JP5072718B2 - 信号受信装置 - Google Patents

Description

本発明は，微弱な電圧信号を入力可能な信号受信装置に関する。

入力した信号を増幅する信号増幅器が用いられている（例えば，特許文献１参照）。特許文献１記載の信号増幅器では，信号入力端子に入力された電圧信号がトランジスタによって電流に変換され，カレントミラーを介して，電流信号として出力される。このとき，入力される信号の電圧がトランジスタの閾電圧よりも低い場合，トランジスタはオフ状態となり，出力される電流はゼロとなる。即ち，入力信号が微弱な場合，信号増幅器からの電流信号の出力が困難となる。
特開２００７−１２９５０１号公報

本発明は，微弱な信号に対応する信号の出力が可能な信号受信装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る信号受信装置は，電圧信号および基準電圧が重畳して入力される第１の入力端と，この第１の入力端に重畳して入力される電圧信号および基準電圧を電圧−電流変換して出力する第１の出力端と，を有する第１の電圧電流変換部と，前記基準電圧が入力される第２の入力端と，この第２の入力端に入力される基準電圧を電圧−電流変換して出力する第２の出力端と，を有する第２の電圧電流変換部と，前記第２の出力端から出力される電流が入力される第３の入力端と，前記第３の入力端に入力される電流と対応する電流を出力する第３の出力端と，を有するカレントミラー回路と，前記第１，第３の出力端の双方に接続される出力部と，を具備する。

本発明によれば，微弱な信号に対応する信号の出力が可能な信号受信装置を提供できる。

以下，図面を参照して，本発明の実施の形態を詳細に説明する。
（第１の実施の形態）
図１は，第１実施形態に係る信号受信装置１００を表すブロック図である。信号受信装置１００は，信号受信部１１０，リーク電流補償部１２０，バイアス電圧発生部１３０，信号出力部１４１を有する。

信号受信部１１０は，信号入力部１１１，電圧保持部１１２，電圧電流変換部１１３から構成される。信号入力部１１１，電圧保持部１１２，電圧電流変換部１１３が順に接続される。また，電圧電流変換部１１３は接地される。

リーク電流補償部１２０は，電圧保持部１２１，ダミー電圧電流変換部１２２，カレントミラー部１２３で構成される。電圧保持部１２１がダミー電圧電流変換部１２２へ接続される。ダミー電圧電流変換部１２２はカレントミラー部１２３へ接続される。電圧保持部１２１，ダミー電圧電流変換部１２２はそれぞれ，接地される。カレントミラー部１２３は，電圧電流変換部１１３と接続され，この接続点が信号出力部１４１に接続される。

バイアス電圧発生部１３０は，基準電圧発生部１３１，スイッチ部１３２，１３３，制御信号入力部１３４で構成される。基準電圧発生部１３１が，スイッチ部１３２を介して，電圧電流変換部１１３と電圧保持部１１２との接続点に接続される。基準電圧発生部１３１が，スイッチ部１３３を介して，ダミー電圧電流変換部１２２と電圧保持部１２１との接続点に接続される。スイッチ部１３２，１３３の制御端子は制御信号入力部１３４に接続される。

信号入力部１１１は，電圧信号，特に，微弱な電圧信号を入力する入力端である。
電圧保持部１１２，１２１は，入力された電圧を保持する素子，例えば，キャパシタ（容量素子）である。

電圧電流変換部１１３とダミー電圧電流変換部１２２は，入力される電圧を電流に変換する素子，例えば，トランジスタである。電圧電流変換部１１３とダミー電圧電流変換部１２２は，閾電圧，およびリーク電流が近接することが好ましい。このために，電圧電流変換部１１３とダミー電圧電流変換部１２２は同一の形状のトランジスタを用いることが好ましい。さらに，電圧電流変換部１１３とダミー電圧電流変換部１２２の双方を分割し，交互に均等に配置することで，製造バラツキによる閾電圧値の相違を低減できる。なお，閾電圧は，電圧電流変換部１１３とダミー電圧電流変換部１２２が電流に変換可能な電圧の限界である。リーク電流は，閾電圧以下の電圧のときに，電圧電流変換部１１３（またはダミー電圧電流変換部１２２）から出力される比較的微弱な電流である。

