抗１１および積分コンデンサ１２を用いて積分し、１回
目積分波形を作成する。１回目積分波形は、ＢＰＦ８か
らの出力信号とともに定電流源スイッチングブロック１
３に与えられ、積分器付コンパレータ回路１４の積分コ
ンデンサ１５を充放電させるために、定電流源スイッチ
ングブロック１３をスイッチングする。積分器付コンパ
レータ回路１４は、積分コンデンサ１５による２回目積
分波形の出力電圧レベルを弁別するコンパレータ１６を
含む。コンパレータ１６によって波形整形された信号
は、出力トランジスタ１７のベースに与えられ、出力ト
ランジスタ１７のコレクタと出力抵抗１８との接続点か
ら復調回路１の外部へのＶｏ端子に出力される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】近年、省電力を図るた
めに、低電圧で電子回路を動作させることが多くなって
きている。積分コンデンサ１５を定電流で充電している
と、端子電圧は時間とともに上昇し、コンパレータ１６
の電源電圧との関係で、正常に動作可能な範囲を逸脱す
るおそれが生じる。積分コンデンサ１５の端子電圧が正
常な範囲から逸脱すると、２回目積分波形が歪み、赤外
線信号を正常に復調することができなくなる。このた
め、積分コンデンサ１６の端子電圧を制限するクランプ
回路を設けることが考えられる。

【０００５】半導体集積回路では、必要とする各種基準
電圧を内部回路で発生することが多い。積分器付コンパ
レータ回路１４にクランプ回路を設けると、コンパレー
タとしてのレベル弁別用の基準電圧であるスレッシュホ
ールド（以下、「スレッシュ」と略称する）電圧と、ク
ランプ回路用のクランプ電圧とを発生させる必要があ
る。半導体集積回路内部で発生させる基準電圧は、ある
程度の温度変化を伴う。温度変化を小さくするのは、技
術的に不可能ではないけれども、コストが増大したり、
調整に手間がかかる。このため、常温でクランプ電圧と
コンパレータのスレッシュ電圧との関係を適切に調整し
ても、動作温度が常温から外れると、クランプ回路を設
けても積分波形が歪んだり、積分コンデンサの端子電圧
がスレッシュ電圧に達する前にクランプ回路が動作し
て、コンパレータが入力電圧を正しく弁別することがで
きない事態も生じ得る。すなわち、常温時の動作では問
題は生じないけれども、周囲の温度が変動すると、かえ
って積分器付コンパレータ回路１４の動作が阻害される
おそれがある。

【０００６】本発明の目的は、広い温度範囲にわたって
適切なパルス幅で出力を得ることができる積分器付コン
パレータ回路を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、入力側に設け
られる積分器と、積分器によって入力信号が積分されて
得られる出力電圧レベルを弁別するコンパレータとを備
える積分器付コンパレータ回路において、予め定める温
度範囲で、積分器の出力電圧レベルを弁別する基準電圧
を、予め定める電圧範囲内で超えるクランプ電圧を発生
するクランプ電圧発生回路と、クランプ電圧発生回路か
ら発生されるクランプ電圧に基づいて、積分回路の出力
電圧レベルを制限するクランプ回路とを含み、前記クラ
ンプ電圧発生回路は、前記クランプ電圧を、温度変化特
性の符号が前記基準電圧の温度変化特性の符号と一致す
るように発生することを特徴とする積分器付コンパレー
タ回路である。本発明に従えば、クランプ電圧発生回路
は、予め定める温度範囲で積分器の出力電圧レベルを弁
別する基準電圧を超えるようにクランプ電圧を発生す
る。発生するクランプ電圧は基準電圧を予め定める電圧
範囲内で超えるので、この電圧範囲内ではコンパレータ
として動作することが可能となる。クランプ電圧が基準
電圧を超えても、その範囲は予め定められているので、
コンパレータの出力のパルス幅を一定の範囲内に収める
ことができ、コンパレータとして適切な動作を行うこと
ができる。

