JP2009055548A - Receiver and transceiver - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電界を伝達する電界伝達媒体に誘起する電界を用いて情報の送受信を行う通信システムで用いる受信器およびトランシーバに関する。 The present invention relates to a receiver and a transceiver used in a communication system that transmits and receives information using an electric field induced in an electric field transmission medium that transmits an electric field.
携帯端末の小型化および高性能化により、生体に装着可能なウェアラブルコンピュータが注目されてきている。従来、このようなウェアラブルコンピュータ間の情報通信として、コンピュータに電界通信トランシーバを接続して装着し、この電界通信トランシーバが誘起する電界を、電界伝達媒体である生体を介して伝達させることによって、情報の送受信を行う方法が提案されている。 Due to the miniaturization and high performance of portable terminals, wearable computers that can be attached to living bodies have been attracting attention. Conventionally, as information communication between such wearable computers, an electric field communication transceiver is connected and attached to a computer, and an electric field induced by the electric field communication transceiver is transmitted through a living body which is an electric field transmission medium, thereby There has been proposed a method for transmitting and receiving.
電界通信システムの構成を図20に示す。端末A102から出力されたデータと発振器105から出力される所定の周波数の信号とをBPSK方式で変調し通信媒体106に誘起する。受信器100では増幅・フィルタ部107で通信媒体106に誘起された信号の不要な成分を除去して増幅した後、逓倍型搬送波再生部112で再生した再生搬送波と増幅・フィルタ部107の出力信号を復調データ再生部108でミキサを使用して同期検波しデータを再生する。さらに復調データ再生部108では搬送波を検波した信号をもとに同期検波したデータの反転を検出し、反転していれば補正して復調データを出力する(特許文献1参照)。
The configuration of the electric field communication system is shown in FIG. Data output from the
受信器100の逓倍型搬送波再生部112には、受信した信号の周波数を一旦逓倍した後分周して搬送波を再生する逓倍型搬送波再生回路を用いている。BPSK変調された信号を逓倍すると、0°と180°の位相差が0°と360°となり位相差がなくなる。この信号を逓倍部109と逓倍信号BPF(バンドパスフィルタ)部110に通した後に分周部111にて分周すると位相変化のない連続した搬送波が再生される。
The multiplying
次の図21に分周部の構成を示す。入力端子(1)に逓倍された信号が入力されると、BPF115を通過した信号である入力端子(2)には搬送波と同じ周波数の信号が入力される。これらを乗算することで逓倍された信号が分周され、搬送波が再生される。
Next, FIG. 21 shows the configuration of the frequency divider. When the multiplied signal is input to the input terminal (1), a signal having the same frequency as that of the carrier wave is input to the input terminal (2) that is a signal that has passed through the
また、図21のミキサで入力端子(1)に入力される信号がゼロでもミキサ出力−BPF−増幅器−入力端子2のループで正帰還となるようにオフセットをかけると、ミキサ114の出力−BPF115−増幅器116−入力端子(2)のループで、BPF115の中心周波数とループの遅延時間に依存した発振周波数で発信する。BPF115の中心周波数を調整して、この発振周波数と搬送波の周波数とを一致させておくと、入力端子(1)に逓倍された信号が入力された時には分周器として動作し、入力端子(1)に入力される信号の振幅が非常に小さい場合には搬送波を出力する発振器として動作する。BPSK変調された信号が増幅・フィルタ部107を通過するとデータの変化点で振幅が小さくなり、同箇所の逓倍部109・逓倍信号BPF部110を通過した信号も小さくなる。データの変化点で入力端子(1)に入力される信号が小さい場合には発振器としての動作により分周部111の出力信号振幅と周波数が保たれ、復調データの変化点で歪みが生じなくなり安定した通信が可能になる。
しかしながら、分周部111で使用するBPF115の部品の公差が大きいと発振周波数と搬送波の周波数の差が大きくなり上述の動作が期待できなくなる。また、搬送波の周波数とBPF115の中心周波数の差が大きいと分周されて入力端子(2)に帰還される信号も小さくなるため、分周動作も行えなくなる。
However, if the tolerance of the parts of the
本発明はこのような課題を解決するためになされたもので、その目的は、公差の大きい部品でBPFを製作しても、発振周波数と搬送波の周波数の公差を小さくし、安定した復調動作および通信が可能な受信器およびトランシーバを提供することにある。 The present invention has been made to solve such problems. The object of the present invention is to reduce the tolerance of the oscillation frequency and the frequency of the carrier wave even when a BPF is manufactured with parts having large tolerances, and to perform stable demodulation operation and It is to provide a receiver and a transceiver capable of communication.
上記の目的を達成するために、請求項1に記載の本発明は、電界伝達媒体に誘起された受信すべき情報に基づく電界を受信することによって情報を受信する受信器であって、所定の周波数の搬送波が前記情報で変調された受信信号から前記搬送波を再生するために逓倍し、逓倍された信号を通過させる逓倍・フィルタ手段と、乗算器と分周した信号を通過させ中心周波数が制御可能な中心周波数可変バンドパスフィルタを有し、前記逓倍された信号を分周することで搬送波を再生し、前記逓倍された信号が入力されていない場合には前記中心周波数可変バンドパスフィルタの中心周波数で設定できる発振周波数で発振する分周手段と、前記分周手段の発振周波数を搬送波の周波数に調整する周波数調整手段と、前記受信信号と前記分周手段から出力される再生搬送波から情報に基づくデータを復調する復調データ再生手段と、を備える。
In order to achieve the above object, the present invention according to
請求項2に記載の本発明は、請求項1に記載の受信器であって、前記周波数調整手段が、調整時に前記搬送波と同じ周波数の基準信号を出力する基準信号手段と、前記分周手段の出力信号と前記基準信号との差周波を周波数とする差周波パルス信号を生成する差周波生成手段と、所定の時間幅以下の前記差周波パルス信号の有無を検出するパルス検出手段と、前記中心周波数可変バンドパスフィルタの中心周波数を設定する設定信号を出力する中心周波数設定手段と、検出開始信号により前記パルス検出手段を動作させ、また設定制御信号により前記周波数設定手段の設定信号を制御して、所定の時間幅以上の差周波パルス信号が得られる設定値の上限と下限に基づいて前記分周手段の発振周波数を前記基準信号の周波数に調整する自動調整制御処理部と、を備える。 According to a second aspect of the present invention, in the receiver according to the first aspect, the frequency adjusting unit outputs a reference signal having the same frequency as the carrier wave during the adjustment, and the frequency dividing unit. A difference frequency generation means for generating a difference frequency pulse signal having a frequency difference between the output signal of the reference signal and the reference signal, a pulse detection means for detecting the presence or absence of the difference frequency pulse signal having a predetermined time width or less, and A center frequency setting means for outputting a setting signal for setting the center frequency of the center frequency variable bandpass filter, the pulse detecting means is operated by a detection start signal, and the setting signal of the frequency setting means is controlled by a setting control signal. Automatic adjustment for adjusting the oscillation frequency of the frequency dividing means to the frequency of the reference signal based on the upper limit and lower limit of a set value from which a difference frequency pulse signal having a predetermined time width or more is obtained It includes a control processing unit, a.
請求項3に記載の本発明は、請求項1に記載の受信器であって、周波数調整手段が、前記搬送波と同じ周波数の基準信号と前記分周手段の出力信号を前記復調データ再生手段に入力して得られる差周波パルス信号を使用して前記分周手段の発振周波数を搬送波の周波数に調整し、調整時に前記基準信号を前記復調データ再生手段に入力し、受信時には受信信号を前記復調データ再生手段に入力する復調・調整切替手段と、調整時に前記分周部と逓倍・フィルタ手段を切断し、受信時に接続する復調接続手段と、を備える。 According to a third aspect of the present invention, in the receiver according to the first aspect, the frequency adjusting means supplies a reference signal having the same frequency as the carrier wave and an output signal of the frequency dividing means to the demodulated data reproducing means. The difference frequency pulse signal obtained by input is used to adjust the oscillation frequency of the frequency dividing means to the frequency of the carrier wave, the reference signal is input to the demodulated data reproducing means at the time of adjustment, and the received signal is demodulated at the time of reception Demodulation / adjustment switching means for inputting to the data reproduction means, and demodulation connection means for disconnecting the frequency divider and the multiplication / filter means at the time of adjustment and connecting at the time of reception.
請求項4に記載の本発明は、請求項3に記載の受信器であって、前記周波数調整手段が、調整時に前記搬送波と同じ周波数の基準信号を出力する基準信号手段と、所定の時間幅以下の前記差周波パルス信号の有無を検出するパルス検出手段と、前記中心周波数可変バンドパスフィルタの中心周波数を設定する設定信号を出力する中心周波数設定手段と、検出開始信号により前記パルス検出手段を動作させ、また設定制御信号により前記周波数設定手段の設定信号を制御して、所定の時間幅以上の差周波パルス信号が得られる設定値の上限と下限に基づいて前記分周手段の発振周波数を前記基準信号の周波数に調整する自動調整制御処理部と、を備える。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the receiver according to the third aspect, wherein the frequency adjusting unit outputs a reference signal having the same frequency as the carrier wave at the time of adjustment, and a predetermined time width. The following pulse detection means for detecting the presence or absence of the difference frequency pulse signal, center frequency setting means for outputting a setting signal for setting the center frequency of the center frequency variable bandpass filter, and the pulse detection means by a detection start signal Control the setting signal of the frequency setting means by the setting control signal, and set the oscillation frequency of the frequency dividing means based on the upper limit and the lower limit of the setting value at which a difference frequency pulse signal having a predetermined time width or more is obtained. An automatic adjustment control processing unit for adjusting to the frequency of the reference signal.
