DE602004009663T2

DE602004009663T2 - Reaktanzeinstelleinrichtung, übertragungsverfahren und übertragungseinrichtung damit, dafür geeignete signalverarbeitungsschaltung,reaktanzeinstellverfahren, übertragungsverfahren und empfangsverfahren

Info

Publication number: DE602004009663T2
Application number: DE602004009663T
Authority: DE
Inventors: Tadashi Minotani; Nobutarou Shibata; Mitsuru Shinagawa
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2003-12-05
Filing date: 2004-12-01
Publication date: 2008-08-14
Anticipated expiration: 2024-12-02
Also published as: CN1751463A; US20060052074A1; JPWO2005060131A1; EP1804382A3; DE602004009663D1; CN100594685C; EP1587226B1; EP1587226A4; KR20070007208A; US7636547B2; WO2005060131A1; KR100777766B1; JP2008035570A; KR100759359B1; JP4209924B2; EP1804382B1; EP1804382A2; KR20060024340A; DE602004018203D1; EP1587226A1

Description

Ein System für Übertragung/Empfang von Signalen über ein ein elektrisches Feld übertragendes Medium, einen Transceiver (Sender/Empfänger), einen Sender, der eine Reaktanzabstimmungseinrichtung verwendet, ein Reaktanzabstimmungsverfahren, ein Übertragungsverfahren und ein Empfangsverfahren.
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein System für Übertragung/Empfang von Signalen mit einem ein elektrisches Feld übertragendes Medium, einem Transceiver und einem Sender. Außerdem bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Reaktanzabstimmungsverfahren, ein Übertragungsverfahren und ein Empfangsverfahren.
Stand der Technik
Wegen einer Miniaturisierung und technologischem Fortschritt mobiler Einrichtungen hat ein tragbarer Computer, der an einem lebendigen Körper montiert werden kann, eine Menge Aufmerksamkeit auf sich gezogen. In der Vergangenheit wurde, als Datenkommunikationen zwischen derartigen tragbaren Computern, ein Verfahren vorgeschlagen, in dem ein Transceiver mit einem Computer verbunden ist und ein elektrisches Feld, das in dem lebendigen Körper induziert wird, als ein ein elektrisches Feld übertragendes Medium durch den Transceiver darin übertragen wird, um Daten zu übertragen und zu empfangen, z. B. in der japanischen Patentanmeldung Offenlegung Veröffentlichung 2001-352298 .
In einer körperinternen Kommunikation, in der das elektrische Feld basierend auf einem Signal, das Daten enthält, die zu übertragen und zu empfangen sind, in dem lebendigen Körper induziert wird und Kommunikationen durch Erfassen des induzierten elektrischen Feldes ausgeführt werden, wird, wenn ein Transceiver, der mit der Erdungsmasse nicht elektro-statisch gekoppelt ist, verwendet wird, eine günstige Übertragungsbedingung realisiert durch Bereitstellen einer Sektion variabler Reaktanz zwischen einer Modulationsschaltung und einer Übertragungs-und-Empfangselektrode, wie in 1 gezeigt, durch Steuern des Reaktanzwertes, und somit durch Erhöhen der Intensität des elektrischen Feldes, das in dem lebendigen Körper induziert wird.
1 veranschaulicht ein Beispiel einer Konfiguration eines Transceivers, der in der körperinternen Kommunikation verwendet wird. Bezug nehmend auf 1 besteht der Transceiver aus einem Oszillator 125, der ein wechselndes Signal als einen Träger ausgibt, einer Modulationsschaltung 101, die den Träger unter Verwendung von Daten moduliert, die zu übertragen sind, einem Schalter 102, die in dem Zeitpunkt einer Abstimmung von Reaktanz und Übertragung einschaltet oder in dem Zeitpunkt eines Empfangs ausschaltet, einer Sektion variabler Reaktanz 106, die Resonanz mit parasitären Kapazitäten zwischen einem lebendigen Körper 121 und der Erdungsmasse und auch zwischen einer Masse der Transceiverschaltung und der Erdungsmasse bewirkt, einem Schalter 103, die einschaltet, wenn eine Amplitude eines elektrischen Feldes in dem Zeitpunkt erfasst wird, wo ein Reaktanzwert während Reaktanzabstimmung groß ist oder anderweitig ausschaltet, einem Schalter 104, der einschaltet, wenn eine Amplitude eines elektrischen Feldes in dem Zeitpunkt erfasst wird, wo ein Reaktanzwert während Reaktanzabstimmung klein ist oder anderenfalls ausschaltet, einem Filter 108 und einem Detektor 107, die eine Amplitude eines elektrischen Feldes in dem Zeitpunkt erfassen, wo ein Reaktanzwert groß ist, einem Filter 110 und einem Detektor 109, die eine Amplitude eines elektrischen Feldes in dem Zeitpunkt erfassen, wo ein Reaktanzwert klein ist, einem Differenzialverstärker 111, der eine Differenz zwischen den Amplituden in dem Zeitpunkt erhält, wo die Reaktanzwert groß und klein ist, einem Integrierer 112, der ein Ausgangssignal des Differenzialverstärkers 111 integriert, um ein Steuersignal zum Steuern einer Reaktanz auszugeben, einem Schalter 105, der dem Integrierer 112 erlaubt, das Signal von dem Differenzialverstärker 111 während Reaktanzabstimmung einzugeben und ein elektrisches Signal von einer Konstantspannungsquelle 113 während Übertragung einzugeben, wobei die Konstantspannungsquelle 113 das elektrische Signal mit einem Spannungswert von Null zu dem Integrierer 112 ausgibt, einer Abstimmungssignalquelle 114, die ein Abstimmungssignal zur Verwendung bei Reaktanzabstimmung ausgibt, einem Addierer 115, der das Abstimmungssignal zu dem Steuersignal hinzufügt und zu der Sektion variabler Reaktanz 106 ausgibt, einer optischen Sektion der Erfassung eines elektrischen Feldes 116, die ein elektrisches Feld, das in dem lebendigen Körper induziert wird, in ein elektrisches Signal wandelt, einer Signalverarbeitungssektion 117, die ein Ausgangssignal von der optischen Sektion der Erfassung eines elektrischen Feldes 116 verstärkt und Rauschbeseitigung oder dergleichen durch ein Filter durchführt, einer Demodulationsschaltung 118, die ein empfangenes Signal demoduliert, einem Wellenformformer 119, der eine Wellenform formt, einem Schalter 120, der den Schaltern 103 und 104 erlaubt, ein Ausgangssignal von der Signalverarbeitungssektion 117 zu den Schaltern 103 und 104 während Reaktanzabstimmung oder Übertragung und der Demodulationsschaltung 118 einzugeben, um das Ausgangssignal während Empfangs einzugeben, einer Eingabe-/Ausgabe-(E/A) Schaltung 122, einer Übertragungs-und-Empfangselektrode 123 und einem Isolator 124.
In dem Transceiver mit der in 1 gezeigten Konfiguration wird ein Reaktanzwert der variablen Reaktanz so gesteuert, um ein elektrisches Feld zu maximieren, das in dem lebendigen Körper 121 zu induzieren ist. In dieser Steuerung wird ein Reaktanzwert zeitlich von dem Reaktanzwert geändert, der durch ein Steuersignal gesetzt wird. Das Steuersignal wird geändert größer zu sein, wenn die Amplitude des elektrischen Feldes in dem Zeitpunkt, wo ein Reaktanzwert groß ist, größer ist, und kleiner zu sein, wenn die Amplitude des elektrischen Feldes kleiner ist. Diese Operation setzt eine Steuerung fort, bis die Amplitude gleich wird.
In 1 wird die Amplitude des elektrischen Feldes in dem Zeitpunkt, wo der Reaktanzwert groß ist, durch eine Schaltung auf der Seite des Schalters 103 erfasst, und die Amplitude des elektrischen Feldes in dem Zeitpunkt, wo ein Reaktanzwert klein ist, wird durch eine Schaltung auf der Seite des Schalters 104 erfasst. Diese Werte werden durch den Differenzialverstärker 111 verglichen. Wenn die Amplitude des elektrischen Feldes in dem Zeitpunkt, wo ein Reaktanzwert groß ist, größer ist, wird ein positives Signal zu dem Integrierer 112 eingegeben, wobei dadurch das Steuersignal vergrößert und der Reaktanzwert reduziert werden. Wenn kleiner, wird ein negatives Signal zu dem Integrierer 112 eingegeben, wobei dadurch der Reaktanzwert reduziert wird. In diesem Verfahren wird, wenn eine Größenbeziehung zwischen dem Abstimmungssignal und dem Reaktanzwert korrekt ist, die Reaktanz automatisch gesteuert, maximal zu sein.
Um es detailliert zu erläutern, wird auf eine Wellenform, die von jeder Komponente ausgegeben wird, die in 2A dargestellt wird, und eine Änderung des Reaktanzwertes, die in 2B dargestellt wird, verwiesen. B1 und C1 in 2B entsprechen einem Reaktanzwert in dem Zeitpunkt des Abstim mungssignals 31 bzw. C1. A1 ist ein Reaktanzwert in dem Beginn. In der in 1 gezeigten Konfiguration wird, während die Amplitude des elektrischen Feldes erfasst wird, ein Signal zu dem Integrierer 112 eingegeben. Wenn eine Änderung des Steuersignals kleiner als die Amplitude des Abstimmungssignals ist, verschiebt sich der Reaktanzwert in dem Zeitpunkt von C1 nahe zu dem Reaktanzwert in dem Zeitpunkt von A1, ist aber dennoch geringer als der Reaktanzwert in dem Zeitpunkt von B1. Da eine Beziehung zwischen dem Abstimmungssignal und dem Reaktanzwert nicht geändert wird, wird eine Reaktanzsteuerung ohne jegliches Problem durchgeführt.
Eine Wellenform, die von jeder Komponente ausgegeben wird, und eine Änderung in einem Reaktanzwert, wenn eine Änderung des Steuersignals größer als das Abstimmungssignal ist, werden in 3A bzw. 3B dargestellt. B2 und C2 in 3B sind ein Reaktanzwert, wenn die Abstimmungssignale in 3A in B2 bzw. C2 sind.
Außerdem wurde in der Vergangenheit als der Integrierer 112 häufig eine Signalverarbeitungsschaltung, die eine einfache Schaltungskonfiguration hat und für eine Schaltungsintegration geeignet ist, speziell eine Ladepumpe, verwendet. Eine derartige Ladepumpe wird z. B. in Behzad Razavi (Autor), Tadahiro Kuroda (translation supervisor), "A design and application of an analog CMOS integration circuit", Maruzen CO., LMD., März 2003, S. 686–688 detailliert erläutert.
4 ist ein Schaltungsblockdiagramm, das ein Beispiel einer Signalverarbeitungsschaltung veranschaulicht, die eine Ladepumpe verwendet. Die in 4 dargestellte Signalverarbeitungsschaltung 4 besteht aus zwei Schaltern SW1, SW2 und einem Kondensator 241.
In der Signalverarbeitungsschaltung 4 fließt, wenn ein AUF-Signal von außerhalb eingegeben wird und der Schalter DW1 geschlossen wird, um "ein" zu sein, eine elektrische Ladung von einer Spannungsquelle Vdd mit einer höheren Spannung als Masse zu dem Kondensator 241, wobei dadurch eine Ausgangsspannung erhöht wird. Hier ist ein "Ein"-Widerstand des Schalters SW1 nicht Null und eine zeitliche Änderung einer elektrischen Ladung, d. h. ein Strom ist endlich. Deshalb wird die Ausgangsspannung nicht augenblicklich auf die Spannung der Spannungsquelle Vdd angehoben.
Wenn andererseits ein AB-Signal von außerhalb eingegeben wird, schaltet der Schalter SW2 ein und die elektrische Ladung, die in dem Kondensator 241 gespeichert ist, fließt zu der Masse, wobei dadurch die Ausgangsspannung reduziert wird.
Wenn beide Schalter aus (offen) sind, ändert sich außerdem ein Betrag der elektrischen Ladung nicht, die in dem Kondensator 241 gespeichert ist, wobei dadurch die Ausgangsspannung beibehalten wird.
In einer derartigen Signalverarbeitungsschaltung 4 ändert sich die Ausgangsspannung in Übereinstimmung mit einer Integration über eine Zeitperiode des AUF-Signals und des RB-Signals, die eingegeben werden.
In dem Transceiver gemäß der oben angegebenen konventionellen Technik ist, wenn eine Änderung des Steuersignals größer das Abstimmungssignal ist, der Reaktanzwert in dem Zeitpunkt des Abstimmungssignals C2 größer als die Reaktanz in dem Zeitpunkt des Abstimmungssignals von B2. Deshalb wird eine Größenbeziehung zwischen dem Abstimmungssignal und dem Reaktanzwert umgekehrt, wobei dadurch eine Steuerung gefährdet wird, den Maximalwert zu erreichen.
Um eine Zeit zu verkürzen, die benötigt wird, um die Amplitude des elektrischen Feldes zu maximieren, das in dem lebendigen Körper 121 induziert wird seit dem Beginn einer Reaktanzsteuerung, muss sich übrigens das Steuersignal stark ändern. In der in 1 gezeigten Konfiguration kann sich jedoch das Steuersignal nicht stark ändern, wobei dadurch eine Zeit verlängert wird, die es braucht, bis der Maximalwert erhalten wird.
Da Daten, die zu übertragen sind, übertragen werden, nachdem die Reaktanzsteuerung abgeschlossen ist, wird außerdem, falls es eine lange Zeit braucht, bis der Maximalwert erhalten wird, eine Zeit, die zum Übertragen von Daten bereitgestellt werden muss, kurz, wobei dadurch eine effektive Übertragungsgeschwindigkeit von Daten reduziert wird.
Die oben angegebene Signalverarbeitungsschaltung 4 als ein Integrierer wird häufig in einer Phasenregelkreis-(PLL) Schaltung verwendet, die eine elektrische Schaltung ist, die ermöglicht, dass eine Frequenz des Ausgangssignals mit einer Bezugsfrequenz des Eingangssignals oder dergleichen übereinstimmt. In der PLL-Schaltung fließt kein großer Strom von der Spannungsquelle Vdd zu der Masse, da das AUF-Signal und das AB-Signal in die Schaltung nicht in dem gleichen Zeitpunkt eingegeben werden.
Wenn andererseits die Signalverarbeitungsschaltung 4 auf eine Schaltung angewendet wird, in der das AUF-Signal und das AB-Signal beide in dem gleichen Zeitpunkt eingegeben werden, sind die zwei Schalter SW1 und SW2 beide ein. Als ein Ergebnis kann ein großer Strom von der Spannungsquelle Vdd zu der Masse fließen, wobei es dadurch zu einem Nachteil eines erhöhten Leistungsverbrauches kommt.
Offenbarung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung wurde angesichts der obigen Umstände unternommen. Das Ziel von ihr besteht darin, einen Transceiver bereitzustellen, der in eine Steuerschaltung konfiguriert ist, die es möglich macht, eine Zeit zu verkürzen, die es braucht, um den Maximalwert zu erhalten, während Stabilität beibehalten wird, und eine stabile Datenkommunikation bei hoher Geschwindigkeit ermöglicht.
Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Signalverarbeitungsschaltung (einen Integrierer) bereitzustellen, die/der in der Lage ist, eine Erhöhung im Leistungsverbrauch zu vermeiden und für Schaltungsintegration geeignet ist, wobei dadurch Leistungsverbrauch der Kommunikationsvorrichtungen oder dergleichen reduziert wird.
Um die obigen Ziele zu erreichen, sieht ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung ein System für Übertragung/Empfang von Signalen über ein ein elektrisches Feld übertragendes Medium mit den Merkmalen von Anspruch 1 vor.
Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht einen Transceiver vor, der angepasst ist, Daten über ein ein elektrisches Feld übertragendes Medium mit den Merkmalen von Anspruch 17 zu übertragen und zu empfangen.