【０００８】またクランプ電圧の温度特性と基準電圧の
温度特性とは、符号が一致するので、適切な関係で動作
することができる温度範囲を広げ、特に温度上昇時の上
限温度を改善することができる。

【０００９】また本発明で、前記基準電圧および前記ク
ランプ電圧は、バイポーラトランジスタのベース・エミ
ッタ間電圧に依存する成分を、温度変化特性に寄与する
割合が最大となるようにそれぞれ含むことを特徴とす
る。本発明に従えば、基準電圧およびクランプ電圧を、
バイポーラトランジスタのベース・エミッタ間電圧に依
存する成分の割合を多くするように発生するので、広い
温度範囲にわたって適切な動作を行うことができる。

【００１０】さらに本発明は、前述の積分器付コンパレ
ータ回路と、赤外線受光素子と、赤外線受光素子の赤外
線検出出力を増幅する増幅回路と、増幅回路の出力か
ら、予め定める周波数帯域成分を選択するフィルタ回路
と、フィルタ回路の出力を、積分器付コンパレータの積
分器よりも大きな時定数で積分し、積分出力を積分器付
コンパレータに与える積分回路とを含むことを特徴とす
る赤外線受光装置である。本発明に従えば、赤外線受光
素子によって検出される赤外線に対応する出力を増幅回
路で増幅し、予め定める周波数帯域成分をフィルタ回路
で選択した後、積分器付コンパレータの積分器よりも大
きな時定数の積分回路によって１回目積分を行う。１回
目積分を行った積分波形を積分器付コンパレータ回路で
２回目積分を行い、その出力をレベル弁別する。積分器
付コンパレータ回路は、広い温度範囲で適正に動作する
ので、受光した赤外線に含まれる信号成分を、適切に復
調することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の一形態と
しての積分器付コンパレータ回路１４を含む電気的構成
を示す。図１には、図９に示したバイポーラ半導体集積
回路による復調回路１のうち、積分回路１０、定電流源
スイッチングブロック１３および積分器付コンパレータ
回路１４に関連する部分が示される。図９に対応する部
分には同一の参照符を付す。定電流源スイッチングブロ
ック１３には、バイアス回路２０によって発生されるバ
イアス電圧が与えられる。ＢＰＦ８の出力と積分抵抗１
１との間には、入力回路２１が設けられる。積分コンデ
ンサ１５に発生する２回目積分波形は、クランプ回路２
２によってクランプされ、電圧レベルが制限される。ク
ランプ回路２２のクランプ電圧は、クランプ電圧発生回
路２３によって発生される。

【００１２】クランプ回路２２は、ＮＰＮトランジスタ
Ｔｒ１と、ＰＮＰ形トランジスタＴｒ２とを含む。２つ
のトランジスタＴｒ１，Ｔｒ２のエミッタおよびベース
は共通接続され、共通接続されるエミッタは積分コンデ
ンサ１５の出力端子、すなわち積分コンデンサ１５と定
電流源スイッチングブロック１３との接続点に接続され
る。共通接続されるベースにはクランプ電圧発生回路２
３からの出力が与えられる。コンパレータ１６は、エミ
ッタが共通接続されて差動増幅器を構成する一対のＮＰ
ＮトランジスタＴｒ３，Ｔｒ４を中心に構成される。ト
ランジスタＴｒ３のベースには、定電流源スイッチング
ブロック１３と積分コンデンサ１５の接続点から、ＮＰ
ＮトランジスタＴｒ５のベース・エミッタ間およびＮＰ
ＮトランジスタＴｒ６のエミッタ・ベース間を介して２
回目積分波形の電圧信号が与えられる。他方のＮＰＮト
ランジスタＴｒ４のベースには、ＮＰＮトランジスタＴ
ｒ７のエミッタ電圧が、抵抗Ｒ１を介して与えられる。
クランプ電圧発生回路２３では、コレクタとベースとを
直結した２つのＮＰＮトランジスタＴｒ８，Ｔｒ９とＰ
ＮＰトランジスタＴｒ１０と、２つの抵抗Ｒ３，Ｒ４を
含む。ＰＮＰトランジスタＴｒ１０のエミッタは正の電
源電圧Ｖｃｃに接続され、Ｔｒ１０のコレクタは抵抗Ｒ
３の一端に接続される。抵抗Ｒ３の他端は抵抗Ｒ４の一
端に接続される。抵抗Ｒ３および抵抗Ｒ４の接続点か
ら、クランプ回路２２に与える出力電圧が取出される。
抵抗Ｒ４の他端は、ＮＰＮトランジスタＴｒ８のコレク
タに接続される。トランジスタＴｒ８のエミッタは、ト
ランジスタＴｒ９のコレクタに接続され、トランジスタ
Ｔｒ９のエミッタは接地電圧レベルＧＮＤに接続され
る。

