JPH09172331A - 広帯域増幅回路およびそれを用いる高速通信素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 パーソナルコンピュータと、周辺機器や携帯
端末との間の相互間のデータ通信などのために用いられ
る広帯域増幅回路３１において、周波数帯域の異なるす
べての通信方式に共用可能とする。 【解決手段】 前記広帯域増幅回路３１を構成する各増
幅器３７，３８，３９間などに介在される結合コンデン
サＣ１，Ｃ３，Ｃ７を外来ノイズの影響を受けない程度
に大容量化して低域の信号を通過可能とするとともに、
各トランジスタＱ１〜Ｑ４をショットキートランジスタ
等の高周波対応の素子とし、かつ少なくとも最終段の増
幅器３９のトランジスタＱ４に関してそのＯＮ時にＣ−
Ｂ間に蓄積される電荷を還流して除去するためのダイオ
ードＤ６を設ける。こうして低域から高域に亘って平坦
な増幅動作を可能とし、ＡＳＫ方式、ＩｒＤＡ１．０方
式およびＩｒＤＡ１．１方式に共用可能とし、小型化お
よび低コスト化を図ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コンピュータ同
士、または該コンピュータと、プリンタ等の周辺機器も
しくは携帯端末となどの相互間で、データ通信を行う場
合に使用される赤外線通信素子として好適に実施される
広帯域増幅回路およびそれを用いる高速通信素子に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】図７で示すように、パーソナルコンピュ
ータ１と、図示しない他のパーソナルコンピュータ、プ
リンタ２等の周辺機器、ノート型パーソナルコンピュー
タ３またはＰＤＡ（Personal Digital Assistant）と称
される携帯端末４となどとの相互間で、赤外線を用いて
データ通信が行われるようになってきている。前記パー
ソナルコンピュータ１やプリンタ２などの機器には、こ
のような赤外線データ通信に対応して、受発光素子およ
びその駆動回路などから成る通信素子５が、その受発光
面が側面などに臨んで取付けられている。これによっ
て、煩雑な接続ケーブルの接続作業を行うことなく、か
つ同時に多数の通信相手に対して、データが送信可能と
されている。

【０００３】現在、上述のような赤外線データ通信に用
いられている通信方式として、ＩｒＤＡ（赤外線データ
通信協議会）で採択された代表的な標準化方式として、
以下の３つが挙げられる。

【０００４】ＡＳＫ（Amplitude Shift Keying）方式 この通信方式は、各種の電子機器の遠隔操作装置と同一
の変調方式を高速化したものであり、図８（ａ）で示す
ように、所定単位周期Ｔ毎のデータ「０」または「１」
に対して、データ「０」には副搬送波を所定の振幅で変
調し、データ「１」には前記副搬送波を変調度０で変調
を行う方式である。前記副搬送波の周波数は５００ｋＨ
ｚであり、データ伝送速度は２．４〜５７．６ｋｂｐｓ
である。また通信距離は、たとえば最大で３００ｃｍ程
度である。

【０００５】この通信方式では、副搬送波を使用してい
るために、受信側で、バンドパスフィルタによって該副
搬送波帯域を抽出することによって、良好な対雑音性を
得ることができる。

【０００６】ＩｒＤＡ１．０方式 この通信方式は、いわゆるＳＩＲ（Serial Infrared ）
方式を基本とし、図８（ｂ）で示すように、前記単位周
期Ｔにおいて、データが、「０」であるときには、前記
単位周期Ｔの始端から３Ｔ／１６の期間だけパルスを出
力し、「１」であるときには、前記図８（ａ）で示すＡ
ＳＫ方式と同様に、パルスの出力を休止する方式であ
る。この通信方式は、前記ＡＳＫ方式よりもデータ伝送
速度が速く、たとえば２．４〜１１５．２ｋｂｐｓであ
り、通信距離は最大で１００ｃｍ以上である。また、前
記ＡＳＫ方式に比べて、前記単位周期Ｔ当りのパルスの
出力されている期間が短く、電力消費が少ないという利
点もある。

【０００７】ＩｒＤＡ１．１（いわゆるＦＩＲ：Fast
Infrared ）方式 この通信方式は、前記単位周期Ｔを４つの領域に区分
し、Ｔ／４の長さのパルスをその４つの領域のいずれに
配置するかによって、データを表すパルス位置変調方式
であり、データ伝送速度が比較的低く、最大で１．１５
２Ｍｂｐｓ程度である図８（ｃ）で示す方式と、前記デ
ータ伝送速度が比較的高く、最大で４Ｍｂｐｓ程度であ
る図８（ｄ）で示す方式とが用いられている。両方式と
もに、通信距離は最大で１００ｃｍ以上である。