Ein dritter Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht einen Sender vor, der angepasst ist, Daten über ein ein elektrisches Feld übertragendes Medium mit den Merkmalen von Anspruch 20 zu übertragen.
Ein vierter Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht ein Verfahren zum Abstimmen einer Reaktanz, die durch eine Kommunikationsvorrichtung verursacht wird, die Daten über ein ein elektrisches Feld übertragendes Medium überträgt/empfängt, und das das elektrische Feld übertragende Medium mit den Merkmalen von Anspruch 22 vor.
Eine fünfter Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht ein Verfahren zum Übertragen eines Signals über ein ein elektrisches Feld übertragendes Medium mit den Merkmalen von Anspruch 23 vor.
Ein sechster Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht ein Verfahren zum Empfangen eines Signals über ein ein elektrisches Feld übertragendes Medium mit den Merkmalen von Anspruch 24 vor.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Transceiver vorgesehen, der in eine Steuerschaltung konfiguriert ist, die es möglich macht, eine Zeit zu verkürzen, die es braucht, um den Maximalwert zu erhalten, während Stabilität beibehalten wird, und eine stabile Datenkommunikation bei hoher Geschwindigkeit ermöglicht.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein schematisches Diagramm eines herkömmlichen Transceivers;
2A ist eine erläuternde Zeichnung einer Operation des herkömmlichen Transceivers;
2B ist eine erläuternde Zeichnung einer Operation des herkömmlichen Transceivers;
3A ist eine erläuternde Zeichnung einer Operation des herkömmlichen Transceivers;
3B ist eine erläuternde Zeichnung einer Operation des herkömmlichen Transceivers;
4 ist ein Schaltungsblockdiagramm, das eine Konfiguration einer herkömmlichen Signalverarbeitungsschaltung darstellt;
5 ist ein gesamtes Blockdiagramm eines Transceivers gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
6A veranschaulicht eine Wellenform, die von jeder Komponente oder Element des Transceivers gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgegeben wird;
6B ist eine erläuternde Zeichnung einer Operation des Transceivers gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
7 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer Signalverarbeitungsschaltung darstellt, die als ein Integrierer des Transceivers gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wünschenswert ist;
8 veranschaulicht eine Beziehung zwischen einer Ausgangsspannung (OUT1, OUT2) eines Komparators eines elektrischen Signals und einer Eingangsspannung (IN) in der Signalverarbeitungsschaltung in 7;
9 ist ein Schaltungsblockdiagramm, das eine Konfiguration einer Signalverarbeitungsschaltung veranschaulicht, die als ein Integrierer des Transceivers gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wünschenswert ist;
10 veranschaulicht Beziehungen zwischen einem Ausgangssignal (OUT1, OUT2) eines Komparators eines elektrischen Sig nals und einer Eingangsspannung (IN) und zwischen einem Strom (I1, I2), der von einer Stromquelle fließt, und einer Eingangsspannung in der Signalverarbeitungsschaltung in 9;
11 ist ein Schaltungsblockdiagramm, das eine Konfiguration einer Signalverarbeitungsschaltung veranschaulicht, die als ein Integrierer des Transceivers gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wünschenswert ist;
12 veranschaulicht eine Beziehung zwischen einem Stromsteuersignal und einem Strom, der von einer variablen Stromquelle fließt;
13 veranschaulicht Beziehungen zwischen einem Ausgangssignal (OUT1, OUT2) eines Komparators eines elektrischen Signals und einem Eingangssignal (IN) und zwischen einem Strom (I1, I2), der von einer Stromquelle fließt, und einem Eingangssignal in der Signalverarbeitungsschaltung in 11;
14 ist ein gesamtes Blockdiagramm eines Transceivers gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
15 ist ein gesamtes Blockdiagramm eines Transceivers gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
16 ist eine erläuternde Zeichnung einer Operation des Transceivers gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
17 ist ein schematisches Diagramm einer Steuersektion eines Transceivers gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
18 ist ein schematisches Diagramm einer Steuersektion, die für einen Transceiver gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wünschenswert ist;
19 ist ein gesamtes schematisches Diagramm einer Konfiguration eines Transceivers gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
20 ist eine erläuternde Zeichnung einer Operation des Transceivers gemäß der sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
21 ist ein gesamtes schematisches Diagramm eines Transceivers gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
22 ist eine erläuternde Zeichnung einer Operation des Transceivers gemäß der siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
23 ist eine erläuternde Zeichnung einer Operation des Transceivers gemäß der siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
24 ist ein gesamtes schematisches Diagramm eines Transceivers gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
25 ist ein teilweises schematisches Diagramm des Transceivers gemäß der achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
26 ist eine erläuternde Zeichnung einer Operation des Transceivers gemäß der achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
27 ist ein gesamtes schematisches Diagramm eines Transceivers gemäß einer neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
28 ist ein gesamtes schematisches Diagramm eines Transceivers gemäß einer zehnten Ausführungsform; und
29 ist ein Blockdiagramm, das eine Verstärkerschaltung veranschaulicht, auf die die Signalverarbeitungsschaltungen angewendet werden können.
Bester Modus zum Ausführen der Erfindung
Bezug nehmend auf die begleitenden Zeichnungen wird hierin nachstehend ein Transceiver gemäß bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. Der hierin nachstehend beschriebene Transceiver enthält eine Reaktanzabstimmungseinrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Somit wird nachstehend auch die Reaktanzabstimmungseinrichtung beschrieben.
(Eine erste Ausführungsform)
5 ist ein Blockdiagramm eines Transceivers gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Transceiver gemäß der ersten Ausführungsform, der in 5 dargestellt wird, besteht aus einem Oszillator 5, der ein wechselndes elektrisches Signal ausgibt, um ein Träger mit einer Frequenz von ungefähr 1 Megahertz (MHz) bis zu mehreren Dutzend MHz zu sein, einer Modulationsschaltung 6, die die Trägerwelle moduliert unter Verwendung von Daten, die zu übertragen sind, die von einem Computer (nicht gezeigt) über eine Eingabe-/Ausgabe-Schaltung erhalten werden, die hierin nachstehend beschrieben wird, einem Schalter 2, der in dem Zeit- Punkt einer Abstimmung einer Reaktanz oder einer Übertragung einschaltet und in dem Zeitpunkt eines Empfangs ausschaltet, einer Sektion variabler Reaktanz 7, die Resonanz mit einer parasitären Kapazitanz zwischen einem lebendigen Körper und einer Masse oder zwischen einem Massekontakt des Transceivers und der Masse induziert, einem Schalter 3, der einen Kontakt a3 mit einem Kontakt b3 so verbindet, um einen Kondensator C1 mit dem erfassten Signal zu laden, wenn eine große Reaktanz erfasst wird, und den Kontakt a3 mit dem Kontakt c3 verbindet, um einen Kondensator C2 mit dem erfassten Signal zu laden, wenn ein geringerer Reaktanzwert während Reaktanzabstimmung erfasst wird, einem Detektor 8 und einem Filter 9, die eine elektrische Amplitude erfassen, wenn der Reaktanzwert groß ist, einem Differenzialverstärker 10, der eine Differenz der elektrischen Amplituden zwischen dem, wenn der Reaktanzwert groß ist, und dem, wenn der Reaktanzwert klein ist, erhält, einem Integrierer 11, der ein Ausgangssignal integriert und ein Steuersignal ausgibt zum Steuern der Reaktanz, einem Schalter 4, der einen Kontakt a4 mit einem Kontakt c4 verbindet, um ein Signal von einer Konstantspannungsquelle 12 so einzugeben, um die Ausgabe des Integrierers unverändert zu halten, wenn die elektrische Amplitude erfasst wird, und den Kontakt a4 mit dem Kontakt b4 so verbindet, um das Signal von dem Differenzialverstärker 10 einzugeben, wenn integriert wird, wobei die Konstantspannungsquelle 12 ein elektrisches Signal mit einem Nullwert zu dem Integrierer 11 ausgibt, einer Abstimmungssignalquelle 13, die ein Abstimmungssignal zur Verwendung bei einer Abstimmung eines Reaktanzwertes ausgibt, einem Addierer 14, der das Abstimmungssignal und das Steuersignal addiert, um das addierte Signal zu der Sektion variabler Reaktanz 7 auszugeben, einer optischen Sektion einer Erfassung eines elektrischen Feldes 15, die ein elektrisches Feld, das in einem lebendigen Körper 121 erzeugt wird, zu einem elektrischen Signal wandelt, einer Signalverarbeitungssektion 16, die das ausgegebene Signal von der optischen Sek tion einer Erfassung eines elektrischen Feldes 15 verstärkt unter Rauschen unter Verwendung eines Filters (nicht gezeigt) beseitigt, einer Demodulationsschaltung 17, die ein empfangenes Signal demoduliert, einer Wellenformformungssektion 18, die eine Wellenform formt, und einem Schalter 1, der einen Kontakt a1 mit einem Kontakt b1 so verbindet, um das ausgegebene Signal von dem Signalverarbeitungsabschnitt in dem Zeitpunkt einer Reaktanzabstimmung und Übertragung einzugeben, und den Kontakt a1 mit einem Kontakt c1 so verbindet, um das Signal zu dem Demodulator 17 in dem Zeitpunkt eines Empfangs einzugeben.
Bezug nehmend auf 5, 6A und 6B wird als erstes eine Operation der Reaktanzabstimmungseinrichtung in dem Transceiver gemäß der ersten Ausführungsform beschrieben. Ein vorbestimmtes Signal, das durch den Oszillator 5 und die Modulationsschaltung 6 ausgegeben wird, wird einer Übertragungs-und-Empfangselektrode 123 über den Schalter 2 und die Sektion variabler Reaktanz 7 zugeführt, und die Elektrode 123 induziert ein elektrisches Feld basierend auf dem Signal in dem lebendigen Körper 121. Das hier erwähnte vorbestimmte Signal kann beliebig ausgewählt werden, so weit wie das Signal zum Abstimmen eines Reaktanzwertes geeignet ist. Z. B. kann das vorbestimmte Signal ein Träger sein, der von dem Oszillator 5 ausgegeben wird, oder ein moduliertes Signal, das durch Modulieren des Trägers gemäß Daten, die zu übertragen sind, erhalten wird. Außerdem kann eine Signalgenerierungssektion bereitgestellt werden, die von dem Oszillator 5 und der Modulationsschaltung 6 getrennt ist.
Das elektrische Feld wird durch die optische Sektion einer Erfassung eines elektrischen Feldes über die Übertragungs- und Empfangselektrode 123 empfangen und in ein elektrisches Signal transformiert. Dieses elektrische Signal wird durch die Signalverarbeitungssektion 16 so behandelt, dass Rauschen von dort beseitigt wird und dann zu dem Schalter 3 über den Detektor 8 und das Filter 9 durch eine Verbindung zwischen den Kontakten a1 und b1 in dem Schalter 1 geführt. Der Detektor 8 hat Funktionen zum Transformieren des elektrischen Signals von der Signalverarbeitungssektion 16 in eine Gleichspannung gemäß einer Amplitude des Signals und Beseitigen einer Oberwellenkomponente von einer elektrischen Spannung, die von dem Detektor 8 ausgegeben wird.
Während das betroffene vorbestimmte Signal der Übertragungs- und -Empfangselektrode 123 zugeführt wird, werden andererseits ein Signal hohen Pegels (H) und ein Signal tiefen Pegels (L) als ein Abstimmungssignal A abwechselnd an die Sektion variabler Reaktanz 7 über den Addierer 14 angelegt (6A). Eine Anwendung des Abstimmungssignals A veranlasst, dass sich eine Reaktanz der Sektion variabler Reaktanz 7 ändert. In der folgenden Beschreibung wird, es sei denn, es wird anderweitig vermerkt, wenn das Signal hohen Pegels von der Abstimmungssignalquelle 13 an die Sektion variabler Reaktanz 7 angelegt wird, die Reaktanz der Sektion variabler Reaktanz 7 höher, und wenn das Signal tiefen Pegels von der Abstimmungssignalquelle 13 an die Sektion variabler Reaktanz 7 angelegt wird, wird die Reaktanz geringer.
Ein Abstimmungssignal B zum Steuern eines Umschaltens des Schalters 3 wird von der Abstimmungssignalquelle 13 in Synchronisation mit dem Abstimmungssignal A ausgegeben. Wenn die Abstimmungssignalquelle 13 ein Signal hohen Pegels zu der Sektion variabler Reaktanz 7 ausgibt, werden speziell die Kontakte a3 und b3 in dem Schalter 3 verbunden. Diese Verbindung erlaubt, dass der Kondensator C1 durch die Gleichspannung geladen wird, die durch den Detektor 8 erhalten wird, der das elektrische Signal wandelt, wenn die Abstimmungssignalquelle 13 ein Signal hohen Pegels ausgibt. Wenn andererseits die Abstimmungssignalquelle 13 ein Signal tiefen Pegels ausgibt, wird der Kondensator C2 durch die Gleichspannung basierend auf dem elektrischen Signal geladen.
Während einer von beiden der Kondensatoren C1 und C2 geladen wird, sind die Kontakte a4 und c4 in dem Schalter 4 durch ein Abstimmungssignal C von der Abstimmungssignalquelle 13 verbunden. Deshalb wird die Nullspannung von der Konstantspannungsquelle 12 in den Integrierer 11 eingegeben und die Ausgabe des Integrierers 11 wird nicht variiert. Wenn das Laden der Kondensatoren C1 und C2 endet, werden die Kontakte a4 und b4 in dem Schalter 4 gemäß dem Abstimmungssignal C verbunden. Deshalb wird eine Spannung (Spannung mit einem vorbestimmten Spannungswert) basierend auf der Differenz zwischen den Spannungen über den Kondensatoren C1 und C2 zu dem Integrierer 11 von dem Differenzialverstärker 10 eingegeben.
In dem Transceiver gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird, wie in 6A und 6B gezeigt, um die Ausgabe des Integrierers 11 unverändert zu lassen, während eine Amplitude eines elektrischen Feldes durch Bereitstellen des Schalters 4 zwischen dem Differenzialverstärker 10 und dem Integrierer 11 erfasst wird, ein Operationszyklus "einer Erfassung einer Amplitude eines elektrischen Feldes, wenn eine Reaktanz hoch ist", "einer Erfassung einer Amplitude eines elektrischen Feldes, wenn eine Reaktanz gering ist" und "einer Integration der Differenz zwischen den zwei Amplituden" realisiert. Wenn die Reaktanz hoch ist, sind die Kontakte a3 und b3 verbunden, wobei dadurch der Kondensator C1 mit dem Signal geladen wird, dessen Feldamplitude durch den Detektor 8 und das Filter 9 erfasst wird. Wenn die Reaktanz gering ist, sind die Kontakte a3 und c3 verbunden, wobei dadurch der Kondensator C2 mit dem Amplitudenerfassungssignal geladen wird. Während dieser Perioden ist der Kontakt a4 mit dem Kontakt c4 verbunden, der mit der Konstantspannungsquelle 12 verbunden ist zum Übertragen eines Signals mit einem Null wert zu dem Integrierer 11 in dem Schalter 4, wobei dadurch die Ausgabe des Integrierers 11 unverändert gehalten wird. Nach der Erfassung der Amplitude ist der Kontakt a3 weder mit dem Kontakt b3 noch dem Kontakt c3 in dem Schalter 3 verbunden, wohingegen der Kontakt a4 und der Kontakt b4 zum Durchführen von Integration verbunden sind. Übrigens zeigen NCs, die einen Verbindungszustand des Schalters 3 in 6A darstellen, dass der Kontakt a3 mit weder dem Kontakt b1 noch dem Kontakt c1 verbunden ist.
Gemäß der obigen Operation wird, da die Ausgabe (Steuersignal) des Integrierers 11 während der Erfassung einer Amplitude eines elektrischen Feldes unverändert ist, selbst wenn eine Änderung des Steuersignals größer als die Amplitude des Abstimmungssignals A ist, eine Beziehung zwischen einem Schwingen des Reaktanzwertes und des Abstimmungssignals A nicht umgekehrt, sodass eine normale Operation machbar ist. Als ein Ergebnis wird eine Zeit, die zum Bestimmen des Maximalwertes erforderlich ist, verkürzt, wobei dadurch eine stabile und effektive Datenübertragung bei hoher Geschwindigkeit realisiert wird.