【００１３】定電流源スイッチングブロック１３は、コ
レクタが共通接続されるＰＮＰトランジスタＴｒ１１お
よびＮＰＮトランジスタＴｒ１２を有する。トランジス
タＴｒ１１は、ＢＰＦ８からの出力に応じて一定のコレ
クタ電流Ｉ１をＯＮ／ＯＦＦする。トランジスタＴｒ１
２には、一定のコレクタ電流Ｉ２が流れる。Ｉ１＞Ｉ２
の関係があるので、トランジスタＴｒ１１がＯＮ状態の
ときには、トランジスタＴｒ１１およびトランジスタＴ
ｒ１２の共通接続されたコレクタから、Ｉ１−Ｉ２の電
流が導出され、積分コンデンサ１５を充電する。トラン
ジスタＴｒ１１がＯＦＦとなると、積分コンデンサ１５
から放電電流Ｉ２がトランジスタＴｒ１２のコレクタに
流れる。

【００１４】積分コンデンサ１５が、定電流源スイッチ
ングブロック１３からの電流Ｉ１−Ｉ２で充電される
と、積分コンデンサ１５の端子電圧は上昇する。端子電
圧が上がり過ぎないように、トランジスタＴｒ１および
トランジスタＴｒ２を含むクランプ回路２２によって、
クランプ電圧Ｖｃｌを超えないように制限される。な
お、各トランジスタのベース・エミッタ間電圧は全てＶ
ｂｅで等しいと見なしても、誤差は他の要因よりは小さ
くなることは周知であるので、以下の説明では全てＶｂ
ｅで等しいとして取り扱う。また、各トランジスタの電
流増幅率は充分に大きく、コレクタやエミッタに流れる
電流に対して、ベースに流れる電流は無視することがで
きるものとする。

【００１５】積分コンデンサ１５の端子電圧が接地電圧
ＧＮＤ側であって低いときには、クランプ回路２２のト
ランジスタＴｒ１を介して端子電圧がクランプされ、こ
のときクランプ電圧発生回路２３からＶｃｌのクランプ
電圧となるような出力電圧が共通接続されたトランジス
タＴｒ１，Ｔｒ２のベースに与えられるので、このとき
のトランジスタＴｒ２のベース電圧はＶｃｌからベース
・エミッタ間電圧Ｖｂｅだけ低い電圧となる。トランジ
スタＴｒ１のエミッタは、ベース電圧よりもさらにＶｂ
ｅだけ低い電圧となるので、積分コンデンサ１５の端子
電圧はＶｃｌ−２Ｖｂｅにクランプされる。このときト
ランジスタＴｒ４のベースに与えられるスレッシュ電圧
Ｖｔｈは、トランジスタＴｒ３のベース電圧よりも高く
なっている。

【００１６】トランジスタＴｒ４のベース電圧は、抵抗
Ｒ１を流れる電流Ｉ３による電圧降下分をトランジスタ
Ｔｒ７のエミッタ電圧に加えた電圧となる。トランジス
タＴｒ７のエミッタ電圧は、ベース電圧よりもＶｂｅだ
け低くなり、ベース電圧はクランプ電圧発生回路２３の
トランジスタＴｒ１０、抵抗Ｒ３，Ｒ４およびトランジ
スタＴｒ８，Ｔｒ９を直列に流れる電流をＩ４とする
と、２×Ｖｂｅ＋（Ｒ３＋Ｒ４）×Ｉ４で表されるの
で、トランジスタＴｒ４のベース電圧Ｖｔｈは次の第１
式のように表される。

