JP4152096B2 - Ｅｔｃ車載器 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ノンストップ自動料金収受システム（ＥＴＣ（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＴｏｌｌ Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ）システム）用の車載器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＥＴＣ用車載器を装着した車は、料金所のゲートに近づくと、ゲートに設置された路側アンテナから送出される信号をＥＴＣ用車載器が受信し、データ処理回路により「ＩＤの確認」、「料金の収受」等を判定するシステムとなっており、車が料金所のゲートに接近すると受信信号レベルが大きくなり、規定の信号レベルとなるとデータの確立が可能となる。
この時、ＥＴＣ用車載器の受信データ増幅部の利得が周囲温度で変化し、データ処理回路の入力レベルが変化すると、ゲートで車載器を認識する位置が不安定となり安定した通信の妨げとなる。
これを防止するため、従来では、受信データ増幅部を専用デバイスで設計したり、汎用デバイスの中から、スクリーニングにより特性を満足するものだけを使用したり、増幅器のコレクタ電流を一定に保つバイアス回路を構成したりしていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のように専用デバイスを作ったり、汎用デバイスの中から、スクリーニングにより特性の良いものを選別し使用していてはコストが掛かるし、また、バイアス回路に設けたサーミスターのような温度補償素子により、コレクタ電流を一定に保つ方法も、増幅器は多段接続して使用する事が多いためコスト的に問題がある。
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、ＥＴＣ車載器において、温度変化に基づく入力レベルの変動を自動的に補償することができるようにすることを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するためになされた請求項１に記載の発明は、料金所のゲートに設置された路側アンテナからの送信信号を受信し、データを復調する受信信号復調回路と、該受信信号復調回路にて復調された受信データを増幅する受信データ増幅部と、該受信データ増幅部にて増幅された受信データに基づき料金収受のためのデータ処理を行うデータ処理回路と、前記受信データ増幅部から前記データ処理回路への受信データの伝送経路に設けられ、前記受信データ増幅部の増幅特性のバラツキに対して一定のレベルとなるよう前記受信データの信号レベルを調整するレベル補正回路とを備えたＥＴＣ用車載器において、
前記レベル補正回路は、前記受信データ増幅部からの受信データが入力される入力端と、前記データ処理回路へ受信データを出力する出力端と、グランドラインとなる共通線と、一端が前記入力端に接続された抵抗（Ｒ１）と、一端が前記共通線に接続された抵抗（Ｒ２）と、両端が前記各抵抗（Ｒ１，Ｒ２）の他端にそれぞれ接続され、分圧出力用の共通端が前記出力端に接続された可変抵抗（ＶＲ）と、前記共通線側の抵抗（Ｒ２）に並列接続された負温度係数サーミスタ（ＴＨ）とを備えたことを特徴とする。
【０００５】
また、請求項２に記載の発明は、料金所のゲートに設置された路側アンテナからの送信信号を受信し、データを復調する受信信号復調回路と、該受信信号復調回路にて復調された受信データを増幅する受信データ増幅部と、該受信データ増幅部にて増幅された受信データに基づき料金収受のためのデータ処理を行うデータ処理回路と、前記受信データ増幅部から前記データ処理回路への受信データの伝送経路に設けられ、前記受信データ増幅部の増幅特性のバラツキに対して一定のレベルとなるよう前記受信データの信号レベルを調整するレベル補正回路とを備えたＥＴＣ用車載器において、
前記レベル補正回路は、前記受信データ増幅部からの受信データが入力される入力端と、前記データ処理回路へ受信データを出力する出力端と、グランドラインとなる共通線と、一端が前記入力端に接続された抵抗（Ｒ１）と、一端が前記共通線に接続された抵抗（Ｒ２）と、両端が前記各抵抗（Ｒ１，Ｒ２）の他端にそれぞれ接続され、分圧出力用の共通端が前記出力端に接続された可変抵抗（ＶＲ）と、前記入力端側の抵抗（Ｒ１）に並列接続された正温度係数サーミスタ（ＰＴＨ）とを備えたことを特徴とする。
【０００６】
また次に、請求項３に記載の発明は、料金所のゲートに設置された路側アンテナからの送信信号を受信し、データを復調する受信信号復調回路と、該受信信号復調回路にて復調された受信データを増幅する受信データ増幅部と、該受信データ増幅部にて増幅された受信データに基づき料金収受のためのデータ処理を行うデータ処理回路と、前記受信データ増幅部から前記データ処理回路への受信データの伝送経路に設けられ、前記受信データ増幅部の増幅特性のバラツキに対して一定のレベルとなるよう前記受信データの信号レベルを調整するレベル補正回路とを備えたＥＴＣ用車載器において、