Während 6A veranschaulicht, wo das Abstimmungssignal A als ein tiefer Pegel während einer Integration gesetzt ist, während dessen das Abstimmungssignal C ein hoher Pegel ist, wird die normale Operation realisiert, selbst wenn das Signal A als ein hoher Pegel gesetzt werden kann. Außerdem kann ein Signal von einer schwingenden Einrichtung, wie etwa einer Signalquelle, verwendet werden, die die Abstimmungssignale A, B und C generiert. Während die Kondensatoren C1 und C2 verwendet werden, um ein elektrisches Signal zu speichern, das die Amplitude des elektrischen Feldes darstellt, ist außerdem ein anderes Speichermittel machbar, um die gleiche Operation zu realisieren. Z. B. kann eine Speichereinrichtung als das Speichermittel verwendet werden.
Unter den Umständen, unter denen die Reaktanz angemessen gesteuert wird, wird ein Signal, das zu übertragen ist, zu der Modulationsschaltung 6 über eine E/A-Schaltung 122 ausgegeben, und somit wird ein moduliertes Signal erhalten durch Modulieren des Trägers, der von dem Oszillator 5 zugeführt wird, worauf basierend das Signal zu übertragen ist, wobei dadurch ein elektrisches Feld gemäß dem modulierten Signal innerhalb des lebendigen Körpers 121 induziert wird.
Außerdem sind die Kontakte a1 und c1 in dem Schalter 1 verbunden, wobei dadurch ein elektrisches Signal von der optischen Sektion einer Erfassung eines elektrischen Feldes 15 zu der Demodulationsschaltung 17 bereitgestellt wird. Ein Signal, das zu empfangen ist, was in dem elektrischen Signal enthalten ist, wird durch die Demodulationsschaltung 17 demoduliert, durch die Wellenformformungssektion 18 wellen-geformt und dann einem Computer über die E/A-Schaltung 122 zugeführt, wobei der Computer ein Signal managt, das zu übertragen oder zu empfangen ist. Auf diese Art und Weise wird eine Informationskommunikation zwischen einem Transceiver und einem anderen realisiert, wobei der lebendige Körper 121 dazwischen gestellt ist.
Wenn ein anderes Modulationsverfahren, z. B. Phasenmodulation oder Frequenzmodulation, verwendet wird, in dem die Amplitude des Trägers konstant gehalten wird, angenommen wird, wird übrigens dem Amplitudenwert erlaubt sich zu ändern, da die Amplitude keinerlei Information aufweist. Deshalb muss in diesem Fall die Ausgabe der Abstimmungssignalquelle während einer Übertragung von Daten nicht terminiert werden.
Als Modifikationen des Transceivers gemäß der ersten Ausführungsform wird hierin nachstehend der Integrierer 11 mit der folgenden Konfiguration beschrieben.
(Eine erste Modifikation)
7 ist ein Schaltungsblockdiagramm, das eine Signalverarbeitungsschaltung darstellt, die als ein Integrierer des Transceivers gemäß der ersten Ausführungsform geeignet ist. In einer Signalverarbeitungsschaltung 100 werden eine Spannung V1 mit einem etwas geringeren Spannungswert als ein Zielspannungswert und eine Spannung V2 mit einem etwas höheren Spannungswert als der Zielspannungswert als Schwellenspannungen verwendet. Die Signalverarbeitungsschaltung 100 ist so gestaltet, dass beide Schalter SW1 und SW2 in positiver Logik in der Signalverarbeitungsschaltung 100 sind, ein Komparator eines elektrischen Signals 11 eine höhere Spannung aufweist, wenn eine eingegebene Spannung geringer als V1 ist, und ein Komparator eines elektrischen Signals 12 eine höhere Spannung aufweist, wenn eine eingegebene Spannung höher als V2 ist.
Speziell hat die Signalverarbeitungsschaltung 100 die folgende Konfiguration. Die Signalverarbeitungsschaltung 100 besteht nämlich aus einem Komparator eines elektrischen Signals 211, der eine eingegebene Spannung IN, die von außerhalb eingegeben wird, mit der Schwelle V1 vergleicht, und ein Signal OUT1 ausgibt, um den Schalter SW1 als ein erstes Verbindungsmittel einzuschalten, wenn die eingegebene Spannung IN geringer als die Schwellenspannung V1 ist, einem Komparator eines elektrischen Signals 212, der die eingegebene Spannung IN mit der Schwelle V2 vergleicht und ein Signal OUT2 ausgibt, um den Schalter SW2 als ein zweites Verbindungsmittel einzuschalten, wenn die eingegebene Spannung IN höher als die Schwellenspannung V2 ist, und einem Kondensator 213, der eine elektrische Ladung so speichert, um eine ausgegebene Spannung aufrechtzuerhalten.
Die eingegebene Spannung IN ist eine Spannung mit einer vorbestimmten Spannung, die von der Konstantspannungsquelle 12 über den Schalter 4 (5) in dem Transceiver gemäß der ersten Ausführungsform zugeführt wird, oder eine Spannung von dem Differenzialverstärker 10. Die Spannung über dem Kondensator 213 wird an die Sektion variabler Reaktanz 7 (5) des Transceivers angelegt.
8 veranschaulicht eine Beziehung zwischen einer ausgegebenen Spannung OUT1 oder OUT2 (vertikale Achse), die von einem Komparator eines elektrischen Signals ausgegeben wird, und einer eingegebenen Spannung IN (horizontale Achse) in der Signalverarbeitungsschaltung.
Gemäß einer Linie 2101, die in 8 gezeigt wird, geben, wenn die eingegebene Spannung IN einen Spannungswert zwischen einem Bereich der Schwellenspannung V1 und der Schwellenspannung V2 hat, wobei der Bereich einen Zielspannungswert einbezieht, die Komparatoren eines elektrischen Signals 211 und 212 das Signal OUT1 und OUT2 nicht aus, wobei dadurch die Schalter SW1 und SW2 ausgeschaltet werden (offen). Deshalb bleibt die ausgegebene Spannung unverändert, und somit fließt kein großer Strom.
Wenn andererseits die eingegebene Spannung IN geringer als die Schwelle V1 ist, wird das Signal OUT1 ausgegeben, um den Schalter SW1 einzuschalten, und der Schalter SW2 wird ausgeschaltet gehalten. Deshalb wird eine elektrische Ladung von einer Spannungsquelle Vdd zu dem Kondensator 213 durch den Schalter 1 transferiert, wobei sich dadurch eine Spannung über dem Kondensator 213 so erhöht, um der Spannung der Spannungsquelle Vdd gleich zu sein.
Wenn die eingegebene Spannung IN höher als die Schwellenspannung V2 ist, wird außerdem das Signal OUT2 ausgegeben, um den Schalter 2 einzuschalten und der Schalter SW1 wird ausgeschaltet gehalten. In diesem Fall wird die elektrische Ladung, die in dem Kondensator 213 gespeichert ist, zu der Erdungsmasse durch den Schalter 2 transferiert, wobei sich dadurch eine Spannung über dem Kondensator 213 verringert.
Übrigens sind in dem Transceiver, der die Signalverarbeitungsschaltung 100 als den Integrierer verwendet, während weder das Speichermittel elektrischer Ladung C1 noch C2 (5) eine elektrische Ladung speichert, die Kontakte a4 und b4 in dem Schalter 4 verbunden, wobei dadurch die Spannung der Konstantspannungsquelle 12 der Signalverarbeitungsschaltung 100 bereitgestellt wird. Diese Spannung hat einen Spannungswert zwischen den Schwellen V1 und V2. Wenn die elektrischen Ladungsmittel C1 und C2 eine elektrische Ladung speichern, ist deshalb weder der Schalter SW1 noch der Schalter SW2 ein, wobei dadurch die ausgegebene Spannung (das Steuersignal) der Signalverarbeitungsschaltung 100 in einer Spannung über den Anschlüssen des Kondensators 213 aufrechterhalten wird.
Gemäß der Signalverarbeitungsschaltung 100, die oben als der Integrierer 11 beschrieben wird, ist weder der Schalter SW1 noch der Schalter SW2 eingeschaltet, es fließt kein großer Strom von der Spannungsquelle Vdd zu der Erdungsmasse, wobei dadurch verhindert wird, dass sich ein Leistungsverbrauch erhöht. Deshalb wird eine Signalverarbeitungsschaltung bereitgestellt, die für Schaltungsintegration geeignet ist.
(Eine zweite Modifikation)
9 ist ein Schaltungsblockdiagramm, das eine Konfiguration einer anderen Signalverarbeitungsschaltung veranschaulicht, die als ein Integrierer zur Verwendung in dem Transceiver gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wünschenswert ist. Bezug nehmend auf 9 ist eine Signalverarbeitungsschaltung 200 dadurch gekennzeichnet, dass es eine Stromquelle 225 zwischen der positiven Elektrode einer Leistungsquelle Vdd und dem Schalter SW1 gibt, es eine Stromquelle 226 zwischen der Erdungsmasse und dem Schalter SW2 gibt, und dadurch Komparatoren eines elektrischen Signals 223 und 224 ein Stromsteuersignal zu den Stromquellen 225 bzw. 226 ausgeben, um ein Steuersignal abzustimmen. Außerdem sind in der Signalverarbeitungsschaltung 200 die Schalter SW1 und SW2 in positiver Logik.
Übrigens ist die Signalverarbeitungsschaltung 200 im wesentlichen die gleiche wie die Signalverarbeitungsschaltung 100, die oben beschrieben wird, dadurch, dass die Signalverarbeitungsschaltung 200 besteht aus einem Komparator eines elektrischen Signals 221, der eine eingegebene Spannung IN, die von außerhalb eingegeben wird, mit der Schwelle V1 vergleicht und das Signal OUT1 ausgibt, um den Schalter SW1 als ein erstes Verbindungsmittel einzuschalten, wenn die eingegebene Spannung IN geringer als die Schwellenspannung V1 ist, einem Komparator eines elektrischen Signals 222, der die eingegebene Spannung IN mit der Schwelle V2 vergleicht und ein Signal OUT2 ausgibt, um den Schalter SW2 als ein zweites Verbindungsmittel einzuschalten, wenn die eingegebene Spannung IN höher als die Schwellenspannung V2 ist, und einem Kondensator 227, der eine elektrische Ladung so speichert, um eine ausgegebene Spannung aufrechtzuerhalten.
Außerdem ist die eingegebene Spannung IN eine Spannung mit einem vorbestimmten Spannungswert, die von der Konstantspannungsquelle 12 über den Schalter 4 (5) zugeführt wird, oder eine Spannung, die von dem Differenzialverstärker 10 über den Schalter 4 zugeführt wird. Außerdem wird eine Spannung über den Anschlüssen des Kondensators 213 an die Sektion variabler Reaktanz 7 (5) des Transceivers angelegt, wie es der Fall bei der Signalverarbeitungsschaltung 100 ist.
Zusätzlich zu den obigen Merkmalen besteht die Signalverarbeitungsschaltung 200 ferner aus einem Komparator eines elektrischen Signals 223, der die eingegebene Spannung IN mit einem dritten Schwellwert V3 (< V1) vergleicht und ein Stromsteuersignal ausgibt, um die Stromquelle 225 zu veranlassen, einen großen Strom fließen zu lassen, wenn die eingegebene Spannung NI geringer als der dritte Schwellwert V3 ist, und einem Komparator eines elektrischen Signals 224, der die eingegebene Spannung mit einer vierten Schwellenspannung V4 (> V2) vergleicht und ein Stromsteuersignal ausgibt, um die Stromquelle 226 zu veranlassen, einen großen Strom fließen zu lassen, wenn die eingegebene Spannung IN höher als die vierte Schwellenspannung V4 ist.
Hierin nachstehend wird eine Operation der Signalverarbeitungsschaltung 200 mit der obigen Konfiguration beschrieben. Die zwei Stromquellen 225 und 226, die mit den Schaltern SW1 bzw. SW2 in Reihe verbunden sind, geben einen Strom mit einem unterschiedlichen Stromwert aus, abhängig von dem Stromsteuersignal von 1 oder 0, das von den Komparatoren eines elektrischen Signals 223 und 224 ausgegeben wird, die mit den Stromquellen 225 bzw. 226 verbunden sind.
10 veranschaulicht eine Beziehung zwischen einem Strom I1, der durch den Schalter 1 fließt, und einem Strom I2, der durch den Schalter 2 fließt, worin eine positive Richtung von jedem Strom in Übereinstimmung mit einem Pfeil ist, der in 9 gezeigt wird.
Gemäß einer Linie 2201 in 10 wird, wenn die eingegebene Spannung geringer als V3 ist, das Stromsteuersignal mit einem Wert von 1 von dem Komparator eines elektrischen Signals 223 zu der Stromquelle 225 ausgegeben. Als Reaktion darauf fließt der Strom I1 (ein erster konstanter Strom) von der Stromquel le 225, wie durch die Linie 2201 in 10 gezeigt. Als ein Ergebnis erhöht sich eine ausgegebene Spannung (über einem Kondensator 227).
Wenn die eingegebene Spannung höher als V3 und geringer als V1 ist, wird das Stromsteuersignal mit einem Wert von 0 von dem Komparator eines elektrischen Signals 223 zu der Stromquelle 225 ausgegeben, und somit fließt ein Strom (ein zweiter konstanter Strom) mit einem geringeren Stromwert als der Strom I1 von der Stromquelle 225. Als ein Ergebnis erhöht sich die ausgegebene Spannung allmählich, im Vergleich mit dem Fall, wo der Strom I1 von der Stromquelle 225 fließt.
Wie in 10 gezeigt, fließt ein Strom mit einem hohen oder einem tiefen Stromwert von der Stromquelle 225 abhängig davon, ob der Stromsteuersignalwert, der von dem Komparator eines elektrischen Signals 223 ausgegeben wird, 1 oder 0 ist. Wenn nämlich die eingegebene Spannung von dem Zielwert stark abweicht, fließt der Strom mit einem großen Stromwert von der Stromquelle 225 und dann erhöht sich die ausgegebene Spannung (der Kondensator 227) rasch, und wenn die eingegebene Spannung von dem Zielwert wenig abweicht, fließt der Strom mit einem geringeren Stromwert von der Stromquelle 225, und dann erhöht sich die ausgegebene Spannung allmählich.
Wenn andererseits die eingegebene Spannung höher als V4 ist, gibt der Komparator eines elektrischen Signals 224 das Stromsteuersignal von 1 aus, und somit lässt die Stromquelle 226 einen großen Strom I2 fließen (ein dritter konstanter Strom). Als ein Ergebnis verringert sich das ausgegebene Signal rasch. Übrigens kann der Stromwert des Stroms I2 der gleiche wie der des Stroms I1 (der erste konstante Strom) sein.
Wenn die eingegebene Spannung höher als V2 und geringer als V4 ist, gibt der Komparator eines elektrischen Signals 224 ein Stromsteuersignal mit einem Wert von 0 zu der Stromquelle 226 aus, und dann lässt die Stromquelle 226 einen Strom (einen vierten konstanten Strom) mit einem geringeren Stromwert als der Strom I2 fließen. Deshalb entlädt sich die elektrische Ladung, die in dem Kondensator 227 gespeichert ist, zu der Erdungsmasse langsamer im Vergleich zu dem Fall, wo der Strom I2 von der Stromquelle 226 fließt, wobei sich dadurch die ausgegebene Spannung allmählich verringert. Übrigens kann der vierte konstante Strom den gleichen Stromwert wie der zweite konstante Strom haben.
Die Stromquelle 226 gibt einen Strom mit einem großen oder einem kleinen Stromwert abhängig davon aus, ob das Stromsteuersignal, das von dem Komparator eines elektrischen Signals 224 ausgegeben wird, 1 oder 0 ist, wie es der Fall mit der Stromquelle 225 ist.
