(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号とキャリア検出レベルとを比較し、その比較結果を積分する積分回路と、
前記積分回路の出力と予め定めるスレッシュレベルとを比較して、キャリアの有無を判別するヒステリシスコンパレータとを含むキャリア検出回路において、
上記入力信号から、検出すべきキャリア周波数のパルスをグループで検出する検波器と、
前記検波器によって前記パルスのグループが検出されている時間を積分し、その積分出力を前記キャリア検出レベルとして出力する積分器とを含むことを特徴とするキャリア検出回路。
【請求項２】
前記受信信号と前記キャリア検出レベルとを比較するにあたって、前記キャリア検出レベルにオフセットを付加するオフセット回路をさらに備えることを特徴とする請求項１記載のキャリア検出回路。
【請求項３】
前記受信信号の振幅レベルが予め定めるレベルを超えると、前記積分器の出力側に一時的に大きな電流を印加する急充電回路をさらに備えることを特徴とする請求項１または２記載のキャリア検出回路。
【請求項４】
前記急充電回路は、ダイオードで構成されることを特徴とする請求項３記載のキャリア検出回路。
【請求項５】
前記積分器には、積分用の容量が設けられており、
さらに、前記積分器の積分用の容量の電圧をモニタするバッファを備え、
前記バッファの入力バイアス電流と、積分器から前記容量への充電電流との比が一定となるように設定されていることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載のキャリア検出回路。
【請求項６】
前記積分器は、前記積分用の容量の充電電流として、ベース電流を前記積分用の容量へ出力するバーティカルＰＮＰトランジスタを備えており、
前記バッファは、前記積分容量からの放電電流が前記バッファの入力バイアス電流としてベースに与えられるＮＰＮトランジスタを備えていることを特徴とする請求項５記載のキャリア検出回路。
【請求項７】
前記積分器は、積分用の容量を備えており、
前記急充電回路は、ラテラルＰＮＰトランジスタから構成され、前記積分用の容量へ電流を与えるカレントミラー回路と、
ラテラルＰＮＰトランジスタから構成され、当該ラテラルＰＮＰトランジスタからの電流によって、前記カレントミラー回路を構成するラテラルＰＮＰトランジスタのベース端子から基板へ流れる寄生光電流を補償する寄生光電流補償用のカレントミラー回路とを備えていることを特徴とする請求項３に記載のキャリア検出回路。
【請求項８】
前記寄生光電流補償用のカレントミラー回路のエピタキシャルアイランドの面積を、補償されるべきラテラルＰＮＰトランジスタのエピタキシャルアイランドよりも大きく形成することを特徴とする請求項７記載のキャリア検出回路。
【請求項９】
前記積分器は、積分用の容量と、
前記積分用の容量の充電電流として、ベース電流を前記積分用の容量へ出力するバーティカルＰＮＰトランジスタと、
ラテラルＰＮＰトランジスタから構成され、前記バーティカルＰＮＰトランジスタへ電流を出力するカレントミラー回路と、
ラテラルＰＮＰトランジスタから構成され、当該ラテラルＰＮＰトランジスタからの電流によって、前記カレントミラー回路を構成するラテラルＰＮＰトランジスタのベース端子から基板へ流れる寄生光電流を補償する寄生光電流補償用のカレントミラー回路とを備えていることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載のキャリア検出回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、いわゆる赤外線リモコンの受信機等のキャリアを含む信号の復調器として好適に実施されるキャリア検出回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１４は前記赤外線リモコンの受信機１の一構成例を示すブロック図であり、図１５はその受信機１の各部の波形図である。この受信機１は、赤外線の送信コード信号を外付けのフォトダイオード２で図１５（ａ）で示すような光電流信号Ｉｉｎに変換して集積回路化された受信チップ３に入力し、該受信チップ３で復調した図１５（ｄ）で示すような出力信号ＲＸＯＵＴを、電子機器を制御するマイコン等に出力するものである。前記赤外線信号は、３０〜６０ｋＨｚ程度の予め定められたキャリアで変調されたＡＳＫ信号である。
【０００３】
前記受信チップ３内で、前記図１５（ａ）で示す光電流信号Ｉｉｎは、初段アンプ（ＨＡ）４、２段目アンプ（２ｎｄＡＭＰ）５および３段目アンプ（３ｒｄＡＭＰ）６において順次増幅され、キャリアの周波数に適合されているバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）７において図１５（ｂ）の参照符α１で示すようにキャリア成分が取出される。そして、次段の検波回路８において前記キャリア成分が参照符α２で示す後述するキャリア検出レベルＤｅｔで検波され、さらに積分回路９において図１５（ｃ）の参照符α１１で示すようにキャリアのある時間が積分されて、その積分出力Ｉｎｔがヒステリシスコンパレータ１０において参照符α１２で示す予め定めるスレッシュレベルと比較されることで、キャリアの有無が判別されて前記図１５（ｄ）で示す出力信号ＲＸＯＵＴとしてデジタル出力される。
【０００４】
前記初段アンプ４の出力側にはローパスフィルタ１１が設けられており、これによって蛍光灯や太陽光による直流レベルが検出され、次段の２段目アンプ５では、初段アンプ４の直接の出力からその直流レベル分が除去されて増幅されることで、前記蛍光灯や太陽光による影響が除去されている。また、前記初段アンプ４に関連してＡＢＣＣ回路１２が設けられており、このＡＢＣＣ回路１２によって前記ローパスフィルタ１１の出力に対応して初段アンプ４の直流バイアスが制御される。さらに、バンドパスフィルタ７に関連してｆｏトリミング回路１３が設けられており、図示しない分圧抵抗の接続点から引出された端子ＴＲＭ１〜ＴＲＭ５間の図示しないツェナダイオードがトリミングされることによって、該バンドパスフィルタ７の中心周波数ｆｏが調整される。前記検波回路８および積分回路９はキャリア検出回路を構成する。