請求項5に記載の本発明は、請求項2〜4の何れかに記載の受信器であって、前記自動調整制御手段が、前記設定値を記憶し、前記中心周波数設定手段に設定信号を出力する設定値記憶手段と、所定の時間幅以上の差周波パルス信号が得られる設定値の下限を記憶する下限設定値記憶手段と、所定の時間幅以上の差周波パルス信号が得られる設定値の上限を記憶する上限設定値記憶手段と、設定値の上限と下限を平均した調整信号を前記設定記憶手段に出力する平均手段と、前記設定値記憶手段の設定値を制御して、所定の時間幅以上の差周波パルス信号が得られる設定値の上限と下限を、それぞれ前記上限設定値記憶手段と下限設定値記憶手段に記憶させる制御を行うとともに、前記調整値を前記設定記憶手段に記憶させる制御を行う制御処理手段と、を備える。
The present invention according to
請求項6に記載の本発明は、請求項2〜4のいずれかに記載の受信器であって、前記自動調整制御手段が、設定記憶制御信号により前記設定値を順次切替えるとともに記憶し、前記中心周波数設定手段に設定信号を出力する設定値記憶手段と、所定の時間幅以上の差周波パルス信号が得られる設定値の下限までは前記設定値記憶手段と同じ設定値を記憶し、所定の時間幅以上の差周波パルス信号が得られる設定値の下限から上限までの間の設定値を半分にして加算した調整値を前記設定記憶手段に出力する増加数可変カウンタ手段と、前記設定値記憶手段の設定値を制御して、所定の時間幅以上の差周波パルス信号が得られる設定値の下限が得られるまでは前記増加数可変カウンタ手段に前記設定値記憶手段と同じ設定値を記憶させ、所定の時間幅以上の差周波パルス信号が得られる設定値の下限から上限までの間の設定値を半分にする増加数制御信号を出力するとともに、前記調整値を前記設定記憶手段に記憶させる制御を行う制御処理手段と、を備える。
The present invention according to
請求項7に記載の本発明は、電界伝達媒体に誘起された受信すべき情報に基づく電界を受信することによって情報を受信する受信器であって、所定の周波数の搬送波が前記情報で変調された受信信号から前記搬送波を再生するために逓倍し、逓倍された信号を通過させる逓倍・フィルタ手段と、乗算器と分周した信号を通過させ中心周波数が制御可能な中心周波数可変バンドパスフィルタとを有し、前記逓倍された信号を分周することで搬送波を再生し、前記逓倍された信号が入力されていない場合には前記中心周波数可変バンドパスフィルタの中心周波数で設定できる発振周波数で発振する分周手段と、調整時には前記分周手段の発振周波数を搬送波の周波数に調整し、監視時には前記分周手段の発振周波数と前記受信信号の搬送波の周波数を比較し監視する周波数監視・調整手段と、監視時に前記受信信号と前記分周手段の出力信号から差周波パルス信号を生成し、受信時に前記受信信号と前記分周手段から出力された再生搬送波から情報に基づくデータを復調する復調データ再生手段と、調整時と周波数監視時に前記逓倍・フィルタ手段と前記分周手段とを切断し、前記情報に基づくデータを復調する時には接続して前記分周手段から再生した搬送波を出力させる搬送波再生接続手段と、を備える。
The present invention according to
請求項8に記載の本発明は、請求項7に記載の受信器であって、前記周波数監視・調整手段が、調整時に前記搬送波と同じ周波数の基準信号を出力する基準信号手段と、前記分周手段の出力信号と前記基準信号との差周波を周波数とする差周波パルス信号を生成する差周波生成手段と、前記差周波生成手段から出力される差周波パルス信号と前記復調データ再生手段から出力される差周波パルス信号を入力し、調整時には前記差周波生成手段から出力された差周波パルス信号を出力し、監視時には前記復調データ再生手段から出力された差周波パルス信号を出力する信号選択手段と、所定の時間幅以下の前記差周波パルス信号の有無を検出するパルス検出手段と、前記中心周波数可変バンドパスフィルタの中心周波数を設定する設定信号を出力する中心周波数設定手段と、検出開始信号により前記パルス検出手段を動作させ、また設定制御信号により前記周波数設定手段の設定信号を制御して、所定の時間幅以上の差周波パルス信号が得られる設定値の上限と下限に基づいて前記分周手段の発振周波数を前記基準信号の周波数に調整する自動調整制御処理手段と、を備える。
The present invention described in
請求項9に記載の本発明は、請求項7に記載の受信器であって、前記復調データ再生手段が、調整時には前記搬送波と同じ周波数の基準信号と前記分周手段の出力信号から差周波パルス信号を生成し、監視時に前記受信信号と前記分周手段の出力信号から差周波パルス信号を生成し、受信時に前記受信信号と前記分周手段から出力された再生搬送波から情報に基づくデータを復調する動作を行い、前記周波数監視・調整手段が、調整時には、前記搬送波と同じ周波数の基準信号と前記分周手段の出力信号を前記復調データ再生手段に入力して得られる差周波パルス信号を使用して前記分周手段の発振周波数を搬送波の周波数に調整し、監視時には前記受信信号と前記分周手段の出力信号を前記復調データ再生手段に入力して得られる差周波パルス信号を比較し監視する動作を行い、調整時に前記基準信号を前記復調データ再生手段に入力し、受信時には受信信号を前記復調データ再生手段に入力する復調・調整切替手段と、調整時に前記分周部と逓倍・フィルタ手段を切断し、受信時に接続する復調接続手段と、を備える。 According to a ninth aspect of the present invention, in the receiver according to the seventh aspect, the demodulated data reproducing means generates a difference frequency from a reference signal having the same frequency as the carrier wave and an output signal of the frequency dividing means at the time of adjustment. A pulse signal is generated, a difference frequency pulse signal is generated from the received signal and the output signal of the frequency dividing means at the time of monitoring, and data based on information is received from the received signal and the reproduced carrier wave output from the frequency dividing means at the time of reception. The frequency monitoring / adjusting means performs a demodulation operation, and at the time of adjustment, a difference frequency pulse signal obtained by inputting a reference signal having the same frequency as the carrier wave and an output signal of the frequency dividing means to the demodulated data reproducing means. And adjusting the oscillation frequency of the frequency dividing means to the frequency of the carrier wave, and at the time of monitoring, the difference frequency path obtained by inputting the received signal and the output signal of the frequency dividing means to the demodulated data reproducing means. The reference signal is input to the demodulated data reproduction means at the time of adjustment, and the demodulation / adjustment switching means for inputting the received signal to the demodulated data reproduction means at the time of adjustment, and the division at the time of adjustment. And a demodulation connection means for disconnecting the peripheral portion and the multiplication / filter means and connecting them at the time of reception.
請求項10に記載の本発明は、請求項7〜9のいずれかに記載の受信器であって、前記自動調整制御手段が、前記設定値を記憶し、前記中心周波数設定手段に設定信号を出力する設定値記憶手段と、所定の時間幅以上の差周波パルス信号が得られる設定値の下限を記憶する下限設定値記憶手段と、所定の時間幅以上の差周波パルス信号が得られる設定値の上限を記憶する上限設定値記憶手段と、設定値の上限と下限を平均した調整信号を前記設定値記憶手段に出力する平均手段と、調整時には前記設定値記憶手段の設定値を制御して、所定の時間幅以上の差周波パルス信号が得られる設定値の上限と下限を、それぞれ前記上限設定値記憶手段と下限設定値記憶手段に記憶させる制御を行うとともに、前記調整値を前記設定記憶手段に記憶させる制御を行い、受信時には前記パルス検出手段において所定の時間幅以下の差周波パルス信号が検出された場合に周波数エラー信号を出力する制御処理手段と、を備える。 A tenth aspect of the present invention is the receiver according to any one of the seventh to ninth aspects, wherein the automatic adjustment control means stores the set value and sends a setting signal to the center frequency setting means. Setting value storage means for outputting, lower limit setting value storage means for storing a lower limit of a setting value for obtaining a difference frequency pulse signal having a predetermined time width or more, and setting value for obtaining a difference frequency pulse signal having a predetermined time width or more An upper limit set value storage means for storing the upper limit of the set value, an averaging means for outputting an adjustment signal obtained by averaging the upper limit and lower limit of the set value to the set value storage means, and at the time of adjustment, the set value of the set value storage means is controlled. The upper limit and lower limit of the set value for obtaining a difference frequency pulse signal having a predetermined time width or more are controlled to be stored in the upper limit set value storage means and the lower limit set value storage means, respectively, and the adjustment value is stored in the setting memory. Memorize in the means And controls, at the time of receiving and a control processing means for outputting a frequency error signal when a predetermined time width or less of the difference frequency pulse signal is detected in the pulse detection unit.