カレントミラー部１２３は，入力端に入力された電流とほぼ同じ大きさの電流を出力端に出力する。

制御信号入力部１３４は，スイッチ部１３２，１３３を制御する制御信号を入力する入力端である。スイッチ部１３２，１３３は，制御信号（ＯＮ信号，ＯＦＦ信号）に従い，ＯＮ／ＯＦＦされ，電圧保持部１１２，１２１に基準電圧を印加する。制御信号としてパルス信号を利用できる。このパルス信号のデューティ比（ＯＮ状態の期間Ｔｏｎ／（ＯＮ状態の期間Ｔｏｎ＋ＯＦＦ状態の期間Ｔｏｆｆ））は，ある程度小さいことが好ましい。パルス信号のデューティ比を小さくすることで，電圧保持部１１２，１２１が基準電圧を保持する期間が増加する。この結果，動作の安定性が保持される。

基準電圧発生部１３１は，基準電圧を発生する。消費電力の関係で，基準電圧は，電圧電流変換部１１３の閾電圧以下であることが好ましい。また，基準電圧は，電圧電流変換部１１３とダミー電圧電流変換部１２２の閾電圧と近接することが好ましい。この場合，電流変換部１１３と，ダミー電圧電流変換部１２２，基準電圧発生部１３１それぞれを構成するトランジスタを同一構成とすることが考えられる。電圧電流変換部１１３と同一構成のトランジスタを基準電圧発生部１３１に用いることで，基準電圧と電圧電流変換部１１３の閾電圧値を近接させることが容易となる。また，同一構成のトランジスタを同時に作成することで，製造時のバラツキの補償が可能となる。

（信号受信装置１００の動作）
信号受信装置１００の動作について説明する。基準電圧発生部１３１で発生した基準電圧がスイッチ部１３２を介して電圧電流変換部１１３の入力端に供給される。また同一の基準電圧がスイッチ部１３３を介してダミー電圧電流変換部１２２の入力端に供給される。それぞれの入力端に供給された電圧は，電圧保持部１１２，１２１によって保持される。スイッチ部１３２，１３３は制御信号入力部１３４に入力される制御信号によって間欠的に開閉し，電圧保持部１１２，１２１に基準電圧を注入し，保持させる。基準電圧発生部１３１で発生する基準電圧は，電圧電流変換部１１３，１２２の閾電圧と近接するものとする。

無信号入力状態（信号入力部１１１に信号が入力されない）のとき，電圧電流変換部１１３の入力端に基準電圧発生部１３１で発生した基準電圧（閾電圧に近い電圧）のみが印加される。このとき，電圧電流変換部１１３からリーク電流が出力される。

一方，ダミー電圧電流変換部１２２の入力端にも基準電圧発生部１３１で発生した基準電圧が印加される。このとき，ダミー電圧電流変換部１２２からリーク電流（電圧電流変換部１１３から出力されるリーク電流とほぼ同一）が出力される。

ダミー電圧電流変換部１２２から出力されたリーク電流は，カレントミラー部１２３で折り返され，カレントミラー部１２３の出力端より出力される。カレントミラー部１２３の出力電流と電圧電流変換部１１３の出力電流の差分が，信号出力部１４１から出力される。この結果，信号無入力時には，信号出力部１４１から信号が出力されない。

信号入力部１１１に信号が入力された場合，入力信号は，電圧保持部１１２を介して，電圧電流変換部１１３の入力端に入力される。前述のように，電圧電流変換部１１３の入力端には基準電圧発生部１３１で発生した基準電圧が印加されている。従って，信号が入力された場合，信号電圧が基準電圧に加算される。従って，電圧電流変換部１１３から，信号とリーク電流とが加算された電流が出力される。一方，ダミー電圧電流変換部１２２から出力されるリーク電流は，カレントミラー部１２３の入力端に入力され，折り返されて，その出力端より出力される。カレントミラー部１２３の出力電流と電圧電流変換部１１３の出力電流の差分が，信号出力部１４１から出力される。このため，信号入力時には，信号電流成分（電圧電流変換部１１３から出力される電流からリーク電流成分を除去）のみが信号出力部１４１から出力される。

以上のように，信号受信装置１００では，入力信号が微弱な電圧信号であっても，効率よく電流を出力でき，リーク電流による誤差が低減される。

（第２の実施形態）
図２は，第２実施形態に係る信号受信装置２００を表すブロック図である。信号受信装置２００は，信号受信部２１０，リーク電流補償部１２０，バイアス電圧発生部１３０，信号出力部１４１を有する。信号受信部２１０は，信号受信装置１００の信号入力部１１１に代わり，信号検知部２１４，電流電圧変換部２１５を有する。一方が接地された信号検知部２１４の出力端が，電流電圧変換部２１５を介して，電圧保持部１１２に接続される。信号検知部２１４として，電流出力型の信号検知部を利用可能である。電流電圧変換部２１５は，接地される。電流電圧変換部２１５として，例えば，キャパシタを利用できる。