【００１７】 Ｖｔｈ ＝ ２×Ｖｂｅ＋（Ｒ３＋Ｒ４）×Ｉ４−Ｖｂｅ＋Ｒ１×Ｉ３ ＝ Ｖｂｅ＋Ｒ１×Ｉ３＋（Ｒ３＋Ｒ４）×Ｉ４ …（１） 電流Ｉ３は、カレントミラー回路２４から供給され、そ
の値はトランジスタＴｒ４のコレクタ電流と等しくな
る。したがって、トランジスタＴｒ４がＯＦＦとなる
と、電流Ｉ３＝０となり、第１式で示されるスレッシュ
電圧はＶｔｈよりもＲ１×Ｉ３だけ小さくなる。すなわ
ちコンパレータとしてのレベル弁別の基準電圧となるス
レッシュ電圧Ｖｔｈはヒステリシスを有し、ヒステリシ
ス幅はＲ１×Ｉ３となる。

【００１８】赤外線信号が入力されると、定電流源スイ
ッチングブロック１３のトランジスタＴｒ１１がＯＮ状
態となり、積分コンデンサ１５は充電されて端子電圧が
上昇する。積分コンデンサ１５の端子電圧上昇ととも
に、トランジスタＴｒ３のベース電圧も上昇し、トラン
ジスタＴｒ４のベース電圧であるスレッシュ電圧Ｖｔｈ
を超えるとトランジスタＴｒ３がＯＮ状態となり、トラ
ンジスタＴｒ４はＯＦＦ状態となる。トランジスタＴｒ
４がＯＦＦ状態となると、スレッシュ電圧Ｖｔｈは前述
のヒステリシス電圧分だけ低下し、トランジスタＴｒ
３，Ｔｒ４の共通接続されたエミッタ電圧はトランジス
タＴｒ３のベース電圧を基準として決定され、このベー
ス電圧よりもＶｂｅだけ低い電圧となる。トランジスタ
Ｔｒ３のコレクタ電流は、カレントミラー回路２５から
供給され、カレントミラー回路２５はトランジスタＴｒ
３のコレクタ電流に等しい電流Ｉ５を出力トランジスタ
１７のベースをＯＮさせるためにも出力する。コンパレ
ータ１６のトランジスタＴｒ４がＯＮしている状態で
は、出力トランジスタ１７はＯＦＦ状態となり、Ｖｏ端
子からの出力電圧は正の電源電圧Ｖｃｃから抵抗Ｒ２を
介して与えられる。トランジスタＴｒ３がＯＮ状態とな
って出力トランジスタ１７がＯＮ状態となると、Ｖｏ端
子には出力トランジスタ１７のコレクタ電流だけ抵抗Ｒ
２で電圧降下した電圧が導出される。

【００１９】図２および図３は、クランプ回路２２を設
けることの効果を示す。図２（ａ）に示すように、クラ
ンプ回路２２によって積分コンデンサ１５の端子電圧を
ＯＮ時のスレッシュ電圧Ｖｔｈから一定範囲内に抑える
場合と、仮想線で示すようにクランプ回路を設けない場
合とでは、図２（ｂ）に示すように出力パルス幅に差が
生じてしまう。定電流源スイッチングブロック１３で積
分コンデンサ１２を充放電する際に、充電電流および放
電電流がそれぞれ一定電流であるので、クランプ回路が
なくて積分コンデンサ１５の端子電圧がスレッシュ電圧
Ｖｔｈからかなり大きくなってしまうと、放電の際にヒ
ステリシスをもってＯＮ時のスレッシュ電圧よりも低く
なっているＯＦＦ時のスレッシュ電圧まで低下するのに
時間がかかるからである。また図３（ａ）に示すよう
に、クランプ回路２２を設けていると、実線で示すよう
に一旦ＯＮ時のスレッシュ電圧Ｖｔｈを超えて（ｂ）の
ように出力パルスがＯＮになってローレベルになった
後、放電によって端子電圧がＯＦＦのスレッシュ電圧よ
りも低下して出力パルスがＯＦＦのハイレベルになるよ
うなときであっても、クランプ回路がないとＯＦＦのス
レッシュ電圧まで積分コンデンサ１５の端子電圧が下が
らず、出力パルスはＯＮのローレベルのままであるよう
な事態も生じ得る。

