JP2001053641A - データキャリア用質問機 - Google Patents
データキャリア用質問機Info
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Abstract
力することのできるデータキャリア用質問機を提供でき
るようにする。 【解決手段】 キャリア信号発生回路1からの信号に応
じて交互にオン/オフを繰り返すトランジスタQ1、Q
2のよりアンテナコイルLの一端にはVcc1と接地電
位とが交互に供給され、駆動電流が流れる。アンテナコ
イルLの他端は同調コンデンサに接続され、同調コンデ
ンサの他端は変調回路2からの信号に応じてトランジス
タQ3、Q4がオン/オフし、その瞬間に一気にVcc
2に上昇、若しくは負荷抵抗器R3を介して接地電位に
接続され、電圧降下分だけ下降させられる。したがっ
て、変化のエッジでは本来の電圧Vcc1と接地電位と
の間の電圧変化よりも大きな変化を持たせることが可能
となり、エッジでの波形を強調して論理“1”と論理
“0”との判別を正確に行うことを可能としている。
Description
問機に関し、特に、質問機から出力する交番磁界によっ
て電力を供給されると共に、上記質問機からデータキャ
リアヘ交番磁界を振幅変調することによってデータを上
記データキャリア用質問機に送信する振幅変調型のデー
タキャリアに用いて好適なものである。
仕分けの効率化の目的で商品及び輸送対象物に取り付け
て使用するデータキャリアが広く用いられるようになっ
てきている。
有していて、自己の使用する電力を質問機または親機と
呼ばれる装置から供給される交番磁界に応じて上記受信
コイルに流れる電流を整流することにより動作電源を得
ている。質問機からのデータの送信方法には、交番磁界
を振幅変調するAM変調方式、周波数変調するFM変調
方式、FSK変調方式、あるいはPSK方式等がある。
(a)に示すように、第1の電圧状態「V1」と、第2
の電圧状態「V0」とをデータの論理“1”及び“0”
に対応させたり、若しくは電圧状態とその位相関係とを
組み合わせて(ASK方式と呼ばれる)データを送信す
る方式である。
形は理想的には、図6(a)のように論理状態が切り替
わるときには振幅の切り替わりタイミングt1で「V
1」から「V0」に急激に切り替わることが望ましい。
キャリア用質問機、データキャリアの双方は電力伝達効
率を高めるために、双方のコイルに同調コンデンサを接
続して同調回路を形成しているものが多い。
なり実際の送信波形は図6(b)に示すようになる。ま
た、データキャリアが実際に受取る信号波形は図6
(c)に示すように鈍った波形になり、論理“1”と論
理“0”との判別がしにくくなってしまう問題があっ
た。
キャリアが実際に受取る信号波形を、本来の論理状態の
変化に近づけるようにしたデータキャリア用質問機を提
供することを第1の目的とする。
用質問機は、キャリア信号発生手段と、変調信号を発生
する変調信号発生手段とを備え、上記キャリア信号を上
記変調信号で振幅変調して送信コイルを駆動するデータ
キャリア用質問機において、上記変調信号の論理状態が
変化した場合に所定期間だけ上記送信コイルに供給され
る信号のエンベロープの変化を強調する波形強調手段を
設けたことを特徴としている。
他の特徴とするところは、キャリア信号発生手段と、変
調信号を発生する変調信号発生手段とを備え、上記キャ
リア信号を上記変調信号で振幅変調して送信コイルを駆
動するデータキャリア用質問機において、上記キャリア
信号に応じて、上記アンテナコイルの一端を第1の電圧
状態と第2の電圧状態に交互に切り替えるスイッチ手段
と、上記アンテナコイルの他端に一方の端子が接続され
たコンデンサと、上記コンデンサの他方の端子を上記変
調信号の論理状態の変化に応じて選択的に第1の電源ま
たは第2の電源に接続する電圧切替手段と、上記コンデ
ンサの他方の端子が上記第2の電源に接続されている時
に、上記コンデンサと直列に接続される負荷抵抗器を備
えたことを特徴としている。また、本発明のデータキャ
リア用質問機のその他の特徴とするところは、上記電圧
切替手段の切替タイミングは、上記アンテナコイルの両
端間電圧のピーク時に同期していることを特徴としてい
る。また、本発明のデータキャリア用質問機のその他の
特徴とするところは、上記電圧切替手段の切替タイミン
グは、上記キャリア信号の変化時に同期していることを
特徴としている。また、本発明のデータキャリア用質問
機のその他の特徴とするところは、上記第1の電源及び
第2の電源の一方は接地電位であることを特徴としてい
る。
の論理状態が変化した場合に、送信コイルに供給される
信号のエンベロープが所定期問だけ強調されることによ