信号検知部２１４で発生した電流信号は電流電圧変換部２１５で電圧へ変換され，その後に，電圧保持部１１２を介して，電圧電流変換部１１３の入力端に入力される。信号受信装置２００では，入力信号が微弱な電圧信号であっても，効率よく電流を出力でき，リーク電流による誤差が低減される。

（第３の実施形態）
図３は，第３実施形態に係る信号受信装置３００を表すブロック図である。信号受信装置３００は，信号受信部１１０，リーク電流補償部１２０，バイアス電圧発生部３３０，信号出力部１４１を有する。バイアス電圧発生部３３０では，第１の実施形態でのバイアス電圧発生部１３０に，スイッチ部３３５，３３６，電圧保持部３３７，３３８，制御信号入力部３３９が追加されている。基準電圧発生部１３１が，スイッチ部３３５を介して，電圧保持部３３７へ接続される。電圧保持部３３７が，スイッチ部１３２を介して，信号受信部１１０の電圧電流変換部１１３と電圧保持部１１２との接続点に接続される。基準電圧発生部１３１が，スイッチ部３３６を介して，電圧保持部３３８へ接続される。電圧保持部３３８が，スイッチ部１３３を介して，ダミー電圧電流変換部１２２と電圧保持部１２１との接続点に接続される。スイッチ部１３２，１３３の制御端子は，制御信号入力部１３４に接続される。スイッチ部３３５，３３６の制御端子は，制御信号入力部３３９に接続される。

（信号受信装置３００の動作）
次に本実施形態でのバイアス電圧発生部３３０の動作を説明する。
制御信号入力部１３４，３３９にはそれぞれ異なる制御信号が入力される。即ち，制御信号によって，スイッチ部１３２，１３３とスイッチ部３３５，３３６が同時にはオン状態とならないように制御される。なお，安定性の観点から，制御信号入力部１３４と制御信号入力部３３９に入力される制御信号のデューティ比はある程度小さいことが好ましい。

制御信号入力部３３９にオン信号が入力されたタイミングで，スイッチ部３３５，３３６がオンとなる。この結果，基準電圧発生部１３１で発生した基準電圧が，電圧保持部３３７，３３８のそれぞれにコピーされて保持される。このとき，制御信号入力部１３４へ入力される信号はオフ信号であるため，スイッチ部１３２，１３３はオフ状態となる。このため，スイッチ部３３５，３３６の動作が，信号受信部１１０およびリーク電流補償部１２０に影響を与えることは無い。制御信号入力部１３４にオン信号が入力されたタイミングで，スイッチ部１３２，１３３がオンとなる。この結果，電圧保持部３３７，３３８に保持されていた電圧はそれぞれ，電圧保持部１１２，１２１にコピーされて，保持される。このとき制御信号入力部３３９へ入力される信号はオフ信号であるため，スイッチ部３３５，３３６はオフ状態であり，基準電圧発生部１３１へ電圧が抜ける等の影響を与えることは無い。この結果，電圧電流変換部１１３およびダミー電圧電流変換部１２２へは基準電圧発生部１３１で発生した電圧をバイアス電圧として安定して与えられる。

信号入力部１１１から電圧信号が入力された場合，この電圧信号が基準電圧発生部１３１で発生した基準電圧に加算されて，電圧保持部１１２で保持される。このタイミングで制御信号入力部１３４に入力される信号がオフ信号であれば，電圧保持部１１２に保持された電圧には変化が無い。一方，制御信号入力部１３４に入力される信号がオン信号の場合，スイッチ部１３２がオン状態となる。このため，電圧保持部１１２に保持された電圧信号の一部が，電圧保持部３３７にリークする。しかし，電圧保持部１１２の保持容量（キャパシタンス）に比べ，電圧保持部３３７の保持容量（キャパシタンス）を十分小さくすることで，リークする電圧信号の低減が可能である。

信号受信装置３００では，入力信号が微弱な電圧信号であっても電圧信号のバイアス電圧発生部へのリーク電圧は小さくすることができる。このため，効率よく出力信号を保持することができる。

