CN106203207B - 通讯装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供有一种不必增加RF标签与通讯装置的通讯所需要的时间，就可以尽可能地扩大可通讯的范围的技术。本发明的通讯装置具有：端子，与天线电连接；发送部，与端子电连接，生成叠加有预先决定的命令信号的第一无线信号，并从天线发送第一无线信号；放大部，与端子电连接，从天线接收由RF标签接收第一无线信号而生成的第二无线信号，并对第二无线信号进行放大；检测部，对经放大部放大后的信号的强度进行检测；抑制部，对放大后要输入检测部的信号的强度进行抑制，以使该信号的强度不超过预先决定的上限。

Description

通讯装置
技术领域
本发明涉及一种与RF(Radio Frequency，射频)标签非接触地通讯的通讯装置。
背景技术
以往，在各种领域使用非接触地交换数据的近距离无线通信技术。一般地，一种称为RFID(Radio Frequency IDentification，射频识别)的近距离无线通信技术被普及开来。举一个例子，RFID系统被用于FA(Factory Automation，工厂自动化)领域，例如被用于制造工序中的品质管理。更加具体地，将保存有识别信息等数据的RF标签安装于作为管理对象的物品或者支撑或容纳该物品的物体(托盘、集装箱等)上。进一步地，将与该RF标签之间交换数据的通讯装置(以下，也称为“读写器”。)配置在接近安装有RF标签的物品或者物体所移动的路径的位置。
读写器的天线，与设备或者装置配合，而分为设置于距离通讯对象的RF标签较远的位置的情况以及设置于距离通讯对象的RF标签较近的位置的情况。
为了在读写器与RF标签之间稳定地进行通讯，读写器的设置余裕度(到可通讯的RF标签的距离(可通讯区域的范围)的大小)越大越好。即，优选以能够从RF标签接收数据的最大距离与能够从RF标签接收数据的最小距离之差尽量大的方式来设置天线。天线与RF标签的距离越远，从RF标签接收到的信号的电压(以下，也称为“接收电压”。)越小；天线与RF标签的距离越近，来自RF标签的接收电压越大。若对来自RF标签的接收信号进行解调的电路的电压动态范围较小，则会受到比如接收电压过低或者接收电压过高中的任一种限制。对于如这样的问题，提出了如下这样的解决手段。
例如，JP特开2001-177435号公报(专利文献1)公开了一种非接触ID标签系统，该非接触ID标签系统对于因接收放大器的放大率是固定的，故不能准确地读取数据这样的问题，能够辨别弱电场、强电场，并进行切换从而以良好的接收灵敏度来准确地接收ID数据，且能够提高易用性。
另外，JP特开2013-062605号公报(专利文献2)公开了，一种能够保持非感应区域较少的负载调制通信控制装置。更加具体地，接收错误监视部当确认出虽然存在I相信号或者Q相信号但是位判断失败时，判断为虽然能够接收负载调制信号但是接收强度过强。此时，寄存器设定部重写寄存器，由此降低可变式接收放大器的增益，降低用于对接收的信号进行判断的负载调制信号的振幅。然后，通信再执行部在接收放大器增益较低的状态下再次执行通信，建立负载调制通信。
专利文献1：JP特开2001-177435号公报
专利文献2：JP特开2013-062605号公报
在上述的专利文献1以及2中公开的现有技术中，调整接收增益以使可通讯距离能够最大化，若以该接收增益进行接收时接收失败，则降低接收增益并再次通讯，由此确保读写器的设置余裕度。在采用了如这样的现有技术的方式的情况下，由于需要变更接收增益并进行再次通讯，即需要重试处理，所以存在通讯所需要的时间较长的问题。
发明内容
在如以上所述的背景下，人们期望有一种不必增加RF标签与通讯装置的通讯所需要的时间，就可以尽可能地扩大可通讯的范围的技术。
根据本发明的一种形态的通讯装置，具有：端子，与天线电连接；发送部，与所述端子电连接，生成叠加有预先决定的命令信号的第一无线信号，并从所述天线发送所述第一无线信号；放大部，与所述端子电连接，从所述天线接收第二无线信号，并对所述第二无线信号进行放大，所述第二无线信号是由RF标签接收所述第一无线信号而生成的；检测部，对经所述放大部放大后的信号的强度进行检测；抑制部，对放大后要输入至所述检测部的信号的强度进行抑制，以使该信号的强度不超过预先决定的上限。
优选地，抑制部提取放大后的信号中含有的交流成分，并限制该交流成分的振幅的上下限。
进一步优选地，抑制部具有连接方向彼此不同的一对二极管。进一步优选地，抑制部具有在提取交流成分之前对信号进行放大的第一缓冲器。
进一步优选地，抑制部在限制振幅的上下限之后，对信号施加直流成分并输出至检测部。
进一步优选地，抑制部具有设于向检测部的输出段的第二缓冲器。优选地，抑制部具有补偿因信号抑制而产生的损耗的电路。
