JP2007318656A - Radio communication apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、外部と情報の無線通信を行う無線通信装置に関する。 The present invention relates to a wireless communication apparatus that performs wireless communication of information with the outside.
小型の無線タグに対し、無線通信装置としてのリーダ/ライタより非接触で問い合わせの送信及び返答の受信を行うことで、無線タグの情報の読み取り/書き込みを行うRFID(Radio Frequency Identification)システムが知られている。 RFID (Radio Frequency Identification) systems that read and write information on wireless tags by sending and receiving inquiries and receiving responses from a reader / writer as a wireless communication device to a small wireless tag are known. It has been.
例えばラベル状の無線タグに備えられた無線タグ回路素子は、所定の無線タグ情報を記憶するIC回路部とこのIC回路部に接続されて情報の送受信を行うアンテナとを備えている。IC回路部は、上記アンテナで受信された信号を復調して解釈するとともに、メモリに記憶された情報信号に基づいて上記受信した搬送波を変調反射しアンテナを介してリーダ/ライタへ返信する。 For example, a wireless tag circuit element included in a label-like wireless tag includes an IC circuit unit that stores predetermined wireless tag information and an antenna that is connected to the IC circuit unit and transmits / receives information. The IC circuit unit demodulates and interprets the signal received by the antenna, modulates and reflects the received carrier wave based on the information signal stored in the memory, and returns it to the reader / writer via the antenna.
このような無線通信装置として、従来、例えば特許文献1に記載のものが知られている。この従来技術では、発振器としてのPLL回路のVCOから出力された搬送波が変調され、アンテナより通信対象の無線タグ回路素子へ送信され、これに対応した無線タグ回路素子からの返答信号がアンテナで受信され復調されることで、情報送受信が行われるようになっている。
As such a wireless communication device, a device disclosed in, for example,
一般に、PLL回路のVCOは、その出力側に接続されたアンプの出力強度が変化するとそれに伴って当該VCOの出力周波数も変化する性質がある。このような外乱のため、搬送波の変調時に出力強度の変化を伴うASK変調等の振幅変調を用いた場合には、アンテナからの送信の際のVCOの出力周波数が変化する。このVCOの出力周波数の変化によってPLL制御によりPLL回路に備えられた位相比較器の位相比較結果が変化する。この変化時の偏差に対応して制御電圧が変化し、これに応じてVCOの出力周波数が所定の周波数に制御されるが、このように外乱の発生に対してPLL制御で復帰する場合、特にアンテナでの受信の際に大きな雑音となるおそれがある。また周波数が一定である場合でも、位相が変動する位相雑音が存在する可能性もあり、この場合も受信雑音となるおそれがある。これらの位相雑音は、返答信号の取得時における感度を制限する要因となる。 In general, the VCO of a PLL circuit has a property that when the output intensity of an amplifier connected to the output side thereof changes, the output frequency of the VCO changes accordingly. Due to such disturbances, when amplitude modulation such as ASK modulation accompanied by change in output intensity is used during carrier wave modulation, the output frequency of the VCO during transmission from the antenna changes. Due to the change in the output frequency of the VCO, the phase comparison result of the phase comparator provided in the PLL circuit is changed by the PLL control. The control voltage changes in response to the deviation at the time of change, and the output frequency of the VCO is controlled to a predetermined frequency in accordance with this change. In this way, when returning to the occurrence of disturbance by PLL control, There is a risk of significant noise when receiving with the antenna. Even when the frequency is constant, there may be phase noise whose phase fluctuates, and in this case as well, there is a possibility of receiving noise. These phase noises are factors that limit the sensitivity at the time of obtaining the response signal.
本発明の目的は、無線タグ回路素子からの返答信号受信時に、雑音のない精度の高い返答信号を取得することができる無線通信装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a wireless communication apparatus capable of acquiring a highly accurate response signal without noise when receiving a response signal from a wireless tag circuit element.
上記目的を達成するために、第1の発明は、印加される制御電圧に応じた周波数で発振し通信対象へアクセスするための搬送波を発生するVCOと、このVCOの発振出力と基準発振器からの基準信号とを位相比較する位相比較器と、この位相比較器の出力を平滑化するループフィルタとを備え、前記位相比較器の比較結果に応じて前記VCOへの前記制御電圧を出力するPLL制御を実行するPLL回路と、このPLL回路の前記VCOから発生された前記搬送波を変調する搬送波変調手段と、この搬送波変調手段から出力された前記搬送波を前記通信対象へ送信するための送信手段と、この送信手段からの送信信号に応じた前記通信対象からの返答信号を受信するための受信手段と、この受信手段による前記返答信号の受信時に、前記PLL回路による前記PLL制御の実行を停止可能なPLL停止制御手段とを有することを特徴とする。 In order to achieve the above object, the first invention provides a VCO that oscillates at a frequency corresponding to an applied control voltage and generates a carrier wave for accessing a communication target, an oscillation output of the VCO, and a reference oscillator. PLL control including a phase comparator for phase comparison with a reference signal and a loop filter for smoothing the output of the phase comparator, and outputting the control voltage to the VCO according to the comparison result of the phase comparator A carrier wave modulation means for modulating the carrier wave generated from the VCO of the PLL circuit, and a transmission means for sending the carrier wave output from the carrier wave modulation means to the communication target. A receiving means for receiving a response signal from the communication object according to a transmission signal from the transmitting means, and at the time of receiving the response signal by the receiving means, the P And having a stop capable PLL stop control means execution of the PLL control by L circuit.
本願第1発明においては、PLL回路のVCOから出力された搬送波が搬送波変調手段で変調され、送信手段より通信対象へ送信され、これに対応した通信対象からの返答信号が受信手段で受信されることで、通信対象との情報送受信が行われる。 In the first invention of this application, the carrier wave output from the VCO of the PLL circuit is modulated by the carrier wave modulation means, transmitted from the transmission means to the communication target, and a response signal from the communication target corresponding thereto is received by the reception means. Thus, information transmission / reception with the communication target is performed.
ここで、一般に、PLL回路のVCOは、その出力側に接続されたアンプの出力強度が変化するとそれに伴って当該VCOの出力周波数も変化する性質がある。このような外乱のため、搬送波変調手段で、出力強度の変化を伴うASK変調等の振幅変調を用いた場合には、送信手段からの送信の際のVCOの出力周波数が変化する。このVCOの出力周波数の変化によってPLL制御により位相比較器の位相比較結果が変化する。この変化時の偏差に対応してVCOへの制御電圧が変化し、これに応じてVCOの出力周波数が所定の周波数に制御されるが、このように外乱の発生に対してPLL制御で復帰する場合、特に受信手段での受信の際に大きな雑音となるおそれがある。またVCOの出力周波数が一定である場合でも、VCO出力の位相が変動する位相雑音が存在する可能性もあり、この場合も受信雑音となるおそれがある。
これらの雑音は受信感度を制限する要因となるので、本願第1発明においては、PLL停止制御手段が、受信手段で返答信号の受信を行う際には、PLL回路によるPLL制御の実行を停止することにより、雑音のない精度の高い返答信号を取得することができる。
Here, generally, the VCO of the PLL circuit has a property that when the output intensity of the amplifier connected to the output side thereof changes, the output frequency of the VCO also changes accordingly. Due to such disturbance, when the carrier wave modulation means uses amplitude modulation such as ASK modulation with a change in output intensity, the output frequency of the VCO at the time of transmission from the transmission means changes. Due to the change of the output frequency of the VCO, the phase comparison result of the phase comparator is changed by the PLL control. The control voltage to the VCO changes corresponding to the deviation at the time of the change, and the output frequency of the VCO is controlled to a predetermined frequency in accordance with this change. In such a case, there is a risk that a large amount of noise will be generated particularly when receiving by the receiving means. Even when the output frequency of the VCO is constant, there may be phase noise in which the phase of the VCO output fluctuates, and in this case as well, there is a possibility of receiving noise.
Since these noises cause the reception sensitivity to be limited, in the first invention of this application, when the PLL stop control means receives the response signal by the receiving means, it stops the execution of the PLL control by the PLL circuit. As a result, a highly accurate response signal free from noise can be acquired.
第2の発明は、上記第1発明において、前記PLL停止制御手段は、前記送信手段による前記送信信号の送信後で、当該送信に対応した前記受信手段による前記返答信号の受信前に、前記PLL回路による前記PLL制御の実行を停止することを特徴とする。 According to a second invention, in the first invention, the PLL stop control means is configured such that the PLL after the transmission signal is transmitted by the transmission means and before the response signal is received by the reception means corresponding to the transmission. The execution of the PLL control by the circuit is stopped.
返答信号の受信前にPLL制御を停止するようにすることで、PLL制御を行わない時間を短くすることができる。 By stopping the PLL control before receiving the response signal, the time during which the PLL control is not performed can be shortened.
第3の発明は、上記第2発明において、前記PLL停止制御手段による前記PLL制御の実行停止前に、前記送信手段から送信される前記送信信号の振幅を減少する振幅減少制御手段を有することを特徴とする。 According to a third invention, in the second invention described above, there is provided an amplitude reduction control means for reducing the amplitude of the transmission signal transmitted from the transmission means before the execution of the PLL control by the PLL stop control means is stopped. Features.
