专利名称：波形整形电路和使用它的红外线数据通信装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用预定的阈值对输入信号进行电平辨别，并对矩形波脉冲进行整形的波形整形电路和使用它进行红外线数据通信的携带信息终端等的装置。
图7表示典型的以往技术的红外线数据接收电路1的概略结构的方框图。这种红外线数据接收电路1，是安装在携带信息终端等上，用于接收对应于IrDA(红外线数据通信协会)1.0规格的红外线数据的电路。
在光电二极管2的阴极侧上施加电源电压Vcc，这种光电二极管2将对应于受光的红外线的强度的光电流从阳极输出到前置放大器3中。前置放大器3对前述光电流进行电流-电压变换，并通过耦合电容4，将其输出，输入到放大电路5的同相输入端中。该放大电路5的反向输入端通过耦合电容6接地，并分别通过负载电阻7、8，将前述同相输入端及其反向输入端保持在放大电路5规定的直流输入电平上。
放大电路5产生的信号电压Vsig直接输入到进行波形整形的比较器11的反向输入端上的同时，输入到第1级的低通滤波器12中。通过缓冲器13，低通滤波器12的输出，输入到第2级的低通滤波器14中。低通滤波器14由包括电容器15的积分电路等实现，并且这种低通滤波器12、14对前述信号电压Vsig进行积分，求得其平均值Vav，并作为阈值电压Vth输出至前述比较器11的同相输入端上。当前述信号电压Vsig在阈值电压Vth以上时，比较器11使对输出端16的输出信号Vo成为低电平。
因此，设单位周期为T，当脉冲占空比为T/4时，在脉冲的峰值为Vp的场合，前述阈值电压Vth为Vp/4，如图8(a)→8(b)…→8(e)所示，信号电压Vsig越高，该阈值电压也越上升。这样，用该阈值电压Vth作为辨别电平作成的矩形波脉冲的脉冲宽度，其结构通常几乎是固定的。
在这样构成的红外线数据接收电路1中，如果通信极限距离例如为1(m)，则在其通信极限距离的光电二极管2的输出电流大约是百(nA)，与此相对，在近距离通信时，前述输出电流大约是数十(mA)，这样，就要求该红外线数据接收电路1有近一百(dB)的动态范围。
当红外光通过光纤传送时，光电二极管2不需要太高的灵敏度，因此，脉冲的上升沿和下降沿迅速，与此相对，在空间传送前述红外光的场合，该光电二极管2必需有高灵敏度、在强输入时光电流的下降沿变慢、拉长尾部之类的问题。也就是说，前述光电流波形在中距离通信时为图9(a)所示的波形，与此相对，在近距离通信时为图9(b)所示，有下降沿变纯的问题。
因此，如前所述，不管输入的红外光的强度如何将比较器11的阈值电压Vth做成来自放大电路5的信号电压Vsig的平均值Vav时，在近距离通信时输出信号Vo的脉冲宽度比实际的脉冲宽度要大。这样，通信距离不同，输出脉冲会产生大的误差，有对通信距离产生限制的问题。
这一点，在前述IrDA1.0方式中，最大数据传输速度是115(kbps)，而且当单位周期为T时，因发送脉冲宽度是3T/16，所以即使由于前述脉冲尾部拉长的影响扩大到约3倍以上，也能再生发送脉冲。
但是，在
图10所示的IrDA1.0的规格中，最大数据传送速度是4(Mbps)，使用4值脉冲位置调制(Pulse Position Modulation)PPM，并要求输出脉冲宽度高精度。因此，前述的红外线数据接收电路1存在不能适用的问题。
图11表示另一种以往技术的红外线数据接收电路21的方框图。这种红外线数据接收电路21与前述的红外线数据接收电路1类似，在相对应的部分上附以相同的标号并省略其说明。在这种红外线数据接收电路21中，将来自放大电路5的信号电压Vsig输入到电平检测电路22中，并检测其峰值Vp。阈值电压发生电路23对应于前述电平检测电路22的检测结果，以比前述峰值电压Vp仅仅低规定电压V1的偏移值Vsft作成前述阈值电压Vth，并输出至比较器11的同相输入端中。