【０００５】
図１６は、典型的な従来技術のキャリア検出回路２０の等価回路図である。このキャリア検出回路２０は、検波回路２１および積分回路２２ならびに図示しないヒステリシスコンパレータから構成されており、前記検波回路２１および積分回路２２はそれぞれ前記検波回路８および積分回路９に対応している。検波回路２１は、電流出力のアンプ２３によって、容量Ｃ１に電流Ｉｊを充電または電流Ｉｆを放電させることで、キャリアの有無に応じて前記キャリア検出レベルＤｅｔを決定する回路となっている。図１７に、前記図１５（ｂ）を拡大して示す。すなわち、検波回路２１は、前記参照符α１で示すバンドパスフィルタ６の出力Ｓｉｇと、参照符α２で示す前記キャリア検出レベルＤｅｔとを相互に比較し、容量Ｃ１を、出力Ｓｉｇがキャリア検出レベルＤｅｔよりも大きいときは電流Ｉｊで充電し、出力Ｓｉｇがキャリア検出レベルＤｅｔよりも小さいときは電流Ｉｆで放電させる。充電する時間は図１７において参照符ｔｏｎで示す時間の総和となり、放電する時間は参照符ｔｏｆｆで示す時間の総和となる。したがって、この検波回路２１は、以下の条件を満たすように前記キャリア検出レベルＤｅｔを作成する。
【０００６】
【数１】
0003558969.tif 000002
【０００７】
前記時間ｔｏｎ，ｔｏｆｆは、図１７から理解されるように、それぞれ容量Ｃ１への充電時間および放電時間であるので、キャリア検出レベルＤｅｔ、すなわち容量Ｃ１の充電電圧に応じて変動し、たとえばキャリア検出レベルＤｅｔが上昇すると、充電時間ｔｏｎは減少し、放電時間ｔｏｆｆは増加する関係にある。したがって、上記式１を満たす条件、すなわち充電電流Ｉｊを充電時間ｔｏｎで積分した値と、放電電流Ｉｆを放電時間ｔｏｆｆで積分した値とが相互に等しくなるレベルが前記キャリア検出レベルＤｅｔとなる。
【０００８】
積分回路２２は、電流出力のアンプ２４および容量Ｃ２から構成されており、前記バンドパスフィルタ６の出力Ｓｉｇをキャリア検出レベルＤｅｔと比較し、その比較結果に対応した電流を容量Ｃ２に出力することで、前記のようにキャリアのある時間が積分されて、積分出力Ｉｎｔとして出力される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
前記キャリア検出レベルＤｅｔは、前記蛍光灯ノイズ等の定常的なノイズが入力されると上昇してゆく。そして、ノイズに対する誤動作を低減するためには該キャリア検出レベルＤｅｔを適正に設定する必要があり、所定の休止期間をあけて送信される送信コードに対して、前記休止期間に前記キャリア検出レベルＤｅｔが低下してしまうとノイズを検波してしまうことになる。このため、赤外線リモコンの１つの送信コードは５０ｍｓｅｃ程度であるので、前記容量Ｃ１には前記休止期間以上の長い放電時定数、一般的には１００ｍｓｅｃ以上とすることが要求される。一方、集積化によるコストの低減等の要求があり、１００ｐＦ以下程度の集積化できる容量値を使用することが望まれる。
【００１０】
しかしながら、上述のような従来技術では、前記容量Ｃ１を前記１００ｐＦ以下として、前記１００ｍｓｅｃ以上の放電時定数を持たせようとすると、非常に微少な電流を使用した高インピーダンスな回路となる。たとえば、前記１００ｐＦの容量値で、前記１００ｍｓｅｃの時間内でのキャリア検出レベルＤｅｔの変動を１００ｍＶ以内に抑えようとすると、充電や放電の電流Ｉは、
【００１１】
【数２】
0003558969.tif 000003
【００１２】
となり、非常に微少な電流となる。
【００１３】
この微少電流では、トランジスタの応答、ばらつき、受信チップ３への蛍光灯、白熱電球および太陽光等の光の回り込みによる寄生光電流等の影響によって、回路を正常に動作させることは非常に困難である。すなわち、前記高インピーダンスであるために、ノイズに対する応答速度が不足して、前記キャリア検出レベルＤｅｔとしてノイズのピークを正確に捉えられず、キャリアを正しく検出できないという問題がある。したがって、前記式１の原理でキャリア検出レベルＤｅｔを決定すると、容量Ｃ１を受信チップ３内に集積化して正常に動作させることは困難である。
【００１４】
本発明の目的は、集積化可能な容量を用いても、高い応答性でキャリアを正しく検出することができるキャリア検出回路を提供することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明のキャリア検出回路は、受信信号に基づいてキャリア検出レベルを作成し、そのキャリア検出レベルを用いてキャリアの有無を検出するようにしたキャリア検出回路において、検出すべきキャリア周波数のパルスをグループで検出する検波器と、前記検波器によって前記パルスのグループが検出されている時間を積分し、その積分出力を前記キャリア検出レベルとして出力する積分器とを含むことを特徴とする。
【００１６】
上記の構成によれば、キャリアに重畳されるノイズに対しては検波器が応答し、積分器によって作成されるキャリア検出レベルを上昇させる。一方、前記積分器において、キャリア検出レベルを出力する積分用の容量に、前記キャリアの有無に対応して充放電を行うトランジスタには、キャリア周波数ではなく、ベースバンド成分の周波数に対する応答性があればよく、該トランジスタの応答に対するマージンを確保し、前記容量への充放電電流を微少電流とすることができる。
【００１７】
したがって、前記容量を集積化可能な容量としても、高い応答性でキャリアの有無を検出することができる。
【００１８】
