JP3999168B2 - キャリア検出回路およびそれを用いる赤外線通信装置 - Google Patents
キャリア検出回路およびそれを用いる赤外線通信装置 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、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およびそれを受信用に搭載して成る赤外線通信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図９は前記赤外線通信装置の１つである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１０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において図１０（ａ）で示すような光電流信号Ｉｉｎに変換して受信チップ３に入力し、集積回路化された該受信チップ３で復調した図１０（ｄ）で示すようなデジタル信号Ｄｏｕｔ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周波数のキャリアで変調されたＡＳＫ（Amplitude Shift Keying）信号である。
【０００３】
前記受信チップ３内で、前記図１０（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１０（ｂ）の参照符α１で示すようにキャリア成分の出力Ｓｉｇが取出される。そして、次段の検波回路８において前記出力Ｓｉｇ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１０（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１０（ｄ）で示す出力信号Ｄｏｕｔ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の出力に応じて初段アンプ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。
【０００５】
図１１は、キャリア検出回路２０の一構成例を示す等価回路図である。このキャリア検出回路２０は、前記検波回路８に対応する検波回路２１と、図示しない前記積分回路９およびヒステリシスコンパレータ１０とから構成されている。この検波回路２１は、特開２００２−５１０９３号公報で示されたものである。
【０００６】
この検波回路２１は、検波器２２および積分器２３から構成されており、大略的に、前記バンドパスフィルタ５の出力Ｓｉｇから検波器２２でベースバンド成分（１０ｋＨｚ以下）Ｄｅｔｔの波形を生成し、積分器２３で前記ベースバンド成分Ｄｅｔｔと基準電圧Ｖｆとを比較し、積分容量Ｃ２に充放電を行い、前記キャリア検出レベルＤｅｔを生成する。前記キャリア検出レベルＤｅｔは、前記積分回路９において前記バンドパスフィルタ５の出力Ｓｉｇと比較される。
【０００７】
このキャリア検出回路２０では、検波回路２１において、検波器２２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、そのパルス群が存在する時間を積分器２３で積分し、積分された出力を前記キャリア検出レベルＤｅｔとしている。すなわち、前記検波器２２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。
【０００８】
前記検波器２２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２４と、その高速増幅器２４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２４の出力電圧で充電される容量Ｃ１と、前記容量Ｃ１を定電流Ｉ０で放電させる定電流源２５とを備えて構成されている。
【０００９】
前記積分器２３は、前記容量Ｃ１の充電電圧、すなわち前記検波器２２の出力Ｄｅｔｔと、図示しない基準電圧源からの予め定める前記基準電圧Ｖｆとの差に対応した電流を出力するアンプ２６と、そのアンプ２６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として出力する前記積分容量Ｃ２とを備えて構成されている。
【００１０】
図１２は、上述のように構成されるキャリア検出回路２０の波形図である。高速増幅器２４で、図１２（ａ）において参照符β１で示すバンドパスフィルタ５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１２（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Ｃ１は充電されて、キャリア周波数のパルス群の検出レベルである前記出力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２５による電流Ｉ１の放電によって、前記出力Ｄｅｔｔは低下してゆく。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群が存在する時間となり、積分器２３は該期間Ｗ１を積分し、積分出力は、前記図１２（ａ）において参照符β２で示すキャリア検出レベルＤｅｔとなる。
【００１１】
図１２（ｃ）は、前記図１０（ｃ）と同様に、参照符α１１が後段の積分回路９の積分出力Ｉｎｔであり、参照符α１２はヒステリシスコンパレータ１０のスレッシュレベルである。また、図１２（ｄ）は、前記図１０（ｄ）で示すヒステリシスコンパレータ１０で復調されたベースバンド成分によるデジタル出力の出力信号Ｄｏｕｔである。
【００１２】
ここで、前記のように、赤外線リモコンの送信信号は、３０〜６０ｋＨｚのキャリアで変調されたＡＳＫ信号であり、１つの送信コードは５０〜１５０ｍｓｅｃ程度である。また、このキャリア検出回路２０では、検波器２２が検出すべきキャリア周波数（前記３０〜６０ｋＨｚ）のパルスをグループで検出し、そのパルス群が存在する時間Ｗ１を積分器２３で積分し、積分された出力を前記キャリア検出レベルＤｅｔとしている。
【００１３】
したがって、検波器２２には、キャリア周波数に対して充分応答できるように高速動作が要求され、容量Ｃ１の容量は比較的小さく済ますことができる。これに対して、積分器２３では、アンプ２６は、前記ベースバンド成分以上の応答速度（１０ｋＨｚ以下）を備えている必要があり、前記積分容量Ｃ２には、前記ベースバンド成分によるキャリア検出レベルＤｅｔに、１００ｍｓｅｃ程度の長い時定数が必要になる。一般的に、微小電流では高い応答性を確保し難いのではあるけれども、近年では、前記キャリア検出回路２０の積分器２３として、高い応答性と、集積可能な容量値（１００ｐＦ程度）で、前記１００ｍｓｅｃ程度程度の時定数とを確保とすることが可能なチップが登場している。
【００１４】
一方、前記赤外線リモコンの受信器を始め、赤外線通信装置では、携帯情報端末などへの搭載が進み、コスト削減の要望が強く、従来は外付けチップコンデンサ（０．１μＦ程度）であったキャリア検出回路の積分用コンデンサも、現在では、前記のように集積回路に内蔵する（前記１００ｐＦ程度) ことは常識となっている。しかしながら、上述のように内蔵できたとしても、集積回路内において、コンデンサの占める割合は大きく（１０〜１５ｐＦ／１００μｍ×１００μｍ程度) 、コンデンサを縮小することは、チップサイズの縮小になり、更なるコスト削減に大いに有効である。よって、積分用コンデンサを内蔵したキャリア検出回路で、効果的にＳＮ分離を行う必要がある。
【００１５】
図１３は、前記積分器２３として使用される典型的な従来技術の積分器３１の具体的構成を示す電気回路図である。この積分器３１は、前記特開２００２−５１０９３号公報で示されたものであり、大略的に、前記積分容量Ｃ２に、充電回路３２と、放電回路３３とを備えて構成される。
【００１６】
充電回路３２は、差動対を構成するトランジスタｑｎ１，ｑｎ２と、定電流源ｆ１と、基準電圧源３４と、前記差動対からの出力を取出すトランジスタｑｎ３，ｑｐ１と、カレントミラー回路を構成し、前記トランジスタｑｐ１からの出力電流を折返すトランジスタｑｐ３，ｑｐ４と、トランジスタｑｐ４からの出力電流を前記積分容量Ｃ２に注入するトランジスタｑｐ２と、たとえば特開平３−２６２１５３号公報と示されるのと同様の光リーク電流補償回路を構成するトランジスタｑｐ５，ｑｐ６とを備えて構成されている。
【００１７】
放電回路３３は、差動対を構成するトランジスタｑｎ４，ｑｎ５と、定電流源ｆ２，ｆ３と、カレントミラー回路を構成し、前記トランジスタｑｎ４からの出力電流を折返すトランジスタｑｐ７，ｑｐ８と、前記トランジスタｑｐ８，ｑｎ５からの出力を前記キャリア検出レベルＤｅｔとして出力するトランジスタｑｎ６と、光リーク電流補償用のトランジスタｑｐ５，ｑｐ６とを備えて構成されている。
【００１８】
上述のように構成される積分器３１において、前記容量Ｃ１の充電電圧、すなわち前記検波器２２の出力Ｄｅｔｔが、前記基準電圧源３４からの前記基準電圧Ｖｆよりも低い場合、トランジスタｑｎ２はＯＮとなり、トランジスタｑｎ３，ｑｐ１，ｑｐ３，ｑｐ４，ｑｐ２を介して、充電電流Ｉｃｊによって前記積分容量Ｃ２が充電される。また、放電回路３３の放電電流Ｉｃｆによって、前記積分容量Ｃ２が放電される。ここで、定電流源ｆ１によってトランジスタｑｎ１，ｑｎ２のエミッタから引抜かれる定電流をｉ１とし、同様に定電流源ｆ２によってトランジスタｑｎ４，ｑｎ５のエミッタから引抜かれる定電流をｉ２とし、トランジスタｑｎ３，ｑｎ４の電流増幅率をｈｆｅ（ｑｎ３），ｈｆｅ（ｑｎ４）とすると、
Ｉｃｊ＝ｉ１／ｈｆｅ（ｑｎ３）−ｉ２／ｈｆｅ（ｑｎ４） …（１）
となる。
【００１９】
これに対して、前記出力Ｄｅｔｔが前記基準電圧Ｖｆよりも高い場合、トランジスタｑｎ２はＯＦＦとなり、トランジスタｑｎ３，ｑｐ１，ｑｐ３，ｑｐ４，ｑｐ２もＯＦＦして、前記積分容量Ｃ２は前記放電電流Ｉｃｆによる放電のみとなる。したがって、
Ｉｃｆ＝ｉ２／ｈｆｅ（ｑｎ４） …（２）
となる。
【００２０】
一般的な値として、ｉ１＝３０ｎＡ、ｉ２＝３０ｎＡ、ｈｆｅ（ｑｎ）＝１５０、Ｃ２＝１００ｐＦとすると、Ｉｃｊ＝１００ｐＡ、Ｉｃｆ＝１００ｐＡとなり、充放電時定数は、ｔ＝ＣＶ／Ｉより、１００ｍｓｅｃ／０．１Ｖとなる。このとき、充放電電流比（Ｉｃｊ／Ｉｃｆ）は１となり、送信コードのデューティ比が５０％の信号まで受信可能となる。
【００２１】
【特許文献１】
特開２００２−５１０９３号公報
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の更なるコスト削減のために、積分容量Ｃ２を削減しようとすると、差動対の動作電流ｉ１，ｉ２を共に減少させ、同程度の時定数を確保することが必要となる。ところが、前記動作電流ｉ１，ｉ２が１０ｎＡ以下の低電流となると、充放電回路のトランジスタのインピーダンスが上がり、正常に動作できなくなる可能性があり、またプロセスばらつきや温度依存性の影響も大きくなるといった問題がある。
【００２３】
すなわち、トランジスタ単体の入出力抵抗は、コレクタ電流Ｉｃが小さくなると大きくなり、
入力抵抗：ｒπ＝ｈｆｅ＊Ｖｔ／Ｉｃ …（３）
出力抵抗：ｒｏ＝Ｖａ／Ｉｃ …（４）
で表される。ただし、Ｖｔ＝ｋ＊Ｔ／ｑ（ｋ：ボルツマン定数、Ｔ：絶対温度, ｑ：電子の素電荷) 、Ｖａ＝アーリ電圧である。
【００２４】
そこで、前記積分容量Ｃ２を１／２の５０ｐＦにしようとすると、ｉ１＝１５ｎＡ、ｉ２＝１５ｎＡまで減少させる必要があり、特に放電回路３３ではトランジスタｑｎ４，ｑｎ５のコレクタ電流は、ｉ２／２＝７．５となり、前記の問題が発生する。
【００２５】
本発明の目的は、積分器の充電回路や放電回路の動作電流の減少による問題を生じることなく、積分容量を削減することができるキャリア検出回路およびそれを搭載する赤外線通信装置を提供することである。
【００２６】
【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積分動作を行っ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、前記積分動作を行う積分器の充電回路と放電回路との差分の電流で、積分容量の充放電を行い、前記受信信号を前記キャリア検出レベルでレベル弁別することで、検出すべきキャリア周波数のパルスを検出する検波器を備え、前記積分器は、前記検波器からの出力が予め定める積分基準値以上である時間を積分することで前記キャリア周波数のパルスをグループで検出し、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と共に、前記充電回路は、前記検波器からの出力が与えられる入力差動対に関してバイパス電流源を備え、該バイパス電流源によって定レベルの充電電流を常時発生し、ベースバンド周波数で動作する前記放電回路は、前記積分容量から放電させるべき電流値に前記バイパス電流源の電流値を加えた電流容量を有することを特徴とする。