【０００８】図８（ｃ）で示す方式では、データが
「０」であるときにのみ、前記単位周期Ｔを４つに区分
した領域の最初の領域にパルスが出力され、データが
「１」であるときには、前記パルスの出力は休止され
る。

【０００９】また、図８（ｄ）で示す方式では、前記単
位周期Ｔで２ビットのデータを表し、データが「００」
であるときには、前記単位周期Ｔを４つに区分した第１
番目の領域にパルスが出力され、データが「０１」であ
るときには、第２番目の領域にパルスが出力され、デー
タが「１０」であるときには、第３番目の領域にパルス
が出力され、データが「１１」であるときには、第４番
目の領域にパルスが出力される。この通信方式では、前
記データ伝送速度から明らかなように、大容量のデータ
の伝送が可能となり、カラー画像データにも対応可能で
ある。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】一方、各通信方式の周
波数スペクトラムは、図９で示すようになっている。す
なわち、前記図８（ａ）で示すＡＳＫ方式は、参照符α
１で示すように、副搬送周波数の５００ｋＨｚを中心と
する数百ｋＨｚの帯域幅を有し、図８（ｂ）で示すＩｒ
ＤＡ１．０方式は、参照符α２で示すように、低域から
数百ｋＨｚ程度までに帯域幅を有する。これに対して、
図８（ｃ）および図８（ｄ）で示すＩｒＤＡ１．１方式
は、参照符α３で示すように、６０ｋＨｚ〜２０ＭＨｚ
の広い帯域幅を有する。

【００１１】したがって、典型的な従来技術の通信素子
は、図１０の通信素子１１で示すように、すべての通信
方式に対応する送信部１２と、２つの受信部１３，１４
とから構成されている。送信部１２は、縦続接続された
２つの発光ダイオード１５，１６と、駆動回路１７とを
備えて構成されている。発光ダイオード１５のアノード
側はハイレベルの電源＋Ｖｃｃに接続され、発光ダイオ
ード１６のカソード側は駆動回路１７の出力に接続され
る。駆動回路１７の入力には、図示しない変復調部か
ら、前記発光ダイオード１５，１６の駆動信号が入力さ
れる。

【００１２】また、受信部１３は、前記ＡＳＫ方式とＩ
ｒＤＡ１．０方式とに共用される受信部であり、フォト
ダイオード２１と、増幅器２２と、比較器２３とを備え
て構成されている。前記フォトダイオード２１からは受
光レベルに対応した電流が出力され、この電流は、増幅
器２２において電流−電圧変換されるとともに、増幅さ
れて比較器２３に出力される。比較器２３は、前記増幅
器２２の出力が所定レベル以上であるときにはハイレベ
ルとなり、そうでないときにはローレベルとなる受信信
号を前記変復調部へ出力する。

【００１３】これに対して、受信部１４は、前記ＩｒＤ
Ａ１．１方式のために使用される高周波帯域用の受信器
であり、前記受信部１３と同様に、フォトダイオード２
４と、増幅器２５と、比較器２６とを備えて構成されて
いる。

【００１４】このように、従来技術の通信素子１１で
は、前記図８で示す全ての通信方式に対応するために
は、比較的低周波帯域側のＡＳＫ方式およびＩｒＤＡ
１．０方式に対応する受信部１３と、比較的高周波帯域
側のＩｒＤＡ１．１方式に対応可能な受信部１４との少
なくとも２つの受信器を設ける必要があり、コストが嵩
むとともに、小型化が困難であるという問題がある。

【００１５】したがって、特に前記ノート型パーソナル
コンピュータ３や携帯端末４等の機器に該通信素子１１
を用いることは、不利である。

【００１６】本発明の目的は、低コスト化および小型化
を図ることができる広帯域増幅回路およびそれを用いる
高速通信素子を提供することである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る広
帯域増幅回路は、複数段の増幅器を備えて構成される広
帯域増幅回路において、前記各増幅器間の結合コンデン
サの容量を、数十ｋＨｚ以上の信号が通過するように大
容量化し、前記複数の増幅器のうち、少なくとも最終段
の増幅器において、該増幅器を構成するトランジスタの
コレクタ−ベース間に、該トランジスタのＯＮ時に該コ
レクタ−ベース間に蓄積される電荷を還流して除去する
ダイオードを介在し、前記各増幅器のトランジスタを帰
還容量の小さい素子とすることを特徴とする。

【００１８】上記の構成によれば、結合コンデンサを大
容量化することによって、データ通信などに用いられる
信号の比較的低周波側を増幅することができるととも
に、通過帯域が数十ｋＨｚ以上であるので、蛍光灯など
の外来ノイズなどによる影響も抑えることができる。