また、本発明のキャリア検出回路は、前記受信信号と前記キャリア検出レベルとを比較するにあたって、前記キャリア検出レベルにオフセットを付加するオフセット回路をさらに備えることを特徴とする。
【００１９】
上記の構成によれば、受信信号がない状態での初期のキャリア検出レベルを一定電圧に保つことができ、回路雑音や外乱不要ノイズに対する誤動作を低減することができる。
【００２０】
さらにまた、本発明のキャリア検出回路は、前記受信信号の振幅レベルが予め定めるレベルを超えると、前記積分器の出力側に一時的に大きな電流を印加する急充電回路をさらに備えることを特徴とする。
【００２１】
上記の構成によれば、前記キャリア周波数のパルスの先頭のグループが検出されると、前記キャリア検出レベルを速やかに追従させることができ、送信コードの先頭付近で復調される出力パルス幅の歪みを抑制することができる。
【００２２】
また、本発明のキャリア検出回路では、前記急充電回路は、ダイオードで構成されることを特徴とする。
【００２３】
上記の構成によれば、大振幅時にはダイオードのオン抵抗で充電されるので、単純な回路でキャリア検出レベルの応答を高速化することができ、大振幅時のキャリア検出レベルの追随性を改善することができる。
【００２４】
さらにまた、本発明のキャリア検出回路は、前記積分器の積分用の容量の電圧をモニタする箇所にバッファを設け、前記容量からの放電電流となる前記バッファの入力バイアス電流と、積分器から前記容量への充電電流との比が一定となるように設定されていることを特徴とする。
【００２５】
上記の構成によれば、バッファの入力バイアス電流を使用することによって前記放電電流を安定した微少電流とすることができ、長時間の放電時定数を持たせることができるとともに、充電電流と放電電流との比を一定にすることによって、個々のパルスが前記キャリア検出レベルを超えている時間を充電時間とし、下回っている時間を放電時間として、それらの充電時間と放電時間との比率に応じてキャリア検出レベルを決定することができる。
【００２６】
また、本発明のキャリア検出回路は、前記積分器から積分用の容量への充電電流にバーティカルＰＮＰトランジスタのベース電流を使用し、かつ前記バッファの入力バイアス電流にＮＰＮトランジスタのベース電流を使用することを特徴とする。
【００２７】
上記の構成によれば、前記充放電電流にトランジスタのベース電流を使用して、微少で安定した電流を得ることができるとともに、バーティカルＰＮＰトランジスタとＮＰＮトランジスタとの組合わせによって、集積回路チップに太陽光や白熱電球等の光が回込んで発生する寄生光電流の影響を受けにくくすることができる。
【００２８】
さらにまた、本発明のキャリア検出回路は、前記積分器の積分用の容量への微少充放電電流を作成するＰＮＰトランジスタに関連して、寄生光電流補償用のカレントミラー回路を付加することを特徴とする。
【００２９】
上記の構成によれば、集積回路チップに太陽光や白熱電球等の光が回込んで発生する寄生光電流を補償することができ、それによる影響を低減することができる。
【００３０】
また、本発明のキャリア検出回路は、前記寄生光電流補償用のカレントミラー回路のエピタキシャルアイランドの面積を、補償されるべきＰＮＰトランジスタのエピタキシャルアイランドよりも大きく形成することを特徴とする。
【００３１】
上記の構成によれば、前記太陽光や白熱電球等による寄生光電流を充分に補償することができ、補償の誤差による動作不良を低減することができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の第１の形態について、図１〜図４に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
【００３３】
図１は、本発明の実施の第１の形態のキャリア検出回路３０の概略的構成を示す図である。このキャリア検出回路３０は、検波回路３１および積分回路３２ならびに図示しないヒステリシスコンパレータから構成されており、前記検波回路３１および積分回路３２はそれぞれ前記図１４の検波回路８および積分回路９に対応しており、バンドパスフィルタ７の出力Ｓｉｇから検波回路３１でキャリア検出レベルＤｅｔを生成し、積分回路３２で前記出力Ｓｉｇを前記キャリア検出レベルＤｅｔと比較し、その比較結果を積分する点は、前記従来のキャリア検出回路２０と同様である。
【００３４】
注目すべきは、本発明では、検波回路３１において、検波器３３が検出すべきキャリア周波数のパルスをグループで検出し、そのパルスのグループが存在する時間を積分器３４で積分し、積分された出力を前記キャリア検出レベルＤｅｔとすることである。すなわち、前記検波器３３は、直接、受信システム全体のキャリア検出レベルＤｅｔを作成するのではなく、そのキャリア検出レベルＤｅｔを生成するために使用される。
【００３５】
積分回路３２は、電流出力のアンプ３５および容量Ｃ１０から構成されており、前記バンドパスフィルタ７の出力Ｓｉｇをキャリア検出レベルＤｅｔと比較し、その比較結果に対応した電流を容量Ｃ１０に出力することで、キャリアのある時間を積分して、積分出力Ｉｎｔとして出力する。
【００３６】
図２は、前記キャリア検出回路３０の等価回路図である。検出すべきキャリア周波数のパルスをグループで検出する前記検波器３３は、前記出力Ｓｉｇと前記キャリア検出レベルＤｅｔとの差分を、キャリア周波数に対して充分応答することができる高速で増幅し、電圧出力する高速増幅器４１と、その高速増幅器４１の出力を整流するダイオードＤ１と、前記ダイオードＤ１を介して前記高速増幅器４１の出力電圧で充電される容量Ｃ１１と、前記容量Ｃ１１を定電流Ｉ１で放電させる定電流源４２とを備えて構成されている。
【００３７】
前記積分器３４は、前記容量Ｃ１１の充電電圧、すなわち前記検波器３３の出力Ｄｅｔｔと、予め定める基準電圧Ｖｒとの差に対応した電流を出力するアンプ４３と、そのアンプ４３の出力電流で充電され、その充電電圧を前記キャリア検出レベルＤｅｔとして出力する容量Ｃ１２とを備えて構成されている。