【００２７】
上記の構成によれば、赤外線リモコン受信機などに搭載されるキャリア検出回路において、受信信号に基づいて積分器が積分動作を行っ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構成では、前記受信信号を前記キャリア検出レベルでレベル弁別することでキャリアに重畳されるノイズを除去した後、その弁別結果を積分して、前記キャリア検出レベルを作成するにあたって、通常、積分容量の充放電は、前記弁別結果に対応した充電または放電の一方のみか、常時定レベルの放電を行っている状態で、前記弁別結果に対応した充電を行うかであるのを、本発明では、常時充電と放電との両方を行い、そのレベルを前記弁別結果に対応して変化する。
【００２８】
したがって、前記積分容量を縮小して、集積回路のチップ面積を縮小するにあたって、所望の時定数を確保するためには前記充放電電流を小さくする必要があるのに対して、そのようにしても、前記充電回路および放電回路を流れる動作電流は、それに追従してむやみに小さくする必要はない。これによって、トランジスタを流れる電流を小さくすることによって発生する問題、たとえばトランジスタのインピーダンスの上昇による誤動作、プロセスばらつきや温度依存性の影響が大きくなるといった問題を生じることなく、前記チップ面積を効果的に縮小することができる。
【００３０】
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高速に応答し、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前記積分容量に、前記キャリアの有無に対応して充放電を行う前記充電回路および放電回路のトランジスタには、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、前記積分容量への充放電電流を一層微少電流とすることができる。
【００３２】
上記の構成によれば、前記検波器からの出力が与えられ、前記受信信号の周波数で動作する充電回路の入力差動対は比較的小さい電流値のままで、該入力差動対に関して設けたバイパス電流源が加算分の定レベルの充電電流を発生する。一方、動作周波数がベースバンド周波数の放電回路では、既存回路の電流値を大きくすることで、前記バイパス電流源による加算分の電流も発生する。
【００３３】
したがって、前記のような常時の充放電を具体的に実現することができるとともに、高速動作させる必要のある充電回路の入力差動対は比較的小さい電流値のままとすることができ、低消費電力で実現することもできる。
【００３４】
また、本発明のキャリア検出回路は、受信信号に基づいて積分動作を行っ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、前記積分動作を行う積分器は、充電回路と放電回路とを有し、前記放電回路は、前記キャリア検出レベルに対応した電流を常時放電し、前記充電回路および放電回路を構成するトランジスタのエミッタ面積比によって、充電電流と放電電流との電流値を設定し、前記受信信号を前記キャリア検出レベルでレベル弁別することで、検出すべきキャリア周波数のパルスを検出する検波器を備え、前記積分器は、前記検波器からの出力が予め定める積分基準値以上である時間を積分することで前記キャリア周波数のパルスをグループで検出し、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と共に、前記充電回路は、前記検波器からの出力が与えられる入力差動対に関してバイパス電流源を備え、該バイパス電流源によって定レベルの充電電流を常時発生し、ベースバンド周波数で動作する前記放電回路は、前記積分容量から放電させるべき電流値に前記バイパス電流源の電流値を加えた電流容量を有することを特徴とする。
【００３５】
上記の構成によれば、赤外線リモコン受信機などに搭載されるキャリア検出回路において、受信信号に基づいて積分器が積分動作を行っ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構成では、前記受信信号を前記キャリア検出レベルでレベル弁別することでキャリアに重畳されるノイズを除去した後、その弁別結果を積分して、前記キャリア検出レベルを作成するにあたって、積分容量に対して、放電回路が前記キャリア検出レベルに対応した電流を常時放電し、充電回路が前記弁別結果に対応した充電を行う。そして、本発明では、それらの充電電流と放電電流との電流値を、前記充電回路および放電回路を構成するトランジスタのエミッタ面積比によって設定する。
【００３６】
したがって、前記積分容量を縮小して、集積回路のチップ面積を縮小するにあたって、所望の時定数を確保するためには前記充放電電流を小さくする必要があるのに対して、そのようにしても、前記充電回路および放電回路を流れる動作電流は、それに追従してむやみに小さくする必要はない。これによって、トランジスタを流れる電流を小さくすることによって発生する問題、たとえばトランジスタのインピーダンスの上昇による誤動作、プロセスばらつきや温度依存性の影響が大きくなるといった問題を生じることなく、前記チップ面積を効果的に縮小することができる。
【００３７】
さらにまた、本発明のキャリア検出回路は、前記積分器におけるＰＮＰカレントミラー回路に隣接して、同様のＰＮＰカレントミラー回路から成る光リーク電流補償回路を設けることを特徴とする。
【００３８】
上記の構成によれば、キャリアの検出を、前記赤外線などの光信号から行う場合には、該キャリア検出回路を搭載する光信号受信回路チップには外部からの光が入射する可能性があり、特にＰＮＰトランジスタで発生する寄生フォトダイオードは前記光の影響を受け易いので、ＰＮＰトランジスタから成るカレントミラー回路に関しては、隣接した位置に、同様のＰＮＰカレントミラー回路から成る光リーク電流補償回路を設けることで、正確な充放電電流を作成することができる。
【００３９】
また、本発明のキャリア検出回路は、前記積分容量において、前記充放電電流が与えられる端子とは反対側の端子に、予め定める定電圧を加えるバイアス電圧源を設けることを特徴とする。
【００４０】
上記の構成によれば、積分容量の充放電が行われる側とは反対側の端子にバイアス電圧を与えることによって、電源投入後に必要な電荷量を低減でき、回路が安定するまでの時間を短縮することができる。
【００４１】
したがって、該キャリア検出回路を間欠動作電源で使用する場合に、効果的である。
【００４２】
さらにまた、本発明のキャリア検出回路は、前記バイアス電圧源によるバイアス電圧を、前記受信信号レベルの近傍または等しく設定することを特徴とする。
【００４３】
上記の構成によれば、電源投入から回路が安定するまでの時間を最短にすることができる。
【００４４】
また、本発明の赤外線通信装置は、前記のキャリア検出回路を用いることを特徴とする。
【００４５】
上記の構成によれば、チップ面積を縮小し、コストを削減することができる赤外線通信装置を実現することができる。
【００４６】
さらにまた、本発明の赤外線通信装置は、前記積分器の充放電時定数を、略１００ｍｓｅｃ／０．１Ｖに設定することを特徴とする。
【００４７】
上記の構成によれば、赤外線リモコン受信機として実現される赤外線通信装置において、リモコン送信コードに対して、最適なキャリア検出を行うことができる。
【００４８】
また、本発明の赤外線通信装置は、前記のキャリア検出回路を、信号検出用とＡＧＣ用との２つ用いることを特徴とする。
【００４９】
上記の構成によれば、前記のキャリア検出回路を、信号検出用だけでなく、ＡＧＣ用にも用いることで、外乱蛍光灯特性を向上するＡＧＣ回路も、チップ面積を縮小し、コストを削減することができる。
【００５０】
さらにまた、本発明の赤外線通信装置は、前記ＡＧＣ用のキャリア検出回路の充放電時定数を、前記信号検出用のキャリア検出回路の充放電時定数より大きくすることを特徴とする。
【００５１】
上記の構成によれば、ＡＧＣの不安定によるパルス抜けを回避することができる。
【００５２】
【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３に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
【００５３】
図１は、前記積分器２３として使用される本発明の実施の一形態の積分器４１の具体的構成を示す電気回路図である。この積分器４１は、大略的に、前記積分容量Ｃ２に、充電回路４２と、放電回路４３とを備えて構成される。
【００５４】
充電回路４２は、入力差動対を構成するトランジスタＱＮ１，ＱＮ２と、定電流源Ｆ１と、基準電圧源４４と、前記差動対からの出力を取出すトランジスタＱＮ３，ＱＰ１と、カレントミラー回路を構成し、前記トランジスタＱＰ１からの出力電流を折返すトランジスタＱＰ３，ＱＰ４と、前記トランジスタＱＰ４からの出力電流を前記積分容量Ｃ２に注入するトランジスタＱＰ２と、たとえば特開平３−２６２１５３号公報等で示されるのと同様の光リーク電流補償回路を構成するトランジスタＱＰ５，ＱＰ６と、本実施の形態で追加される定電流源Ｆ４とを備えて構成されている。
【００５５】
放電回路４３は、差動対を構成するトランジスタＱＮ４，ＱＮ５と、定電流源Ｆ２，Ｆ３と、カレントミラー回路を構成し、前記トランジスタＱＮ４からの出力電流を折返すトランジスタＱＰ７，ＱＰ８と、前記トランジスタＱＰ８，ＱＮ５からの出力を前記キャリア検出レベルＤｅｔとして出力するトランジスタＱＮ６と、光リーク電流補償用のトランジスタＱＰ５，ＱＰ６とを備えて構成されている。
【００５６】
上述のように構成される積分器４１において、注目すべきは、入力差動対に関してバイパス電流源となる定電流源Ｆ４を設け、定電流源Ｆ１，Ｆ２による前記差動対での動作電流Ｉ１，Ｉ２に対して、積分容量Ｃ２への充放電電流Ｉｃｊ，Ｉｃｆを縮小することである。すなわち、通常、積分容量Ｃ２の充放電は、前記検波器２２の出力Ｄｅｔｔに対応した充電または放電の一方のみか、放電回路が常時定レベルの放電を行っている状態で、充電回路が前記出力Ｄｅｔｔに対応した充電を行うかであるのを、本積分器４１では、前記充放電電流Ｉｃｊ，Ｉｃｆを、前記入力差動対の動作電流Ｉ１および前記バイパス電流源を流れる電流Ｉ４の和と、前記差動対の動作電流Ｉ２との差で設定する。
【００５７】
したがって、前記容量Ｃ１の充電電圧、すなわち前記検波器２２の出力Ｄｅｔｔが、前記基準電圧源４４からの前記基準電圧Ｖｆよりも低い場合、トランジスタＱＮ２はＯＮとなり、前記動作電流Ｉ１と、常時流れている前記定電流源Ｆ４によるバイパス電流Ｉ４とは、トランジスタＱＮ３，ＱＰ１，ＱＰ３，ＱＰ４，ＱＰ２を介して、トランジスタＱＰ２のベース電流で前記積分容量Ｃ２に流れ込む。一方、常時流れている前記定電流源Ｆ２による動作電流Ｉ２は、トランジスタＱＮ４のベース電流で積分容量Ｃ２から流れ出す。したがって、積分容量Ｃ２は、充電回路４２から流れ込む電流と、放電回路４３へ流れ出す電流との差分の電流で充電されることになり、その充電電流Ｉｃｊは、トランジスタＱＮ３，ＱＮ４の電流増幅率をｈｆｅ（ＱＮ３），ｈｆｅ（ＱＮ４）とすると、
Ｉｃｊ＝（Ｉ１＋Ｉ４）／ｈｆｅ（ＱＮ３）−Ｉ２／ｈｆｅ（ＱＮ４）…（５）
となる。
【００５８】
これに対して、前記出力Ｄｅｔｔが前記基準電圧Ｖｆよりも高い場合、トランジスタＱＮ２はＯＦＦとなるけども、定電流源Ｆ４によるバイパス電流Ｉ４が流れており、前記積分容量Ｃ２の放電電流Ｉｃｆは、放電回路４３へ流れ出す電流と、トランジスタＱＮ３，ＱＰ１，ＱＰ３，ＱＰ４，ＱＰ２を介して前記充電回路４２から流れ込む電流との差分の電流となる。したがって、
Ｉｃｆ＝−Ｉ４／ｈｆｅ（ＱＮ３）＋Ｉ２／ｈｆｅ（ＱＮ４） …（６）
となる。
【００５９】
したがって、動作電流Ｉ２を前記動作電流ｉ２よりも余裕のある７０ｎＡとし、Ｉ１＝１５ｎＡ、ｈｆｅ（ＱＮ）＝１５０としても、Ｉ４＝２７．５ｎＡとすると、Ｉｃｊ＝５０ｐＡ、Ｉｃｆ＝５０ｐＡとなり、Ｃ２＝５０ｐＦとすると、充放電時定数は、１００ｍｓｅｃ／０．１Ｖと、前記積分器３１と同じ値を確保することができる。
【００６０】
したがって、前記積分容量Ｃ２を縮小して、集積回路のチップ面積を縮小するにあたって、所望の時定数を確保するためには前記充放電電流Ｉｃｊ，Ｉｃｆを小さくする必要があるのに対して、そのようにしても、差動対を構成するトランジスタＱＮ１，ＱＮ２；ＱＮ４，ＱＮ５を流れる動作電流Ｉ１，Ｉ２は、バイパス電流源Ｆ４の作用で、それに追従してむやみに小さくする必要はない。これによって、前記トランジスタＱＮ１，ＱＮ２；ＱＮ４，ＱＮ５を流れる電流を小さくすることによって発生する問題、たとえばトランジスタのインピーダンスの上昇による誤動作、プロセスばらつきや温度依存性の影響が大きくなるといった問題を生じることなく、前記チップ面積を効果的に縮小することができる。
