(57)【要約】【課題】ＡＳＫ変調された無線信号を受信する受信回路において、コストの上昇を最小限に抑え、且つノイズの影響を受けることなく、信頼性低下を引き起こす信号レベルの低い復調信号の取り込みを防止できるようにすること。【解決手段】ＦＭＩＦ集積回路１４においてリミッタ回路２１で増幅及び波形整形された波形整形信号をさらにコンパレータ２３に入力してデジタル形式に波形整形してからアンドゲート２５へ供給する一方、ＦＭＩＦ集積回路１４に内蔵されたＲＳＳＩ回路２２のＲＳＳＩ信号を信頼性判定回路７に取り込み、コンパレータ２４で閾値比較し、閾値を超えていればデータ取り込みを許す判定信号をアンドゲート２５へ出力するようにした。これにより、ＲＳＳＩ回路２２の出力電圧が所定の電圧値以上のときにマイクロコンピュータ８にコンパレータ２３からの復調データを入力することができる。【選択図】図１
2008092136.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＡＳＫ変調された無線信号を受信する受信部と、
前記受信部で受信されたＡＳＫ変調信号を復調する検波素子と、
前記検波素子で復調されたＡＳＫ復調信号を波形整形する波形整形回路と、
前記ＡＳＫ復調信号から受信信号レベルを検出するＲＳＳＩ回路と、
前記ＲＳＳＩ回路で検出される受信信号レベルが所定値以上であることを条件として前記整形回路の波形整形信号を制御回路に入力する判定回路と、
を具備したことを特徴とする受信回路。
【請求項２】
前記波形整形回路は、前記ＡＳＫ復調信号を増幅する増幅機能と増幅後のＡＳＫ復調信号に対してリミッタを掛けて波形整形するリミット機能とを有するリミッタと、前記リミッタ回路から出力される波形整形信号と閾値とを比較して“０”又は“１”のデジタル形式に波形整形するコンパレータとを備え、
前記ＲＳＳＩ回路は、前記リミッタから増幅されたＡＳＫ復調信号を取り込んで受信信号レベルを検出し、
前記リミッタ、前記コンパレータ及び前記ＲＳＳＩ回路を、同一の半導体素子内に構成したことを特徴とする請求項１記載の受信回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車道路の自動料金収受システムで使用される受信機に用いて好適な受信回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、高速道路で自動的に料金を収受できるようにした自動料金収受システム（ＥＴＣ：Electronic Toll Collection）が開発されている（例えば、特許文献１参照）。この自動料金収受システムにおける無線信号の送受信には、主にＡＳＫ(Amplitude shift keying)変調が使用されている。高速道路の料金所からは、進入する車両に向けてＡＳＫ変調された無線信号（周波数は５．７９５ＧＨｚ）が送信されて、その無線信号を同システムの車両側機器の受信回路が受信する。
【０００３】
図３は、上記自動料金収受システムの車両側機器に用いられている受信回路の概略構成を示すブロック図である。同図に示す受信回路１００では、料金所に設置された送信アンテナ（図示略）から送信されたＡＳＫ変調された無線信号は車両側機器のアンテナ（図示略）で受信され、高周波部１０１の低雑音増幅器１０１ａによって増幅された後、キャリア検出回路部１１０と周波数変換回路部１２０とに入力される。キャリア検出回路部１１０は第１の検波ダイオード１１０ａと第１のデータスライサ１１０ｂとを有している。キャリア検出回路部１１０に入力されたＡＳＫ変調された無線信号は、先ず第１の検波ダイオード１１０ａによって包絡線検波されて直流成分が出力される。その後に第１のデータスライサ１１０ｂに入力される。第１のデータスライサ１１０ｂは所定電圧値の閾値を持ち、直流成分が該閾値と比較されて、”Ｈ”または”Ｌ”のキャリア検出信号に変換され、マイクロコンピュータ１３０に入力される。マイクロコンピュータ１３０はハイレベル（Ｈ）のキャリア検出信号が入力されると起動される。
【０００４】