因此，前述阈值电压Vth对应于峰值Vp变动，并如前述红外线数据接收电路1那样，不受强输入时的脉冲尾部拉长的影响，能生成输出信号Vo的脉冲。
但是，在如图11所示的红外线数据接收电路21中，虽然能在近距离通信中再生比较正确的脉冲，但在中长距离的通信中不能确保前述的规定电压V1，有不能作成阈值电压Vth的问题。
因此，作为有效地利用前述的红外线数据接收电路1、21的特点，并加以改进的结构，考虑图12所示的红外线数据接收电路31。这种红外线数据接收电路31也与前述的红外线数据接收电路1、21类似，在对应的部分上附以相同的参照标号。
在这种红外线数据接收电路31中，来自放大电路5的信号电压Vsig在电平偏移电路32中，仅降低了前述规定电压V1、例如300(mV)后，用峰值保持电路33对该峰值Vp进行采样，进而通过缓冲器34将该采样的结果作为偏移值Vsft输入到比较电路35中。
通过第1低通滤波器12和缓冲器13以及第2低通滤波器14和缓冲器40，前述信号电压Vsig作为平均值Vav输入到比较电路35中。比较电路35以前述偏移值Vsft和平均值Vav的高的一方的电平为阈值电压Vth，输出到前述比较器11的同相输入端中。
因此，当信号电压Vsig比较小时，前述阈值电压Vth为前述平均值Vav，如图13(a)、图13(b)、图13(c)，13(d)、图13(e)所示，当该平均值Vav比从峰值减法前述规定值V1后的值还小时，即前述信号电压Vsig比较高时，前述阀值电压Vth为偏移值Vsft。
在前述IrDA1.1方式中，如前述那样，数据传送速度是4(Mbps)，如图10所示，因每个单位周期T的占空比是1/4，所以脉冲宽度是125(nsec)。因此，前述平均值Vav为信号电压Vsig的峰值Vp的1/4。前述阈值电压Vth为从该平均值Vav切换成偏移值Vsft的值h，当前述V1＝300(mV)时，要满足以下关系h/4＝300(mV)…(1)这样，使阈值电压Vth对应于输入信号电平，可去除如图9(b)所示的因光电二极管2输出脉冲尾部拉长而产生的影响，并可以使该阈值电压Vth所辨别并整形的脉冲的脉冲宽度基本保持一定。
在前述的红外线数据接收电路31中，在规定的通信极限距离内，虽然能正确地再现红外线脉冲的脉冲宽度，但在这种红外线数据接收电路31中，在前述保持用电容器38及和低通滤波器14关联设置的积分用电容器15中，必须要有充分的容量、例如200(pF)，在集成电路化时难于形成多个这种大面积的电容器。
本发明的目的是在于提供用简单的结构、对于电平差大的脉冲输入，能正确地输出再现脉冲宽度的波形的波形整形电路和使用它的红外线数据通信装置。
为达到前述目的，本发明的波形整形电路的特征在于以由对应于所述输入信号变化的第1信号的峰值所选择的第1阈值和由所述输入信号的平均值所选择的第2阈值中任一高的一方，对所述输入信号进行电平辨别、并进行波形整形的波形整形电路中，包含求得所述第1信号的峰值的峰值保持电路，和求得所述输入信号的平均值的平均值算出电路；设置所述峰值保持电路的保持用，和所述平均值运算电路的积分用的两方中使用的共用的电容器；所述峰值保持电路和平均值运算电路中，将向所述电容器供给的电流的方向仅限定在第1方向；波形整形电路进一步还包含与所述电容器并联的流过与第1方向相反方向的电流的旁路电路。
在前述结构中，前述峰值保持电路和平均值运算电路中的前述电容器的输出段包含仅供给例如二极管和晶体管等的单个方向的电流的元件，所以仅将第1方向的电流供给前述电容器，并对电容器进行充电。此外，通过与该电容器并联设置的旁路电路，对电容器进行放电。由此，电容器的端电压为前述峰值和平均值的任一高的一方的值。其结果，利用同一个电容器，能同时进行峰值的保持和用于平均值运算的积分这二个工作。