【００６１】
なお、前記積分容量Ｃ２の容量値は、Ｉ１，Ｉ２，Ｉ４の値によっては、前記５０ｐＦよりも削減可能である。
【００６２】
また、前記検波器２２が、受信信号Ｓｉｇを前記キャリア検出レベルＤｉｔでレベル弁別することで、検出すべきキャリア周波数のパルスを検出し、前記積分器４１は、前記検波器２２からの出力Ｄｉｔｔが予め定める積分基準値Ｖｆ以上である時間を積分することで前記キャリア周波数のパルスをグループで検出し、その積分出力を前記キャリア検出レベルＤｉｔとして出力する。
【００６３】
したがって、キャリアに重畳されるノイズに対しては検波器２２が高速に応答し、積分器４１によって作成されるキャリア検出レベルＤｉｔを上昇させる。一方、前記積分器４１において、キャリア検出レベルＤｉｔを出力する前記積分容量Ｃ２に、前記キャリアの有無に対応して充放電を行う前記充電回路４２および放電回路４３のトランジスタには、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、前記積分容量Ｃ２への充放電電流Ｉｃｊ，Ｉｃｆを一層微少電流とすることができる。
【００６４】
さらにまた、前記のように充電回路４２からの電流と放電回路４３からの電流との差分で充放電を行うにあたって、前記充電回路４２には、前記検波器２２からの出力Ｄｉｔｔが与えられる入力差動対に関して、常時定レベルの充電電流を発生するバイパス電流源Ｆ４を設け、前記受信信号Ｓｉｇの周波数で動作する該入力差動対は比較的小さい電流値Ｉ１のままで、バイパス電流源Ｆ４が加算分の定レベルの充電電流Ｉ４を発生する。一方、ベースバンド周波数で動作する前記放電回路４３では、既存回路の電流値を、前記積分容量Ｃ２から放電させるべき電流値に前記バイパス電流源Ｆ４の電流値Ｉ４を加えた大きな値に設定する。
【００６５】
したがって、前記のような常時の充放電を具体的に実現することができるとともに、高速動作させる必要のある充電回路４２の入力差動対は比較的小さい電流値Ｉ１のままとすることができ、低消費電力で実現することもできる。
【００６６】
また、前記積分器４１には、トランジスタＱＰ３，ＱＰ４；ＱＰ７，ＱＰ８によるＰＮＰカレントミラー回路に隣接して、トランジスタＱＰ５，ＱＰ６；ＱＰ９，ＱＰ１０による同様のＰＮＰカレントミラー回路から成る光リーク電流補償回路を設けている。
【００６７】
ここで、図２にはラテラルＰＮＰトランジスタ５１の構造を模式的に示し、図３にはその等価回路図を示す。Ｐ型のサブストレート層５２上にＮ型エピタキシャル層５３が積層され、そのＮ型エピタキシャル層５３がトレンチ５４によって分離されて各素子領域となる。そして、集積回路の構造上、ベース拡散領域となる前記Ｎ型エピタキシャル層５３とサブストレート層５２との間に寄生フォトダイオード５５が発生し、該寄生フォトダイオード５５がＰＮＰトランジスタ５１のベース端子とサブストレート層５２（接地）との間に接続されることになる。
【００６８】
したがって、光入射によって、図３で示すようにＮ型エピタキシャル層５３からサブストレート層５２へ光電流Ｉｐｄが生じると、該光電流ＩｐｄはＰＮＰトランジスタ５１のベース電流Ｉｂとして作用し、回路の特性に多大な影響を与える。この光電流Ｉｐｄは、入射光量に対応して増加するので、前記フォトダイオード２と近接して配置される場合に大きくなり、またＮ型エピタキシャル層５３の面積に対応して増加するので、該ＰＮＰトランジスタ５１の電流容量が大きくなる程、大きくなる。
【００６９】
したがって、特に光の影響を受け易いＰＮＰトランジスタから成るカレントミラー回路において、低電流で使用する場合、隣接した位置に、同様のＰＮＰカレントミラー回路から成る光リーク電流補償回路を設けることで、正確な充放電電流を作成することができる。なお、この手法は、たとえば特開平３−２６２１５３号公報等に詳しく記載されている。
【００７０】
さらにまた、前記積分器４１では、充放電時定数を、１００ｍｓｅｃ／０．１Ｖとなるように設計している。したがって、リモコン送信コードは各社様々であるが、前述のように一般的に５０〜１５０ｍｓｅｃ程度であるので、前記リモコン送信コードに対して、最適なキャリア検出を行うことができる。
【００７１】
本発明の実施の他の形態について、図４に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
【００７２】
図４は、前記積分器２３として使用される本発明の実施の他の形態の積分器６１の具体的構成を示す電気回路図である。この積分器６１は、前述の積分器４１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。この積分器６１は、前述の積分器４１から、定電流源Ｆ４を除いた、したがって前述の積分器３１と同様の回路構成を有しているけれども、注目すべきは、一部のトランジスタのエミッタ面積が異なることである。その異なる面積のトランジスタには、図１の参照符号に、添字ａを付して示す。
【００７３】
すなわち、充電回路６２では、カレントミラー回路を構成するトランジスタＱＰ３ａ，ＱＰ４ａのエミッタ面積比がｍ：１に形成される。また、放電回路６３では、差動対を構成するトランジスタＱＮ４，ＱＮ５のエミッタ面積比が１：ｎに形成されるとともに、カレントミラー回路を構成するトランジスタＱＰ７ａ，ＱＰ８ａのエミッタ面積比も１：ｎに形成される。
【００７４】
したがって、前記検波器２２の出力Ｄｅｔｔが、前記基準電圧Ｖｆよりも低い場合、積分容量Ｃ２への充電電流Ｉｃｊは、
Ｉｃｊ＝Ｉ１／ｍ／ｈｆｅ（ＱＮ３）−Ｉ２／（ｎ＋１）／ｈｆｅ（ＱＮ４）…（７）
となる。
【００７５】
これに対して、前記出力Ｄｅｔｔが前記基準電圧Ｖｆよりも高い場合、前記積分容量Ｃ２の放電電流Ｉｃｆは、
Ｉｃｆ＝Ｉ２／（ｎ＋１）／ｈｆｅ（ＱＮ４） …（８）
となる。
【００７６】
したがって、一般的な値として、Ｉ１＝４５ｎＡ、Ｉ２＝４５ｎＡ、ｈｆｅ（ＱＮ）＝１５０、Ｃ２＝５０ｐＦ、ｍ＝３、ｎ＝５とすると、Ｉｃｊ＝５０ｐＡ、Ｉｃｆ＝５０ｐＡとなり、充放電時定数は、１００ｍｓｅｃ／０．１Ｖとなる。このとき、充放電電流比（Ｉｃｊ／Ｉｃｆ）は１となり、送信コードのデューティ比が５０％の信号まで受信可能となる。
【００７７】
この場合、Ｉ２＝４５ｎＡ、ｎ＝５から、トランジスタＱＮ４のコレクタ電流は７．５ｎＡとなり、前記１０ｎＡ以下の低電流となるが、積分器全体では電流値が大きいので、放電回路６３全体でのインピーダンスの上昇は小さく、問題にはならない。
【００７８】
なお、前記積分容量Ｃ２の容量値は、Ｉ１，Ｉ２，ｍ，ｎの値によっては、前記５０ｐＦよりも削減可能である。
【００７９】
このようにしてもまた、前記積分容量Ｃ２を縮小し、集積回路のチップ面積を縮小するにあたって、トランジスタを流れる電流を小さくすることによる問題が生じることはない。
【００８０】
本発明の実施のさらに他の形態について、図５および図６に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
【００８１】
図５は、本発明の実施のさらに他の形態のキャリア検出回路７０の一構成例を示す等価回路図である。このキャリア検出回路７０は、前述の図１１で示すキャリア検出回路２０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は、検波回路７１と、図示しない前記積分回路９およびヒステリシスコンパレータ１０とから構成されている。前記検波回路７１は、前記検波器２２と、積分器７３とを備えて構成されている。
【００８２】
注目すべきは、このキャリア検出回路７０では、積分器７３の前記積分容量Ｃ２において、前記充放電電流が与えられる端子とは反対側の端子に、予め定める定電圧Ｖ１を加えるバイアス電圧源７４を設けていることである。ここで、図６に、キャリア検出回路の電源として、間欠動作する電源を用いた場合、すなわち赤外線リモコンの受信機において、低消費電力化のために間欠受信する場合の動作波形を示す。図６（ａ）が前記図１１で示すキャリア検出回路２０によるものであり、図６（ｂ）がこのキャリア検出回路７０によるものである。
【００８３】
図６（ａ）で示すように、前記キャリア検出回路２０では、電源遮断によって積分容量Ｃ２の電荷が抜けてしまうと、電源投入後に、その大きな容量が規定のキャリア検出レベルＤｅｔに充電されるまでの期間（１００〜３００ｍｓｅｃ）は、正常に動作できなくなる。したがって、このように回路の安定に時間を浪費すると、前記間欠受信の受信期間において、実際にリモコンコードの受信を行う時間が短くなり、正常に受信できない。
【００８４】
これに対して、図６（ｂ）で示すように、本発明のキャリア検出回路７０では、電源遮断によって積分容量Ｃ２の電荷が抜けてしまっても、前記バイアス電圧Ｖ１によって、前記キャリア検出レベルＤｅｔは規定のレベルに速やかに立ち上がり、間欠受信の受信期間において、多くの時間をリモコンコードの受信に使用することができる。したがって、該キャリア検出回路７０は、間欠動作電源で使用する場合に、効果的である。
【００８５】
ここで、近年、省エネルギ化の要望は強く、リモコンの待機電源を間欠動作で使用する場合がある。その場合、前述の図６（ａ）で示すように、キャリア検出回路の充放電時定数が大きいと、電源投入後に回路が安定になるまで時間がかかるので、それまで正常に受信できなくなってしまう。一方、前記充放電時定数を増大（１００ｍｓｅｃ以上）することで、キャリア検出レベルＤｅｔは、リモコン送信コードに対して、安定にキャリア検出を行えるようになる。したがって、前記キャリア検出回路７０を用いることで、安定にキャリア検出を行える充分な充放電時定数を確保しつつも、前述の図６（ｂ）で示すように、電源投入から前記キャリア検出レベルＤｅｔを速やかに立ち上げることができ、正常に受信を行うことができる。
【００８６】
また、前記バイアス電圧Ｖ１は、前記バンドパスフィルタ５の出力Ｓｉｇ（受信信号）のレベルの近傍または等しく設定するのが好ましい。そのように設定することによって、電源投入から回路が安定するまでの時間を最短にすることができる。
【００８７】
本発明の実施の他の形態について、図７および図８に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
【００８８】
図７は、本発明の実施の他の形態の赤外線リモコン受信機８１の電気的構成を示すブロック図である。この受信機８１は、前述の図９で示す受信機１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。注目すべきは、この受信機８１では、前記の積分器４１，６１を含むキャリア検出回路２０や、前記のキャリア検出回路７０を搭載する受信信号用の前記検波回路８とともに、ＡＧＣ（Auto Gain Control)用の検波回路８２を備え、その検波回路８２にも、前記の積分器４１，６１を搭載していることである。前記検波回路８２は、前記バンドパスフィルタ５の出力Ｓｉｇのノイズピークを検出し、その検出結果に応答して、ＡＧＣ回路８３が、前記２段目アンプ５および３段目アンプ６のゲインを制御する。
【００８９】
家庭用のインバータ蛍光灯からの放射光には、前記３０〜６０ｋＨｚの前記赤外線リモコンのキャリア成分が含まれており、受信機の周囲にインバータ蛍光灯が存在すると、受信機はそのインバータ蛍光灯のノイズ成分を検出し、誤動作したり、最悪の場合、送信信号を正確に受信できないといった問題がある。このため、前記ＡＧＣ用の検波回路８２を設け、ＡＧＣ回路８３でゲインコントロールを行うことで、外乱蛍光灯ノイズに対する特性を向上することができる。
【００９０】
しかしながら、ＡＧＣ回路８３でゲインコントロールを行う場合、上述のようにＡＧＣ用のキャリア検出回路を信号検出用とは別に設ける必要があり、１００ｐＦもの容量を備えた回路をもう１段追加することは、チップサイズが大きくなり、コストの増大につながる。そこで、ＡＧＣ用の検波回路８２にも、受信信号用の前記検波回路８と同様に積分器４１，６１を設けることで、チップ面積の抑制によってコストを抑制しつつ、外乱蛍光灯特性との両立を可能にすることができる。
【００９１】
また、前記ＡＧＣ用の検波回路８２におけるキャリア検出回路は、受信信号用の前記検波回路８のキャリア検出回路に比べて、充放電時定数を大きくすることが望ましい。これを、図８を用いて説明する。図８（ａ）は、ＡＧＣ用の検波回路８２の充放電時定数が受信信号用の検波回路８の充放電時定数よりも小さい場合の波形を示し、図８（ｂ）は、上述のようにＡＧＣ用の検波回路８２の充放電時定数が受信信号用の検波回路８の充放電時定数よりも大きい場合の波形を示す。
【００９２】
