JPH10276048A - オフセット補償回路 - Google Patents

オフセット補償回路

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JPH10276048A
JPH10276048A JP9078310A JP7831097A JPH10276048A JP H10276048 A JPH10276048 A JP H10276048A JP 9078310 A JP9078310 A JP 9078310A JP 7831097 A JP7831097 A JP 7831097A JP H10276048 A JPH10276048 A JP H10276048A
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JP
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circuit
current
output signal
output
voltage
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JP9078310A
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Masashi Arai
政至 新井
Masaaki Nara
正明 奈良
Hiroki Seyama
浩樹 瀬山
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F3/00Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/04Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements with semiconductor devices only
    • H03F3/08Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements with semiconductor devices only controlled by light
    • H03F3/087Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements with semiconductor devices only controlled by light with IC amplifier blocks

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Amplifiers (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】電流電圧変換回路の出力電圧中のオフセットを
補償する。 【解決手段】負入力端子に受光素子3が接続される差動
増幅回路1と、出力信号を差動増幅回路1の負入力端子
に帰還する抵抗4とからなる電流電圧変換回路におい
て、電流電圧変換回路の出力電圧は可変利得増幅回路5
で増幅された後、可変利得増幅回路5の出力信号のボト
ム値が検波される。ボトム値と基準値Vr1とが比較回
路7で比較され、ボトム値と基準値Vr1との差に応じ
て、抵抗4に流れる電流が調整される。その為、出力端
子OUTから発生する可変利得増幅回路5の出力信号中
のオフセットが補償される。また、可変利得増幅回路5
の出力信号のピーク値が検出され、ピーク値と基準値V
r2との差に応じて可変利得増幅回路5の利得が制御さ
れるため、所定レベルの出力信号を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、受光素子の出力電
流を電圧に変換する電流電圧変換回路のオフセット補償
回路に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば、テレビ受信機のリモコンで見ら
れるように、赤外線等の光を媒体とし、データの送受信
を行う光通信手段があった。このような通信手段では、
一般に、光送信回路側でデータの「1」または「0」に
応じて発光素子を発光し、光受信回路側では伝送された
光を受光素子で受光し、受光素子の出力信号に応じてデ
ータに変換している。図3は、光受信回路に構成される
受光素子の出力電流を電圧変換する従来の電流電圧変換
回路を示す図である。
【0003】図3において、差動増幅器1の正入力端子
には基準電圧源2が接続され、負入力端子には受光素子
3が接続され、その出力端及び負入力端子の間には抵抗
が接続されている。差動増幅器1の出力信号が抵抗4を
介して負帰還されることにより、差動増幅器1は平衡状
態にあり、受光素子3の出力電流はすべて抵抗4に流れ
るようになるその為、。受光素子1に光が照射される
と、受光素子3から出力電流I1が流れる。出力電流I
1は抵抗4に流れ、抵抗4の抵抗値をRとすると、抵抗
4の電圧降下によって出力端子OUTに出力電圧Vou
t(=I1×R+Vref)が発生する。出力電流I1
は光の強度に応じて変化するので、出力端子OUTの出
力電圧Voutは光の強度に応じて変化する。よって、
出力端子OUTから受信データに応じて「1」または
「0」を示す出力信号が発生する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、赤外線伝送
の規格としてIrDA方式があり、このIrDA方式の
規格では、受光の際に有効な受信光の強度は0.16μ
W〜20mWと広範囲に渡り、微小パワーまで検出する
ことが決められている。図3の電流電圧変換回路を使用
して、微小パワーの光を受光しようとする場合、抵抗4
の抵抗値を例えば10MΩに設定して、出力端子OUT
の出力電圧を数Vにして得ていた。しかし、図3の電流
電圧変換回路において、差動増幅器1の負入力端子から
オフセット電流Ioffが発生した場合、それが1μA程
度の微小のオフセット電流であったとしても、抵抗4の
抵抗値が10MΩと大きいため、出力端子OUTのオフ
セット電圧Voffは10Vとなり、オフセット電圧の悪
影響が大きくなっていた。特に、3Vや5V等の低電圧
駆動の電流電圧変換回路では、オフセット電圧が大き
く、「1」または「0」を示す出力信号が得られないと
いう問題があった。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、入力電流を電
圧に変換する電流電圧変換回路のオフセット補償回路で
あって、前記電流電圧変換回路の出力電圧に基づき、前
記入力電流が無い状態でのレベルを検出する第1レベル
検出回路と、該第1レベル検出回路の出力信号に応じ
て、前記電流電圧変換回路の出力電圧を補正する補正信
号を発生する補正回路と、から成ることを特徴とする。
【0006】また、前記第1レベル検出回路は、前記入
力電流が無い状態のときボトム値またはピーク値を検波
するボトム検波回路またはピーク検波回路であることを
特徴とする。さらに、前記電流電圧変換回路は、正及び
負入力端子を備える差動増幅器と、前記差動増幅器の出
力信号を負入力端子に帰還する帰還抵抗とから成り、前
記補正信号に応じて前記帰還抵抗に流れる電流を変化さ
せることを特徴とする。
【0007】またさらに、前記電流電圧変換回路とレベ
ル検出回路との間に挿入され、前記電流電圧変換回路の
