JP2009543441A - Resonant circuit tuning system using magnetic field combined with reactance element - Google Patents
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Abstract
同調のための共振回路同調システムおよび方法を提供する。共振回路同調システムは、LCR回路と、当該LCR回路と磁気的に結合したリアクタンス素子を備えてもよい。Resonant circuit tuning systems and methods for tuning are provided. The resonant circuit tuning system may include an LCR circuit and a reactance element that is magnetically coupled to the LCR circuit.
Description
本発明は、一般的には電子同調回路に関し、特にリアクタンス素子と結合した磁場を用いる同調システムに関する。 The present invention relates generally to electronic tuning circuits, and more particularly to tuning systems that use a magnetic field coupled to a reactance element.
磁場は、多くの電子システムの中で電子商品監視(Electronic Article Surveillance、EAS)、無線周波数識別(Radio Frequency Identification、RFID)、金属検出器、磁気画像システム、リモート・センシング、通信などのような様々な目的に使用される。これらの様々な電子システムでは、磁気コイルは送信機や受信機のどちらかとして使用される。送信機として、コイルは希望された感知する領域へ磁場を発射するために通常使用される。受信機として、コイルは、信号を受け取るためや、あるいはタグ、金属物などの存在を検知するために、ある領域に置かれる。 Magnetic fields are used in many electronic systems such as Electronic Article Surveillance (EAS), Radio Frequency Identification (RFID), metal detectors, magnetic imaging systems, remote sensing, communications, etc. Used for various purposes. In these various electronic systems, the magnetic coil is used as either a transmitter or a receiver. As a transmitter, the coil is typically used to launch a magnetic field to the desired sensing area. As a receiver, the coil is placed in an area to receive signals or to detect the presence of tags, metal objects, and the like.
特に、送信機の場合、磁場を生成する非常に効率的な方法は、送信周波数で送信機に低インピーダンスを提示する直列共振LCR回路の使用を含んでいる。送信機のアンテナからの高磁場レベルを達成するために、送信機がアンテナコイルに高電流を送ることは望ましい。したがって、高性能を達成するために、送信機からコイルに送られた電流を最大化することは望ましい。送信機から送られた電流を最大化する1つの方法は、高いQ値を備えたLCR回路を使用することである。これは、アンテナコイルのインダクタンスを増加させることにより、およびそのLCR回路の総直列抵抗の低減により遂行されてもよい。 Particularly in the case of a transmitter, a very efficient method of generating a magnetic field involves the use of a series resonant LCR circuit that presents a low impedance to the transmitter at the transmit frequency. In order to achieve a high magnetic field level from the transmitter antenna, it is desirable for the transmitter to send a high current to the antenna coil. Therefore, it is desirable to maximize the current sent from the transmitter to the coil to achieve high performance. One way to maximize the current sent from the transmitter is to use an LCR circuit with a high Q factor. This may be accomplished by increasing the inductance of the antenna coil and by reducing the total series resistance of the LCR circuit.
受信機の場合、並列の共振するLCR回路を形成するためにインダクター、コンデンサーおよび抵抗の並列の配置を使用する、異なるタイプの同調された共振回路が、典型的に使用される。この回路形式は、例えば、EASシステム、RFIDタグやRFIDアンテナの受信機の入力や、磁場の検知入力のような、共振におけるコイルのハイインピーダンスを必要とするアプリケーションにおいて使用される。磁気コイルを使用して、受信機アンテナで高感度を達成するために、受信機が受信機入力にハイインピーダンスを示し、またそれによって受信機入力に対して高電圧信号を送ることが望ましい。この高感度を達成する1つの方法は、アンテナを所望の周波数についてより敏感にするために、アンテナのQを増加させることである。直列LCR回路の場合でのように、より高い性能を利用するために高いQの LCR回路を有することは望ましい。 In the case of a receiver, different types of tuned resonant circuits are typically used that use a parallel arrangement of inductors, capacitors and resistors to form a parallel resonant LCR circuit. This circuit format is used, for example, in applications that require high impedance of the coil at resonance, such as EAS systems, RFID tag or RFID antenna receiver inputs, and magnetic field sensing inputs. In order to achieve high sensitivity at the receiver antenna using a magnetic coil, it is desirable for the receiver to exhibit a high impedance at the receiver input and thereby send a high voltage signal to the receiver input. One way to achieve this high sensitivity is to increase the Q of the antenna to make it more sensitive to the desired frequency. As in the case of series LCR circuits, it is desirable to have a high Q LCR circuit to take advantage of higher performance.