【００１９】また、各増幅器のトランジスタが、前記帰
還容量が小さく高速動作可能なトランジスタであり、か
つ少なくとも最終段の増幅器において、コレクタ−ベー
ス間に介在されるダイオードによって、該トランジスタ
のＯＮ時にコレクタ−ベース間に蓄積された電荷がＯＦ
Ｆ時に還流し、該ダイオードで消費されて除去される。
このようにして、高周波帯域の信号の増幅も可能とな
り、所望とする低周波帯域から高周波帯域までの広帯域
に亘って平坦な周波数特性で増幅動作を行うことがで
き、たとえば各種の通信方式に対して該増幅回路を共用
することができ、低コスト化および小型化を図ることが
できる。

【００２０】また請求項２の発明に係る高速通信素子
は、前記広帯域増幅回路を受信信号の増幅に用いること
を特徴とする。

【００２１】上記の構成によれば、種々の通信方式に該
増幅回路を共用することができ、通信素子の低コスト化
および小型化を図ることができる。

【００２２】さらにまた請求項３の発明に係る高速通信
素子では、前記広帯域増幅回路を、送信側からの赤外線
を受光する受光素子の出力の増幅に用いることによっ
て、少なくとも６０ｋＨｚ〜２０ＭＨｚでの周波数特性
を平坦化することを特徴とする。

【００２３】上記の構成によれば、ＡＳＫ方式、ＩｒＤ
Ａ１．０方式およびＩｒＤＡ１．１方式の各種の赤外線
通信方式に該増幅回路を共用することができ、通信素子
の低コスト化および小型化を図ることができる。

【００２４】また請求項４の発明に係る高速通信素子で
は、フレキシブルプリント基板上に、前記赤外線の発光
素子および前記受光素子ならびにそれらの発光素子およ
び受光素子のための周辺回路を１チップに集積化した集
積回路をベアチップの状態で実装することを特徴とす
る。

【００２５】上記の構成によれば、部品の組付けの行い
易いフレキシブルプリント基板上に、小型化および自動
化に有利なベアチップの集積回路がボンディングされ
て、受発光素子とともに実装される。

【００２６】したがって、手作業による半田付け作業な
どの煩雑な作業を少なくすることができるとともに、該
高速通信素子を搭載する機器の余裕スペースの形状など
に容易に対応することができる。

【００２７】さらにまた請求項５の発明に係る高速通信
素子は、前記発光素子および受光素子が臨む部分を開口
とする金属製のケーシングで覆われることを特徴とす
る。

【００２８】上記の構成によれば、パーソナルコンピュ
ータやその周辺機器等の筺体内に埋込まれて使用されて
も、処理回路のクロックや電源回路のスイッチング素
子、さらには蛍光灯などからの外来ノイズに対しても、
確実な遮蔽効果を得ることができる。

【００２９】

【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態について、
図１〜図６に基づいて説明すれば以下のとおりである。

【００３０】図１は、本発明の実施の一形態の広帯域増
幅回路３１を用いる通信素子３２の電気回路図である。

【００３１】この通信素子３２は、大略的に、発光素子
である縦続接続された一対の発光ダイオードＤ４，Ｄ５
と、その駆動回路３３と、受光素子であるフォトダイオ
ードＤ１と、前記広帯域増幅回路３１と、比較回路３４
とを備えて構成されている。

【００３２】前記駆動回路３３は、トランジスタＱ０
と、抵抗Ｒ２０，Ｒ２３，Ｒ２４と、コンデンサＣ１０
とを備えて構成されている。発光ダイオードＤ４のアノ
ードには、電源入力端子３５から入力されたハイレベル
の電圧＋Ｖｃｃが、平滑コンデンサＣ１２で平滑化さ
れ、さらに電流制限抵抗Ｒ２０を介して与えられてい
る。発光ダイオードＤ４のカソードは、発光ダイオード
Ｄ５のアノードに接続され、発光ダイオードＤ５のカソ
ードは、トランジスタＱ０のコレクタに接続されてい
る。このトランジスタＱ０のベースには、入力端子３６
から入力される送信信号が、抵抗Ｒ２３，Ｒ２４で分圧
されて入力される。前記トランジスタＱ０のエミッタは
接地されており、また前記抵抗Ｒ２３には、高周波バイ
パス用のコンデンサＣ１０が並列に設けられている。

【００３３】したがって、発光ダイオードＤ４，Ｄ５か
らは、電流制限抵抗Ｒ２０で制限された電流に対応した
振幅で、前記送信信号に対応した赤外線パルスが出力さ
れる。