一般的に、前記キャリア検出レベルＤｅｔに対しては、前記検波回路８のキャリア検出回路は、外乱蛍光灯特性を向上するために、急速充電回路を備えている。したがって、参照符γ１１，γ２１で示す前記バンドパスフィルタ５の出力Ｓｉｇに追従して、参照符γ１２，γ２２で示す該キャリア検出レベルＤｅｔは、速やかに立ち上がる。このキャリア検出レベルＤｅｔによって、前記出力Ｓｉｇはレベル弁別され、前記積分回路９およびヒステリシスコンパレータ１０によって波形整形されると、前記弁別結果のパルスをグループで検出した参照符γ１３，γ２３で示すベースバンド信号（出力信号Ｄｏｕｔ）を得ることができる。
【００９３】
一方、ＡＧＣ用の検波回路８２の充放電時定数が、図８（ａ）で示す受信信号用の検波回路８の充放電時定数よりも小さい場合は、参照符γ１４で示すように、前記参照符γ１１で示すバンドパスフィルタ５の出力Ｓｉｇに速やかに追従して該ＡＧＣ電圧が立ち上がり、これによって前記２段目アンプ５および３段目アンプ６のゲインが抑制され、参照符γ３で示すように、前記出力Ｓｉｇの振幅レベルも急速に小さくなってゆく。したがって、前記キャリア検出レベルＤｅｔで前記出力Ｓｉｇをレベル弁別してもパルスが検出されず、ヒステリシスコンパレータ１０によって波形整形されると、前記ベースバンド信号にパルス抜けが生じてしまうことになる。
【００９４】
これに対して、ＡＧＣ用の検波回路８２の充放電時定数が、図８（ｂ）で示す受信信号用の検波回路８の充放電時定数よりも大きい場合は、参照符γ２４で示すように、前記参照符γ２１で示すバンドパスフィルタ５の出力Ｓｉｇに緩やかに追従して該ＡＧＣ電圧が立ち上がり、これによって前記２段目アンプ５および３段目アンプ６のゲインも比較的高いままで維持され、前記出力Ｓｉｇの振幅レベルは充分なレベルに維持される。したがって、前記キャリア検出レベルＤｅｔで前記出力Ｓｉｇをレベル弁別すると、継続してパルスが検出され、ヒステリシスコンパレータ１０によって波形整形されると、連続したベースバンド信号を得ることができる。このようにして、ＡＧＣ動作の不安定によるパルス抜けを回避することができる。
【００９５】
【発明の効果】
本発明のキャリア検出回路は、以上のように、赤外線リモコン受信機などに搭載されるキャリア検出回路において、受信信号に基づいて積分器が積分動作を行っ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構成では、前記受信信号を前記キャリア検出レベルでレベル弁別することでキャリアに重畳されるノイズを除去した後、その弁別結果を積分して、前記キャリア検出レベルを作成するにあたって、通常、積分容量の充放電は、前記弁別結果に対応した充電または放電の一方のみか、常時定レベルの放電を行っている状態で、前記弁別結果に対応した充電を行うかであるのを、本発明では、常時充電と放電との両方を行い、そのレベルを前記弁別結果に対応して変化する。
【００９６】
それゆえ、前記積分容量を縮小して、集積回路のチップ面積を縮小するにあたって、所望の時定数を確保するためには前記充放電電流を小さくする必要があるのに対して、そのようにしても、前記充電回路および放電回路を流れる動作電流を、それに追従してむやみに小さくする必要はなくなり、トランジスタを流れる電流を小さくすることによって発生する問題を生じることなく、前記チップ面積を効果的に縮小することができる。
【００９７】
また、本発明のキャリア検出回路は、以上のように、前記受信信号を前記キャリア検出レベルでレベル弁別することで、検出すべきキャリア周波数のパルスを検出する検波器を備え、前記積分器は、前記検波器からの出力が予め定める積分基準値以上である時間を積分することで前記キャリア周波数のパルスをグループで検出し、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。
【００９８】
それゆえ、キャリアに重畳されるノイズに対しては検波器が高速に応答し、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のに対して、前記積分器では、キャリア検出レベルを出力する前記積分容量に、前記キャリアの有無に対応して充放電を行う前記充電回路および放電回路のトランジスタには、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、前記積分容量への充放電電流を一層微少電流とすることができる。
【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、前記検波器からの出力が与えられ、前記受信信号の周波数で動作する充電回路の入力差動対は比較的小さい電流値のままで、該入力差動対に関して設けたバイパス電流源が加算分の定レベルの充電電流を発生し、これに対して動作周波数がベースバンド周波数の放電回路では、既存回路の電流値を大きくすることで、前記バイパス電流源による加算分の電流も発生する。
【０１００】
それゆえ、前記のような常時の充放電を具体的に実現することができるとともに、高速動作させる必要のある充電回路の入力差動対は比較的小さい電流値のままとすることができ、低消費電力で実現することもできる。
【０１０１】
また、本発明のキャリア検出回路は、以上のように、赤外線リモコン受信機などに搭載されるキャリア検出回路において、受信信号に基づいて積分器が積分動作を行っ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構成では、前記受信信号を前記キャリア検出レベルでレベル弁別することでキャリアに重畳されるノイズを除去した後、その弁別結果を積分して、前記キャリア検出レベルを作成するにあたって、積分容量に対して、放電回路が前記キャリア検出レベルに対応した電流を常時放電し、充電回路が前記弁別結果に対応した充電を行うとともに、それらの充電電流と放電電流との電流値を、前記充電回路および放電回路を構成するトランジスタのエミッタ面積比によって設定する。
【０１０２】
それゆえ、前記積分容量を縮小して、集積回路のチップ面積を縮小するにあたって、所望の時定数を確保するためには前記充放電電流を小さくする必要があるのに対して、そのようにしても、前記充電回路および放電回路を流れる動作電流を、それに追従してむやみに小さくする必要はなくなり、トランジスタを流れる電流を小さくすることによって発生する問題を生じることなく、前記チップ面積を効果的に縮小することができる。
【０１０３】
さらにまた、本発明のキャリア検出回路は、以上のように、前記積分器におけるＰＮＰカレントミラー回路に隣接して、同様のＰＮＰカレントミラー回路から成る光リーク電流補償回路を設ける。
【０１０４】
それゆえ、ＰＮＰカレントミラー回路の光リーク電流の影響を補償して、正確な充放電電流を作成することができる。
【０１０５】
また、本発明のキャリア検出回路は、以上のように、前記積分容量において、前記充放電電流が与えられる端子とは反対側の端子に、バイアス電圧源から予め定めるバイアス電圧を与えることによって、電源投入後に必要な電荷量を低減し、回路が安定するまでの時間を短縮する。
【０１０６】
それゆえ、該キャリア検出回路を間欠動作電源で使用する場合に、効果的である。
【０１０７】
さらにまた、本発明のキャリア検出回路は、以上のように、前記バイアス電圧源によるバイアス電圧を、前記受信信号レベルの近傍または等しく設定する。
【０１０８】
それゆえ、電源投入から回路が安定するまでの時間を最短にすることができる。
【０１０９】
また、本発明の赤外線通信装置は、以上のように、前記のキャリア検出回路を用いる。
【０１１０】
それゆえ、チップ面積を縮小し、コストを削減することができる赤外線通信装置を実現することができる。
【０１１１】
さらにまた、本発明の赤外線通信装置は、以上のように、前記積分器の充放電時定数を、略１００ｍｓｅｃ／０．１Ｖに設定する。
【０１１２】
それゆえ、赤外線リモコン受信機として実現される赤外線通信装置において、リモコン送信コードに対して、最適なキャリア検出を行うことができる。
【０１１３】
また、本発明の赤外線通信装置は、以上のように、前記のキャリア検出回路を、信号検出用だけでなく、ＡＧＣ用にも用いる。
【０１１４】
それゆえ、外乱蛍光灯特性を向上するＡＧＣ回路も、チップ面積を縮小し、コストを削減することができる。
【０１１５】
さらにまた、本発明の赤外線通信装置は、以上のように、前記ＡＧＣ用のキャリア検出回路の充放電時定数を、前記信号検出用のキャリア検出回路の充放電時定数より大きくする。
【０１１６】
それゆえ、ＡＧＣの不安定によるパルス抜けを回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態のキャリア検出回路における積分器の具体的構成を示す電気回路図である。
【図２】ラテラルＰＮＰトランジスタの構造を模式的に示す図である。
【図３】図２の等価回路図である。
【図４】本発明の実施の他の形態のキャリア検出回路における積分器の具体的構成を示す電気回路図である。
【図５】本発明の実施のさらに他の形態のキャリア検出回路の一構成例を示す等価回路図である。
【図６】図５で示すキャリア検出回路の電源として、間欠動作する電源を用いた場合の動作を示す波形図である。
【図７】本発明の実施の他の形態の赤外線リモコンの受信機の電気的構成を示すブロック図である。
【図８】図７で示す受信機において、ＡＧＣ用の検波回路の充放電時定数の違いによる動作を説明するための波形図である。
【図９】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１０】図９で示す受信機の各部の波形図である。
【図１１】図９で示す受信機におけるキャリア検出回路の一構成例を示す等価回路図である。
【図１２】図１１で示す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１３】前記図１１で示すキャリア検出回路の積分器として使用される典型的な従来技術の積分器の具体的構成を示す電気回路図である。
【符号の説明】
１ 赤外線リモコン受信機
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 受信信号用検波回路
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
２０，７０ キャリア検出回路
２１，７１ 検波回路
２２ 検波器
２３，７３ 積分器
２４ 高速増幅器
２５ 定電流源
２６ アンプ
４１，６１ 積分器
４２，６２ 充電回路
４３，６３ 放電回路
４４ 基準電圧源
５１ ラテラルＰＮＰトランジスタ
５２ Ｐ型のサブストレート層
５３ Ｎ型エピタキシャル層
５４ トレンチ
５５ 寄生フォトダイオード
７４ バイアス電圧源
８２ ＡＧＣ用の検波回路
８３ ＡＧＣ回路
Ｃ１ 容量
Ｃ２ 積分容量
Ｄ１ ダイオード
Ｆ１〜Ｆ４ 定電流源
ＱＮ１〜ＱＮ６ トランジスタ
ＱＮ４ａ，ＱＮ５ａ トランジスタ
ＱＰ１，ＱＰ２ トランジスタ
ＱＰ３，ＱＰ４；ＱＰ７，ＱＰ８ トランジスタ（カレントミラー回路）
ＱＰ５，ＱＰ６；ＱＰ９，ＱＰ１０ トランジスタ（光リーク電流補償回路）
ＱＰ３ａ，ＱＰ４ａ；ＱＰ７ａ，ＱＰ８ａトランジスタ（カレントミラー回路）
【発明の属する技術分野】
本発明は、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およびそれを受信用に搭載して成る赤外線通信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図９は前記赤外線通信装置の１つである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１０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において図１０（ａ）で示すような光電流信号Ｉｉｎに変換して受信チップ３に入力し、集積回路化された該受信チップ３で復調した図１０（ｄ）で示すようなデジタル信号Ｄｏｕｔ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周波数のキャリアで変調されたＡＳＫ（Amplitude Shift Keying）信号である。
【０００３】
前記受信チップ３内で、前記図１０（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１０（ｂ）の参照符α１で示すようにキャリア成分の出力Ｓｉｇが取出される。そして、次段の検波回路８において前記出力Ｓｉｇ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１０（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１０（ｄ）で示す出力信号Ｄｏｕｔ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の出力に応じて初段アンプ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。