高いQ のLCR回路の使用に実用的な制限がある。多くの使用例では、LCR回路の共振周波数又は同調は、デザインの変化や、例えば扉枠、床、その他のような設置環境における変化、あるいは動作環境中の動的変化により理想と異なる。例えば、同調における設計公差変動は、アンテナコイルの組み立てでの変動や、共振コンデンサーの組み立てでの変動によって引き起こされ、それによってLCR回路のインダクタンスおよび抵抗が影響を受ける。これら組み立てでの変動は、同調と性能に影響する。さらに、いくつかのタイプのアンテナコイルでは、送信アンテナからの磁場を集中するか形成するか、あるいは受信機アンテナの感度を外部磁界に対して増加させるために、透磁性(permeable)の磁性材料を使用する。これらの材料の多くは透磁率と物質的損失に広い許容量を示す。更に、これらの材質性状は、動作する磁場のフラックス密度、運転温度、機械的ストレスなどの変化に応じて変わる。ある材料は、同様にシステムの寿命の間に時間とともに変わる。材料特性のこれら全ての変化は、LCR回路のインダクタンスと損失に影響し、そして同調と性能に影響する。 There are practical limitations to the use of high Q LCR circuits. In many applications, the resonant frequency or tuning of the LCR circuit will be different from ideal due to design changes, changes in the installation environment, such as door frames, floors, etc., or dynamic changes in the operating environment. For example, design tolerance variations in tuning are caused by variations in antenna coil assembly and resonant capacitor assembly, thereby affecting the inductance and resistance of the LCR circuit. These variations in assembly affect tuning and performance. In addition, some types of antenna coils use permeable magnetic material to concentrate or form the magnetic field from the transmitting antenna or to increase the sensitivity of the receiver antenna to external magnetic fields. use. Many of these materials have a wide tolerance for permeability and material loss. Furthermore, these material properties change according to changes in the flux density, operating temperature, mechanical stress, etc. of the operating magnetic field. Certain materials also change over time during the lifetime of the system. All these changes in material properties affect the inductance and loss of the LCR circuit and affect tuning and performance.
さらに、使用例の中には、アンテナコイルが、透磁性か導電性の材料であって、アンテナのまわりの磁場を変更するような材料の近くに取り付けられてもよいものもある。磁場を変更することは、コイルのインダクタンスおよびLCR回路の実効抵抗の両方を変更するかもしれず、それによって、LCR回路の同調および性能に影響する。他の使用例では、通常動作中に、アンテナの磁場が、アンテナの近くで移動する透磁性か導電性の材料によってダイナミックに変更されることがある。その結果、これはアンテナのインダクタンスか実効抵抗をダイナミックに変更させ、その結果として、LCR回路の同調および性能に影響する。さらに、いくつかの磁気的結合アンテナは、送信アンテナによって生成され、あるいは感知領域内の受信機アンテナによって検出された、磁場ベクトルの方向をダイナミックに変更するシステムによって使用されるかもしれない。このダイナミックな変化は、様々なアンテナコイル中の電流の相対的位相関係の変更により実現され、コイル間の相互インダクタンスまたは結合係数により、個々のアンテナのインダクタンスを変更するかもしれない。その結果、コイルの有効な共振周波数は、磁気的に結合したコイル中の電流の相対的位相の変化とともに、ダイナミックに変動する。 Further, in some applications, the antenna coil may be a magnetically permeable or conductive material that may be mounted near the material that changes the magnetic field around the antenna. Changing the magnetic field may change both the inductance of the coil and the effective resistance of the LCR circuit, thereby affecting the tuning and performance of the LCR circuit. In other use cases, during normal operation, the antenna's magnetic field may be dynamically altered by a permeable or conductive material moving near the antenna. As a result, this dynamically changes the inductance or effective resistance of the antenna and consequently affects the tuning and performance of the LCR circuit. In addition, some magnetically coupled antennas may be used by systems that dynamically change the direction of the magnetic field vector generated by the transmit antenna or detected by the receiver antenna in the sensing area. This dynamic change is realized by changing the relative phase relationship of the currents in the various antenna coils and may change the inductance of individual antennas due to the mutual inductance or coupling coefficient between the coils. As a result, the effective resonant frequency of the coil varies dynamically with changes in the relative phase of the current in the magnetically coupled coils.