前記レベル補正回路は、前記受信データ増幅部からの受信データが入力される入力端と、前記データ処理回路へ受信データを出力する出力端と、グランドラインとなる共通線と、一端が前記出力端に接続された抵抗（Ｒ１）と、一端が前記共通線に接続された抵抗（Ｒ２）と、一端が前記入力端に接続され、他端が前記共通線側の抵抗（Ｒ２）の他端に接続され、分圧出力用の共通端が前記出力端側の抵抗（Ｒ１）の他端に接続された可変抵抗（ＶＲ）と、前記出力端側の抵抗（Ｒ１）に並列接続された正温度係数サーミスタ（ＰＴＨ）とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１（Ａ）に基づいて本願の温度補償回路付レベル補正回路について説明する。周囲温度が基準温度（２５°Ｃ）時の入力レベルをＶとすると，上記温度補償回路付レベル補正回路（Ａ）の出力レベルＶｏｕｔは図５（Ａ）で表される。
可変抵抗器ＶＲは，まず，基準温度時の入力レベルのバラツキを一定に調整するためのもので，可変抵抗器を微調整し分圧比を変えることで，目標とする出力レベルに設定する。この時，後で述べる入力レベルの周囲温度に対するバラツキまでも考慮にいれて，出力レベルを設定することで，入力レベルの周囲温度に対する出力レベル変化に対しても規格を満足させることができる。
【０００９】
次に，上記温度補償回路付レベル補正回路の温度補償について詳細に説明する。例えば，Ｒ１＝１００Ω，Ｒ２＝２００Ω，ＶＲ＝５００Ωで分圧比を１：１，負温度係数サーミスタ（ＴＨ）の抵抗値（Ｔｙｐｉｃａｌ）＝２２０Ω（基準温度２５°Ｃ），５１．９Ω（６０°Ｃ），７７４．５Ω（０°Ｃ）とすると，出力レベルＶｏｕｔは，図５（Ａ）で表される。
周囲温度２５°Ｃ時の入力レベルをＶとすると，
周囲温度２５°Ｃの時 Ｖｏｕｔ＝０．５０３Ｖ
同様に，周囲温度０°Ｃ時の入力レベルをＶＬとすると
周囲温度０° Ｃの時 Ｖｏｕｔ＝０．５３９ＶＬ
周囲温度が６０°Ｃ時の入力レベルをＶＬとすると
周囲温度６０°Ｃの時 Ｖｏｕｔ＝０．４５４ＶＨ
となり，周囲温度が基準温度の２５°Ｃより高くなると，温度補償回路付レベル補正回路（Ａ）の出力レベルＶｏｕｔを下げるように，また，周囲温度が基準温度の２５°Ｃより低くなると，温度補償回路付レベル補正回路（Ａ）の出力レベルＶｏｕｔを上げるよう，抵抗器Ｒ２と，抵抗器Ｒ２と並列に接続された負温度特性サーミスタの合成抵抗を，周囲温度が高くなれば少なくし，周囲温度が低くなれば増やすように変化させることで，受信データ増幅部８の出力レベルの分圧比を変えるよう動作する。
この動作は，上記温度補償回路付レベル補正回路（Ａ）の入力端に接続される回路の，周囲温度に対する出力レベル変動の仕方により決まり，本願の場合，入力端に接続されるのは増幅器であり，この増幅器の温度特性が図４に示すように，周囲温度が基準温度の２５°Ｃより高くなると，基準温度における利得より増え（上記ＶＨ），周囲温度が基準温度より低くなると，基準温度の２５°Ｃにおける利得より低下（上記ＶＬ）する特性を有するため，本願の温度補償回路付レベル補正回路（Ａ）ではこの変化を補正するような回路構成となっている。
【００１０】
図３に示すレベル補正回路は，従来例であり，周囲温度が基準温度（２５°Ｃ）時の入力レベルをＶとすると，上記レベル補正回路の出力レベルＶｏｕｔは図５（Ｂ）より，
例えば，Ｒ１＝１００Ω，Ｒ２＝１００Ω，ＶＲ＝５００Ωで分圧比を１：１とすると，
基準温度が２５°Ｃ時 Ｖｏｕｔ＝０．５Ｖ
となり，可変抵抗器ＶＲは，入力レベルのバラツキを一定に調整するよう，分圧比を変えることで，目標とする出力レベルに設定できるが，入力レベルの周囲温度に対するバラツキは，周囲温度が変化しても分圧比が変わらないので吸収出来ない。
なお，上記実施例は本願の温度補償回路付レベル補正回路（Ａ）の動作説明を分かりやすく説明するため示したものであり，使用条件に対する各部品のディレーティング等がすべて考慮されていないので，適宜各部品を最適化する必要がある。
【００１１】
次に具体的な使用例として，本願の温度補償回路付レベル補正回路を組み込んだＥＴＣ用車載器の実施例の回路ブロック図を図２に示す。１はアンテナであり有料道路の料金ゲートにある路側アンテナから送出される２．４〜２．４４ＧＨｚの右旋円偏波からなるＡＳＫ信号（車載器受信信号）を受信し，前記車載器から２．３６〜２．４ＧＨｚの右旋円偏波からなるＰＳＫ信号（車載器送信信号）を送出する。
【００１２】
２はダイプレクサであり，２．４〜２．４４ＧＨｚの車載器受信信号と，２．３６〜２．４ＧＨｚの車載器送信信号を分波する。
【００１３】
有料道路の料金ゲートにある路側アンテナから送出された車載器受信信号はアンテナ１で受信された後，ダイプレクサ２で分波され，ダイオードからなる受信信号復調回路７で復調されデータが取り出される。
【００１４】
復調された受信データは受信データ増幅部８により必要なレベルまで増幅される。受信データ増幅部８は演算増幅器（増幅ＩＣ）を備えて構成されており，受信信号復調回路７で復調された信号を演算増幅器により，約４０ｄＢ増幅するよう処理される。
【００１５】
受信データ増幅部８で増幅された受信データは，次に示す理由から増幅素子のバラツキや周囲温度変化による増幅特性のバラツキに対して一定のレベルとなるよう調整される。
データＥＴＣ用車載器を装着した車は料金所のゲートに近づくと、ゲートに設置された路側アンテナから送出される信号をＥＴＣ用車載器が受信しデータ処理回路により「ＩＤの確認」、「料金の収受」を判定するシステムとなっており，車が料金所のゲートに接近すると受信信号レベルが大きくなり，規定の受信信号レベルとなるとデータの確立が可能となる。しかし，隣の料金所のゲートに置かれた路側アンテナから送出される信号によって上記データの確立がなされないようにする必要もあり，データ処理回路に入力される受信信号レベルが細かく規定され，周囲温度の変化に対しても一定となることが求められており，信号レベルの調整が細かく行え，且つ，周囲温度変化による受信信号レベルの変動を補償できる，温度補償回路付レベル補正回路９が必要となる。