【００３８】
図３は、キャリア検出回路３０の動作を説明するための波形図である。高速増幅器４１で、図３（ａ）において参照符β１で示すバンドパスフィルタ７の出力Ｓｉｇと、参照符β２で示すキャリア検出レベルＤｅｔとの差分が増幅されると、図３（ｂ）で示すように、ダイオードＤ１の作用によってキャリア周波数のパルスが検出されている期間Ｗ１では容量Ｃ１１は充電されて、前記出力Ｄｅｔｔは高く、パルスが検出されない期間Ｗ２になると、前記定電流源４２による放電によって前記出力Ｄｅｔｔは低下してゆき、零レベルとなる。こうして、期間Ｗ１が前記のように検出すべきキャリア周波数のパルスのグループが存在する時間となり、積分器３４は該期間Ｗ１を積分し、積分された出力を前記キャリア検出レベルＤｅｔとする。
【００３９】
したがって、本発明では、キャリア検出レベルＤｅｔは、キャリア周波数の振幅レベルやパルス密度によって決定され、前記図３（ａ）を図４で拡大して示すように、前記期間Ｗ１を充電時間ｔｏｎとし、前記期間Ｗ２を放電時間ｔｏｆｆとし、充電電流をＩｊとし、放電電流をＩｆとすると、それぞれの総和が以下の条件を満たすように作成される。
【００４０】
【数３】
0003558969.tif 000004
【００４１】
ここで、前記図１７の波形と、図４の波形とを比較すると明らかなように、従来では、キャリア周波数のパルスがキャリア検出レベルＤｅｔを超えているか否かで充放電をさせていたのに対して、本発明では、前記パルスがキャリア検出レベルＤｅｔを超えているか否かに拘わらず、パルスのグループ毎に充放電させている。
【００４２】
このため、キャリア検出レベルＤｅｔが信号振幅の上限付近にくる条件のときでも、キャリア検出レベルＤｅｔを該信号振幅の上限に維持することができ、正常に回路動作させることができる。前記信号振幅の上限付近にくる条件とは、正規の信号ではない連続的にキャリアが入力されているような状態を示す。この場合、キャリア検出レベルＤｅｔの条件で記述した式３において、時間ｔｏｎの総和が大きいので、該式３を満たすために、検波回路３１は、時間ｔｏｎを減らす方向に動作する。そのためキャリア検出レベルＤｅｔが信号の上限へ近付いてゆき、該時間ｔｏｎを減らして釣合う。これに対して、従来では、連続的にキャリアが検出されていると、前記休止期間がなくなるけれども、充電時間ｔｏｎと放電時間ｔｏｆｆとが交互に発生するので、キャリア検出レベルＤｅｔを前記信号振幅の上限に維持することは困難である。
【００４３】
こうして、キャリア検出回路３０や、該キャリア検出回路３０を構成するトランジスタの応答の誤差によるキャリア検出レベルＤｅｔの誤差を飛躍的に改善することができる。たとえば、赤外線リモコンの場合、キャリア周波数は標準的に４０ｋＨｚ付近であり、それに対してグループ、すなわちキャリアの包絡線の周波数は、変調されるコードデータのベースバンド成分であり、１ｋＨｚ程度である。したがって、キャリア検出レベルＤｅｔを作成する部分の応答に対するマージンを１桁以上改善することができる。すなわち、本発明では、キャリア周波数には高速増幅器４１が応答し、従来のキャリア検出回路２０の電流出力のアンプ２３と同様の動作を行うアンプ４３は、前記ベースバンド成分の応答速度でよく、高インピーダンスとして、前記電流Ｉｊ，Ｉｆとして前記のような１００ｐＡオーダーの微少な電流を使用して、長時間の放電時定数を持たせ、充分高精度に動作させることができる。
【００４４】
ここで、従来の前記容量Ｃ１が集積化不可能な０．１μＦ程度であるのに対して、本発明の容量Ｃ１２は１００ｐＦ程度とすることができ、容量Ｃ１１も１０ｐＦ程度でよく、（Ｃ１１＋Ｃ１２）：Ｃ１の容量比を略１：１０００程度として、集積化を可能にすることができる。こうして、集積化可能な容量Ｃ１１，Ｃ１２を用いても、ノイズに対して高い応答性を確保することができ、キャリアを正しく検出することができる。また、受信チップ３の集積回路を作成するプロセスには、一般的に普及し、充分安価なプロセスを使用することができる。
【００４５】
本発明の実施の第２の形態について、図５〜図７に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
【００４６】
図５は、本発明の実施の第２の形態のキャリア検出回路５０の構成を示す図である。このキャリア検出回路５０は、前述のキャリア検出回路３０に類似し、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。このキャリア検出回路５０では、検波回路５１の高速増幅器５４または積分回路５２のアンプ５５の何れかには、参照符５６，５７で示すオフセット回路が内蔵されている。
【００４７】
図６は、前記オフセット回路５６，５７の具体的構成を示す電気回路図である。このオフセット回路５６，５７は、高速増幅器５４またはアンプ５５の入力段に設けられ、入力信号ＩＮ＋，ＩＮ−がそれぞれベースに与えられる一対のトランジスタＱ１，Ｑ２と、前記トランジスタＱ１，Ｑ２のエミッタに接続される負荷抵抗Ｒ１，Ｒ２と、前記負荷抵抗Ｒ１，Ｒ２を介してトランジスタＱ１，Ｑ２のエミッタに電流を供給する定電流源Ｆ１と、前記トランジスタＱ１，Ｑ２のコレクタに接続され、相互に等しい面積でカレントミラー回路を構成するトランジスタＱ３，Ｑ４と、前記トランジスタＱ１，Ｑ３のコレクタ間の電圧がベースに与えられるトランジスタＱ５と、トランジスタＱ５のエミッタに定電流を供給する定電流源Ｆ２とを備えて構成されている。定電流源Ｆ２とトランジスタＱ５のコレクタとの接続点から、後続回路への出力ＯＵＴが導出される。
【００４８】
前記定電流源Ｆ１は定電流２Ｉｏを供給しており、したがってトランジスタＱ３，Ｑ４を流れる電流は、共にＩｏとなる。ここで、ＩＮ＋＜ＩＮ−とし、Ｒ１＞Ｒ２に設定すると、入力オフセットＶｏｆｆは、
Ｖｏｆｆ≒Ｉｏ×（Ｒ１−Ｒ２）                              …（４）