若采用本实施方式，则不必增加通讯所需要的时间，就能够扩大可通讯的范围。
附图说明
图1是示出本发明的实施方式的读写器的硬件结构的示意图。
图2A、图2B是用于说明RFID系统的特征的图。
图3是用于说明为了提高本发明的实施方式的读写器的通讯稳定度的处理的图。
图4A、图4B是示出本发明的实施方式的读写器的电压抑制电路的第一电路结构例的示意图。
图5A、图5B是示出本发明的实施方式的读写器的电压抑制电路的第二电路结构例的示意图。
图6A、图6B是示出本发明的实施方式的读写器的电压抑制电路的第三电路结构例的示意图。
图7A、图7B是示出本发明的实施方式的读写器的电压抑制电路的第四电路结构例的示意图。
图8A、图8B是示出本发明的实施方式的读写器的电压抑制电路的第五电路结构例的示意图。
图9是示出本发明的实施方式的读写器的通讯稳定度的验证结果的一个例子的图。
其中，附图标记说明如下：
1读写器，10处理器，20模块，22A/D转换电路，30发送驱动电路，32端子，40接收放大器，42谐振电容，50、50A～50E、50A#～50E#电压抑制电路，51A输入缓冲器，52A AC耦合部，53A、53B电压抑制部，54A、54B偏置部，55A、55B、55C、55D输出缓冲器，56A损耗校正部，60增益切换电路，70天线，501、514、531晶体管，502、505、510、511、515、516、522、523、526、527、529，532电阻，503、520、533节点，504、509、517、518、543电容器，506、507、524、525二极管，508线路，512、521、528、542运算放大器。
具体实施方式
针对本发明的实施方式，一边参照附图，一边详细地说明。此外，针对图中的相同或者相当的部分，标记上相同的附图标记并不重复其说明。
以下，作为具有进行近距离无线通信的通讯装置的系统的典型例子，针对RFID系统进行说明。由于在一般的RFID系统中，经常从通讯装置的功能的视角出发而将其称为“读写器”，在以下的说明中也将通讯装置称为“读写器”。但是，通讯装置并不是必需具有从RF标签读出数据的功能(读取器功能)以及向RF标签写入数据的功能(写入器功能)这两者，也可以仅具有一种功能。
RF标签有时也称为IC(Integrated Circuit，集成电路)标签或者RFID标签，为了便于说明，以下使用“RF标签”这个术语。
作为近距离无线通信的典型例子，针对RFID进行说明，但是并不限定于此，例如，本发明的技术的范围也可以包含将来以RFID的技术为基础改良了的新的方式等。
＜A.读写器的结构＞
首先，针对本实施方式的读写器1的结构进行说明。图1是示出本发明的实施方式的读写器1的硬件结构的示意图。
参照图1，读写器1，作为主要的部件而具有处理器10、包含A/D(Analog toDigital)转换电路22的RF模块20、发送驱动电路30、接收放大器40、电压抑制电路50和增益切换电路60。
RF模块20以及发送驱动电路30生成向RF标签发射的电磁波，接收放大器40、电压抑制电路50以及RF模块20的A/D转换电路22接收由RF标签应答的电磁波并对该电磁波进行解码。
在图1中，示出在端子32上电连接有天线70的结构，来作为读写器1的部件。但是就天线70而言，也可以是与读写器1分体的部件。在这种情况下，设置从读写器1的端子32到应该设置天线70的位置的导线。另外，针对天线70的数量以及形状，也可以根据对象的设备或者装置中的设置环境或者条件等适当地设计。
在电连接有天线70的端子32与接地电位(GND)之间，电连接有谐振电容42。谐振电容42使发送驱动电路30的输出阻抗与天线70匹配。谐振电容42的电容量是根据作为目标的发送特性(发送电力以及频率特性等)来适当设计的。
处理器10是控制由读写器1进行的各种处理的运算处理部。一般地，处理器10执行未图示的程序，由此实现读写器1所需要的处理。此外，也可以使用比如ASIC(ApplicationSpecific Integrated Circuit，专用集成电路)这样的硬件来实现处理器10的全部或者一部分功能。处理器10也可以具有未图示的通信接口，能够与上级设备之间交换数据。
RF模块20对在读写器1与RF标签之间交换的电磁波(RF信号)进行处理。具体地，RF模块20接收来自处理器10的内部命令而生成高频脉冲(以下，也称为“载波信号”。)，该高频脉冲是在来自未图示的振荡电路的基波上叠加与该内部命令对应的规定位数的命令信号而得到的原始载波。
发送驱动电路30对由RF模块20生成的载波信号进行放大，并将该放大后的信号经由端子32供给至天线70。即，发送驱动电路30与端子32电连接，生成叠加有预先决定的命令信号的电磁波(第一无线信号)，并从天线70发送该电磁波(第一无线信号)。于是，从天线70发出电磁波。