【００１６】
図２に示す温度補償回路付レベル補正回路９は、入力端と、出力端と、グランドラインとなる共通線を有する。そして、上記入力端と上記共通線との間には、第１と第２のインピーダンス素子と、これら両インピーダンス素子の間に直列に接続される可変抵抗器とが設けられており、可変抵抗器の分圧出力用の共通端が、出力端に接続されている。また、このレベル補正回路９には、可変抵抗器と共通線との間に接続された第２のインピーダンス素子と並列に接続された負温度係数サーミスタが設けられている。
第１と第２のインピーダンス素子はそれぞれ抵抗器Ｒ１、Ｒ２で、可変抵抗器ＶＲは分圧比がＶＲ１：ＶＲ２となるように調整されている。負温度係数サーミスタＴＨは上記抵抗器Ｒ２と並列に接続されている。
【００１７】
また、図１（Ｂ）、（Ｃ）に示す温度補償回路付レベル補正回路は、本願の別の実施例であり、いずれを使用しても良い。
図１（Ｂ）に示す温度補償回路付レベル補正回路においては、図２に示したものと同様、入力端と共通線との間に、第１と第２のインピーダンス素子と、両インピーダンス素子の間に直列に接続される可変抵抗器とが設けられており、可変抵抗器の分圧出力用の共通端が、出力端に接続されている。そして、このレベル補正回路には、入力端と可変抵抗器との間に接続された第１のインピーダンス素子と並列に接続された正温度係数サーミスタが設けられている。
第１と第２のインピーダンス素子はそれぞれ抵抗器Ｒ１、Ｒ２で、可変抵抗器ＶＲは分圧比がＶＲ１：ＶＲ２となるように調整されている。正温度係数サーミスタＰＴＨは上記抵抗器Ｒ１と並列に接続されている。
この温度補償回路付レベル補正回路９では、抵抗器Ｒ１と、抵抗器Ｒ１と並列に接続された正温度特性サーミスタの合成抵抗を、周囲温度が高くなれば増やすように、周囲温度が低くなれば減らすように変化させることで、受信データ増幅部８の出力レベルの分圧比を変えるよう動作する。
これにより受信データ増幅部８の特性である、周囲温度が基準温度の２５°Ｃより高くなると、基準温度における利得より増え、周囲温度が基準温度より低くなると、基準温度の２５°Ｃにおける利得より低下する変化を補正するような回路構成となっている。
【００１８】
図１（Ｃ）に示す温度補償回路付レベル補正回路においては、入力端と共通線との間に、可変抵抗器と第１のインピーダンス素子が、可変抵抗器が入力端側となり、第１のインピーダンス素子が共通端側となるように、直列に接続されており、可変抵抗器の分圧出力用の共通端と出力端との間には、第２のインピーダンス素子が接続されている。そして、このレベル補正回路には、第２のインピーダンス素子と並列に接続された正温度係数サーミスタが設けられている。
第１と第２のインピーダンス素子はそれぞれ抵抗器Ｒ１、Ｒ２で、可変抵抗器ＶＲは分圧比がＶＲ１：ＶＲ２となるように調整されている。正温度係数サーミスタＰＴＨは上記抵抗器Ｒ２と並列に接続されている。
この温度補償回路付レベル補正回路９では、抵抗器Ｒ２と、抵抗器Ｒ２と並列に接続された正温度特性サーミスタの合成抵抗を、周囲温度が高くなれば増やすように、周囲温度が低くなれば減らすように変化させることで、受信データ増幅部８の出力レベルを変えるよう動作する。
これにより受信データ増幅部８の特性である、周囲温度が基準温度の２５°Ｃより高くなると、基準温度における利得より増え、周囲温度が基準温度より低くなると、基準温度の２５°Ｃにおける利得より低下する変化を補正するような回路構成となっている。
【００１９】
こうして調整された受信データは，受信データ増幅部１０で，受信データ増幅部８で不足している利得分を増幅する処理を行うが，受信データ増幅回路１０は演算増幅器（増幅ＩＣ）からなりリミッタ増幅器の機能を持たせているため，レベルを一定に揃えられて出力される。出力された受信データは，波形整形回路１１に入力され，受信データ信号を波形整形し方形波信号に整えてから，データ処理回路６に入力される。
【００２０】
データ処理回路６では受信した信号から車載器確認信号，道路通行料金，料金所ゲート位置等の情報をデータから取り出し中央演算装置（ＣＰＵ）１３へ送出する。ＣＰＵにはメモリー回路も構成され，車載器の所有者氏名，車両データ，過去の道路通行料金・日付・時間等が蓄積されている。
また，ＣＰＵは入力された情報に基づいて，情報等を表示部１４に表示させる信号を送出するとともに，車載器確認信号，車両情報，ＩＣカード情報等をデータとして送信側中間周波データ増幅部５に送出する。
【００２１】
ＣＰＵから送信側中間周波データ増幅部５に送出される中間周波信号は本願では４０ＭＨｚであり，上記送信側中間周波データ増幅部５により増幅された後，周波数変換部４に入力される。上記周波数変換部４は周波数変換回路４ａと，局部発振器４ｂからなり，上記局部発振器４ａはＰＬＬ回路で構成され，局部発振周波数である２．３２〜２．３６ＧＨｚと，上記中間周波信号である４０ＭＨｚとが混合され２．３６〜２．４ＧＨｚの高周波信号に変換された後，送信信号増幅部２で増幅され，ダイプレクサ２を通して，アンテナ１から路側アンテナに向けて送信される。
【００２２】
受信データ検出回路１２は，オペアンプ１２ａ，インバータ１２ｂ，抵抗器Ｒ３，Ｒ４等からなり，路側アンテナからの信号を検出するとＣＰＵに検出信号を送出する。本願の車載器は路側アンテナからの信号を検出しない時，即ち，待ち受け状態の時は，ＣＰＵ１３の一部と受信信号検出回路１２のみ電源部１５から電源供給され消費電力を少なくするよう構成されており，規定の受信信号レベルを検出すると，ＣＰＵ１３に信号が送られ，各部への電源供給をＯＮし，車載器を動作状態にする。ＣＰＵ１３は定期的に受信信号レベルが検出されているかチェックし，受信信号レベルが検出されなくなると，車載器を待ち受け状態とするよう信号を送出する。