であり、たとえばＩｏ＝１０μＡとし、Ｒ１＝２０ｋΩとし、Ｒ２＝１０ｋΩとすると、Ｖｏｆｆ＝１００ｍＶとなる。
【００４９】
このオフセット回路５６，５７によって、図７において参照符β０で示すキャリア未検出時のバンドパスフィルタ７の出力Ｓｉｇの直流レベルに対して、オフセット電圧Ｖｏｆｆによって、キャリア検出レベルＤｅｔを参照符β２ａで示すように一定電圧に保つことができ、参照符β１ａで示す先頭のキャリアのグループから正確に検出することができる。このオフセット電圧Ｖｏｆｆは、前記高速増幅器５４またはアンプ５５側で付加されるので、バンドパスフィルタ７の出力Ｓｉｇの直流電圧のバラツキや温度による変動の影響を受けることはない。こうして、受信信号がない状態での初期のキャリア検出レベルＤｅｔの回路雑音や外乱不要ノイズに対する誤動作を低減することができる。
【００５０】
本発明の実施の第３の形態について、図８〜図１２に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
【００５１】
図８は、本発明の実施の第３の形態のキャリア検出回路６０の構成を示す図である。このキャリア検出回路６０は、前述のキャリア検出回路３０に類似し、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。このキャリア検出回路６０では、バンドパスフィルタ７の出力Ｓｉｇの振幅レベルが或るレベルを超えたときに、検波回路３１の積分器３４の出力側に一時的に大きな電流を印加する急充電回路６１が付加されている。前記急充電回路６１は、前記出力Ｓｉｇとキャリア検出レベルＤｅｔとの差に対応した電流を出力するアンプ６２と、ダイオードＤ２とを備えて構成されている。
【００５２】
また、検波器３３の高速増幅器４１への入力段にはバッファ６３，６４が設けられており、前記出力Ｓｉｇはバッファ６３を介して高速増幅器４１の反転入力端に与えられるとともにアンプ３５の反転入力端に与えられ、前記積分器３４の出力であるキャリア検出レベルＤｅｔはバッファ６４を介して前記高速増幅器４１の反転入力端に与えられるとともにアンプ３５の反転入力端に与えられる。検波回路３１の積分器３４の積分用容量Ｃ１２の電圧をモニタする箇所に付加される前記バッファ６４の入力バイアス電流と、積分器３４からの充電電流Ｉｆとの比が一定となるように設計されている。
【００５３】
このようにバッファ６４の入力バイアス電流を使用することによって、前記放電電流Ｉｆを安定した微少電流とすることができ、長時間の放電時定数を持たせることができるとともに、前記充電電流Ｉｆと放電電流Ｉｆとの比を一定にすることによって、前記式１において、充電時間ｔｏｎと放電時間ｔｏｆｆとの比率に応じてキャリア検出レベルＤｅｔが決定するようになる。すなわち、バッファ６４の入力バイアス電流を使用した場合、キャリア検出レベルＤｅｔを生成する条件式が前述の条件式１から若干変化することになる。バッファ６４の入力バイアス電流は、通常一定であるので、積分器３４から充電が行われているときでも常に放電電流Ｉｆが流れていることになる。したがって、実質的な充電電流は、Ｉｊ−Ｉｆとなる。したがって、キャリア検出レベルＤｅｔは以下の条件式に基づくようになる。
【００５４】
【数４】
0003558969.tif 000005
【００５５】
したがって、充電電流Ｉｊ−Ｉｆと放電電流Ｉｆとの比を一定にすることとなる。このようにして、前述のように充電時間ｔｏｎと放電時間ｔｏｆｆとの比率に応じてキャリア検出レベルＤｅｔを決定することができる。
【００５６】
さらに、このキャリア検出回路６０では、前記急充電回路６１の入力となる前記出力Ｓｉｇとキャリア検出レベルＤｅｔとの間には、オフセット回路６５が介在されている。
【００５７】
これによって、図９において参照符β０で示すキャリア未検出時のバンドパスフィルタ７の出力Ｓｉｇの直流レベルに対して、前記オフセット電圧Ｖｏｆｆを生じさせておくことができるとともに、参照符β１ａで示す先頭のキャリアのグループが検出されると、キャリア検出レベルＤｅｔを参照符β２ｂで示すように速やかに追従させることができる。このため、送信コードの先頭付近で復調された出力パルス幅の歪みを抑制することができる。また、入力のキャリア信号の振幅レベルに応じた電流を印加してもよく、その場合、信号振幅に応じた充電電流が設定されるように構成しておくことで、信号振幅に応じてキャリア検出レベルＤｅｔの追随性を改善することができる。
【００５８】
図１０は、前記急充電回路６１ならびにそれに関連した積分器３４およびバッファ６４の具体的回路例を示す電気回路図である。この構成では、検波器３３の出力ＶＣ１がそのまま積分器３４に入力されるのではなく、その反転出力ＶＣ１−１が入力される場合の例を示している。積分器３４において、対を成すトランジスタＱＮ１，ＱＮ２のベースには、前記反転出力ＶＣ１−１および基準電圧Ｖｒがそれぞれ与えられる。トランジスタＱＮ１，ＱＮ２のエミッタは定電流源Ｆ１１を介して接地され、トランジスタＱＮ１のコレクタはハイレベルの電源Ｖｃｃに接続され、トランジスタＱＮ２のコレクタはトランジスタＱＮ３を介して前記電源Ｖｃｃに接続される。前記定電流源Ｆ１１は、トランジスタＱＮ１，ＱＮ２のエミッタから定電流Ｉｊ０を引抜いており、前記反転出力ＶＣ１−１と基準電圧Ｖｒとの差に対応した電流が前記トランジスタＱＮ３のベースから取込まれる。前記トランジスタＱＮ３のベース電流Ｉｊ１は、トランジスタＱＰ１からカレントミラー回路ＣＭ１を構成するトランジスタＱＰ３，ＱＰ４を介してトランジスタＱＰ２に折返され、該トランジスタＱＰ２のベースから、容量Ｃ１２へ前記充電電流Ｉｊが出力される。
【００５９】
したがって、積分器３４から出力される充電電流Ｉｊは、前記定電流Ｉｊ０を用いて、
【００６０】
【数５】
0003558969.tif 000006
【００６１】