发射至RF标签的电磁波的频率是根据可到达距离等来适当设定的。例如，若按照由ISO/IEC(International Organization for Standardization/InternationalElectrotechnical Commission，国际标准化组织/国际电工委员会)规格决定的频率，则能够使用134.2kHz、530kHz、13.56MHz、920MHz频段等的电磁波。
当从天线70发出的电磁波入射至未图示的RF标签时，在RF标签中因接收到的电磁波而产生感应电动势，利用该感应电动势来激励内部的控制电路。RF标签内部的控制电路对叠加于载波信号上的命令信号进行解码，按照该通过解码而取得的命令来执行处理，生成包含该处理结果的应答信号，最终向读写器1发出应答。
来自RF标签的应答信号被天线70接收，并被输入至接收放大器40。接收放大器40以预先决定的接收增益来对应答信号进行放大，并将放大后的应答信号赋予电压抑制电路50。即，接收放大器40与端子32电连接，从天线70接收接收叠加有命令信号的电磁波(第一无线信号)，从而接收RF标签所生成的应答信号(第二无线信号)，并对该应答信号(第二无线信号)进行放大。
RF模块20的A/D转换电路22检测由接收放大器40放大后的信号的强度(一般是信号电压)。即，A/D转换电路22使来自电压抑制电路50的应答信号(模拟信号)量子化来生成数字信号。RF模块20对生成的数字信号进行解码，生成来自RF标签的接收结果，并将生成的接收结果输出至处理器10。
电压抑制电路50对经接收放大器40放大后要输入A/D转换电路22的信号的强度进行抑制，以使该信号的强度不超过预先决定的上限。针对电压抑制电路50的详细情况后述。将经电压抑制电路50抑制了信号强度之后的应答信号赋予RF模块20。
增益切换电路60接收来自处理器10的内部命令来变更接收放大器40的接收增益，该接收增益规定接收放大器40的放大程度。一般地，接收放大器40能够在两级增益之间进行切换(近距离模式以及远距离模式)。
通过如这样的各部件的动作，能够与RF标签非接触地通讯。
＜B.通讯稳定度的提高＞
以下，针对提高本实施方式的读写器1的通讯稳定度的技术的概要进行说明。
图2A、图2B是用于说明RFID系统的特征的图。在图2A中示出一般的无线收发器系统的结构，在图2B中示出RFID系统的结构。
参照图2A，在无线收发器之间进行通信的情况下，各无线收发器具有生成无线信号的功能。当考虑比如某个无线收发器向其他的无线收发器发送某种信号，从该其他的无线收发器接收应答信号这样的交换时，该其他的无线收发器能够适当调整应答信号的信号强度。由于能够如这样主动地交换无线信号，所以能够比较容易地根据无线收发器之间的距离来调整信号强度。
与此相对地，如图2B所示的RFID系统的读写器与RF标签之间进行的是被动的通讯，无法由RF标签控制来自RF标签的应答信号的信号强度。即，来自RF标签的应答信号的信号强度是根据从读写器发送的查询信号的信号强度以及读写器与RF标签之间的距离而预先决定的。
若为了与位于距离读写器较远的位置的RF标签进行通讯，而增大来自读写器的查询信号的信号强度，则在RF标签位于较近的位置的情况下，从RF标签发送至读写器的应答信号的信号强度会过大，无法恰当执行接收处理以及解码处理。另一方面，若不增强读写器的查询信号的信号强度，则读写器到可通讯的RF标签的距离(可通讯区域的范围)会很小。本实施方式的读写器的目的在于，在如这样的权衡关系下尽可能地扩大可通讯区域。
图3是用于说明为了提高本发明的实施方式的读写器1的通讯稳定度的处理的图。在图3中的(A)中示出在将接收放大器40(图1)的接收增益设定于低挡的情况(近距离模式)下，读写器1与RF标签之间的距离和从接收放大器40输出的接收信号的电压(接收电压)的特性曲线102；在图3中的(B)中示出在将接收放大器40(图1)的接收增益设定得较高的情况(远距离模式)下，读写器1与RF标签之间的距离和从接收放大器40输出的接收信号的电压(接收电压)的特性曲线104。
从接收放大器40输出的放大后的接收信号被输入至RF模块20的A/D转换电路22。将使得A/D转换电路22不致饱和并能够输出数字信号的接收电压的范围表示为可解调动态范围。
如图3中的(A)所示，在将接收增益设定于低挡的情况下，由于接收信号的放大量相对较小，所以当从读写器1到RF标签的距离远到超过一定程度时，来自RF标签的应答信号的信号强度就会低于可解调动态范围(图3中的(A)的“通讯NG(通讯不良)”的范围)。其结果是，A/D转换电路22无法进行恰当的解调(A/D转换)。