本願は上記実施の形態に限定されるものではなく，本願の主旨を逸脱しない範囲で回路構成を適宜に変更して実施することも可能である。
【００２３】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明（請求項１〜請求項３）のＥＴＣ用車載器においては、受信データ増幅部からデータ処理回路への受信データの伝送経路上に、受信データ増幅部の増幅特性のバラツキに対して一定のレベルとなるよう受信データの信号レベルを調整するレベル補正回路が設けられている。
そして、請求項１に記載のＥＴＣ用車載器に設けられたレベル補正回路は、受信データ増幅部からの受信データが入力される入力端と、グランドラインとなる共通線との間に、抵抗（Ｒ１）、可変抵抗（ＶＲ）及び抵抗（Ｒ２）を直列に接続し、データ処理回路へ受信データを出力する出力端には、可変抵抗の分圧出力用の共通端を接続し、更に、共通線側の抵抗（Ｒ２）には、負温度係数サーミスタ（ＴＨ）を並列に接続することにより構成されている。
また、請求項２に記載のＥＴＣ用車載器に設けられたレベル補正回路は、受信データ増幅部からの受信データが入力される入力端と、グランドラインとなる共通線との間に、抵抗（Ｒ１）、可変抵抗（ＶＲ）及び抵抗（Ｒ２）を直列に接続し、データ処理回路へ受信データを出力する出力端には、可変抵抗の分圧出力用の共通端を接続し、更に、入力端側の抵抗（Ｒ１）には、正温度係数サーミスタ（ＴＨ）を並列に接続することにより構成されている。
また、請求項３に記載のＥＴＣ用車載器に設けられたレベル補正回路は、受信データ増幅部からの受信データが入力される入力端と、グランドラインとなる共通線との間に、可変抵抗（ＶＲ）と抵抗（Ｒ２）を直列に接続し、データ処理回路へ受信データを出力する出力端には、抵抗（Ｒ１）を介して、可変抵抗（ＶＲ）の分圧出力用の共通端を接続し、更に、この出力端側の抵抗（Ｒ１）には、正温度係数サーミスタ（ＰＴＨ）を並列に接続することにより構成されている。
従って、請求項１〜請求項３に記載のＥＴＣ車載器によれば、レベル補正回路を構成している可変抵抗（ＶＲ）を操作することで、受信データ増幅部から出力される受信データの信号レベルを調整でき、しかも、上記各抵抗に並列接続された負温度係数サーミスタ又は正温度係数サーミスタにより、周囲温度の変化に伴う受信データのレベル変動を自動で補償することができる。よって、本発明（請求項１〜３）のＥＴＣ車載器によれば、料金所のゲートに設置された路側装置との間で安定したデータ送受信ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 温度補償回路付レベル補正回路の実施例を示す。
【図２】 本発明に係る温度補償回路付レベル補正回路を用いたＥＴＣ用車載器の回路ブロックの１例を示す。
【図３】 従来のレベル補正回路の実施例を示す。
【図４】 本願の受信データ増幅部の温度特性例を示す。
【図５】 レベル補正回路の出力レベル。
【符号の説明】
１…アンテナ，２…ダイプレクサ，３…送信信号増幅部，４…周波数変換部，４ａ…周波数変換回路，４ｂ…局部発振器，５…送信側中間周波増幅部，６…データ処理回路，７…受信信号復調回路，８…受信データ増幅部，９…温度補償回路付レベル補正回路，１０…受信データ増幅部，１１…波形整形回路，１２…受信データ検出回路，１２ａ…オペアンプ，１２ｂ…インバータ，１３…中央演算装置，１４…表示部，１５…電源部，１６…ＩＣカード・ホルダー，１７…ＩＣカード，Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４…抵抗器，ＶＲ…可変抵抗器，ＴＨ…負温度係数サーミスター，ＰＴＨ…正温度係数サーミスター
【発明の属する技術分野】
本発明は、ノンストップ自動料金収受システム（ＥＴＣ（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＴｏｌｌ Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ）システム）用の車載器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＥＴＣ用車載器を装着した車は、料金所のゲートに近づくと、ゲートに設置された路側アンテナから送出される信号をＥＴＣ用車載器が受信し、データ処理回路により「ＩＤの確認」、「料金の収受」等を判定するシステムとなっており、車が料金所のゲートに接近すると受信信号レベルが大きくなり、規定の信号レベルとなるとデータの確立が可能となる。
この時、ＥＴＣ用車載器の受信データ増幅部の利得が周囲温度で変化し、データ処理回路の入力レベルが変化すると、ゲートで車載器を認識する位置が不安定となり安定した通信の妨げとなる。
これを防止するため、従来では、受信データ増幅部を専用デバイスで設計したり、汎用デバイスの中から、スクリーニングにより特性を満足するものだけを使用したり、増幅器のコレクタ電流を一定に保つバイアス回路を構成したりしていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のように専用デバイスを作ったり、汎用デバイスの中から、スクリーニングにより特性の良いものを選別し使用していてはコストが掛かるし、また、バイアス回路に設けたサーミスターのような温度補償素子により、コレクタ電流を一定に保つ方法も、増幅器は多段接続して使用する事が多いためコスト的に問題がある。