り、上記送信コイルに供給される信号を受信するデータ
キャリア側では、波形が多少は鈍っても論理“1”と論
理“0”との判別が容易となり、本来の波形を得ること
が可能となる。また、変調信号の論理状態が変化した場
合には所定期間だけ送信コイルに供給される信号のエン
ベロープを強調するための電圧切替手段の切替タイミン
グをアンテナコイルの両端間電圧のピーク時に同期させ
ることにより、送信コイルに直列にスイッチを接続する
ことによる悪影響を防止することが可能となる。
は、スイッチ手段の切換時に置き換えることもできる。
尚、ここで、送信コイルの自己共振周波数による悪影響
とは、以下のことである。
輻射しないために、駆動コイルの両端を常に同調回路と
して閉じておく必要が有る。一般的に、コイルにエネル
ギーが蓄積された状態(すなわち、電流が流れている状
態)で同調回路としての接続状態を切り替えると、切替
の瞬間はサージ電圧が発生して、その後は送信コイルの
自己共振周波数で減衰振動することになるので、切替を
すばやく、かつ、送信コイルに電流が流れていないとき
に行う必要がある。
は送信コイルに電流が流れていないので、このタイミン
グに電圧切替手段の切替タイミングを同期させることに
より、この影響を除くことができる。ここで、第1、第
2の電源の一方は接地電位とすることができる。
タキャリア用質問機の構成を図面を参照しながら説明す
る。図1は、本発明のデータキャリア用質問機の動作原
理を説明するための送信コイル周辺の回路構成の概念図
である。
イッチSW1、直列接続された抵抗器R11、R12
(抵抗値はともにr1)、さらに直列に接続された第2
のスイッチSW2を備える。第1及び第2のスイッチS
W1、SW2はキャリア信号(周波数をfcとする)に
応じて交互に切り替えられる。すると、抵抗器R11、
R12の中点aには、第1の電源Vcc1を最大振幅と
するキャリア信号が得られる。
イルLとコンデンサCの直列回路が接続されている。こ
こで、抵抗器R2はコイルLの損失抵抗を示していて、
その抵抗値はr2とする。コイルLとコンデンサCで同
調回路Sが形成されている。同調回路Sの他端は第3の
スイッチSW3、抵抗器R3(抵抗値はr3)、第4の
スイッチSW4の直列回路からなる変調回路Mに接続さ
れている。
の端子が第2の電源Vcc2に接続され、他方の端子が
接地電位に接続されている。そして、送信データが論理
“1”または“H”のときには第3のスイッチSW3が
オンし、第4のスイッチSW4がオフする。
の電源Vcc2と同じ電圧になる。逆に、送信データが
論理“0”または“L”のときには、第3のスイッチS
W3がオフし、第4のスイッチSW4がオンする。この
時、接続点bの電圧は直流的には接地電位になる。
(Vpp1)を検討してみると、論理“0”時: Vpp1={2πfcL/(r1+r2+r3)}×
(4/π)×Vcc1 となる。また、論理“1”時: Vpp2={2πfcL/(r1+r2)}×(4/
π)×Vcc1 となる。第2の電源の電圧Vcc2は、 NX(Vpp2−Vpp1)/2 N=1.2〜1.5程度が望ましい。
W4のオン/オフに応じて出力点aの電圧がどのように
変化するかを示す。図2(a)は第1のスイッチSW
1、第2のスイッチSW2のオン/オフ状態を示し、斜
線部が第1のスイッチSW1がオフし、第2のスイッチ
SW2がオンした状態、空白部が第2のスイッチSW2
がオフし、第1のスイッチSW1がオンした状態を示し
ている。
している。出力点aの電圧は第1のスイッチSW1、第
2のスイッチSW2のオン/オフに応じてVcc1と接
地電位とに交互に切り替えられる。
のスイッチSW3がオフ、第4のスイッチSW4がオン
の振幅小(論理“0”)時には、図2(c)に示すよう
にVpp1=V1(後述の具体例では「V1」=36V
p-p )となり、第3のスイッチSW3がオン、第4のス
イッチSW4がオフの振幅大(論理“1”)時には、図
2(d)に示すように、Vpp1=V2(後述の具体例
ではV2=44Vp-p)となる。
のスイッチSW3がオフで第4のスイッチSW4がオン
の状態から、第3のスイッチSW3がオンで第4のスイ
ッチSW4がオフの状態に切り替わった瞬間は、コンデ
ンサCの接続点b側の電圧が接地電位から第2の電源電
位Vcc2に一気に持ち上げられる。これは、コイルL
側から見るとコンデンサCが見かけ上Vcc2だけ高電
位に充電されているように見えることになる。
Vpp2にVcc2がバイアスされたことになり、Vc
c2の分だけピーク電圧が高くなる。しかし、第1のス
イッチSW1、第2のスイッチSW2が交互にオン/オ
フを繰り返すことにより、コンデンサに蓄えられた電荷