一方、周波数変換回路部１２０は、混合器１２０ａ、局部発振器１２０ｂ、バンドパスフィルタ１２０ｃ等を有し、局部発振器１２０ｂは局部発振信号（周波数は５．８３５ＧＨｚ）を出力して混合器１２０ａに入力する。ＡＳＫ変調された無線信号は混合器１２０ａに入力され、局部発振信号と混合されて中間周波信号（周波数は４０ＭＨｚ）に周波数変換される。そして、バンドパスフィルタ１２０ｃを通過して復調部１５０の第２の検波ダイオード１５０ａに入力される。復調部１５０は、第２の検波ダイオード１５０ａの他に、復調信号増幅器１５０ｂ、第２のデータスライサ１５０ｃ等を有している。そして、中間周波信号は第２の検波ダイオード１５０ａによって包絡線検波されて復調される。復調信号の繰り返し周波数の基本波は最高１ＭＨｚ程度になっており、第２の検波ダイオード１５０ａに交流結合された復調信号増幅器１５０ｂによって所定のレベルまで増幅されて第２のデータスライサ１５０ｃに入力される。第２のデータスライサ１５０ｃも所定電圧値の閾値を有している。そして、復調信号はこの閾値と比較されるとともに波形整形されて”０”または”１”の復調データとしてマイクロコンピュータ１３０に入力される。
【特許文献１】特開２０００−１２４７５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した従来の受信回路１００は、受信信号レベルの強度に関係なく復調データを取り込むことから、受信信号レベルが所定値以下であった場合には誤った復調データがマイクロコンピュータ１３０に取り込まれる可能性があった。
【０００６】
本発明は、受信信号レベルが所定値以下であっても誤った復調データがマイクロコンピュータに取り込まれることを防止でき、信頼性の高い受信回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の受信回路は、ＡＳＫ変調された無線信号を受信する受信部と、前記受信部で受信されたＡＳＫ変調信号を復調する検波素子と、前記検波素子で復調されたＡＳＫ復調信号を波形整形する波形整形回路と、前記ＡＳＫ復調信号から受信信号レベルを検出するＲＳＳＩ回路と、前記ＲＳＳＩ回路で検出される受信信号レベルが所定値以上であることを条件として前記波形整形回路の波形整形信号を制御回路に入力する判定回路とを具備したことを特徴とする。
【０００８】
この構成によれば、前記ＲＳＳＩ回路で検出される受信信号レベルが所定値以上であることを条件として前記波形整形回路の波形整形信号を制御回路に入力するので、受信信号レベルが所定値以下であっても誤った復調データがマイクロコンピュータに取り込まれることを防止できる。
【０００９】
また本発明は、上記受信回路において、前記波形整形回路は、前記ＡＳＫ復調信号を増幅する増幅機能と増幅後のＡＳＫ復調信号に対してリミッタを掛けて波形整形するリミット機能とを有するリミッタと、前記リミッタから出力される波形整形信号と閾値とを比較して“０”又は“１”のデジタル形式に波形整形するコンパレータとを備え、前記ＲＳＳＩ回路は、前記リミッタから増幅されたＡＳＫ復調信号を取り込んで受信信号レベルを検出し、前記リミッタ、前記コンパレータ及び前記ＲＳＳＩ回路を、同一の半導体素子内に構成したことを特徴とする。
【００１０】
この構成により、リミッタ、コンパレータ及びＲＳＳＩ回路を同一の半導体素子内に構成した集積回路を、ＡＳＫ復調データの波形整形と復調データの信頼性判定とに利用するので、部品点数の削減を図れると共にノイズの影響を排除することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、受信信号レベルが所定値以下であっても誤った復調データがマイクロコンピュータに取り込まれるのを防止でき、また部品点数の増加を抑制してコスト上昇を最小限に抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施の形態に係る受信回路の概略構成を示すブロック図である。本実施の形態の受信回路１は、自動料金収受システムの車両搭載機器に用いたものであり、アンテナ２と、バンドパスフィルタ３と、検波ダイオード４と、キャリア検出回路５と、波形整形回路６と、信頼性判定回路７と、マイクロコンピュータ８等を主な構成要素として構成されている。
【００１３】
アンテナ２は、料金所に設置された送信アンテナ（図示略）から送信されたＡＳＫ変調波を受信し、受信信号をバンドパスフィルタ３へ出力する。バンドパスフィルタ３は、アンテナ２から出力される受信信号から所定帯域の高周波信号を抽出して検波ダイオード４へ出力する。検波ダイオード４は、バンドパスフィルタ３を通過した高周波信号を包絡線検波してキャリア信号又はＡＳＫ変調されたキャリア信号を出力する。