出力電圧を可変の増幅率で増幅する可変利得増幅回路
と、該可変利得増幅回路の出力信号に基づき、前記入力
電流がある状態でのレベルを検出する第2レベル検出回
路と、該第2レベル検出回路の出力信号に応じて、前記
可変利得増幅回路の利得を制御する利得制御回路と、を
備えることを特徴とする。
【0008】本発明によれば、無入力信号のときの電流
電圧変換回路の出力電圧を検出し、検出結果に応じて補
正信号を発生し、補正信号に基づき電流電圧変換回路の
出力電圧をシフトすることによって、オフセットを補償
する。
【0009】
【発明の実施の形態】図1は本発明の実施の形態を示す
図であり、5は差動増幅器1の出力端に発生する出力電
圧を増幅する可変利得増幅回路、6は可変利得増幅回路
5の出力信号をボトム検波するボトム検波回路、7はボ
トム検波回路6の出力信号と基準電圧Vr1とを比較
し、比較結果に応じて抵抗4に流れる電流を変更する比
較回路、8は可変利得増幅回路5の出力信号をピーク検
波するピーク検波回路、9はピーク検波回路8の出力信
号と基準電圧Vr2とを比較し、比較結果に応じて可変
利得増幅回路5のゲインを変更する比較回路である。
尚、ボトム検波回路6及び比較回路7により補正回路が
構成される。また、図1において、図3と同一の回路に
ついては、図1と同一の符号を付す。
【0010】図1において、受光素子3に光が照射され
ると、受光素子3に電流が流れ、この電流が抵抗4で電
圧変換される。また、受光素子3に光が照射されない場
合、受光素子3及び抵抗4に電流が流れない。その結
果、差動増幅器1の出力端から発生する出力電圧aは図
2(イ)のように「0」及び「1」を示す値を有する。
出力電圧aは可変利得増幅回路5で増幅された後、可変
利得増幅回路5の出力信号bはボトム検波回路6でボト
ム検波される。ボトム検波の結果、図2(イ)のような
出力電圧bのうち、「0」を示すレベルが検出される。
ここで、ボトム検波回路6の時定数は、大きく設定され
ているので、ボトム検波回路6の出力信号cは図2
(ロ)のように出力電圧aの変化に対応した変動が小さ
く変化する。ボトム検波回路6の出力信号cは比較回路
7に印加され、出力信号cと基準値Vr1との差に応じ
た出力電流dが発生する。出力電流dは抵抗4に流れる
電流と加算されて、受光素子3に供給される。
【0011】例えば、出力電圧aにオフセットが重畳さ
れ、出力電圧aが図2(ハ)実線のようにオフセット分
だけ高くなっているとき、可変利得増幅回路5の出力信
号bは図2(ハ)の点線のように利得分だけ増幅され、
ボトム検波回路6において出力信号bのボトム値が検波
され、そして、ボトム値と基準値Vr1との比較によっ
てオフセットがどのくらいあるか検出することができ、
そのオフセット分に応じた出力電流dが発生する。つま
り、比較回路7から抵抗4に流れるオフセット電流と等
しい出力電流dを発生することによって、受光素子3に
流れるオフセット電流をすべて比較回路7から供給し、
抵抗4にはオフセット電流が流れなくなる。その為、差
動増幅器1からの出力電圧aにオフセット電圧が重畳さ
れなくなり、オフセットが補正される。尚、ボトム検波
回路6の時定数は大きく設定されているので、ボトム検
波回路6の出力信号bの変動は小さく、出力電圧aが
「1」及び「0」であろうとも、常にオフセットを概ね
無くすことができる。
【0012】また、可変利得増幅回路5の出力信号b
は、ピーク検波回路8でピーク検波され、「1」を示す
出力信号bが検出される。ピーク検波回路8の出力信号
eは比較回路9で基準値Vr2と比較され、比較の結果
出力信号eと基準値Vr2との差に応じた出力信号fが
可変利得増幅回路5に印加される。出力信号fに応じて
可変利得増幅回路5の利得が変更される。その際、ピー
ク検波回路8の出力信号eが基準値Vr2と等しくなる
ように利得が変更されるため、可変利得増幅回路9の出
力信号bのうち「1」を示すレベルが所定のレベルに設
定される。
【0013】次に、可変利得増幅回路5の利得の変更に
関する動作説明を、オフセット調整の動作を交えて、説
明する。出力電圧aは可変利得増幅回路5で増幅され、
「0」及び「1」を示すレベル、即ち、出力信号bのボ
トム値及びピーク値は高くなり、図2(ニ)のようにピ
ーク値は基準値Vr2に等しくなる。その後、比較回路
7の出力信号に応じて抵抗4に流れる電流が調整される
ことにより、出力電圧aがシフトされ、図2(ホ)のよ
うにボトム値が基準値Vr1に等しくなる。出力電圧a
がシフトされると、図2(ホ)のように出力信号bのピ
ーク値が基準値Vr2からずれる。すると、再び、ピー
ク値と基準値Vr2との差に応じて可変利得増幅回路5
の利得が変更され、図2(ヘ)のように出力信号bのピ
ーク値は基準値Vr2に等しくなる。さらに、出力電圧
aが増幅されると、出力信号bのボトム値も高くなり、
図2(ヘ)のように基準値Vr1からずれる。その為、
再度、ボトム値と基準値Vr1との差に応じて抵抗4の
電流が調整され、図2(ト)のように出力信号bのボト
ム値が基準値Vr1に等しくなる。以上の動作を繰り返
すことにより、ボトム値と基準値Vr1との誤差、及び
ピーク値と基準値Vr2との誤差が小さくなり、出力信
号bの「1」及び「0」を示すレベルを所定値に設定す
る。このようにして、電流電圧変換回路の内部特性によ
って発生するオフセットを補償し、出力端子OUTから
はオフセットのない電圧変換された出力信号を発生する
ことができる。
【0014】また、図1の回路を用いれば、電流電圧変
換回路から発生する内部オフセットだけでなく、受光素
子3に受光される太陽光など外乱信号によるオフセット
も補償することができる。尚、受光素子3の構成を変更
し、図1の場合と逆に、光を受光素子に照射させないと
き電源電圧側の電圧を発生させ、光を受光素子に照射す
るとアース側の電圧を発生させるように構成すると、無
信号状態のとき電源電圧側の電圧になるので、抵抗4に
流れる電流を調整するとき出力信号bのピーク値を検出
することによって、オフセットを補償することができ
る。また、可変利得増幅回路5の利得を調整するとき出
力信号bのボトム値を検出することによって、電流電圧
変換回路の出力レベルを調整できる。
【0015】
【発明の効果】本発明によれば、電流電圧変換されて得
られた出力電圧中のオフセットを直接検出し、検出され
たオフセットの大きさに基づいて出力電圧中のオフセッ
トを補正するので、出力信号中のオフセットが大きくな
っても正確に補償することができる。特に、オフセット
の大きさを直接検出するので、電流電圧変換回路を構成
する抵抗の値に応じてオフセットが変わっても、常に正
確なオフセット補償を行うことができる。その為、抵抗
の値を任意に設定することができる。
【0016】また、光が照射されたとき、電流電圧変換
されて得られた出力電圧レベルを検出し、そのレベルが
所定レベルになるように調整されるため、受光される光
のパワーが微弱であっても、強くても、常に所定のレベ
ルの出力電圧を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態を示すブロック図である。
【図2】図1の各々の回路の出力信号を示す波形図であ
る。
【図3】従来例を示すブロック図である。
【符号の説明】
1 差動増幅回路 2 基準電圧源 3 受光素子 4 抵抗 5 可変利得増幅回路 6 ボトム検波回路 7、9 比較回路 8 ピーク検波回路