が徐々に放電され、同調回路の出力点cの電圧(エンベ
ロープ)は、図3(a)に示すようにVpp1に次第に
減衰する。
のスイッチSW4がオフの状態から、第3のスイッチS
W3がオフで第4のスイッチSW4がオンの状態に切り
替わった瞬間は、コンデンサCの接続点b側の電圧がV
cc2から一気に接地電位に引き下げられることにな
る。
プ)は、図3(a)のようにVpp1よりVcc2分だ
け低い電圧に下がるが、徐々にVpp2に回復して収束
する。これにより、データキャリアが受取る受信波形
は、図3(b)に示すように理想波形に近いものとな
る。
説明する。図4に示すように、各部の電圧抵抗等の数値
は、Vcc1=5V、r1=17.4Ω、r2=1Ω、
L=162.1μH、C=1000pF、r3=4.1
Ωとし、キャリア信号の周波数fc=125KHzの場
合には上記式により、Vpp1=36Vpp、Vpp2
=44Vppとなり、Vcc2=N×4Vとなる。
=5Vとなり、25%だけ変化部の電圧を強調しながら
Vcc1と同じ電源を用いることができる。このとき、
変調度は、 (Vpp2−Vpp1)/(Vpp2+Vpp1)=8
/80=10% となる。
ア信号発生回路1、変調信号発生回路2、ラッチ回路3
を備えている。第1のスイッチSW1、第2のスイッチ
SW2、第3のスイッチSW3、第4のスイッチSW4
はトランジスタQ1、Q2、Q3、Q4で構成され、第
1のスイッチSW1、第3のスイッチSW3を構成する
トランジスタQ1、Q3はP型MOSトランジスタ、第
2のスイッチSW2、第4のスイッチSW4構成するト
ランジスタQ2、Q4はN型MOSトランジスタとする
ことで相補的に動作するように構成されている。トラン
ジスタQ1、Q2はキャリア信号発生回路1からゲート
端に供給される125KHzのキャリア信号を元に相補
的にオン/オフを繰り返す。
生回路のデータに基づき相補的にオン/オフするが、ラ
ッチ回路3を介してトランジスタQ3、Q4のゲート端
子と変調信号発生回路のデータ出力端子が接続されてい
ることから、ラッチ回路3のクロック端子に供給される
キャリア信号のピーク立ち上がり、立ち下がりエッジで
オン/オフを切り替える。
間の電圧の変化を示す。図5(a)は、キャリア信号の
方形波を示している。また、図5(b)は変調信号の波
形を示し、時刻t1で“1”から“0”に切り替わって
いる。
示し、時刻t1の後で最初にキャリア信号が立ち上がる
時刻t2で第3のスイッチSW3、第4のスイッチSW
4、すなわち、トランジスタQ3、Q4がオン/オフ反
転し、電圧が44VpPから34VpPまで急激に下が
っている。
“1”に切り替わった時には、時刻t3に続く最初にキ
ャリア信号が立ち上がる時刻t4で第3のスイッチSW
3、第4のスイッチSW4、すなわち、トランジスタQ
3、Q4がオン/オフ反転し、電圧が34VpPから4
4VpPまで急激に上昇している。このように、キャリ
ア信号が立ち上がるタイミングで変調信号の切替が行わ
れている。
ア用質問機では、この切替のタイミングで送信コイルに
は電流が流れていないので、送信コイルのサージ電圧を
発生させたり自己共振周波数での振動を起こす心配がな
くなる。
いてキャリア信号が立ち上がるタイミングでトランジス
タQ3、Q4を切り替えていたが、送信機のシステムク
ロックをキャリア信号を元に作成すれば、各回路の動作
の変化タイミングは、キャリア信号のタイミングに同期
することになり、図5(b)に示す変調信号の変化のタ
イミングもキャリア信号が立ち上がるタイミングに揃う
ことになる。そのように構成されたデータキャリア用質
問機では図4のラッチ回路3を省略することができる。
キャリア信号を変調信号で振幅変調して送信コイルを駆
動するデータキャリア用質問機において、上記変調信号
の論理状態が変化したタイミングにおける所定期間だ
け、送信コイルに供給される信号のエンベロープの変化
を強調するようにしたので、論理状態が変化したタイミ
ングで送信コイルにサージ電圧が発生するのを防止し
て、自己共振周波数での振動が生じないようにすること
ができ、データキャリアにおける過渡応答の影響を排除
したデータキャリア用質問機を提供することができる。
るための送信コイル周辺の回路構成の概念図である。
を説明する波形図である。
イル周辺の回路構成の概念図である。
を説明する波形図である。
説明図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 キャリア信号発生手段と、変調信号を発
生する変調信号発生手段とを備え、上記キャリア信号を
上記変調信号で振幅変調して送信コイルを駆動するデー
タキャリア用質問機において、 上記変調信号の論理状態が変化した場合に所定期間だけ