Durch Verwenden der Stromquellen 225 und 226 mit einer derartigen Funktion fließt, wenn eine Abweichung zwischen der eingegebenen Spannung und dem Zielwert groß ist, ein Strom mit einem großen Stromwert, wobei sich dadurch die ausgegebene Spannung rasch ändert, und wenn die Abweichung klein ist, fließt ein Strom mit einem geringen Stromwert, wobei sich dadurch die ausgegebene Spannung langsam ändert. Deshalb arbeitet die Schaltung mit einer höheren Stabilität.
Zusammengefasst wird gemäß der Signalverarbeitungsschaltung 200, die oben als der Integrierer 11 beschrieben wird, der gleiche Effekt wie der der obigen Signalverarbeitungsschaltung 100 erhalten.
Gemäß der Signalverarbeitungsschaltung 200 kann außerdem, da die Stromquellen in Reihe mit den Schaltern verbunden sind, die ausgegebene Spannung abhängig von der Abweichung zwischen der eingegebenen Spannung und dem Zielwert geändert werden, wobei dadurch eine Stabilität der Signalverarbeitungsschaltung weiter verbessert wird.
(Eine dritte Modifikation)
11 ist ein Schaltungsblockdiagramm, das noch eine andere Signalverarbeitungsschaltung veranschaulicht, die als der Integrierer 11 des Transceivers gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung geeignet ist. Wie in 11 gezeigt, ist in einer Signalverarbeitungsschaltung 203 eine variable Stromquelle 235 zwischen dem Schalter SW1 und der positiven Elektrode der Spannungsquelle Vdd verbunden, und es ist eine variable Stromquelle 236 zwischen dem Schalter SW2 und der Erdungsmasse verbunden, wobei ein elektrisches Steuersignal zu den variablen Stromquellen 235 und 236 von den Differenzialverstärkern 233 bzw. 234 eingegeben wird. Der Differenzialverstärker 233 gibt die Schwelle V1 (eine positive Phaseneingabe) und die eingegebene Spannung IN (eine negative Phaseneingabe) ein und gibt ein Stromsteuersignal zu der variablen Stromquelle 235 so aus, dass je größer die Differenz zwischen der Schwelle V1 und der eingegebenen Spannung IN ist, desto größer der Strom von der variablen Stromquelle 235 fließt. Der Differenzialverstärker 234 gibt die eingegebene Spannung IN (eine positive Phaseneingabe) und die Schwelle V2 (eine negative Phaseneingabe) ein und gibt ein Stromsteuersignal zu der variablen Stromquelle 236 so aus, dass je größer die Differenz zwischen der eingegebenen Spannung IN und der Schwelle V2 ist, desto größer der Strom von der variablen Stromquelle 236 fließt.
Übrigens sind auch in der Signalverarbeitungsschaltung 203 die Schalter SW1 und SW2 beide in einer positiven Phase.
Außerdem besteht die Signalverarbeitungsschaltung 203 aus einem Komparator eines elektrischen Signals 231, der die erste Schwelle V1 und die eingegebene Spannung IN vergleicht und ein Signal OUT1 ausgibt, um den Schalter SW1 einzuschalten, wenn die eingegebene Spannung IN geringer als die Schwelle V1 ist, einem Komparator eines elektrischen Signals 232, der die zweite Schwelle V2 und die eingegebene Spannung IN vergleicht und ein Signal OUT2 ausgibt, um den Schalter SW2 einzuschalten, wenn die eingegebene Spannung IN höher als die Schwelle V2 ist, und einem Kondensator 237, der eine elektrische Ladung so speichert, um die ausgegebene Spannung konstant zu halten, wie es der Fall bei den obigen Signalverarbeitungsschaltungen 100 und 200 ist.
Da sich das Stromsteuersignal, das zu den variablen Stromquellen 235 bzw. 236 von den Differenzialverstärkern 233 und 234 ausgegeben wird, kontinuierlich ändert, ändert sich in der Signalverarbeitungsschaltung 203, als eine Beziehung zwischen dem Stromsteuersignal und dem Strom, der von der variablen Stromquelle ausgegeben wird, durch eine charakteristische Linie 301 in 12 gezeigt wird, ein Stromwert des Stroms von der Stromquelle in Übereinstimmung mit dem Stromsteuersignal kontinuierlich.
13 veranschaulicht eine Beziehung zwischen der eingegebenen Spannung IN und den Strömen I1 und I2, die von der variablen Stromquelle ausgegeben werden, wenn die variable Stromquelle eine charakteristische Linie 2301 hat, die in 12 gezeigt wird. Wie oben angegeben, wird die eingegebene Spannung IN zu den zwei Differenzialverstärkern 233 und 234 in einer entgegengesetzten Phase zueinander eingegeben. Speziell wird die eingegebene Spannung IN einerseits zu dem invertierenden Anschluss (–) des Differenzialverstärkers 233 und andererseits zu dem nicht-invertierenden Anschluss (+) des Differenzialverstärkers 235 eingegeben. Als ein Ergebnis wird eine Linie 2401, die zu einer Achse symmetrisch ist, die durch den Zielwert verläuft, erhalten, wie in 7 gezeigt.
Ganz zu schweigen davon, dass die absolute Neigung der Linie 2401, die die Stromwerte I1 und I2 darstellt, die gleiche wie die absolute Neigung der in 12 gezeigten Linie ist.
Wenn die eingegebene Spannung IN geringer als die Schwelle V1 ist, gibt der Differenzialverstärker 233 ein Stromsteuersignal zu der variablen Stromquelle 235 auf eine Art und Weise aus, dass je geringer die eingegebene Spannung IN als die Schwelle V1 ist, desto größer der Strom von der variablen Stromquelle 235 wird. Deshalb fließt ein größerer Strom von der Stromquelle 235, wobei sich dadurch die ausgegebene Spannung rasch erhöht. Je höher außerdem in der Signalverarbeitungsschaltung 203 die eingegebene Spannung IN ist, desto kleiner wird der Strom I1, wobei sich dadurch die Ausgabe langsam erhöht.
Wenn andererseits die eingegebene Spannung IN höher als die Schwelle V2 ist, lässt die Stromquelle 236 den Strom I2 fließen, wobei sich dadurch die ausgegebene Spannung reduziert. Je höher nämlich die eingegebene Spannung IN ist, desto rascher wird die ausgegebene Spannung reduziert.
Wenn die eingegebene Spannung IN höher als die Schwelle V1 und geringer als die Schwelle V2 ist, fließt kein Strom, wobei dadurch die ausgegebene Spannung konstant gehalten wird.
Gemäß der Signalverarbeitungsschaltung 203, die oben als der Integrierer 11 beschrieben wird, wird der gleiche Effekt wie in der oben angegebenen Signalverarbeitungsschaltung 100 erhalten.
Gemäß der Signalverarbeitungsschaltung 203 kann außerdem, durch Verbinden der variablen Stromquelle in Reihe mit dem Schalter, die ausgegebene Spannung abhängig von einer Abweichung zwischen der eingegebenen Spannung und dem Zielwert ge ändert werden, wobei dadurch eine Stabilität der Signalverarbeitungsschaltung weiter verbessert wird.
(Eine vierte Modifikation)
An Stelle der Stromquellen 235 und 236, die in der dritten Modifikation vorgesehen sind, kann ein variabler Widerstand vorgesehen werden. In diesem Fall sind die Komparatoren eines elektrischen Signals 233 und 234 konfiguriert, ein Stromsteuersignal zu dem variablen Widerstand auf eine Art und Weise auszugeben, dass je größer die Differenz zwischen einer vorbestimmten Spannung (IN) und konstanten Spannungen V1 oder V2 ist, desto geringer der Widerstandswert des variablen Widerstands wird. Je größer die Abweichung zwischen der vorbestimmten Spannung und der konstanten Spannung ist, ist damit der Strom, der fließt, größer, wobei sich dadurch die ausgegebene Spannung rasch erhöht. Wenn eine Differenz zwischen der vorbestimmten Spannung und der konstanten Spannung klein ist, wird der Widerstandswert des variablen Widerstands groß, wobei sich dadurch der Stromwert langsam ändert. Deshalb wird Reaktanzabstimmung in einer kurzen Zeit stabil bewerkstelligt.
(Eine zweite Ausführungsform)
Als Nächstes wird ein Transceiver gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hierin nachstehend beschrieben. In der zweiten Ausführungsform wird eine spezifische Konfiguration eines Integrierers beschrieben. 14 veranschaulicht einen Transceiver gemäß der zweiten Ausführungsform, worin eine Ladepumpenschaltung als der Integrierer verwendet wird.
Wie in 14 gezeigt, besteht ein Integrierer 20 aus einem pMOS1, einem pMOS2, einem nMOS1 und einem nMOS2, die in die ser Reihenfolge zwischen der positiven Elektrode einer Spannungsschwelle für den Integrierer und der Erdungsmasse in Reihe miteinander verbunden sind, und einem Kondensator Cp, der zwischen einem Knoten zwischen dem pMOS2 und dem nMOS1 und der Erdungsmasse in Reihe mit dem nMOS1 und dem nMOS2 verbunden ist. Hier zeigt pMOS einen p-Kanal-MOSFET (Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor) an, und nMOS zeigt einen n-Kanal-MOSFET an.
Wenn die Kondensatoren C1 und C2 eine elektrische Ladung speichern, sind der pMOS1 und der nMOS2 aus, um so zu verhindern, dass sich eine ausgegebene Spannung (eine Spannung über einem Kondensator Cp) des Integrierers 20 ändert. Wenn die Kondensatoren C1 und C2 Speichern einer elektrischen Ladung stoppen, werden der pMOS1 und der nMOS2 eingeschaltet.
Wie in 14 gezeigt, wird übrigens ein Abstimmungssignal C zu dem Gate von pMOS1 von einer Abstimmungssignalquelle 13 über eine Spannungsumkehrungseinrichtung eingegeben. Zu dem Gate des nMOS2 wird das Abstimmungssignal C von der Abstimmungsstromquelle 13 direkt eingegeben. Das Abstimmungssignal C ist ein Signal, das basierend auf dem Abstimmungssignal B zum Steuern einer elektrischen Ladung erzeugt wird, die durch die Kondensatoren C1 und C2 gespeichert wird. Die Abstimmungssignalquelle 13 gibt nämlich ein Signal tiefen Pegels als das Abstimmungssignal C aus, während die Kondensatoren C1 und C2 eine elektrische Ladung speichern, und gibt ein Signal hohen Pegels aus, wenn der Kondensator C1 und C2 Speichern der elektrischen Ladung terminieren (16). Deshalb werden der pMOS1 und der nMOS2 so gesteuert, aus zu sein, während die Kondensatoren C1 und C2 eine elektrische Ladung speichern, und ein zu sein, wenn Speichern der elektrischen Ladung endet.
Andererseits wird zu dem Gate des pMOS2 und des nMOS1 ein Signal von einem Spannungskomparator 10 eingegeben. Der Spannungskomparator 10 vergleicht eine Spannung über dem Kondensator C1 und eine Spannung über dem Kondensator C2 und gibt ein Signal tiefen Pegels aus, wenn die Spannung über dem Kondensator C1 höher als die über dem Kondensator C2 ist. Deswegen ist der pMOS2 ein und der nMOS1 ist aus. Wenn die Kondensatoren C1 und C2 Speichern einer elektrischen Ladung stoppen und der pMOS1 (und der nMOS2) durch das Abstimmungssignal C ein ist, wird eine elektrische Ladung zu dem Kondensator Cp über den pMOS1 und den pMOS2 von der Spannungsquelle transferiert, wobei sich dadurch die Steuersignalspannung erhöht.
Wenn andersherum die Spannung über dem Kondensator C1 geringer als die über dem Kondensator C2 ist, gibt der Spannungskomparator 10 ein Signal hohen Pegels aus. Deshalb ist der pMOS2 aus und der nMOS1 ist ein. Wenn die Kondensatoren C1 und c2 Speichern einer elektrischen Ladung stoppen und der nMOS2 (und der pMOS1) durch das Abstimmungssignal C ein ist, wird eine elektrische Ladung zu der Erdungsmasse über den nMOS1 und den nMOS2 transferiert, wobei dadurch die Steuersignalspannung reduziert wird.
Wenn die zweite Ausführungsform mit der ersten Modifikation der ersten Ausführungsform verglichen wird, hat der pMOS2 die gleiche Funktion wie der Schalter SW1; und der nMOS1 hat die gleiche Funktion wie der Schalter SW2; und der pMOS1 und der nMOS2 haben die entsprechende Funktion wie der Schalter 4. Der pMOS1 und der nMOS2 sind aus, wenn das Abstimmungssignal C auf einem tiefen Pegel ist, und somit wird keine elektrische Ladung transferiert. Als ein Ergebnis wird die ausgegebene Spannung (Steuersignal) in der Spannung über dem Kondensator Cp aufrechterhalten. Mit anderen Worten wird in dem Transceiver gemäß dieser Ausführungsform verhindert, dass das Steuersignal schwankt, wenn die Kondensatoren C1 und C2 eine elektrische Ladung speichern, ohne Verwendung der Konstantspannungsquelle 12 in der ersten Ausführungsform.
Mit der obigen Konfiguration weist der Transceiver gemäß dieser Ausführungsform den gleichen Effekt wie der Transceiver gemäß der ersten Ausführungsform auf.
15 veranschaulicht ein Blockdiagramm eines Transceivers gemäß einer dritten Ausführungsform.
Bezug nehmend auf 15 besteht der Transceiver gemäß der dritten Ausführungsform aus einem pMOS1 und einem nMOS2, die aus sind, um so nicht die Ausgabe eines Integrierers während einer Amplitudenerfassung zu ändern, und während einer Integration ein sind, einem Kondensator Cp zum Unterhalten der ausgegebenen Spannung (Steuersignal), einer Konstantspannungsquelle SX, die eine Schwelle X (Bezugsspannung) ausgibt, einer Konstantspannungsquelle SY, die eine Schwelle Y (Bezugsspannung) ausgibt, einem Spannungskomparator X, der eine Spannung ausgibt, die aus einem Vergleich der Schwelle X und der Ausgabe des Differenzialdetektors 22 resultiert, und einem Spannungskomparator Y, der eine Spannung ausgibt, die aus einem Vergleich des eingegebenen Signals und der Schwelle Y resultiert.
Der Transceiver gemäß der dritten Ausführungsform ist mit einem Spannungskomparator X und einem Spannungskomparator Y versehen, die jeder eine Schwelle X und eine Schwelle Y in einer Vorderstufe einer Ladepumpenschaltung haben. Der Differenzialdetektor 22 führt eine Spannungspegelwandlung so durch, um eine konstante Spannung auszugeben, wenn es keine Differenz zwischen eingegebenen Signalen gibt. Eine Konstantspannungsquelle SX und eine Konstantspannungsquelle SY, die in 15 gezeigt werden, sind eine Signalquelle zum Versehen jeweils des Spannungskomparators X und des Spannungskom parators Y mit einer Schwelle. 16 veranschaulicht eine Wellenform einer Ausgabe jeder Komponente während einer Steuerung. Wie in 16 gezeigt, sind die Schwelle X und die Schwelle Y so eingestellt, um einen Konvergenzwert dazwischen zu haben. Hier zeigt der Konvergenzwert des Differenzialdetektors 22 ein elektrisches Signal an, das ausgegeben wird, wenn es keine Differenz zwischen den eingegebenen Signalen gibt.