PLL制御の実行を停止するとその瞬間にVCO出力が大きく変動する傾向となることから、本願第3発明においては、振幅減少制御手段でPLL制御停止前からVCO出力の変動が安定するまでの間、送信出力を減少させることで、近接して使用されている他の通信への影響を低減することができる。 When the execution of the PLL control is stopped, the VCO output tends to fluctuate greatly at that moment. Therefore, in the third invention of the present application, the fluctuation of the VCO output is stabilized from before the PLL control is stopped by the amplitude reduction control means. By reducing the transmission output, it is possible to reduce the influence on other communication used in the vicinity.
第4の発明は、上記第3発明において、前記振幅減少制御手段として、前記VCOから発生される前期搬送波の振幅を減少するVCO出力制御手段を有することを特徴とする。 In a fourth aspect based on the third aspect, the amplitude reduction control means includes a VCO output control means for reducing the amplitude of the previous carrier wave generated from the VCO.
本願第4発明においては、振幅減少制御手段として、VCO出力の振幅を変更することで、VCO出力の外乱を小さくし、近接して使用されている他の通信への影響を低減することができる。 In the fourth invention of the present application, the amplitude of the VCO output can be changed as the amplitude reduction control means, so that the disturbance of the VCO output can be reduced and the influence on other communication used in the vicinity can be reduced. .
第5の発明は、上記第1乃至第4発明のいずれかにおいて、前記PLL停止制御手段が前記PLL制御の実行を停止したとき、前記PLL回路からの出力周波数が所定の範囲外となったことを検出する周波数検出手段と、この周波数検出手段の検出結果に応じて、前記送信手段からの送信を停止させる送信停止制御手段とを有することを特徴とする。 According to a fifth invention, in any one of the first to fourth inventions, when the PLL stop control means stops the execution of the PLL control, the output frequency from the PLL circuit is out of a predetermined range. And a transmission stop control means for stopping transmission from the transmission means according to a detection result of the frequency detection means.
出力周波数の安定化を図るPLL制御が停止すると、PLL回路からのVCOからの搬送波周波数は徐々に変化していき、そのままでは当初の周波数から大きく逸脱してしまう可能性がある。そこで本願第5発明においては、周波数検出手段でPLL回路の出力周波数の検出を行い、その検出結果に応じて送信停止制御手段が送信手段からの送信を停止させる。これにより、上記のように搬送波周波数が当初より大きく逸脱し、例えば法令の定める範囲外に逸脱するのを防止することができる。 When the PLL control for stabilizing the output frequency is stopped, the carrier frequency from the VCO from the PLL circuit gradually changes, and there is a possibility of deviating greatly from the original frequency as it is. Therefore, in the fifth invention of this application, the frequency detection means detects the output frequency of the PLL circuit, and the transmission stop control means stops the transmission from the transmission means according to the detection result. Thereby, as described above, it is possible to prevent the carrier frequency from deviating greatly from the beginning, for example, from deviating outside the legally stipulated range.
第6の発明は、上記第5発明において、前記出力周波数の前記所定の範囲を可変に設定する周波数範囲設定手段を有することを特徴とする。 A sixth invention is characterized in that, in the fifth invention, there is provided frequency range setting means for variably setting the predetermined range of the output frequency.
これにより、操作者のニーズや地理的状況等に応じて、その都度搬送波周波数の許容範囲を変えることができるので、利便性を向上することができる。 As a result, the allowable range of the carrier frequency can be changed each time according to the operator's needs, geographical conditions, etc., so that convenience can be improved.
第7の発明は、上記第6発明において、前記周波数範囲設定手段は、使用する通信チャネルに応じて、前記出力周波数の前記所定の範囲を設定することを特徴とする。 In a sixth aspect based on the sixth aspect, the frequency range setting means sets the predetermined range of the output frequency according to a communication channel to be used.
通信チャネルを変えるたびに出力周波数の許容範囲を変更可能となるので、複数の通信チャネルに対応することができる。 Since the allowable range of the output frequency can be changed every time the communication channel is changed, a plurality of communication channels can be handled.
第8の発明は、上記第5乃至第7発明のいずれにおいて、前記周波数検出手段は、前記ループフィルタと略同一の構成を備え、前記位相比較器からの出力が入力される検出用フィルタと、この検出用フィルタの出力電圧を、前記出力周波数の前記所定の範囲に対応する電圧と比較する電圧比較回路とを備えることを特徴とする。 An eighth invention is the detection filter according to any one of the fifth to seventh inventions, wherein the frequency detection means has substantially the same configuration as the loop filter, and an output from the phase comparator is input. And a voltage comparison circuit for comparing the output voltage of the detection filter with a voltage corresponding to the predetermined range of the output frequency.
ループフィルタと略同一構成の検出用フィルタの出力電圧を用いて電圧比較回路において比較を行うことにより、VCO出力の変動を電圧レベルに変換して検知し、出力周波数の許容範囲にあるかどうかを検知することができる。 By comparing in the voltage comparison circuit using the output voltage of the detection filter having substantially the same configuration as the loop filter, the VCO output fluctuation is detected by converting it to a voltage level, and whether or not the output frequency is within the allowable range. Can be detected.
第9の発明は、上記第8発明において、前記電圧比較回路は、前記出力周波数の前記所定の範囲の上限及び下限にそれぞれ対応する上限電圧及び下限電圧と、前記検出用フィルタの出力電圧とをそれぞれ比較するリミッタ回路を備え、前記送信停止制御手段は、前記検出用フィルタの出力電圧が、前記上限電圧より大きくなるか、前記下限電圧より小さくなったとき、前記送信手段からの送信を停止させることを特徴とする。 In a ninth aspect based on the eighth aspect, the voltage comparison circuit obtains an upper limit voltage and a lower limit voltage respectively corresponding to an upper limit and a lower limit of the predetermined range of the output frequency, and an output voltage of the detection filter. Each of the transmission stop control means stops transmission from the transmission means when the output voltage of the detection filter becomes larger than the upper limit voltage or smaller than the lower limit voltage. It is characterized by that.
リミッタ回路を用いて電圧比較を行うことにより許容範囲を外れたことを正確に検出でき、これに応じて精度よく送信手段の送信を停止することができる。 By performing voltage comparison using a limiter circuit, it is possible to accurately detect that the tolerance has been exceeded, and accordingly, transmission of the transmission means can be stopped with high accuracy.
第10の発明は、上記第1乃至第9発明のいずれかにおいて、前記PLL回路の前記ループフィルタは、前記VCOに対し並列に接続され、その放電時定数が前記受信手段による受信時間以上となるように設定されたコンデンサを備えることを特徴とする。 According to a tenth aspect of the present invention, in any one of the first to ninth aspects, the loop filter of the PLL circuit is connected in parallel to the VCO, and a discharge time constant thereof is equal to or longer than a reception time by the reception unit. It is characterized by having a capacitor set up like this.
コンデンサの放電時定数を受信時間以上とすることにより、受信時の帯域変動量を抑制することができる。 By setting the capacitor discharge time constant to be equal to or longer than the reception time, it is possible to suppress the band fluctuation amount at the time of reception.
第11の発明は、上記第1乃至第10発明のいずれかにおいて、前記搬送波変調手段は、前記VCOから発生された前記搬送波の振幅を変化させることにより変調を行うことを特徴とする。 An eleventh invention is characterized in that, in any one of the first to tenth inventions, the carrier wave modulating means modulates the carrier wave by changing an amplitude of the carrier wave generated from the VCO.
搬送波変調手段が振幅変調を行う場合には、送信手段からの送信の際のVCOの出力周波数の変化により受信手段での受信の際に大きな雑音となるおそれがあるが、PLL停止制御手段が受信時にPLL制御を停止することにより、雑音のない精度の高い返答信号を取得することができる。 When the carrier modulation means performs amplitude modulation, a change in the output frequency of the VCO at the time of transmission from the transmission means may cause a large noise at the time of reception at the reception means. Sometimes, by stopping the PLL control, it is possible to obtain a highly accurate response signal without noise.
第12の発明は、上記第1乃至第11発明のいずれかにおいて、前記PLL停止制御手段は、前記PLL回路の前記位相比較器から前記ループフィルタへの出力伝達を遮断するスイッチ手段であることを特徴とする。 In a twelfth aspect according to any one of the first to eleventh aspects, the PLL stop control means is a switch means for cutting off output transmission from the phase comparator of the PLL circuit to the loop filter. Features.
これにより、受信手段による返答信号の受信時にはPLL回路からループフィルタへの出力伝達を遮断でき、これによってPLL制御による周波数制御機能を確実に停止して、VCO出力周波数の急変による雑音発生を確実に防止することができる。 As a result, when the response signal is received by the receiving means, the output transmission from the PLL circuit to the loop filter can be cut off, thereby reliably stopping the frequency control function by the PLL control and ensuring the generation of noise due to a sudden change in the VCO output frequency. Can be prevented.