上記送信コイルに供給される信号のエンベロープの変化
を強調する波形強調手段を設けたことを特徴とするデー
タキャリア用質問機。 - 【請求項2】 キャリア信号発生手段と、変調信号を発
生する変調信号発生手段とを備え、上記キャリア信号を
上記変調信号で振幅変調して送信コイルを駆動するデー
タキャリア用質問機において、 上記キャリア信号に応じて、上記アンテナコイルの一端
を第1の電圧状態と第2の電圧状態に交互に切り替える
スイッチ手段と、 上記アンテナコイルの他端に一方の端子が接続されたコ
ンデンサと、 上記コンデンサの他方の端子を上記変調信号の論理状態
の変化に応じて選択的に第1の電源または第2の電源に
接続する電圧切替手段と、 上記コンデンサの他方の端子が上記第2の電源に接続さ
れている時に、上記コンデンサと直列に接続される負荷
抵抗器とを備えたことを特徴とするデータキャリア用質
問機。 - 【請求項3】 上記電圧切替手段の切替タイミングは、
上記アンテナコイルの両端間電圧のピーク時に同期して
いることを特徴とする請求項2に記載のデータキャリア
用質問機。 - 【請求項4】 上記電圧切替手段の切替タイミングは、
上記キャリア信号の変化時に同期していることを特徴と
する請求項2に記載のデータキャリア用質問機。 - 【請求項5】 上記第1の電源及び第2の電源の一方は
接地電位であることを特徴とする請求項2〜4の何れか
1項に記載のデータキャリア用質問機。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22452899A JP4252163B2 (ja) | 1999-08-06 | 1999-08-06 | データキャリア用質問機 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22452899A JP4252163B2 (ja) | 1999-08-06 | 1999-08-06 | データキャリア用質問機 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001053641A true JP2001053641A (ja) | 2001-02-23 |
JP4252163B2 JP4252163B2 (ja) | 2009-04-08 |
Family
ID=16815219
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP22452899A Expired - Fee Related JP4252163B2 (ja) | 1999-08-06 | 1999-08-06 | データキャリア用質問機 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4252163B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006527514A (ja) * | 2003-04-25 | 2006-11-30 | コンティ テミック マイクロエレクトロニック ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 送信装置の作動方法およびこの方法に従って作動する送信装置 |
JP2012175648A (ja) * | 2011-02-24 | 2012-09-10 | Denso Corp | 無線送信装置 |
JP2016139987A (ja) * | 2015-01-28 | 2016-08-04 | 株式会社東芝 | 送信回路及び通信システム |
-
1999
- 1999-08-06 JP JP22452899A patent/JP4252163B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006527514A (ja) * | 2003-04-25 | 2006-11-30 | コンティ テミック マイクロエレクトロニック ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 送信装置の作動方法およびこの方法に従って作動する送信装置 |
JP2012175648A (ja) * | 2011-02-24 | 2012-09-10 | Denso Corp | 無線送信装置 |
JP2016139987A (ja) * | 2015-01-28 | 2016-08-04 | 株式会社東芝 | 送信回路及び通信システム |
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