(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力パルス信号に応じて該入力パルス信号と同一パルス幅の第１パルス信号を出力する第１処理回路と、
前記入力パルス信号に応じて所定のパルス幅の第２パルス信号を出力する第２処理回路と、
設定手段と、を有し、
該設定手段での設定によって、前記入力パルス信号と同一パルス幅の第１パルス信号と、前記第１パルス信号と同一周期で固定パルス幅の第２パルス信号のいずれかを単一出力端子から出力することを特徴とするパルス信号処理回路。
【請求項２】
請求項１に記載のパルス信号処理回路において、
前記第１処理回路は、入力パルス信号と基準電圧とを比較して、該入力パルス信号と同一パルス幅の第１パルス信号を出力するコンパレータであり、
前記第２処理回路は、前記コンパレータからの出力に基づいて、前記第１パルス信号と同じ周期で、設定された一定のパルス幅の第２パルス信号を出力する回路であることを特徴とするパルス信号処理回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば赤外線通信など、多くの分野で利用されるパルス信号を入力として処理する回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、携帯情報機器間や、オーディオ製品とリモコン装置などの間の無線通信として赤外線通信の利用が進んでいる。その方式には、例えばＩｒＤＡ（Ｉｎｆｒａｒｅｄ  Ｄａｔａ  Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）による標準規格であるＩｒＭＣ（Ｉｎｆｒａｒｅｄ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）等、様々な方式が存在するが、いずれの場合も通信にはパルス信号を用いている。このような赤外線通信を行う機器の受信部では、送信された赤外線をフォトダイオードＰＤが受光してオンオフし、これをパルス信号処理回路が受けて、受信したパルス信号と同じパルス幅のパルス信号を作成し、後段の復調回路に出力する。送信部では反対に変調回路から出力される変調されたパルス信号をパルス信号処理回路が受け、同一のパルス幅のパルス信号を作成し、ＬＥＤを発光させて光を送信する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
既存の固定の規格に対応するためだけならば、入力パルス信号と同一パルス幅のパルス信号を出力するだけでよい。しかし、実際には、規格のバージョンアップへの対応や、統一規格ではなく機器毎に決められた通信処理、或いは単一処理回路で異なる規格に対応したり、後段のデータ処理にとって最適な処理が求められることもある。特に、光通信などが一段と普及することこのような要求も多くなる。
【０００４】
しかし、上述のような従来のパルス信号処理回路では、コンパレータを用いており、入力パルス信号と同一のパルス幅のパルス信号を出力することしかできず、上記のような様々な要求に対しては、後段の別回路を変更し、或いは新規回路を追加したりして、変換処理など実行するなどによって対応するしかなく、システムのコストアップにつながる。
【０００５】
上記課題を解決するために、この発明では、入力パルス信号と異なるパルス幅パルス信号を出力可能なパルス処理回路を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するためにこの発明は、以下のような特徴を有する。
【０００７】
まず、本発明は、パルス信号処理回路に関し、入力パルス信号に応じて該入力パルス信号と同一パルス幅の第１パルス信号を出力する第１処理回路と、前記入力パルス信号に応じて所定のパルス幅の第２パルス信号を出力する第２処理回路と、を備える。
【０００８】
さらに、本発明では、上記処理回路において、さらに、設定手段を有し、該設定手段での設定によって、前記入力パルス信号と同一パルス幅の第１パルス信号と、前記第１パルス信号と同一周期で固定パルス幅の第２パルス信号のいずれかを単一出力端子から出力する。
【０００９】
また本発明の他の特徴は、上記パルス信号処理回路において、前記第１処理回路は、入力パルス信号と基準電圧とを比較して、該入力パルス信号と同一パルス幅の第１パルス信号を出力するコンパレータであり、前記第２処理回路は、前記コンパレータからの出力に基づいて、前記第１パルス信号と同じ周期で、設定された一定のパルス幅の第２パルス信号を出力することである。