第13の発明は、上記第1乃至第12発明のいずれかにおいて、前記受信手段による前記返答信号の受信時に、前記搬送波変調手段による変調を停止し無変調波を出力させる変調制御手段を有することを特徴とする。 In a thirteenth aspect of the present invention, in any one of the first to twelfth aspects, modulation control means for stopping modulation by the carrier wave modulation means and outputting an unmodulated wave when the response signal is received by the reception means. It is characterized by.
返答信号の受信時に変調制御手段から無変調波を送信する場合、受信信号に対する送信信号の回り込みが大きくなるため、送信側で生じる雑音の影響が特に大きいが、本願第13発明においてPLL停止制御手段がPLL回路によるPLL制御の実行を停止することにより、確実に雑音のない精度の高い返答信号を取得することができる。 When an unmodulated wave is transmitted from the modulation control means at the time of reception of the response signal, the influence of noise generated on the transmission side is particularly large because the wraparound of the transmission signal with respect to the reception signal is large. However, by stopping the execution of the PLL control by the PLL circuit, it is possible to reliably acquire a highly accurate response signal without noise.
第14の発明は、上記第1乃至第13発明のいずれかにおいて、前記送信手段は、前記通信対象としての、情報を記憶するIC回路部と情報を送受信するアンテナとを備えた無線タグ回路素子にアクセスするための前記搬送波を当該無線タグ回路素子に送信し、前記受信手段は、前記無線タグ回路素子からの返答信号を受信することを特徴とする。 According to a fourteenth aspect of the present invention, in any one of the first to thirteenth aspects, the transmission unit includes an IC circuit unit that stores information and an antenna that transmits and receives information as the communication target. The carrier wave for accessing the wireless tag circuit element is transmitted to the RFID circuit element, and the receiving means receives a response signal from the RFID circuit element.
通信相手が無線タグ回路素子の場合には、情報が反射波により返信されてくることから(特にパッシブタグやセミパッシブタグでは)受信信号のレベルが小さいため雑音の影響が特に大きいが、本願第14発明においてPLL停止制御手段がPLL回路によるPLL制御の実行を停止することにより、確実に雑音のない精度の高い返答信号を取得することができる。 When the communication partner is a wireless tag circuit element, information is returned by reflected waves (especially with passive tags and semi-passive tags), and the influence of noise is particularly large because the level of the received signal is small. In the 14th invention, the PLL stop control means stops the execution of the PLL control by the PLL circuit, so that a highly accurate response signal free from noise can be obtained with certainty.
第15の発明は、上記第14発明において、前記無線タグ回路素子への前記アクセス実行後、当該前記無線タグ回路素子への前記IC回路部へのアクセスが成功したか否かの判定を行う判定手段を有し、前記PLL停止制御手段は、前記PLL回路に前記PLL制御を実行させた状態で前記無線タグ回路素子へのアクセスを行ったときに前記判定手段でアクセス失敗と判定された場合に、アクセス再試行の前に、前記PLL回路による前記PLL制御の実行を停止することを特徴とする。 In a fifteenth aspect based on the fourteenth aspect, after the execution of the access to the RFID circuit element, a determination is made as to whether or not the access to the IC circuit unit to the RFID circuit element is successful. The PLL stop control means when the determination means determines that the access has failed when accessing the RFID circuit element in a state where the PLL circuit is executing the PLL control. , Before the access retry, the execution of the PLL control by the PLL circuit is stopped.
平常時より常にPLL制御を停止せず、アクセス不良が生じた場合にのみPLL制御を停止することで、PLL制御を行わない時間をなるべく短くすることができる。 Since the PLL control is not always stopped from the normal time and the PLL control is stopped only when an access failure occurs, the time during which the PLL control is not performed can be shortened as much as possible.
第16の発明は、上記第1乃至第15発明のいずれかにおいて、前記受信手段で受信した前記返答信号を、前記PLL回路から出力された前記搬送波を分岐したものをローカル信号として用いて復調する復調手段を有することを特徴とする。 In a sixteenth aspect based on any one of the first to fifteenth aspects, the response signal received by the receiving means is demodulated using a branch of the carrier wave output from the PLL circuit as a local signal. It has a demodulating means.
復調手段でホモダイン検波を行う場合には、VCO出力の変化により生じた雑音はローカル信号(LO)と受信信号(RO)の両方に影響を与える。このときそれら2つの信号の経路差で雑音の加わるタイミングがずれて、特に雑音の影響が大きくなるが、本願第16発明においてPLL停止制御手段がPLL回路によるPLL制御の実行を停止することにより、確実に雑音のない精度の高い返答信号を取得することができる。 When homodyne detection is performed by the demodulating means, noise generated by a change in the VCO output affects both the local signal (LO) and the received signal (RO). At this time, the timing at which noise is added is shifted due to the path difference between the two signals, and the influence of noise becomes particularly large. However, in the 16th invention of the present application, the PLL stop control means stops execution of PLL control by the PLL circuit, It is possible to reliably acquire a highly accurate response signal without noise.
本発明によれば、無線タグ回路素子からの返答信号受信時に、雑音のない精度の高い返答信号を取得することができる。 According to the present invention, when receiving a response signal from the RFID circuit element, it is possible to acquire a highly accurate response signal without noise.
以下、本発明の一実施の形態を図面を参照しつつ説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本実施形態の無線タグ通信装置を備えた無線タグ通信システムを表すシステム構成図である。 FIG. 1 is a system configuration diagram illustrating a wireless tag communication system including the wireless tag communication device of the present embodiment.
図1において、この無線タグ通信システム100は、上述したように対象物(物品等)に添付(又は同梱等)される少なくとも1つの無線タグTと、この無線タグTとの無線通信によりそれぞれのタグIDを含む無線タグ情報の検出を行う無線タグ情報通信装置としてのリーダ/ライタ1とから構成されている。
In FIG. 1, the wireless
無線タグTは、タグ側アンテナ151とIC回路部150とを備える無線タグ回路素子Toを有しており、この無線タグ回路素子Toを特に図示しない基材などに設けた構成のものである(無線タグ回路素子Toについては後に詳述する)。
The wireless tag T has a wireless tag circuit element To including a tag-
リーダ/ライタ1は、本体制御部2と、アンテナ3(送信手段、受信手段)とを有している。本体制御部2は、CPU4と、例えばRAMやROM等からなるメモリ6と、操作者からの指示や情報が入力される操作部(操作手段)7と、各種情報やメッセージを表示する表示部8と、アンテナ3を介し無線タグTとの無線通信の制御を行うRF通信部9とを備えている。
The reader /
図2は、上記リーダ/ライタ1におけるCPU4、RF通信部9、及びアンテナ3の概略構成を表す機能ブロック図である。この図2において、リーダ/ライタ1のRF通信部9は、上記アンテナ3を介し上記無線タグ回路素子ToのIC回路部150の情報(タグIDを含む無線タグ情報)へアクセスするものであり、またリーダ/ライタ1のCPU4は無線タグ回路素子ToのIC回路部150から読み出された信号を処理して情報を読み出すとともに無線タグ回路素子ToのIC回路部150へアクセスするための応答要求コマンド(詳しくは後述する)を生成するものである。
FIG. 2 is a functional block diagram showing a schematic configuration of the
RF通信部9は、アンテナ3を介し無線タグ回路素子Toに対して信号を送信する送信部212と、アンテナ3により受信された無線タグ回路素子Toからの応答波を入力する受信部213と、送受分離器214とから構成される。