（第４の実施形態）
図４は，第４実施形態の具体例に係る信号受信装置４００を表す回路図である。信号受信装置４００は，第３の実施形態に係る信号受信装置３００と対応する構成である。信号入力端子４１１，キャパシタ４１２，トランジスタ４１３はそれぞれ，信号入力部１１１，電圧保持部１１２，電圧電流変換部１１３に対応する。キャパシタ４２１，トランジスタ４２２，カレントミラー回路４２３はそれぞれ，電圧保持部１２１，ダミー電圧電流変換部１２２，カレントミラー部１２３に対応する。基準電圧発生部４３１，トランジスタ４３２，４３３，４３５，４３６，キャパシタ４３７，４３８，パルス信号入力部４３４，４３９はそれぞれ，基準電圧発生部１３１，スイッチ部１３２，１３３，３３５，３３６，電圧保持部３３７，３３８，制御信号入力部１３４，３３９に対応する。カレントミラー回路４２３は，トランジスタ４２３ａ，４２３ｂから構成される。基準電圧発生部４３１は，定電流源４３１ａおよびトランジスタ４３１ｂから構成される。

信号入力端子４１１は，キャパシタ４１２を介して，トランジスタ４１３のゲート端子へ接続される。トランジスタ４１３のソース端子は接地される。トランジスタ４２２のゲート端子は，接地されたキャパシタ４２１に接続される。トランジスタ４２２のソース端子は接地される。トランジスタ４２２のドレイン端子はカレントミラー回路４２３の入力側のトランジスタ４２３ａのドレイン端子に接続される。トランジスタ４２３ａのゲート端子はドレイン端子とトランジスタ４２３ｂのゲート端子に接続され，ソース端子は電源端子ＶＤＤに接続される。カレントミラー回路４２３の出力側のトランジスタ４２３ｂのドレイン端子は，トランジスタ４１３のドレイン端子と接続され，この接続点が信号出力端子４４１となる。トランジスタ４２３ｂのソース端子は電源端子ＶＤＤに接続される。

定電流源４３１ａは，電源端子ＶＤＤ，およびトランジスタ４３１ｂのドレイン端子に接続される。トランジスタ４３１ｂのドレイン端子はゲート端子と接続され，ソース端子は接地される。トランジスタ４３１ｂのドレイン端子にはトランジスタ４３５，４３６のドレイン端子が接続される。トランジスタ４３５，４３６のソース端子がそれぞれキャパシタ４３７，４３８に接続される。キャパシタ４３７，４３８のもう一方の端子は接地される。また，トランジスタ４３５，４３６のソース端子はそれぞれトランジスタ４３２，４３３のドレイン端子に接続される。トランジスタ４３２，４３３のソース端子はそれぞれトランジスタ４１３，４２２のゲート端子に接続される。トランジスタ４３５，４３６のゲート端子はパルス信号入力部４３９に，トランジスタ４３２，４３３のゲート端子はパルス信号入力部４３４に接続される。

トランジスタ４１３，４２２は互いに同一の形状の素子を用いることが好ましい。トランジスタ４１３，４２２の閾値およびリーク電流を揃えるためである。トランジスタ４２３ａ，４２３ｂは互いに同一の形状の素子を用いることが好ましい。カレントミラー回路４２３の入力端および出力端に入出力される電流を揃えるためである。

キャパシタ４３７はキャパシタ４１２と比べ容量値（キャパシタンス）が小さい素子を用いることが好ましい。キャパシタ４１２からキャパシタ４３７へのリーク電圧を低減するためである。

トランジスタ４３１ｂはトランジスタ４１３と比べゲート幅もしくはゲート本数の小さい素子を用いることが好ましい。トランジスタ４３１ｂ，ひいては信号受信装置４００全体の低消費電力化のためである。

（信号受信装置４００の動作）
次に信号受信装置４００の動作を説明する。
定電流源４３１ａから所定の電流が流れ，トランジスタ４３１ｂへ供給される。トランジスタ４３１ｂは供給される電流値に応じたドレイン電圧を発生する。トランジスタ４３５，４３６，４３２，４３３はスイッチ回路として機能し，パルス信号入力部４３９，４３４に入力される信号がオン信号のときにオン状態，オフ信号のときにオフ状態となる。

パルス信号入力部４３９，４３４にはそれぞれ異なる制御信号が入力される。制御信号はトランジスタ４３５，４３６とトランジスタ４３２，４３３が同時にはオン状態とならないように制御される。なお，パルス信号入力部４３９，４３４に入力される制御信号のデューティ比が小さいことが好ましい。