In einer Steuersektion 21 ist, wenn die Spannung über dem Kondensator C1 höher als die über dem Kondensator C2 ist und die Ausgabe des Differenzialdetektors 22 höher als die Schwellen X und Y ist, da die Spannungskomparatoren X und Y ein Signal tiefen Pegels ausgeben, der pMOS2 ein und der nMOS1 ist aus. Wenn die Spannung über dem Kondensator C1 im wesentlichen die gleiche wie die über dem Kondensator C2 ist und die Ausgabe des Differenzialdetektors 22 zwischen der Schwelle X und der Schwelle Y liegt, sind, da die Ausgabe des Spannungskomparators X auf einem hohen Pegel ist und die Ausgabe des Spannungskomparators Y auf einem tiefen Pegel ist, sowohl der pMOS2 als auch der nMOS1 aus. Wenn die Spannung über dem Kondensator C1 geringer als die über dem Kondensator C2 ist und die Ausgabe des Differenzialdetektors 22 geringer als die Schwelle X und die Schwelle Y ist, ist, da die Ausgaben der Spannungskomparatoren X und Y beide auf einem hohen Pegel sind, der pMOS2 aus und der nMOS1 ist ein.
Wenn die Amplitude eines elektrischen Feldes in dem Zeitpunkt eines hohen Reaktanzwertes größer als die Amplitude eines elektrischen Feldes in dem Zeitpunkt eines geringen Reaktanzwertes ist, d. h. wenn die Spannung über dem Kondensator C1 höher als die über dem Kondensator C2 ist, wird deshalb das Steuersignal groß, und wenn kleiner, wird das Steuersignal klein. Deshalb wird die gleiche Operation wie die der Steuerschaltung gemäß der ersten Ausführungsform realisiert.
Wenn hingegen das Steuersignal fortsetzt sich zu ändern, bis die Amplitude eines elektrischen Feldes in dem Zeitpunkt eines großen Reaktanzwertes vollständig die gleiche wie die Amplitude eines elektrischen Feldes in dem Zeitpunkt einer kleinen Amplitude in der ersten Ausführungsform ist, ist jedoch eine Differenz zwischen den zwei Amplituden in der dritten Ausführungsform zulässig. Deswegen wird das Steuersignal durch einen Fehler in der Amplitude des elektrischen Feldes wegen einem Rauschen, das in einer elektrischen Schaltung verursacht wird, oder dergleichen, die in dem Transceiver verwendet wird (eine Differenzialerfassungsausgabe in 16), nicht geändert. Im Vergleich mit dem Transceiver gemäß der ersten Ausführungsform hat deshalb der Transceiver gemäß der dritten Ausführungsform eine höhere Stabilität im Sinne von Rauschen.
(Eine vierte Ausführungsform)
17 ist ein schematisches Diagramm einer Steuersektion 23, die für einen Transceiver gemäß einer vierten Ausführungsform geeignet ist. Bezug nehmend auf 17 hat die Steuersektion 23 einen pMOS1, einen pMOS2, einen nMOS1, einen nMOS2, einen Kondensator Cp, eine Konstantspannungsquelle SX, die eine Schwelle X ausgibt, und eine Konstantspannungsquelle SY, die eine Schwelle Y ausgibt, wie es der Fall bei der Steuersektion 21 (15) gemäß der dritten Ausführungsform ist.
Außerdem hat die Steuersektion 23 einen variablen Widerstand RX, der zwischen dem pMOS1 und dem pMOS2 vorgesehen ist, einen variablen Widerstand RY, der zwischen dem nMOS1 und dem nMOS2 vorgesehen ist, einen Differenzialverstärker AX, der eine eingegebene Spannung und die Schwelle X vergleicht und ein Signal zum Steuern eines Widerstandswertes des variablen Widerstands RX ausgibt, einen Differenzialverstärker AY, der eine eingegebene Spannung und die Schwelle Y vergleicht und ein Signal zum Steuern eines Widerstandswertes des variablen Widerstands RY ausgibt.
Speziell gibt der Differenzialverstärker AX ein Widerstandswert-Steuersignal zu dem variablen Widerstand RX aus, sodass je größer die Differenz zwischen der eingegebenen Spannung und der Schwelle X ist, desto geringer der Widerstandswert des variablen Widerstands RX wird. Deswegen wird, je größer die Differenz zwischen der eingegebenen Spannung und der Schwelle X ist, eine elektrische Ladung zu dem Kondensator Cp von der Spannungsquelle rascher transferiert. Im Gegensatz dazu gibt der Differenzialverstärker AY ein Widerstandswert-Steuersignal zu dem variablen Widerstand RY aus, sodass je größer die Differenz zwischen der eingegebenen Spannung und der Schwelle Y ist, desto geringer der Widerstandswert des variablen Widerstands wird. Deswegen wird, je größer die Differenz zwischen der eingegebenen Spannung und der Schwelle Y ist, eine elektrische Ladung zu der Erdungsmasse von dem Kondensator Cp rascher transferiert.
Gemäß der Steuersektion 23 wird deshalb ein Integrierer bereitgestellt, der in der Lage ist, eine Änderungsrate des Steuersignals zu ändern. Die Steuersektion 23 ist nämlich zum Erhöhen einer Änderungsrate des Steuersignals (der Spannung über den Anschlüssen des Kondensators Cp) fähig, wenn die eingegebene Spannung von den Schwellen X und Y weit weg ist, und zum Reduzieren einer Änderungsrate des Steuersignals, wenn das eingegebene Signal in der Nähe der Schwelle ist. Deshalb kann ein optimaler Wert der Reaktanz in einer kürzeren Zeit bestimmt werden, und dadurch wird eine stabile Steuerung realisiert.
(Eine fünfte Ausführungsform)
18 ist ein schematisches Diagramm, das einen Steuerabschnitt 230 darstellt, der für einen Transceiver gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung geeignet ist. Die Steuersektion 230 hat einen pMOS1, einen pMOS2, einen nMOS1, einen nMOS2, einen Kondensator Cp, eine Konstantspannungsquelle, die eine konstante Spannung V1 ausgibt, und eine Konstantspannungsquelle, die eine konstante Spannung V2 ausgibt, wie es der Fall bei der Steuersektion 21 (15) gemäß der dritten Ausführungsform ist.
Außerdem hat die Steuersektion 230 eine dritte Konstantspannungsquelle, die eine konstante Spannung V3 ausgibt, die geringer als die konstante Spannung V1 ist, eine Stromquelle 250, die zwischen dem pMOS1 und dem pMOS2 verbunden ist, einen Komparator eines elektrischen Signals 223, der eine eingegebene Spannung und die konstante Spannung V3 vergleicht und ein Stromsteuersignal zu der Stromquelle 250 ausgibt, um die Stromquelle 250 zu veranlassen, einen ersten konstanten Strom fließen zu lassen, wenn die eingegebene Spannung geringer als die konstante Spannung V3 ist, und ein Stromsteuersignal zu der Stromquelle 250 ausgibt, um die Stromquelle 250 zu veranlassen, einen zweiten konstanten Strom fließen zu lassen, der kleiner als der erste konstante Strom ist, wenn die eingegebene Spannung höher als die konstante Spannung V3 und geringer als die konstante Spannung V1 ist, eine Konstantspannungsquelle, die eine konstante Spannung V4 ausgibt, die höher als die konstante Spannung V2 ist, eine Stromquelle 226, die zwischen dem nMOS1 und dem nMOS2 verbunden ist, und einen vierten Komparator eines elektrischen Signals 224, der das eingegebene Signal und die konstante Spannung V4 vergleicht und ein Stromsteuersignal zu der Stromquelle 226 ausgibt, um die Stromquelle 226 zu veranlassen, einen dritten konstanten Strom fließen zu lassen, wenn die eingegebene Spannung höher als die konstante Spannung V4 ist, und die Stromquelle 226 zu veranlassen, einen vierten konstanten Strom fließen zu lassen, der kleiner als der dritte konstante Strom ist, wenn die eingegebene Spannung höher als die konstante Spannung V2 und geringer als die konstante Spannung V4 ist.
Die Steuersektion 230 mit der obigen Konfiguration arbeitet auf die folgende Art und Weise. Wenn die eingegebene Spannung geringer als die konstante Spannung V3 ist, d. h. wenn die eingegebene Spannung von der konstanten Spannung V1 stark abweicht, gibt der Komparator eines elektrischen Signals 223 ein Stromsteuersignal zu der Stromquelle 250 aus, sodass die Stromquelle 250 den ersten konstanten Strom zu dem pMOS2 fließen lässt. Wenn die eingegebene Spannung höher als die konstante Spannung V3 und geringer als die konstante Spannung V1 ist, d. h. wenn die eingegebene Spannung von der konstanten Spannung V1 leicht abweicht, gibt der Komparator eines elektrischen Signals 223 ein Stromsteuersignal zu der Stromquelle 250 aus, sodass die Stromquelle 250 den zweiten konstanten Strom zu dem pMOS2 fließen lässt. Hier ist der erste konstante Strom größer als der zweiten konstante Strom. Wenn es eine größere Abweichung zwischen der eingegebenen Spannung und der konstanten Spannung V1 gibt, fließt deshalb ein größerer Strom von der Stromquelle 250, wobei dadurch der Kondensator Cp in einer kürzeren Zeit geladen wird. Außerdem arbeiten der Komparator eines elektrischen Signals 224 und die Stromquelle 226 auf die gleiche Art und Weise wie oben kooperativ zusammen.
Gemäß der Steuersektion 230 kann sich deshalb, wenn die eingegebene Spannung von der konstanten Spannung V1 oder der konstanten Spannung V2 weg abweicht, das Steuersignal (die Spannung über dem Kondensator Cp) in einer höheren Rate ändern. Wenn die eingegebene Spannung der konstanten Spannung V1 oder der konstanten Spannung V2 nahe ist, kann sich das Steuersignal in einer geringeren Rate ändern. Deshalb kann die Reaktanz in einer kürzeren Periode optimiert werden und es wird eine hohe Stabilität realisiert.
Übrigens kann eine variable Stromquelle an Stelle der Stromquellen 225 und 226 verwendet werden. In diesem Fall sind die Komparatoren eines elektrischen Signals 224 und 226 so konfiguriert, um ein Stromsteuersignal zu der variablen Stromquelle auszugeben, sodass je größer die Abweichung zwischen der eingegebenen Spannung und der konstanten Spannung V1 oder der konstanten Spannung V2 ist, desto größer der Strom von der variablen Stromquelle fließt. Z. B. sind die Komparatoren eines elektrischen Signals 224 und 226 vorzugsweise ein Differenzialverstärker. Dies kann es möglich machen, dass wenn die eingegebene Spannung von der konstanten Spannung stark abweicht, ein größerer Strom fließen kann, wobei sich dadurch die ausgegebene Spannung rasch ändert. Auch kann, wenn die Abweichung klein ist, ein kleinerer Strom fließen, wobei sich dadurch die ausgegebene Spannung langsam ändert. Deshalb wird die Reaktanz in einer kurzen Periode stabil abgestimmt.
(Eine sechste Ausführungsform)
19 ist ein schematisches Diagramm, das eine Konfiguration eines Transceivers gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Der Transceiver gemäß der sechsten Ausführungsform verwendet eine Abtastungsschaltung 24, um eine Amplitude eines elektrischen Signals zu erfassen, das durch eine optische Sektion einer Erfassung eines elektrischen Feldes 15 über eine Empfangs-und-Übertragungselektrode 123 erfasst wird. Wenn der Transceiver mit einer integrierten Schaltungs-(IC) Einrichtung konfiguriert wird, führt eine Verwendung eines Filters, das eine große elektrostatische Kapazität erfordert, zu einer größeren Fläche der IC-Einrichtung, wobei sich dadurch Kosten der IC-Ein richtung erhöhen. Aus dieser Sicht ist ein Erfassungsverfahren ohne Verwendung des Filters wünschenswert.
In dieser Ausführungsform wird die Amplitude durch die Abtastungsschaltung 24 erfasst. Wenn die Abtastungsschaltung die Amplitude erfasst, muss, da eine Abtastungsperiode mit der Periode eines elektrischen Feldes übereinstimmen muss, das in einem lebendigen Körper induziert wird, ein Abstimmungssignal 13, das ein Abtastungssignal erzeugt, ein Signal von einem Oszillator 5 empfangen.
20 veranschaulicht eine Wellenform, die von jeder Komponente zum Zeitpunkt von Reaktanzabstimmung in dem Transceiver dieser Ausführungsform ausgegeben wird. In die Abtastungsschaltung 24 wird ein Abtastungssignal in Synchronisation mit der Spitze einer Sinuswelle eingegeben. Der Kondensator C1 speichert ein Signal, das durch Abtasten der Ausgabe einer Signalverarbeitungsschaltung 16 erhalten wird, wenn eine Reaktanz groß ist, während der Kondensator C2 das Signal speichert, wenn eine Reaktanz klein ist. Eine Differenz zwischen den gespeicherten Ladungen durch die Kondensatoren C1 und C2 wird durch einen Differenzialdetektor 22 bestimmt und zu einer Steuersektion 21 eingegeben. Die Steuersektion 21 gibt dann ein Steuersignal basierend auf dem ausgegebenen Signal von dem Differenzialdetektor 22 aus. Mit dieser Konfiguration wird die Amplitude ohne Verwendung eines Filters erfasst.
(Eine siebte Ausführungsform)
21 ist ein Blockdiagramm eines Transceivers gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Transceiver gemäß der siebten Ausführungsform verwendet eine Spitzenhalteschaltung 25, um die Amplitude eines elektrischen Signals zu erfassen, das durch eine optische Sektion einer Erfassung eines elektrischen Feldes 15 über eine Empfangs- und-Übertragungselektrode 123 erfasst wird. Während nämlich die Abtastungsschaltung 24 verwendet wird, um die Amplitude in dem Transceiver gemäß der oben beschriebenen sechsten Ausführungsform zu erfassen, ist es die Spitzenhalteschaltung 25, die stattdessen in der siebten Ausführungsform verwendet wird. Während die Abtastungsschaltung 24 fordert, dass das Abtastungssignal in Synchronisation mit der Wellenspitze sein muss, fordert die Spitzenhalteschaltung 25 dagegen eine derartige Synchronisation nicht, da die Schaltung 25 eine Spitze des Signals unterhält, das in einer gewissen Zeitperiode eingegeben wird, wenn die Periode angemessen lang gesetzt ist. Im Vergleich mit einer Verwendung der Abtastungsschaltung 24 bietet deshalb die Spitzenhalteschaltung 25 eine größere Phasendifferenz zwischen einem Träger und einem Signal, das die Spitzenhalteschaltung 25 ansteuert. 22 veranschaulicht ein Konfigurationsbeispiel der Spitzenhalteschaltung 25. Die Spitzenhalteschaltung 25, die in 22 dargestellt wird, besteht aus einem Schalter SWD1, der einschaltet, um ein Signal einzugeben, wenn ein Detektoransteuersignal auf einem hohen Pegel ist, einem Kondensator Cpk zum Halten einer Spitze eines eingegebenen Signals und einem Schalter SWD2 zum Rücksetzen eines Rücksetzungssignals, das durch den Kondensator Cpk gehalten wird.
23 veranschaulicht eine Wellenform eines Signals, das von jeder Komponente ausgegeben wird. In der Spitzenhalteschaltung 25 wird, wenn das Ansteuersignal für einen Differenzialdetektor 22 auf einem hohen Pegel ist und das Rücksetzungssignal auf einem tiefen Pegel ist, der Spitzenwert der eingegebenen Wellenform in dem Kondensator Cpk gespeichert. Wenn das Rücksetzungssignal auf einem tiefen Pegel ist, wird die elektrische Ladung, die in dem Kondensator Cpk gespeichert ist, entladen, wobei dadurch zu dem anfänglichen Zustand zurückgekehrt wird. Dies wird in dem Zeitpunkt durchgeführt, wo die Reaktanz sowohl hoch als auch tief ist, wobei dadurch elektrische Signale gespeichert werden, die die Amplitude in den Kondensatoren C1 und C2 darstellen. Die Differenz zwischen den gespeicherten elektrischen Signalen wird durch den Differenzialdetektor 22 erhalten und in der Steuersektion 21 integriert, um ein Steuersignal auszugeben. Durch eine derartige Operation wird Reaktanzsteuerung unter Verwendung der Spitzenhalteschaltung 25 realisiert.