The RF communication unit 9 includes a
送信部212は、CPU4の制御により所定の周波数の信号を発生させるPLL(Phase Locked Loop)回路300と、上記CPU4から供給される信号に基づいて上記PLL回路300(詳細には後述のVCO305より)より発生させられた搬送波を変調(この例ではCPU4からの「TX_ASK」信号に基づく振幅変調)するとともに、その変調波を増幅(この例ではCPU4からの「TX_PWR」信号によって増幅率を決定される増幅)する可変送信アンプ217(搬送波変調手段)とを備えている。そして、上記発生される搬送波は、例えばUHF帯、マイクロ波帯、あるいは短波帯の周波数を用いており、上記送信アンプ217の出力は、送受分離器214を介しアンテナ3に伝達されて無線タグ回路素子ToのIC回路部150に供給される。なお、無線タグ情報は上記のように変調した信号に限られず、単なる搬送波のみの場合もある。
The
受信部213は、アンテナ3で受信された無線タグ回路素子Toからの応答波と上記発生させられた搬送波とを乗算して復調する受信第1乗算回路218(復調手段)と、その受信第1乗算回路218の出力から必要な帯域の信号のみを取り出すための第1バンドパスフィルタ219と、この第1バンドパスフィルタ219の出力を増幅する受信第1アンプ221と、この受信第1アンプ221の出力をさらに増幅してデジタル信号に変換する第1リミッタ220と、上記アンテナ3で受信された無線タグ回路素子Toからの応答波と上記発生された後に移相器227により位相を90°遅らせた搬送波とを乗算して復調する受信第2乗算回路222(復調手段)と、その受信第2乗算回路222の出力から必要な帯域の信号のみを取り出すための第2バンドパスフィルタ223と、この第2バンドパスフィルタ223の出力を増幅する受信第2アンプ225と、この受信第2アンプ225の出力をさらに増幅してデジタル信号に変換する第2リミッタ224とを備えている。そして、上記第1リミッタ220から出力される信号「RXS−I」及び第2リミッタ224から出力される信号「RXS−Q」は、上記CPU4に入力されて処理される。
The receiving
また、受信第1アンプ221及び受信第2アンプ225の出力は、強度検出手段としてのRSSI(Received Signal Strength Indicator)回路226にも入力され、それらの信号の強度を示す信号「RSSI」がCPU4に入力されるようになっている。このようにして、リーダ/ライタ1では、アンテナ3で受信した信号を送信搬送波を用いて復調するホモダイン検波(この例では特にI−Q直交復調)によって無線タグ回路素子Toからの応答波の復調が行われる。
The outputs of the reception
図3は、図2に示した送信部212の要部詳細構成を表す機能ブロック図である。図3において、送信部212に備えられた上記PLL回路300は、基準発振器301と、印加される制御電圧に応じた周波数で発振し通信対象である無線タグ回路素子Toへアクセスするための搬送波を発生するVCO(Voltage Controlled Oscillator)305と、このVCO305の発振出力と上記基準発振器301からの基準信号とを位相比較するための分周器・位相比較器302と、この分周器・位相比較器302の出力を平滑化するループフィルタ304と、分周器・位相比較器302からループフィルタ304への出力伝達を遮断可能なスイッチ303(スイッチ手段、PLL停止制御手段)とを備えている。
FIG. 3 is a functional block diagram illustrating a detailed configuration of a main part of the
分周器・位相比較器302は、上記の位相比較結果に応じてVCO305への制御電圧を出力し、これによってPLL回路300全体によるPLL制御が実行されるようになっている。
The frequency divider /
スイッチ303(PLL停止制御手段)は、CPU4からの制御信号に基づき(後述の図8のフロー参照)、アンテナ3による送信信号の送信後で当該送信に対応した無線タグ回路素子Toからの返答信号のアンテナ3による受信前に、PLL回路300によるPLL制御の実行を停止可能となっている。これによって、アンテナ3による無線タグ回路素子Toからの返答信号の受信時に、PLL回路300によるPLL制御の実行が停止される(詳細は後述)。
The switch 303 (PLL stop control means) is based on a control signal from the CPU 4 (see the flow of FIG. 8 described later), and a response signal from the RFID circuit element To corresponding to the transmission after transmission of the transmission signal by the
また、送信部212はさらに、上記ループフィルタ304と略同一の構成を備え、分周器・位相比較器302からの出力が入力されるフィルタ回路310(検出用フィルタ)と、このフィルタ回路310の出力電圧を、PLL回路300の出力周波数の許容範囲として(例えば法令に準拠するように)予め定められた所定の範囲(上限値と下限値)にそれぞれ対応する所定の電圧範囲(上限電圧と下限電圧)とそれぞれ比較するリミッタ回路331,330(電圧比較回路)と、CPU4からの制御信号に応じて、上記PLL回路300の出力周波数の上記所定の範囲(上限と下限)を上記リミッタ回路331,330を介し可変に設定するためのD/A変換器321,320(周波数範囲設定手段)と、上記リミッタ回路331,330の出力の論理和をとるOR回路332と、このAND回路332からの出力信号と前述したCPU4からの「TX_ASK」「TX_PWR」信号との論理積をとり、上記可変送信アンプ217へと出力するAND回路333とを有している。
The
このような構成により、上記フィルタ回路310、リミッタ回路331,330、及びOR回路332が、PLL回路300からの出力周波数が所定の範囲外となったことを検出する(周波数検出手段)。また、AND回路333は、フィルタ回路310の出力電圧が上記上限電圧より大きくなるか上記下限電圧より小さくなったとき、アンテナ3からの送信を停止(PA ON/OFFを0(Low)にする)させるようになっている(送信停止制御手段)。
With such a configuration, the
図4は、上記ループフィルタ304の具体的構成の一例を表す回路図である。図4において、この例では、ループフィルタ304は、VCO305に対し並列に接続されたコンデンサC1,C2を備えている。このコンデンサC1,C2は、その放電時定数がアンテナ3による受信時間以上となるように設定されている。この時定数について、以下に説明する。
FIG. 4 is a circuit diagram illustrating an example of a specific configuration of the
一般に、放電に掛かる時間の長さを示す定数として、放電時定数τが用いられる。容量Cのコンデンサ(図4の例ではコンデンサC1,C2)と抵抗値Rの抵抗(図4の例では抵抗R1,R2,R3)のみで作られる単純な回路については、放電時定数τを容量と抵抗値の積として計算することができ、図5に示すように、この値は放電開始時の電圧の0.37倍となる時間であることが知られている。本実施形態においては、図4に示すように構成することで、スイッチ303が遮断されたときに、ループフィルタ304とVCO305で形成される回路の放電時定数を長くし、これによって周波数の変動が起こり難くすることが可能である。
In general, a discharge time constant τ is used as a constant indicating the length of time required for discharge. For a simple circuit made only of capacitors of capacitance C (capacitors C1, C2 in the example of FIG. 4) and resistors of resistance R (resistors R1, R2, R3 in the example of FIG. 4), the discharge time constant τ is set as the capacitance. As shown in FIG. 5, it is known that this value is a time that is 0.37 times the voltage at the start of discharge. In the present embodiment, by configuring as shown in FIG. 4, when the
図6は、図4の構成において上記スイッチ303が遮断されたときの等価回路を表す回路図である。分周器・位相比較器302の出力が遮断されOFFされると、ループフィルタ304及びVCO305で構成される回路への電力供給がなくなる。この結果、ループフィルタ304のコンデンサC1,C2にチャージされていた電荷がループフィルタ内の抵抗R2,R3と、VCO305の入力端子抵抗R0で消費し、放電される。したがって、抵抗R2,R3の抵抗値を相対的に小さくしコンデンサC1,C2の容量を相対的に大きくすることで、放電時定数を大きくし、放電時間が、予めわかっている(あるいは想定されている)アンテナ3の受信時間以上となるようにループフィルタ304を設計することができる。
FIG. 6 is a circuit diagram showing an equivalent circuit when the
図7は、上記無線タグTに備えられた無線タグ回路素子Toの機能的構成の一例を表すブロック図である。 FIG. 7 is a block diagram showing an example of a functional configuration of the RFID circuit element To provided in the RFID tag T.
図7において、無線タグ回路素子Toは、上記リーダ/ライタ1側の上記アンテナ3と短波帯(例えば13.56MHz)、UHF帯、マイクロ波帯等の高周波を用いて非接触で信号の送受信を行うタグ側アンテナ151と、このタグ側アンテナ151に接続された上記IC回路部150とを有している。
In FIG. 7, the RFID circuit element To transmits and receives signals in a non-contact manner using the
IC回路部150は、タグ側アンテナ151により受信された搬送波を整流する整流部152と、この整流部152により整流された搬送波のエネルギを蓄積し駆動電源とするための電源部153と、上記タグ側アンテナ151により受信された搬送波からクロック信号を抽出して制御部157に供給するクロック抽出部154と、無線タグTのタグIDなどの所定の情報信号を記憶し得る情報記憶部として機能するメモリ部155と、上記タグ側アンテナ151に接続されて信号の変調及び復調を行う変復調部156と、上記整流部152、クロック抽出部154、及び変復調部156等を介して上記無線タグ回路素子Toの作動を制御するための制御部157とを備えている。
The
変復調部156は、タグ側アンテナ151により受信された上記リーダ/ライタ1のアンテナ3からの通信信号の復調を行うと共に、上記制御部157からの返信信号に基づき、アンテナ151が受信した搬送波を変調し、アンテナ151より反射波として再送信する。
The
制御部157は、リーダ/ライタ1と通信を行うことにより上記メモリ部155に上記所定の情報を記憶する制御や、上記タグ側アンテナ151により受信された質問波(応答要求コマンド)を上記変復調部156において上記メモリ部155に記憶された情報信号に基づいて変調したうえで応答波(応答信号)とし、上記タグ側アンテナ151から応答波を返信する制御等の基本的な制御を実行する。
The
クロック抽出部154は受信した信号からクロック成分を抽出して制御部157にクロックを抽出するものであり、受信した信号のクロック成分の速度に対応したクロックを制御部157に供給する。
The
図8は、上記CPU4が実行する制御手順の一例を表すフローチャートである。
FIG. 8 is a flowchart showing an example of a control procedure executed by the
図8において、まず、ステップS199において、通信の試行回数を示すカウンタNを0に設定する。 In FIG. 8, first, in step S199, a counter N indicating the number of communication attempts is set to zero.