パルス信号入力部４３９にオン信号が入力されたタイミングでトランジスタ４３５，４３６がオンとなる。その結果，トランジスタ４３１ｂで発生したドレイン電圧はキャパシタ４３７，４３８それぞれにコピーされ保持される。このとき，パルス信号入力部４３４へ入力される信号はオフ信号であるため，トランジスタ４３２，４３３はオフ状態であり，トランジスタ４１３および４２２のゲート端子に影響を与えることは無い。パルス信号入力部４３４にオン信号が入力されたタイミングでトランジスタ４３２，４３３がオンとなり，キャパシタ４３７，４３８に保持されていた電圧はそれぞれ，キャパシタ４１２，４２１にコピーされて保持され，トランジスタ４１３および４２２のゲート端子に印加される。このときパルス信号入力部４３９へ入力される信号はオフ信号であるため，トランジスタ４３５，４３６はオフ状態となり，トランジスタ４３１ｂへの電圧抜け等が防止される。この結果，トランジスタ４１３および４２２のゲート端子に，トランジスタ４３１ｂで発生した基準電圧をバイアス電圧として安定して印加される。

信号入力端子４１１に信号が入力されない無信号状態では，トランジスタ４１３および４２２のゲート端子へは等しいバイアス電圧が印加されている。このバイアス電圧はトランジスタ４１３および４２２の閾電圧にほぼ等しい値としているため，トランジスタ４１３および４２２はオフ状態となっている。このとき，ドレイン電流は実質的には流れないが，僅かなリーク電流が発生する。

トランジスタ４２２で発生したリーク電流は，カレントミラー回路４２３の入力端に入力される。カレントミラー回路４２３の出力端（トランジスタ４２３ｂのドレイン端子）から略同値の電流が出力され，トランジスタ４１３のドレイン端子へ入力される。

信号出力端子４４１は，トランジスタ４２３ｂからの出力電流とトランジスタ４１３からの出力電流の差分を出力する。従って，トランジスタ４１３と４２２のリーク電流が等しい場合，信号出力端子４４１からリーク電流に対応する信号は出力されない。即ち，無信号入力時には，信号出力端子４４１からの信号の出力は無い。

信号入力端子４１１から電圧信号が入力された場合，トランジスタ４３１ｂで発生した基準電圧にこの電圧信号の電圧が加算され，トランジスタ４１３のゲートに印加される。このとき，入力された電圧信号に対応する信号のみが信号出力端子４４１から出力される。

以上のように，信号受信装置４００では，入力信号が微弱な電圧信号であっても，効率よく電流を出力できる。また，リーク電流による誤差が低減される。

なお，定電流源４３１ａで供給する電流値を調整することで，トランジスタ４１３，４２２へ与えるバイアス電圧値を自由に調整できる。これにより入力感度を適宜調整可能となる。

（第５の実施形態）
図５は，第４実施形態に係る信号受信装置５００を表すブロック図である。信号受信装置５００は，正側受信部５１０，負側受信部５２０，バイアス電圧発生部５３０，カレントミラー部５４１，信号出力部５４２を有する。正側受信部５１０，負側受信部５２０は差動信号受信部となる。正側受信部５１０は，信号検知部５１１，電流電圧変換部５１２，電圧保持部５１３，電圧電流変換部５１４で構成される。負側受信部５２０は，信号検知部５２１，電流電圧変換部５２２，電圧保持部５２３，電圧電流変換部５２４で構成される。信号検知部５１１が，電流電圧変換部５１２と電圧保持部５１３とを介して，電圧電流変換部５１４へ接続される。また，電流電圧変換部５１２および電圧電流変換部５１４は接地される。一方，信号検知部５２１が，電流電圧変換部５２２と電圧保持部５２３とを介して，電圧電流変換部５２４へ接続される。また，電流電圧変換部５２２および電圧電流変換部５２４は接地される。

（信号受信装置５００の動作）
信号受信装置５００の動作を説明する。
信号が入力されない無信号入力時では信号検知部５１１，５２１の出力端の変化は無い。従って，電流電圧変換部５１２，５２２も変化せず，電圧保持部５１３，５２３にはバイアス電圧発生部５３０から供給されたバイアス電圧のみが印加されている。従って，電圧電流変換部５１４，５２４から同一の電流値が出力され，両者の差分が出力される信号出力部５４２では信号出力は無い。

信号が入力された場合，信号検知部５１１，５２１は差動信号を出力する。このため信号検知部５１１がマイナスの信号を出力した場合，信号検知部５２１はプラスの信号を出力する。これらの信号は電流電圧変換部５１２，５２２でそれぞれ正負の電圧信号に変換される。