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、ＥＴＣ車載器において、温度変化に基づく入力レベルの変動を自動的に補償することができるようにすることを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するためになされた請求項１に記載の発明は、料金所のゲートに設置された路側アンテナからの送信信号を受信し、データを復調する受信信号復調回路と、該受信信号復調回路にて復調された受信データを増幅する受信データ増幅部と、該受信データ増幅部にて増幅された受信データに基づき料金収受のためのデータ処理を行うデータ処理回路と、前記受信データ増幅部から前記データ処理回路への受信データの伝送経路に設けられ、前記受信データ増幅部の増幅特性のバラツキに対して一定のレベルとなるよう前記受信データの信号レベルを調整するレベル補正回路とを備えたＥＴＣ用車載器において、
前記レベル補正回路は、前記受信データ増幅部からの受信データが入力される入力端と、前記データ処理回路へ受信データを出力する出力端と、グランドラインとなる共通線と、一端が前記入力端に接続された抵抗（Ｒ１）と、一端が前記共通線に接続された抵抗（Ｒ２）と、両端が前記各抵抗（Ｒ１，Ｒ２）の他端にそれぞれ接続され、分圧出力用の共通端が前記出力端に接続された可変抵抗（ＶＲ）と、前記共通線側の抵抗（Ｒ２）に並列接続された負温度係数サーミスタ（ＴＨ）とを備えたことを特徴とする。
【０００５】
また、請求項２に記載の発明は、料金所のゲートに設置された路側アンテナからの送信信号を受信し、データを復調する受信信号復調回路と、該受信信号復調回路にて復調された受信データを増幅する受信データ増幅部と、該受信データ増幅部にて増幅された受信データに基づき料金収受のためのデータ処理を行うデータ処理回路と、前記受信データ増幅部から前記データ処理回路への受信データの伝送経路に設けられ、前記受信データ増幅部の増幅特性のバラツキに対して一定のレベルとなるよう前記受信データの信号レベルを調整するレベル補正回路とを備えたＥＴＣ用車載器において、
前記レベル補正回路は、前記受信データ増幅部からの受信データが入力される入力端と、前記データ処理回路へ受信データを出力する出力端と、グランドラインとなる共通線と、一端が前記入力端に接続された抵抗（Ｒ１）と、一端が前記共通線に接続された抵抗（Ｒ２）と、両端が前記各抵抗（Ｒ１，Ｒ２）の他端にそれぞれ接続され、分圧出力用の共通端が前記出力端に接続された可変抵抗（ＶＲ）と、前記入力端側の抵抗（Ｒ１）に並列接続された正温度係数サーミスタ（ＰＴＨ）とを備えたことを特徴とする。
【０００６】
また次に、請求項３に記載の発明は、料金所のゲートに設置された路側アンテナからの送信信号を受信し、データを復調する受信信号復調回路と、該受信信号復調回路にて復調された受信データを増幅する受信データ増幅部と、該受信データ増幅部にて増幅された受信データに基づき料金収受のためのデータ処理を行うデータ処理回路と、前記受信データ増幅部から前記データ処理回路への受信データの伝送経路に設けられ、前記受信データ増幅部の増幅特性のバラツキに対して一定のレベルとなるよう前記受信データの信号レベルを調整するレベル補正回路とを備えたＥＴＣ用車載器において、
前記レベル補正回路は、前記受信データ増幅部からの受信データが入力される入力端と、前記データ処理回路へ受信データを出力する出力端と、グランドラインとなる共通線と、一端が前記出力端に接続された抵抗（Ｒ１）と、一端が前記共通線に接続された抵抗（Ｒ２）と、一端が前記入力端に接続され、他端が前記共通線側の抵抗（Ｒ２）の他端に接続され、分圧出力用の共通端が前記出力端側の抵抗（Ｒ１）の他端に接続された可変抵抗（ＶＲ）と、前記出力端側の抵抗（Ｒ１）に並列接続された正温度係数サーミスタ（ＰＴＨ）とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１（Ａ）に基づいて本願の温度補償回路付レベル補正回路について説明する。周囲温度が基準温度（２５°Ｃ）時の入力レベルをＶとすると，上記温度補償回路付レベル補正回路（Ａ）の出力レベルＶｏｕｔは図５（Ａ）で表される。
可変抵抗器ＶＲは，まず，基準温度時の入力レベルのバラツキを一定に調整するためのもので，可変抵抗器を微調整し分圧比を変えることで，目標とする出力レベルに設定する。この時，後で述べる入力レベルの周囲温度に対するバラツキまでも考慮にいれて，出力レベルを設定することで，入力レベルの周囲温度に対する出力レベル変化に対しても規格を満足させることができる。
【０００９】
次に，上記温度補償回路付レベル補正回路の温度補償について詳細に説明する。例えば，Ｒ１＝１００Ω，Ｒ２＝２００Ω，ＶＲ＝５００Ωで分圧比を１：１，負温度係数サーミスタ（ＴＨ）の抵抗値（Ｔｙｐｉｃａｌ）＝２２０Ω（基準温度２５°Ｃ），５１．９Ω（６０°Ｃ），７７４．５Ω（０°Ｃ）とすると，出力レベルＶｏｕｔは，図５（Ａ）で表される。
周囲温度２５°Ｃ時の入力レベルをＶとすると，
周囲温度２５°Ｃの時 Ｖｏｕｔ＝０．５０３Ｖ
同様に，周囲温度０°Ｃ時の入力レベルをＶＬとすると
周囲温度０° Ｃの時 Ｖｏｕｔ＝０．５３９ＶＬ
周囲温度が６０°Ｃ時の入力レベルをＶＬとすると
周囲温度６０°Ｃの時 Ｖｏｕｔ＝０．４５４ＶＨ
となり，周囲温度が基準温度の２５°Ｃより高くなると，温度補償回路付レベル補正回路（Ａ）の出力レベルＶｏｕｔを下げるように，また，周囲温度が基準温度の２５°Ｃより低くなると，温度補償回路付レベル補正回路（Ａ）の出力レベルＶｏｕｔを上げるよう，抵抗器Ｒ２と，抵抗器Ｒ２と並列に接続された負温度特性サーミスタの合成抵抗を，周囲温度が高くなれば少なくし，周囲温度が低くなれば増やすように変化させることで，受信データ増幅部８の出力レベルの分圧比を変えるよう動作する。
