CN105226847A - 通信装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种通信装置，通过来自外部的无线供电进行驱动，有时发送向外部的信号波的同时增加消耗电力，通信装置的内部电压下降，会产生误动作。为了解决上述课题，本发明在通信装置内设置多个电波接收天线(101以及133)，通过来自第一电波接收天线(101)的电力维持信号发送天线(111)的电力，与此独立，通过来自第二电波接收天线(133)的电力维持信号生成部120的电力。由此，信号生成部稳定地进行驱动，防止误动作。另外，也能够从第二电波接收天线133再生时钟，而不设置时钟生成部。

Description

通信装置

技术领域

本发明涉及一种通信装置，其通过从外部发送来的电波而得到电力来进行驱动。

背景技术

在不具有电源的通信装置中，存在接收由外部无线供电装置发送的电波，由该电波生成通信装置自身的工作电力的装置。另外，这样的通信装置具有以下功能，即在该通信装置内保有信息，在通信装置工作时，将信息信号作为信号波向外部发送。

在这样的装置中，大多在信号波的发送中伴随着比较大的电力消耗。因此，在信号波发送开始的同时会有消耗电力增加，通信装置的内部电压下降的情况。并且，如果内部电压下降量低于通信装置的内部电路的额定电压，则成为通信装置难以正常工作的状态，会发生误动作。

作为防止这样的误动作的发生的手段，有以下方法，即在内部电压低于额定电压的情况下，对CPU施加重置动作，停止内部电路的动作(日本特开平09-130999号公报)。

专利文献1：日本特开平09-130999号公报

发明内容

但是，当内部电压低于额定电压时，进行重置动作并停止CPU等的内部电路的动作是指在通信装置中，其间停止信号波的发送，延迟下一个发送开始时期。就是说，根据该方法，能够避免通信装置的不稳定动作，但是会有以下问题，即由于信号波发送开始时期的延迟，导致反应速度的下降和通信范围的减少等性能下降。

因此，本发明提供一种通信装置，其通过从外部发送来的电波得到电力而进行驱动即所谓通过无线供电得到电力而进行驱动，在该通信装置中，能够不延迟通信装置的动作开始时期而稳定地进行内部电路的动作。

为了解决上述问题，本发明在通信装置内设置多个由电波供给的电波系统，在该多个电波系统中，第一电波系统以向用于驱动发送用元件的电路提供电源的方式被连接，该发送用元件用于从上述通信装置发送信号，其他电波系统与用于生成由上述通信装置发送的信号的信号生成部连接。

根据本发明，能够提供一种通信装置，其不延迟通信装置的动作开始时期而稳定地进行动作。

通过以下实施方式的说明来明确这以外的问题、结构以及效果。

附图说明

图1是本发明的通信装置的整体结构图。

图2是通过分配变压器从1个接收天线进行电力分配的通信装置的整体结构图。

图3是包括时钟再生电路的通信装置的整体结构图。

图4是具备了3个以上接收天线的通信装置的整体结构图。

图5是对接收元件使用了线圈的通信装置的整体结构图。

图6是在第一电波接收天线的内部具备了第二电波接收天线的通信装置的整体结构图。

附图标记的说明

100：第一整流部、101：第一电波接收天线、102整流电桥、103：稳定化电路、104：变换变压器、110：发送天线驱动部、111：信号波发送天线、112：变换变压器、113：FET、120：信号生成部、121：运算部、122：ROM、123：调制部、124：时钟生成部、130：第二整流部、131：整流电桥、132：稳定化电路、133：第二电波接收天线、134：变换变压器、210：时钟再生电路、330A：整流部、330B：整流部、330C：整流部、333A：电波接收天线、333B：电波接收天线、333C：电波接收天线、334A：变换变压器、334B：变换变压器、334C：变换变压器、410：电波接收线圈、420：信号波发送线圈、430：电波接收线圈、510：电波接收天线、511：分配变压器。

具体实施方式

以下参照附图对本发明的实施方式进行说明。

另外，本发明的电波系统表示从接收自外部发送来的电波的接收元件连接的用于传输电力或信号的一系列的连接。

(实施例1)