この電圧信号は，電圧保持部５１３，５２３に保持されているバイアス電圧にそれぞれ加算される。このため電圧電流変換部５１４に，バイアス電圧に信号電圧を加えた電圧が印加され，出力電流は増加する。一方，電圧電流変換部５２４に，バイアス電圧から信号電圧を減じた電圧が印加され，出力電流は減少する。両者の差分が出力される信号出力部５４２から２倍の強度の信号が出力される。

また，受信信号に重畳するノイズは，信号検知部５１１，５２１それぞれから同相信号として出力され，電流電圧変換部５１２，５２２に入力される。信号出力部５４２では，これら同相信号の差分が出力されるため，出力される信号はノイズを含まない。

信号受信装置５００では，入力信号が微弱な信号であっても差動信号として検知することができ，差分を検知して出力することができる。また，ノイズに対しては差分として検知しないためノイズに強い。

（第６の実施形態）
図６は，第６実施形態に係る信号受信装置６００を表すブロック図である。図５の信号検知部５１１，５２１の具体的実施例として，アンテナ６５１と，差動出力整流器６５２とを用いた例を示している。無線信号がアンテナ６５１へ入力されると，差動出力整流器６５２によって差動の電流信号が出力される。無線信号を受信し，差動出力整流器６５２で信号を検出するときに，効率およびノイズへの耐性の双方を確保できる。

（第７の実施形態）
図７は，第７実施形態に係る信号受信装置７００を表すブロック図である。信号受信装置７００は，電圧電流変換部１１３の出力電流とダミー電圧電流変換部１２２の出力電流等にオフセットが生じた場合に補正するオフセット補償部を含む。オフセット補償部は，オフセット調整部７６１，スイッチ部７６２，７６３，調整モード切替信号入力部７６４で構成される。

信号出力部１４１とダミー電圧電流変換部１２２の出力端がそれぞれスイッチ部７６２を介してオフセット調整部７６１に接続される。オフセット調整部７６１はカレントミラー部１２３，ダミー電圧電流変換部１２２へも接続される。

オフセット調整部７６１は次のように機能する。
・信号出力部１４１でのオフセット電圧の発生を検出する検出部
・カレントミラー部１２３またはダミー電圧電流変換部１２２を制御して，オフセット電圧を調節する調節部

スイッチ部７６３は信号入力部１１１と電圧保持部１１２との間に接続され，さらに接地される。スイッチ部７６３によって，電流電圧変換部１１３の入力端への電圧信号の入力を続行または停止させることができる。調整モード切替信号入力部７６４はスイッチ部７６２，７６３に接続される。

（信号受信装置７００の動作）
次に本実施形態のオフセット補償部の動作を説明する。本構成では受信装置の動作モードとして通常の受信モードと調整モードとに切り替えることができる。

受信モードでは信号受信装置１００と同様な動作がなされる。このとき調整モード切替信号入力部７６４はオフ信号が入力されており，スイッチ部７６２はオフ状態，スイッチ部７６３は信号入力部１１１と電圧保持部１１２とが接続状態となる。

調整モード時には，調整モード切替信号入力部７６４にオン信号が入力される。この結果，スイッチ部７６２はオン状態となり，信号出力部１４１，ダミー電圧電流変換部１２２の出力端がそれぞれ，オフセット調整部７６１に接続される。一方，スイッチ部７６３は，信号入力部１１１と電圧保持部１１２とを切り離し，電圧保持部１１２を接地する。この状態でオフセット調整部７６１には無信号入力状態での信号出力部１４１とダミー電圧電流変換部１２２の出力端とで発生する電圧を比較する。両者の発生電圧が相違する場合（オフセットの発生），オフセット調整部７６１はこのオフセットを補正するようにカレントミラー部１２３もしくは，ダミー電圧電流変換部１２２のバイアス電圧等を調整する。このとき，あらかじめカレントミラー部１２３もしくは，ダミー電圧電流変換部１２２のバイアス電圧等にオフセットを設けておくこともできる。ある程度の誤差での誤動作を防止できる。

信号受信装置７００では，信号出力部１４１に生じるオフセットを調整することができる。例えば，製造バラツキ，温度変化等により，電圧電流変換部１１３，ダミー電圧電流変換部１２２，カレントミラー部１２３を構成する素子の特性が相違すると，オフセットが発生する。