請求項11に記載の本発明は、請求項7〜9のいずれかに記載の受信器であって、前記自動調整制御手段が、設定記憶制御信号により前記設定値を順次切替えるとともに記憶し、前記中心周波数設定手段に設定信号を出力する設定値記憶手段と、前記検出終了信号が得られる設定値の下限までは前記設定値記憶手段と同じ設定値を記憶し、前記検出終了信号が得られる設定値の下限から上限までの間の設定値を半分にして加算した調整値を前記設定記憶手段に出力する増加数可変カウンタ手段と、調整時には、前記設定値記憶手段の設定値を制御して、所定の時間幅以上の差周波パルス信号が得られる設定値の下限が得られるまでは前記増加数可変カウンタ手段に前記設定値記憶手段と同じ設定値を記憶させ、所定の時間幅以上の差周波パルス信号が得られる設定値の下限から上限までの間の設定値を半分にする増加数制御信号を出力するとともに、前記調整値を前記設定記憶手段に記憶させる制御を行い、受信時には前記パルス検出手段から前記検出終了信号が入力された場合に周波数エラー信号を出力する制御処理手段と、を備える。
The present invention according to
請求項12に記載の本発明は、請求項1〜11のいずれかに記載の受信器であって、前記パルス検出手段が、所定の時間を計時するタイマ手段を有し、所定の時間内に前記差周波パルス信号の立上りと立下りの両方を検出して所定の時間幅以下の差周波パルス信号の有無を判定し、判定結果を示す信号を出力することを特徴とする。 A twelfth aspect of the present invention is the receiver according to any one of the first to eleventh aspects, wherein the pulse detecting means includes a timer means for measuring a predetermined time, and within a predetermined time. It is characterized in that both the rising and falling edges of the difference frequency pulse signal are detected, the presence / absence of a difference frequency pulse signal having a predetermined time width or less is determined, and a signal indicating the determination result is output.
請求項13に記載の本発明は、請求項1〜12のいずれかに記載の受信器であって、前記タイマ手段の計時を、前記差周波パルス信号の立上りまたは立下りを検出した際に一旦クリアし、再計時することを特徴とする。 A thirteenth aspect of the present invention is the receiver according to any one of the first to twelfth aspects of the present invention, wherein the timer means measures the time when the rising or falling edge of the difference frequency pulse signal is detected. It is clear and re-timed.
請求項14に記載の本発明は、請求項1〜13のいずれかに記載の受信器であって、前記差周波生成手段が、前記分周手段の出力信号と前記基準信号の同相成分と直交成分の差周波を周波数とする差周波パルス信号をそれぞれ生成し、前記同相成分と直交成分から生成したそれぞれの差周波パルス信号のパルス幅が所定の時間以上であるときに検出信号を出力し、所定の時間以下であるときには検出期間終了信号を出力するパルス検出手段と、を備える。
The present invention according to
請求項15に記載の本発明は、請求項1〜14のいずれかに記載の受信器と、前記所定の周波数の搬送波で前記送信すべき情報を変調信号に変調して送信し、変調信号を出力する直前の所定期間にて搬送波のみを送信する送信器と、を備える。
The invention according to
本発明によれば、公差の大きい部品でBPFを製作しても、発振周波数と搬送波の周波数の公差を小さくし、安定した復調動作および通信が可能な受信器およびトランシーバを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a receiver and a transceiver capable of reducing the tolerance between the oscillation frequency and the frequency of the carrier wave and performing stable demodulation operation and communication even when a BPF is manufactured with parts having large tolerances.
<第1の実施の形態>
図1に本発明にかかる第1の実施の形態の第1の構成例を示す。
<First Embodiment>
FIG. 1 shows a first configuration example of the first embodiment according to the present invention.
この図1では分周部7の周辺のみを記載した。分周部7のBPF(バンドパスフィルタ)に中心周波数を変えられる中心周波数可変BPF9を用いた。また、分周部7の発振周波数を調整する周波数自動調整部1を用いた。周波数自動調整部1では、中心周波数可変BPF9の中心周波数の設定値を変化させながら発振周波数と搬送波の周波数と等しい基準周波数とを比較し、発振周波数が基準周波数と一致する中心周波数の設定値を探索する。発振周波数と基準周波数の比較には、ミキサ(乗算器)8により生成した両者の差周波信号の周期を観測する方法をとる。
In FIG. 1, only the periphery of the
図2に差周波信号の周期と発振周波数の関係を示す。発振周波数が基準信号の周波数に近づくと差周波信号の周期は長くなり、一致すると無限大となる。差周波信号の周期が長くなるまで観測すると調整時間が非常に長くなるため、本実施の形態では差周波信号の半周期が所定の時間以上になる中心周波数の設定値の上限と下限から最適な設定値を求める。 FIG. 2 shows the relationship between the period of the difference frequency signal and the oscillation frequency. When the oscillation frequency approaches the frequency of the reference signal, the period of the difference frequency signal becomes longer, and when it coincides, it becomes infinite. Since the adjustment time becomes very long when observed until the period of the difference frequency signal becomes longer, in this embodiment, the optimum value is set from the upper limit and the lower limit of the set value of the center frequency at which the half period of the difference frequency signal is equal to or longer than the predetermined time. Find the setting value.
本構成では、中心周波数可変BPF9の中心周波数の設定は、自動調整制御処理部3からの設定値制御信号を基に動作する中心周波数設定部2からの設定信号により行う。中心周波数を設定した後、基準信号源5からの基準信号と分周部7の出力信号とを差周波生成用ミキサ6で乗算・フィルタ・2値化して得られる両信号の差周波のパルス信号である差周波パルス信号を生成する。
In this configuration, the center frequency of the center
パルス検出部4では検出開始信号を入力後に所定の時間内に差周波パルス信号の立上りと立下りの両方を検出した場合は検出信号を出力し、検出しない場合は検出期間終了信号を出力する。所定の時間はパルス検出部4内のタイマで計時される。このパルス検出部4により差周波パルス信号のパルス幅が所定の時間以上か以下かのみを判別する。以上の処理を中心周波数の設定値を順次変えながら行い、パルス幅が所定の時間以上となる設定値の上限と下限を求める。この後、上・下限値を平均化して調整値として中心周波数を設定する。以下で詳細な動作を説明する。 The pulse detector 4 outputs a detection signal when both the rising edge and falling edge of the difference frequency pulse signal are detected within a predetermined time after the detection start signal is input, and outputs a detection period end signal when it is not detected. The predetermined time is measured by a timer in the pulse detector 4. This pulse detector 4 determines only whether the pulse width of the difference frequency pulse signal is greater than or equal to a predetermined time. The above processing is performed while sequentially changing the set value of the center frequency, and the upper limit and the lower limit of the set value at which the pulse width becomes a predetermined time or more are obtained. After this, the upper and lower limits are averaged and the center frequency is set as the adjustment value. Detailed operation will be described below.