本实施例说明以下例子，即

一种通信装置，通过从外部发送来的电波而得到电力来进行驱动，

在该通信装置内设置多个电波系统，其向通信装置内提供从上述电波得到的电力或信号，

该多个电波系统中的第一电波系统以向用于驱动用于从上述通信装置发送信号的发送用元件的电路提供电源的方式被连接，

其他电波系统与用于生成由上述通信装置发送的信号的信号生成部连接。

另外，在本实施例中同时也说明了以下通信装置的例子，即将上述信号生成部的阻抗设定为高于用于驱动上述发送用元件的电路的阻抗。

也说明了以下通信装置的例子，即将用于驱动上述发送用元件的电路的可动作电压的下限值设定为低于上述信号生成部的可动作电压下限值。

也说明了以下通信装置的例子，即多个电力系统分别从接收电波的多个电波接收用元件连接。

也说明了以下通信装置的例子，即电波接收用元件是电波接收用天线，发送用元件是发送用天线。

本实施例提供一种通信装置，其通过与其他部分独立地设置对大多伴随比较大的电力消耗的信号波发送用的元件的电力供给，能够稳定地进行内部电路的动作。例如，在信号波发送时消耗电力增加的通信装置中，能够得到数字电路(例如信号波生成电路)的稳定的动作。

图1是表示本发明的通信装置的实施方式的图。本实施例的通信装置具备作为电波接收元件的第一电波接收天线101。由该第一电波接收天线101得到的电力通过以下所示的第一电波系统。首先，通过变换变压器104变换为任意的电压，将该变化变压器104的输出输入到第一整流部100。在该第一整流部100，通过整流电桥102将来自上述第一变换变压器104的输入进行整流。通过稳定化电路103来整流该整流电桥102的输出，而成为整流电压Vdd。至此是第一电波系统。

另外，本通信装置也具备作为电波接收元件的第二电波接收天线133。由该第二电波接收天线133得到的电力通过以下所示的其他电波系统。首先，由变换变压器134变换为任意的电压。然后，将该变换变压器134的输出输入到第二整流部130。在该第二整流部，通过整流电桥131进行整流，该整流电桥131的输出由稳定化电路整流，而成为整流电压Vcc。至此是其他电波系统。将该电力系统的电力作为信号生成部120的电源进行供给。

另外，本通信装置具备作为发送用元件的信号波发送天线111。该信号波发送天线111经由变换变压器112与发送天线驱动部110连接。该发送天线驱动部110例如使用FET113来实现。将上述变换变压器112的一次侧一端与FET113的漏极端子连接，另一端与Vdd连接。进而，FET113的源极端子与地线连接，向FET113的栅极端子输入发送信号，由此信号电流流入发送天线111。如果在发送天线111产生信号电流，则产生磁场，发送信号波。

通过上述信号生成部120生成发送信号。该信号生成部120例如具备存储信号信息的ROM122，该ROM122与运算部121连接。进而，生成用于运算的时钟的时钟生成部124与运算部121连接。另外，上述运算部121将从上述ROM122读出的信号信息进行编码，作为发送信号输出。输出的发送信号通过调制部123进行调制后，被输入到发送天线驱动部110。

另外，将信号生成部120的输入阻抗设定为高于发送天线驱动部110的输入阻抗，将发送天线驱动部110的可动作电压下限值设定为低于信号生成部120的可动作电压下限值。

这样，根据本实施例，通过设置两个电波接收用天线，独立设置两个电波系统。因此，能够使第一电波系统向用于使信号波发送用天线产生信号电流的消耗电流大的电路(发送天线驱动部110)提供电源，其他电波系统作为独立的电源提供给进行发送信号的生成和装置整体的控制等的消耗电流小的电路(信号生成部120)。

并且，即使在由于信号波的发送而使发送天线驱动电路110的电源电压下降的情况下，发送信号生成部120的电源和前者分开，所以能够抑制后者的电压下降。即，以往由于信号波发送时的电压下降而停止动作的信号生成部120能够继续动作。