以上のように，信号受信装置７００では，微弱な入力信号を効率よく低消費電力で検知し信号出力することができ，かつリーク電流による誤差を低減できる。この結果，無線機等信号受信機の低消費電力化，低コスト化が実現できる。

（応用例１）
以下，信号受信装置の応用例を説明する。図８は，信号受信装置１１を含むトリガ信号発生装置１０を用いたシステムを表すブロック図である。信号検出部２１，トリガ信号発生装置１０，電源制御部２４，電子機器２３が配置される。このトリガ信号発生装置１０は，信号受信装置１１，電流−電圧変換器１２，バッテリ電源１３を有する。

信号検知部２１は，外部のエネルギーを受けて発電する電圧発生部である。信号検知部２１は，例えば，ダイオード素子もしくはＭＯＳトランジスタを用いた整流回路，あるいはＰＮ半導体素子を用いた太陽光発電等の光電変換素子である。すなわち，信号検知部２１は，少なくとも，不図示の操作機器からの入力信号（例えば光信号）に対応して直流電圧を発生することが可能な素子を含む。

信号検知部２１として，Ｓｉ半導体のＰＮ接合素子の光電変換素子を用いた場合，Ｐ型半導体側が接地電位に接続される。また，Ｐ型半導体に接合しているＮ型半導体側が出力としてトリガ信号発生装置１０に接続される。光電変換素子に光信号が入力されると，光電効果によってＰ型半導体からＮ型半導体へ電荷が移動し，これによって出力の電位が高くなる。この原理によって，光入力信号を検知し，信号強度に応じた電圧を出力として発生する。光信号が入力されない場合，光電効果は起こらないので電荷の移動は生じない。電荷が移動せず，かつＰ型，Ｎ型の半導体ともに接地電位となっているため，信号検知部２１での電力消費は生じない。したがって，電力消費せずに，光信号の受信を待機可能である。

信号受信装置１１は，信号受信装置４００からトランジスタ４３５，４３６，キャパシタ４３７，４３８，パルス信号入力部４３９を除外したものであり，機能的には，信号受信装置１００に対応する。即ち，信号受信装置１１は，信号受信装置１００の具体例と考えることもできる。なお，信号受信装置１１に換えて，信号受信装置１００〜７００を適宜に適用できる。

不図示の操作機器からの入力信号に応じた信号検知部２１の電圧発生によってトリガ信号発生装置１０は動作し，トリガ信号を出力する。この結果，電源制御部２４が制御され，電子機器２３が起動する。なお，例えば，光信号の発光，消光による信号列を利用し，起動回路１０から信号データを出力することもできる。

（応用例２）
次に，信号受信装置を含むトリガ信号発生装置を用いた他のシステムについて図９を参照して説明する。図９において，すでに説明した図の構成要素と同一物には同一符号を付しその説明を省略する。また，信号受信装置１１の内部構成の図示を省略している。この応用例では，トリガ信号によって，バッテリ電源１３への充電がなされる。

図９において，電子機器２３，電源制御部２４へは，バッテリ電源１３からではなく，交流電源２５から電力が供給される。充電器２６もこの交流電源２５から電力が供給される。起動回路１０から電源制御部２４へトリガ信号が入力されると，この電源制御部２４により電子機器２３の電源がオン制御される。これと同時に，電源制御部２４により充電器２６の電源もオン制御される。これにより充電器２６からバッテリ電源１３への充電が開始される。

すなわち，起動回路１０より電源制御部２４へ電源オンのトリガ信号が入力された場合，電源制御部２４の出力によって電子機器２３が起動される。また，電源制御部２４の出力によって充電器２６も起動され，これにより充電器２６から適当な電圧が出力されて，バッテリ電源１３の正電極に印加される。この結果，バッテリ電源１３は充電される。電子機器２３，電源制御部２４，充電器２６は，バッテリ電源１３よりも出力容量の大きい，例えば交流電源２５（あるいは外部ＤＣ電源）から電源が供給されている。

起動回路１０の出力トリガ信号がオフ状態の場合，電源制御部２４はオフ状態である。したがって，電子機器２３，充電器２６もオフ状態となり，交流電源２５の電力は消費されない。

この応用例２では，バッテリ電源１３は電子機器２３が電源オン状態のとき充電器２６から充電される。この結果，バッテリ電源１３は電子機器２３が電源オン時に自動的に充電されることになり，バッテリ電源１３の電池切れによる交換をほとんど不要とすることができる。

（その他の実施形態）
本発明の実施形態は上記の実施形態に限られず拡張，変更可能であり，拡張，変更した実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。