次の図3に自動調整制御処理部3の構成例を示す。
Next, FIG. 3 shows a configuration example of the automatic adjustment
はじめに各部分の動作を説明する。制御処理回路12では周波数自動調整の制御処理を行い、各部・回路の初期化や起動・制御を行う。パルス検出動作では後述の設定値制御信号出力後、検出開始信号をパルス検出部4に出力し、検出期間終了信号か検出信号が入力されるのを待つ。
First, the operation of each part will be described. The
検出期間終了信号が入力された場合には、現在の設定値を下限または上限設定値記憶域(上限設定値記憶回路16および下限設定値記憶回路17)に記憶処理後、次の設定値を設定する処理を行う。検出信号が入力された場合には、次の設定値を設定する処理を行う。検出期間終了信号と検出信号のいずれが入力された場合でも検出開始信号の出力を停止してパルス検出部4の動作停止と内部状態のクリアを行う。設定記憶回路13から設定範囲上限信号が入力された場合では、平均回路15の調整値を設定記憶回路13に記憶させる。
When a detection period end signal is input, the current set value is stored in the lower limit or upper limit set value storage area (upper limit set
設定記憶回路13では中心周波数の設定値を記憶するとともに、設定値に応じた中心周波数を設定するための設定値制御信号を中心周波数設定部2に出力する。処理開始時では制御処理回路12からの設定値記憶回路制御信号により設定値が初期化され、その後設定値記憶回路制御信号が入力されるたびに順次設定値を増加させるとともに設定値に応じた設定値制御信号を出力する。
The setting
設定値が設定範囲上限に達すると制御処理回路12に設定範囲上限信号を出力し、平均回路15からの調整値を記憶して設定値制御信号を出力する。下限設定値記憶回路17と上限設定値記憶回路16ではパルス幅が検出期間より長かった設定値の下限と上限がそれぞれ記憶され、書込み切替回路14により設定値を記憶する領域が選択される。平均回路15では上限設定値と下限設定値を平均してその結果を調整値として設定記憶回路13に出力する。
When the set value reaches the set range upper limit, the set range upper limit signal is output to the
図4に動作を説明するフロー図を示す。受信器の動作状態を制御する受信回路コントローラ11から調整開始信号が入力されると、周波数自動調整部1の各部分を初期化して、基準信号起動信号を出力し基準信号源5を起動する(S1)。制御処理回路12から検出開始信号を出力して、パルス検出部4のパルス検出動作を開始させる(S2)。検出期間中にパルスが検出されて検出信号が入力された場合(S3、S4)はパルス検出部4の停止・クリアを行う(S8)。
FIG. 4 shows a flowchart for explaining the operation. When an adjustment start signal is input from the
一方、パルスが検出されずに検出期間終了信号が入力された場合で下限の設定値がまだ検出されていなければ現在の設定値を下限設定値記憶回路17と上限設定値記憶回路16に記憶する(S5、S6)。既に検出されていれば書込み切替回路14を切替えて現在の設定値を上限設定値記憶回路16に記憶する(S5、S7)。
On the other hand, if a detection period end signal is input without detecting a pulse and the lower limit set value has not yet been detected, the current set value is stored in the lower limit set
この後、パルス検出部4の停止・クリアを行う(S8)。設定値が設定範囲上限に達していなければ次の設定値を設定して同じ動作を繰り返す(S9、S10)。設定値を増加させてパルスが検出されない場合では、その設定値を上限設定値記憶回路16に上書きする。設定値が設定範囲上限に達した場合は上限設定値と下限設定値を平均化した設定値を調整値として中心周波数設定部2に出力し、中心周波数可変BPF9の中心周波数を設定する。その後、受信回路コントローラ11に完了信号を出力する(S9、S11)。
Thereafter, the pulse detector 4 is stopped and cleared (S8). If the set value does not reach the upper limit of the set range, the next set value is set and the same operation is repeated (S9, S10). When the set value is increased and no pulse is detected, the set value is overwritten in the upper limit set
上述の説明では、調整時に設定値を順次変えていたが2つずつ増加または減少させて調整値を求めてもよい。この場合では平均化ではなく上限と下限の加算のみでよく、設定値を上限まで変える時間も短くなる。 In the above description, the setting value is sequentially changed at the time of adjustment. However, the adjustment value may be obtained by increasing or decreasing by two. In this case, it is only required to add the upper limit and the lower limit instead of averaging, and the time for changing the set value to the upper limit is shortened.
以上で説明した周波数自動調整動作を受信器起動時等に行うことにより発振周波数と搬送波の周波数の公差を小さくし、安定した復調動作および通信を可能にする受信器を提供できる。上述では周波数調整時に設定値を順次増加させたが、順次減少させてもよい。また、中心周波数の設定を変えて分周部7の発振周波数が安定してからパルス検出動作を行うために、パルス検出部4では検出開始信号が入力されて一定時間経過した後検出期間計時用のタイマをスタートさせてもよい。この場合では検出期間計時用のタイマをスタートさせると同時か後で差周波パルス信号の立上りと立下り検出を開始する。さらに、調整値が適切であることを確認するために、調整値を設定した後でもう一度パルス検出動作を行ってパルスが検出されないことの確認を行ってもよい(図示せず)。
By performing the frequency automatic adjustment operation described above at the time of receiver activation or the like, the tolerance of the oscillation frequency and the frequency of the carrier wave can be reduced, and a receiver capable of stable demodulation operation and communication can be provided. In the above description, the set value is sequentially increased at the time of frequency adjustment, but may be decreased sequentially. In addition, in order to perform the pulse detection operation after the oscillation frequency of the
さらに、上述では差周波パルス信号のパルス幅が所定の時間以下である場合に検出信号を、それ以外では検出期間終了信号を出力するが、所定の時間が経過するか短い差周波パルス信号が検出された時に検出期間終了信号を出力し、差周波パルス信号が検出された場合では検出信号を出力してもよい。この場合の制御フローを図5に示す。検出期間終了信号が入力された後に検出信号の有無を判定し(S34)、検出信号が無ければ現在の設定値を下限または上限設定値記憶域に記憶処理後(S35、S36)、次の設定値を設定する処理を行う。検出信号がある場合にはパルス検出部の停止・クリアを行い(S37)、設定値が設定範囲上限に達していなければ次の設定値を設定する(S39)。また、検出信号は、長い差周波パルス信号が検出されたという意味で、短い差周波パルス信号が検出されなかった場合に出力してもよい。この場合の制御フローはS33における検出信号あり(Yes)のときにS34へ、検出信号なしの時にS37へ進む。 Furthermore, in the above description, a detection signal is output when the pulse width of the difference frequency pulse signal is equal to or shorter than a predetermined time, and a detection period end signal is output in other cases. When the difference frequency pulse signal is detected, a detection signal may be output when the detection period end signal is output. A control flow in this case is shown in FIG. After the detection period end signal is input, the presence / absence of the detection signal is determined (S34). If there is no detection signal, the current set value is stored in the lower limit or upper limit set value storage area (S35, S36), and the next setting is made. Process to set the value. If there is a detection signal, the pulse detector is stopped and cleared (S37), and if the set value has not reached the upper limit of the set range, the next set value is set (S39). The detection signal may be output when a short difference frequency pulse signal is not detected in the sense that a long difference frequency pulse signal is detected. The control flow in this case proceeds to S34 when there is a detection signal in S33 (Yes), and proceeds to S37 when there is no detection signal.
なお、差周波パルス信号と検出開始信号とが同期していないため、パルス検出動作で検出期間と差周波パルス信号のパルス幅が同程度になった時に正確に検出信号が出力されない場合がある。この場合の詳細な説明と対策を図6を参照して以下に説明する。パルス検出部4内のタイマ設定上の検出期間が差周波パルス信号のパルス幅より少し長い程度の状態で、タイマが図6中のタイミングでスタートした場合を考察する。タイマ設定上の検出期間のままでは立下りしか検出されないために検出信号が出力されない。正確にパルス検出を行うために、差周波パルス信号の立上りか立下りを検出したときに(図6では立下りを検出)、一旦タイマをクリアして再度スタートさせてパルス検出を行う。この処理によりタイマのスタートタイミングと差周波パルス信号が同期化されパルス検出の正確さが向上する。 Since the difference frequency pulse signal and the detection start signal are not synchronized, the detection signal may not be output accurately when the detection period and the pulse width of the difference frequency pulse signal become approximately the same in the pulse detection operation. Detailed description and countermeasures in this case will be described below with reference to FIG. Consider a case where the timer is started at the timing shown in FIG. 6 in a state where the detection period in the timer setting in the pulse detector 4 is slightly longer than the pulse width of the difference frequency pulse signal. Since only the falling edge is detected in the detection period in the timer setting, the detection signal is not output. In order to accurately detect the pulse, when the rising or falling edge of the difference frequency pulse signal is detected (in FIG. 6, the falling is detected), the timer is once cleared and restarted to detect the pulse. By this processing, the start timing of the timer and the difference frequency pulse signal are synchronized, and the accuracy of pulse detection is improved.
次の図7に周波数自動調整部1の第2の構成例を示す。分周部7の出力信号と基準信号の周波数が一致しても両者の位相が90°ほどずれている場合では差周波生成用ミキサの乗算結果出力が中間電位となる。この出力を2値化すると回路の雑音の影響でランダムなパルスが出力され、誤って検出信号を出力することがある。この対策として図7では差周波生成用ミキサを直交ミキサにし、パルス検出部を2重化している。差周波生成用直交ミキサ20の一方には基準信号をそのまま入力し、他方には位相を90°ずらして入力している。この構成では、一方で90°(または90°の整数倍)位相がずれても、他方の差周波パルス出力信号を観測すれば正確に周波数が一致しているかを確認できる。
FIG. 7 shows a second configuration example of the automatic
2重化パルス検出部21においては、パルスを検出した際に出力する検出信号に関してはそれぞれの論理積をとり、検出期間にパルスを検出しなかった際に出力する検出期間終了信号に関してはそれぞれの論理和をとって自動調整制御処理部3に出力する。この構成により正確にパルス検出が行える。
In the
図8に自動調整制御処理部3の第2の構成例を示す。本構成例では上限と下限の設定値を記憶する回路と平均化回路を削除し、設定値を順次変えるとともに調整値を求める構成とした。記憶回路と多ビットの演算である平均化回路を削減できるため、回路の配線数が削減できる。上限と下限の設定値をそれぞれku 、kl 、とし、調整値をkadj とするとこれらには以下の式が成り立つ。
FIG. 8 shows a second configuration example of the automatic adjustment
kadj =(ku +kl )/2 (1)
また、はじめにパルスが検出されない(検出期間終了信号が入力される)ときの設定値である下限kl からカウントしたパルスが検出されない設定値の個数をwとすると上限はku =kl +wとなる。したがって式(1)は以下の式に変形される。
k adj = (k u + k l) / 2 (1)
In addition, when the number of set values in which no pulses are detected from the lower limit k l that is a set value when no pulse is first detected (a detection period end signal is input) is w, the upper limit is ku = k l + w. . Therefore, equation (1) is transformed into the following equation.