另一方面，如图3中的(B)所示，在将接收增益设定于高挡的情况下，由于接收信号的放大量相对较大，所以当从读写器1到RF标签的距离近到超过一定程度时，来自RF标签的应答信号的信号强度就会高于可解调动态范围(图3中的(B)的“通讯NG”的范围)。在这种情况下，A/D转换电路22也无法进行恰当的解调(A/D转换)。
在图3中的(C)中示出，在本实施方式的读写器1中，从接收放大器40输出的接收信号被输入至电压抑制电路50(图1)而输出的结果。在这种情况下，基本上，接收增益被设定于高挡，来自RF标签的应答信号根据读写器1与RF标签之间的距离而产生与图3中的(B)的特性曲线104同样的特性曲线106。此时，电压抑制电路50对来自RF标签的应答信号的信号强度高于可解调动态范围的范围108(相当于图3的(B)中的“通讯NG”的范围)的接收电压进行抑制。换言之，电压抑制电路50抑制来自RF标签的应答信号的信号强度，以使该信号强度不超过可解调动态范围。通过实施如这样的电压抑制，能够扩大来自RF标签的应答信号能被恰当接收的范围(可通讯区域)。
此外，由于在电压抑制电路50中发生一定程度的损耗，所以相对于从接收放大器40输出的特性曲线106，从电压抑制电路50输出的是电压下降了一定程度(某种程度)的特性曲线110。因此，在读写器1与RF标签的距离较远的情况下，可能产生小于可解调动态范围的范围112。在如这样的情况下，也可以进行补偿电压降低的损耗校正。但是，损耗校正功能并不是必需的，而是可以适当采用的功能。
＜C.通讯装置的电路结构＞
以下，针对用于实现电压抑制功能的电压抑制电路50的若干个结构例子进行说明。并且，除了用于实现电压抑制功能以外，还针对用于实现损耗校正功能的结构例子进行说明。
(c1：第一电路结构例)
图4A、图4B是示出本发明的实施方式的读写器1的电压抑制电路的第一电路结构例的示意图。参照图4A，作为第一电路结构例的电压抑制电路50A，具有输入缓冲器51A、AC(Alternating Current，转换电路)耦合部52A、电压抑制部53A、偏置部54A和输出缓冲器55A。
电压抑制电路50A提取经接收放大器40放大后的信号中含有的交流成分，并限制该交流成分的振幅的上下限。在电压抑制电路50A中，在输出缓冲器55A的前段对从接收放大器40输出的接收信号施加直流成分，并且由输出缓冲器55A对该接收信号进行非反相放大。
输入缓冲器51A对从接收放大器40输出的接收信号进行放大。输入缓冲器51A在提取交流成分之前对信号进行放大。更加具体地，输入缓冲器51A具有在电源电压Vd与接地电位GND之间串联连接的晶体管501以及电阻502。晶体管501的集电极与电源电压Vd电连接，发射极与接地电位GND电连接。在晶体管501的集电极与发射极之间，流过与从接收放大器40输入晶体管501的基极的接收信号对应的电流。在节点503产生与流过晶体管501的集电极-发射极之间的电流和电阻502的电阻值对应的电压信号。该电压信号被输入至AC耦合部52A。
AC耦合部52A从经输入缓冲器51A放大后的接收信号中去除直流成分。即，AC耦合部52A提取从接收放大器40输入的放大后的信号中含有的交流成分。AC耦合部52A具有串联连接的电容器504以及电阻505，并发挥高通滤波器的功能。即，在线路508上产生主要仅包含交流成分的电压信号。
电压抑制部53A对于从AC耦合部52A输出的主要仅包含交流成分的电压信号，抑制其超过预先决定的上限的部分。更加具体地，电压抑制部53A具有在线路508与接地电位GND之间以连接方向互不相同的方式连接的一对二极管506、507。当线路508上产生的电压信号的正向的大小超过二极管506的正向电压的绝对值时，二极管506处于导通状态，将线路508的正向的电压值抑制在二极管506的正向电压的大小。另外，当线路508中产生的电压信号的反向的大小超过二极管507的正向电压的绝对值时，二极管507处于导通状态，将线路508的反向的电压值抑制在二极管507的正向电压的大小。即，电压抑制部53A是正向以及反向的削波电路。此外，可以使用例如反向恢复特性良好的肖特基二极管等作为二极管506、507。
线路508经由电容器509与偏置部54A电连接。利用电容器509去除线路508中产生的电压信号的直流成分。
偏置部54A对从电压抑制部53A输出的电压信号施加作为补偿的直流成分。即，在提取经接收放大器40放大后的信号中含有的交流成分，并对该交流成分的振幅的上下限进行限制后，偏置部54A对该交流成分施加直流成分并输出至RF模块20的A/D转换电路22。更加具体地，偏置部54A具有在电源电压Vd与接地电位GND之间串联连接的电阻510以及电阻511。对输入至偏置部54A的电压信号施加与电阻510和电阻511之间的电阻值的比例对应的直流成分。