【００１０】
このような構成とすることで、１つのパルス処理回路によって複数系統のパルス処理が可能となり、パルス幅の異なる複数のパルス信号を得ることができる。また、入力パルス信号のパルス幅によらず一定のパルス幅のパルス信号を簡易かつ容易に得ることが可能となる。
【００１１】
また、設定手段を備えるので、第１及び第２パルス信号のいずれを出力するか設定でき、単一の出力端子から任意のパルス信号を出力させることができるので、装置の設計を容易とする上で有利である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いてこの発明の好適な実施の形態（以下実施形態という）について説明する。
【００１３】
［実施形態１］
図１は、この発明の実施形態１に係るパルス信号処理回路を含む光（赤外線）通信装置の受信部の概略構成、図２は、図１のパルス信号処理回路２００の回路構成を示している。
【００１４】
図１に示すように、赤外線通信装置の受信部は、送信された赤外線を受光してオンするフォトダイオード（ＰＤ）１０、受光によりＰＤ１０がオンオフして発生する電流を電圧信号に変換する電流電圧（Ｉ／Ｖ）変換部１２、電圧信号を増幅するアンプ１４を有し、更に、パルス信号処理回路２００を備える。
【００１５】
このパルス信号処理回路２００には、アンプ１４から受光パルス信号が入力として供給されており、コンパレータ２０及び固定パルス幅信号作成部２２を備える。コンパレータ２０は入力パルス信号と同一パルス幅の第１パルス信号を発生して端子ＯＵＴ１から出力し、固定パルス幅信号作成部２２はコンパレータ２０から出力される入力信号と同一パルス幅のパルス信号（第１’パルス信号）を用い、周期は第１パルス信号と同一で、パルス幅が予め決めれた一定のパルス幅の第２パルス信号を作成し、端子ＯＵＴ２からこの第２パルス信号を出力する。ここで、固定パルス幅信号作成部２２は、入力パルス信号のパルス幅に関わらず要求に応じた一定のパルス幅の第２パルス信号を作成するが、本実施形態においてこの第２パルス信号のパルス幅は、入力パルス信号のパルス幅よりも狭く設定されている。
【００１６】
パルス幅を狭くすることで、第２パルス信号を作成するパルス信号処理回路及び、更にこの第２パルス信号を利用する後段の処理回路、例えば復調回路などにおける消費電力を低減することができる。
【００１７】
さらに、光通信のデータ転送レートは非常に速いものから遅いものまで様々であり、上記固定パルス幅信号作成部２２で作成される第２パルス信号のパルス幅を、速いレートに対して十分対応可能な幅に設定しておくことで、データ転送レートの上昇に構成の変更なく対応することが容易となる。つまり、データ転送レートに関係なくパルス検出のゲート期間を一定とすることが可能となる。
【００１８】
一方で、コンパレータ２０を備え、入力パルス信号と同一パルス幅の第１パルス信号を出力可能であるから、データ転送レートが固定のシステム（例えば規格に準拠したＩｒＤＡシステム）などでは、このパルス信号処理回路２００からの第１パルス信号を用いればよい。
【００１９】
次に、パルス信号処理回路２００の回路構成について図２を参照して説明する。
【００２０】
入力パルス信号は、入力端子ＩＮからコンパレータ２０に入力される。このコンパレータ２０は、一対のＮＰＮ入力トランジスタトランジスタＱ１，Ｑ２を有しており、このトランジスタＱ１，Ｑ２のベースは、定電流源ＣＭ１を介し、グランドに接続されている。また、トランジスタＱ１，Ｑ２のコレクタは、ＰＮＰトランジスタＱ３，Ｑ４のコレクタにそれぞれ接続されており、このトランジスタＱ３，Ｑ４のエミッタは電源に接続されている。さらに、このトランジスタＱ３，Ｑ４のベースコレクタ間は短絡されており、これらトランジスタＱ３，Ｑ４は、ダイオードとして機能する。
【００２１】
トランジスタＱ１のベースには、上述の入力パルス信号が供給され、トランジスタＱ２のベースには基準電圧Ｖｒｅｆが供給されている。従って、入力パルス信号の電圧が、基準電圧Ｖｒｅｆより大きい場合には、トランジスタＱ１，Ｑ３に電流が流れ、入力信号の電圧が基準電圧Ｖｒｅｆより小さい場合には、トランジスタＱ２，Ｑ４に電流が流れ、入力パルス信号の電圧を基準電圧Ｖｒｅｆと比較して比較結果を出力するコンパレータとして機能する。
【００２２】