したがって、アンテナLCR回路の高性能を達成する高Qアンテナの使用が必要であるか、望まれる。しかしながら、高Qアンテナは同調の問題を受けやすい。したがって、例えば動作環境の変化に応じて、LCR回路の同調あるいはQのいずれかを調整することが必要であるか、望まれる。例えば、ある妨害信号は、LCR回路に接続されたシステム、あるいは外部システム装置によって生成する。また、その妨害信号によって、アンテナ同調の変更、あるいはLCR回路のQを減少させる変更が必要となりえる。動作環境のこれらの変化に応答するように、同調や、LCR回路のQをダイナミックに調整する手段は、必要であり、または、望まれる。 Therefore, it is necessary or desirable to use a high-Q antenna that achieves the high performance of the antenna LCR circuit. However, high Q antennas are susceptible to tuning problems. Therefore, for example, it is necessary or desirable to adjust either the tuning of the LCR circuit or Q in response to changes in the operating environment. For example, a certain interference signal is generated by a system connected to the LCR circuit or an external system device. Also, depending on the interference signal, it may be necessary to change the antenna tuning or to reduce the Q of the LCR circuit. Means for tuning and dynamically adjusting the Q of the LCR circuit to respond to these changes in the operating environment are necessary or desirable.
LCRアンテナ回路を同調するような既知のシステムおよび方法は、典型的には、システムのコストを増加させて、同調に必要とされ、または、望まれるものを提供するのに、必ずしも満足とは限らない制御装置および他の部品を加えるものである。例えば、それはキャパシタ・バンクの実効キャパシタンスを調整するために、開閉されるようなスイッチに対して、並列または直列に配置された1セットのコンデンサーとして提供されるものである。しかしながら、LCR回路のQが増加すると、この方法では、微調整能力を備えるために、コンデンサーバンクに多くの同調コンデンサーおよび同調スイッチが必要とされる。さらに、LCR回路のQが増加すると、コンデンサーバンクで維持される電圧が増加するので、高電圧動作用として格付けられた、同調コンデンサーおよび同調スイッチ格付けが必要とされる。最後に、コンデンサーバンクが送信機と直列接続されているので、同調コンデンサーおよび同調スイッチは高電流を利用できる仕様である必要がある。したがって、LCR回路のQが増加すると、電圧と電流は同様に増加する。それは、同調コンデンサーおよび同調スイッチが、高電圧および高電流の動作用として格付けられることを要求する。 Known systems and methods, such as tuning LCR antenna circuits, are typically not always satisfactory for providing what is needed or desired for tuning, increasing the cost of the system. There are no controls and other parts to add. For example, it is provided as a set of capacitors arranged in parallel or in series with a switch that is opened and closed to adjust the effective capacitance of the capacitor bank. However, as the Q of the LCR circuit increases, this method requires more tuning capacitors and tuning switches in the capacitor bank to provide fine tuning capability. In addition, as the Q of the LCR circuit increases, the voltage maintained in the capacitor bank increases, so a tuning capacitor and tuning switch rating, rated for high voltage operation, is required. Finally, since the capacitor bank is connected in series with the transmitter, the tuning capacitor and tuning switch need to be able to take advantage of the high current. Therefore, as the Q of the LCR circuit increases, the voltage and current increase as well. It requires tuning capacitors and tuning switches to be rated for high voltage and high current operation.
さらに、インダクターの近くに位置する、1本以上の単一ループ巻線の存在によって、インダクターの磁場を減少させるような、LCR同調システムを提供することは、既知である。切替可能な可能な短絡されたターンは、インダクタンスを繊細に同調するように磁場を変えるために使用され、それは、コンデンサー同調バンク(capacitor tuning bank)の必要性をなくす。しかしながら、単一ループ巻線の各々を短絡させるためにスイッチを閉じると、インダクターの磁場だけを減少させることがあり、その結果として、インダクタンスを減少させる。これは、LCR回路の共振周波数が、当初のLCR周波数よりも高く調節することのみを可能にする。さらに、単一ループ巻線に引き起こされた電流は、スイッチの接合電圧と同様に限界のある伝導性を持った導体およびスイッチを通って流れる。多くの使用例では、誘導電流は、LCR回路のQを劇的に減少させるかもしれない。さらに、短絡させられたターンの中で流れる電流が主インダクタ巻線として反対方向で流れるので、有効磁場は低減され、また、使用例によっては、アンテナの性能が下がるかもしれない。 It is further known to provide an LCR tuning system that reduces the magnetic field of the inductor by the presence of one or more single loop windings located near the inductor. Switchable shorted turns are used to change the magnetic field to finely tune the inductance, which eliminates the need for a capacitor tuning bank. However, closing the switch to short each of the single loop windings may only reduce the inductor magnetic field, resulting in a decrease in inductance. This only allows the resonant frequency of the LCR circuit to be adjusted higher than the original LCR frequency. Furthermore, the current induced in the single loop winding flows through conductors and switches with limited conductivity as well as switch junction voltages. In many use cases, the induced current may dramatically reduce the Q of the LCR circuit. In addition, since the current flowing in the shorted turn flows in the opposite direction as the main inductor winding, the effective magnetic field is reduced and, depending on the use case, the antenna performance may be reduced.