(Eine achte Ausführungsform)
24 ist ein Blockdiagramm einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Ein in 24 dargestellter Transceiver verwendet eine Spitzenhalte-/Addierer-Schaltung 26, um eine Amplitude eines elektrischen Signals zu erfassen, das durch eine optische Sektion einer Erfassung eines elektrischen Feldes 15 über eine Empfangs-und-Übertragungselektrode 123 erfasst wird. Außerdem veranschaulicht 25 eine detaillierte Konfiguration der Spitzenhalte-/Addierer-Schaltung 26, in der ein Schalter SWD4, der einen Kontakt a5 und einen Kontakt b5 verbindet, wenn addiert wird, oder anderenfalls den Kontakt a5 und einen Kontakt c5 verbindet, um das Signal aufrechtzuerhalten, und ein Schalter SDW3, der einschaltet, wenn die Ausgabe eines Integrierers zurückgesetzt wird, gezeigt werden.
In dem Transceiver, dessen Konfiguration in 24 und 25 dargestellt wird, führt nach Erfassung durch die in 25 gezeigte Spitzenhalteschaltung 27 ein Integrierer 28 Addition in der nächsten Stufe durch. Selbst wenn eine Spitze ihre ursprüngliche Amplitude durch ein plötzliches Rauschen überschreitet, hält eine Spitzenhalteschaltung die Spitze. Da dies eine fehlerhafte Operation verursachen kann, wird die Spitze mehrere Male erfasst, um addiert und dann in den Kondensatoren C1 und C2 gespeichert zu werden, um den Effekt wegen Rauschen in dieser Ausführungsform zu mildern.
26 veranschaulicht ein Signal, das von jeder Komponente während Reaktanzabstimmung ausgegeben wird. Zuerst sind Rücksetzungssignale Q und R auf einem tiefen Pegel, und die Schalter SWD2 und SWD3 sind aus. Außerdem sind ein Kontakt a5 und ein Kontakt c5 in dem Schalter SWD4 verbunden. Wenn das Erfassungsansteuersignal auf einem hohen Pegel ist, wird ein Signal in die Spitzenhalteschaltung 27 eingegeben, wobei dadurch die Spitze der eingegebenen Wellenform gehalten wird. Dann schaltet das eingegebene Signal (Additionssignal) zu dem Schalter SWD4, um auf einem hohen Pegel zu sein; das Signal, das in der Spitzenhalteschaltung 27 unterhalten wird, wird zu dem Integrierer 28 eingegeben und addiert; und das gespeicherte Signal wird durch Einschalten des Schalters SWD2 Null. Nachdem diese Prozedur mehrere Male wiederholt ist, speichert der Kondensator C1 das addierte Signal, das die Amplitude darstellt, wenn der Reaktanzwert groß ist. Nachdem die Reaktanz geschaltet wird, geringer zu sein, wird als Nächstes die gleiche Prozedur durchgeführt, um das addierte Signal in dem Kondensator C2 zu speichern. Als Nächstes wird ein Signal, das durch Nehmen der Differenz unter Verwendung des Differenzialdetektors 22 erhalten wird, zu einer Steuersektion eingegeben, und das Steuersignal wird zu der Sektion variabler Reaktanz 7 ausgegeben. Eine derartige Prozedur mildert den Effekt, der durch Rauschen verursacht wird, wenn Reaktanzabstimmung durchgeführt wird.
(Eine neunte Ausführungsform)
Bezug nehmend auf 27 wird ein Transceiver gemäß einer neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. In jeder oben beschriebenen Ausführungsform wird ein elektrisches Feld, das in dem lebendigen Körper induziert wird, in ein elektrisches Signal ausschließlich durch die optische Sektion einer Erfassung eines elektrischen Feldes ge wandelt. Das elektrische Signal wird entweder zu einer Signalausgabesektion, wenn eine Reaktanz abgestimmt wird, oder zu einer E/A-Schaltung über eine Demodulatorsektion, wenn das Signal empfangen wird, das zu übertragen ist, durch Umschalten zugeführt. Andererseits verwendet der Transceiver gemäß dieser Ausführungsform dedizierte Empfangssektionen, jede zum Abstimmen von Reaktanz und zum Empfangen und Übertragen. Der Transceiver gemäß dieser Ausführungsform hat im wesentlichen die gleiche Konfiguration mit Ausnahme des Unterschieds in der Empfangssektion und arbeitet auf die gleiche Art und Weise wie der Transceiver gemäß der ersten Ausführungsform.
Speziell ist der Transceiver gemäß dieser Ausführungsform versehen mit einer Vorstufenverarbeitungssektion 31 zwischen einer Übertragungs-und-Empfangselektrode 123 und einem Detektor 8, und auch einer Empfangssektion 32 zwischen der Übertragungs-und-Empfangselektrode 123 und einer E/A-Schaltung 122, wie in 27 gezeigt. Der Transceiver ist nicht mit einem Schalter entsprechend dem Schalter 1 versehen, der z. B. in 5 dargestellt wird. Deshalb wird ein Signal, das für Reaktanzabstimmung zu dienen hat, einer Signalgenerierungssektion über die Vorstufenverarbeitungssektion 31 zugeführt, und ein Signal, das zu empfangen ist, wird einem Computer über die Empfangssektion 32 zugeführt.
Genauer enthält die Vorstufenverarbeitungssektion 31 ein Filter 311 mit einer hohen Eingangsimpedanz, eine Erfassungssektion eines elektrischen Feldes 312, die ein elektrisches Feld in ein elektrisches Signal wandelt, eine Signalverarbeitungssektion 313 mit einem Filter, um Rauschen aus dem elektrischen Signal zu beseitigen. Da das Filter 311 in einer Vorstufe der Erfassungssektion eines elektrischen Feldes 312 vorgesehen ist, wird ein widriger Effekt, der bei Resonanz ausgeübt wird, gemildert; Rauschen wird beseitigt; und eine Signalverarbeitung wird in dem nachgestellten Detektor 8 unterstützt.
Außerdem enthält die Empfangssektion 32 eine Erfassungssektion eines elektrischen Feldes 321, die ein elektrisches Feld in dem lebendigen Körper in ein elektrisches Signal wandelt, eine Signalverarbeitungssektion 322 mit einem Filter zum Beseitigen von Rauschen, einen Verstärker 323, der das Signal verstärkt, aus dem Rauschen beseitigt ist, eine Demodulationsschaltung 324, die ein Signal demoduliert, das in dem betroffenen elektrischen Signal zu empfangen ist, und eine Wellenformformungseinrichtung 325, die eine Wellenform eines modulierten Signals formt. Damit wird ein Signal, das zu empfangen ist, das in dem elektrischen Feld in dem lebendigen Körper 121 enthalten war, einem Computer über eine E/A-Schaltung 122 zugeführt.
Wie oben angegeben, ist der Transceiver gemäß der neunten Ausführungsform mit verschiedenen Empfangssektionen jede für Abstimmung von Reaktanz und für Empfang/Übertragung versehen. Da die Vorstufenempfangssektion, die ausschließlich zum Abstimmen einer Reaktanz verwendet wird, mit dem Filter einer hohen Eingangsimpedanz versehen ist, wird Reaktanzabstimmung gesichert und stabil durchgeführt.
Falls die Empfangssektion 32 in der neunten Ausführungsform nicht vorgesehen ist, kann übrigens der betroffene Transceiver als ein Sender verwendet werden, der nur Übertragung durchführt.
(Eine zehnte Ausführungsform)
Bezug nehmend auf 28 wird als Nächstes ein Transceiver gemäß einer zehnten Ausführungsform beschrieben. Wie in 28 gezeigt, unterscheidet sich dieser Transceiver von dem Transceiver gemäß der neunten Ausführungsform dadurch, dass eine Empfangssektion 32 zwischen einem Schalter 2 und einer E/A-Schaltung 122 vorgesehen ist. Mit Ausnahme dessen teilt der Transceiver gemäß der zehnte Ausführungsform die gleichen Komponenten wie der Transceiver gemäß der neunten Ausführungsform.
In dem Transceiver gemäß dieser Ausführungsform hat ein Schalter 2 Kontakte a1, b1 und c1. Wenn eine Reaktanz abgestimmt wird oder ein Signal übertragen wird, sind die Kontakte a1 und b1 verbunden. Deshalb wird ein Signal, das für Reaktanzabstimmung geeignet verwendet wird, oder ein Signal, das Information enthält, die zu übertragen ist, einer Übertragungs-und-Empfangselektrode 123 von einem Oszillator 5 und einer Modulationsschaltung über eine Sektion variabler Reaktanz 7 zugeführt. Während Empfang sind die Kontakte b1 und c1 des Schalters 2 verbunden und das elektrische Feld in dem lebendigen Körper wird durch die Empfangssektion 32 über den Schalter 2 empfangen. Übrigens wird während Empfang ein Steuersignal zu der Sektion variabler Reaktanz 7 eingegeben, um so den Reaktanzwert der Sektion variabler Reaktanz 7 zu reduzieren.
Wenn eine Reaktanz abgestimmt oder übertragen wird, wird gemäß der obigen Konfiguration, da die Empfangssektion 32 von den anderen Schaltungselementen getrennt ist, ein Einfluss, der in der Reaktanzabstimmungsoperation durch die Empfangssektion ausgeübt wird, speziell der Eingangsstufe der Empfangssektion, gemildert. Wenn eine Reaktanz abgestimmt wird, wird allgemein eine hohe Spannung wegen Resonanz generiert. Wenn die hohe Spannung einen höheren Spannungswert als eine Spannungsfestigkeit hat, kann die betroffene elektrische Schaltung beschädigt werden. Gemäß der obigen Konfiguration wird jedoch, da die Empfangssektion 32 getrennt ist, wenn eine Reaktanz abgestimmt wird, eine derartige hohe Spannung an die Empfangssektion nicht angelegt. Somit wird verhindert, dass die elektrische Schaltung der Empfangssektion beschädigt wird. Deshalb ist der Transceiver gemäß dieser Ausführungsform dadurch von Vorteil, dass eine Zuverlässigkeit verbessert wird.
Übrigens kann ein mechanisch betreibbarer Schalter zwischen der Empfangssektion 32 und der Übertragungs-und-Empfangselektrode 123 an Stelle des Schalters 2 vorgesehen sein, wobei der mechanisch betreibbare Schalter aus ist, wenn eine Reaktanz abgestimmt wird, und ein ist, wenn übertragen wird. Dies kann eine Möglichkeit einer Beschädigung der elektrischen Schaltung beseitigen. Übrigens ist, als ein derartiger Schalter, ein Schalter, der durch z. B. Mikrobearbeitungstechnik hergestellt wird, wünschenswert.
Bezug nehmend auf mehrere Ausführungsformen und Modifikationen wurden oben eine Reaktanzabstimmungsvorrichtung, ein Sender und eine Kommunikationsvorrichtung, die die gleichen verwendet, und eine Signalverarbeitungsschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die obigen Ausführungsformen und Modifikationen begrenzt, und somit sind verschiedene Änderungen möglich.
Z. B. ist die Signalverarbeitungsschaltung gemäß Modifikationen der ersten Ausführungsform auf elektrische Geräte außer der Reaktanzabstimmungsvorrichtung anwendbar.
29 ist ein Blockdiagramm, das eine zusammengefasste Konfiguration einer Verstärkerschaltung darstellt, auf die eine beliebige der Signalverarbeitungsschaltungen 100, 200 und 203, die in den obigen Ausführungsformen beschrieben werden, anwendbar ist. Eine Verstärkerschaltung 150, die in 29 dargestellt wird, hat eine Funktion zum automatischen Abstim men einer Verstärkung des Verstärkers durch eine Rückkopplungsschaltung, und eine beliebige der oben erwähnten Signalverarbeitungsschaltungen wird als ein Steuersignal-Generierungsmittel verwendet.
Es wird eine Konfiguration der Verstärkerschaltung 150 beschrieben. Die Verstärkerschaltung 150 besteht aus einem Verstärker variabler Verstärkung 251, der in der Lage ist, einer Verstärkung davon zu ändern, um so eine Amplitude eines wechselnden Signals, das ausgegeben wird, konstant zu halten, selbst wenn sich eine Amplitude eines eingegebenen wechselnden Signals ändert, einem Detektor 252, der das Signal, das von dem Verstärker variabler Verstärkung 251 ausgegeben wird, eingibt und erfasst, einem Filter 253, das das von dem Detektor 252 ausgegebene Signal glättet, einer Bezugssignalquelle 254, die ein Bezugssignal ausgibt, um eine Zielamplitude des Signals zu sein, das von dem Verstärker variabler Verstärkung 251 ausgegeben wird, einem Komparator 255, der das Signal, das von dem Filter 253 ausgegeben wird, das Signal entsprechend der Amplitude des Signals von dem Verstärker variabler Verstärkung 251 und das Signal, das von der Bezugssignalquelle 254 ausgegeben wird, vergleicht, um die Differenz zwischen den zwei Signalen zu bestimmen, und einem Integrierer 256, der ein Steuersignal basierend auf dem Integrationsergebnis ausgibt. Ganz zu schweigen davon, dass eine beliebige der Signalverarbeitungsschaltungen 100, 200 und 203 als der Integrierer 256 anwendbar ist.
In der Verstärkerschaltung 150 mit der obigen Konfiguration wird, wenn das Signal, das von dem Filter 253 ausgegeben wird, höher als das Bezugssignal ist, das Signal, das von dem Integrierer 256 ausgegeben wird, d. h. das Steuersignal, das die Verstärkung des Verstärkers variabler Verstärkung 251 steuert, groß. Als ein Ergebnis wird entsprechend die Verstärkung des Verstärkers variabler Verstärkung 251 groß. Wenn andererseits das Signal, das von dem Filter 253 ausgegeben wird, geringer als das Bezugssignal ist, wird das Signal (Steuersignal), das von dem Integrierer 256 ausgegeben wird, klein, wobei dadurch die Verstärkung des Verstärkers variabler Verstärkung 251 reduziert wird. Eine derartige Signalverarbeitung setzt sich fort, bis das Signal, das von dem Filter 253 ausgegeben wird, das der Amplitude des Signals entspricht, das von dem Verstärker variabler Verstärkung 251 ausgegeben wird, gleich dem Bezugssignal (ein Zielwert) wird. Die Amplitude des Signals, das von dem Verstärker variabler Verstärkung 251 ausgegeben wird, wird konstant gehalten, selbst wenn die Amplitude des wechselnden Signals, das zu dem Verstärker variabler Verstärkung 251 einzugeben ist, variiert.
In der Verstärkerschaltung 150 mit einer derartigen Funktion führt sogar eine Übereinstimmung eines beobachteten Wertes mit dem Zielwert nicht zu einem instabilen Zustand. Deshalb fließt kein großer Strom von einer Spannungsquelle Vdd zu der Erdungsmasse, wobei dadurch verhindert wird, dass sich ein Energieverbrauch erhöht.
Übrigens ist jede der oben angegebenen Signalverarbeitungsschaltungen 100, 200 und 203 nur eine Ausführungsform der Signalverarbeitungsschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung, und die Signalverarbeitungsschaltung, die als der Integrierer 256 anwendbar ist, ist nicht auf die Ausführungsformen begrenzt. Die vorliegende Erfindung enthält nämlich verschiedene Ausführungsformen, die im wesentlichen die gleiche Operation und Effekt wie die Signalverarbeitungsschaltungen 100, 200 und 203 ausüben, ohne Abweichung von dem Bereich der Ansprüche. Eine Verwendung derartiger Ausführungsformen macht es möglich, die Verstärkerschaltung 150 gemäß dem obigen Beispiel zu konfigurieren.
Industrielle Anwendbarkeit
Eine Reaktanzabstimmungseinrichtung, ein Transceiver, eine Übertragungsvorrichtung und eine Signalverarbeitungsschaltung vorzugsweise für diese sind z. B. auf ein tragbares Computersystem, das an einem menschlichen Körper montiert werden kann, vorzugsweise anwendbar.