また、トランジスタＱ１，Ｑ３に流れる電流は、入力信号と同相となり、トランジスタＱ２，Ｑ４の電流は、入力信号と逆相となる。そして、トランジスタＱ３の短絡されたベース・コレクタは、出力端ＯＵＴ１に接続されており、この出力端ＯＵＴ１からは、入力パルス信号と同一パルス幅の第１パルス信号が出力される。さらに、トランジスタＱ４の短絡されたベース・コレクタは後述するようにトランジスタＱ１０のベースに接続され、他方のトランジスタＱ３の短絡されたベースコレクタにはトランジスタＱ１３及びＱ１９のベースが接続されている。
【００２３】
トランジスタＱ４の短絡されたベース・コレクタにベースが接続されたＰＮＰトランジスタＱ１０は、そのエミッタが電源に接続されている。従って、このトランジスタＱ４とトランジスタＱ１０はカレントミラーを構成している。また、トランジスタＱ１０のコレクタは、コレクタベース間が短絡されたＮＰＮトランジスタＱ１１のコレクタに接続され、このトランジスタＱ１１のエミッタはグランドに接続されている。従って、トランジスタＱ１１にも入力パルス信号と逆相の電流が流れる。
【００２４】
トランジスタＱ１１のベースには、エミッタがグランドに接続されたＮＰＮトランジスタＱ１２のベースが接続されている。従って、トランジスタＱ１１とトランジスタＱ１２はカレントミラーを構成し、同相の電流を流す。
【００２５】
このため、トランジスタＱ２がオンの時には、トランジスタＱ４，Ｑ１０，Ｑ１１，Ｑ１２に流れ、トランジスタＱ１２には、入力信号と逆相の電流が流れる。
【００２６】
トランジスタＱ１２のコレクタは、他端（下側端）がグランドに接続されたコンデンサＣの一端（上側端）に接続されている。従って、このコンデンサＣは、入力信号がＬレベルの時、トランジスタＱ１２により放電される。
【００２７】
コンデンサＣの上側端には、エミッタが電源に接続されたＰＮＰトランジスタＱ１３のコレクタが接続されており、このトランジスタＱ１３のベースには、トランジスタＱ３のベースが接続されている。従って、トランジスタＱ１３にはＱ３と同相の電流、すなわち入力パルス信号と同相の電流が流れる。
【００２８】
ここで、このトランジスタＱ１２に流れる電流（Ｉ２）は、トランジスタＱ１３に流れる電流（Ｉ１）より十分大きく設定されている（Ｉ２＞＞Ｉ１）。従って、コンデンサＣの上側端の電圧は、入力信号がＬの時には、トランジスタＱ１２によってグランドレベルになり、入力信号がＨの時にトランジスタＱ１３に流れる電流によって、徐々に上昇する。
【００２９】
コンデンサＣの上側端には、コレクタが電源に接続されたＮＰＮトランジスタＱ１４のベースが接続され、更にこのトランジスタＱ１４のエミッタは、トランジスタＱ１５のベースに接続されている。トランジスタＱ１５のエミッタはグランドに接続され、コレクタは抵抗Ｒ１を介し、電源に接続されている。
【００３０】
そこで、コンデンサＣの上側電圧が２つのトランジスタＱ１４，Ｑ１５をオンさせる電圧である２ＶＢＥより高くなると、トランジスタＱ１４，Ｑ１５がオンする。ここで、トランジスタＱ１４に流れ込むベース電流Ｉｂは、トランジスタＱ１３から流れるコンデンサＣの充電電流に比べて非常に小さい値に設定されている。
【００３１】
これによって、トランジスタＱ１３に流れる電流量Ｉ２の値により、コンデンサＣの上側端に入力パルス信号Ｈの期間に上昇する電圧の傾きを決定することができ、この電圧が２ＶＢＥとなるタイミングで、トランジスタＱ１４，Ｑ１５がオンする。
【００３２】
トランジスタＱ１５のコレクタ（抵抗Ｒ１の下側端）には、エミッタが電源に接続されたＰＮＰトランジスタＱ１６のベースが接続されており、このトランジスタＱ１６のコレクタは、電源とグランドを結ぶ直列抵抗Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４の抵抗Ｒ２，Ｒ３の中間点に接続されている。
【００３３】
そこで、トランジスタＱ１５がオンすると、抵抗Ｒ１に流れる電流によりトランジスタＱ１６のベース電圧が下がりトランジスタＱ１６がオンする。これによって、抵抗Ｒ２とＲ３の接続点および抵抗Ｒ３とＲ４の接続点の電圧が上昇する。
【００３４】
抵抗Ｒ３とＲ４の接続点には、コレクタが抵抗Ｒ５を介し電源に接続されているＮＰＮトランジスタＱ１７のベースが接続されている。トランジスタＱ１７のエミッタには、コレクタが抵抗Ｒ６を介し電源に接続されているＮＰＮトランジスタＱ１８のエミッタが接続されている。そして、トランジスタＱ１７，Ｑ１８のエミッタは定電流源ＣＭ２を介しグランドに接続されている。従って、トランジスタＱ１８と、Ｑ１７は、差動アンプ（出力ドライバ）のトランジスタとして機能する。
【００３５】