【００１４】
検波ダイオード４の出力段には、キャリア信号を検出してマイクロコンピュータ８を起動させるキャリア検出回路５と、マイクロコンピュータ８の起動後にＡＳＫ復調信号を波形整形してマイクロコンピュータ８へ入力する波形整形回路６とが並列に接続されている。また、波形整形回路６の出力段には、受信信号レベルが所定値以下で信頼性の低い復調データがマイクロコンピュータ８に取り込まれることを防ぐ信頼性判定回路７が設けられている。
【００１５】
キャリア検出回路５は、増幅器１１及び電圧検出器１２で構成されている。増幅器１１は、検波ダイオード４の出力するキャリア信号である包絡線検波信号を増幅する。電圧検出器１２は、ＡＳＫ変調の有無に拘わらずキャリア信号を検出可能な所定電圧の閾値が設定され、増幅器１１の出力信号をこの閾値と比較し、増幅器１１の出力信号が該閾値を超える場合に出力が”Ｈ”となるキャリア検出信号を出力する。マイクロコンピュータ８は、電圧検出器１２から出力されるキャリア検出信号が”Ｈ”になることで起動し、波形整形回路６から出力される復調データを読み込み可能な状態とされる。
【００１６】
波形整形回路６は、増幅器１３と、ＲＳＳＩ機能内蔵のＦＭＩＦ集積回路１４とで構成されている。増幅器１３は、検波ダイオード４の出力するＡＳＫ復調信号をＦＭＩＦ集積回路１４での増幅を補うように所定レベルまで増幅する。
【００１７】
ＦＭＩＦ集積回路１４は、リミッタ回路２１、ＲＳＳＩ回路２２及びコンパレータ２３で構成されている。リミッタ回路２１は、信号増幅機能と上下限リミット機能とを備え、増幅器１３で増幅されたＡＳＫ復調信号をある程度増幅すると共に上限側及び下限側にリミッタを掛けて波形整形する。ＲＳＳＩ回路２２は、受信信号の受信信号レベルを検出するものであり、リミッタ回路２１の増幅出力端からＡＳＫ復調信号の増幅信号を取り込んで受信信号強度を示すＲＳＳＩ信号を出力する。ＲＳＳＩ回路２２から出力されるＲＳＳＩ信号は直流アナログレベルであり、また図２の波形図に示すように最大値と最小値が１ｄＢ以内に収まるように調整される。コンパレータ２３は、リミッタ回路２１の整形信号出力端から出力される波形整形信号を完全に波形整形して”０”又は”１”の復調データにする回路である。そのために、波形整形信号を”０”又は”１”に波形整形するのに適した所定電圧値が閾値として設定されており、リミッタ回路２１から入力する波形整形信号を閾値とを比較して”０”または”１”の復調データを出力する。
【００１８】
本実施の形態は、信頼性の高い復調データだけをマイクロコンピュータ８に取り込むために信頼性判定回路７を備えている。信頼性判定回路７は、ＲＳＳＩ回路２２の出力するＲＳＳＩ信号を利用するコンパレータ２４と、コンパレータ２４の出力する判定信号に応じてゲートをオン／オフするアンドゲート２５とを備えている。コンパレータ２４は、ＲＳＳＩ回路２２のＲＳＳＩ信号に対して信頼性を確保できる受信信号レベルに合わせた所定電圧値が可変抵抗器２６から閾値として設定されている。コンパレータ２４は、ＲＳＳＩ回路１０からのＲＳＳＩ信号をこの閾値と比較し、ＲＳＳＩ信号が該閾値を超える場合に判定信号のレベルが”１”となる。なお、コンパレータ２４の閾値は可変抵抗器２６で調整可能である。コンデンサ２７はＲＳＳＩ信号に含まれる高周波成分を除去するものである。アンドゲート２５の一方の入力端には波形整形回路６から出力される復調データが入力され、他方の入力端子にはコンパレータ２４の判定信号が入力される。
【００１９】
次に、以上のように構成された本実施の形態の動作について説明する。
料金所に設置された送信アンテナ（図示略）から送信されたＡＳＫ変調された無線信号がアンテナ２で受信されてバンドパスフィルタ３にて抽出される。そして、バンドパスフィルタ３で抽出された高周波信号が検波ダイオード４で包絡線検波されてＡＳＫ復調信号に変換される。
【００２０】
検波ダイオード４から出力されるＡＳＫ復調信号（キャリア信号）が、キャリア検出回路５の増幅器１１で増幅される。増幅器１１で増幅されたキャリア信号は電圧検出器１２で閾値と比較され、該閾値を超える場合に電圧検出器７のキャリア検出信号が”Ｈ”となってマイクロコンピュータ８が起動する。
【００２１】