因此，在有选择地使用2个阈值，对电平差大的脉冲输入、能再现正确的脉冲宽度波形的结构中，能共用峰值保持电路的保持用电容器和平均值运算电路的积分用电容器。其结果，能削减作为大型零件的电容器以及2个阈值的比较电路，可简化结构。此外，将多个大容量的电容器集成在集成电路上是非常困难的。因此，削减了电容器个数的前述结构的波形整形电路容易集成在集成电路上，并且非常有效。
另外，在前述结构的基础上，希望波形整形电路进一步包含对前述输入信号进行放大、并导出反向输出和同相输出的放大器，使前述同相输出的电平仅降低规定的值的电平偏移电路，用规定的的比例对前述电平偏移电路的输出和前述反向输出的差分进行分压、作为前述第1信号输出到前述峰值保持电路的分压电路。
采用前述结构，通过例如由分压电阻等构成的分压电路，将同相输出的电平偏移值和反向输出的差分供给到峰值保持电路。因此，能将向前述被分压的输入到峰值保持电路的第1信号的峰值设定成任意的电平。其结果，通过对应于电平偏移量和输入信号的脉冲的占空比等、适当的选择前述分压电路的分压比，能使前述第1信号的峰值基本处在同一电平，例如可在输入信号的脉冲的峰值和平均值之间，设定成1∶0.5的电平。其结果，能进一步减小对输入信号整形而得到的脉冲的脉冲宽度的变动。
此外，希望红外线数据通信装置具备前述各结构的波形整形电路，前述输入信号是通过光电变换将空间传送的红外光变换而得到的信号。
这里，在一般的红外线数据通信装置中，由于受光元件的光电流的后沿尾部的拉长，当受光电平变化时，波形整形后的脉冲宽度有变动的倾向。在空间传送中由于其传送距离不同，受光电平变化大，前述倾向显著地出现。
对此，采用前述结构，通过如前所述那样选择阈值，能忠实地再现传送脉冲波形。因此，本发明很适合实施于红外线数据通信中，能增大传送速度和传送距离的范围。
本发明的其它目的、特征和优点，通过下述说明应很明确。另外，本发明的优点由以下的实施例，用参照附图的下面的说明能充分地理解。
图1表示本发明实施例的红外线数据接收电路的概略结构的方框图。
图2表示图1所示的红外线数据接收电路的具体结构的电气电路图。
图3(a)至图3(c)表示用于说明图1和图2所示的红外线数据接收电路的动作的波形图。
图4表示本发明另一实施例的红外线数据接收电路的概略结构的方框图。
图5表示图4所示的红外线数据接收电路的具体结构的电气电路图。
图6(a)至图6(c)表示用于说明图4和图5所示的红外线数据接收电路的动作的波形图。
图7表示典型的以往技术的红外线数据接收电路的概略结构的方框图。
图8(a)至图8(e)表示用于说明图7所示的红外线数据接收电路的动作的波形图。
图9(a)至图9(b)表示光电二极管的输出电流波形的图。
图10表示用于说明基于IrDA1.1方式的调谐波形的11表示另一种以往技术的红外线数据接收电路的概略结构的方框图。
图12表示还有另一种以往技术的红外线数据接收电路的概略结构的方框图。
图13(a)至图13(e)表示用于说明图12所示的红外线数据接收电路的动作的波形图。
下面，参照附图对本发明的实施例进行说明。
实施例首先，基于图1至图3(c)对一种实施例进行说明。
图1表示本发明一种实施例的红外线数据接收电路51的概略结构的方框图。这种红外线数据接收电路51是安装在携带信息终端等的对应于IrDA1.1规格的红外线数据的接收电路。
在光电二极管52的阴极侧上施加电源电压Vcc，这种光电二极管52将对应于受光的红外线的强度的光电流从阳极输出到前置放大器53中。前置放大器53对前述光电流进行电流-电压变换，并通过耦合电容C1，将其输出，输入到放大电路55的同相输入端中。通过耦合电容C2，将这种放大电路55的反向输入端接地，并分别通过负载电阻R3、R4，将前述同相输入端及其反向输入端保持在放大电路55规定的直流输入电平上。