次に、ステップS200において、所定の通信パラメータ等に沿う形で無線タグ回路素子Toに記憶された情報を読み出す無条件タグ情報取得命令である「Scroll ALL ID」コマンド(又は応答を求め階層的に処理するための「Ping」コマンドでもよい)をAND回路333を介し可変送信アンプ217に出力する(「TX_ASK」「TX_PWR」信号の形で出力)。これに基づき可変送信アンプ217でアクセス情報としての「Scroll ALL ID」信号(又は「Ping」信号)が生成されてアンテナ3を介してアクセス対象の無線タグ回路素子Toに送信され、返信を促す。
Next, in step S200, a “Scroll ALL ID” command (or a hierarchical search for a response) that is an unconditional tag information acquisition command that reads information stored in the RFID circuit element To in a manner that follows predetermined communication parameters and the like. A “Ping” command for processing may be output to the
次に、ステップS210に移り、PLL回路300のスイッチ303に制御信号を出力し、遮断状態(OFF)とする。これにより、分周器・位相比較器302からループフィルタ304への出力電圧が遮断され、PLL回路300におけるPLL制御がOFF状態となる。これにより、ループフィルタ304にチャージされていた電荷がVCO305へと放電される。
Next, the process proceeds to step S210, where a control signal is output to the
このときのVCO305の出力周波数は分周器・位相比較器302で基準発振器301の位相との差異を示すパルス信号がフィルタ回路310に入力され、その出力電圧が前述の所定の範囲にある場合には比較回路330,331の結果からOR回路332の出力が1(High)となり、AND回路333からCPU4からの「TX_ASK」「TX_PWR」信号が選択されて可変送信アンプ217へと出力されて上記変調が継続される。一方、出力電圧が上記所定の範囲外へ逸脱した場合には比較回路330,331の結果からOR回路332の出力が0となるため、AND回路333から可変送信アンプ217への出力も0となり、可変送信アンプ217からの送信出力が停止される。
At this time, the output frequency of the
次に、ステップS230において、上述の「TX_ASK」信号を一定時間ONにして可変送信アンプ217に出力する。このようにして可変送信アンプ217による変調を停止し(=変調制御手段)無変調波を出力させてアンテナ3を介し送信することで、上記「Scroll ALL ID」信号に対応し上記アクセス対象の無線タグ回路素子Toから送信されたリプライ信号(タグID等の無線タグ情報を含む)をアンテナ3を介して受信し、受信部213を介し取り込む。
Next, in step S230, the above-described “TX_ASK” signal is turned on for a certain time and output to the
次に、ステップS231において、次に行なわれる通信のためにPLL回路300のスイッチ303に制御信号を出力し、導通状態(ON)とする。
Next, in step S231, a control signal is output to the
次に、ステップS240において、上記ステップS230で受信したリプライ信号に誤りがないか否かを例えば公知の誤り検出符号(CRC符号;Cyclic Redundancy Check等)を用いて判定する(判定手段)。 Next, in step S240, it is determined whether there is no error in the reply signal received in step S230 using, for example, a known error detection code (CRC code; Cyclic Redundancy Check, etc.) (determination means).
判定が満たされない場合はステップS250に移ってNに1を加え、さらにステップS260においてNが予め定められた所定のリトライ回数(この例では5回。それ以外の回数に適宜設定してもよい)となったかどうかが判定される。N≦4の場合は判定が満たされずステップS200に戻り同様の手順を繰り返す。N=5の場合はステップS270に移り、エラー表示信号を例えば図示しないリーダ/ライタ1の表示手段に出力して読み取り失敗(エラー)表示を行わせ、このフローを終了する。このようにして読み取りが不調でも所定回数(この例では5回)までは再試行が行われる。 If the determination is not satisfied, the process moves to step S250, and 1 is added to N. Further, in step S260, N is a predetermined number of retries set in advance (in this example, 5 times. Other times may be set as appropriate). It is determined whether or not. If N ≦ 4, the determination is not satisfied and the routine returns to step S200 and the same procedure is repeated. If N = 5, the process proceeds to step S270, where an error display signal is output to, for example, a display unit of the reader / writer 1 (not shown) to cause reading failure (error) display, and this flow is terminated. In this way, even if reading is unsuccessful, retry is performed up to a predetermined number of times (in this example, 5 times).
ステップS240の判定が満たされた場合、読み取り対象とする無線タグ回路素子Toからの無線タグ情報の読み取りが完了し、このフローを終了する。以上の手順により、アクセス対象の無線タグ回路素子Toに対し、IC回路部151の無線タグ情報にアクセスしこれを読み出すことができる。
When the determination in step S240 is satisfied, the reading of the RFID tag information from the RFID circuit element To to be read is completed, and this flow ends. By the above procedure, the RFID tag information of the
以上説明したように、本実施形態のリーダライタ1においては、PLL回路300のVCO305から出力された搬送波が可変増幅アンプ217で変調され、アンテナ3より無線タグ回路素子Toへ送信され、これに対応した無線タグ回路素子Toからの返答信号がアンテナ3で受信されることで、無線タグ回路素子Toとの情報送受信が行われる。
As described above, in the reader /
ここで、一般に、PLL回路300のVCO305は、その出力側に接続されたアンプの出力強度が変化するとそれに伴って当該VCO305の出力周波数も一時的に変化する性質がある。このような外乱のため、可変増幅アンプ217で出力強度の変化を伴うASK変調等の振幅変調を行うと、アンテナ3からの送信の際のVCO305の出力周波数が変化する。このVCO305の出力周波数の変化によってPLL制御により分周器・位相比較器302の位相比較結果が変化する。この変化時の偏差に対応して制御電圧が変化し、これに応じてVCO305の出力周波数が所定の周波数に制御されるが、このように外乱の発生に対してPLL制御で復帰する場合、特に受信部213での復調の際に大きな雑音となるおそれがある(特に可変増幅器217のように振幅変調を行う場合にその傾向が大きく、さらには受信時に無変調波を送信する場合は送信信号の回り込みが大きくなるためさらにその影響が大きい)。また周波数が一定である場合でも、位相が変動する位相雑音が存在する可能性もあり、この場合も受信雑音となるおそれがある。
Here, in general, the
これらの位相雑音が感度を制限する要因なることから、本実施形態においては、アンテナ3で返答信号の受信を行う際には、PLL回路300によるPLL制御の実行を停止することにより、雑音の少ない精度の高い返答信号を取得することができる。特に本実施形態のように通信相手が無線タグ回路素子Toの場合には、前述のように情報が反射波により返信されてくることから(特にパッシブタグやセミパッシブタグである場合)受信信号のレベルが小さいため雑音の影響が特に大きく、PLL制御の実行停止により精度の高い返答信号を取得できる効果が大きい。また、上記実施形態の受信第1乗算回路218および受信第2乗算回路222のようにホモダイン検波により復調を行う場合には、VCO出力の変化により生じた雑音はローカル信号(LO、図3参照)と受信信号(RO、図3参照)の両方に影響を与える。このときそれら2つの信号の経路差で雑音の加わるタイミングがずれて、特に雑音の影響が大きくなるため、上記同様、PLL制御の実行停止により精度の高い返答信号を取得できる効果が大きい。
In the present embodiment, when the response signal is received by the
また、本実施形態では特に、無線タグ回路素子Toからの返答信号の受信前にステップS210でPLL制御を停止するようにすることで、PLL制御を行わない時間をなるべく短くすることができる。 In the present embodiment, in particular, by stopping the PLL control in step S210 before receiving the response signal from the RFID circuit element To, the time during which the PLL control is not performed can be shortened as much as possible.
一方、前述のように出力周波数の安定化を図るPLL制御が停止すると、VCO305に入力される制御信号は前述のループフィルタ304の放電出力となることからVCO305からの搬送波周波数は徐々に変化していき、そのままでは当初の周波数から大きく逸脱してしまう可能性がある。本実施形態では特に、図4〜図6を用いて説明したようにコンデンサC1,C2の放電時定数を受信時間以上とすることにより、受信時の帯域変動量を抑制することができる。
On the other hand, when the PLL control for stabilizing the output frequency is stopped as described above, the control signal input to the
また、本実施形態では特に、ループフィルタ304と略同一構成のフィルタ回路310の出力電圧を用いて電圧比較回路330,331において比較を行うことでVCO305出力の変動を電圧レベルに変換することによってPLL回路300の出力周波数の検出を行い、その検出結果に応じてアンテナ3からの送信を停止させる(特にリミッタ回路330,331を用いて電圧比較を行うことにより許容範囲を外れたことを正確に検出でき、これに応じて精度よく送信を停止することができる。)。これにより、上記のように搬送波周波数が大きく逸脱し、例えば法令の定める範囲外に逸脱するのを防止することができる。特にこのとき、操作者のニーズや地理的状況等に応じて、上記の周波数設定範囲をCPU4を介しD/A変換器320,321でその都度変えられるようにすることで、利便性を向上することができる。また使用する通信チャネルに応じて自動的にD/A変換器320,321で当該周波数範囲を設定するようにしてもよい。この場合、通信チャネルを変えるたびに出力周波数の許容範囲を変更可能となるので、複数の通信チャネルに対応することができる。
In the present embodiment, in particular, the PLL circuit is configured by converting the fluctuation of the output of the
なお、本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、その趣旨及び技術的思想を逸脱しない範囲内で、種々の変形が可能である。以下、そのような変形例を説明する。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit and technical idea of the present invention. Hereinafter, such modifications will be described.