【００３４】また、フォトダイオードＤ１のカソードに
は、前記電圧＋Ｖｃｃが、抵抗Ｒ２７および抵抗Ｒ６か
ら平滑コンデンサＣ２を介して印加されている。このフ
ォトダイオードＤ１からの出力電流は、前置増幅器であ
る電流−電圧変換回路３７で電圧に変換された後、電力
増幅器である２段の増幅器３８，３９を介して前記比較
回路３４に入力され、所定の閾値レベルと比較されて矩
形波パルスに整形された後、受信信号として出力端子４
０から出力される。

【００３５】前記電流−電圧変換回路３７は、一対のト
ランジスタＱ１，Ｑ２と、抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３と、結
合コンデンサＣ１と、コンデンサＣ４と、ダイオードＤ
２とを備えて構成されている。前記フォトダイオードＤ
１のカソードからの出力電流は、トランジスタＱ１のベ
ースに与えられるとともに、トランジスタＱ２のコレク
タに入力される。トランジスタＱ１のコレクタには、抵
抗Ｒ１を介して前記平滑コンデンサＣ２の出力電圧が印
加されており、またエミッタは、抵抗Ｒ３およびコンデ
ンサＣ４の並列回路を介して接地されるとともに、トラ
ンジスタＱ２のベースに接続されている。トランジスタ
Ｑ２のエミッタは、接地されている。また、前記トラン
ジスタＱ１のベース−コレクタ間には、バイアス用の抵
抗Ｒ２と、後述するダイオードＤ２とが接続されてい
る。

【００３６】したがって、フォトダイオードＤ１が赤外
線パルスを受光し、これによって発生した電流はトラン
ジスタＱ１のベースに流入し、該トランジスタＱ１のエ
ミッタ電流によって発生したコンデンサＣ４および抵抗
Ｒ３の端子電圧によってトランジスタＱ２が導通し、該
フォトダイオードＤ１の出力電流はまた、トランジスタ
Ｑ２のコレクタに流込む。これによって発生した抵抗Ｒ
１の両端の電圧が、結合コンデンサＣ１を介して、次段
の増幅器３８へ出力される。

【００３７】増幅器３８は、トランジスタＱ３と、抵抗
Ｒ７と、ゲイン設定抵抗Ｒ４，Ｒ５とを備えて構成され
ている。前記結合コンデンサＣ１を介する電流−電圧変
換回路３７の出力電圧は、抵抗Ｒ４を介して、トランジ
スタＱ３のベースに与えられる。このトランジスタＱ３
のベース−コレクタ間には抵抗Ｒ５が接続されており、
またこのトランジスタＱ３のコレクタには抵抗Ｒ７を介
して前記コンデンサＣ２の出力電圧が印加され、さらに
またこのトランジスタＱ３のエミッタは接地されてい
る。

【００３８】また、たとえば前記抵抗Ｒ４の抵抗値は１
ｋΩであり、抵抗Ｒ５の抵抗値は１０ｋΩである。した
がって、前記電流−電圧変換回路３７の出力電圧は、こ
の増幅器３８によって、ほぼ１０倍に増幅されて出力さ
れることになる。この増幅器３８の出力は、トランジス
タＱ３のコレクタから、結合コンデンサＣ３を介して次
段の増幅器３９へ出力される。

【００３９】増幅器３９は、前記増幅器３８におけるト
ランジスタＱ３および抵抗Ｒ４，Ｒ５，Ｒ７にそれぞれ
対応するトランジスタＱ４および抵抗Ｒ２５，Ｒ２６，
Ｒ１１と、抵抗Ｒ１３と、後述するダイオードＤ６とを
備えて構成されている。前記増幅器３８の出力は、抵抗
Ｒ２５を介してトランジスタＱ４のベースに入力され、
またこのトランジスタＱ４のベース−コレクタ間には、
抵抗Ｒ２６が介在されるとともに、ダイオードＤ６が介
在されている。トランジスタＱ４のコクレタには、抵抗
Ｒ１１から抵抗Ｒ１３，Ｒ２７を介して、前記コンデン
サＣ１２の出力電圧が印加されている。この増幅器３９
の出力は、トランジスタＱ４のコレクタから出力され、
結合コンデンサＣ７を介して、比較回路３４に与えられ
る。

【００４０】たとえば、前記抵抗Ｒ２５は１ｋΩであ
り、抵抗Ｒ２６は２２ｋΩである。したがって、増幅器
３８からの出力が、この増幅器３９においてほぼ２２倍
に増幅されて出力されることになる。