放大电路55的信号电压Vsig直接输入到进行波形整形的比较器61的反向输入端上的同时，输入到电平偏移电路62和第1级低通滤波器63中。电平偏移电路62使前述信号电压Vsig仅降低一个预定的电平V1、例如300(mv)，并将其偏移值V3供给到差分放大器64的同相输入端。在这种差分放大器64的反向输入端上加上后述的阈值电压Vth，这种差分放大器64通过二极管D2，将对应于前述偏移值V3和阈值电压Vth的差的输出，输出到电容器66中。
另一方面，通过缓冲器67和第2级低通滤波器68，将来自前述低通滤波器63的输出供给到该电容器66上。该电容器66与前述差分放大器64和二极管D2一起构成峰值保持电路，并在具有作为保持用电容器功能的同时，也具有作为前述低通滤波器68的积分用电容器的功能。
因此，电容器66通过缓冲器69，将用电平偏移电路62和差分放大器64得到的前述信号电压Vsig的偏移值Vsft和通过低通滤波器63、68而得到的平均值Vav中的高的一方的值，作为阈值电压Vth输出到前述比较器61的同相输入端和差分放大器64的反向输入端。比较器61将仅在前述信号电压Vsig在阈值Vth以上的期间输出成为低电平的输出信号V0到输出端70上。
图2是具体地表示图1结构的电气电路图。前述放大电路55大致地由包括晶体管Q1、Q2的第1级放大电路71，包括晶体管Q3、Q4的第2级放大电路72，和输出用晶体管Q5构成。将晶体管Q1、Q2的基极分别连接到前述耦合电容器C1、C2上，通过恒定电流源11，将发射极共同地连接到接地电平的电源线73上，并分别通过电阻R5、R6，将集电极连接到前述电源电压Vcc的电源线74上。在晶体管Q1、Q2的集电极间连接电容器C3。因此，来自耦合电容器C1的输入信号V2越高，晶体管Q1、Q2的集电极电位分别越是降低和越是升高。
分别通过晶体缓冲器75、76，将前述晶体管Q1、Q2的集电极连接到晶体管Q3、Q4的基极上。分别通过恒定电流源12、13，将晶体管Q3、Q4的发射极连接到前述电源线73上，同时通过R9相互连接。通过电阻R7、R8和二极管D1，将晶体管Q3、Q4的集电极连接到电源线74上，同时通过电容器C4相互连接。将晶体管Q3的集电极连接到晶体管Q5的基极上，并将该晶体管Q5的集电极连接到前述电源线74上，通过构成电平偏移电路62的电阻R10和恒定电流源14的串联电路，将发射极连接到前述电源线73上。
因此，当前述晶体管Q1、Q2的集电极电位一降低和上升，作为信号电压Vsig的晶体管Q5的发射极电位就上升。而且，该放大电路55以输入信号V2的同相放大输出作为信号电压Vsig输出。
从电阻R10和恒定电流源14的连接点，向差分放大器64输入偏移值V3。前述偏移值V3取从前述信号电压Vsig仅降低前述电平V1(＝R10×14)的值。
差分放大器64大致上由构成电流镜像电路的一对晶体管Q7、Q8，输入用晶体管Q9，和输出用晶体管Q10～Q12构成。
将来自前述电平偏移电路62的偏移值V3供给到晶体管Q9的基极，并将该晶体管Q9的集电极连接到晶体管Q7的集电极和基极以及晶体管Q8的基极上。将晶体管Q7、Q8的发射极连接到前述电源线74上，晶体管Q8的集电极连接到与前述晶体管Q9成对的晶体管Q10的集电极上。通过恒定电流源16，将晶体管Q9、Q10的发射极连接到前述电源线73上。
另一方面，在前述电源线74、73之间，有恒定电流源17，二极管D3和晶体管Q12的串联电路，将恒定电流源17和二极管D3的连接点连接到晶体管Q11的基极上，并将晶体管Q12的基极连接到前述晶体管Q9、Q10的发射极和恒定电流源16的连接点上。将晶体管Q11的集电极连接到前述电源线74上，并将其发射极连接到前述晶体管Q8、Q10的集电极之间。在晶体管Q10的基极上供给前述阈值电压Vth。