【０００５】
図１１は、キャリア検出回路２０の一構成例を示す等価回路図である。このキャリア検出回路２０は、前記検波回路８に対応する検波回路２１と、図示しない前記積分回路９およびヒステリシスコンパレータ１０とから構成されている。この検波回路２１は、特開２００２−５１０９３号公報で示されたものである。
【０００６】
この検波回路２１は、検波器２２および積分器２３から構成されており、大略的に、前記バンドパスフィルタ５の出力Ｓｉｇから検波器２２でベースバンド成分（１０ｋＨｚ以下）Ｄｅｔｔの波形を生成し、積分器２３で前記ベースバンド成分Ｄｅｔｔと基準電圧Ｖｆとを比較し、積分容量Ｃ２に充放電を行い、前記キャリア検出レベルＤｅｔを生成する。前記キャリア検出レベルＤｅｔは、前記積分回路９において前記バンドパスフィルタ５の出力Ｓｉｇと比較される。
【０００７】
このキャリア検出回路２０では、検波回路２１において、検波器２２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、そのパルス群が存在する時間を積分器２３で積分し、積分された出力を前記キャリア検出レベルＤｅｔとしている。すなわち、前記検波器２２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。
【０００８】
前記検波器２２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２４と、その高速増幅器２４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２４の出力電圧で充電される容量Ｃ１と、前記容量Ｃ１を定電流Ｉ０で放電させる定電流源２５とを備えて構成されている。
【０００９】
前記積分器２３は、前記容量Ｃ１の充電電圧、すなわち前記検波器２２の出力Ｄｅｔｔと、図示しない基準電圧源からの予め定める前記基準電圧Ｖｆとの差に対応した電流を出力するアンプ２６と、そのアンプ２６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として出力する前記積分容量Ｃ２とを備えて構成されている。
【００１０】
図１２は、上述のように構成されるキャリア検出回路２０の波形図である。高速増幅器２４で、図１２（ａ）において参照符β１で示すバンドパスフィルタ５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１２（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Ｃ１は充電されて、キャリア周波数のパルス群の検出レベルである前記出力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２５による電流Ｉ１の放電によって、前記出力Ｄｅｔｔは低下してゆく。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群が存在する時間となり、積分器２３は該期間Ｗ１を積分し、積分出力は、前記図１２（ａ）において参照符β２で示すキャリア検出レベルＤｅｔとなる。
【００１１】
図１２（ｃ）は、前記図１０（ｃ）と同様に、参照符α１１が後段の積分回路９の積分出力Ｉｎｔであり、参照符α１２はヒステリシスコンパレータ１０のスレッシュレベルである。また、図１２（ｄ）は、前記図１０（ｄ）で示すヒステリシスコンパレータ１０で復調されたベースバンド成分によるデジタル出力の出力信号Ｄｏｕｔである。
【００１２】
ここで、前記のように、赤外線リモコンの送信信号は、３０〜６０ｋＨｚのキャリアで変調されたＡＳＫ信号であり、１つの送信コードは５０〜１５０ｍｓｅｃ程度である。また、このキャリア検出回路２０では、検波器２２が検出すべきキャリア周波数（前記３０〜６０ｋＨｚ）のパルスをグループで検出し、そのパルス群が存在する時間Ｗ１を積分器２３で積分し、積分された出力を前記キャリア検出レベルＤｅｔとしている。
【００１３】
したがって、検波器２２には、キャリア周波数に対して充分応答できるように高速動作が要求され、容量Ｃ１の容量は比較的小さく済ますことができる。これに対して、積分器２３では、アンプ２６は、前記ベースバンド成分以上の応答速度（１０ｋＨｚ以下）を備えている必要があり、前記積分容量Ｃ２には、前記ベースバンド成分によるキャリア検出レベルＤｅｔに、１００ｍｓｅｃ程度の長い時定数が必要になる。一般的に、微小電流では高い応答性を確保し難いのではあるけれども、近年では、前記キャリア検出回路２０の積分器２３として、高い応答性と、集積可能な容量値（１００ｐＦ程度）で、前記１００ｍｓｅｃ程度程度の時定数とを確保とすることが可能なチップが登場している。
【００１４】
一方、前記赤外線リモコンの受信器を始め、赤外線通信装置では、携帯情報端末などへの搭載が進み、コスト削減の要望が強く、従来は外付けチップコンデンサ（０．１μＦ程度）であったキャリア検出回路の積分用コンデンサも、現在では、前記のように集積回路に内蔵する（前記１００ｐＦ程度) ことは常識となっている。しかしながら、上述のように内蔵できたとしても、集積回路内において、コンデンサの占める割合は大きく（１０〜１５ｐＦ／１００μｍ×１００μｍ程度) 、コンデンサを縮小することは、チップサイズの縮小になり、更なるコスト削減に大いに有効である。よって、積分用コンデンサを内蔵したキャリア検出回路で、効果的にＳＮ分離を行う必要がある。
【００１５】
図１３は、前記積分器２３として使用される典型的な従来技術の積分器３１の具体的構成を示す電気回路図である。この積分器３１は、前記特開２００２−５１０９３号公報で示されたものであり、大略的に、前記積分容量Ｃ２に、充電回路３２と、放電回路３３とを備えて構成される。
【００１６】
充電回路３２は、差動対を構成するトランジスタｑｎ１，ｑｎ２と、定電流源ｆ１と、基準電圧源３４と、前記差動対からの出力を取出すトランジスタｑｎ３，ｑｐ１と、カレントミラー回路を構成し、前記トランジスタｑｐ１からの出力電流を折返すトランジスタｑｐ３，ｑｐ４と、トランジスタｑｐ４からの出力電流を前記積分容量Ｃ２に注入するトランジスタｑｐ２と、たとえば特開平３−２６２１５３号公報と示されるのと同様の光リーク電流補償回路を構成するトランジスタｑｐ５，ｑｐ６とを備えて構成されている。
【００１７】
放電回路３３は、差動対を構成するトランジスタｑｎ４，ｑｎ５と、定電流源ｆ２，ｆ３と、カレントミラー回路を構成し、前記トランジスタｑｎ４からの出力電流を折返すトランジスタｑｐ７，ｑｐ８と、前記トランジスタｑｐ８，ｑｎ５からの出力を前記キャリア検出レベルＤｅｔとして出力するトランジスタｑｎ６と、光リーク電流補償用のトランジスタｑｐ５，ｑｐ６とを備えて構成されている。
【００１８】
上述のように構成される積分器３１において、前記容量Ｃ１の充電電圧、すなわち前記検波器２２の出力Ｄｅｔｔが、前記基準電圧源３４からの前記基準電圧Ｖｆよりも低い場合、トランジスタｑｎ２はＯＮとなり、トランジスタｑｎ３，ｑｐ１，ｑｐ３，ｑｐ４，ｑｐ２を介して、充電電流Ｉｃｊによって前記積分容量Ｃ２が充電される。また、放電回路３３の放電電流Ｉｃｆによって、前記積分容量Ｃ２が放電される。ここで、定電流源ｆ１によってトランジスタｑｎ１，ｑｎ２のエミッタから引抜かれる定電流をｉ１とし、同様に定電流源ｆ２によってトランジスタｑｎ４，ｑｎ５のエミッタから引抜かれる定電流をｉ２とし、トランジスタｑｎ３，ｑｎ４の電流増幅率をｈｆｅ（ｑｎ３），ｈｆｅ（ｑｎ４）とすると、
Ｉｃｊ＝ｉ１／ｈｆｅ（ｑｎ３）−ｉ２／ｈｆｅ（ｑｎ４） …（１）
となる。
【００１９】
これに対して、前記出力Ｄｅｔｔが前記基準電圧Ｖｆよりも高い場合、トランジスタｑｎ２はＯＦＦとなり、トランジスタｑｎ３，ｑｐ１，ｑｐ３，ｑｐ４，ｑｐ２もＯＦＦして、前記積分容量Ｃ２は前記放電電流Ｉｃｆによる放電のみとなる。したがって、
Ｉｃｆ＝ｉ２／ｈｆｅ（ｑｎ４） …（２）
となる。
【００２０】
一般的な値として、ｉ１＝３０ｎＡ、ｉ２＝３０ｎＡ、ｈｆｅ（ｑｎ）＝１５０、Ｃ２＝１００ｐＦとすると、Ｉｃｊ＝１００ｐＡ、Ｉｃｆ＝１００ｐＡとなり、充放電時定数は、ｔ＝ＣＶ／Ｉより、１００ｍｓｅｃ／０．１Ｖとなる。このとき、充放電電流比（Ｉｃｊ／Ｉｃｆ）は１となり、送信コードのデューティ比が５０％の信号まで受信可能となる。
【００２１】
【特許文献１】
特開２００２−５１０９３号公報
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の更なるコスト削減のために、積分容量Ｃ２を削減しようとすると、差動対の動作電流ｉ１，ｉ２を共に減少させ、同程度の時定数を確保することが必要となる。ところが、前記動作電流ｉ１，ｉ２が１０ｎＡ以下の低電流となると、充放電回路のトランジスタのインピーダンスが上がり、正常に動作できなくなる可能性があり、またプロセスばらつきや温度依存性の影響も大きくなるといった問題がある。
【００２３】
すなわち、トランジスタ単体の入出力抵抗は、コレクタ電流Ｉｃが小さくなると大きくなり、
入力抵抗：ｒπ＝ｈｆｅ＊Ｖｔ／Ｉｃ …（３）
出力抵抗：ｒｏ＝Ｖａ／Ｉｃ …（４）
で表される。ただし、Ｖｔ＝ｋ＊Ｔ／ｑ（ｋ：ボルツマン定数、Ｔ：絶対温度, ｑ：電子の素電荷) 、Ｖａ＝アーリ電圧である。
【００２４】
そこで、前記積分容量Ｃ２を１／２の５０ｐＦにしようとすると、ｉ１＝１５ｎＡ、ｉ２＝１５ｎＡまで減少させる必要があり、特に放電回路３３ではトランジスタｑｎ４，ｑｎ５のコレクタ電流は、ｉ２／２＝７．５となり、前記の問題が発生する。
【００２５】
本発明の目的は、積分器の充電回路や放電回路の動作電流の減少による問題を生じることなく、積分容量を削減することができるキャリア検出回路およびそれを搭載する赤外線通信装置を提供することである。
【００２６】
【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積分動作を行っ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、前記積分動作を行う積分器の充電回路と放電回路との差分の電流で、積分容量の充放電を行い、前記受信信号を前記キャリア検出レベルでレベル弁別することで、検出すべきキャリア周波数のパルスを検出する検波器を備え、前記積分器は、前記検波器からの出力が予め定める積分基準値以上である時間を積分することで前記キャリア周波数のパルスをグループで検出し、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と共に、前記充電回路は、前記検波器からの出力が与えられる入力差動対に関してバイパス電流源を備え、該バイパス電流源によって定レベルの充電電流を常時発生し、ベースバンド周波数で動作する前記放電回路は、前記積分容量から放電させるべき電流値に前記バイパス電流源の電流値を加えた電流容量を有することを特徴とする。
【００２７】
上記の構成によれば、赤外線リモコン受信機などに搭載されるキャリア検出回路において、受信信号に基づいて積分器が積分動作を行っ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構成では、前記受信信号を前記キャリア検出レベルでレベル弁別することでキャリアに重畳されるノイズを除去した後、その弁別結果を積分して、前記キャリア検出レベルを作成するにあたって、通常、積分容量の充放電は、前記弁別結果に対応した充電または放電の一方のみか、常時定レベルの放電を行っている状態で、前記弁別結果に対応した充電を行うかであるのを、本発明では、常時充電と放電との両方を行い、そのレベルを前記弁別結果に対応して変化する。
【００２８】
したがって、前記積分容量を縮小して、集積回路のチップ面積を縮小するにあたって、所望の時定数を確保するためには前記充放電電流を小さくする必要があるのに対して、そのようにしても、前記充電回路および放電回路を流れる動作電流は、それに追従してむやみに小さくする必要はない。これによって、トランジスタを流れる電流を小さくすることによって発生する問題、たとえばトランジスタのインピーダンスの上昇による誤動作、プロセスばらつきや温度依存性の影響が大きくなるといった問題を生じることなく、前記チップ面積を効果的に縮小することができる。
【００３０】
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高速に応答し、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前記積分容量に、前記キャリアの有無に対応して充放電を行う前記充電回路および放電回路のトランジスタには、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、前記積分容量への充放電電流を一層微少電流とすることができる。