この動作は，上記温度補償回路付レベル補正回路（Ａ）の入力端に接続される回路の，周囲温度に対する出力レベル変動の仕方により決まり，本願の場合，入力端に接続されるのは増幅器であり，この増幅器の温度特性が図４に示すように，周囲温度が基準温度の２５°Ｃより高くなると，基準温度における利得より増え（上記ＶＨ），周囲温度が基準温度より低くなると，基準温度の２５°Ｃにおける利得より低下（上記ＶＬ）する特性を有するため，本願の温度補償回路付レベル補正回路（Ａ）ではこの変化を補正するような回路構成となっている。
【００１０】
図３に示すレベル補正回路は，従来例であり，周囲温度が基準温度（２５°Ｃ）時の入力レベルをＶとすると，上記レベル補正回路の出力レベルＶｏｕｔは図５（Ｂ）より，
例えば，Ｒ１＝１００Ω，Ｒ２＝１００Ω，ＶＲ＝５００Ωで分圧比を１：１とすると，
基準温度が２５°Ｃ時 Ｖｏｕｔ＝０．５Ｖ
となり，可変抵抗器ＶＲは，入力レベルのバラツキを一定に調整するよう，分圧比を変えることで，目標とする出力レベルに設定できるが，入力レベルの周囲温度に対するバラツキは，周囲温度が変化しても分圧比が変わらないので吸収出来ない。
なお，上記実施例は本願の温度補償回路付レベル補正回路（Ａ）の動作説明を分かりやすく説明するため示したものであり，使用条件に対する各部品のディレーティング等がすべて考慮されていないので，適宜各部品を最適化する必要がある。
【００１１】
次に具体的な使用例として，本願の温度補償回路付レベル補正回路を組み込んだＥＴＣ用車載器の実施例の回路ブロック図を図２に示す。１はアンテナであり有料道路の料金ゲートにある路側アンテナから送出される２．４〜２．４４ＧＨｚの右旋円偏波からなるＡＳＫ信号（車載器受信信号）を受信し，前記車載器から２．３６〜２．４ＧＨｚの右旋円偏波からなるＰＳＫ信号（車載器送信信号）を送出する。
【００１２】
２はダイプレクサであり，２．４〜２．４４ＧＨｚの車載器受信信号と，２．３６〜２．４ＧＨｚの車載器送信信号を分波する。
【００１３】
有料道路の料金ゲートにある路側アンテナから送出された車載器受信信号はアンテナ１で受信された後，ダイプレクサ２で分波され，ダイオードからなる受信信号復調回路７で復調されデータが取り出される。
【００１４】
復調された受信データは受信データ増幅部８により必要なレベルまで増幅される。受信データ増幅部８は演算増幅器（増幅ＩＣ）を備えて構成されており，受信信号復調回路７で復調された信号を演算増幅器により，約４０ｄＢ増幅するよう処理される。
【００１５】
受信データ増幅部８で増幅された受信データは，次に示す理由から増幅素子のバラツキや周囲温度変化による増幅特性のバラツキに対して一定のレベルとなるよう調整される。
データＥＴＣ用車載器を装着した車は料金所のゲートに近づくと、ゲートに設置された路側アンテナから送出される信号をＥＴＣ用車載器が受信しデータ処理回路により「ＩＤの確認」、「料金の収受」を判定するシステムとなっており，車が料金所のゲートに接近すると受信信号レベルが大きくなり，規定の受信信号レベルとなるとデータの確立が可能となる。しかし，隣の料金所のゲートに置かれた路側アンテナから送出される信号によって上記データの確立がなされないようにする必要もあり，データ処理回路に入力される受信信号レベルが細かく規定され，周囲温度の変化に対しても一定となることが求められており，信号レベルの調整が細かく行え，且つ，周囲温度変化による受信信号レベルの変動を補償できる，温度補償回路付レベル補正回路９が必要となる。
【００１６】
図２に示す温度補償回路付レベル補正回路９は、入力端と、出力端と、グランドラインとなる共通線を有する。そして、上記入力端と上記共通線との間には、第１と第２のインピーダンス素子と、これら両インピーダンス素子の間に直列に接続される可変抵抗器とが設けられており、可変抵抗器の分圧出力用の共通端が、出力端に接続されている。また、このレベル補正回路９には、可変抵抗器と共通線との間に接続された第２のインピーダンス素子と並列に接続された負温度係数サーミスタが設けられている。
第１と第２のインピーダンス素子はそれぞれ抵抗器Ｒ１、Ｒ２で、可変抵抗器ＶＲは分圧比がＶＲ１：ＶＲ２となるように調整されている。負温度係数サーミスタＴＨは上記抵抗器Ｒ２と並列に接続されている。
【００１７】
また、図１（Ｂ）、（Ｃ）に示す温度補償回路付レベル補正回路は、本願の別の実施例であり、いずれを使用しても良い。
図１（Ｂ）に示す温度補償回路付レベル補正回路においては、図２に示したものと同様、入力端と共通線との間に、第１と第２のインピーダンス素子と、両インピーダンス素子の間に直列に接続される可変抵抗器とが設けられており、可変抵抗器の分圧出力用の共通端が、出力端に接続されている。そして、このレベル補正回路には、入力端と可変抵抗器との間に接続された第１のインピーダンス素子と並列に接続された正温度係数サーミスタが設けられている。
第１と第２のインピーダンス素子はそれぞれ抵抗器Ｒ１、Ｒ２で、可変抵抗器ＶＲは分圧比がＶＲ１：ＶＲ２となるように調整されている。正温度係数サーミスタＰＴＨは上記抵抗器Ｒ１と並列に接続されている。
この温度補償回路付レベル補正回路９では、抵抗器Ｒ１と、抵抗器Ｒ１と並列に接続された正温度特性サーミスタの合成抵抗を、周囲温度が高くなれば増やすように、周囲温度が低くなれば減らすように変化させることで、受信データ増幅部８の出力レベルの分圧比を変えるよう動作する。