因此，当前述偏移值V3在阈值电压Vth以上时，晶体管Q9的集电极电流增加，由此，晶体管Q10的集电极电流减少，同时晶体管Q7、Q8的集电极电流增加。晶体管Q11的发射极电流也增加，二极管D2成为正向偏置，基于这些晶体管Q8的集电极电流和晶体管Q11的发射极电流，电容器66被充电到前述偏移值V3的脉冲的峰值为止，进行保持动作。
与此相反，当偏移值V3比阈值电压Vth小时，晶体管Q9、Q7、Q8的集电极电流减少，晶体管Q10的集电极电流增加，该晶体管Q10的集电极电压降低。这时，由于晶体管Q11、Q12、二极管D3和恒定电流源17的动作，该晶体管Q10不会饱和。由此，二极管D2成为反偏置，峰值保持动作成为休止状态。
另一方面，低通滤波器63由电阻R11和小容量的电容器C5构成，这种低通滤波器的低阻抗的输出，通过缓冲器67、适合于高阻抗，并输入到下一级的低通滤波器68中。低通滤波器68由恒定电流源18、晶体管Q13、Q14的并联电路以及二极管D4、D5构成，串联连接在前述电源线74、73之间，将缓冲器67的输出输入到晶体管Q13的基极中。因此，电容器C5的端电压越高。晶体管Q14的基极电流越增加，并且这种基极电流供给到电容器66中。
将并联地放电用的恒定电流源19(旁路手段)连接到前述电容器66上。因此，电容器66的端电压为用该电容器66平滑来自低通滤波器68的输出而得到的平均值Vav和保持差分放大器64的输出而得到的偏移值Vsft中高的一方的值，通过缓冲器69将该端电压作为阈值电压Vth输入到前述电容器61的同相输入端上。
此外，对应于电容器66的放电时间，设定前述电流源I9供给的电流值I9。具体地说，当在红外线数据接收电路51中供给输入信号时，由差分放大器64和电容器66等构成的峰值保持电路使电容器66的端电压、即阈值电压Vth上升，然后，当切断输入信号时，阈值电压Vth以由电容器66的电容器和电流值I9算出的时间常数降低。这里，当放电时间过长的话，在该阈值电压Vth还没有降完时，有时会有小的输入信号输入。这种场合，信号电压不能超越阈值电压Vth，红外线数据接收电路51不能输出脉冲。因此，在接收下一个输入信号前，有必要有较多的时间，这就导致降低实际的传送速度。另一方面，当放电时间过短时，阈值电压Vth容易晃动。因此，恒定电流源I9的电流值设定成传送速度和晃动双方均满足要求的范围内。此外，在图1中，前述电流源I9供给的电流是例如缓冲器69的基极电流，约10(nA)左右。
前述的电容器66有在峰值保持用和积分用的充分的容量，而且是能内装在集成电路中的容量。例如选择成200(pF)左右。低通滤波器68的截断频率选择成1(kHz)左右。与下一级的低通滤波器68的晶体管Q13、Q14的应答速度相关连、设置低通滤波器63，该晶体管Q13、Q14是为通过高频而设置的，电容器C5的容量如能旁路高频信号就可以了，能做成如前所述的较小的容量。
因此，在如前所述结构的红外线数据接收电路51中，各部分的动作波形如图3(a)至图3(c)所示。与前述图13(a)～图13(f)相同。也就是说，如图3(a)所示，在用实线表示的信号电压Vsig比较低的长距离通信时，从电平偏移电路62得到的偏移值V3为虚线所示，由低通滤波器68得到的平均值Vav的一方比得到的偏移值Vsft高，将平均值Vav设定成阈值电压Vth。此外，在前述IrDA1.1的方式中，该平均值Vav的值变为信号电压Vsig的脉冲峰值H的1/4。
接着，如图3(b)所示，通信距离变短、信号电压Vsig上升时平均值Vav与偏移值Vsft一致，进而，如图3(c)所示，在信号电压Vsig大的近距离通信时，前述偏移值Vsft较平均值Vav高，并将偏移值Vsft设定成阈值电压Vth。