kadj =kl +w/2 (2)
式(2)より、下限が見つかった後のパルスが検出されない設定値の個数からも調整値を求めることができる。図8の増加数可変カウンタ22では、はじめにパルスが検出されない設定値までは設定記憶回路13と同じ増加数でカウントして下限を記憶し、2回目にパルス検出されない設定値からは増加数を半分にしてパルス検出されない設定値の個数をカウントする。その後、調整値を設定記憶回路13に出力する動作を行う。
k adj = k l + w / 2 (2)
From equation (2), the adjustment value can also be obtained from the number of set values in which no pulse is detected after the lower limit is found. In the increase number
図9に制御フローを示す。受信器の動作状態を制御する受信回路コントローラ11から調整開始信号が入力されると、周波数自動調整部1の各部分を初期化して、基準信号起動信号を出力し基準信号源5を起動する(S20)。制御処理回路12から検出開始信号を出力して、パルス検出部4のパルス検出動作を開始させる(S21)。検出期間中にパルスが検出されて(S23)検出信号が入力された場合はパルス検出部4の停止・クリアを行う(S28)。はじめにパルスが検出されずに検出期間終了信号が入力されるまでは設定記憶回路13と同じ増加数でカウントして下限を記憶する(S27)。検出期間終了信号が入力されるのが2回目以降の場合(S24)では増加数を半分にしてカウントする(S26)。この後、パルス検出部4の停止・クリアを行う(S28)。
FIG. 9 shows a control flow. When an adjustment start signal is input from the
設定値が設定範囲上限に達していなければ次の設定値を設定して同じ動作を繰り返す(S30)。設定値が設定範囲上限に達した場合は上限設定値と下限設定値を平均化した設定値を調整値として中心周波数設定部2に出力し、中心周波数可変BPF9の中心周波数を設定する。その後、受信回路コントローラ11に完了信号を出力する(S31)。本構成例においても図5の制御フローのように所定の時間が経過するか短い差周波パルス信号が検出された時に検出期間終了信号を出力し、差周波パルス信号が検出された場合では検出信号を出力してもよい。
If the set value does not reach the upper limit of the set range, the next set value is set and the same operation is repeated (S30). When the set value reaches the upper limit of the set range, a set value obtained by averaging the upper limit set value and the lower limit set value is output as an adjustment value to the center
図10に第1の実施形態の変形例を示し、図11に変形例での周波数自動調整部1の詳細な構成を示す。本実施の形態では基準信号と分周部7の出力信号の差周波パルス信号を生成することを復調データ再生部24内の同期検波部を使用している。復調データ再生部24内の同期検波部にはミキサが使用されており、復調時には受信した信号を増幅・フィルタした増幅・フィルタ部の出力信号と再生搬送波を同期検波(乗算)・フィルタリング・2値化してデータを復調する。この処理は図1での差周波生成用ミキサと同じであり、復調データ再生部内の同期検波部に基準信号と分周部7の出力信号を入力すると差周波パルス信号が得られる。
FIG. 10 shows a modification of the first embodiment, and FIG. 11 shows a detailed configuration of the frequency
周波数調整時では、基準信号を復調データ再生部24内の同期検波部のために復調・調整切替SWのa1とc1を接続し、基準信号を逓倍した信号が分周部7に入力されないように復調SWをオフにする。周波数自動調整部1ではミキサが不要であり、復調データ再生部からの差周波パルス信号をパルス検出部4に入力する。周波数調整に関する他の動作は第1の実施の形態と同じである。
At the time of frequency adjustment, the reference signal is connected to the demodulation / adjustment switch SWs a1 and c1 for the synchronous detection unit in the demodulated
復調時では、復調・調整切替SW23のa1とc1を接続して復調データ再生部24に増幅・フィルタ部の出力信号を入力する。また、復調SW27をオンにして逓倍された増幅・フィルタ部の出力信号を分周部7に入力して搬送波を再生する。本実施の形態の周波数自動調整動作を受信器起動時等に行うことにより分周部7の出力信号の周波数と搬送波の周波数の公差を小さくし、安定した復調動作および通信を可能にする受信器を提供できる。図10では復調・調整切替SWを増幅・フィルタ部の後段に接続しているが、前段に接続してもよい。
At the time of demodulation, a1 and c1 of the demodulation / adjustment switch SW23 are connected, and the output signal of the amplification / filter unit is input to the demodulated
図1の第1の実施の形態の第2の構成例を図12に示す。同図では自動調整処理部を受信回路を制御するマイクロコントローラー34のプログラム内に実装した構成となっている。この場合ではマイクロコントローラー34から出力される信号と中心周波数設定部2の入力信号の形態が異なることがあるため、設定値制御信号インターフェース部31を使用して両者を接続する。マイクロコントローラー34がタイマ機能を有している場合では、パルス検出動作の検出期間を計時するタイマをマイクロコントローラー34で行ってもよい。この場合ではパルス検出部4では差周波パルス信号の立上りおよび立下りを検出して検出信号を出力するのみで、検出期間終了信号は不要となる。
FIG. 12 shows a second configuration example of the first embodiment in FIG. In the figure, the automatic adjustment processing unit is mounted in the program of the
<第2の実施の形態>
図13に本発明にかかる第2の実施の形態の全体構成を示し、図14に周波数監視付き周波数自動調整部1の構成を示す。
<Second Embodiment>
FIG. 13 shows the overall configuration of the second embodiment according to the present invention, and FIG. 14 shows the configuration of the frequency
起動時に分周部出力信号の周波数を調整しても、周囲の温度変化等で部品の定数が変化し周波数がドリフトすることがある。安価なインダクタと容量でBPFを構成した場合では、温度変化や経時変化に対するBPFの中心周波数の感度が高くなり周波数のドリフトが顕著になる。搬送波の周波数と分周部7の出力信号の周波数との差が大きくなると、分周部7内のBPFでの搬送波の損失が大きくなり分周動作ができなくなる。本実施の形態では分周部出力信号の周波数自動調整だけでなく周波数を監視する機能を有しており、ドリフトを確認したら受信回路コントローラ11に通知し再調整を行う。周波数自動調整動作は第1の実施の形態と同じであり、周波数調整時ではセレクタ部36により差周波検出用ミキサ30の出力をパルス検出部4に入力する。
Even if the frequency of the frequency divider output signal is adjusted at the time of start-up, the constant of the component may change due to a change in ambient temperature, and the frequency may drift. When a BPF is configured with an inexpensive inductor and capacitance, the sensitivity of the center frequency of the BPF with respect to a temperature change and a change with time increases, and the frequency drift becomes remarkable. When the difference between the frequency of the carrier wave and the frequency of the output signal of the
復調時にはセレクタ切替信号により切替えて復調データ再生部差周波パルス信号をパルス検出部4に入力する。図15に送信器と受信器で行われる処理のタイミングチャートを示す。送信器ではパケットのはじめに搬送波を無変調で出力し、一定時間W後にデータで搬送波を変調する。受信器では搬送波を受信すると復調データ再生部から出力される搬送波検出信号が、周波数監視付周波数自動調整部1に入力されると周波数監視動作を行う。図15ではパルス検出期間と図示した期間中に行う。
At the time of demodulation, switching is performed by a selector switching signal, and the demodulated data reproducing unit difference frequency pulse signal is input to the pulse detecting unit 4. FIG. 15 shows a timing chart of processing performed by the transmitter and the receiver. The transmitter outputs the carrier wave without modulation at the beginning of the packet, and modulates the carrier wave with data after a certain time W. When the receiver receives the carrier wave, the carrier wave detection signal output from the demodulated data reproduction unit is input to the frequency
搬送波再生SW32をオフにした状態で、受信した搬送波を増幅・フィルタ部に通した信号と分周部7の出力信号とを復調データ再生部に入力し、両者の周波数が異なる場合には差周波パルス信号が出力される。差周波パルス信号のパルス幅が搬送波の周波数と分周部7の出力信号の周波数との差に反比例するため、パルスの検出期間の長さで周波数差を制約できる。
When the carrier
搬送波の逓倍信号を分周できる周波数差に基づいてパルスの検出期間を設定しておき、パルス検出部4から検出信号がなければ受信したパケットのデータを復調できる。検出信号が出力されない場合では、検出期間後再生開始信号により搬送波再生SW32をオンにして搬送波再生を開始し復調を行う。パルス検出部4から検出信号が出力された場合には、受信回路コントローラ11に周波数エラー信号を出力し、受信を停止して再調整を促す。
A pulse detection period is set based on a frequency difference that can be used to divide the frequency-multiplied signal of the carrier wave. If there is no detection signal from the pulse detector 4, the received packet data can be demodulated. When the detection signal is not output, the carrier
図16に第2の実施の形態の第2の構成例を示す。受信した搬送波と分周部7出力信号の周波数が一致していても両者の位相が90°ほどずれている場合では同期検波(乗算)した出力が中間電位となる場合がある。この出力を2値化すると回路の雑音の影響でランダムなパルスが出力され、誤って周波数エラー信号を出力することがある。
FIG. 16 shows a second configuration example of the second embodiment. Even if the frequency of the received carrier and the
この対策として図16の構成では復調データ再生部の同期検波(乗算)・フィルタ・2値化を行う同期検波部を2値化して同期検波部(1)38と同期検波部(2)39および90°と移相器37とを備える。一方には増幅フィルタ部の出力信号をそのまま入力し、他方には搬送波の周波数における位相を移相器37で90°ずらして入力している。この構成では、一方で90°(または90°の整数倍)位相がずれても、他方の差周波パルス出力信号を観測すれば正確に周波数が一致しているかを確認できる。
As a countermeasure, in the configuration of FIG. 16, the synchronous detection (multiplication) / filter / binarization of the demodulated data reproducing unit is binarized so that the synchronous detection unit (1) 38, the synchronous detection unit (2) 39, and 90 ° and a
次の図17は、図16での周波数監視付き周波数自動調整部1の構成を示す。パルス検出部4を2重化して2重化パルス検出部21とし、周波数監視時には一方で同期検波部1の差周波パルス信号を観測し、他方で同期検波部2の差周波パルス信号を観測する。パルスを検出した際に出力する検出信号に関してはそれぞれの論理積をとり、検出期間にパルスを検出しなかった際に出力する検出期間終了信号に関してはそれぞれの論理和をとって自動調整・監視制御部に出力する。
Next, FIG. 17 shows a configuration of the frequency
受信した搬送波と分周部7の出力信号の周波数がずれている場合では2重化パルス検出部21の両方から検出信号が出力されるため動作は図14の構成と同じである。受信した搬送波と分周部7の出力信号の周波数が一致している場合では、受信した搬送波と分周部7の出力信号の位相が90°ずれていても2重化パルス検出部21のどちらか一方から検出期間終了信号が出力されるため正確に周波数の一致・不一致を判別できる。
When the frequency of the received carrier wave is different from the frequency of the output signal of the
第1の実施の形態と同様に第2の実施の形態においても、復調データ再生部24で差周波パルス信号を生成させることが可能である。図18に第2の実施の形態の変形例を示す。周波数調整時では、基準信号を復調データ再生部に入力するために復調・調整切替SW23のa1とc1を接続し、周波数監視時と復調時では、復調・調整切替SW23のa1とc1を接続して復調データ再生部24に増幅・フィルタ部の出力信号を入力する。本変形例における周波数監視付周波数自動調整部33では差周波パルス信号を生成するミキサを使用せず、復調データ再生部24で得られる差周波パルス信号をパルス検出部に入力する。また、図12に示したマイクロコントローラー34を使用した構成も可能である(図示せず)。
Similarly to the first embodiment, in the second embodiment, the demodulated