Claims

Ein System für Übertragung/Empfang von Signalen über ein ein elektrisches Feld übertragendes Medium (121), umfassend: eine Signalgenerierungssektion (5, 6), die angepasst ist, ein Sondensignal zu generieren, eine Elektrode (123), die angepasst ist, ein elektrisches Feld basierend auf dem Sondensignal in dem ein elektrisches Feld übertragenden Medium (121) zu induzieren, eine Abstimmungssignal-Generierungssektion (13), die angepasst ist, abwechselnd ein Signal hohen Pegels und ein Signal tiefen Pegels auszugeben, eine Erfassungssektion eines elektrischen Feldes (15), die angepasst ist, ein elektrisches Feld in dem ein elektrisches Feld übertragenden Medium (121) über die Elektrode (123) zu empfangen und ein elektrisches Signal basierend auf dem empfangenen elektrischen Feld zu generieren, eine Signalausgabesektion, die enthält ein erstes elektrisches Ladungsspeichermittel (C1), das angepasst ist, eine elektrische Ladung in Übereinstimmung mit dem elektrischen Signal zu speichern, während die Abstimmungssignal-Generierungssektion (13) das Signal hohen Pegels ausgibt, ein zweites elektrisches Ladungsspeichermittel (C2), das angepasst ist, eine elektrische Ladung in Über einstimmung mit dem elektrischen Signal zu speichern, während die Abstimmungssignal-Generierungssektion (13) das Signal tiefen Pegels ausgibt, und einen Spannungskomparator (10), der angepasst ist, eine Spannung über dem ersten elektrischen Ladungsspeichermittel (C1) und eine Spannung über dem zweiten elektrischen Ladungsspeichermittel (C2) zu vergleichen, um ein vorbestimmtes Signal in Übereinstimmung mit dem Vergleichsergebnis auszugeben, eine Steuersektion (19; 20; 21; 23; 230), die angepasst ist, eine Spannung mit einem konstanten Spannungswert auszugeben, während eines von beiden des ersten und des zweiten elektrischen Ladungsspeichermittels (C1, C2) eine elektrische Ladung speichert, und das vorbestimmte Signal einzugeben, um eine Spannung basierend auf dem eingegebenen vorbestimmten Signal auszugeben, während die ersten und zweiten elektrischen Ladungsspeichermittel Speicherung einer elektrischen Ladung stoppen, einen Addierer (14), der angepasst ist, das Signal hohen Pegels und das Signal tiefen Pegels, die abwechselnd von der Abstimmungssignal-Generierungssektion (13) ausgegeben werden, und ein Signal der Spannung, die von der Steuersektion (19; 20; 21; 23; 230) ausgegeben wird, zu addieren und ein Signal auszugeben, das durch die Addition erhalten wird, und eine Resonanzsektion (7), die zwischen der Signalgenerierungssektion (5, 6) und der Elektrode (123) verbunden ist und angepasst ist, das Signal, das von dem Addierer (14) ausgegeben wird, einzugeben und eine serielle Resonanz durch Abstimmen einer Reaktanz gegenüber einer parasitären Kapazitanz, die zwischen dem ein elektrisches Feld übertragenden Medium (121), der Kommunikationsvorrichtung und einem Masseanschluss induziert wird, zu induzieren, um jeweils gemäß dem Signal hohen Pegels und dem Signal tiefen Pegels, das von der Abstimmungssignal-Generierungssektion (13) abwechselnd ausgegeben wird, hoch und tief zu werden.
Ein System, wie in Anspruch 1 vorgetragen, wobei die Steuersektion (19) umfasst: eine Konstantspannungsquelle (12), die angepasst ist, die Spannung mit einem vorbestimmten Spannungswert auszugeben, einen Integrierer (11; 100; 200; 203), der angepasst ist, eine Spannung mit dem konstanten Spannungswert auszugeben, wenn die Spannung mit dem vorbestimmten Spannungswert empfangen wird, und eine Spannung basierend auf dem vorbestimmten Signal, wenn die vorbestimmte Spannung empfangen wird, zu der Resonatorsektion (7) auszugeben, eine Ausgabeschaltsektion (4), die angepasst ist, die Spannung mit dem vorbestimmten Spannungswert oder das vorbestimmte Signal selektiv einzugeben, um somit die Spannung mit dem vorbestimmten Spannungswert zu dem Integrierer (11) auszugeben, während eines von beiden des ersten und der zweiten elektrischen Ladungsspeichermittels (C1, C2) eine elektrische Ladung speichert, und das vorbestimmte Signal zu dem Integrierer (11) auszugeben, wenn das erste und zweite elektrische Ladungsspeichermittel Speicherung einer elektrischen Ladung stoppen.
Ein System, wie in Anspruch 2 vorgetragen, wobei der Integrierer (100) umfasst: ein erstes Verbindungsmittel (SW1), von dem ein Ende mit einer positiven Elektrode einer Spannungsquelle (Vdd) verbunden ist, die eine vorbestimmte Spannung ausgibt, ein zweites Verbindungsmittel (SW2), von dem ein Ende mit dem anderen Ende des ersten Verbindungsmittels (SW1) verbunden ist und von dem das andere Ende mit einer negativen Elektrode der Spannungsquelle verbunden ist, ein erstes Vergleichsmittel (211; 221; 231), das angepasst ist, eine vorbestimmte erste Schwellenspannung (V1) und das vorbestimmte Signal zu vergleichen, um ein Signal zum Einschalten des ersten Verbindungsmittels (SW1) auszugeben, wenn das vorbestimmte Signal kleiner als die erste Schwellenspannung (V1) ist, ein zweites Vergleichsmittel (212; 222; 232), das angepasst ist, eine zweite Schwellenspannung (V2), die höher als die erste Schwellenspannung (V1) ist, und das vorbestimmte Signal zu vergleichen, um ein Signal zum Einschalten des Verbindungsmittels (SW2) auszugeben, wenn das vorbestimmte Signal höher als die zweite Schwellenspannung (V2) ist, und einen Kondensator (213; 227; 237), von dem ein Ende mit dem anderen Ende des ersten Verbindungsmittels verbunden ist und von dem das andere Ende mit der negativen Elektrode verbunden ist.
Ein System, wie in Anspruch 3 vorgetragen, wobei der Integrierer (200) ferner umfasst: eine erste Stromquelle (225), die zwischen der positiven Elektrode und dem ersten Verbindungsmittel (SW1) vorgesehen ist, ein drittes Vergleichsmittel (223), das angepasst ist, das vorbestimmte Signal und eine dritte Schwellenspannung (V3), die geringer als die erste Schwellenspannung (V1) ist, zu vergleichen, und ein Stromsteuersignal zu der ersten Stromquelle (225) auszugeben, sodass ein erster konstanter Strom mit einem vorbestimmten Stromwert von der ersten Stromquelle (225) fließt, wenn das vorbestimmte Signal geringer als die Schwellenspannung (V3) ist, oder ein zweiter konstanter Strom, der kleiner als der erste konstante Strom ist, von der ersten Stromquelle (225) fließt, wenn das vorbestimmte Signal höher als die dritte Schwellenspannung (V3) und geringer als die erste Schwellenspannung (V1) ist, eine zweite Stromquelle (236), die zwischen der negativen Elektrode und dem zweiten Verbindungsmittel vorgesehen ist, und ein viertes Vergleichsmittel (224), das angepasst ist, das vorbestimmte Signal und die vierte Schwellenspannung (V4), die höher als die zweite Schwellenspannung (V2) ist, zu vergleichen, und ein Stromsteuersignal zu der zweiten Stromquelle (236) auszugeben, sodass ein dritter konstanter Strom von der zweiten Stromquelle (236) fließt, wenn das vorbestimmte Signal höher als die vierte Schwellenspannung ist, oder ein vierter Strom, der kleiner als der dritte Strom ist, von der zweiten Stromquelle (236) fließt, wenn das vorbestimmte Signal höher als die zweite Schwellenspannung (V2) und geringer als die vierte Schwellenspannung (V4) ist.
Ein System, wie in Anspruch 3 vorgetragen, wobei der Integrierer (203) ferner umfasst: eine erste variable Stromquelle (235), die zwischen der positiven Elektrode und dem ersten Verbindungsmittel (SW1) vorgesehen ist, ein erstes Differenzialverstärkungsmittel (233), das angepasst ist, das erste vorbestimmte Signal und die erste Schwellenspannung (V1) zu vergleichen und ein Stromsteuersignal zu der ersten variablen Stromquelle (235) auszugeben, sodass je kleiner das vorbestimmte Signal ist, desto größer der Strom von der variablen Stromquelle (235) fließt, eine zweite variable Stromquelle (236), die zwischen der negativen Elektrode und dem zweiten Verbindungsmittel (SW2) vorgesehen ist, und ein zweites Differenzialverstärkungsmittel (234), das angepasst ist, das vorbestimmte Signal und die zweite Schwellenspannung (V2) zu vergleichen und ein Stromsteuersignal zu der zweiten variablen Stromquelle (236) auszugeben, sodass je höher das vorbestimmte Signal ist, desto größer der Strom von der zweiten variablen Stromquelle (236) fließt.
Ein System, wie in Anspruch 3 vorgetragen, wobei der Integrierer ferner umfasst: einen ersten variablen Widerstand, der zwischen der positiven Elektrode und dem ersten Verbindungsmittel (SW1) vorgesehen ist, ein erstes Differenzialverstärkungsmittel, das angepasst ist, das vorbestimmte Signal und die erste Schwellenspannung zu vergleichen und ein Widerstandswert-Steuersignal zu dem ersten variablen Widerstand auszugeben, sodass je geringer das vorbestimmte Signal ist, desto geringer der Widerstandswert des ersten variablen Widerstands wird, einen zweiten variablen Widerstand, der zwischen der negativen Elektrode und dem zweiten Verbindungsmittel vorgesehen ist, und ein zweites Differenzialverstärkungsmittel, das angepasst ist, das vorbestimmte Signal und die zweite Schwellenspannung zu vergleichen und ein Widerstandswert-Steuersignal zu dem zweiten variablen Widerstand auszugeben, sodass je höher das vorbestimmte Signal ist, desto geringer der Widerstandswert des zweiten variablen Widerstands wird.
Ein System, wie in Anspruch 1 vorgetragen, wobei die Steuersektion (20) umfasst: einen ersten p-Kanal-Metalloxid-Halbleiterfeldeffekttransistor (MOS-FET) (pMOS1), der angepasst ist auszuschalten, während eines von beiden des ersten und des zweiten elektrischen Ladungsspeichermittels (C1, C2) eine elektrische Ladung speichert, und einschaltet, wenn das erste und das zweite elektrische Ladungsspeichermittel (C1, C2) eine Speicherung stoppen, einen zweiten p-Kanal-MOS-FET (pMOS2), der mit dem ersten p-Kanal-MOS-FET (pMOS1) in Reihe verbunden ist, wobei der zweite p-Kanal-MOS-FET (pMOS2) angepasst ist einzuschalten, wenn der Spannungskomparator (10) bestimmt, dass eine Spannung über dem ersten elektrischen Ladungsspeichermittel (C1) höher als eine Spannung über dem zweiten elektrischen Ladungsspeichermittel (C2) ist, und auszuschalten, wenn der Spannungskomparator (10) bestimmt, dass eine Spannung über dem ersten elektrischen Ladungs speichermittel (C1) geringer als eine Spannung über dem zweiten elektrischen Ladungsspeichermittel (C2) ist, einen ersten n-Kanal-MOS-FET (nMOS1), der mit dem zweiten p-Kanal-MOS-FET (pMOS2) in Reihe verbunden ist, wobei der erste n-Kanal-MOS-FET (nMOS1) angepasst ist einzuschalten, wenn der Spannungskomparator (10) bestimmt, dass eine Spannung über dem ersten elektrischen Ladungsspeichermittel (C1) geringer als eine Spannung über dem zweiten elektrischen Ladungsspeichermittel (C2) ist, und auszuschalten, wenn der Spannungskomparator (10) bestimmt, dass eine Spannung über dem ersten elektrischen Ladungsspeichermittel (C1) höher als eine Spannung über dem zweiten elektrischen Ladungsspeichermittel (C2) ist, einen zweiten n-Kanal-MOS-FET (nMOS2), der mit dem ersten n-Kanal-MOS-FET (nMOS1) in Reihe verbunden ist, wobei der zweite n-Kanal-MOS-FET (nMOS2) angepasst ist auszuschalten, wenn eines von beiden des ersten und des zweiten elektrischen Ladungsspeichermittels (C1, C2) eine elektrische Ladung speichert, und einzuschalten, wenn das erste und das zweite elektrische Ladungsspeichermittel (C1, C2) eine Speicherung stoppen, und einen Kondensator (Cp), von dem ein Ende mit einem Knoten zwischen dem zweiten p-Kanal-MOS-FET (pMOS2) und dem ersten n-Kanal-MOS-FET (nMOS1) verbunden ist, und von dem das andere Ende mit dem Masseanschluss verbunden ist.
Ein System, wie in Anspruch 7 vorgetragen, wobei die Steuersektion (21) ferner umfasst: eine erste Bezugspannungsquelle (SX), die angepasst ist, eine vorbestimmte erste Bezugsspannung auszugeben, einen ersten Spannungskomparator (X), der angepasst ist, das vorbestimmte Signal und die erste Bezugsspannung zu vergleichen, um eine Spannung in Übereinstimmung mit dem Vergleichsergebnis zu dem zweiten p-Kanal-MOS-FET (pMOS2) auszugeben, eine zweite Bezugsspannungsquelle, die angepasst ist, eine vorbestimmte zweite Bezugsspannung auszugeben, und einen zweiten Spannungskomparator (Y), der angepasst ist, das vorbestimmte Signal und die zweite Bezugsspannung zu vergleichen, um eine Spannung in Übereinstimmung mit dem Vergleichsergebnis zu dem ersten n-Kanal-MOS-FET (nMOS1) auszugeben.
Ein System, wie in Anspruch 8 vorgetragen, wobei die Steuersektion (23) ferner umfasst: einen ersten variablen Widerstand (RX), der zwischen dem ersten p-Kanal-MOS-FET (pMOS1) und dem zweiten p-Kanal-MOS-FET (pMOS2) verbunden ist, einen dritten Komparator, der angepasst ist, die erste Bezugsspannung und das vorbestimmte Signal zu vergleichen, um ein Signal in Übereinstimmung mit dem Vergleichsergebnis auszugeben, um so einen Widerstandswert des ersten variablen Widerstands (RX) zu steuern, einen zweiten variablen Widerstand (RY), der zwischen dem ersten n-Kanal-MOS-FET (nMOS1) und dem zweiten n-Kanal-MOS-FET (nMOS2) verbunden ist, und einen vierten Komparator (AY), der angepasst ist, die zweite Bezugsspannung und das vorbestimmte Signal zu vergleichen, um ein Signal in Übereinstimmung mit dem Ver gleichsergebnis auszugeben, um so einen Widerstandswert des zweiten variablen Widerstands (RY) zu steuern.
Ein System, wie in Anspruch 8 vorgetragen, wobei die Steuersektion (230) ferner umfasst: eine erste Stromquelle (250), die zwischen dem ersten p-Kanal-MOS-FET (pMOS1) und dem zweiten p-Kanal-MOS-FET (pMOS2) verbunden ist, ein drittes Signalvergleichsmittel (223), das angepasst ist, das vorbestimmte Signal und eine dritte Bezugsspannung, die geringer als die erste Bezugsspannung ist, zu vergleichen und ein Stromsteuersignal zu der ersten Stromquelle (250) ausgibt, sodass die erste Stromquelle (250) einen ersten konstanten Strom fließen lässt, wenn das vorbestimmte Signal geringer als die dritte Bezugsspannung ist, oder die erste Stromquelle (250) einen zweiten konstanten Strom fließen lässt, der kleiner als der erste konstante Strom ist, wenn das vorbestimmte Signal höher als die dritte Bezugsspannung und geringer als die erste Bezugsspannung ist, eine zweite Stromquelle (226), die zwischen dem ersten n-Kanal-MOS-FET (nMOS1) und dem zweiten n-Kanal-MOS-FET (nMOS2) verbunden ist, und einen vierten Signalkomparator (224), der angepasst ist, das vorbestimmte Signal und eine vierte Bezugsspannung, die höher als die zweite Bezugsspannung ist, zu vergleichen, und ein Stromsteuersignal zu der zweiten Stromquelle (226) ausgibt, sodass die zweite Stromquelle (226) einen dritten konstanten Strom fließen lässt, wenn das vorbestimmte Signal höher als die vierte Bezugsspannung ist, oder die zweite Stromquelle (226) einen vierten konstan ten Strom fließen lässt, der kleiner als der dritte konstante Strom ist, wenn das vorbestimmte Signal höher als die zweite Bezugsspannung und geringer als die vierte Bezugsspannung ist.