一方、波形整形回路６は、検波ダイオード４から出力されたＡＳＫ復調信号が増幅器１３で増幅された後、ＦＭＩＦ集積回路１４へ入力される。ＦＭＩＦ集積回路１４では、リミッタ回路２１でＡＳＫ復調信号が増幅されると共に上下限リミッタ値により波形整形される。ＲＳＳＩ回路２２ではＡＳＫ復調信号から現在の受信信号強度を示すＲＳＳＩ信号が求められて出力される。このＲＳＳＩ信号はコンパレータ１５に入力されて閾値と比較され、ＲＳＳＩ信号が該閾値を超えた場合にコンパレータ１５の判定信号が”１”となる。また、ＲＳＳＩ信号が閾値を越えなければ、コンパレータ１５の判定信号が”０”となる。
【００２２】
コンパレータ２３は、リミッタ回路２１から出力された波形整形信号が、さらに閾値と比較され、閾値を超えていれば”１”、越えていなければ”０”が出力される。すなわち、ＡＳＫ復調信号が”１”又は”０”のデジタルデータ形式に波形整形されて出力される。
【００２３】
そして、アンドゲート２５においてコンパレータ１５の判定信号が”１”となっている期間に、波形整形回路６のコンパレータ２３から出力される復調データがアンドゲート１６を介してマイクロコンピュータ８に読み込まれる。また、コンパレータ１５の判定信号が”０”となっている期間は、波形整形回路６の復調データは破棄されることとなる。
【００２４】
このように本実施の形態によれば、ＲＳＳＩ信号から受信信号レベルを判断し、受信信号レベルが所定値以下ならば復調データをマイクロコンピュータ８に取り込まないようにしたので、受信回路としての信頼性を改善することができる。
【００２５】
また本実施の形態によれば、信頼性判定回路７においてＦＭＩＦ集積回路１４に内蔵されたＲＳＳＩ回路２２のＲＳＳＩ信号を用いて信頼性の判定を行うように構成したので、検波ダイオード４の検波信号から専用回路で信号レベルを判定する構成に比べて、部品点数を削減でき、小型化及びコストダウンを図ることができる。
【００２６】
なお、検波ダイオード４のＡＳＫ復調信号から受信信号レベルを検出する専用回路を設けても良い。専用回路は、検波ダイオード４の出力するＡＳＫ復調信号から当該復調信号レベルを検出する検波ダイオードと、当該検波ダイオードの検波信号を増幅するオペアンプとから構成することができる。但し、上記実施の形態に比べて、検波ダイオード及びオペアンプが余分に必要であると共にオペアンプへ入力する前段でノイズの影響を受け易いといった問題がある。
【００２７】
また、本実施の形態によれば、検波ダイオード４の出力するＡＳＫ復調信号をリミッタ回路２１で増幅してからＲＳＳＩ回路２２に入力するので、上記専用回路の場合に比べて、ノイズの影響を最小限に抑えることが可能となり、コンパレータ２３の出力がノイズの影響によって不安定になることがない。したがって、マイクロコンピュータ８には正常な復調データのみが読み込まれることになる。
【００２８】
また、本実施の形態は、高速道路で自動的に料金を収受できるようにした自動料金収受システムの車両搭載機器に用いたものであるが、この車両搭載機器に限定されるものではなく、ＡＳＫ変調された無線信号を受信するとともに、受信した無線信号が正常なものかどうかを判定する手段を備えた全ての受信回路に適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明は、高速道路で自動的に料金を収受できるようにした自動料金収受システムの車両側機器に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一実施の形態に係る受信回路の概略構成を示すブロック図
【図２】図１のＲＳＳＩ信号の波形を示す図
【図３】従来の受信回路の概略構成を示すブロック図
【符号の説明】
【００３１】
１…受信回路、２…アンテナ、３…バンドパスフィルタ、４…検波ダイオード、５…キャリア検出回路、６…波形整形回路、７…信頼性判定回路、８…マイクロコンピュータ、１１…増幅器、１２…電圧検出器、１３…増幅器、１４…ＦＭＩＦ集積回路、２１…リミッタ回路、２２…ＲＳＳＩ回路、２３…コンパレータ（ＦＭＩＦ集積回路側）、２４…コンパレータ（信頼性判定回路側）、２５…アンドゲート、２６…可変抵抗器、２７…コンデンサ。
【図１】
2008092136.tif 000003
【図２】
2008092136.tif 000004
【図３】
2008092136.tif 000005