で表される。Ｈｆｅ（ＱＮ３）、Ｈｆｅ（ＱＰ１）、Ｈｆｅ（ＱＰ２）は、それぞれトランジスタＱＮ３、ＱＰ１、ＱＰ２の電流増幅率である。
【００６２】
またバッファ６４において、前記容量Ｃ１２からの放電電流Ｉｆとなるバイアス電流は入力のトランジスタＱＮ４のベースに与えられる。前記トランジスタＱＮ４のエミッタは対を成すトランジスタＱＮ５のエミッタとともに定電流源Ｆ１２を介して接地され、またそれらのトランジスタＱＮ４，ＱＮ５のコレクタは相互に等しい面積でカレントミラー回路ＣＭ２を構成するトランジスタＱＰ５，ＱＰ６をそれぞれ介して前記電源Ｖｃｃに接続される。トランジスタＱＮ５のベースと電源Ｖｃｃとの間には、ベースが該トランジスタＱＮ５のコレクタと前記トランジスタＱＰ６のコレクタとの間に接続されるトランジスタＱＮ６が介在されており、これらトランジスタＱＮ５のベースおよびトランジスタＱＮ６のエミッタから、前記キャリア検出レベルＤｅｔが出力される。
【００６３】
このように構成することによって、トランジスタＱＰ２，ＱＮ４のベース電流を利用して微少電流Ｉｊ，Ｉｆを得て、長時間の時定数を実現しているので、前記のような１００ｐＡオーダーの電流で十分高精度に動作させることが可能となる。しかも、集積回賭のプロセスは、一般的に普及し充分安価なプロセスを使用して実現することができる。
【００６４】
ここで、前記定電流源Ｆ１２によって引抜かれる電流はＩｆ０であり、したがってトランジスタＱＮ４，ＱＮ５のエミッタ電流はＩｆ０／２である。
【００６５】
したがって、トランジスタＱＮ４の電流増幅率をＨｆｅ（ＱＮ４）とすると、前記放電電流Ｉｆは、
【００６６】
【数６】
0003558969.tif 000007
【００６７】
で表すことができる。
【００６８】
したがって、それぞれのトランジスタの整合性がある程度保たれていると仮定すると、容量Ｃ１２への充電電流Ｉｊ−Ｉｆと放電電流Ｉｆとの比Ｉｒａｔｅは、
【００６９】
【数７】
0003558969.tif 000008
【００７０】
となる。したがって、定電流源Ｆ１１，Ｆ１２による定電流、Ｉｊ０，Ｉｆ０の電流比が一定になるように設定することによって、前記のように充放電電流比を一定にすることができる。
【００７１】
前記急充電回路６１では、対を成すトランジスタＱＰ１５，ＱＰ１６のベースには、前記出力Ｓｉｇにオフセット回路６５によるオフセットが付加されたレベルＳｉｇｏｆｆおよびキャリア検出レベルＤｅｔがそれぞれ与えられる。前記トランジスタＱＰ１５，ＱＰ１６のエミッタは定電流源Ｆ１２を介して前記電源Ｖｃｃに接続され、またそれらのトランジスタＱＰ１５，ＱＰ１６のコレクタはカレントミラー回路ＣＭ３を構成するトランジスタＱＮ７，ＱＮ８をそれぞれ介して接地されている。前記トランジスタＱＰ１６，ＱＮ８のコレクタ間の接続点の電圧は、ベースおよびコレクタがその接続点に接続されるトランジスタＱＮ９によって取出され、その電圧に対応した電流が、該トランジスタＱＮ９とカレントミラー回路ＣＭ４を構成するトランジスタＱＮ１０から、このトランジスタＱＮ１０と直列に接続されるトランジスタＱＰ１１およびそのトランジスタＱＰ１１とカレントミラー回路ＣＭ５を構成するトランジスタＱＰ１２によって折返されて、前記容量Ｃ１２に与えられる。
【００７２】
したがって、前記レベルＳｉｇｏｆｆ，Ｄｅｔの差に対応した電流が容量Ｃ１２に与えられる。
【００７３】
一方、赤外線リモコン等の光をセンスするデバイスにおいては、概して、デバイスに光が入射したり、回り込んだりして、集積回路の寄生フォトダイオードを動作させてしまうことは避けられない。この場合、特にＰＮＰトランジスタは注意が必要である。一般的なバイポーラ集積回路では、ＰＮＰトランジスタには、特殊な工程を使用せずに容易に生成することができるラテラルＰＮＰトランジスタが使用されることが多い。
【００７４】
しかしながら、このラテラルＰＮＰトランジスタは、図１１（ａ）で示すように、ベース端子に寄生フォトダイオードを持つ構造となっている。図１１（ｂ）にその断面構造図を示す。したがって、図１０のような回路で微少電流を使用して、ラテラルＰＮＰを使用すると、光の回り込みによって、設計値通りに動作しない。通常、寄生光電流は最悪数ｎＡあると想定すべきであり、前記のように１００ｐＡオーダーの電流を取扱う場合は致命的となる。このため、この図１０の構成においては、微少電流を取扱う部分のＰＮＰトランジスタＱＰ２にバーティカルＰＮＰトランジスタを使用する。一方、同様に前記微少電流を取扱うトランジスタＱＮ４は、ＮＰＮトランジスタであり、前記寄生光電流による影響は小さい。
【００７５】
図１２にバーテイカルＰＮＰトランジスタの断面構造図を示す。この場合でも、光の回り込みによって、寄生フォトダイオードに寄生光電流が発生するけれども、ベース端子の寄生は回り込みの影響を受けにくく、回り込みの影響を受け易い寄生はエピタキシャルアイランドからサブストレートにかけてであり、回路動作への影響は殆どない。これによって、前記１００ｐＡオーダーの微少電流を扱い易くすることができる。
【００７６】
一方、図１０の構成でラテラルＰＮＰトランジスタを使用しているトランジスタＱＰ３，ＱＰ４；ＱＰ５，ＱＰ６；ＱＰ１１，ＱＰ１２から成るカレントミラー回路ＣＭ１，ＣＭ２，ＣＭ５に関しては、それぞれトランジスタＱＰ７，ＱＰ８；ＱＰ９，ＱＰ１０；ＱＰ１３，ＱＰ１４から成る寄生光電流補償用のカレントミラー回路ＣＭ６，ＣＭ７，ＣＭ８が付加されている。これらのカレントミラー回路ＣＭ６〜ＣＭ８によっても、寄生光電流の影響を低減することができる。
【００７７】
すなわち、ラテラルＰＮＰトランジスタを使用しているトランジスタＱＰ３，ＱＰ４のベース端子と基板ＧＮＤ（サブストレート）との間の寄生フォトダイオードによって、前記ベース端子から基板ＧＮＤへ流れる寄生光電流を、トランジスタＱＰ８からの電流によって補償しており、同様にトランジスタＱＰ５，ＱＰ６による寄生光電流をトランジスタＱＰ１０からの電流によって補償し、トランジスタＱＰ１１，ＱＰ１２による寄生光電流をトランジスタＱＰ１４からの電流によって補償している。