第１実施形態に係る信号受信装置１００を表すブロック図である。 第２実施形態に係る信号受信装置２００を表すブロック図である。 第３実施形態に係る信号受信装置３００を表すブロック図である。 第４実施形態に係る信号受信装置４００を表すブロック図である。 第５実施形態に係る信号受信装置５００を表すブロック図である。 第６実施形態に係る信号受信装置６００を表すブロック図である。 第７実施形態に係る信号受信装置７００を表すブロック図である。 信号受信装置の応用例１を表すブロック図である。 信号受信装置の応用例２を表すブロック図である。

符号の説明

１００…信号受信装置，１１０…信号受信部，１１１…信号入力部，１１２…電圧保持部，１１３…電圧電流変換部，１２０…リーク電流補償部，１２１…電圧保持部，１２２…ダミー電圧電流変換部，１２３…カレントミラー部，１３０…バイアス電圧発生部，１３１…基準電圧発生部，１３２，１３３，３３５，３３６…スイッチ部，１３４，３３９…制御信号入力部，１４１…信号出力部

Claims (10)

1. 基準電圧を発生する基準電圧発生部と，
   前記基準電圧発生部と接続される一端を有する第１のスイッチと，
   電圧信号が入力される一端と，前記第１のスイッチの他端に接続される他端と，を有し，前記第１のスイッチを介して，前記基準電圧発生部から印加される電圧を保持する第１の電圧保持部と，
   前記第１の電圧保持部の他端に接続されて，前記電圧信号および前記基準電圧が重畳して入力される第１の入力端と，この第１の入力端に重畳して入力される電圧信号および基準電圧を電圧−電流変換して出力する第１の出力端と，を有する第１の電圧電流変換部と，
   前記基準電圧発生部と接続される一端を有する第２のスイッチと，
   グランドに接続される一端と，前記第２のスイッチの他端に接続される他端とを有し，前記第２のスイッチを介して，前記基準電圧発生部から印加される電圧を保持する第２の電圧保持部と，
   前記第２の電圧保持部の他端に接続されて，前記基準電圧が入力される第２の入力端と，この第２の入力端に入力される基準電圧を電圧−電流変換して出力する第２の出力端と，を有する第２の電圧電流変換部と，
   前記第２の出力端から出力される電流が入力される第３の入力端と，前記第３の入力端に入力される電流と対応する電流を出力する第３の出力端と，を有するカレントミラー回路と，
   前記第１，第３の出力端の双方に接続される出力部と，
   を具備することを特徴とする信号受信装置。
2. 前記基準電圧発生部と前記第１のスイッチの間に接続される第３のスイッチと，
   前記第３のスイッチと前記第１のスイッチの間に接続される第３の電圧保持部と，
   前記基準電圧発生部と前記第２のスイッチの間に接続される第４のスイッチと，
   前記第４のスイッチと前記第２のスイッチの間に接続される第４の電圧保持部と，
   をさらに具備することを特徴とする請求項１に記載の信号受信装置。
3. 前記第１，第３のスイッチがオンとなる期間が重ならない
   ことを特徴とする請求項２記載の信号受信装置。
4. 前記第２，第４のスイッチがオンとなる期間が重ならない
   ことを特徴とする請求項２記載の信号受信装置。
5. 前記基準電圧発生部が発生する基準電圧が可変である，
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の信号受信装置。
6. 前記基準電圧が，前記第１，第２の電圧電流変換部の閾電圧以下である
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の信号受信装置。
7. 前記電圧信号の電圧が所定の電圧より大きいとき，この電圧信号の電圧の変化に対応して，前記出力部から出力される電流が変化する
   ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の信号受信装置。
8. 前記所定の電圧が，前記第１，第２の電圧電流変換部の閾電圧に対応する
   ことを特徴とする請求項７記載の信号受信装置。
9. 前記電圧信号が，一対の差動信号の一方であり，
   前記第２の入力端に，前記一対の差動信号の他方および前記基準電圧が入力される
   ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の信号受信装置。
10. 前記第１の入力端への前記電圧信号の入力を続行または停止させる第５のスイッチと，
    前記第５のスイッチが前記第１の入力端への前記電圧信号の入力を停止しているときに，前記出力部でのオフセット電圧の発生を検出する検出部と，
    前記検出部がオフセット電圧の発生を検出したときに，前記カレントミラー回路または前記第２の電圧電流変換部を制御して，前記オフセット電圧を調節する調節部と，
    をさらに具備することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の信号受信装置。

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