即，根据本实施例，使发送天线驱动部110的电源Vdd和信号生成部120的电源Vcc分离，从而在由于信号波发送而使Vdd电压下降的情况下，也能够抑制Vcc的电压下降，能够得到信号生成部120的稳定动作。

进而，如果Vcc的供给充分，则本通信装置的动作可能性会依存于发送天线驱动部110的输入额定下限值。即，发送天线驱动部110如果得到FET113的漏极电流则能够动作，漏极电流与Vcc相比能够通过小电压产生，所以如果使天线驱动电路可在低电压动作，则发送天线驱动部能够以低输入电力稳定动作。其结果，作为整体能够提高通信装置的稳定性。

另外，在图1所示的例子中，虽然将第一电波接收天线101和第二电波接收天线133作为串联共振天线，但也可以将其作为并联共振天线。

另外，通过将信号波发送天线111作为并联共振天线，信号波发送天线111的阻抗上升，能够降低Vdd的消耗电流。

另外，也可以将信号波发送天线111作为串联共振天线。

另外，通过将变换变压器与各个收发天线连接，能够容易地将各个天线的阻抗与通信对象的阻抗匹配。

另外，与各个天线连接的变换变压器104、变换变压器112以及变换变压器134虽然得到了阻抗变换、平衡-不平衡变换以及DC去耦的效果，但是在不需要上述效果的情况下能够不安装变换变压器，这时能够降低变换变压器造成的电力损失。

另外，发送天线驱动部110可以使用双极晶体管代替FET113。这时，双极晶体管驱动所需要的基极电压比驱动FET所需要的栅极电压要低，因此发送天线驱动部110在信号生成部120所输出的发送信号成为了更低电压的情况下也能够动作。

另外，在能够通过运算部121执行调制处理的情况下，不需要调制部123，由于零件削减而能够降低消耗电力和降低成本。

另外，信号信息除了读入存储在ROM122中的信息，也能够从本通信装置的外部输入。

另外，在本实施例中，信号生成部的电源全部从整流部130进行供电，但是从整流部130的供电可以是信号生成部120的一部分电路或者IC。通过削减整流部130的供电目的地并降低负荷，减少接收天线133所应该接收的电力，能够缩小接收天线133的尺寸。

另外，本实施例代替信号波发送天线111，置换为输出光信号的影像显示装置和输出声音信号的扬声器那样的输出物理信号的元件(相对于信号生成部120消耗电力大的元件)，也可以得到同样的效果。

(实施例2)

图2是通信装置的实施例，即将分配变压器与接收电波的一个电波接收元件连接，分别从通过该分配变压器分配为2个以上而得的部分连接多个电波系统。

具体地说，实施例2和实施例1同样具备：整流部100、整流部130、信号波发送天线111、发送天线驱动部110、信号生成部120以及变换变压器112。另外，具备电波接收天线510和对由该电波接收天线510接收到的电力进行分配的分配变压器511，将通过分配变压器511进行分配的电力输入到整流部100和整流部130。

根据本实施例，能够通过一个电波接收天线510得到2个整流电源，能够削减成本和削减零件安装面积。

(实施例3)

图3是通信装置的实施例，即其他电波系统的至少一个与信号生成部内的时钟生成部连接，将通过时钟再生电路对电波的时钟进行再生而得到的时钟用作上述通信装置的时钟。

更具体地说，实施例3和实施例1同样具备：第一电波接收天线101、第一整流部100、信号波发送天线111、发送天线驱动部110、信号生成部120以及变换变压器104、变换变压器112，第二电波接收天线133与时钟再生电路201连接。时钟再生电路201对接收到的电波的时钟进行再生，输入给运算部121。在运算部121通过从时钟再生电路201输入的时钟进行运算处理。

时钟再生电路201例如如图2所示，能够通过偏压电路和限幅电路来实现。第二电波接收天线133接收电波后输出的信号成为振幅依赖于电波强度的差动信号。该差动信号通过输入到偏压电路而施加偏压电压，作为单端信号(时钟信号)而输出，能够输入到运算部。另外，差动信号和时钟信号的振幅依存于电波强度，因此在接收到了高强度的电波时，时钟信号有超过运算部的输入额定的危险性。为了防止这些而设置限幅电路，限制时钟信号的振幅。