输出缓冲器55A是设于向RF模块20的A/D转换电路22的输出段的单电源放大器，使AC耦合部52A、电压抑制部53A以及偏置部54A的电路动作不受A/D转换电路22的阻抗影响。更加具体地，输出缓冲器55A具有运算放大器512。将运算放大器512的输出直接回馈到输入负端(负反馈)，通过这样，对被赋予运算放大器512的输入正端的电压信号进行非反相放大。
最终，输出缓冲器55A(运算放大器512)的输出被输入至A/D转换电路22。
通过如以上所述的电路动作，如图3所示，抑制电压的大小，以使来自RF标签的应答信号的信号强度收敛于可解调动态范围以内。输入至A/D转换电路22的接收电压的抑制特性取决于电压抑制部53A的二极管506、507的正向电压的大小。因此，根据A/D转换电路22的动态范围、接收放大器40的接收增益和发送驱动电路30的发送增益等，选择具有适当的正向电压的特性的二极管506、507。
以下，在图4B中示出追加有损耗校正功能的电压抑制电路50A#的电路结构。参照图4B，电压抑制电路50A#是在图4A所示的电压抑制电路50A的输出段设置损耗校正部56A的电路。除了损耗校正部56A以外的电路结构，由于与电压抑制电路50是同样的，故不重复详细的说明。
损耗校正部56A设于电压抑制电路50A的输出段，是补偿因信号抑制而产生的损耗的电路，对从输出缓冲器55A输出的电压信号进行放大。更加具体地，损耗校正部56A具有晶体管514。晶体管514的集电极经由电阻515与电源电压Vd电连接，发射极经由彼此并联连接的电阻516以及电容器517、518来与接地电位GND电连接。在晶体管514的集电极与发射极之间流过与从运算放大器512输入至晶体管514的基极的电压信号对应的电流。在节点520生成与流过晶体管514的集电极-发射极之间的电流和电阻515的电阻值对应的电压信号。该电压信号被输入至A/D转换电路22。电阻515的电阻值是根据允许流过晶体管514的集电极-发射极之间的最大的电流值来决定的，电阻516的电阻值是以能够使晶体管514的放大动作稳定的方式来决定的。电容器517、518的电容量(合成电容量)是以针对流过晶体管514的集电极-发射极之间的电流中包含的全部的交流成分，使阻抗降到足够低的方式来决定的。此外，在图4B中示出为了确保必需的电容量而将两个电容器并联连接的例子，但是也可以使用单独一个电容器或者更多的电容器。
在输出段设置如这样的损耗校正部56A，由此来补偿因安装了抑制电压的功能部而产生的损耗(S/N比的下降)，即使在RF标签配置于离读写器1较远的位置的情况下，也能够在读写器1与RF标签之间稳定地进行通讯。
(c2：第二电路结构例)
图5A、图5B是示出本发明的实施方式的读写器1的电压抑制电路的第二电路结构例的示意图。参照图5A，作为第二电路结构例的电压抑制电路50B具有输入缓冲器51A、AC耦合部52A、电压抑制部53B、偏置部54B和输出缓冲器55B。
电压抑制电路50B提取经接收放大器40放大后的信号中含有的交流成分，并限制该交流成分的振幅的上下限。在电压抑制电路50B中，在输出缓冲器55B的前段对从接收放大器40输出的接收信号施加直流成分，并且由输出缓冲器55B对该接收信号进行反相放大。
由于输入缓冲器51A以及AC耦合部52A具有分别与图4A、图4B所示的输入缓冲器51A以及AC耦合部52A相同的电路结构，所以不重复详细的说明。
电压抑制部53B对从AC耦合部52A输出的主要仅包含交流成分的电压信号，抑制超过预先决定的上限的部分。更加具体地，电压抑制部53B具有运算放大器521。在运算放大器521的输出与运算放大器521的输入负端之间彼此并联地连接有电阻522以及一对二极管524、525。二极管524与二极管525的连接方向彼此不同。
在对运算放大器521的输入正端赋予接地电位(GND)的情况下，运算放大器521以对应于电阻522的电阻值与位于前段的电阻505的电阻值之比的放大率，对被赋予输入负端的电压信号以如下的放大率进行反相放大并输出。此处，当回馈至运算放大器521的输入负端的电流过大，在电阻522的两端产生的电压超过二极管524或者二极管525的正向电压时，该电压超过了正向电压的二极管变为导通状态。当二极管524、525中的任一个变为导通状态时，运算放大器521的输出与运算放大器521的输入负端之间的电阻值(阻抗)大幅度减少，这意味着运算放大器521的放大率大幅度减少。
即，当赋予运算放大器521的输入正端的电压信号过大时，二极管524、525中的任一个变为导通状态，抑制运算放大器521的更大的放大。结果是，抑制运算放大器521输出的电压值。