これにより受信データ増幅部８の特性である、周囲温度が基準温度の２５°Ｃより高くなると、基準温度における利得より増え、周囲温度が基準温度より低くなると、基準温度の２５°Ｃにおける利得より低下する変化を補正するような回路構成となっている。
【００１８】
図１（Ｃ）に示す温度補償回路付レベル補正回路においては、入力端と共通線との間に、可変抵抗器と第１のインピーダンス素子が、可変抵抗器が入力端側となり、第１のインピーダンス素子が共通端側となるように、直列に接続されており、可変抵抗器の分圧出力用の共通端と出力端との間には、第２のインピーダンス素子が接続されている。そして、このレベル補正回路には、第２のインピーダンス素子と並列に接続された正温度係数サーミスタが設けられている。
第１と第２のインピーダンス素子はそれぞれ抵抗器Ｒ１、Ｒ２で、可変抵抗器ＶＲは分圧比がＶＲ１：ＶＲ２となるように調整されている。正温度係数サーミスタＰＴＨは上記抵抗器Ｒ２と並列に接続されている。
この温度補償回路付レベル補正回路９では、抵抗器Ｒ２と、抵抗器Ｒ２と並列に接続された正温度特性サーミスタの合成抵抗を、周囲温度が高くなれば増やすように、周囲温度が低くなれば減らすように変化させることで、受信データ増幅部８の出力レベルを変えるよう動作する。
これにより受信データ増幅部８の特性である、周囲温度が基準温度の２５°Ｃより高くなると、基準温度における利得より増え、周囲温度が基準温度より低くなると、基準温度の２５°Ｃにおける利得より低下する変化を補正するような回路構成となっている。
【００１９】
こうして調整された受信データは，受信データ増幅部１０で，受信データ増幅部８で不足している利得分を増幅する処理を行うが，受信データ増幅回路１０は演算増幅器（増幅ＩＣ）からなりリミッタ増幅器の機能を持たせているため，レベルを一定に揃えられて出力される。出力された受信データは，波形整形回路１１に入力され，受信データ信号を波形整形し方形波信号に整えてから，データ処理回路６に入力される。
【００２０】
データ処理回路６では受信した信号から車載器確認信号，道路通行料金，料金所ゲート位置等の情報をデータから取り出し中央演算装置（ＣＰＵ）１３へ送出する。ＣＰＵにはメモリー回路も構成され，車載器の所有者氏名，車両データ，過去の道路通行料金・日付・時間等が蓄積されている。
また，ＣＰＵは入力された情報に基づいて，情報等を表示部１４に表示させる信号を送出するとともに，車載器確認信号，車両情報，ＩＣカード情報等をデータとして送信側中間周波データ増幅部５に送出する。
【００２１】
ＣＰＵから送信側中間周波データ増幅部５に送出される中間周波信号は本願では４０ＭＨｚであり，上記送信側中間周波データ増幅部５により増幅された後，周波数変換部４に入力される。上記周波数変換部４は周波数変換回路４ａと，局部発振器４ｂからなり，上記局部発振器４ａはＰＬＬ回路で構成され，局部発振周波数である２．３２〜２．３６ＧＨｚと，上記中間周波信号である４０ＭＨｚとが混合され２．３６〜２．４ＧＨｚの高周波信号に変換された後，送信信号増幅部２で増幅され，ダイプレクサ２を通して，アンテナ１から路側アンテナに向けて送信される。
【００２２】
受信データ検出回路１２は，オペアンプ１２ａ，インバータ１２ｂ，抵抗器Ｒ３，Ｒ４等からなり，路側アンテナからの信号を検出するとＣＰＵに検出信号を送出する。本願の車載器は路側アンテナからの信号を検出しない時，即ち，待ち受け状態の時は，ＣＰＵ１３の一部と受信信号検出回路１２のみ電源部１５から電源供給され消費電力を少なくするよう構成されており，規定の受信信号レベルを検出すると，ＣＰＵ１３に信号が送られ，各部への電源供給をＯＮし，車載器を動作状態にする。ＣＰＵ１３は定期的に受信信号レベルが検出されているかチェックし，受信信号レベルが検出されなくなると，車載器を待ち受け状態とするよう信号を送出する。
本願は上記実施の形態に限定されるものではなく，本願の主旨を逸脱しない範囲で回路構成を適宜に変更して実施することも可能である。
【００２３】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明（請求項１〜請求項３）のＥＴＣ用車載器においては、受信データ増幅部からデータ処理回路への受信データの伝送経路上に、受信データ増幅部の増幅特性のバラツキに対して一定のレベルとなるよう受信データの信号レベルを調整するレベル補正回路が設けられている。
そして、請求項１に記載のＥＴＣ用車載器に設けられたレベル補正回路は、受信データ増幅部からの受信データが入力される入力端と、グランドラインとなる共通線との間に、抵抗（Ｒ１）、可変抵抗（ＶＲ）及び抵抗（Ｒ２）を直列に接続し、データ処理回路へ受信データを出力する出力端には、可変抵抗の分圧出力用の共通端を接続し、更に、共通線側の抵抗（Ｒ２）には、負温度係数サーミスタ（ＴＨ）を並列に接続することにより構成されている。
また、請求項２に記載のＥＴＣ用車載器に設けられたレベル補正回路は、受信データ増幅部からの受信データが入力される入力端と、グランドラインとなる共通線との間に、抵抗（Ｒ１）、可変抵抗（ＶＲ）及び抵抗（Ｒ２）を直列に接続し、データ処理回路へ受信データを出力する出力端には、可変抵抗の分圧出力用の共通端を接続し、更に、入力端側の抵抗（Ｒ１）には、正温度係数サーミスタ（ＴＨ）を並列に接続することにより構成されている。
また、請求項３に記載のＥＴＣ用車載器に設けられたレベル補正回路は、受信データ増幅部からの受信データが入力される入力端と、グランドラインとなる共通線との間に、可変抵抗（ＶＲ）と抵抗（Ｒ２）を直列に接続し、データ処理回路へ受信データを出力する出力端には、抵抗（Ｒ１）を介して、可変抵抗（ＶＲ）の分圧出力用の共通端を接続し、更に、この出力端側の抵抗（Ｒ１）には、正温度係数サーミスタ（ＰＴＨ）を並列に接続することにより構成されている。