(1)通信再試行時のみPLL制御をOFFする場合
すなわち、上記実施形態のように、送信完了後、受信時には常にPLL制御をOFFするのではなく、最初の1回はPLL制御をONした状態で送受信を行い、通信再試行(リトライ)時にのみPLL制御をOFFするようにしてもよい。
(1) When PLL control is turned off only when communication is retried. That is, as in the above embodiment, after transmission is completed, PLL control is not turned off at the time of reception, but PLL control is turned on for the first time. May be transmitted and received, and the PLL control may be turned OFF only at the time of communication retry (retry).
図9は、この変形例においてCPU4が実行する制御手順を表すフローチャートであり、上記実施形態における図8に相当する図である。図8と同等の手順には同一の符号を付し、説明を省略又は簡略化する。
FIG. 9 is a flowchart showing a control procedure executed by the
図9において、この変形例では、ステップS200が終了したらステップS211において、Nが0であるかどうか(S200で行なわれた通信が最初の試行かどうか)が判断される。S211の判断が満たさなければ、S212においてPLL制御をOFFにしてS230以下のステップに移行するが、S211の判断が満たされればのスイッチ303の状態をONのままにしてS230へ移行するようにする。これにより、ステップS200における送信完了後、最初の1回はPLL制御をONした状態でステップS230で受信を行い、ステップS240の判定が満たされず通信再試行(リトライ)を行う時にのみ、ステップS212でスイッチ303をOFFにしてPLL制御をOFFするように制御する。
In FIG. 9, in this modified example, when step S200 is completed, it is determined in step S211 whether N is 0 (whether the communication performed in S200 is the first trial). If the determination in S211 is not satisfied, the PLL control is turned OFF in S212 and the process proceeds to the steps after S230. However, if the determination in S211 is satisfied, the state of the
本変形例においても、上記実施形態とほぼ同様の効果を得る。また、平常時より常にPLL制御を停止せず、通信(アクセス)不良が生じた場合にのみPLL制御を停止することで、PLL制御を行わない時間をなるべく短くすることができる。 Also in this modification, the effect similar to the said embodiment is acquired. In addition, the PLL control is not always stopped from the normal time, and the PLL control is stopped only when a communication (access) failure occurs, so that the time during which the PLL control is not performed can be shortened as much as possible.
(2)比較回路を用いない場合
上記実施形態及び(1)の変形例においては、比較回路330,331を用いてVCO305の出力周波数を検出し、さらにAND回路332,333でアンテナ3からの送信停止制御を行ったが、これに限られず、他の手法でも良い。
(2) When the comparison circuit is not used In the above embodiment and the modified example of (1), the output frequency of the
図10はそのような変形例のRF通信部9に備えられた送信部212Aの要部詳細構成を表す機能ブロック図であり、前述の図3に相当する図である。図3と同等の部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略又は簡略化する。
FIG. 10 is a functional block diagram showing a detailed configuration of the main part of the
図10において、この変形例の送信部212Aでは、フィルタ回路310の出力はA/D変換器322でデジタル化された後、CPU4に入力される。CPU4では、この入力信号に基づき、VCO305の出力周波数が前述の所定範囲内にあるかどうかを検出・判定し、これに対応して可変増幅器217をON・OFFする切替信号をAND回路333へ出力する(詳細は後述の図11参照)。このときAND回路333には、CPU4からの「TX_ASK」「TX_PWR」信号も入力されており、AND回路333では、これら2つの信号の論理積をとって上記可変送信アンプ217へと出力するようになっている。
In FIG. 10, in the
図11は、この変形例のCPU4が実行する制御手順の一例を表すフローチャートであり、前述の図8に相当する図である。図8と同等の手順には同一の符号を付し、説明を省略又は簡略化する。
FIG. 11 is a flowchart showing an example of a control procedure executed by the
図11において、このフローでは、図8と同様のステップS210とステップS230との間に、新たにステップS220を設けている。ステップS220では、前述したようにフィルタ回路310においてVCO出力の変動が電圧レベルとして出力され、さらにA/D変換器322においてデジタル信号に変換された信号に基づき、VCO305の出力周波数が上記所定の範囲内であるかどうかを判定する。所定範囲内であれば、判定が満たされ、ステップS230へ移り、以降は図8と同様であるので説明を省略する。一方、出力周波数が上記所定の範囲内から逸脱した場合、判定が満たされず(=周波数検出手段)、新たに設けたステップS280へ移る。
In FIG. 11, in this flow, step S220 is newly provided between step S210 and step S230 similar to FIG. In step S220, as described above, the fluctuation of the VCO output is output as a voltage level in the
ステップS280では、上記AND回路333に対して、可変増幅アンプ217をOFFする(送信停止する)ための制御信号を出力する(=送信停止制御手段)。これにより、CPU4よりどのようなTX_PWR信号・TX_ASK信号が入力されているかに係わらず、AND回路333ではこのステップS280における送信停止制御信号が選択され、可変増幅アンプ217へ入力されて、アンテナ3からの送信が停止される。ステップS280が完了したら、このフローを終了する。
In step S280, a control signal for turning OFF (stops transmission) the
本変形例によっても、上記実施形態とほぼ同様の効果を得る。 Also by this modification, the effect similar to the said embodiment is acquired.
また、本変形例において、さらに上記(1)の変形例のように、リトライ時にのみPLL制御を停止するようにしてもよい。図12はこの場合の制御手順を表すフローチャートであり、上記図11のフローにおいて、上記(1)の変形例と同様のステップS211,S212を設けたものである。この場合上記(1)の変形例と同様、PLL制御を行わない時間をなるべく短くできる効果がある。 Further, in this modified example, the PLL control may be stopped only at the time of retry as in the modified example (1). FIG. 12 is a flowchart showing the control procedure in this case. In the flow of FIG. 11, steps S211 and S212 similar to those of the modified example (1) are provided. In this case, as in the modified example (1), there is an effect that the time during which the PLL control is not performed can be shortened as much as possible.
(3)スイッチ手段を用いない場合
上記実施形態及び(1)(2)の変形例では、PLL停止制御手段として、分周器・位相比較器302からループフィルタ304への出力伝達を遮断可能なスイッチ303を設けたが、これに限られるものではなく、他の手段でもよい。
(3) When the switch means is not used In the above embodiment and the modified examples of (1) and (2), output transmission from the frequency divider /
図13は、そのような変形例のRF通信部9に備えられた送信部212Bの要部詳細構成を表す機能ブロック図であり、上記図3及び図10に相当する図である。図3等と同等の部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略又は簡略化する。
FIG. 13 is a functional block diagram illustrating a detailed configuration of a main part of the
図13において、この変形例の送信部212Bでは、スイッチ303及びフィルタ回路310が省略され、分周器・位相比較器302からの出力は上記リミッタ回路330,313へ入力されて、その出力電圧が、PLL回路300の出力周波数の許容範囲として(例えば法令に準拠するように)予め定められた所定の範囲(上限値と下限値)にそれぞれ対応する所定の電圧範囲(上限電圧と下限電圧)とそれぞれ比較される。OR回路332では、前述と同様、上記リミッタ回路331,330の出力の論理和がとられ、さらにAND回路333で、前述したCPU4からの「TX_ASK」「TX_PWR」信号とAND回路332からの出力信号との論理積がとられ、上記可変送信アンプ217へと出力される。
In FIG. 13, in the
また、CPU4から分周器・位相比較器302へは、PLL制御のON・OFFを直接制御するための制御信号(PLLON・OFF切替制御信号)が出力されるようになっている(後述の図14のステップS210A参照)。
Further, a control signal (PLLON / OFF switching control signal) for directly controlling ON / OFF of the PLL control is output from the
図14は、この変形例のCPU4が実行する制御手順の一例を表すフローチャートであり、上記実施形態の図8に相当する図である。図8と同等の手順には同一の符号を付し、説明を省略又は簡略化する。
FIG. 14 is a flowchart showing an example of a control procedure executed by the
図14において、このフローでは、図8のステップS210に代え、新たにステップS210Aを設けている。ステップS210Aでは、前述したようにPLL制御をOFFするための制御信号(PLLOFF切替制御信号)が分周器・位相比較器302へと出力される(=PLL停止制御手段)。これにより、分周器・位相比較器302が停止(休止)状態となり、分周器・位相比較器302からループフィルタ304への出力端子がハイインピーダンス状態となる。この結果、上記実施形態において分周器・位相比較器302とループフィルタ304との間に設けたスイッチ303を遮断するのと同様の効果を得ることができる。
In FIG. 14, in this flow, step S210A is newly provided instead of step S210 in FIG. In step S210A, as described above, a control signal (PLLOFF switching control signal) for turning off the PLL control is output to the frequency divider / phase comparator 302 (= PLL stop control means). As a result, the frequency divider /
なお、この場合ループフィルタ304からの出力(VCO305の制御端子の電圧)がVCO305の出力周波数にほぼ比例するとみなして、上記したようにループフィルタ304の出力電圧を直接リミッタ回路331,330へ入力する。リミッタ回路331,330では、その入力されたループフィルタ304の出力電圧と、PLL回路300の出力周波数の許容範囲として(例えば法令に準拠するように)予め定められた所定の範囲(上限値と下限値)にそれぞれ対応する所定の電圧範囲(上限電圧と下限電圧)とをそれぞれ比較する。以降のOR回路332およびAND回路333の機能は前述の通りである。
In this case, assuming that the output from the loop filter 304 (the voltage at the control terminal of the VCO 305) is substantially proportional to the output frequency of the
ステップS210Aが終了すると、図8と同様のステップS230の処理を行った後、ステップS231の代わりに設けられたステップS231Aに移る。S231Aでは、PLL制御をONする制御信号が分周器・位相比較器302へと出力される。これにより、分周器・位相比較器302が動作状態となり、VCO305の出力周波数が決められた値となるよう制御される。以降は図8と同様であるので説明を省略する。
When step S210A ends, the process of step S230 similar to FIG. 8 is performed, and then the process proceeds to step S231A provided instead of step S231. In S231A, a control signal for turning on the PLL control is output to the frequency divider /
本変形例によっても、上記実施形態と同様の効果を得る。なお、本変形例において、さらに上記(1)の変形例のように、リトライ時にのみPLL制御を停止するようにしてもよい。 Also by this modification, the same effect as the above-mentioned embodiment is acquired. In this modification, the PLL control may be stopped only at the time of retry, as in the modification (1) above.