【００４１】比較回路３４は、コンパレータ４１と、そ
の電源電圧平滑用のコンデンサＣ９と、基準電圧作成用
の分圧抵抗Ｒ１６，Ｒ１７，Ｒ１８と、入力抵抗Ｒ１５
と、コンデンサＣ５，Ｃ８と、ダイオードＤ３とを備え
て構成されている。前記増幅器３９からの出力は、コン
パレータ４１の反転入力端子に入力されるとともに、入
力抵抗Ｒ１５および分圧抵抗Ｒ１７，Ｒ１８を介して、
コンパレータ４１の非反転入力端子に入力される。この
コンパレータ４１の非反転入力端子にはまた、前記抵抗
Ｒ２７，Ｒ１３を介するコンデンサＣ１２の出力電圧
が、抵抗Ｒ１６，Ｒ１７と、抵抗Ｒ１８とで分圧されて
入力されている。なお、抵抗Ｒ１６，Ｒ１７，Ｒ１８の
直列回路と並列に印加電圧安定用のコンデンサＣ５が接
続されており、また抵抗Ｒ１８と並列に前記増幅器３９
の出力を平均化して基準電圧を安定させるためのコンデ
ンサＣ８が接続されている。

【００４２】コンパレータ４１は、反転入力端子の入力
レベルが非反転入力端子に入力されている前記基準電圧
以上となるとハイレベルを出力し、前記基準電圧未満で
あるときにはローレベルを出力する。このコンパレータ
４１からの出力は、出力端子４０へ受信信号として導出
される。

【００４３】この通信素子３２は、前述の赤外線データ
通信に用いられ、前記ＡＳＫ方式、ＩｒＤＡ１．０方式
およびＩｒＤＡ１．１方式のすべての方式に共用可能と
される。

【００４４】このため、まずハイパスフィルタとして機
能する増幅器３８と、結合コンデンサＣ１とにおいて、
増幅器３８のゲインＡと結合コンデンサＣ１の容量との
関係から、結合コンデンサＣ１の容量が定められる。す
なわち、トランジスタＱ３のベース拡がり抵抗をｒｂ
（たとえば５０Ω程度）とし、エミッタ内部抵抗をｒｅ
（たとえば常温で２５．７／ＩｅΩ程度、Ｉｅ：エミッ
タ電流）とするとき、この増幅器３８でのゲインＡは、 Ａ（ｆ）≒｛（Ｒ５＋Ｒ７）‖ｈｉｅ｝ ／｛（１／２πｆＣ１）＋Ｒ４＋（Ｒ５＋Ｒ７）‖ｈｉｅ｝…（１） となる。ただし、ｈｉｅはトランジスタＱ３の入力イン
ピーダンスであり、トランジスタＱ３の電流増幅率ｈｆ
ｅから、 ｈｉｅ＝ｒｂ＋（１＋ｈｆｅ）×ｒｅ …（２） で表すことができ、 ｈｉｅ‖（Ｒ５＋Ｒ７）＝１／｛（１／ｈｉｅ）＋１／（Ｒ５＋Ｒ７）｝ …（３） である。

【００４５】そこで本実施の一形態では、前記ＩｒＤＡ
１．０方式およびＩｒＤＡ１．１方式に対応して、かつ
蛍光灯などの外来ノイズの影響が少なくなるように、低
域遮断周波数ｆＬを６０ｋＨｚとし、該６０ｋＨｚ以上
の成分が通過可能なように、前記式１から、結合コンデ
ンサＣ１の容量は、１．８ｎＦの大容量とされる。

【００４６】また、増幅器３９と比較回路３４との間の
結合コンデンサＣ７および増幅器３８，３９間の結合コ
ンデンサＣ３が、前記ＩｒＤＡ１．０方式およびＩｒＤ
Ａ１．１方式に対応して、前記６０ｋＨｚ以上の成分が
通過可能なように大容量に選ばれる。たとえば、結合コ
ンデンサＣ７は数μＦであり、結合コンデンサＣ３は、
０．１μＦである。

【００４７】次にトランジスタＱ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４
（総称するときには参照符Ｑで示す）には、高速動作が
可能なように、図２（ａ）で示す帰還容量Ｃｏｂの小さ
いショットキートランジスタが使用される。これらのト
ランジスタＱはまた、図２（ｂ）で示すように、ゲイン
Ａの増幅回路と、ゲインＧの帰還回路Ｃｏｂとによって
構成されていると考えることができ、Ａ≫１であるとき
には、Ａ≒１／Ｇであり、したがって、 Ａ＝ｈｉｅ／｛（１／２πｆＣｏｂ）＋ｈｉｅ｝ …（４） から、周波数ｆが高くなる程、ゲインＡが１に近くな
り、トランジスタＱはローパスフィルタとして機能する
ことになる。

【００４８】したがって、上述のように、帰還容量Ｃｏ
ｂを小さくすることによって高周波成分が通過可能とな
り、たとえば本実施の一形態では、前記ＩｒＤＡ１．１
方式に対応して、高域の遮断周波数ｆＨが２０ＭＨｚと
なるように、Ｃｏｂ＝０．８ｐＦである。