したがって、既知の方法は、しばしばLCR回路QのQ値の減少、および、さらに有効磁場の減少に帰着する。これらの減少は、例えばシステムのアンテナの性能の低下のように、システムの性能の低下に帰着する。 Thus, the known methods often result in a decrease in the Q value of the LCR circuit Q, and even a decrease in the effective magnetic field. These reductions result in a decrease in system performance, for example, a decrease in system antenna performance.
ある実施例では、共振回路同調システムが、LCR回路と、当該LCR回路と磁気的に結合したリアクタンス素子とを備えるものとして提供される。 In one embodiment, a resonant circuit tuning system is provided that includes an LCR circuit and a reactance element that is magnetically coupled to the LCR circuit.
別の実施例では、電子商品監視(EAS)システムは、送信機と受信機の少なくとも一方と、当該送信機か当該受信機に接続された少なくとも1本のアンテナを備えるものとして提供される。EASシステムは、少なくとも1本のアンテナと同調するように構成された同調回路をさらに備えていてもよい。当該同調回路は、当該アンテナに磁気的に結合した少なくとも1つのリアクタンス素子を備えてもよい。 In another embodiment, an electronic merchandise monitoring (EAS) system is provided that includes at least one of a transmitter and a receiver, and at least one antenna connected to the transmitter or the receiver. The EAS system may further comprise a tuning circuit configured to tune with at least one antenna. The tuning circuit may comprise at least one reactance element that is magnetically coupled to the antenna.
さらに別の実施例では、LCR回路を同調する方法が提供される。その方法は、当該LCR回路のインダクターに磁気的にリアクタンス素子を結合し、当該リアクタンス素子を使用して当該LCR回路の共振周波数を制御することを備えてもよい。 In yet another embodiment, a method for tuning an LCR circuit is provided. The method may comprise coupling a reactance element magnetically to an inductor of the LCR circuit and using the reactance element to control a resonance frequency of the LCR circuit.
本発明を、他の対象物、目的、特徴および利点とともに、よりよく理解するため、以下図面と共に以下の発明の詳細な説明を参照するべきである。以下において、同じ参照番号は同じ部品を表わす。 For a better understanding of the present invention, together with other objects, objects, features and advantages, reference should be made to the following detailed description of the invention, taken in conjunction with the drawings in which: In the following, the same reference numerals represent the same parts.
本発明の説明を単純かつ容易にするために、本発明を、その様々な実施例に関連してここに記述する。しかしながら、当業者は、本発明の各実施例の特徴および利点が様々な態様で実施されてもよいことを認識すべきである。したがって、ここに記述された実施例は、本発明を制限するものではなく、具体例として述べられるものであることが、了解されるべきである。 To simplify and facilitate the description of the invention, the invention will now be described in connection with various embodiments thereof. However, one of ordinary skill in the art should appreciate that the features and advantages of each embodiment of the invention may be implemented in a variety of ways. Accordingly, it is to be understood that the embodiments described herein are set forth as specific examples rather than limiting the present invention.
本発明の様々な実施例は、1つ以上の磁気的に結合したリアクタンス素子および/または抵抗素子を使用して、LCR回路を同調させるシステムおよび方法を提供する。同調システムおよび方法は、例えば、コイルを送信機か受信機のいずれかとして使用する電子システムの中で、任意のタイプの電子システムに関連して用いられてもよい。本同調システムおよび方法は、さらに、例えば電子商品監視(EAS)、無線電波数識別(RFID)、金属検出器、磁気画像システム、リモート・センシング、コミュニケーション等のような、異なるタイプの応用例中で使用されてもよい。しかしながら、様々な実施例は、必要に応じて異なる電子装置を有する用途のための、別の応用において実施されてもよい。 Various embodiments of the present invention provide systems and methods for tuning an LCR circuit using one or more magnetically coupled reactance elements and / or resistance elements. The tuning system and method may be used in connection with any type of electronic system, for example, in an electronic system that uses a coil as either a transmitter or a receiver. The tuning system and method is further used in different types of applications such as electronic goods surveillance (EAS), radio frequency identification (RFID), metal detectors, magnetic imaging systems, remote sensing, communications, etc. May be used. However, various embodiments may be implemented in different applications for applications having different electronic devices as desired.