Ein System, wie in entweder Anspruch 4 oder 10 vorgetragen, wobei der erste konstante Strom und der dritte konstante Strom einen gleichen Stromwert haben, und wobei der zweite konstante Strom und der vierte konstante Strom einen gleichen Stromwert haben.
Ein System, wie in Anspruch 8 vorgetragen, wobei die Steuersektion (21) ferner umfasst: eine erste variable Stromquelle, die zwischen dem ersten p-Kanal-MOS-FET (pMOS1) und dem zweiten p-Kanal-MOS-FET (pMOS2) verbunden ist, ein erstes Differenzialverstärkungsmittel, das angepasst ist, das vorbestimmte Signal und die erste Bezugsspannung zu vergleichen, um ein Stromsteuersignal zu der ersten variablen Stromquelle auszugeben, sodass je kleiner das vorbestimmte Signal ist, desto größer der Strom von der ersten variablen Stromquelle fließt, eine zweite variable Stromquelle, die zwischen dem ersten n-Kanal-MOS-FET (nMOS1) und dem zweiten n-Kanal-MOS-FET (nMOS2) verbunden ist, und ein zweites Differenzialverstärkungsmittel, das angepasst ist, das vorbestimmte Signal und die zweite Bezugsspannung zu vergleichen, um ein Stromsteuersignal zu der zweiten variablen Stromquelle auszugeben, sodass je größer das vorbestimmte Signal ist, desto größer der Strom von der zweiten variablen Stromquelle fließt.
Ein System, wie in Anspruch 1 vorgetragen, wobei die Signalausgabesektion ferner umfasst ein Erfassungsmittel (8), das angepasst ist, eine Amplitude des elektrischen Signals zu erfassen, um eine Erfassungsspannung in Übereinstimmung mit der Amplitude auszugeben, und ein Filter (9), das angepasst ist, eine Oberwellenkomponente aus der Erfassungsspannung zu beseitigen.
Ein System, wie in Anspruch 1 vorgetragen, wobei die Signalausgabesektion ferner ein Abtastmittel (25) umfasst, das angepasst ist, das elektrische Signal abzutasten, um eine Spannung in Übereinstimmung mit dem elektrischen Signal auszugeben.
Ein System, wie in Anspruch 1 vorgetragen, wobei die Signalausgabesektion ferner ein Spitzenhaltemittel (25) umfasst, das angepasst ist, einen Spitzenwert einer Amplitude des elektrischen Signals zu halten, um eine Spannung in Übereinstimmung mit dem Spitzenwert auszugeben.
Ein System, wie in Anspruch 15 vorgetragen, wobei das Spitzenhaltemittel (26) ein Additionsmittel (26) umfasst, das angepasst ist, den Spitzenwert in einer vorbestimmten Zahl von Zeiten zu erfassen, um den Spitzenwert zu addieren.
Ein Transceiver, der angepasst ist, Daten über ein ein elektrisches Feld übertragendes Medium zu übertragen und zu empfangen, umfassend: ein System, wie in einem beliebigen von Ansprüchen 1 bis 16 vorgetragen, einen Schnittstellenabschnitt (122), der sich zwischen einem Computer und dem System befindet, einen Datensignal-Generierungsabschnitt) der angepasst ist, – über den Schnittstellenabschnitt (122) – Daten vorzusehen, die von dem Computer zu übertragen sind, und um – durch die Signalgenerierungssektion (5, 6) – eine Signalwelle zu generieren, die die Daten enthält, und die Signalwelle zu dem Resonanzabschnitt (7) zuzuführen, und einen Empfangsabschnitt (32), der zwischen dem Schnittstellenabschnitt (122) und der Elektrode (123) vorgesehen ist, wobei der Empfangsabschnitt (32) angepasst ist, ein elektrisches Feld in dem ein elektrisches Feld übertragenden Medium über die Elektrode (123) zu erfassen und Daten zu erhalten, die von dem erfassten elektrischen Feld zu empfangen sind, um so die Daten dem Schnittstellenabschnitt (122) zuzuführen.
Ein Transceiver, wie in Anspruch 17 vorgetragen, wobei der Empfangsabschnitt (32) angepasst ist, ein gewandeltes elektrisches Signal von dem Erfassungsabschnitts des elektrischen Feldes (15) einzugeben und Daten zu erhalten, die von dem elektrischen Signal zu empfangen sind, um zu dem Schnittstellenabschnitt (122) zuzuführen.
Ein Transceiver, wie in einem beliebigen von Ansprüchen 17 und 18 vorgetragen, wobei der Datensignal-Generierungsabschnitt angepasst ist, das Sondensignal zu generieren.
Ein Sender, der angepasst ist, Daten über ein ein elektrisches Feld übertragendes Medium (121) zu übertragen, umfassend: ein System, wie in einem beliebigen von Ansprüchen 1 bis 16 vorgetragen, einen Schnittstellenabschnitt (122), der sich zwischen einem Computer und dem System befindet, und einen Datensignal-Generierungsabschnitt, der angepasst ist, – über den Schnittstellenabschnitt (122) – Daten vorzusehen, die von dem Computer zu übertragen sind, und um – durch die Signalgenerierungssektion (5, 6) – eine Signalwelle zu generieren, die die Daten enthält und um die Signalwelle dem Resonanzabschnitt (7) zuzuführen.
Ein Sender, wie in Anspruch 20 vorgetragen, wobei der Datensignal-Generierungsabschnitt angepasst ist, das Sondensignal zu generieren.
Ein Verfahren zum Abstimmen einer Reaktanz, die durch eine Kommunikationsvorrichtung, die Daten über ein ein elektrisches Feld übertragendes Medium (121) überträgt/empfängt, und das ein elektrisches Feld übertragende Medium verursacht wird, das Verfahren umfassend: Induzieren eines elektrischen Feldes basierend auf einem Sondensignal, das generiert wird von einem Signalgenerierungsabschnitt (5, 6) in dem ein elektrisches Feld übertragenden Medium (121) über eine Elektrode (123), Ausgeben abwechselnd eines Signals hohen Pegels und eines Signals tiefen Pegels von einer Abstimmungssignal-Generierungssektion (13) zu einem Addierer (14), Empfangen des elektrischen Feldes in dem ein elektrisches Feld übertragenden Medium (121) über die Elektrode (123) durch eine Erfassungssektion eines elektrischen Feldes (15), Generieren eines elektrischen Signals basierend auf dem empfangenen elektrischen Feld durch die Erfassungssektion eines elektrischen Feldes (15), Speichern einer elektrischen Ladung basierend auf dem elektrischen Signal in einem ersten elektrischen Ladungsspeichermittel (C1), wenn das Signal hohen Pegels ausgegeben wird, Speichern einer elektrischen Ladung basierend auf dem elektrischen Signal in einem zweiten elektrischen Ladungsspeichermittel (C2), wenn das Signal tiefen Pegels ausgegeben wird, und Ausgeben eines vorbestimmten Signals basierend auf einer Spannungsdifferenz zwischen einer Spannung über dem ersten elektrischen Ladungsspeichermittel (C1) und einer Spannung über dem zweiten elektrischen Ladungsspeichermittel (C2), Ausgeben von einer Steuersektion (19; 20; 21; 23; 230) einer Spannung mit einem konstanten Spannungswert, wenn eines von beiden des ersten elektrischen Ladungsspeichermittels (C1) und des zweiten elektrischen Ladungsspeichermittels (C2) eine elektrische Ladung speichert und Ausgeben einer Spannung basierend auf dem vorbestimmten Signal, wenn das erste elektrische Ladungsspeichermittel (C1) und das zweite elektrische Ladungsspeichermittel (C2) eine Speicherung stoppen, Addieren des Signals hohen Pegels und des Signals tiefen Pegels, die von der Abstimmungssignal-Generierungssektion (13) abwechselnd ausgegeben werden, und eines Signals der Spannung, die von der Steuersektion (19; 20; 21; 23; 230) ausgegeben wird, und Ausgeben eines Signals, das durch die Addition durch den Addierer (14) erhalten wird, und Eingeben des Signals, das von dem Addierer (14) ausgegeben wird, in eine Resonanzsektion (7), die zwischen der Signalgenerierungssektion (5, 6) und der Elektrode (123) verbunden ist, und Induzieren einer seriellen Resonanz durch Abstimmen einer Reaktanz gegenüber einer parasitären Kapazitanz, die zwischen dem ein elektrisches Feld übertragenden Medium (121), der Kommunikationsvorrichtung und einem Masseanschluss induziert wird, um hoch und tief zu werden jeweils gemäß dem Signal hohen Pegels und dem Signal tiefen Pegels, die von der Abstimmungssignal-Generierungssektion (13) abwechselnd ausgegeben werden.
Ein Verfahren zum Übertragen von Signalen über ein ein elektrisches Feld übertragendes Medium (121), umfassend: Induzieren eines elektrischen Feldes basierend auf einem Sondensignal, das generiert wird von einem Signalgenerierungsabschnitt (5, 6) in dem ein elektrisches Feld übertragenden Medium (121) über eine Elektrode (123), Ausgeben abwechselnd eines Signals hohen Pegels und eines Signals tiefen Pegels von einer Abstimmungssignal-Generierungssektion (13) zu einem Addierer (14), Empfangen eines elektrischen Feldes in dem ein elektrisches Feld übertragenden Medium (121) über die Elektrode (123) durch eine Erfassungssektion eines elektrischen Feldes (15), Generieren eines elektrischen Signals basierend auf dem empfangenen elektrischen Feld durch eine Erfassungssektion eines elektrischen Feldes (15), Speichern einer elektrischen Ladung basierend auf dem elektrischen Signal in einem ersten elektrischen Ladungsspeichermittel (C1), wenn das Signal hohen Pegels ausgegeben wird, Speichern einer elektrischen Ladung basierend auf dem elektrischen Signal in einem zweiten elektrischen Ladungsspeichermittel (C2), wenn das Signal tiefen Pegels ausgegeben wird, und Ausgeben eines vorbestimmten Signals basierend auf einer Spannungsdifferenz zwischen einer Spannung über dem ersten elektrischen Ladungsspeichermittel (C1) und einer Spannung über dem zweiten elektrischen Ladungsspeichermittel (C2), Ausgeben von einer Steuersektion (19; 20; 21; 23; 230) einer Spannung mit einem konstanten Spannungswert, wenn eines von beiden des ersten und des zweiten elektrischen Ladungsspeichermittels (C1, C2) eine elektrische Ladung speichert und Ausgeben einer Spannung basierend auf dem vorbestimmten Signal, wenn das erste und das zweite elektrische Ladungsspeichermittel (C1, C2) eine Speicherung stoppen, Addieren des Signals hohen Pegels und des Signals tiefen Pegels, die von der Abstimmungssignal-Generierungssektion (13) abwechselnd ausgegeben werden, und eines Signals der Spannung, die von der Steuersektion (19; 20; 21; 23; 230) ausgegeben wird, und Ausgeben eines Signals, das durch die Addition durch den Addierer (14) erhalten wird, Eingeben des Signals, das von dem Addierer (14) ausgegeben wird, in einer Resonanzsektion (7), die zwischen der Signalgenerierungssektion (5, 6) und der Elektrode (123) verbunden ist, und Induzieren einer seriellen Resonanz durch Abstimmen einer Reaktanz gegenüber einer parasitären Kapazitanz, die zwischen dem ein elektrisches Feld übertragenden Medium (121), der Kommunikationsvorrichtung und einem Masseanschluss induziert wird, um hoch und tief zu werden jeweils gemäß dem Signal hohen Pegels und dem Signal tiefen Pegels, die von der Abstimmungssignal-Generierungssektion (13) abwechselnd ausgegeben werden, und Zuführen – durch den Signalgenerierungsabschnitt (5, 6) – einer Signalwelle, die Daten enthält, die zu übertragen sind zu der Elektrode (123).
Ein Verfahren zum Empfangen von Signalen über ein ein elektrisches Feld übertragendes Medium (121), umfassend: Induzieren eines elektrischen Feldes basierend auf einem Sondensignal, das generiert wird von einem Signalgenerierungsabschnitt (5, 6) in dem ein elektrisches Feld übertragenden Medium (121) über eine Elektrode (123), Ausgeben abwechselnd eines Signals hohen Pegels und eines Signals tiefen Pegels von einer Abstimmungssignal-Generierungssektion (13) zu einem Addierer (14), Empfangen des elektrischen Feldes in dem ein elektrisches Feld übertragenden Medium (121) über die Elektrode (123) durch eine Erfassungssektion eines elektrischen Feldes (15), Generieren eines elektrischen Signals basierend auf dem empfangenen elektrischen Feld durch eine Erfassungssektion eines elektrischen Feldes (15), Speichern einer elektrischen Ladung basierend auf dem elektrischen Signal in einem ersten elektrischen Ladungsspeichermittel (C1), wenn das Signal hohen Pegels ausgegeben wird, Speichern einer elektrischen Ladung basierend auf dem elektrischen Signal in einem zweiten elektrischen Ladungsspeichermittel (C2), wenn das Signal tiefen Pegels zu dem Resonanzabschnitt (7) ausgegeben wird, und Ausgeben eines vorbestimmten Signals basierend auf einer Spannungsdifferenz zwischen einer Spannung über dem ersten elektrischen Ladungsspeichermittel (C1) und einer Spannung über dem zweiten elektrischen Ladungsspeichermittel (C2) Ausgeben von einer Steuersektion (19; 20; 21; 23; 230) einer Spannung mit einem konstanten Spannungswert, wenn eines von beiden des ersten und des zweiten elektrischen Ladungsspeichermittels (C1, C2) eine elektrische Ladung speichert, und Ausgeben einer Spannung basierend auf dem vorbestimmten Signal, wenn das erste und das zweite elektrische Ladungsspeichermittel (C1, C2) eine Speicherung stoppen, Addieren des Signals hohen Pegels und des Signals tiefen Pegels, die von der Abstimmungssignal-Generierungssektion (13) abwechselnd ausgegeben werden, und eines Signals der Spannung, die von der Steuersektion (19; 20; 21; 23; 230) ausgegeben wird, und Ausgeben eines Signals, das durch die Addition durch den Addierer (14) erhalten wird, Eingeben des Signals, das von dem Addierer (14) ausgegeben wird, in eine Resonanzsektion (7), die zwischen der Signalgenerierungssektion (5, 6) und der Elektrode (123) verbunden ist, und Induzieren einer seriellen Resonanz durch Abstimmen einer Reaktanz gegenüber einer parasitären Kapazitanz, die zwischen dem ein elektrisches Feld übertragenden Medium (121), der Kommunikationsvorrichtung und einem Masseanschluss induziert wird, um hoch und tief zu werden jeweils gemäß dem Signal hohen Pegels und dem Signal tiefen Pegels, die von der Abstimmungssignal-Generierungssektion (13) abwechselnd ausgegeben werden, Empfangen des elektrischen Feldes in dem ein elektrisches Feld übertragenden Medium (121) über die Elektrode (123), um ein elektrisches Signal empfangener Daten zu generieren, das Daten enthält, die zu empfangen sind, Demodulieren des elektrischen Signals empfangener Daten, um die Daten zu erhalten.