【００４９】さらにまた本発明では、少なくとも最終段
のトランジスタであるトランジスタＱ４のコレクタ−ベ
ース間には、ダイオードＤ６が接続されている。トラン
ジスタは、そのＯＮ時に、コレクタ−ベース間に図３に
おいて参照符ｑで示すように、電荷が蓄積される。した
がって、図４（ａ）で示すようなベースに与えられるパ
ルスに対して、トランジスタのベース電位は、図４
（ｂ）で示すように変化し、したがってコレクタからの
出力は、図４（ｃ）において、参照符γ１で示すように
変化すべきに対して、実際には参照符γ２で示すように
変化する。このようにして、入力パルスに対して出力パ
ルスがなまってしまい、高速動作ができなくなってしま
う。

【００５０】このため本発明では、ダイオードＤ６を設
けて、前記図３において参照符ｉで示すように、前記Ｏ
Ｎ時に蓄積された電荷ｑをＯＦＦ時に還流させて、該ダ
イオードＤ６で消費し、除去するように構成されてい
る。これによって、トランジスタＱ４の高速動作が可能
となる。また、前記図１で示す回路では、トランジスタ
Ｑ１に関連しても同様にダイオードＤ２が設けられてお
り、このようなダイオードは、少なくとも最終段の増幅
器（図１の例では増幅器３９）に設けられていればよ
く、残余の増幅器に関しては、コストおよび実装面積等
から、実装可能であるときには設けられるようにしても
よい。

【００５１】図５は、上述のように構成された通信素子
３２を用いる通信装置５１の電気的構成を示すブロック
図である。なお、この図５において、前述の図１の構成
に対応する部分には、同一の参照符号を付して、その説
明を省略する。前記通信素子３２は、上述のように広帯
域増幅回路３１を用いることによって、前記図８で示す
ＡＳＫ方式、ＩｒＤＡ１．０方式およびＩｒＤＡ１．１
方式のすべての通信方式に対応可能とされている。した
がって、たとえば該通信素子３２が、前記図７で示すパ
ーソナルコンピュータ１に搭載される場合、パーソナル
コンピュータ１と該通信素子３２との間に介在されて、
データの変換および逆変換を行うデータ変換回路５２に
は、参照符５３〜５５で示すように前記各通信方式に対
応した変復調回路が設けられている。このデータ変換回
路５２は、いわゆるＡＳＩＣなどで実現される。

【００５２】転送レジスタなどから出力されるパーソナ
ルコンピュータ１側から送信すべきデータは、バス５
６，５７を介してインタフェイス回路５８に入力され、
パラレル／シリアル変換された後、データ変換回路５２
の変復調回路５３，５４に入力される。また、前記送信
すべきデータは、前記バス５６からバス５９を介して、
データ変換回路５２のレジスタ６０に入力される。デー
タ変換回路５２の制御回路６１は、前記バス５６からバ
ス５９を介して入力されるパーソナルコンピュータ１側
からの通信方式の選択出力に応答して、前記各変復調回
路５３〜５５を選択的に電力付勢する。

【００５３】これによって、選択された通信方式がＡＳ
Ｋ方式またはＩｒＤＡ１．０方式であるときには、イン
タフェイス回路５８から入力されたシリアルデータは、
前記変復調回路５３または５４で、前記図８（ａ）また
は図８（ｂ）で示すようにそれぞれ変調された後、通信
素子３２の駆動回路３３に与えられて、発光ダイオード
Ｄ４，Ｄ５が駆動される。また、選択された通信方式が
ＩｒＤＡ１．１方式であるときには、前記バス５６，５
９を介するデータは、レジスタ６０に一旦格納された
後、前記制御回路６１によって前記単位周期Ｔ毎に読出
され、変復調回路５５において、前記図８（ｃ）または
図８（ｄ）で示すように変調された後、前記駆動回路３
３へ出力される。

【００５４】これに対して、フォトダイオードＤ１で受
信された信号は、広帯域増幅回路３１で増幅された後、
比較回路３４でレベル弁別されて前記各変復調回路５３
〜５５に与えられる。制御回路６１は、前記受信信号か
ら通信方式を判定し、その通信方式に対応した変復調回
路５３〜５５を選択的に電力付勢し、受信データを復調
させて出力させる。変復調回路５３，５４からの出力
は、インタフェイス回路５８においてシリアル／パラレ
ル変換された後、前記パーソナルコンピュータ１内に取
込まれる。