输出缓冲器55B是设于向RF模块20的A/D转换电路22的输出段的单电源放大器，使AC耦合部52A以及电压抑制部53B的电路动作不受A/D转换电路22的阻抗影响。更加具体地，输出缓冲器55B具有运算放大器528以及电阻523、529。在对运算放大器528的输入正端赋予接地电位(GND)的情况下，运算放大器528以对应于电阻529的电阻值与位于前段的电阻523的电阻值之比的放大率，对赋予输入负端的电压信号进行反相放大并输出。
由于电压抑制部53B以及输出缓冲器55B分别进行反相放大，所以从输出缓冲器55B(运算放大器528)输出的是与从接收放大器40输出的接收信号同相的信号。
偏置部54B施加被AC耦合部52A去除了的直流成分(补偿)。即，在提取经接收放大器40放大后的信号中含有的交流成分，并限制该交流成分的振幅的上下限之后，偏置部54B对该交流成分施加直流成分并输出至RF模块20的A/D转换电路22。更加具体地，偏置部54B具有在电源电压Vd与接地电位GND之间串联连接的电阻526以及电阻527。偏置部54B生成与电阻526与电阻527之间的电阻值的比例对应的直流电压，并将该直流电压分别输入至运算放大器521、528的输入正端。运算放大器521、528在将来自偏置部54B的直流成分作为对输入的电压信号的补偿来与该输入的电压信号相加之后，分别对该相加后的电压信号进行反相放大。通过如这样地加上补偿以及反相放大，将含有规定的偏置电压的电压信号输出至A/D转换电路22。
通过如以上所述的电路动作，如图3所示，抑制电压的大小，以使来自RF标签的应答信号的信号强度收敛于可解调动态范围以内。输入至A/D转换电路22的接收电压的抑制特性取决于与电压抑制部53B的运算放大器521连接的二极管524、525的正向电压的大小。因此，根据A/D转换电路22的动态范围、接收放大器40的接收增益、发送驱动电路30的发送增益等，选择具有恰当的正向电压特性的二极管524、525。
在图5B中示出追加有损耗校正功能的电压抑制电路50B#的电路结构。参照图5B，电压抑制电路50B#是在图5A所示的电压抑制电路50B的输出段上设置损耗校正部56A的电路。针对损耗校正部56A的电路结构以及电路动作，由于已参照图4B进行了详述，故不重复详细的说明。
在输出段设置如这样的损耗校正部56A，由此来补偿因安装了抑制电压的功能部而产生的损耗(S/N比的下降)，即使在RF标签配置于离读写器1较远的位置的情况下，也能够在读写器1与RF标签之间稳定地进行通讯。
(c3：第三电路结构例)
图6A、图6B是示出本发明的实施方式的读写器1的电压抑制电路的第三电路结构例的示意图。参照图6A，作为第三电路结构例的电压抑制电路50C具有输入缓冲器51A、AC耦合部52A、电压抑制部53A、偏置部54A和输出缓冲器55C。
电压抑制电路50C提取经接收放大器40放大后的信号中含有的交流成分，并限制该交流成分的振幅的上下限。在电压抑制电路50C中，由输出缓冲器55C对从接收放大器40输出的接收信号进行非反相放大，并且在输出缓冲器55C的后段对该接收信号施加直流成分。
由于输入缓冲器51A、AC耦合部52A、电压抑制部53A以及偏置部54A与图4所示的输入缓冲器51A、AC耦合部52A、电压抑制部53A以及偏置部54A分别具有相同的电路结构，故不重复详细的说明。
输出缓冲器55C是设于向RF模块20的A/D转换电路22的输出段的双电源放大器，以使AC耦合部52A以及电压抑制部53A的电路动作不受A/D转换电路22的阻抗影响。更加具体地，输出缓冲器55C具有接收正端的电源电压Vd以及负端的电源电压-Vd这两者供给的运算放大器542。将运算放大器542的输出直接回馈至输入负端(负反馈)，通过这样，对被赋予运算放大器542的输入正端的电压信号进行非反相放大。
最终，运算放大器542的输出经由电容器543输入至偏置部54A。利用电容器543去除运算放大器542的输出信号中含有的直流成分。
通过如以上所述的电路动作，如图3所示，抑制电压的大小，以使来自RF标签的应答信号的信号强度收敛于可解调动态范围以内。输入至A/D转换电路22的接收电压的抑制特性取决于电压抑制部53A的二极管506、507的正向电压的大小。因此，根据A/D转换电路22的动态范围、接收放大器40的接收增益和发送驱动电路30的发送增益等，选择具有恰当的正向电压特性的二极管506、507。
另外，在图6A所示的电压抑制电路50C中，由于运算放大器542受正端以及负端的电源电压驱动，所以能够进一步增大放大率。通过这样，能够减少在电压抑制电路50C中产生的损耗。
在图6B中示出追加有损耗校正功能的电压抑制电路50C#的电路结构。参照图6B，电压抑制电路50C#是在图6A所示的电压抑制电路50C的输出段设置损耗校正部56A的电路。针对损耗校正部56A的电路结构以及电路动作，由于已参照图4B进行了详述，故不重复详细的说明。