【００７８】
ここで、カレントミラー回路ＣＭ１，ＣＭ２に関しては、微少電流を取扱っている端子ＶＣ２に対して、前記寄生光電流の影響は、ＰＮＰトランジスタのＨｆｅ分の１に圧縮されることになるけれども、前記カレントミラー回路ＣＭ５に関しては、直接前記寄生光電流の影響を受けることになる。このため、該カレントミラー回路ＣＭ５による寄生光電流補償用のカレントミラー回路ＣＭ８が付加されているにもかかわらず、光の回り込みの誤差や、該カレントミラー回路ＣＭ５の誤差によって、積分器３４の出力に影響を与え易い。そこで、その誤差を吸収できるように、寄生光電流補償用のカレントミラー回路ＣＭ８における寄生フォトダイオードの有効面積を、保証されるべきカレントミラー回路ＣＭ５における寄生フォトダイオードよりも大きくなるようにして、その誤差を吸収できるようにする。具体的には、カレントミラー回路ＣＭ８のエピタキシャルアイランドの面積を、カレントミラー回路ＣＭ５のエピタキシャルアイランドの面積よりも大きく形成する。これによって、前記寄生光電流を充分に補償することができ、補償の誤差による動作不良を低減することができる。
【００７９】
本発明の実施の第４の形態について、図１３に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
【００８０】
図１３は、本発明の実施の第４の形態のキャリア検出回路７０の構成を示す図である。このキャリア検出回路７０は、前述のキャリア検出回路５０，６０に類似し、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。このキャリア検出回路７０では、前記積分回路５２のアンプ５５にはオフセット回路５７が設けられるとともに、バンドパスフィルタ７の出力Ｓｉｇの振幅レベルが或るレベルを超えたときに、検波回路７１の積分回路７４に一時的に大きな電流を印加する急充電回路７２が付加されている。
【００８１】
前記急充電回路７２は前記ダイオードＤ２から構成されており、またアンプ４３の出力側にもダイオードＤ３が設けられている。このように構成することによって、大振幅時にはダイオードＤ２のオン抵抗で充電が行われ、非常に単純な回路で前記急充電が実現され、キャリア検出レベルＤｅｔの応答を高速化することができ、特に大振幅時のキャリア検出レベルＤｅｔの追随性を改善することができる。
【００８２】
本発明は、前記赤外線リモコンに限らず、赤外線通信装置や電波による通信装置等におけるキャリアを使用した通信装置の受信機に使用することができる。
【００８３】
なお、実開平７−３３０２０号には、第１のピークホールド回路によってバースト信号に重畳されているキャリアとノイズのピークを保持し、さらに第２のピークホールド回路によってノイズレベルを検出し、バースト信号をレベルシフトしたものから前記ノイズレベルを除去することで信号成分のみを半波整流し、その半波成分を鋸波に変換して、さらに基準電圧と比較してピーク検波を行い、波形整形するバースト信号検波回路が示されている。
【００８４】
この従来技術では、本発明と同様に検波レベルを作成するコンデンサを集積化できるように、２段のピークホールド回路を使用し、２段目のピークホールド回路として相互コンダクタンスアンプと差動増幅器で大きな等価抵抗を持たせている。
【００８５】
しかしながら、この従来技術では、キャリアが存在する時間を検出していないので、キャリアが存在する密度には無関係に信号やノイズのピークを検出して、キャリア検出レベルＤｅｔが上がってしまい、送信されるコード信号自体に対する受信感度が低下するという問題がある。
【００８６】
【発明の効果】
本発明のキャリア検出回路は、以上のように、受信信号に基づいてキャリア検出レベルを作成し、そのキャリア検出レベルを用いてキャリアの有無を検出するようにしたキャリア検出回路において、検出すべきキャリア周波数のパルスをグループで検出する。
【００８７】
それゆえ、前記キャリアの有無に対応して充放電を行うトランジスタには、キャリア周波数ではなく、ベースバンド成分の周波数に対する応答性があればよく、該トランジスタの応答に対するマージンを確保し、積分用の容量への充放電電流を微少電流とすることができる。
【００８８】
したがって、前記容量を集積化可能な容量としても、高い応答性でキャリアの有無を検出することができる。
【００８９】
また、本発明のキャリア検出回路は、以上のように、前記受信信号と前記キャリア検出レベルとを比較するにあたって、前記キャリア検出レベルにオフセットを付加する。
【００９０】
それゆえ、受信信号がない状態での初期のキャリア検出レベルを一定電圧に保つことができ、回路雑音や外乱不要ノイズに対する誤動作を低減することができる。
【００９１】
さらにまた、本発明のキャリア検出回路は、以上のように、前記受信信号の振幅レベルが予め定めるレベルを超えると、積分器の出力側に一時的に大きな電流を印加する急充電回路をさらに備える。
【００９２】
それゆえ、前記キャリア周波数のパルスの先頭のグループが検出されると、前記キャリア検出レベルを速やかに追従させることができ、送信コードの先頭付近で復調される出力パルス幅の歪みを抑制することができる。
【００９３】
また、本発明のキャリア検出回路は、以上のように、前記急充電回路をダイオードで構成する。
【００９４】
それゆえ、大振幅時にはダイオードのオン抵抗で充電されるので、単純な回路でキャリア検出レベルの応答を高速化することができ、大振幅時のキャリア検出レベルの追随性を改善することができる。
【００９５】
さらにまた、本発明のキャリア検出回路は、以上のように、積分用の容量の電圧をモニタする箇所にバッファを設け、前記容量からの放電電流となる前記バッファの入力バイアス電流と、積分器から前記容量への充電電流との比が一定となるように設定する。