また、以上の構成に送信部を組み合わせることでトランシーバを構成することも可能である。図19にトランシーバでの構成を示す。トランシーバにおいては送・受信部の切替え等を行う送受信コントローラー42と周波数自動調整部1とで信号の入出力を行う。送受信の切替えは送受信切替SWにより行われる。
In addition, a transceiver can be configured by combining a transmitter with the above configuration. FIG. 19 shows the configuration of the transceiver. In the transceiver, signals are input / output between the transmission /
図20にトランシーバの第2の構成を示す。電界通信においては、トランシーバの送信部出力に挿入した可変リアクタンスと、生体と大地グランド間および送信部回路グランドと大地グランドや生体間の浮遊容量とによる共振を利用して送信部出力よりも信号強度を増加させて生体へ効率よく電界を誘起する方法が取られる。可変リアクタンス45の出力信号は電源電圧よりも高い電圧値になることがあるため、この場合の受信器への入力は送信部44内に設けられた送受切替SW46に接続される。
FIG. 20 shows a second configuration of the transceiver. In electric field communication, the signal strength is higher than the output of the transmitter using the variable reactance inserted in the transmitter output of the transceiver and the resonance between the living body and the earth ground and the stray capacitance between the transmitter circuit ground and the earth ground and the living body. A method of efficiently inducing an electric field to a living body by increasing Since the output signal of the
1…周波数自動調整部
2…中心周波数設定部
3…自動調整制御処理部
4…パルス検出部
5…基準信号源
6…差周波生成用ミキサ
7…分周部
8…ミキサ
9…中心周波数可変BPF
10…増幅器
11…受信回路コントローラー
12…制御処理回路
13…設定記憶回路
14…書込み切替回路
15…平均回路
16…上限設定値記憶回路
17…下限設定値記憶回路
20…差周波生成用直交ミキサ
21…2重化パルス検出部
22…増加数可変カウンタ
23…復調・調整切替SW
24…復調データ再生部24
25…逓倍部
26…逓倍信号BPF部
27…復調SW
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
24: Demodulated
25 ...
Claims (15)
所定の周波数の搬送波が前記情報で変調された受信信号から前記搬送波を再生するために逓倍し、逓倍された信号を通過させる逓倍・フィルタ手段と、
乗算器と分周した信号を通過させ中心周波数が制御可能な中心周波数可変バンドパスフィルタを有し、前記逓倍された信号を分周することで搬送波を再生し、前記逓倍された信号が入力されていない場合には前記中心周波数可変バンドパスフィルタの中心周波数で設定できる発振周波数で発振する分周手段と、
前記分周手段の発振周波数を搬送波の周波数に調整する周波数調整手段と、
前記受信信号と前記分周手段から出力される再生搬送波から情報に基づくデータを復調する復調データ再生手段と、
を備えることを特徴とする受信器。 A receiver for receiving information by receiving an electric field based on information to be received induced in an electric field transmission medium,
Multiplication / filter means for multiplying a carrier wave of a predetermined frequency from the received signal modulated with the information to regenerate the carrier wave, and passing the multiplied signal;
It has a center frequency variable band-pass filter that allows the center frequency to be controlled by passing the frequency-divided signal with the multiplier, regenerates the carrier wave by frequency-dividing the multiplied signal, and the multiplied signal is input Frequency dividing means that oscillates at an oscillation frequency that can be set at the center frequency of the center frequency variable bandpass filter if not,
Frequency adjusting means for adjusting the oscillation frequency of the frequency dividing means to the frequency of a carrier wave;
Demodulated data reproducing means for demodulating data based on information from the received signal and the reproduced carrier wave output from the frequency dividing means;
A receiver comprising:
調整時に前記搬送波と同じ周波数の基準信号を出力する基準信号手段と、
前記分周手段の出力信号と前記基準信号との差周波を周波数とする差周波パルス信号を生成する差周波生成手段と、
所定の時間幅以下の前記差周波パルス信号の有無を検出するパルス検出手段と、
前記中心周波数可変バンドパスフィルタの中心周波数を設定する設定信号を出力する中心周波数設定手段と、
検出開始信号により前記パルス検出手段を動作させ、また設定制御信号により前記周波数設定手段の設定信号を制御して、所定の時間幅以上の差周波パルス信号が得られる設定値の上限と下限に基づいて前記分周手段の発振周波数を前記基準信号の周波数に調整する自動調整制御処理部と、
を備えることを特徴とする請求項1に記載の受信器。 The frequency adjusting means is
Reference signal means for outputting a reference signal having the same frequency as that of the carrier wave during adjustment;
Difference frequency generation means for generating a difference frequency pulse signal having a frequency difference between the output signal of the frequency dividing means and the reference signal;
Pulse detection means for detecting the presence or absence of the difference frequency pulse signal having a predetermined time width or less;
Center frequency setting means for outputting a setting signal for setting the center frequency of the center frequency variable bandpass filter;
Based on an upper limit and a lower limit of a set value by which the pulse detecting means is operated by a detection start signal and the setting signal of the frequency setting means is controlled by a setting control signal to obtain a difference frequency pulse signal having a predetermined time width or more. An automatic adjustment control processing unit for adjusting the oscillation frequency of the frequency dividing means to the frequency of the reference signal;
The receiver according to claim 1, comprising:
前記搬送波と同じ周波数の基準信号と前記分周手段の出力信号を前記復調データ再生手段に入力して得られる差周波パルス信号を使用して前記分周手段の発振周波数を搬送波の周波数に調整し、
調整時に前記基準信号を前記復調データ再生手段に入力し、受信時には受信信号を前記復調データ再生手段に入力する復調・調整切替手段と、
調整時に前記分周部と逓倍・フィルタ手段を切断し、受信時に接続する復調接続手段と、
を備えることを特徴とする請求項1に記載の受信器。 The frequency adjusting means is
The difference frequency pulse signal obtained by inputting the reference signal having the same frequency as the carrier wave and the output signal of the divider means to the demodulated data reproducing means is used to adjust the oscillation frequency of the divider means to the carrier frequency. ,
Demodulation / adjustment switching means for inputting the reference signal to the demodulated data reproducing means at the time of adjustment, and inputting a received signal to the demodulated data reproducing means at the time of reception;
Demodulation connection means for disconnecting the frequency dividing unit and the multiplication / filter means at the time of adjustment and connecting at the time of reception;
The receiver according to claim 1, comprising:
調整時に前記搬送波と同じ周波数の基準信号を出力する基準信号手段と、
所定の時間幅以下の前記差周波パルス信号の有無を検出するパルス検出手段と、
前記中心周波数可変バンドパスフィルタの中心周波数を設定する設定信号を出力する中心周波数設定手段と、
検出開始信号により前記パルス検出手段を動作させ、また設定制御信号により前記周波数設定手段の設定信号を制御して、所定の時間幅以上の差周波パルス信号が得られる設定値の上限と下限に基づいて前記分周手段の発振周波数を前記基準信号の周波数に調整する自動調整制御処理部と、
を備えることを特徴とする請求項3に記載の受信器。 The frequency adjusting means is
Reference signal means for outputting a reference signal having the same frequency as that of the carrier wave during adjustment;
Pulse detection means for detecting the presence or absence of the difference frequency pulse signal having a predetermined time width or less;
Center frequency setting means for outputting a setting signal for setting the center frequency of the center frequency variable bandpass filter;
Based on an upper limit and a lower limit of a set value by which the pulse detecting means is operated by a detection start signal and the setting signal of the frequency setting means is controlled by a setting control signal to obtain a difference frequency pulse signal having a predetermined time width or more. An automatic adjustment control processing unit for adjusting the oscillation frequency of the frequency dividing means to the frequency of the reference signal;
The receiver according to claim 3, comprising:
前記設定値を記憶し、前記中心周波数設定手段に設定信号を出力する設定値記憶手段と、
所定の時間幅以上の差周波パルス信号が得られる設定値の下限を記憶する下限設定値記憶手段と、
所定の時間幅以上の差周波パルス信号が得られる設定値の上限を記憶する上限設定値記憶手段と、
設定値の上限と下限を平均した調整信号を前記設定記憶手段に出力する平均手段と、
前記設定値記憶手段の設定値を制御して、所定の時間幅以上の差周波パルス信号が得られる設定値の上限と下限を、それぞれ前記上限設定値記憶手段と下限設定値記憶手段に記憶させる制御を行うとともに、前記調整値を前記設定記憶手段に記憶させる制御を行う制御処理手段と、
を備えることを特徴とする請求項2〜4のいずれかに記載の受信器。 The automatic adjustment control means is
Setting value storage means for storing the setting value and outputting a setting signal to the center frequency setting means;
A lower limit set value storage means for storing a lower limit of a set value at which a difference frequency pulse signal having a predetermined time width or more is obtained;
Upper limit set value storage means for storing an upper limit of a set value at which a difference frequency pulse signal having a predetermined time width or more is obtained;