従って、請求項１〜請求項３に記載のＥＴＣ車載器によれば、レベル補正回路を構成している可変抵抗（ＶＲ）を操作することで、受信データ増幅部から出力される受信データの信号レベルを調整でき、しかも、上記各抵抗に並列接続された負温度係数サーミスタ又は正温度係数サーミスタにより、周囲温度の変化に伴う受信データのレベル変動を自動で補償することができる。よって、本発明（請求項１〜３）のＥＴＣ車載器によれば、料金所のゲートに設置された路側装置との間で安定したデータ送受信ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 温度補償回路付レベル補正回路の実施例を示す。
【図２】 本発明に係る温度補償回路付レベル補正回路を用いたＥＴＣ用車載器の回路ブロックの１例を示す。
【図３】 従来のレベル補正回路の実施例を示す。
【図４】 本願の受信データ増幅部の温度特性例を示す。
【図５】 レベル補正回路の出力レベル。
【符号の説明】
１…アンテナ，２…ダイプレクサ，３…送信信号増幅部，４…周波数変換部，４ａ…周波数変換回路，４ｂ…局部発振器，５…送信側中間周波増幅部，６…データ処理回路，７…受信信号復調回路，８…受信データ増幅部，９…温度補償回路付レベル補正回路，１０…受信データ増幅部，１１…波形整形回路，１２…受信データ検出回路，１２ａ…オペアンプ，１２ｂ…インバータ，１３…中央演算装置，１４…表示部，１５…電源部，１６…ＩＣカード・ホルダー，１７…ＩＣカード，Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４…抵抗器，ＶＲ…可変抵抗器，ＴＨ…負温度係数サーミスター，ＰＴＨ…正温度係数サーミスター
Claims (3)
- 料金所のゲートに設置された路側アンテナからの送信信号を受信し、データを復調する受信信号復調回路と、
該受信信号復調回路にて復調された受信データを増幅する受信データ増幅部と、
該受信データ増幅部にて増幅された受信データに基づき料金収受のためのデータ処理を行うデータ処理回路と、
前記受信データ増幅部から前記データ処理回路への受信データの伝送経路に設けられ、前記受信データ増幅部の増幅特性のバラツキに対して一定のレベルとなるよう前記受信データの信号レベルを調整するレベル補正回路と、
を備えたＥＴＣ用車載器において、
前記レベル補正回路は、
前記受信データ増幅部からの受信データが入力される入力端と、
前記データ処理回路へ受信データを出力する出力端と、
グランドラインとなる共通線と、
一端が前記入力端に接続された抵抗（Ｒ１）と、
一端が前記共通線に接続された抵抗（Ｒ２）と、
両端が前記各抵抗（Ｒ１，Ｒ２）の他端にそれぞれ接続され、分圧出力用の共通端が前記出力端に接続された可変抵抗（ＶＲ）と、
前記共通線側の抵抗（Ｒ２）に並列接続された負温度係数サーミスタ（ＴＨ）と、
を備えたことを特徴とするＥＴＣ用車載器。 - 料金所のゲートに設置された路側アンテナからの送信信号を受信し、データを復調する受信信号復調回路と、
該受信信号復調回路にて復調された受信データを増幅する受信データ増幅部と、
該受信データ増幅部にて増幅された受信データに基づき料金収受のためのデータ処理を行うデータ処理回路と、
前記受信データ増幅部から前記データ処理回路への受信データの伝送経路に設けられ、前記受信データ増幅部の増幅特性のバラツキに対して一定のレベルとなるよう前記受信データの信号レベルを調整するレベル補正回路と、
を備えたＥＴＣ用車載器において、
前記レベル補正回路は、
前記受信データ増幅部からの受信データが入力される入力端と、
前記データ処理回路へ受信データを出力する出力端と、
グランドラインとなる共通線と、
一端が前記入力端に接続された抵抗（Ｒ１）と、
一端が前記共通線に接続された抵抗（Ｒ２）と、
両端が前記各抵抗（Ｒ１，Ｒ２）の他端にそれぞれ接続され、分圧出力用の共通端が前記出力端に接続された可変抵抗（ＶＲ）と、
前記入力端側の抵抗（Ｒ１）に並列接続された正温度係数サーミスタ（ＰＴＨ）と、
を備えたことを特徴とするＥＴＣ用車載器。 - 料金所のゲートに設置された路側アンテナからの送信信号を受信し、データを復調する受信信号復調回路と、
該受信信号復調回路にて復調された受信データを増幅する受信データ増幅部と、
該受信データ増幅部にて増幅された受信データに基づき料金収受のためのデータ処理を行うデータ処理回路と、
前記受信データ増幅部から前記データ処理回路への受信データの伝送経路に設けられ、前記受信データ増幅部の増幅特性のバラツキに対して一定のレベルとなるよう前記受信データの信号レベルを調整するレベル補正回路と、
を備えたＥＴＣ用車載器において、
前記レベル補正回路は、
前記受信データ増幅部からの受信データが入力される入力端と、
前記データ処理回路へ受信データを出力する出力端と、
グランドラインとなる共通線と、
一端が前記出力端に接続された抵抗（Ｒ１）と、
一端が前記共通線に接続された抵抗（Ｒ２）と、
一端が前記入力端に接続され、他端が前記共通線側の抵抗（Ｒ２）の他端に接続され、分圧出力用の共通端が前記出力端側の抵抗（Ｒ１）の他端に接続された可変抵抗（ＶＲ）と、
前記出力端側の抵抗（Ｒ１）に並列接続された正温度係数サーミスタ（ＰＴＨ）と、
を備えたことを特徴とするＥＴＣ用車載器。
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