在输出段设置如这样的损耗校正部56A，由此来补偿因安装了抑制电压的功能部而产生的损耗(S/N比的下降)，在即使RF标签配置于离读写器1较远的位置的情况下，也能够在读写器1与RF标签之间稳定地进行通讯。
(c4：第四电路结构例)
图7A、图7B是示出本发明的实施方式的读写器1的电压抑制电路的第四电路结构例的示意图。参照图7A，作为第四电路结构例的电压抑制电路50D具有AC耦合部52A、电压抑制部53A、偏置部54A和输出缓冲器55D。
电压抑制电路50D提取经接收放大器40放大后的信号中含有的交流成分，并限制该交流成分的振幅的上下限。在电压抑制电路50D中，在输出缓冲器55D的前段对从接收放大器40输出的接收信号施加直流成分，并且由输出缓冲器55D对该接收信号进行非反相放大。此外，在电压抑制电路50D中省略用于对从接收放大器40输出的接收信号进行放大的输入缓冲器。
由于AC耦合部52A、电压抑制部53A以及偏置部54A与图4所示的AC耦合部52A、电压抑制部53A以及偏置部54A分别具有相同的电路结构，故不重复详细的说明。
输出缓冲器55D是利用了发射极接地的晶体管的放大器，且设于向RF模块20的A/D转换电路22的输出段。输出缓冲器55D使得AC耦合部52A、电压抑制部53A以及偏置部54A的电路动作不受A/D转换电路22的阻抗影响。更加具体地，输出缓冲器55D具有在电源电压Vd与接地电位GND之间串联连接的晶体管531以及电阻532。晶体管531的集电极与电源电压Vd电连接，发射极与接地电位GND电连接。在晶体管531的集电极与发射极之间流过与从接收放大器40输入晶体管531的基极的接收信号对应的电流。在节点533产生与流过晶体管531的集电极-发射极之间的电流和电阻532的电阻值对应的电压信号。该电压信号被输出至A/D转换电路22。
通过如以上所述的电路动作，如图3所示，抑制电压的大小，以使来自RF标签的应答信号的信号强度收敛于可解调动态范围以内。输入至A/D转换电路22的接收电压的抑制特性取决于电压抑制部53A的二极管506、507的正向电压的大小。因此，根据A/D转换电路22的动态范围、接收放大器40的接收增益、发送驱动电路30的发送增益等，选择具有恰当的正向电压特性的二极管506、507。
另外，采用图7A所示的电压抑制电路50D，由此能够进一步简化电路结构，通过这样，能够减少制造成本。
在图7B中示出追加有损耗校正功能的电压抑制电路50D#的电路结构。参照图7B，电压抑制电路50D#是在图7A所示的电压抑制电路50D的输出段设置损耗校正部56A的电路。针对损耗校正部56A的电路结构以及电路动作，由于已参照图4B进行了详述，所以不重复详细的说明。
在输出段设置如这样的损耗校正部56A，由此来补偿因安装了抑制电压的功能部而产生的损耗(S/N比的下降)，在即使RF标签配置于离读写器1较远的位置的情况下，也能够在读写器1与RF标签之间稳定地进行通讯。
(c5：第五电路结构例)
图8A、图8B是示出本发明的实施方式的读写器1的电压抑制电路的第五电路结构例的示意图。参照图8A，作为第五电路结构例的电压抑制电路50E具有AC耦合部52A、电压抑制部53A、偏置部54A和输出缓冲器55D。
电压抑制电路50E提取经接收放大器40放大后的信号中含有的交流成分，并限制该交流成分的振幅的上下限。在电压抑制电路50E中，在输出缓冲器55D的后段对从接收放大器40输出的接收信号施加直流成分，并且由输出缓冲器55D对该接收信号进行非反相放大。此外，在电压抑制电路50E中省略用于对从接收放大器40输出的接收信号进行放大的输入缓冲器。
图8A所示的电压抑制电路50E与图7A所示的电压抑制电路50D相比较，偏置部54A与输出缓冲器55D的连接关系相反。即，在图8A所示的电压抑制电路50E中，将输出缓冲器55D配置于电压抑制部53A的后段，将偏置部54A配置于输出缓冲器55D的后段。针对除此以外的电路结构以及电路动作，由于已参照图7A进行了详述，故不重复详细的说明。
通过如以上所述的电路动作，如图3所示，抑制电压的大小，以使来自RF标签的应答信号的信号强度收敛于可解调动态范围以内。输入至A/D转换电路22的接收电压的抑制特性取决于电压抑制部53A的二极管506、507的正向电压的大小。因此，根据A/D转换电路22的动态范围、接收放大器40的接收增益和发送驱动电路30的发送增益等，选择具有恰当的正向电压特性的二极管506、507。
另外，采用图8A所示的电压抑制电路50E，由此能够进一步简化电路结构，通过这样，能够减少制造成本。
在图8B中示出追加有损耗校正功能的电压抑制电路50E#的电路结构。参照图8B，电压抑制电路50E#是在图8A所示的电压抑制电路50E的输出段设置损耗校正部56A。针对损耗校正部56A的电路结构以及电路动作，由于已参照图4B进行了详述，故不重复详细的说明。