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力電流を電圧に変換する電流電圧変換
    回路のオフセット補償回路であって、 前記電流電圧変換回路の出力電圧に基づき、前記入力電
    流が無い状態でのレベルを検出する第1レベル検出回路
    と、 該第1レベル検出回路の出力信号に応じて、前記電流電
    圧変換回路の出力電圧を補正する補正信号を発生する補
    正回路と、から成ることを特徴とするオフセット補償回
    路。
  2. 【請求項2】 前記第1レベル検出回路は、前記入力電
    流が無い状態のときボトム値またはピーク値を検波する
    ボトム検波回路またはピーク検波回路であることを特徴
    とする請求項1記載のオフセット補償回路。
  3. 【請求項3】 前記電流電圧変換回路は、正及び負入力
    端子を備える差動増幅器と、前記差動増幅器の出力信号
    を負入力端子に帰還する帰還抵抗とから成り、前記補正
    信号に応じて前記帰還抵抗に流れる電流を変化させるこ
    とを特徴とする請求項1記載のオフセット補償回路。
  4. 【請求項4】 さらに、前記電流電圧変換回路とレベル
    検出回路との間に挿入され、前記電流電圧変換回路の出
    力電圧を可変の増幅率で増幅する可変利得増幅回路と、 該可変利得増幅回路の出力信号に基づき、前記入力電流
    がある状態でのレベルを検出する第2レベル検出回路
    と、 該第2レベル検出回路の出力信号に応じて、前記可変利
    得増幅回路の利得を制御する利得制御回路と、 を備えることを特徴とする請求項1記載のオフセット補
    償回路。
JP9078310A 1997-03-28 1997-03-28 オフセット補償回路 Pending JPH10276048A (ja)

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