トランジスタＱ１８のベースは抵抗Ｒ７を介しグランドに接続されるとともに、エミッタが電源に接続されたＰＮＰトランジスタＱ１９のコレクタに接続されている。
【００３６】
このトランジスタＱ１９のベースは、トランジスタＱ１３のベースと、トランジスタＱ３の短絡されたベースコレクタに接続されている。従って、トランジスタＱ１９は、トランジスタＱ３及びトランジスタＱ１３とカレントミラーを構成しており、入力パルス信号と同相の電流を流す。
【００３７】
そして、差動アンプのトランジスタＱ１７のコレクタと抵抗Ｒ５の接続点に出力端ＯＵＴ２が接続されている。
【００３８】
上述のようにトランジスタＱ１９には、トランジスタＱ１，Ｑ３を介し、入力パルス信号と逆相の電流が流れる。従って、トランジスタＱ１９に電流が流れると抵抗Ｒ７の上側電圧が上昇し、トランジスタＱ１８がオンし、トランジスタＱ１７がオフするため出力端ＯＵＴ２からはＨレベルが出力される。反対に、トランジスタＱ１９がオフすると、トランジスタＱ１８がオフして、トランジスタＱ１７がオンするため出力端ＯＵＴ２からはＬレベルが出力される。従って、トランジスタＱ１７のベース電圧が一定の基準電圧であれば、入力パルス信号と同じパルス信号が出力端ＯＵＴ２に得られはずである。
【００３９】
ところが、本回路においては、上述のように、差動アンプのトランジスタＱ１７のベースは、電源とグランドの間に設けられた直列抵抗Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４の抵抗Ｒ３，Ｒ４の接続点に接続されている。そして、抵抗Ｒ２とＲ３の接続点にはトランジスタＱ１６のコレクタが接続されているため、トランジスタＱ１７のベースの電圧は、このトランジスタＱ１６がオンしているかどうかで異なる。
【００４０】
つまり、トランジスタＱ１６がオフの場合におけるトランジスタＱ１７のベース電圧は、トランジスタＱ１８と差動アンプとして動作する場合の基準電圧となる。一方、トランジスタＱ１６がオンした場合には、トランジスタＱ１７が必ずオンになるように設定してある。そして、このトランジスタＱ１６は、上述のように、入力パルス信号がＨの期間であって、コンデンサＣの電圧が２ＶＢＥを超え、トランジスタＱ１４及びＱ１５がオンしたタイミングでオンする。従って、出力端ＯＵＴ２には、入力パルス信号のＨの期間が、コンデンサＣの容量と、トランジスタＱ１３の流す電流量Ｉ１に応じて決定される期間に限定され、入力パルス信号よりもパルス幅の狭められた第２パルス信号が得られることとなる。
【００４１】
ここでコンデンサＣの上側端の電圧Ｖが２ＶＢＥを上回る時間ｔは、
ｔ＝Ｃ・２ＶＢＥ／Ｉ１
で決定され、入力信号のＨの期間によらずＣとＩ１に応じて一定となる。従って、第２パルス信号は、入力パルス信号のパルス幅によらず、このｔに等しいパルス幅を有するのである。
【００４２】
図３は、この動作を説明する波形図であり、図３（ｂ）に示すコンデンサＣの上側端電圧ａは、図３（ａ）に示す入力パルス信号のＨレベル期間に徐々に上昇し、期間ｔが経過すると２ＶＢＥを超える。これに応じて、図３（ｃ）に実線で示すトランジスタＱ１７のベース電圧ｂが上昇し、その結果、図３（ｄ）に示す出力信号がＬとなり、出力端ＯＵＴ２に得られる第２パルス信号は、そのＨの期間つまりパルス幅は、期間ｔと等しくなる。
【００４３】
一方、出力端ＯＵＴ１は、トランジスタＱ３のベースに接続されているため、入力信号と同一の第１パルス信号を出力する。
【００４４】
従って、ユーザは、出力端ＯＵＴ１には入力信号と同じパルス幅の出力信号（第１パルス信号）を得ることができ、出力端ＯＵＴ２には入力パルス信号のパルス幅によらず、一定のパルス幅（Ｈの期間）の出力信号（第２パルス信号）を得ることができる。従って、出力信号を利用する回路の要求に従って、いずれを使用するかを選択することができ、回路の汎用性を広げることができる。
【００４５】
［実施形態２］
図４は、実施形態２に係る赤外線通信装置の受信部の概略構成を示している。上記実施形態１では、第１パルス信号と第２パルス信号を端子ＯＵＴ１及びＯＵＴ２から出力する構成であるが、本実施形態２では、パルス信号処理回路２００が、設定によって単一の出力端子ＯＵＴ２から第１パルス信号と第２パルス信号のいずれかを選択的に出力可能である。他の点については、実施形態１と共通する。
【００４６】