【００２０】図４は、図１でクランプ電圧Ｖｃｌおよび
スレッシュ電圧Ｖｔｈを得るための構成を簡略化して示
す。図４では、図１のクランプ電圧発生回路２３に電流
Ｉ４を流すための回路を定電流源２６で置換して等価的
に示す。スレッシュ電圧Ｖｔｈが前述の第１式で表され
ると、クランプ電圧Ｖｃｌは次の第２式で表される。

【００２１】 Ｖｃｌ ＝ ２×Ｖｂｅ＋Ｒ４×Ｉ４＋Ｖｂｅ ＝ ３×Ｖｂｅ＋Ｒ４×Ｉ４ …（２） バイポーラシリコントランジスタではベース・エミッタ
間電圧Ｖｂｅは０．７Ｖであり、抵抗Ｒ１，Ｒ３，Ｒ４
の抵抗値を２５．５ｋΩとし、電流Ｉ３およびＩ４を３
０μＡとすると、第１式および第２式から、スレッシュ
電圧Ｖｔｈおよびクランプ電圧Ｖｃｌは次の第３式およ
び第４式のようにそれぞれ求められる。

【００２２】 Ｖｔｈ ≒ ０．７Ｖ＋２５．５ｋΩ×３０μＡ＋２４ｋΩ×３０μＡ ＝ ２．１８５Ｖ …（３） Ｖｃｌ ≒ ３×０．７Ｖ＋１２ｋΩ×３０μＡ ＝ ２．４６Ｖ …（４） 第３式で示されるスレッシュ電圧Ｖｔｈは第４式で示さ
れるクランプ電圧Ｖｃｌより低いので、積分コンデンサ
１５の端子電圧がクランプ電圧Ｖｃｌに達するまでにコ
ンパレータ１６はＯＮになることができる。

【００２３】図１および図４に示すような回路は、温度
変化によって動作点が変わる。各抵抗を、半導体集積回
路中に拡散抵抗として形成すると、抵抗値の温度変化も
比較的大きくなる。ボルツマン定数をｋ、絶対温度を
Ｔ、単位電荷量をｑとすると、第１式および第２式に基
づき、スレッシュ電圧Ｖｔｈおよびクランプ電圧Ｖｃｌ
のうちで温度変化を生ずる成分Ｖｔｈ_t ，Ｖｃｌ_t は、
次の第５式および第６式のようにそれぞれ表される． Ｖｔｈ_t ＝ Ｖｂｅ＋３×（Ｒ１＋Ｒ３＋Ｒ４）／６０００×（ｋＴ／ｑ） ×ｌｎ１０ …（５） Ｖｃｌ_t ＝ ３×Ｖｂｅ＋３×Ｒ４／６０００×（ｋＴ／ｑ）×ｌｎ１０ …（６） 第５式および第６式の右辺の第１項はベース・エミッタ
間電圧Ｖｂｅによるものを示し、第２項は拡散抵抗によ
るものを示す。温度Ｔで微分すると、スレッシュ電圧Ｖ
ｔｈおよびクランプ電圧Ｖｃｌの温度特性として、次の
第７式および第８式がそれぞれ得られる。

【００２４】

【数１】

【００２５】第３式および第４式は、周囲温度が２５℃
のときの値であり、周囲温度が７５℃まで５０℃上昇す
ると、第７式および第８式に基づき、スレッシュ電圧Ｖ
ｔｈとクランプ電圧Ｖｃｌとの関係は、次の第９式およ
び第１０式にそれぞれ示すように逆転する。