在输出段设置如这样的损耗校正部56A，由此来补偿因安装了抑制电压的功能部而产生的损耗(S/N比的下降)，在即使RF标签配置于离读写器1较远的位置的情况下，也能够在读写器1与RF标签之间稳定地进行通讯。
＜D.验证结果＞
本申请的发明人验证了具有如上述的电压抑制电路的读写器的通讯稳定度的提高效果。以下示出其验证结果的一个例子。
图9是示出本发明的实施方式的读写器1的通讯稳定度的验证结果的一个例子的图。在图9中示出针对如下的3种结构，使读写器1与RF标签之间的距离依次变化来调查可否通讯的结果；这3种结构分别是：(A)：不具有电压抑制电路50的结构(接收放大器40的输出被直接输入至RF模块20的结构)，(B)：具有图4A所示的电压抑制电路50A的结构，(C)：具有图4B所示的电压抑制电路50A#的结构。
如比较图9中的(A)的结果与图9中的(B)的结果可知的那样，即使在将RF标签接近读写器1而配置的情况下，也能够抑制接收信号的电压(接收电压)，由此使接收信号的电压(接收电压)收敛于可解调动态范围内。通过这样，可知能够既大致维持可通讯区域在远距离侧的范围，又扩大可通讯区域在近距离侧的范围。
进一步地，如图9中的(C)所示，采用具有损耗校正功能的电压抑制电路，由此能够将可通讯区域在远距离侧的范围维持在与不存在电压抑制电路的电路结构大致同样的范围。
如此，采用本实施方式的电压抑制电路，由此能够扩大可通讯区域，因而验证了能够提高通讯稳定度。
＜E.其他的实施方式＞
在图4～图8中举例示出了利用了电路部件的电路图，但是作为安装该电路的形态能够采用任意的结构。例如，可以将该电路的全部或者一部分制作成IC(IntegratedCircuit，集成电路)，也可以利用在基板上形成的导线图案来安装。另外，为了说明电压抑制电路而将接收放大器与电压抑制电路分开来记载，但是也可以将电压抑制电路安装于接收放大器的电路内。
无论利用增益切换电路60将接收放大器40(图1)的接收增益设定为多大，上述的电压抑制电路50都能发挥功能。但是，由于从接收放大器40输出的接收电压的范围随着接收增益变化而变化，所以也可以与该范围变化对应地切换抑制特性(受限制的振幅的上下限的值)。
＜F.优点＞
如以上所述，在本实施方式的读写器1中，对经接收放大器40放大后要输入至RF模块20的A/D转换电路22(检测部)的信号的强度进行抑制，以使该信号的强度不超过预先决定的上限，由此，即使读写器1与RF标签的距离较近，也能够使接收电压收敛于可解调动态范围内。通过这样，能够增大读写器的设置余裕度(到可通讯的RF标签的距离(可通讯区域的范围)的大小)，能够提高通讯稳定度。
另外，若采用本实施方式，则由于不需要根据读写器1与RF标签的距离来切换接收增益，所以不必增加通讯所需要的时间，就能够扩大可通讯的范围。
本发明公开的实施方式在全部的方面都是例示性的，应该理解为非限制性的。本发明的范围并不由上述的说明表示，而是由权利要求的范围表示的，并谋求包含与权利要求的范围等同的意思以及权利要求范围内的全部的变更。

Claims (8)

1.一种通讯装置，其特征在于，具有：
端子，与天线电连接，
发送部，与所述端子电连接，生成叠加有预先决定的命令信号的第一无线信号，并从所述天线发送所述第一无线信号，
放大部，与所述端子电连接，从所述天线接收第二无线信号，并对所述第二无线信号进行放大，所述第二无线信号是由RF标签接收所述第一无线信号而生成的，
抑制部，提取所述放大后的信号中含有的交流成分，并限制该交流成分的振幅的上下限，以使该信号的强度不超过预先决定的上限，
检测部，对经所述放大部放大后的信号的强度进行检测。
2.如权利要求1所述的通讯装置，其特征在于，
所述抑制部，具有连接方向彼此不同的一对二极管。
3.如权利要求1所述的通讯装置，其特征在于，
所述抑制部具有第一缓冲器，所述第一缓冲器用于在提取交流成分之前对信号进行放大。
4.如权利要求2所述的通讯装置，其特征在于，
所述抑制部具有第一缓冲器，所述第一缓冲器用于在提取交流成分之前对信号进行放大。
5.如权利要求1～4中的任一项所述的通讯装置，其特征在于，
所述抑制部，在限制振幅的上下限之后，对信号施加直流成分后将其输出至所述检测部。
6.如权利要求1～4中的任一项所述的通讯装置，其特征在于，
所述抑制部具有第二缓冲器，所述第二缓冲器设于向所述检测部输出的输出段。
7.如权利要求5所述的通讯装置，其特征在于，
所述抑制部具有第二缓冲器，所述第二缓冲器设于向所述检测部输出的输出段。
8.如权利要求1～4中的任一项所述的通讯装置，其特征在于，
所述抑制部，具有用于补偿因信号抑制而产生的损耗的电路。
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