这样，在按照本发明的红外线数据接收电路51中，可以对应于红外光的受光电平，在平均值电平Vav和偏移值Vsft之间切换阈值电压，适于正确地再现脉冲宽度，通过低通滤波器68的输出段的晶体管Q14和峰值保持电路的输出段的二极管D2，因将任一高的一方的输出电压施加在电容器66上，而且在放电用时与电容器66并联地设置恒定电流源I9，能共用作为峰值保持用与作为积分用的电容器，能削减如前述图12所示的红外线数据接收电路31的电容器15或者18以及比较电路35。由此，能缩小电路规模并对电路化集成有利。
此外，用另一方法，作为对脉冲波形进行整形的比较例，在红外线数据接收电路的前端设置作为电流-电压变换器动作的回转器形态的晶体管，例如有从向负转移的回转器输出脉冲、引出红外线数据接收电路的数据信息的结构。
这里，在例如传送速度为9600bps～115kbps左右的IrDA1.0规格那样、接收传送速度较慢的调制信号的场合，向负转移的脉冲即使较通常使用的向正转移的脉冲宽，也能正确地识别该脉冲所表示的数据。因此，借助于使用该结构，在输入信号的传送速度较慢的场合中，能正确地整形输入信号的波形。
但是，在例如传送速度为4Mbps左右的IrDA1.1规格那样、传送速度快而且脉冲宽度变动的允许容量小的调制信号作为输入信号的场合中，在近距离通信和远距离通信之间，向负转移的回转器输出的脉冲宽度变动大。其结果，因脉冲宽度变动超过前述允许容量，所以不能正确地整形输入信号的波形。
对此，在与本实施例相关的波形整形电路中，因基于输入信号的电平、阈值可以变动，所以能抑制脉冲宽度变动使之变小。其结果，即使在输入信号的传送速度快而且脉冲宽度变动的允许容量较小的场合，也能正确地整形输入信号的波形。
下面，对于本发明的其它实施形态，参照图4～图6(c)进行说明。
图4表示本发明另一实施例的红外线数据接收电路81的概略结构的方框图。图5表示其具体结构的电气电路图。此外，这些图4和图5所示的结构分别与图1和图2所示的结构相似，在对应的部分上附以相同标号并省略其说明。
值得注目的是，在这种红外线数据接收电路81中，由前置放大器53输出所供给的放大电路82备有反向输出，利用它、用电阻R1、R2分压将同相的前述信号电压Vsig仅偏移用电平偏移电路83预定的电平V11后的电压V12和前述反向输出的电压V13的电位差，并输入至差分放大器64。也就是说，如图5所示，电平偏移电路83内的电阻R20选择成前述电阻R10的1/3，由此，前述电平V11变为R20×I4＝100(mV)。
在放大电路82内设置晶体管Q6前述晶体管Q5的基极被连接到晶体管Q3的集电极侧并导出同相输出，与此相对，这种晶体管Q6的基极被连接到晶体管Q4的集电极侧并导出反向输出。将这种晶体管Q6的集电极连接到前述电源线74上，通过恒定电流源I5、将发射极连接到电源线73上。电阻R20和恒定电流源I4的连接点的电位、和前述晶体管Q6的发射极电位的差用电阻R1、R2分压成例如1∶2，并输入到前述差分放大器64的晶体管Q9的基极上。
因此，如图6(a)所示，因在长距离通信时，与用实线表示的信号电压Vsig相比、用虚线表示的电平偏移电路83的输出电压V12的峰值低并且在平均值Vav以下，所以将阈值电压Vth设定成平均值Vav。
如图6(b)所示，通信距离变小时，在信号电压Vsig的峰值H满足下述关系式3H/4＝V11＝100(mV)…(2)之前，继续设定平均值Vav作为阈值电压Vth。此外，如图6(c)所示，当通信距离进一步变小，前述峰值H较前述式(2)的关系要大时，则对于用实线表示的信号电压Vsig，电平偏移电路83的输出电压V12变为虚线所示，对此，放大电路82的反向输出变为用参照符V13所示，由此，差分放大器64的输入电压变为用参照符V14所示。