(4)PLL制御信号を直接観測する場合
上記(2)の変形例ではスイッチ303を用いつつ、フィルタ回路310の出力をA/D変換してCPU4に入力し周波数検出を行うことで比較回路を省略したが、さらにフィルタ回路を通さない信号をCPU4に入力することもできる。
(4) In the case of directly observing the PLL control signal In the modified example of (2) above, the
図15はそのような変形例のRF通信部9に備えられた送信部212Cの要部詳細構成を表す機能ブロック図であり、上記図3、図10、図13等に相当する図である。それら図3等と同等の部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略又は簡略化する。 FIG. 15 is a functional block diagram showing a detailed configuration of the main part of the transmission unit 212C provided in the RF communication unit 9 of such a modification, and corresponds to FIG. 3, FIG. 10, FIG. Parts equivalent to those in FIG. 3 and the like are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted or simplified as appropriate.
図15において、この変形例の送信部212Cでは、分周器・位相比較器302からの出力を、ダイオード344と抵抗340を備えたプルアップ回路341とダイオード345と抵抗342を備えたプルダウン回路342へ導入する。すなわち、分周器・位相比較器302の出力端子では、高周波信号の分周信号と、基準発振器301からの基準周波数信号の分周信号とを比較し、高周波信号の位相が遅れている時には「High」出力、位相が進んでいる時に「Low」出力となり、位相差が無い時にはハイインピーダンス状態「Z」となる。そこで、分周器・位相比較器302からの出力信号をプルアップ回路341でプルアップした信号(P1)と、プルダウン回路343でプルダウンした信号(P2)とをCPU4へ入力し、図16に示すように、CPU4でP1信号とP2信号との論理積(AND)を計算することでHighパルスの幅を、否定論理和(NOR)を計算することでLowパルスの幅を検出することができる。したがって、これら2つの計算結果から、基準発振器301からの基準周波数信号に対する位相のズレが算出でき、この結果に基づきVCO305の出力周波数を検出することができる。そして、上記AND計算もしくはNOR計算の結果発生するパルス幅が一定値以上になった場合に、出力周波数が前述の所定の範囲内から逸脱したことを検出・判定し可変増幅アンプ217をOFFする(送信停止する)ようにすればよい。
In FIG. 15, in the
この変形例のCPU4が実行する制御手順は、先に(2)の変形例において用いた図11のフローのものと同様である。すなわち、ステップS220において、前述したようにCPU4でのP1,P2信号の論理積(AND)や否定論理和(NOR)を計算してHigh又はLowパルスの幅を検出し、これらに基づき検出されたVCO305の出力周波数が上記所定の範囲内であるかどうかを判定する。所定範囲内であれば、判定が満たされ、ステップS230以降へ移る。出力周波数が上記所定の範囲内から逸脱した場合、判定が満たされず(=周波数検出手段)、ステップS280へ移り、上記AND回路333に対して、可変増幅アンプ217をOFFする(送信停止する)ための制御信号を出力する(=送信停止制御手段)。これにより、CPU4よりどのようなTX_PWR信号・TX_ASK信号が入力されているかに係わらず、可変増幅アンプ217へ入力されて、アンテナ3からの送信が停止される。
The control procedure executed by the
本変形例によっても、上記実施形態とほぼ同様の効果を得る。 Also by this modification, the effect similar to the said embodiment is acquired.
(5)PLL停止制御に連携して振幅制御を行う場合
PLL制御の実行を停止するとその瞬間にVCO出力が大きく変動する傾向となることから、上記のように振幅減少制御手段でPLL制御停止前に搬送波出力を減少させることで、他への影響を低減することができる。
(5) When amplitude control is performed in cooperation with PLL stop control When the execution of PLL control is stopped, the VCO output tends to fluctuate greatly at that moment. Therefore, before the PLL control is stopped by the amplitude reduction control means as described above. By reducing the carrier wave output, the influence on others can be reduced.
すなわち、上記スイッチ303やCPU4の実行するステップS210A等のPLL停止制御手段によるPLL制御の実行停止前に、可変増幅アンプ217のゲインを小さくするなどの方法で、送信信号の振幅(信号強度)を小さくする振幅減少制御手段を設ける。この場合、例えば上記図8、図11のステップS200とステップS210との間、図14のステップS200とステップS210Aとの間、図9、図12のステップS260とステップS290との間に、可変増幅アンプ217へ振幅減少制御信号を出力する手順を設ければよい(振幅減少制御手段)。
That is, the amplitude (signal strength) of the transmission signal is reduced by, for example, reducing the gain of the
また、振幅減少制御手段としてVCO305から発生される搬送波の振幅を予め減少(例えば最小化)するようにしてもよい。VCO305に出力制御端子がある場合は、その端子に対して上記の制御と同様な振幅減少制御信号を出力する手順を設ければよい(VCO出力制御手段)。
Further, the amplitude of the carrier wave generated from the
なお、上記のようにして搬送波の振幅を減少させたままだと、無線タグ回路素子Toへの電気エネルギの供給が停止して動作が停止し、返答もなくなってしまう可能性がある。これを回避するためには、振幅を減少させPLL制御を停止させた直後に振幅を元に戻すか、PLL制御を停止させる期間を無線タグ回路素子の動作が停止しないくらいごく短い期間とする(例えばEPC globalにおける標準規格で示されるコマンドの終わりを示す「EOF」の区間のみでPLL制御を停止させる)ようにすればよい。 If the amplitude of the carrier wave is reduced as described above, the supply of electric energy to the RFID circuit element To may stop, the operation may stop, and there may be no response. In order to avoid this, the amplitude is restored immediately after the amplitude is decreased and the PLL control is stopped, or the period during which the PLL control is stopped is set to a very short period so that the operation of the RFID circuit element is not stopped ( For example, the PLL control may be stopped only in the “EOF” section indicating the end of the command indicated by the standard in EPC global).
さらに、PLL停止制御手段として、好適にはサンプルホールド回路を用いることもできる。 Further, a sample hold circuit can be preferably used as the PLL stop control means.
なお、以上で用いた「Scroll ALL ID」信号等は、EPC globalが策定した仕様に準拠しているものとする。EPC globalは、流通コードの国際機関である国際EAN協会と、米国の流通コード機関であるUniformed Code Council(UCC)が共同で設立した非営利法人である。なお、他の規格に準拠した信号でも、同様の機能を果たすものであればよい。 It is assumed that the “Scroll ALL ID” signal and the like used above conform to the specifications established by EPC global. EPC global is a non-profit corporation established jointly by the International EAN Association, which is an international organization of distribution codes, and the United Code Code Council (UCC), which is an American distribution code organization. Note that signals conforming to other standards may be used as long as they perform the same function.
また、以上既に述べた以外にも、上記実施形態や各変形例による手法を適宜組み合わせて利用しても良い。 In addition to those already described above, the methods according to the above-described embodiments and modifications may be used in appropriate combination.
その他、一々例示はしないが、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更が加えられて実施されるものである。 In addition, although not illustrated one by one, the present invention is implemented with various modifications within a range not departing from the gist thereof.