本実施形態２のパルス信号処理回路２００は、図４に示すように入力パルス信号と同一パルス信号を発生するコンパレータ２０、出力信号のパルス幅を入力信号に対して変更するか非変更かを設定するパルス幅制御部２６、この制御部２６での設定に応じて、コンパレータ２０からのパルス信号に対し出力信号のパルス幅を実際に設定するパルス幅設定部２４を有する。なお、パルス幅設定部２４は、上記実施形態１の図１の固定パルス幅信号作成部２２と同一構成である。
【００４７】
図５は、この実施形態２に係るパルス信号処理回路２００の回路構成例を示している。図５に示す構成は、上記実施形態１の図３に示した回路構成と比べると、パルス幅制御部２６として２つのトランジスタＱ２０およびＱ２１が追加され、出力端ＯＵＴ１が省略されている点が相違するが、他は共通する。
【００４８】
図５において、トランジスタＱ２０は、コンデンサＣの上側端にコレクタが接続されエミッタがグランドに接続されたＮＰＮトランジスタである。そして、トランジスタ２０のベースは、設定端子Ｔｓｅｔに接続されており、切替信号が供給される。この切替信号は、例えば所定の抵抗素子などを設定端子Ｔｓｅｔに接続することで供給しても良いし、或いはＣＰＵからの制御信号を利用してもよい。
【００４９】
この設定端子Ｔｓｅｔに、切替信号としてＨを入力すると、トランジスタＱ２０を介しコンデンサＣの放電が行われ、トランジスタＱ１４，Ｑ１５，Ｑ１６がコンデンサの充電に応じてオンすることがなくなる。従って、切替信号としてＨを入力することで、単一の出力端ＯＵＴ２から、入力パルス信号と同一パルス幅の信号、つまり第１パルス信号が出力される。
【００５０】
反対に、切替信号としてＬを入力すれば、実施形態１において説明したように、トランジスタＱ１４，Ｑ１５，Ｑ１６がコンデンサの充電に応じて動作するため、コンデンサＣとトランジスタＱ１３の流す電流Ｉ１に応じて決まる期間ｔのパルス幅の第２パルス信号が同じ出力端ＯＵＴ２から出力される。
【００５１】
このような回路構成を採用すれば、設定端子Ｔｓｅｔに入力する切替信号を制御することによって、単一の出力端ＯＵＴ２から、パルス幅を所定幅に規制した第２パルス信号又は入力信号と同一パルス幅の第１パルス信号のいずれかを選択的に出力することができる。
【００５２】
ここで、トランジスタＱ２１もトランジスタＱ２０と同様に、コンデンサＣの上側端にコレクタが接続されエミッタがグランドに接続されたＮＰＮトランジスタである。そして、トランジスタＱ２１のベースには、テレビやオーディオ機器などのリモートコントローラ装置が使用されている場合に、リモコン信号を入力することでリモートコントローラにも対応可能となる。
【００５３】
なお、このリモコン信号は、リモートコントローラ等のようにパルス幅を変える可能性のない信号が利用されている場合に、Ｈとなる信号であり、本発明のパルス信号処理回路がリモートコントローラからの赤外線信号を処理する場合に、例えばＨを供給し、入力パルス信号と同一パルス幅の第１パルス信号を出力する。
【００５４】
このように同一の出力端子ＯＵＴ２から前述のような２種類のパルスを出力する構成とすれば、後段に設けられるドライバ回路２８を１つで済ますことができる。
【００５５】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明では、１つの簡易な構成のパルス信号処理回路によって、複数系統のパルス信号処理を実行でき、入力パルス信号と同一パルス幅の第１パルス信号と、該入力パルス信号のパルス幅に関わらず一定のパルス幅の第２パルス信号とを作成することができる。よって、汎用性の非常に高いパルス信号処理回路を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る実施形態１の赤外線通信装置の受信部の構成を示す図である。
【図２】本発明に係る実施形態１のパルス信号処理回路を示す回路図である。
【図３】図２の回路図での動作を示す波形図である。
【図４】本発明に係る実施形態２の赤外線通信装置の受信部の構成を示す図である。
【図５】本発明に係る実施形態２のパルス信号処理回路を示す回路図である。
【符号の説明】
１０  フォトダイオード（ＰＤ）、１２  電流電圧（Ｉ／Ｖ）変換部、１４  アンプ、２０  コンパレータ、２２  固定パルス幅信号作成部、２４  パルス幅設定部、２６  パルス幅制御部（設定手段）、２８  ドライバ回路、３０  設定端子、２００  パルス信号処理回路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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