这样，在对差分放大器64的输入电压V14的脉冲的峰值较信号电压Vsig的脉冲的平均值Vav大的场合，将阈值电压Vth设定成用电阻R1、R2分压电平偏移电路83的输出电压V12和放大电路82的反向输出V13而得到的电压Vdiv。因此，借助于将用前述分压电阻R1、R2设定成所要的分压比、例如前述R1∶R2＝1∶2，在信号电压Vsig的峰值与平均值之间，将该阈值电压Vth设定成1∶0.5左右，特别是在中距离通信时，能进一步减小来自比较器61的输出信号Vo的脉冲宽度的变动。
此外，在前述各实施形态中，虽然电平偏移电路62、83的偏移量V1、V11分别以300(mV)、100(mV)的场合为例进行了说明，但不限于此，与目的相适应，偏移量能任意设定。具体地说，在红外线数据接收电路51的输出信号Vo中，当一决定能允许的脉冲宽度的变动范围，就能从光电二极管52的特性、算出对应于某个信号电压Vsig的阈值电压Vth的范围。因此，前述偏移量要相合，以便该阈值电压Vth收纳在该范围内。借助于调整该偏移量，能一定程度地控制波形整形后的脉冲宽度。
如前所述，本发明的第1波形整形电路，其特征在于，由较输入信号的峰值仅低一个预定值而选择的第1阈值和由所述输入信号的平均值而选择的第2阈值中任一高的一方，对所述输入信号进行电平辨别、并进行波形整形的波形整形电路中，共用求得所述峰值的峰值保持电路的保持用电容器和求得所述平均值的平均值运算电路的积分用电容器，对峰值保持电路和平均值运算电路的前述电容器的输出段，仅能供给对该电容器的单个方向的电流，并与前述电容器相关连，并联连接供给另一方向电流的恒定电流源。
采用前述结构，则前述峰值保持电路和平均值运算电路的输出段，作为仅供给二极管和晶体管等的单方向的电流的元件，对电容器充电，在放电时，借助于使用并联设置在该电容器上的恒定电流源，把用于峰值保持和平均值运算的电容器的端电压，作为前述峰值电压和平均值的任一高的一方的值。
因此，在有选择地使用2个阈值，对电平差大的脉冲输入、能再现正确的脉冲宽度的波形的结构中，能共用峰值保持电路的保持用电容器和平均值运算电路的积分用电容器，并能削减作为大型零件的电容器以及2个阈值的比较电路，可使结构简化。
在本发明的第2波形整形电路中，其特征是在前述第1波形整形电路的结构中，放大输入信号的放大器导出反向输出和同相输出，求得仅低所述预定值的值的电平偏移电路、对所述同相输出作电平偏移，用分压电阻对电平偏移电路的输出和前述反向输出的差分进行分压，并作为前述峰值保持电路的输入。
采用前述结构，则前述放大器作为差分放大器之类的反向输出和同相输出均可有的结构，并对同相输出的电平偏移值和反向输出的差分分压，再供给峰值保持电路。
因此，能将前述被分压的输入到峰值保持电路中的峰值设定成任意的电平，借助于对应于电平偏移量和输入信号的脉冲的占空比等，适当地选择前述分压电阻的比值，能在脉冲的峰值和平均值之间、设定为例如1∶0.5的电平关系，使前述第1阈值几乎保持于相同的电平，能进一步减小整形而产生的脉冲的脉冲宽度的变动。
另外，本发明的第1红外线数据通信装置还具备如下特征备有前述第1或第2波形整形电路，前述输入信号是通过光电变换元件将空间传送的红外光变换而成的信号。
这里，在一般的红外线数据通信装置中，由于受光元件的光电流的下沿的尾部拉长，在受光电平变化的场合，波形整形后的脉冲宽度有变动的倾向。在空间传送中，其传送距离不同，受光电平将有很大变化，前述倾向显著地出现。
对此，采用前述结构，则如前所述，借助于选择阈值，能忠实地再现传送脉冲波形。因此，本发明能适合实施在红外线数据通信中，能增大传送速度和传送距离的范围。
用于详细说明本发明的具体的实施形态和实施例，无非是为便于理解本发明的技术内容，当然不应该狭义地解释为只限于这些具体例，只要在本发明的精神和权利要求所述的范围之内，当然能进行种种变更并进行实施。
权利要求