【００３２】
上記の構成によれば、前記検波器からの出力が与えられ、前記受信信号の周波数で動作する充電回路の入力差動対は比較的小さい電流値のままで、該入力差動対に関して設けたバイパス電流源が加算分の定レベルの充電電流を発生する。一方、動作周波数がベースバンド周波数の放電回路では、既存回路の電流値を大きくすることで、前記バイパス電流源による加算分の電流も発生する。
【００３３】
したがって、前記のような常時の充放電を具体的に実現することができるとともに、高速動作させる必要のある充電回路の入力差動対は比較的小さい電流値のままとすることができ、低消費電力で実現することもできる。
【００３４】
また、本発明のキャリア検出回路は、受信信号に基づいて積分動作を行っ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、前記積分動作を行う積分器は、充電回路と放電回路とを有し、前記放電回路は、前記キャリア検出レベルに対応した電流を常時放電し、前記充電回路および放電回路を構成するトランジスタのエミッタ面積比によって、充電電流と放電電流との電流値を設定し、前記受信信号を前記キャリア検出レベルでレベル弁別することで、検出すべきキャリア周波数のパルスを検出する検波器を備え、前記積分器は、前記検波器からの出力が予め定める積分基準値以上である時間を積分することで前記キャリア周波数のパルスをグループで検出し、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と共に、前記充電回路は、前記検波器からの出力が与えられる入力差動対に関してバイパス電流源を備え、該バイパス電流源によって定レベルの充電電流を常時発生し、ベースバンド周波数で動作する前記放電回路は、前記積分容量から放電させるべき電流値に前記バイパス電流源の電流値を加えた電流容量を有することを特徴とする。
【００３５】
上記の構成によれば、赤外線リモコン受信機などに搭載されるキャリア検出回路において、受信信号に基づいて積分器が積分動作を行っ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構成では、前記受信信号を前記キャリア検出レベルでレベル弁別することでキャリアに重畳されるノイズを除去した後、その弁別結果を積分して、前記キャリア検出レベルを作成するにあたって、積分容量に対して、放電回路が前記キャリア検出レベルに対応した電流を常時放電し、充電回路が前記弁別結果に対応した充電を行う。そして、本発明では、それらの充電電流と放電電流との電流値を、前記充電回路および放電回路を構成するトランジスタのエミッタ面積比によって設定する。
【００３６】
したがって、前記積分容量を縮小して、集積回路のチップ面積を縮小するにあたって、所望の時定数を確保するためには前記充放電電流を小さくする必要があるのに対して、そのようにしても、前記充電回路および放電回路を流れる動作電流は、それに追従してむやみに小さくする必要はない。これによって、トランジスタを流れる電流を小さくすることによって発生する問題、たとえばトランジスタのインピーダンスの上昇による誤動作、プロセスばらつきや温度依存性の影響が大きくなるといった問題を生じることなく、前記チップ面積を効果的に縮小することができる。
【００３７】
さらにまた、本発明のキャリア検出回路は、前記積分器におけるＰＮＰカレントミラー回路に隣接して、同様のＰＮＰカレントミラー回路から成る光リーク電流補償回路を設けることを特徴とする。
【００３８】
上記の構成によれば、キャリアの検出を、前記赤外線などの光信号から行う場合には、該キャリア検出回路を搭載する光信号受信回路チップには外部からの光が入射する可能性があり、特にＰＮＰトランジスタで発生する寄生フォトダイオードは前記光の影響を受け易いので、ＰＮＰトランジスタから成るカレントミラー回路に関しては、隣接した位置に、同様のＰＮＰカレントミラー回路から成る光リーク電流補償回路を設けることで、正確な充放電電流を作成することができる。
【００３９】
また、本発明のキャリア検出回路は、前記積分容量において、前記充放電電流が与えられる端子とは反対側の端子に、予め定める定電圧を加えるバイアス電圧源を設けることを特徴とする。
【００４０】
上記の構成によれば、積分容量の充放電が行われる側とは反対側の端子にバイアス電圧を与えることによって、電源投入後に必要な電荷量を低減でき、回路が安定するまでの時間を短縮することができる。
【００４１】
したがって、該キャリア検出回路を間欠動作電源で使用する場合に、効果的である。
【００４２】
さらにまた、本発明のキャリア検出回路は、前記バイアス電圧源によるバイアス電圧を、前記受信信号レベルの近傍または等しく設定することを特徴とする。
【００４３】
上記の構成によれば、電源投入から回路が安定するまでの時間を最短にすることができる。
【００４４】
また、本発明の赤外線通信装置は、前記のキャリア検出回路を用いることを特徴とする。
【００４５】
上記の構成によれば、チップ面積を縮小し、コストを削減することができる赤外線通信装置を実現することができる。
【００４６】
さらにまた、本発明の赤外線通信装置は、前記積分器の充放電時定数を、略１００ｍｓｅｃ／０．１Ｖに設定することを特徴とする。
【００４７】
上記の構成によれば、赤外線リモコン受信機として実現される赤外線通信装置において、リモコン送信コードに対して、最適なキャリア検出を行うことができる。
【００４８】
また、本発明の赤外線通信装置は、前記のキャリア検出回路を、信号検出用とＡＧＣ用との２つ用いることを特徴とする。
【００４９】
上記の構成によれば、前記のキャリア検出回路を、信号検出用だけでなく、ＡＧＣ用にも用いることで、外乱蛍光灯特性を向上するＡＧＣ回路も、チップ面積を縮小し、コストを削減することができる。
【００５０】
さらにまた、本発明の赤外線通信装置は、前記ＡＧＣ用のキャリア検出回路の充放電時定数を、前記信号検出用のキャリア検出回路の充放電時定数より大きくすることを特徴とする。
【００５１】
上記の構成によれば、ＡＧＣの不安定によるパルス抜けを回避することができる。
【００５２】
【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３に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
【００５３】
図１は、前記積分器２３として使用される本発明の実施の一形態の積分器４１の具体的構成を示す電気回路図である。この積分器４１は、大略的に、前記積分容量Ｃ２に、充電回路４２と、放電回路４３とを備えて構成される。
【００５４】
充電回路４２は、入力差動対を構成するトランジスタＱＮ１，ＱＮ２と、定電流源Ｆ１と、基準電圧源４４と、前記差動対からの出力を取出すトランジスタＱＮ３，ＱＰ１と、カレントミラー回路を構成し、前記トランジスタＱＰ１からの出力電流を折返すトランジスタＱＰ３，ＱＰ４と、前記トランジスタＱＰ４からの出力電流を前記積分容量Ｃ２に注入するトランジスタＱＰ２と、たとえば特開平３−２６２１５３号公報等で示されるのと同様の光リーク電流補償回路を構成するトランジスタＱＰ５，ＱＰ６と、本実施の形態で追加される定電流源Ｆ４とを備えて構成されている。
【００５５】
放電回路４３は、差動対を構成するトランジスタＱＮ４，ＱＮ５と、定電流源Ｆ２，Ｆ３と、カレントミラー回路を構成し、前記トランジスタＱＮ４からの出力電流を折返すトランジスタＱＰ７，ＱＰ８と、前記トランジスタＱＰ８，ＱＮ５からの出力を前記キャリア検出レベルＤｅｔとして出力するトランジスタＱＮ６と、光リーク電流補償用のトランジスタＱＰ５，ＱＰ６とを備えて構成されている。
【００５６】
上述のように構成される積分器４１において、注目すべきは、入力差動対に関してバイパス電流源となる定電流源Ｆ４を設け、定電流源Ｆ１，Ｆ２による前記差動対での動作電流Ｉ１，Ｉ２に対して、積分容量Ｃ２への充放電電流Ｉｃｊ，Ｉｃｆを縮小することである。すなわち、通常、積分容量Ｃ２の充放電は、前記検波器２２の出力Ｄｅｔｔに対応した充電または放電の一方のみか、放電回路が常時定レベルの放電を行っている状態で、充電回路が前記出力Ｄｅｔｔに対応した充電を行うかであるのを、本積分器４１では、前記充放電電流Ｉｃｊ，Ｉｃｆを、前記入力差動対の動作電流Ｉ１および前記バイパス電流源を流れる電流Ｉ４の和と、前記差動対の動作電流Ｉ２との差で設定する。
【００５７】
したがって、前記容量Ｃ１の充電電圧、すなわち前記検波器２２の出力Ｄｅｔｔが、前記基準電圧源４４からの前記基準電圧Ｖｆよりも低い場合、トランジスタＱＮ２はＯＮとなり、前記動作電流Ｉ１と、常時流れている前記定電流源Ｆ４によるバイパス電流Ｉ４とは、トランジスタＱＮ３，ＱＰ１，ＱＰ３，ＱＰ４，ＱＰ２を介して、トランジスタＱＰ２のベース電流で前記積分容量Ｃ２に流れ込む。一方、常時流れている前記定電流源Ｆ２による動作電流Ｉ２は、トランジスタＱＮ４のベース電流で積分容量Ｃ２から流れ出す。したがって、積分容量Ｃ２は、充電回路４２から流れ込む電流と、放電回路４３へ流れ出す電流との差分の電流で充電されることになり、その充電電流Ｉｃｊは、トランジスタＱＮ３，ＱＮ４の電流増幅率をｈｆｅ（ＱＮ３），ｈｆｅ（ＱＮ４）とすると、
Ｉｃｊ＝（Ｉ１＋Ｉ４）／ｈｆｅ（ＱＮ３）−Ｉ２／ｈｆｅ（ＱＮ４）…（５）
となる。
【００５８】
これに対して、前記出力Ｄｅｔｔが前記基準電圧Ｖｆよりも高い場合、トランジスタＱＮ２はＯＦＦとなるけども、定電流源Ｆ４によるバイパス電流Ｉ４が流れており、前記積分容量Ｃ２の放電電流Ｉｃｆは、放電回路４３へ流れ出す電流と、トランジスタＱＮ３，ＱＰ１，ＱＰ３，ＱＰ４，ＱＰ２を介して前記充電回路４２から流れ込む電流との差分の電流となる。したがって、
Ｉｃｆ＝−Ｉ４／ｈｆｅ（ＱＮ３）＋Ｉ２／ｈｆｅ（ＱＮ４） …（６）
となる。
【００５９】
したがって、動作電流Ｉ２を前記動作電流ｉ２よりも余裕のある７０ｎＡとし、Ｉ１＝１５ｎＡ、ｈｆｅ（ＱＮ）＝１５０としても、Ｉ４＝２７．５ｎＡとすると、Ｉｃｊ＝５０ｐＡ、Ｉｃｆ＝５０ｐＡとなり、Ｃ２＝５０ｐＦとすると、充放電時定数は、１００ｍｓｅｃ／０．１Ｖと、前記積分器３１と同じ値を確保することができる。
【００６０】
したがって、前記積分容量Ｃ２を縮小して、集積回路のチップ面積を縮小するにあたって、所望の時定数を確保するためには前記充放電電流Ｉｃｊ，Ｉｃｆを小さくする必要があるのに対して、そのようにしても、差動対を構成するトランジスタＱＮ１，ＱＮ２；ＱＮ４，ＱＮ５を流れる動作電流Ｉ１，Ｉ２は、バイパス電流源Ｆ４の作用で、それに追従してむやみに小さくする必要はない。これによって、前記トランジスタＱＮ１，ＱＮ２；ＱＮ４，ＱＮ５を流れる電流を小さくすることによって発生する問題、たとえばトランジスタのインピーダンスの上昇による誤動作、プロセスばらつきや温度依存性の影響が大きくなるといった問題を生じることなく、前記チップ面積を効果的に縮小することができる。
【００６１】
なお、前記積分容量Ｃ２の容量値は、Ｉ１，Ｉ２，Ｉ４の値によっては、前記５０ｐＦよりも削減可能である。
【００６２】
また、前記検波器２２が、受信信号Ｓｉｇを前記キャリア検出レベルＤｉｔでレベル弁別することで、検出すべきキャリア周波数のパルスを検出し、前記積分器４１は、前記検波器２２からの出力Ｄｉｔｔが予め定める積分基準値Ｖｆ以上である時間を積分することで前記キャリア周波数のパルスをグループで検出し、その積分出力を前記キャリア検出レベルＤｉｔとして出力する。
【００６３】
したがって、キャリアに重畳されるノイズに対しては検波器２２が高速に応答し、積分器４１によって作成されるキャリア検出レベルＤｉｔを上昇させる。一方、前記積分器４１において、キャリア検出レベルＤｉｔを出力する前記積分容量Ｃ２に、前記キャリアの有無に対応して充放電を行う前記充電回路４２および放電回路４３のトランジスタには、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、前記積分容量Ｃ２への充放電電流Ｉｃｊ，Ｉｃｆを一層微少電流とすることができる。
【００６４】
さらにまた、前記のように充電回路４２からの電流と放電回路４３からの電流との差分で充放電を行うにあたって、前記充電回路４２には、前記検波器２２からの出力Ｄｉｔｔが与えられる入力差動対に関して、常時定レベルの充電電流を発生するバイパス電流源Ｆ４を設け、前記受信信号Ｓｉｇの周波数で動作する該入力差動対は比較的小さい電流値Ｉ１のままで、バイパス電流源Ｆ４が加算分の定レベルの充電電流Ｉ４を発生する。一方、ベースバンド周波数で動作する前記放電回路４３では、既存回路の電流値を、前記積分容量Ｃ２から放電させるべき電流値に前記バイパス電流源Ｆ４の電流値Ｉ４を加えた大きな値に設定する。
【００６５】