1 リーダ/ライタ(無線通信装置)
3 アンテナ(送信手段、受信手段)
217 可変増幅アンプ(搬送波変調手段)
300 PLL回路
302 分周器・位相比較器(位相比較器)
303 スイッチ(スイッチ手段、PLL停止制御手段)
304 ループフィルタ
305 VCO
310 フィルタ回路(検出用フィルタ、周波数検出手段)
320,321 D/A変換器(周波数範囲設定手段)
330,331 リミッタ回路(電圧比較回路、周波数検出手段)
332 AND回路(周波数検出手段)
333 AND回路(送信停止制御手段)
C1,C2 コンデンサ
1 Reader / Writer (wireless communication device)
3 Antenna (transmitting means, receiving means)
217 Variable amplification amplifier (carrier modulation means)
300
303 switch (switch means, PLL stop control means)
304
310 Filter circuit (detection filter, frequency detection means)
320,321 D / A converter (frequency range setting means)
330,331 Limiter circuit (voltage comparison circuit, frequency detection means)
332 AND circuit (frequency detection means)
333 AND circuit (transmission stop control means)
C1, C2 capacitors
Claims (16)
このPLL回路の前記VCOから発生された前記搬送波を変調する搬送波変調手段と、
この搬送波変調手段から出力された前記搬送波を前記通信対象へ送信するための送信手段と、
この送信手段からの送信信号に応じた前記通信対象からの返答信号を受信するための受信手段と、
この受信手段による前記返答信号の受信時に、前記PLL回路による前記PLL制御の実行を停止可能なPLL停止制御手段と
を有することを特徴とする無線通信装置。 A VCO that oscillates at a frequency corresponding to an applied control voltage and generates a carrier wave for accessing a communication target, a phase comparator that compares the phase of the oscillation output of the VCO and a reference signal from the reference oscillator, and the phase A loop filter that smoothes the output of the comparator, and a PLL circuit that executes PLL control for outputting the control voltage to the VCO according to the comparison result of the phase comparator;
Carrier modulation means for modulating the carrier generated from the VCO of the PLL circuit;
Transmitting means for transmitting the carrier wave output from the carrier wave modulating means to the communication target;
Receiving means for receiving a response signal from the communication object according to the transmission signal from the transmitting means;
A wireless communication apparatus comprising: a PLL stop control unit capable of stopping execution of the PLL control by the PLL circuit when the response signal is received by the receiving unit.
前記PLL停止制御手段は、
前記送信手段による前記送信信号の送信後で、当該送信に対応した前記受信手段による前記返答信号の受信前に、前記PLL回路による前記PLL制御の実行を停止することを特徴とする無線通信装置。 The wireless communication device according to claim 1, wherein
The PLL stop control means includes:
The wireless communication device, wherein after the transmission signal is transmitted by the transmission unit, the PLL control by the PLL circuit is stopped before the reception signal corresponding to the transmission is received by the reception unit.
前記PLL停止制御手段による前記PLL制御の実行停止前に、前記送信手段から送信される前記送信信号の振幅を減少する振幅減少制御手段を有することを特徴とする無線通信装置。 The wireless communication device according to claim 2, wherein
A radio communication apparatus comprising amplitude reduction control means for reducing the amplitude of the transmission signal transmitted from the transmission means before stopping execution of the PLL control by the PLL stop control means.
前記振幅減少制御手段は、前記VCOから発生される前記搬送波の振幅を減少するVCO出力制御手段であることを特徴とする無線通信装置。 The wireless communication device according to claim 3, wherein
The radio communication apparatus according to claim 1, wherein the amplitude reduction control means is VCO output control means for reducing the amplitude of the carrier wave generated from the VCO.
前記PLL停止制御手段が前記PLL制御の実行を停止したとき、前記PLL回路からの出力周波数が所定の範囲外となったことを検出する周波数検出手段と、
この周波数検出手段の検出結果に応じて、前記送信手段からの送信を停止させる送信停止制御手段と
を有することを特徴とする無線通信装置。 The wireless communication device according to any one of claims 1 to 4,
Frequency detection means for detecting that the output frequency from the PLL circuit is out of a predetermined range when the PLL stop control means stops execution of the PLL control;
A radio communication apparatus comprising: a transmission stop control unit that stops transmission from the transmission unit according to a detection result of the frequency detection unit.
前記出力周波数の前記所定の範囲を可変に設定する周波数範囲設定手段を有することを特徴とする無線通信装置。 The wireless communication device according to claim 5, wherein
A radio communication apparatus comprising frequency range setting means for variably setting the predetermined range of the output frequency.
前記周波数範囲設定手段は、
使用する通信チャネルに応じて、前記出力周波数の前記所定の範囲を設定することを特徴とする無線通信装置。 The wireless communication device according to claim 6, wherein
The frequency range setting means includes
The wireless communication apparatus, wherein the predetermined range of the output frequency is set according to a communication channel to be used.
前記周波数検出手段は、
前記ループフィルタと略同一の構成を備え、前記位相比較器からの出力が入力される検出用フィルタと、
この検出用フィルタの出力電圧を、前記出力周波数の前記所定の範囲に対応する電圧と比較する電圧比較回路と
を備えることを特徴とする無線通信装置。 The wireless communication device according to any one of claims 5 to 7,
The frequency detection means includes
A detection filter having substantially the same configuration as the loop filter, to which an output from the phase comparator is input,
A wireless communication apparatus comprising: a voltage comparison circuit that compares an output voltage of the detection filter with a voltage corresponding to the predetermined range of the output frequency.
前記電圧比較回路は、
前記出力周波数の前記所定の範囲の上限及び下限にそれぞれ対応する上限電圧及び下限電圧と、前記検出用フィルタの出力電圧とをそれぞれ比較するリミッタ回路を備え、
前記送信停止制御手段は、
前記検出用フィルタの出力電圧が、前記上限電圧より大きくなるか、前記下限電圧より小さくなったとき、前記送信手段からの送信を停止させることを特徴とする無線通信装置。 The wireless communication apparatus according to claim 8, wherein
The voltage comparison circuit includes:
A limiter circuit for comparing an upper limit voltage and a lower limit voltage respectively corresponding to an upper limit and a lower limit of the predetermined range of the output frequency, and an output voltage of the detection filter;
The transmission stop control means includes
The wireless communication apparatus, wherein when the output voltage of the detection filter becomes larger than the upper limit voltage or smaller than the lower limit voltage, the transmission from the transmission means is stopped.
前記PLL回路の前記ループフィルタは、
前記VCOに対し並列に接続され、その放電時定数が前記受信手段による受信時間以上となるように設定されたコンデンサを備えることを特徴とする無線通信装置。 The wireless communication apparatus according to any one of claims 1 to 9,
The loop filter of the PLL circuit is:
A wireless communication apparatus comprising: a capacitor connected in parallel to the VCO and having a discharge time constant set to be equal to or longer than a reception time by the receiving means.
前記搬送波変調手段は、
前記VCOから発生された前記搬送波の振幅を変化させることにより変調を行うことを特徴とする無線通信装置。 The wireless communication apparatus according to any one of claims 1 to 10,
The carrier wave modulation means includes
A radio communication apparatus that performs modulation by changing an amplitude of the carrier wave generated from the VCO.
前記PLL停止制御手段は、
前記PLL回路の前記位相比較器から前記ループフィルタへの出力伝達を遮断するスイッチ手段であることを特徴とする無線通信装置。 The wireless communication device according to any one of claims 1 to 11,
The PLL stop control means includes:
A wireless communication apparatus, characterized in that the wireless communication apparatus is switch means for blocking output transmission from the phase comparator of the PLL circuit to the loop filter.
前記受信手段による前記返答信号の受信時に、前記搬送波変調手段による変調を停止し無変調波を出力させる変調制御手段を有することを特徴とする無線通信装置。 The wireless communication apparatus according to any one of claims 1 to 12,
A radio communication apparatus comprising modulation control means for stopping modulation by the carrier wave modulation means and outputting an unmodulated wave when the response signal is received by the reception means.
前記送信手段は、前記通信対象としての、情報を記憶するIC回路部と情報を送受信するアンテナとを備えた無線タグ回路素子にアクセスするための前記搬送波を当該無線タグ回路素子に送信し、
前記受信手段は、前記無線タグ回路素子からの返答信号を受信することを特徴とする無線通信装置。 The wireless communication device according to any one of claims 1 to 13,
The transmission means transmits the carrier wave for accessing a wireless tag circuit element including an IC circuit unit that stores information and an antenna that transmits and receives information as the communication target, to the wireless tag circuit element,
The wireless communication apparatus, wherein the receiving means receives a response signal from the RFID circuit element.
前記無線タグ回路素子への前記アクセス実行後、当該前記無線タグ回路素子への前記IC回路部へのアクセスが成功したか否かの判定を行う判定手段を有し、
前記PLL停止制御手段は、
前記PLL回路に前記PLL制御を実行させた状態で前記無線タグ回路素子へのアクセスを行ったときに前記判定手段でアクセス失敗と判定された場合に、アクセス再試行の前に、前記PLL回路による前記PLL制御の実行を停止することを特徴とする無線通信装置。 The wireless communication device according to claim 14, wherein
A determination means for determining whether or not the access to the IC circuit unit to the RFID circuit element is successful after the access to the RFID circuit element;
The PLL stop control means includes:
When access to the RFID circuit element is performed in a state in which the PLL circuit is performing the PLL control, if the access is determined to be unsuccessful by the determination means, the access is performed by the PLL circuit before the access is retried. A wireless communication apparatus, wherein execution of the PLL control is stopped.
前記受信手段で受信した前記返答信号を、前記PLL回路から出力された前記搬送波を分岐した信号をローカル信号として用いて復調する復調手段を有することを特徴とする無線通信装置。
The wireless communication device according to any one of claims 1 to 15,
A radio communication apparatus comprising demodulating means for demodulating the response signal received by the receiving means using a signal obtained by branching the carrier wave outputted from the PLL circuit as a local signal.
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