【００２６】

【数２】

【００２７】すなわち、周囲温度が上昇してくると、コ
ンパレータ１６がＯＮとなるためのスレッシュ電圧Ｖｔ
ｈがクランプ電圧Ｖｃｌを超えてしまい、コンパレータ
１６の入力トランジスタＴｒ３のベースにはスレッシュ
電圧Ｖｔｈより低い電圧レベルしか与えられなくなって
しまう。高温でのクランプ電圧Ｖｃｌをスレッシュ電圧
Ｖｔｈよりも高くすると、常温でクランプ電圧Ｖｃｌが
スレッシュ電圧Ｖｔｈよりもかなり高くなってしまい、
積分コンデンサ１５の充電時に端子電圧が上昇するの
で、図２の仮想線で示す状態に近付く。積分コンデンサ
１５を放電する際に端子電圧がＯＦＦ側のスレッシュ電
圧よりも低下するまでに時間がかかり、コンパレータと
しての出力パルス幅が大きくなってしまうので好ましく
ない結果を生じる。また、積分コンデンサ１５の放電に
よる端子電圧低下がＯＦＦ側のスレッシュ電圧に達する
のに時間がかかると、コンパレータがＯＦＦ状態となら
ないうちに次の充電が開始されてしまう、図３に示すよ
うな動作も起こりやすい。このような積分波形の歪みを
防ぐためにも、クランプ電圧とスレッシュ電圧との差を
あまり大きくすることは好ましくない。

【００２８】図５は、本発明の実施の他の形態としての
積分器付コンパレータ回路３４を含む電気的構成を示
す。図５には、図９に示したバイポーラ半導体集積回路
による復調回路１のうち、定電流源スイッチングブロッ
ク１３の一部と積分器付コンパレータ回路１４に対応す
る部分とが示される。本実施形態で、図１の実施形態と
同等の部分には同一の参照符を付す。本実施形態では、
クランプ回路３２にクランプ電圧発生回路３３から、コ
ンパレータ１６の基準電圧であるスレッシュ電圧Ｖｔｈ
の温度変化特性の符号と、クランプ電圧Ｖｃｌの温度変
化特性の符号とが一致するように、またＮＰＮトランジ
スタＴｒ１のベース電圧よりもＰＮＰトランジスタＴｒ
２のベース電圧の方が高くなるようにそれぞれのトラン
ジスタのベース電圧を与える。コンパレータ１６のスレ
ッシュ電圧Ｖｔｈを決定するＮＰＮトランジスタＴｒ７
のベース電圧は、ＮＰＮトランジスタＴｒ８，Ｔｒ９の
直列回路と抵抗Ｒ４の接続点の電圧よりもベースをコレ
クタに接続したＮＰＮトランジスタＴｒ１３のコレクタ
・エミッタ間電圧だけ高い電圧を与える。クランプ回路
３２のＰＮＰトランジスタＴｒ２のベース電圧は、抵抗
Ｒ６の両端間の電圧だけＮＰＮトランジスタＴｒ１のベ
ース電圧よりも高くなる。

【００２９】図６は、本実施形態のクランプ電圧発生回
路３３によってクランプ電圧Ｖｃｌと基準電圧であるス
レッシュ電圧Ｖｔｈを発生する部分の構成を示す。クラ
ンプ電圧Ｖｃｌとスレッシュ電圧Ｖｔｈとを発生する回
路には、それぞれ定電流源３６，３７からの電流が供給
される。したがってスレッシュ電圧Ｖｔｈとクランプ電
圧Ｖｃｌとは、次の第１１式と第１２式とのようにそれ
ぞれ表される。

【００３０】 Ｖｔｈ ＝ ３×Ｖｂｅ−Ｖｂｅ＋Ｒ１×Ｉ３ ＝ ２×Ｖｂｅ＋Ｒ１×Ｉ３ …（11） Ｖｃｌ ＝ ２×Ｖｂｅ＋（Ｒ５＋Ｒ４）×Ｉ４＋Ｖｂｅ ＝ ３×Ｖｂｅ＋（Ｒ５＋Ｒ４）×Ｉ４ …（12） Ｒ１＝２５．５ｋΩ、Ｒ４＝１２ｋΩ、Ｒ５＝６ｋΩ、
Ｉ３＝Ｉ４＝３０μＡ、Ｖｂｅ＝０．７Ｖとすると、常
温でのスレッシュ電圧Ｖｔｈおよびクランプ電圧Ｖｃｌ
は次の第１３式および第１４式のようにそれぞれ表され
る。