したがって、前記のような常時の充放電を具体的に実現することができるとともに、高速動作させる必要のある充電回路４２の入力差動対は比較的小さい電流値Ｉ１のままとすることができ、低消費電力で実現することもできる。
【００６６】
また、前記積分器４１には、トランジスタＱＰ３，ＱＰ４；ＱＰ７，ＱＰ８によるＰＮＰカレントミラー回路に隣接して、トランジスタＱＰ５，ＱＰ６；ＱＰ９，ＱＰ１０による同様のＰＮＰカレントミラー回路から成る光リーク電流補償回路を設けている。
【００６７】
ここで、図２にはラテラルＰＮＰトランジスタ５１の構造を模式的に示し、図３にはその等価回路図を示す。Ｐ型のサブストレート層５２上にＮ型エピタキシャル層５３が積層され、そのＮ型エピタキシャル層５３がトレンチ５４によって分離されて各素子領域となる。そして、集積回路の構造上、ベース拡散領域となる前記Ｎ型エピタキシャル層５３とサブストレート層５２との間に寄生フォトダイオード５５が発生し、該寄生フォトダイオード５５がＰＮＰトランジスタ５１のベース端子とサブストレート層５２（接地）との間に接続されることになる。
【００６８】
したがって、光入射によって、図３で示すようにＮ型エピタキシャル層５３からサブストレート層５２へ光電流Ｉｐｄが生じると、該光電流ＩｐｄはＰＮＰトランジスタ５１のベース電流Ｉｂとして作用し、回路の特性に多大な影響を与える。この光電流Ｉｐｄは、入射光量に対応して増加するので、前記フォトダイオード２と近接して配置される場合に大きくなり、またＮ型エピタキシャル層５３の面積に対応して増加するので、該ＰＮＰトランジスタ５１の電流容量が大きくなる程、大きくなる。
【００６９】
したがって、特に光の影響を受け易いＰＮＰトランジスタから成るカレントミラー回路において、低電流で使用する場合、隣接した位置に、同様のＰＮＰカレントミラー回路から成る光リーク電流補償回路を設けることで、正確な充放電電流を作成することができる。なお、この手法は、たとえば特開平３−２６２１５３号公報等に詳しく記載されている。
【００７０】
さらにまた、前記積分器４１では、充放電時定数を、１００ｍｓｅｃ／０．１Ｖとなるように設計している。したがって、リモコン送信コードは各社様々であるが、前述のように一般的に５０〜１５０ｍｓｅｃ程度であるので、前記リモコン送信コードに対して、最適なキャリア検出を行うことができる。
【００７１】
本発明の実施の他の形態について、図４に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
【００７２】
図４は、前記積分器２３として使用される本発明の実施の他の形態の積分器６１の具体的構成を示す電気回路図である。この積分器６１は、前述の積分器４１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。この積分器６１は、前述の積分器４１から、定電流源Ｆ４を除いた、したがって前述の積分器３１と同様の回路構成を有しているけれども、注目すべきは、一部のトランジスタのエミッタ面積が異なることである。その異なる面積のトランジスタには、図１の参照符号に、添字ａを付して示す。
【００７３】
すなわち、充電回路６２では、カレントミラー回路を構成するトランジスタＱＰ３ａ，ＱＰ４ａのエミッタ面積比がｍ：１に形成される。また、放電回路６３では、差動対を構成するトランジスタＱＮ４，ＱＮ５のエミッタ面積比が１：ｎに形成されるとともに、カレントミラー回路を構成するトランジスタＱＰ７ａ，ＱＰ８ａのエミッタ面積比も１：ｎに形成される。
【００７４】
したがって、前記検波器２２の出力Ｄｅｔｔが、前記基準電圧Ｖｆよりも低い場合、積分容量Ｃ２への充電電流Ｉｃｊは、
Ｉｃｊ＝Ｉ１／ｍ／ｈｆｅ（ＱＮ３）−Ｉ２／（ｎ＋１）／ｈｆｅ（ＱＮ４）…（７）
となる。
【００７５】
これに対して、前記出力Ｄｅｔｔが前記基準電圧Ｖｆよりも高い場合、前記積分容量Ｃ２の放電電流Ｉｃｆは、
Ｉｃｆ＝Ｉ２／（ｎ＋１）／ｈｆｅ（ＱＮ４） …（８）
となる。
【００７６】
したがって、一般的な値として、Ｉ１＝４５ｎＡ、Ｉ２＝４５ｎＡ、ｈｆｅ（ＱＮ）＝１５０、Ｃ２＝５０ｐＦ、ｍ＝３、ｎ＝５とすると、Ｉｃｊ＝５０ｐＡ、Ｉｃｆ＝５０ｐＡとなり、充放電時定数は、１００ｍｓｅｃ／０．１Ｖとなる。このとき、充放電電流比（Ｉｃｊ／Ｉｃｆ）は１となり、送信コードのデューティ比が５０％の信号まで受信可能となる。
【００７７】
この場合、Ｉ２＝４５ｎＡ、ｎ＝５から、トランジスタＱＮ４のコレクタ電流は７．５ｎＡとなり、前記１０ｎＡ以下の低電流となるが、積分器全体では電流値が大きいので、放電回路６３全体でのインピーダンスの上昇は小さく、問題にはならない。
【００７８】
なお、前記積分容量Ｃ２の容量値は、Ｉ１，Ｉ２，ｍ，ｎの値によっては、前記５０ｐＦよりも削減可能である。
【００７９】
このようにしてもまた、前記積分容量Ｃ２を縮小し、集積回路のチップ面積を縮小するにあたって、トランジスタを流れる電流を小さくすることによる問題が生じることはない。
【００８０】
本発明の実施のさらに他の形態について、図５および図６に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
【００８１】
図５は、本発明の実施のさらに他の形態のキャリア検出回路７０の一構成例を示す等価回路図である。このキャリア検出回路７０は、前述の図１１で示すキャリア検出回路２０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は、検波回路７１と、図示しない前記積分回路９およびヒステリシスコンパレータ１０とから構成されている。前記検波回路７１は、前記検波器２２と、積分器７３とを備えて構成されている。
【００８２】
注目すべきは、このキャリア検出回路７０では、積分器７３の前記積分容量Ｃ２において、前記充放電電流が与えられる端子とは反対側の端子に、予め定める定電圧Ｖ１を加えるバイアス電圧源７４を設けていることである。ここで、図６に、キャリア検出回路の電源として、間欠動作する電源を用いた場合、すなわち赤外線リモコンの受信機において、低消費電力化のために間欠受信する場合の動作波形を示す。図６（ａ）が前記図１１で示すキャリア検出回路２０によるものであり、図６（ｂ）がこのキャリア検出回路７０によるものである。
【００８３】
図６（ａ）で示すように、前記キャリア検出回路２０では、電源遮断によって積分容量Ｃ２の電荷が抜けてしまうと、電源投入後に、その大きな容量が規定のキャリア検出レベルＤｅｔに充電されるまでの期間（１００〜３００ｍｓｅｃ）は、正常に動作できなくなる。したがって、このように回路の安定に時間を浪費すると、前記間欠受信の受信期間において、実際にリモコンコードの受信を行う時間が短くなり、正常に受信できない。
【００８４】
これに対して、図６（ｂ）で示すように、本発明のキャリア検出回路７０では、電源遮断によって積分容量Ｃ２の電荷が抜けてしまっても、前記バイアス電圧Ｖ１によって、前記キャリア検出レベルＤｅｔは規定のレベルに速やかに立ち上がり、間欠受信の受信期間において、多くの時間をリモコンコードの受信に使用することができる。したがって、該キャリア検出回路７０は、間欠動作電源で使用する場合に、効果的である。
【００８５】
ここで、近年、省エネルギ化の要望は強く、リモコンの待機電源を間欠動作で使用する場合がある。その場合、前述の図６（ａ）で示すように、キャリア検出回路の充放電時定数が大きいと、電源投入後に回路が安定になるまで時間がかかるので、それまで正常に受信できなくなってしまう。一方、前記充放電時定数を増大（１００ｍｓｅｃ以上）することで、キャリア検出レベルＤｅｔは、リモコン送信コードに対して、安定にキャリア検出を行えるようになる。したがって、前記キャリア検出回路７０を用いることで、安定にキャリア検出を行える充分な充放電時定数を確保しつつも、前述の図６（ｂ）で示すように、電源投入から前記キャリア検出レベルＤｅｔを速やかに立ち上げることができ、正常に受信を行うことができる。
【００８６】
また、前記バイアス電圧Ｖ１は、前記バンドパスフィルタ５の出力Ｓｉｇ（受信信号）のレベルの近傍または等しく設定するのが好ましい。そのように設定することによって、電源投入から回路が安定するまでの時間を最短にすることができる。
【００８７】
本発明の実施の他の形態について、図７および図８に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
【００８８】
図７は、本発明の実施の他の形態の赤外線リモコン受信機８１の電気的構成を示すブロック図である。この受信機８１は、前述の図９で示す受信機１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。注目すべきは、この受信機８１では、前記の積分器４１，６１を含むキャリア検出回路２０や、前記のキャリア検出回路７０を搭載する受信信号用の前記検波回路８とともに、ＡＧＣ（Auto Gain Control)用の検波回路８２を備え、その検波回路８２にも、前記の積分器４１，６１を搭載していることである。前記検波回路８２は、前記バンドパスフィルタ５の出力Ｓｉｇのノイズピークを検出し、その検出結果に応答して、ＡＧＣ回路８３が、前記２段目アンプ５および３段目アンプ６のゲインを制御する。
【００８９】
家庭用のインバータ蛍光灯からの放射光には、前記３０〜６０ｋＨｚの前記赤外線リモコンのキャリア成分が含まれており、受信機の周囲にインバータ蛍光灯が存在すると、受信機はそのインバータ蛍光灯のノイズ成分を検出し、誤動作したり、最悪の場合、送信信号を正確に受信できないといった問題がある。このため、前記ＡＧＣ用の検波回路８２を設け、ＡＧＣ回路８３でゲインコントロールを行うことで、外乱蛍光灯ノイズに対する特性を向上することができる。
【００９０】
しかしながら、ＡＧＣ回路８３でゲインコントロールを行う場合、上述のようにＡＧＣ用のキャリア検出回路を信号検出用とは別に設ける必要があり、１００ｐＦもの容量を備えた回路をもう１段追加することは、チップサイズが大きくなり、コストの増大につながる。そこで、ＡＧＣ用の検波回路８２にも、受信信号用の前記検波回路８と同様に積分器４１，６１を設けることで、チップ面積の抑制によってコストを抑制しつつ、外乱蛍光灯特性との両立を可能にすることができる。
【００９１】
また、前記ＡＧＣ用の検波回路８２におけるキャリア検出回路は、受信信号用の前記検波回路８のキャリア検出回路に比べて、充放電時定数を大きくすることが望ましい。これを、図８を用いて説明する。図８（ａ）は、ＡＧＣ用の検波回路８２の充放電時定数が受信信号用の検波回路８の充放電時定数よりも小さい場合の波形を示し、図８（ｂ）は、上述のようにＡＧＣ用の検波回路８２の充放電時定数が受信信号用の検波回路８の充放電時定数よりも大きい場合の波形を示す。
【００９２】
一般的に、前記キャリア検出レベルＤｅｔに対しては、前記検波回路８のキャリア検出回路は、外乱蛍光灯特性を向上するために、急速充電回路を備えている。したがって、参照符γ１１，γ２１で示す前記バンドパスフィルタ５の出力Ｓｉｇに追従して、参照符γ１２，γ２２で示す該キャリア検出レベルＤｅｔは、速やかに立ち上がる。このキャリア検出レベルＤｅｔによって、前記出力Ｓｉｇはレベル弁別され、前記積分回路９およびヒステリシスコンパレータ１０によって波形整形されると、前記弁別結果のパルスをグループで検出した参照符γ１３，γ２３で示すベースバンド信号（出力信号Ｄｏｕｔ）を得ることができる。
【００９３】
一方、ＡＧＣ用の検波回路８２の充放電時定数が、図８（ａ）で示す受信信号用の検波回路８の充放電時定数よりも小さい場合は、参照符γ１４で示すように、前記参照符γ１１で示すバンドパスフィルタ５の出力Ｓｉｇに速やかに追従して該ＡＧＣ電圧が立ち上がり、これによって前記２段目アンプ５および３段目アンプ６のゲインが抑制され、参照符γ３で示すように、前記出力Ｓｉｇの振幅レベルも急速に小さくなってゆく。したがって、前記キャリア検出レベルＤｅｔで前記出力Ｓｉｇをレベル弁別してもパルスが検出されず、ヒステリシスコンパレータ１０によって波形整形されると、前記ベースバンド信号にパルス抜けが生じてしまうことになる。
【００９４】
これに対して、ＡＧＣ用の検波回路８２の充放電時定数が、図８（ｂ）で示す受信信号用の検波回路８の充放電時定数よりも大きい場合は、参照符γ２４で示すように、前記参照符γ２１で示すバンドパスフィルタ５の出力Ｓｉｇに緩やかに追従して該ＡＧＣ電圧が立ち上がり、これによって前記２段目アンプ５および３段目アンプ６のゲインも比較的高いままで維持され、前記出力Ｓｉｇの振幅レベルは充分なレベルに維持される。したがって、前記キャリア検出レベルＤｅｔで前記出力Ｓｉｇをレベル弁別すると、継続してパルスが検出され、ヒステリシスコンパレータ１０によって波形整形されると、連続したベースバンド信号を得ることができる。このようにして、ＡＧＣ動作の不安定によるパルス抜けを回避することができる。