【００５５】図６は、前記通信素子３２の構造を説明す
るための斜視図である。前記広帯域増幅回路３１、駆動
回路３３および比較回路３４は、ベアチップの集積回路
６５に、集約形成されている。この集積回路６５は、フ
レキシブルプリント基板６６の搭載部６６ａ上に図示し
ないパターンとボンディングされて実装されており、前
記発光ダイオードＤ４，Ｄ５およびフォトダイオードＤ
１は、この集積回路６５がボンディングされた後、搭載
部６６ａに装着され、リフロー半田付けされる。

【００５６】前記フレキシブルプリント基板６６は、前
記搭載部６６ａと、連結部６６ｂと、接続部６６ｃとを
備えて構成されている。接続部６６ｃには、多数のコネ
クタ端子が形成されており、該コネクタ端子は、接続部
６６ｃが前記パーソナルコンピュータ１などのソケット
に嵌着することによって、対応する端子と電気的に接続
される。また、前記連結部６６ｂは、搭載部６６ａと接
続部６６ｃとを連結しており、したがって図示しない配
線パターンが多数形成されている。本実施の一形態で
は、この連結部６６ｂは、実装スペースを低減するため
に、狭幅に形成されている。

【００５７】また、前記搭載部６６ａは、金属製のケー
シング６７の上下一対の被覆部６７ａ，６７ｂによっ
て、その表裏両面がそれぞれ被覆されている。前記集積
回路６５などが搭載される搭載部６６ａの表面に臨む被
覆部６７ａには、前記発光ダイオードＤ４，Ｄ５および
フォトダイオードＤ１に臨んで、開口６８が形成されて
いる。被覆部６７ａ，６７ｂの外周縁部は、前記搭載部
６６ａを収納した状態で、半田付けによって接合されて
いる。こうして、発光ダイオードＤ４，Ｄ５の放射光お
よびフォトダイオードＤ１への入射光が阻害されること
なく、前記各回路３１，３３，３４が外来ノイズから遮
蔽されている。

【００５８】したがって、ゲインの高い広帯域増幅回路
３１を備える該通信素子３２へのノイズの侵入を阻止す
ることができ、通信距離を延ばすことができる。

【００５９】以上のように、本発明に従う通信素子３２
は、６０ｋＨｚ〜２０ＭＨｚに亘って平坦な周波数特性
の広帯域増幅回路３１を用いるので、前記図８で示すＡ
ＳＫ方式、ＩｒＤＡ１．０方式およびＩｒＤＡ１．１方
式のすべての通信方式に共用可能となり、通信素子の低
コスト化および省スペース化を図ることができ、特に前
記図７で示すノート型パーソナルコンピュータ３や携帯
端末４などの小型機器に好適に搭載することができる。

【００６０】また、通信素子３２において、発光ダイオ
ードＤ４，Ｄ５およびフォトダイオードＤ１を除くこれ
らのための周辺回路である広帯域増幅回路３１、駆動回
路３３および比較回路３４を１チップの集積回路６５と
して集積化し、さらにこの集積回路６５をベアチップの
状態でフレキシブルプリント基板６６に実装するので、
半田付け作業などの手作業による煩雑な作業を少なくす
ることができるとともに、前記ノート型パーソナルコン
ピュータ３や携帯端末４などの該通信素子３２を実装す
る機器の余裕スペースにも容易に対応することができ
る。

【００６１】さらにまた、前記搭載部６６ａがケーシン
グ６７で被覆されているので、該通信素子３２を搭載す
る前記ノート型パーソナルコンピュータ３や携帯端末４
などの処理回路のクロックや電源回路のスイッチング素
子、さらには蛍光灯などからの外来ノイズに対しても安
定な動作を行うことができる。

【００６２】なお、本発明に従う広帯域増幅回路３１
は、赤外線通信に限らず、他の用途にも好適に用いるこ
とができ、また前記赤外線通信は、光ファイバなどの導
光部材を用いる有線で行われてもよい。

【００６３】

【発明の効果】請求項１の発明に係る広帯域増幅回路
は、以上のように、複数段の各増幅器間を接続する結合
コンデンサの容量を大容量化して、外来ノイズの影響を
受けない程度の低周波帯域の信号を増幅可能とし、かつ
各増幅回路のトランジスタを帰還容量が小さく、高速動
作可能なトランジスタなどで実現するとともに、少なく
とも最終段の増幅器のトランジスタのコレクタ−ベース
間に、ＯＮ時に蓄積される電荷を除去するためのダイオ
ードを介在し、高周波帯域の信号を増幅可能とする。

【００６４】それゆえ、低周波帯域から高周波帯域まで
の広帯域に亘って平坦な周波数特性を得ることができ、
たとえば各種の通信方式に対して該増幅回路が共用可能
となり、低コスト化および小型化を図ることができる。