An averaging means for outputting an adjustment signal obtained by averaging upper and lower limits of the set value to the setting storage means;
By controlling the set value of the set value storage means, the upper limit set value storage means and the lower limit set value storage means respectively store the upper limit and lower limit of the set value at which a difference frequency pulse signal having a predetermined time width or more is obtained. Control processing means for performing control and storing the adjustment value in the setting storage means;
The receiver according to claim 2, further comprising:
設定記憶制御信号により前記設定値を順次切替えるとともに記憶し、前記中心周波数設定手段に設定信号を出力する設定値記憶手段と、
所定の時間幅以上の差周波パルス信号が得られる設定値の下限までは前記設定値記憶手段と同じ設定値を記憶し、所定の時間幅以上の差周波パルス信号が得られる設定値の下限から上限までの間の設定値を半分にして加算した調整値を前記設定記憶手段に出力する増加数可変カウンタ手段と、
前記設定値記憶手段の設定値を制御して、所定の時間幅以上の差周波パルス信号が得られる設定値の下限が得られるまでは前記増加数可変カウンタ手段に前記設定値記憶手段と同じ設定値を記憶させ、所定の時間幅以上の差周波パルス信号が得られる設定値の下限から上限までの間の設定値を半分にする増加数制御信号を出力するとともに、前記調整値を前記設定記憶手段に記憶させる制御を行う制御処理手段と、
を備えることを特徴とする請求項2〜4のいずれかに記載の受信器。 The automatic adjustment control means is
A set value storage means for sequentially switching and storing the set values in accordance with a setting storage control signal, and outputting a setting signal to the center frequency setting means,
The same set value as the setting value storage means is stored up to the lower limit of the set value at which a difference frequency pulse signal having a predetermined time width or more is obtained, and from the lower limit of the set value at which a difference frequency pulse signal having a predetermined time width or more is obtained. An increase number variable counter means for outputting an adjustment value obtained by halving the set value up to the upper limit to the setting storage means;
The same setting as the set value storage means is set in the increase number variable counter means until a set value lower limit is obtained by controlling the set value of the set value storage means to obtain a difference frequency pulse signal having a predetermined time width or more. The value is stored, and an increase control signal that halves the set value between the lower limit and the upper limit of the set value from which a difference frequency pulse signal with a predetermined time width or more is obtained is output, and the adjustment value is stored in the setting Control processing means for performing control to be stored in the means;
The receiver according to claim 2, further comprising:
所定の周波数の搬送波が前記情報で変調された受信信号から前記搬送波を再生するために逓倍し、逓倍された信号を通過させる逓倍・フィルタ手段と、
乗算器と分周した信号を通過させ中心周波数が制御可能な中心周波数可変バンドパスフィルタとを有し、前記逓倍された信号を分周することで搬送波を再生し、前記逓倍された信号が入力されていない場合には前記中心周波数可変バンドパスフィルタの中心周波数で設定できる発振周波数で発振する分周手段と、
調整時には前記分周手段の発振周波数を搬送波の周波数に調整し、監視時には前記分周手段の発振周波数と前記受信信号の搬送波の周波数を比較し監視する周波数監視・調整手段と、
監視時に前記受信信号と前記分周手段の出力信号から差周波パルス信号を生成し、受信時に前記受信信号と前記分周手段から出力された再生搬送波から情報に基づくデータを復調する復調データ再生手段と、
調整時と周波数監視時に前記逓倍・フィルタ手段と前記分周手段とを切断し、前記情報に基づくデータを復調する時には接続して前記分周手段から再生した搬送波を出力させる搬送波再生接続手段と、
を備えることを特徴とする受信器。 A receiver for receiving information by receiving an electric field based on information to be received induced in an electric field transmission medium,
Multiplication / filter means for multiplying a carrier wave of a predetermined frequency from the received signal modulated with the information to regenerate the carrier wave, and passing the multiplied signal;
It has a center frequency variable bandpass filter that allows the center frequency to be controlled by passing the frequency-divided signal and reproduces the carrier wave by frequency-dividing the frequency-multiplied signal, and the frequency-multiplied signal is input. Frequency dividing means that oscillates at an oscillation frequency that can be set at the center frequency of the center frequency variable bandpass filter if not,
A frequency monitoring / adjusting means for adjusting the oscillation frequency of the frequency dividing means to the frequency of the carrier wave during adjustment, and for comparing and monitoring the oscillation frequency of the frequency dividing means and the carrier wave frequency of the received signal during monitoring;
Demodulated data reproducing means for generating a difference frequency pulse signal from the received signal and the output signal of the frequency dividing means at the time of monitoring and demodulating data based on information from the received signal and the reproduced carrier wave output from the frequency dividing means at the time of reception When,
A carrier regeneration connecting means for disconnecting the multiplication / filter means and the frequency dividing means at the time of adjustment and at the time of frequency monitoring, and for connecting the data when demodulating data based on the information to output a carrier reproduced from the frequency dividing means;
A receiver comprising:
調整時に前記搬送波と同じ周波数の基準信号を出力する基準信号手段と、
前記分周手段の出力信号と前記基準信号との差周波を周波数とする差周波パルス信号を生成する差周波生成手段と、
前記差周波生成手段から出力される差周波パルス信号と前記復調データ再生手段から出力される差周波パルス信号を入力し、調整時には前記差周波生成手段から出力された差周波パルス信号を出力し、監視時には前記復調データ再生手段から出力された差周波パルス信号を出力する信号選択手段と、
所定の時間幅以下の前記差周波パルス信号の有無を検出するパルス検出手段と、
前記中心周波数可変バンドパスフィルタの中心周波数を設定する設定信号を出力する中心周波数設定手段と、
検出開始信号により前記パルス検出手段を動作させ、また設定制御信号により前記周波数設定手段の設定信号を制御して、所定の時間幅以上の差周波パルス信号が得られる設定値の上限と下限に基づいて前記分周手段の発振周波数を前記基準信号の周波数に調整する自動調整制御処理手段と、
を備えることを特徴とする請求項7に記載の受信器。 The frequency monitoring / adjusting means is
Reference signal means for outputting a reference signal having the same frequency as that of the carrier wave during adjustment;
Difference frequency generation means for generating a difference frequency pulse signal having a frequency difference between the output signal of the frequency dividing means and the reference signal;
Input the difference frequency pulse signal output from the difference frequency generation means and the difference frequency pulse signal output from the demodulated data reproduction means, and at the time of adjustment, output the difference frequency pulse signal output from the difference frequency generation means, A signal selecting means for outputting a difference frequency pulse signal outputted from the demodulated data reproducing means at the time of monitoring;
Pulse detection means for detecting the presence or absence of the difference frequency pulse signal having a predetermined time width or less;
Center frequency setting means for outputting a setting signal for setting the center frequency of the center frequency variable bandpass filter;
Based on an upper limit and a lower limit of a set value by which the pulse detecting means is operated by a detection start signal and the setting signal of the frequency setting means is controlled by a setting control signal to obtain a difference frequency pulse signal having a predetermined time width or more. Automatic adjustment control processing means for adjusting the oscillation frequency of the frequency dividing means to the frequency of the reference signal;
The receiver according to claim 7, comprising:
調整時には前記搬送波と同じ周波数の基準信号と前記分周手段の出力信号から差周波パルス信号を生成し、監視時に前記受信信号と前記分周手段の出力信号から差周波パルス信号を生成し、受信時に前記受信信号と前記分周手段から出力された再生搬送波から情報に基づくデータを復調する動作を行い、
前記周波数監視・調整手段が、調整時には、前記搬送波と同じ周波数の基準信号と前記分周手段の出力信号を前記復調データ再生手段に入力して得られる差周波パルス信号を使用して前記分周手段の発振周波数を搬送波の周波数に調整し、監視時には前記受信信号と前記分周手段の出力信号を前記復調データ再生手段に入力して得られる差周波パルス信号を比較し監視する動作を行い、
調整時に前記基準信号を前記復調データ再生手段に入力し、受信時には受信信号を前記復調データ再生手段に入力する復調・調整切替手段と、
調整時に前記分周部と逓倍・フィルタ手段を切断し、受信時に接続する復調接続手段と、