【００９５】
【発明の効果】
本発明のキャリア検出回路は、以上のように、赤外線リモコン受信機などに搭載されるキャリア検出回路において、受信信号に基づいて積分器が積分動作を行っ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構成では、前記受信信号を前記キャリア検出レベルでレベル弁別することでキャリアに重畳されるノイズを除去した後、その弁別結果を積分して、前記キャリア検出レベルを作成するにあたって、通常、積分容量の充放電は、前記弁別結果に対応した充電または放電の一方のみか、常時定レベルの放電を行っている状態で、前記弁別結果に対応した充電を行うかであるのを、本発明では、常時充電と放電との両方を行い、そのレベルを前記弁別結果に対応して変化する。
【００９６】
それゆえ、前記積分容量を縮小して、集積回路のチップ面積を縮小するにあたって、所望の時定数を確保するためには前記充放電電流を小さくする必要があるのに対して、そのようにしても、前記充電回路および放電回路を流れる動作電流を、それに追従してむやみに小さくする必要はなくなり、トランジスタを流れる電流を小さくすることによって発生する問題を生じることなく、前記チップ面積を効果的に縮小することができる。
【００９７】
また、本発明のキャリア検出回路は、以上のように、前記受信信号を前記キャリア検出レベルでレベル弁別することで、検出すべきキャリア周波数のパルスを検出する検波器を備え、前記積分器は、前記検波器からの出力が予め定める積分基準値以上である時間を積分することで前記キャリア周波数のパルスをグループで検出し、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。
【００９８】
それゆえ、キャリアに重畳されるノイズに対しては検波器が高速に応答し、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のに対して、前記積分器では、キャリア検出レベルを出力する前記積分容量に、前記キャリアの有無に対応して充放電を行う前記充電回路および放電回路のトランジスタには、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、前記積分容量への充放電電流を一層微少電流とすることができる。
【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、前記検波器からの出力が与えられ、前記受信信号の周波数で動作する充電回路の入力差動対は比較的小さい電流値のままで、該入力差動対に関して設けたバイパス電流源が加算分の定レベルの充電電流を発生し、これに対して動作周波数がベースバンド周波数の放電回路では、既存回路の電流値を大きくすることで、前記バイパス電流源による加算分の電流も発生する。
【０１００】
それゆえ、前記のような常時の充放電を具体的に実現することができるとともに、高速動作させる必要のある充電回路の入力差動対は比較的小さい電流値のままとすることができ、低消費電力で実現することもできる。
【０１０１】
また、本発明のキャリア検出回路は、以上のように、赤外線リモコン受信機などに搭載されるキャリア検出回路において、受信信号に基づいて積分器が積分動作を行っ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構成では、前記受信信号を前記キャリア検出レベルでレベル弁別することでキャリアに重畳されるノイズを除去した後、その弁別結果を積分して、前記キャリア検出レベルを作成するにあたって、積分容量に対して、放電回路が前記キャリア検出レベルに対応した電流を常時放電し、充電回路が前記弁別結果に対応した充電を行うとともに、それらの充電電流と放電電流との電流値を、前記充電回路および放電回路を構成するトランジスタのエミッタ面積比によって設定する。
【０１０２】
それゆえ、前記積分容量を縮小して、集積回路のチップ面積を縮小するにあたって、所望の時定数を確保するためには前記充放電電流を小さくする必要があるのに対して、そのようにしても、前記充電回路および放電回路を流れる動作電流を、それに追従してむやみに小さくする必要はなくなり、トランジスタを流れる電流を小さくすることによって発生する問題を生じることなく、前記チップ面積を効果的に縮小することができる。
【０１０３】
さらにまた、本発明のキャリア検出回路は、以上のように、前記積分器におけるＰＮＰカレントミラー回路に隣接して、同様のＰＮＰカレントミラー回路から成る光リーク電流補償回路を設ける。
【０１０４】
それゆえ、ＰＮＰカレントミラー回路の光リーク電流の影響を補償して、正確な充放電電流を作成することができる。
【０１０５】
また、本発明のキャリア検出回路は、以上のように、前記積分容量において、前記充放電電流が与えられる端子とは反対側の端子に、バイアス電圧源から予め定めるバイアス電圧を与えることによって、電源投入後に必要な電荷量を低減し、回路が安定するまでの時間を短縮する。
【０１０６】
それゆえ、該キャリア検出回路を間欠動作電源で使用する場合に、効果的である。
【０１０７】
さらにまた、本発明のキャリア検出回路は、以上のように、前記バイアス電圧源によるバイアス電圧を、前記受信信号レベルの近傍または等しく設定する。
【０１０８】
それゆえ、電源投入から回路が安定するまでの時間を最短にすることができる。
【０１０９】
また、本発明の赤外線通信装置は、以上のように、前記のキャリア検出回路を用いる。
【０１１０】
それゆえ、チップ面積を縮小し、コストを削減することができる赤外線通信装置を実現することができる。
【０１１１】
さらにまた、本発明の赤外線通信装置は、以上のように、前記積分器の充放電時定数を、略１００ｍｓｅｃ／０．１Ｖに設定する。
【０１１２】
それゆえ、赤外線リモコン受信機として実現される赤外線通信装置において、リモコン送信コードに対して、最適なキャリア検出を行うことができる。
【０１１３】
また、本発明の赤外線通信装置は、以上のように、前記のキャリア検出回路を、信号検出用だけでなく、ＡＧＣ用にも用いる。
【０１１４】
それゆえ、外乱蛍光灯特性を向上するＡＧＣ回路も、チップ面積を縮小し、コストを削減することができる。
【０１１５】
さらにまた、本発明の赤外線通信装置は、以上のように、前記ＡＧＣ用のキャリア検出回路の充放電時定数を、前記信号検出用のキャリア検出回路の充放電時定数より大きくする。
【０１１６】
それゆえ、ＡＧＣの不安定によるパルス抜けを回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態のキャリア検出回路における積分器の具体的構成を示す電気回路図である。
【図２】ラテラルＰＮＰトランジスタの構造を模式的に示す図である。
【図３】図２の等価回路図である。
【図４】本発明の実施の他の形態のキャリア検出回路における積分器の具体的構成を示す電気回路図である。
【図５】本発明の実施のさらに他の形態のキャリア検出回路の一構成例を示す等価回路図である。
【図６】図５で示すキャリア検出回路の電源として、間欠動作する電源を用いた場合の動作を示す波形図である。
【図７】本発明の実施の他の形態の赤外線リモコンの受信機の電気的構成を示すブロック図である。
【図８】図７で示す受信機において、ＡＧＣ用の検波回路の充放電時定数の違いによる動作を説明するための波形図である。
【図９】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１０】図９で示す受信機の各部の波形図である。
【図１１】図９で示す受信機におけるキャリア検出回路の一構成例を示す等価回路図である。
【図１２】図１１で示す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１３】前記図１１で示すキャリア検出回路の積分器として使用される典型的な従来技術の積分器の具体的構成を示す電気回路図である。
【符号の説明】
１ 赤外線リモコン受信機
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 受信信号用検波回路
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
２０，７０ キャリア検出回路
２１，７１ 検波回路
２２ 検波器
２３，７３ 積分器
２４ 高速増幅器
２５ 定電流源
２６ アンプ
４１，６１ 積分器
４２，６２ 充電回路
４３，６３ 放電回路
４４ 基準電圧源
５１ ラテラルＰＮＰトランジスタ
５２ Ｐ型のサブストレート層
５３ Ｎ型エピタキシャル層
５４ トレンチ
５５ 寄生フォトダイオード
７４ バイアス電圧源
８２ ＡＧＣ用の検波回路
８３ ＡＧＣ回路
Ｃ１ 容量
Ｃ２ 積分容量
Ｄ１ ダイオード
Ｆ１〜Ｆ４ 定電流源
ＱＮ１〜ＱＮ６ トランジスタ
ＱＮ４ａ，ＱＮ５ａ トランジスタ
ＱＰ１，ＱＰ２ トランジスタ
ＱＰ３，ＱＰ４；ＱＰ７，ＱＰ８ トランジスタ（カレントミラー回路）
ＱＰ５，ＱＰ６；ＱＰ９，ＱＰ１０ トランジスタ（光リーク電流補償回路）
ＱＰ３ａ，ＱＰ４ａ；ＱＰ７ａ，ＱＰ８ａトランジスタ（カレントミラー回路）
Claims (9)
- 受信信号に基づいて積分動作を行っ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、
前記積分動作を行う積分器の充電回路と放電回路との差分の電流で、積分容量の充放電を行い、
前記受信信号を前記キャリア検出レベルでレベル弁別することで、検出すべきキャリア周波数のパルスを検出する検波器を備え、
前記積分器は、前記検波器からの出力が予め定める積分基準値以上である時間を積分することで前記キャリア周波数のパルスをグループで検出し、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と共に、
前記充電回路は、前記検波器からの出力が与えられる入力差動対に関してバイパス電流源を備え、該バイパス電流源によって定レベルの充電電流を常時発生し、
ベースバンド周波数で動作する前記放電回路は、前記積分容量から放電させるべき電流値に前記バイパス電流源の電流値を加えた電流容量を有することを特徴とするキャリア検出回路。 - 受信信号に基づいて積分動作を行っ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、
前記積分動作を行う積分器は、充電回路と放電回路とを有し、
前記放電回路は、前記キャリア検出レベルに対応した電流を常時放電し、
前記充電回路および放電回路を構成するトランジスタのエミッタ面積比によって、充電電流と放電電流との電流値を設定し、
前記受信信号を前記キャリア検出レベルでレベル弁別することで、検出すべきキャリア周波数のパルスを検出する検波器を備え、
前記積分器は、前記検波器からの出力が予め定める積分基準値以上である時間を積分することで前記キャリア周波数のパルスをグループで検出し、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と共に、
前記充電回路は、前記検波器からの出力が与えられる入力差動対に関してバイパス電流源を備え、該バイパス電流源によって定レベルの充電電流を常時発生し、
ベースバンド周波数で動作する前記放電回路は、前記積分容量から放電させるべき電流値に前記バイパス電流源の電流値を加えた電流容量を有することを特徴とするキャリア検出回路。 - 前記積分器におけるＰＮＰカレントミラー回路に隣接して、同様のＰＮＰカレントミラー回路から成る光リーク電流補償回路を設けることを特徴とする請求項１または２に記載のキャリア検出回路。
- 前記積分容量において、前記充放電電流が与えられる端子とは反対側の端子に、予め定める定電圧を加えるバイアス電圧源を設けることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のキャリア検出回路。
- 前記バイアス電圧源によるバイアス電圧を、前記受信信号レベルの近傍または等しく設定することを特徴とする請求項４記載のキャリア検出回路。
- 前記請求項１〜５の何れか１項に記載のキャリア検出回路を用いることを特徴とする赤外線通信装置。
- 前記積分器の充放電時定数を、略１００ｍｓｅｃ／０．１Ｖに設定することを特徴とする請求項６記載の赤外線通信装置。
- 前記請求項１〜５の何れか１項に記載のキャリア検出回路を、信号検出用とＡＧＣ用との２つ用いることを特徴とする赤外線通信装置。
- 前記ＡＧＣ用のキャリア検出回路の充放電時定数を、前記信号検出用のキャリア検出回路の充放電時定数より大きくすることを特徴とする請求項８記載の赤外線通信装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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