根据本实施例，通过从电波再生时钟，不需要消耗电力为数十mW的比较大的振荡器，能够削减消耗电力。

另外，通过提高时钟再生电路201的阻抗，使对该电路的输入电压早期上升，能够比其他电路的上升更早地确立时钟，从而能够防止装置的误动作。

(实施例4)

图4是通信装置的实施例，即设置多个其他电波系统，其他电波系统分别与生成个别的整流电压的个别整流部连接，上述个别的整流部与信号生成部的各个结构要素连接，由此能够任意地设定信号生成部的各个结构要素的启动顺序。

更具体地说，实施例4在实施例1的基础上，还具备多个电波接收天线(电波接收天线333A、电波接收天线333B、电波接收天线333C)，还具备传输分别通过天线接收到的电力的变换变压器(变换变压器334A、变换变压器334B、变换变压器334C)和对来自变换变压器的电力进行整流的整流部(整流部330A、整流部330B、整流部330C)，从各个整流部生成个别的整流电压(VccA、VccB、VccC)，对信号生成部120的结构要素分别个别地进行电力供给。

根据本实施例，信号生成部120的结构要素个别地接受电力供给，由此降低相互的消耗电力增减的影响。

另外，通过调整接收天线333A、333B、333C的尺寸和频率特性以及变换变压器334A、334B、334C的卷数比，能够任意地设定VccA、VccB、VccC，通过任意地设定利用个别的电波接收天线的各电路的阻抗，能够任意地决定电路的上升顺序。由此，能够任意地设定信号生成部的各个结构要素的启动顺序。即，如果将利用特定的电波接收天线的电路阻抗设定得较高，则能够使电源电压比其他电路早期地上升，提前动作开始时期。

其结果，例如对运算部进行电力提供VccC的上升比VccA和VccB慢，从而使运算部能够在其他结构要素稳定地动作后开始动作。

假设在调制部的上升比运算部慢的情况下，产生数据不能正常发送的可能性，而在ROM的上升比运算部慢的情况下，会产生运算部读取错误数据的可能性。但是，如果将运算部的上升设定为比ROM和调制部的上升慢，则能够使装置稳定动作。

另外，在发送信号生成电路的一部分，例如仅在额定电压高的电路和要求稳定动作的电路中个别地设置电波接收天线，从而能够降低该天线所承担的电力，通过更小型的天线实现本发明。

(实施例5)

图5是通信装置的实施例，电波接收用元件是电波接收用线圈，发送用元件是发送用线圈。

更具体地说，实施例5代替实施例1的电波接收天线101、133以及信号波发送天线111，而具备电波接收线圈410、430以及信号波发送线圈420。

根据本实施例，基于线圈的收发电路不需要基于共振天线的收发电路那样的共振频率调整，所以设计变得容易，另外，能够减少收发信号的频率变动引起的特性变差。

(实施例6)

图6是通信装置的实施例，即与其他电波系统连接的电波接收用元件是电波接收用天线，该电波接收用天线设置在构成与第一电波系统连接的电波接收用元件的电波接收用天线的内部，并且电波接收用天线是非共振天线。

更具体地说，实施例6在第一电波接收天线101的内部具备实施例1的第二电波接收天线133。

在具备多个电波接收天线的情况下，由于天线数增加而天线安装面积增加，装置尺寸扩大。作为其解决手段，如图2所示那样，通过将第二电波接收天线133设置在第一电波接收天线101的内部，能够有效地活用天线安装面积，能够防止装置的尺寸的扩大。

因此，也可以在第一电波接收天线内部具备第二电波接收天线以外的其他结构要素的一部分或全部。

这时，在第一电波接收天线101和第二电波接收天线133的尺寸接近的情况下，两个天线间的距离变小，两个天线间的电耦合(相互阻抗、相互电容)程度增加。如果天线间的电耦合增加，则接收损耗增加，天线的接收特性变差。