1.一种波形整形电路，其特征在于，将由对应于所述输入信号变化的第1信号的峰值而选择的第1阈值和所述输入信号的平均值而选择的第2阈值中任一高的一方，对所述输入信号进行电平辨别、并进行波形整形的波形整形电路中，包含求得所述第1信号的峰值的峰值保持电路，和求得所述输入信号的平均值的平均值算出电路；设置所述峰值保持电路的保持和所述平均值运算电路的积分双方均使用的共用的电容器；在所述峰值保持电路和平均值运算电路中，将向所述电容器供给的电流的方向仅限定在第1方向；波形整形电路进一步包含与所述电容器并联的流过与第1方向相反的方向的电流的旁路手段。
2.如权利要求1所述的波形整形电路，其特征在于，还包含使所述输入信号的电平仅降低规定的值，并作为所述第1信号向所述峰值保持电路输出的电平偏移电路。
3.如权利要求1所述的波形整形电路，其特征在于，还包含对所述输入信号进行放大，导出反向输出和同相输出的放大器；使所述同相输出的电平仅降低规定的值的电平偏移电路；用规定的比例对所述电平偏移电路的输出和所述反向输出的差分进行分压，并作为第1信号向所述峰值保持电路输出的分压电路。
4.如权利要求1所述的波形整形电路，其特征在于，所述峰值保持电路还包含在所述第1信号的值比该峰值保持电路的输出高时，供给所述第1方向的电流的比较器。
5.如权利要求4所述的波形整形电路，其特征在于，所述比较器还包含将所述第1信号施加在同相输入端、将所述电容器的输出端连接到反向输入端的差分放大器，和在所述差分放大器与所述电容器的输出端之间设置的第1整流电路。
6.如权利要求1所述的波形整形电路，其特征在于，将所述峰值保持电路、平均值运算电路、电容器和旁路手段，集成在集成电路中。
7.如权利要求1所述的波形整形电路，其特征在于，所述平均值运算电路还包含将由所述电容器供给的电流的方向限定在所述第1方向上的第2整流电路，和配置在所述输入信号的输入端和所述第2整流电路之间、将截断频率设定在所述第2整流电路的能应答的频率以下的低通滤波器。
8.一种红外线数据通信装置，其特征在于，通过空间传送的红外光接收数据的红外线数据通信装置中，包含将被空间传送的红外光变换成电信号的光电变换元件，和由用对应于作为输入信号的所述电气信号变化的第1信号的峰值而选择的第1阈值和由所述输入信号的平均值而选择的第2阈值中任一高的一方，对所述输入信号进行电平辨别、并进行波形整形的波形整形电路；所述波形整形电路包含求得所述第1信号的峰值的峰值保持电路，和求得所述输入信号的平均值的平均值算出电路；设置所述峰值保持电路的保持和所述平均值运算电路的积分双方均使用的共用的电容器；在所述峰值保持电路和平均值运算电路中，将向所述电容器供给的电流的方向仅限定在第1方向；波形整形电路进一步包含与所述电容器并联的流过与第1方向相反的方向的电流的旁路手段。
9.如权利要求8所述的红外线数据通信装置，其特征在于，所述波形整形电路还包含对所述输入信号进行放大，导出反向输出和同相输出的放大器；使所述同相输出的电平仅降低规定的值的电平偏移电路；用规定的比例对所述电平偏移电路的输出和所述反向输出的差分进行分压，并作为第1信号向所述峰值保持电路输出的分压电路。
全文摘要
本发明揭示一种波形整形电路和使用它的红外线数据通信装置。在用前置放大器对光电二极管的输出电流进行电流—电压变换,并用放大电路放大后、用比较器并用规定的阈值电压进行波形整形的红外线数据接收电路中,在信号电压低时,将所述阈值电压设定成通过两个LPF作成的平均值Vav;在信号电压高时,用由差分放大器组成的峰值保持电路、作成对用电平偏移电路偏移的电压进行采样的偏移值。这种结构能对应于大的动态范围,并能构成使用共用的电容器的集成电路。
文档编号H04B10/06GK1185685SQ97122998
公开日1998年6月24日 申请日期1997年11月25日 优先权日1996年11月25日
发明者清水隆行, 横川成一 申请人:夏普株式会社