【００６５】また請求項２の発明に係る高速通信素子
は、以上のように、前記広帯域増幅回路を受信信号の増
幅に用いる。

【００６６】それゆえ、種々の通信方式に該増幅回路が
共用可能となり、通信素子の低コスト化および小型化を
図ることができる。

【００６７】さらにまた請求項３の発明に係る高速通信
素子では、以上のように、前記広帯域増幅回路を赤外線
受光素子の出力の増幅に用い、少なくとも６０ｋＨｚ〜
２０ＭＨｚでの周波数特性を平坦化する。

【００６８】それゆえ、ＡＳＫ方式、ＩｒＤＡ１．０方
式およびＩｒＤＡ１．１方式の各種の赤外線通信方式に
該増幅回路を共用可能とし、通信素子の低コスト化およ
び小型化を図ることができる。

【００６９】また請求項４の発明に係る高速通信素子
は、以上のように、フレキシブルプリント基板上に、赤
外線の発光素子および受光素子ならびにそれらの周辺回
路を１チップに集積化した集積回路をベアチップの状態
で実装することによって構成される。

【００７０】それゆえ、手作業による半田付け作業など
の煩雑な作業を少なくすることができるとともに、搭載
機器の余裕スペースの形状などに容易に対応することが
できる。

【００７１】さらにまた請求項５の発明に係る高速通信
素子は、以上のように、金属製のケーシングで覆われ
る。

【００７２】それゆえ、パーソナルコンピュータやその
周辺機器等の筺体内に埋込まれて使用されても、それら
の発生するノイズや外来ノイズに対しても、確実な遮蔽
効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態の広帯域増幅回路を用い
る通信素子の電気回路図である。

【図２】前記広帯域増幅回路内の増幅用トランジスタの
高周波動作時における等価回路図および等価ブロック図
である。

【図３】トランジスタの高速動作化のための構成を示す
電気回路図である。

【図４】図３で示す構成による動作を説明するための波
形図である。

【図５】図１で示す通信素子を用いる通信装置の電気的
構成を示すブロック図である。

【図６】前記通信素子の構造を説明するための斜視図で
ある。

【図７】赤外線データ通信の使用例を説明するための斜
視図である。

【図８】赤外線データ通信の各通信方式を説明するため
の波形図である。

【図９】図８で示す各通信方式の周波数スペクトラムの
違いを説明するためのグラフである。

【図１０】典型的な従来技術の通信素子の電気的構成を
示すブロック図である。

【符号の説明】

１ パーソナルコンピュータ ２ プリンタ ３ ノート型パーソナルコンピュータ ４ 端末装置 ３１ 広帯域増幅回路 ３２ 通信素子 ３３ 駆動回路 ３４ 比較回路 ３７ 電流−電圧変換回路（増幅器） ３８ 増幅器（増幅器） ３９ 増幅器（増幅器） ４１ コンパレータ ５１ 通信装置 ５２ データ変換回路 ５３ 変復調回路 ５４ 変復調回路 ５５ 変復調回路 ５８ インタフェイス回路 ６０ レジスタ ６１ 制御回路 ６５ 集積回路 ６６ フレキシブルプリント基板 ６７ ケーシング ６８ 開口

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数段の増幅器を備えて構成される広帯域
   増幅回路において、 前記各増幅器間の結合コンデンサの容量を、数十ｋＨｚ
   以上の信号が通過するように大容量化し、 前記複数の増幅器のうち、少なくとも最終段の増幅器に
   おいて、該増幅器を構成するトランジスタのコレクタ−
   ベース間に、該トランジスタのＯＮ時に該コレクタ−ベ
   ース間に蓄積される電荷を還流して除去するダイオード
   を介在し、 前記各増幅器のトランジスタを帰還容量の小さい素子と
   することを特徴とする広帯域増幅回路。
2. 【請求項２】前記請求項１に記載された広帯域増幅回路
   を受信信号の増幅に用いることを特徴とする高速通信素
   子。
3. 【請求項３】前記請求項１に記載された広帯域増幅回路
   を、送信側からの赤外線を受光する受光素子の出力の増
   幅に用いることによって、少なくとも６０ｋＨｚ〜２０
   ＭＨｚでの周波数特性を平坦化することを特徴とする高
   速通信素子。
4. 【請求項４】前記請求項３に記載された高速通信素子に
   おいて、 フレキシブルプリント基板上に、前記赤外線の発光素子
   および前記受光素子ならびにそれらの発光素子および受
   光素子のための周辺回路を１チップに集積化した集積回
   路をベアチップの状態で実装することを特徴とする高速
   通信素子。
5. 【請求項５】前記請求項４に記載された高速通信素子に
   おいて、前記発光素子および受光素子が臨む部分を開口
   とする金属製のケーシングで覆うことを特徴とする高速
   通信素子。