【００９６】
それゆえ、バッファの入力バイアス電流を使用することで前記放電電流を安定した微少電流とすることができ、長時間の放電時定数を持たせることができるとともに、充電電流と放電電流との比を一定にすることによって、個々のパルスが前記キャリア検出レベルを超えている時間を充電時間とし、下回っている時間を放電時間として、それらの充電時間と放電時間との比率に応じてキャリア検出レベルを決定することができる。
【００９７】
また、本発明のキャリア検出回路は、以上のように、積分器から積分用の容量への充電電流にバーティカルＰＮＰトランジスタのベース電流を使用し、かつ前記バッファの入力バイアス電流にＮＰＮトランジスタのベース電流を使用する。
【００９８】
それゆえ、ベース電流を使用することで微少で安定した電流を得ることができるとともに、バーティカルＰＮＰトランジスタとＮＰＮトランジスタとの組合わせによって、集積回路チップに太陽光や白熱電球等の光が回込んで発生する寄生光電流の影響を受けにくくすることができる。
【００９９】
さらにまた、本発明のキャリア検出回路は、以上のように、積分器の積分用の容量への微少充放電電流を作成するＰＮＰトランジスタに関連して、寄生光電流補償用のカレントミラー回路を付加する。
【０１００】
それゆえ、集積回路チップに太陽光や白熱電球等の光が回込んで発生する寄生光電流を補償することができ、それによる影響を低減することができる。
【０１０１】
また、本発明のキャリア検出回路は、以上のように、前記寄生光電流補償用のカレントミラー回路のエピタキシャルアイランドの面積を、補償されるべきＰＮＰトランジスタのエピタキシャルアイランドよりも大きく形成する。
【０１０２】
それゆえ、前記太陽光や白熱電球等による寄生光電流を充分に補償することができ、補償の誤差による動作不良を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の第１の形態のキャリア検出回路の概略的構成を示す図である。
【図２】図１で示すキャリア検出回路の等価回路図である。
【図３】前記キャリア検出回路の動作を説明するための波形図である。
【図４】図３（ａ）を拡大して示す波形図である。
【図５】本発明の実施の第２の形態のキャリア検出回路の構成を示す図である。
【図６】図５で示すキャリア検出回路におけるオフセット回路の具体的構成を示す電気回路図である。
【図７】図５で示すキャリア検出回路のキャリア検出レベルの変化を説明するための波形図である。
【図８】本発明の実施の第３の形態のキャリア検出回路の構成を示す図である。
【図９】図８で示すキャリア検出回路のキャリア検出レベルの変化を説明するための波形図である。
【図１０】図８で示すキャリア検出回路における急充電回路ならびにそれに関連した積分回路およびバッファの具体的回路例を示す電気回路図である。
【図１１】ラテラルＰＮＰトランジスタの回路図および構造を示す断面図である。
【図１２】バーティカルＰＮＰトランジスタの構造を示す断面図である。
【図１３】本発明の実施の第４の形態のキャリア検出回路の構成を示す図である。
【図１４】赤外線リモコンの受信機の一構成例を示すブロック図である。
【図１５】図１４で示す受信機の各部の波形図である。
【図１６】典型的な従来技術のキャリア検出回路の等価回路図である。
【図１７】図１５（ｂ）を拡大して示す波形図である。
【符号の説明】
１    赤外線リモコンの受信機
２    フォトダイオード
３    受信チップ
４    初段アンプ（ＨＡ）
５    ２段目アンプ（２ｎｄＡＭＰ）
６    ３段目アンプ（３ｒｄＡＭＰ）
７    バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）
８    検波回路
９    積分回路
１０    ヒステリシスコンパレータ
１１    ローパスフィルタ
１２    ＡＢＣＣ回路
１３    ｆｏトリミング回路
３０，５０，６０，７０    キャリア検出回路
３１，５１，７１    検波回路
３２，５２，７４    積分回路
３３    検波器
３４    積分器
３５，４３，５５，６２    アンプ
４１，５４    高速増幅器
４２    定電流源
５６，５７    オフセット回路
６３，６４    バッファ
６１，７２    急充電回路
Ｃ１０，Ｃ１１，Ｃ１２    容量
ＣＭ１〜ＣＭ５    カレントミラー回路
ＣＭ６〜ＣＭ８    カレントミラー回路（寄生光電流補償用）
Ｄ１〜Ｄ３    ダイオード
Ｆ１，Ｆ２    定電流源
Ｆ１１，Ｆ１２，Ｆ１３    定電流源
Ｑ１〜Ｑ５    トランジスタ
ＱＮ１〜ＱＮ１０    トランジスタ
ＱＰ１，ＱＰ２    トランジスタ
ＱＰ３〜ＱＰ１４    トランジスタ（バーティカルＰＮＰトランジスタ）
Ｒ１，Ｒ２    負荷抵抗
【図１】
0003558969.tif 000009
【図２】
0003558969.tif 000010
【図３】
0003558969.tif 000011
【図４】
0003558969.tif 000012
【図５】
0003558969.tif 000013
【図６】
0003558969.tif 000014
【図７】
0003558969.tif 000015
【図８】
0003558969.tif 000016
【図９】
0003558969.tif 000017
【図１０】
0003558969.tif 000018
【図１１】
0003558969.tif 000019
【図１２】
0003558969.tif 000020
【図１３】
0003558969.tif 000021
【図１４】
0003558969.tif 000022
【図１５】
0003558969.tif 000023
【図１６】
0003558969.tif 000024
【図１７】
0003558969.tif 000025