【００３１】 Ｖｔｈ ＝ ２×０．７Ｖ＋２５．５ｋΩ×３０μＡ ＝ ２．１６５Ｖ …（13） Ｖｃｌ ＝ ３×０．７Ｖ＋１８ｋΩ×３０μＡ ＝ ２．６４Ｖ …（14） スレッシュ電圧Ｖｔｈおよびクランプ電圧Ｖｃｌのうち
の温度に依存する成分Ｖｔｈ_t ，Ｖｃｌ_t は、第５式お
よび第６式と同様に、次の第１５式および第１６式のよ
うにそれぞれ表される。

【００３２】 Ｖｔｈ_t ＝ ２×Ｖｂｅ＋３×Ｒ１／６０００×（ｋＴ／ｑ）×ｌｎ１０ …（15） Ｖｃｌ_t ＝ ３×Ｖｂｅ＋３×（Ｒ５＋Ｒ４）／６０００×（ｋＴ／ｑ） ×ｌｎ１０ …（16） 第１５式および第１６式を温度Ｔで微分すると、温度変
化特性として次の第１７式および第１８式が得られる。

【００３３】

【数３】

【００３４】第１７式および第１８式に示すように、本
実施形態によれば、スレッシュ電圧Ｖｔｈの温度変化特
性とクランプ電圧Ｖｃｌの温度変化特性とはともにトラ
ンジスタのベース・エミッタ間電圧Ｖｂｅに依存する割
合が最も大きく、その絶対値は最大となる。シリコント
ランジスタでは、ベース・エミッタ間電圧の温度係数は
−２ｍＶ／℃程度であることが知られており、スレッシ
ュ電圧Ｖｔｈおよびクランプ電圧Ｖｃｌの温度変化特性
も負となる。

【００３５】図７は、周囲温度が変化したときにスレッ
シュ電圧Ｖｔｈおよびクランプ電圧Ｖｃｌが変化する状
態を図１の実施形態と本実施形態とを比較して示す。
（ａ）に示す図１の実施形態では、７５℃ではクランプ
電圧よりもスレッシュ電圧の方が高くなってしまい、２
５℃の常温付近〜５０℃の温度範囲で正常に動作す
る。、（ｂ）に示す本実施形態では、１００℃以上の高
温時でもクランプ電圧Ｖｃｌの方がスレッシュ電圧Ｖｔ
ｈよりも高く、高温時にも積分器付コンパレータ回路３
４は動作可能であることが判る。

【００３６】図８は、積分器付コンパレータ回路３４を
含む半導体集積回路化された復調回路のうち、図１の構
成に対応する部分を示す。このように集積回路として、
従来の復調回路１と同様に赤外線リモートコントロール
受信器に使用すれば、２回積分を行ってコンパレータで
パルスを検出する復調動作の際に、パルス幅の検出精度
を高めかつ高温時でも動作が可能となる。なお本実施形
態の積分器付コンパレータ３４は、以上説明したような
赤外線リモートコントロール受信器の復調回路ばかりで
はなく、交流信号の有無を検出する回路などに広く応用
することができる。

【００３７】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、積分器付
コンパレータ回路の積分器の出力電圧レベルは、クラン
プ回路によって制限されるので、過大な入力信号が入っ
てきても積分波形が歪むのを防ぎ、出力パルス幅が大き
くなり過ぎるのを抑制することができる。クランプ回路
のクランプ電圧はコンパレータの基準電圧に対して、予
め定める温度範囲でめ定める電圧範囲内で超えるように
発生されるので、コンパレータとしての出力パルス幅の
誤差を小さくすることができる。