作为其解决手段，例如将第一电波接收天线101的尺寸设为数百mm程度，同样将第二电波接收天线133的尺寸设为数十mm程度，从而能够扩大外侧的天线(第一电波接收天线101)和内侧的天线(第二电波接收天线133)之间的间隔，降低天线间的电耦合，即防止天线的接收特性变差。

关于第二电波天线133的尺寸，天线面积∝和 的关系成立，所以例如将从第二电波接收天线133提供电力的电路的消耗电力设为同样从第一电波接收天线101提供电力的电路的消耗电力的100分之一，由此能够将天线面积比设为10分之一。

另外，在如实施例1所示那样的利用了阻抗和电容的共振的共振天线中，天线的接收特性提高，但是共振频率的容许宽度变窄(可接收的频率范围变窄)，进行安装的零件的常数误差大大受影响。因此，在装置制造后需要进行共振频率的调整，造成制造工序的增加和成本增加。

作为其解决手段，图6中将第二电波接收天线133作为非共振天线。非共振天线不需要调整共振频率，不需要调整工序。这时，将从第二电波接收天线提供电力的电路的消耗电力抑制在数mW以下，由此能够减少第二电波接收天线133应该接收的电力，能够将天线尺寸小型化到数十mm，而设为非共振天线。

另外，本发明不限于上述实施例，还包括各种变形例。另外，能够将某个实施例的结构的一部分置换为其他的实施例结构。并且，上述实施例是为了容易理解地说明本发明而记载的，不限于具备所说明的全部结构。

如实施例1的说明所述，通信装置中所包括的各种功能不限于实施例所记载的内容，而能够附加、删除各种功能。并且，用于实现功能的电路的结构等也不限于实施例，可以是各种的变形例。

Claims (11)

1.一种通信装置，通过从外部发送来的电波而得到电力来进行驱动，其特征在于，

在该通信装置内设置多个电波系统，该电波系统向上述通信装置内提供从上述电波得到的电力或信号，

在该多个电波系统中，第一电波系统以向用于驱动发送用元件的电路提供电源的方式被连接，上述发送用元件用于从上述通信装置发送信号，

其他电波系统与用于生成由上述通信装置发送的信号的信号生成部连接。

2.根据权利要求1所述的通信装置，其特征在于，

将上述信号生成部的阻抗设定为高于用于驱动上述发送用元件的电路的阻抗。

3.根据权利要求1或2所述的通信装置，其特征在于，

将用于驱动上述发送用元件的电路的可动作电压下限值设定为低于上述信号生成部的可动作电压下限值。

4.根据权利要求1～3中的任意一项所述的通信装置，其特征在于，

在接收电波的一个电波接收元件上连接分配变压器，分别从由该分配变压器分配为2个以上而得的部分连接上述多个电力波系统。

5.根据权利要求1～3中的任意一项所述的通信装置，其特征在于，

分别从接收上述电波的多个电波接收用元件连接上述多个电波系统。

6.根据权利要求1～3中的任意一项所述的通信装置，其特征在于，

上述其他电波系统的至少一个与上述信号生成部内的时钟生成部连接，将通过时钟再生电路对上述电波的时钟进行再生而得到的时钟用作上述通信装置的时钟。

7.根据权利要求1～3中的任意一项所述的通信装置，其特征在于，

设置多个上述其他电波系统，上述其他电波系统分别与生成个别的整流电压的个别整流部连接，上述个别的整流部与上述信号生成部的各个结构要素连接，由此能够任意地设定上述信号生成部的各个结构要素的启动顺序。

8.根据权利要求4所述的通信装置，其特征在于，

上述电波接收用元件是电波接收用天线，上述发送用元件是发送用天线。

9.根据权利要求4所述的通信装置，其特征在于，

上述电波接收用元件是电波接收用线圈，上述发送用元件是发送用线圈。

10.根据权利要求8所述的通信装置，其特征在于，

上述其他电波系统所连接的上述电波接收用元件是电波接收用天线，该电波接收用天线设置在构成与第一电波系统连接的电波接收用元件的电波接收用天线的内部。

11.根据权利要求8所述的通信装置，其特征在于，

上述电波接收用天线是非共振天线。