を備えることを特徴とする請求項7に記載の受信器。 The demodulated data reproducing means includes
At the time of adjustment, a difference frequency pulse signal is generated from a reference signal having the same frequency as the carrier wave and the output signal of the frequency divider, and at the time of monitoring, a difference frequency pulse signal is generated from the received signal and the output signal of the frequency divider. Sometimes the operation of demodulating data based on information from the received signal and the reproduced carrier wave output from the frequency dividing means,
The frequency monitoring / adjusting means uses the difference frequency pulse signal obtained by inputting the reference signal having the same frequency as the carrier wave and the output signal of the frequency dividing means to the demodulated data reproducing means during adjustment. Adjusting the oscillation frequency of the means to the frequency of the carrier wave, performing the operation of comparing and monitoring the difference frequency pulse signal obtained by inputting the received signal and the output signal of the frequency dividing means to the demodulated data reproducing means at the time of monitoring,
Demodulation / adjustment switching means for inputting the reference signal to the demodulated data reproducing means at the time of adjustment, and inputting a received signal to the demodulated data reproducing means at the time of reception;
Demodulation connection means for disconnecting the frequency dividing unit and the multiplication / filter means at the time of adjustment and connecting at the time of reception;
The receiver according to claim 7, comprising:
前記設定値を記憶し、前記中心周波数設定手段に設定信号を出力する設定値記憶手段と、
所定の時間幅以上の差周波パルス信号が得られる設定値の下限を記憶する下限設定値記憶手段と、
所定の時間幅以上の差周波パルス信号が得られる設定値の上限を記憶する上限設定値記憶手段と、
設定値の上限と下限を平均した調整信号を前記設定値記憶手段に出力する平均手段と、
調整時には前記設定値記憶手段の設定値を制御して、所定の時間幅以上の差周波パルス信号が得られる設定値の上限と下限を、それぞれ前記上限設定値記憶手段と下限設定値記憶手段に記憶させる制御を行うとともに、前記調整値を前記設定記憶手段に記憶させる制御を行い、受信時には前記パルス検出手段において所定の時間幅以下の差周波パルス信号が検出された場合に周波数エラー信号を出力する制御処理手段と、
を備えることを特徴とする請求項7〜9のいずれかに記載の受信器。 The automatic adjustment control means is
Setting value storage means for storing the setting value and outputting a setting signal to the center frequency setting means;
A lower limit set value storage means for storing a lower limit of a set value at which a difference frequency pulse signal having a predetermined time width or more is obtained;
Upper limit set value storage means for storing an upper limit of a set value at which a difference frequency pulse signal having a predetermined time width or more is obtained;
An averaging means for outputting an adjustment signal obtained by averaging upper and lower limits of the set value to the set value storage means;
At the time of adjustment, the set value of the set value storage means is controlled so that an upper limit and a lower limit of a set value at which a difference frequency pulse signal having a predetermined time width or more can be obtained are respectively stored in the upper limit set value storage means and the lower limit set value storage means. Control to store and control to store the adjustment value in the setting storage means, and when receiving, a frequency error signal is output when a difference frequency pulse signal having a predetermined time width or less is detected in the pulse detection means Control processing means for
The receiver according to claim 7, further comprising:
設定記憶制御信号により前記設定値を順次切替えるとともに記憶し、前記中心周波数設定手段に設定信号を出力する設定値記憶手段と、
前記検出終了信号が得られる設定値の下限までは前記設定値記憶手段と同じ設定値を記憶し、前記検出終了信号が得られる設定値の下限から上限までの間の設定値を半分にして加算した調整値を前記設定記憶手段に出力する増加数可変カウンタ手段と、
調整時には、前記設定値記憶手段の設定値を制御して、所定の時間幅以上の差周波パルス信号が得られる設定値の下限が得られるまでは前記増加数可変カウンタ手段に前記設定値記憶手段と同じ設定値を記憶させ、所定の時間幅以上の差周波パルス信号が得られる設定値の下限から上限までの間の設定値を半分にする増加数制御信号を出力するとともに、前記調整値を前記設定記憶手段に記憶させる制御を行い、受信時には前記パルス検出手段から前記検出終了信号が入力された場合に周波数エラー信号を出力する制御処理手段と、
を備えることを特徴とする請求項7〜9のいずれかに記載の受信器。 The automatic adjustment control means is
A set value storage means for sequentially switching and storing the set values in accordance with a setting storage control signal, and outputting a setting signal to the center frequency setting means,
Stores the same set value as the set value storage means until the lower limit of the set value at which the detection end signal is obtained, and halves the set value between the lower limit and the upper limit of the set value at which the detection end signal is obtained. An increased number variable counter means for outputting the adjusted value to the setting storage means;
At the time of adjustment, the set value storage means is controlled by the set value storage means until the lower limit of the set value for obtaining the difference frequency pulse signal having a predetermined time width or more is obtained. The same set value is stored, and an increase number control signal that halves the set value between the lower limit and the upper limit of the set value at which a difference frequency pulse signal having a predetermined time width or more is obtained, and the adjustment value is Control processing means for storing in the setting storage means, and a control processing means for outputting a frequency error signal when receiving the detection end signal from the pulse detection means at the time of reception;
The receiver according to claim 7, further comprising:
所定の時間を計時するタイマ手段を有し、
所定の時間内に前記差周波パルス信号の立上りと立下りの両方を検出して所定の時間幅以下の差周波パルス信号の有無を判定し、判定結果を示す信号を出力することを特徴とする請求項1〜11のいずれかに記載の受信器。 The pulse detection means is
Timer means for measuring a predetermined time,
Detecting both rising and falling of the difference frequency pulse signal within a predetermined time, determining the presence or absence of a difference frequency pulse signal having a predetermined time width or less, and outputting a signal indicating the determination result; The receiver according to claim 1.
前記差周波パルス信号の立上りまたは立下りを検出した際に一旦クリアし、再計時すること
を特徴とする請求項1〜12のいずれかに記載の受信器。 The time measurement of the timer means,
The receiver according to any one of claims 1 to 12, wherein when the rising or falling edge of the difference frequency pulse signal is detected, it is once cleared and re-timed.
前記分周手段の出力信号と前記基準信号の同相成分と直交成分の差周波を周波数とする差周波パルス信号をそれぞれ生成し、
前記同相成分と直交成分から生成したそれぞれの差周波パルス信号のパルス幅が所定の時間以上であるときに検出信号を出力し、所定の時間以下であるときには検出期間終了信号を出力するパルス検出手段と、
を備えることを特徴とする請求項1〜13のいずれかに記載の受信器。 The difference frequency generating means is
A difference frequency pulse signal having a frequency corresponding to a difference frequency between the in-phase component and the quadrature component of the output signal of the frequency dividing unit and the reference signal is generated,
Pulse detection means for outputting a detection signal when the pulse width of each difference frequency pulse signal generated from the in-phase component and the quadrature component is equal to or longer than a predetermined time, and outputting a detection period end signal when the pulse width is equal to or shorter than the predetermined time When,
The receiver according to claim 1, further comprising:
前記所定の周波数の搬送波で前記送信すべき情報を変調信号に変調して送信し、変調信号を出力する直前の所定期間にて搬送波のみを送信する送信器と、
を備えることを特徴とするトランシーバ。 A receiver according to any of claims 1 to 14;
A transmitter that modulates the information to be transmitted on a carrier wave of the predetermined frequency into a modulated signal and transmits only the carrier wave in a predetermined period immediately before outputting the modulated signal;
A transceiver comprising:
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