【００３８】またクランプ電圧の温度変化特性の符号が
基準電圧の温度変化特性の符号と一致するので、広い温
度範囲でクランプ電圧と基準電圧との差を適正な範囲に
保ちコンパレータの出力パルス幅の誤差を小さくするこ
とができる。

【００３９】また本発明によれば、基準電圧およびクラ
ンプ電圧は、バイポーラトランジスタのベース・エミッ
タ間電圧に依存する成分が温度変化特性に寄与する割合
が最大となるので、広い温度範囲にわたって対応する変
化を示し、適正な動作を補償することができる。

【００４０】さらに本発明によれば、赤外線を受光した
信号を増幅し、周波数帯域で選択した後広い温度範囲に
わたって適切に動作する積分器付コンパレータ回路で復
調するので、赤外線によって伝達される信号を適切に復
調することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態の積分器付コンパレータ
回路１４および関連する構成の電気回路図である。

【図２】図１の積分器付コンパレータ回路１４における
クランプ回路２２の効果を示すグラフである。

【図３】図１の積分器付コンパレータ回路３４における
クランプ回路２２の効果を示すグラフである。

【図４】図１のクランプ電圧発生回路２３によるスレッ
シュ電圧Ｖｔｈおよびクランプ電圧Ｖｃｌの発生に関連
する構成を示す電気回路図である。

【図５】本発明の実施の他の形態の積分器付コンパレー
タ回路３４の電気回路図である。

【図６】図５のクランプ電圧発生回路３３によるスレッ
シュ電圧Ｖｔｈおよびクランプ電圧Ｖｃｌの発生に関連
する構成を示す電気回路図である。

【図７】図１の実施形態および図５の実施形態によって
発生されるスレッシュ電圧Ｖｔｈおよびクランプ電圧Ｖ
ｃｌの温度変化特性を示すグラフである。

【図８】図５の実施形態の積分器付コンパレータ回路３
４および関連する構成の電気回路図である。

【図９】赤外線リモートコントロール受信器の概略的な
電気的構成を示すブロック図である。

【符号の説明】

２ フォトダイオード １３ 定電流源スイッチングブロック １４，３４ 積分器付コンパレータ回路 １５ 積分コンデンサ １６ コンパレータ １７ 出力トランジスタ １８ 出力抵抗 ２２，３２ クランプ回路 ２３，３３ クランプ電圧発生回路

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G06G 7/18 H03F 3/45 H03K 5/00 - 5/26 G01R 19/165 H04Q 9/00

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力側に設けられる積分器と、積分器に
   よって入力信号が積分されて得られる出力電圧レベルを
   弁別するコンパレータとを備える積分器付コンパレータ
   回路において、 予め定める温度範囲で、積分器の出力電圧レベルを弁別
   する基準電圧を、予め定める電圧範囲内で超えるクラン
   プ電圧を発生するクランプ電圧発生回路と、 クランプ電圧発生回路から発生されるクランプ電圧に基
   づいて、積分回路の出力電圧レベルを制限するクランプ
   回路とを含み、 前記クランプ電圧発生回路は、前記クランプ電圧を、温
   度変化特性の符号が前記基準電圧の温度変化特性の符号
   と一致するように発生することを特徴とする積分器付コ
   ンパレータ回路。
2. 【請求項２】 前記基準電圧および前記クランプ電圧
   は、バイポーラトランジスタのベース・エミッタ間電圧
   に依存する成分を、温度変化特性に寄与する割合が最大
   となるようにそれぞれ含むことを特徴とする請求項１記
   載の積分器付コンパレータ回路。
3. 【請求項３】 請求項１または２のいずれかに記載の積
   分器付コンパレータ回路と、 赤外線受光素子と、 赤外線受光素子の赤外線検出出力を増幅する増幅回路
   と、 増幅回路の出力から、予め定める周波数帯域成分を選択
   するフィルタ回路と、 フィルタ回路の出力を、積分器付コンパレータの積分器
   よりも大きな時定数で積分し、積分出力を積分器付コン
   パレータに与える積分回路とを含むことを特徴とする赤
   外線受光装置。