図1は、本発明の一実施例に従って構成された共振回路同調システム30を示し、磁気的に結合した巻線36と共にリアクタンス素子34に磁気的に結合したLCR回路32を備えている。LCR回路32は、EAS空中線ペデスタル(antenna pedestal)用のアンテナのように、例えば送信または受信アンテナとして、構成されてもよい。さらに、磁気的に結合した巻線36は、任意のタイプの磁気的に結合した素子、例えば任意のタイプの磁場結合した(magnetic field coupled)素子であってもよい。さらに、リアクタンス素子34は、例えば1つ以上の容量性素子および/または1つ以上のインダクティブ素子のように、リアクタンスを提供する任意のタイプの素子であればよい。
FIG. 1 illustrates a resonant
LCR回路は並列および/または直列回路かもしれないし、1つの実施例では、第2の容量性素子40およびインダクティブ素子42の並列の組合せに対して、直列に設けられた第1の容量性素子38を有していても良い。磁気的に結合した巻線36は、LCR回路32のインダクティブ素子42と磁気的に結合されるような、1つ以上のターンを有し、リアクタンス素子34は磁気的に結合した巻線36に接続する。
The LCR circuit may be a parallel and / or series circuit, and in one embodiment, a
容量性素子、インダクティブ素子、抵抗素子あるいは別の素子が、ここに言及される場合に、これらの素子は等価な素子を備えてもよいし、等価な素子で変更されてもよいし、等価な素子と交換されてもよい。例えば、容量性素子を有する実施例が示される場合、これは1つ以上のコンデンサーあるいはキャパシタンスを提供する素子を含んでもよい。同様に、例えば、インダクティブ素子を有する実施例が示される場合、これは1つ以上のインダクターあるいはインダクタンスを提供する素子を含んでもよい。また、同様に、例えば、抵抗素子を有する実施例が示される場合、これは1つ以上の抵抗器あるいは抵抗を提供する素子を含む。 Where a capacitive element, inductive element, resistive element or another element is mentioned herein, these elements may comprise equivalent elements, may be modified with equivalent elements, or may be equivalent It may be replaced with an element. For example, where an embodiment with capacitive elements is shown, this may include one or more capacitors or elements that provide capacitance. Similarly, for example, where an embodiment with inductive elements is shown, this may include one or more inductors or elements that provide inductance. Similarly, for example, where an embodiment is shown having a resistive element, this includes one or more resistors or elements that provide resistance.
共振回路同調システム30は、またスイッチ46によってリアクタンス素子34に接続されたコントローラー44を含んでもよい。コントローラー44はスイッチ46をコントロールするように構成され、そして特に、LCR回路32にリアクタンスの負荷をかけるために、オン状態(接続状態)とオフ状態(断線状態)の間で切り替えるように構成される。例えば、コントローラー44によるスイッチ46のスイッチングは、例えばオペレーターか使用者によってコントロールされるように、手動でもよく、あるいは、そのスイッチングは、例えばシステムコントローラかシステムプログラムによってコントロールされるように、自動的でもよい。スイッチ46は、例えばスイッチングトランジスタのように、任意の種類のスイッチング素子でもよい。
The resonant
共振回路同調システム30は、例えば送信機や受信機のような、通信装置48に接続されてもよく、またこれらを含んでいてもよい。動作中には、リアクタンス素子34、すなわち同調リアクタンスのスイッチングにより、LCR回路32にリアクタンスの負荷をかけると、LCR回路32の同調を調整する。LCR回路32に接続された通信装置48の同調も、これにより調整される。
The resonant
図2は、発明の別の実施例に従って構成された共振回路同調システム50を示す。この共振回路同調システム50は、例えば、磁気的に結合した巻線56経由で負荷をかけるコンデンサーのような、容量性素子54(C2)に磁気的に結合したLCR回路52を含む。LCR回路52は、容量性素子58(C1)、抵抗素子60(R1)およびインダクティブ素子62(L1)を有する直列配置で構成される。インダクティブ素子62は一次インダクタンスとも呼ばれ、容量性素子58は共振キャパシタンスとも呼ばれる。磁気的に結合した巻線56は、インダクティブ素子64(L2)と抵抗素子66(R2)を含む。磁気的に結合した巻線56のインダクティブ素子64は、結合係数kでLCR回路52のインダクティブ素子62に結合するもので、例えば、磁気的に結合している。LCR回路52は、また電圧源68(Vs)に接続される。
FIG. 2 shows a resonant
ここで、共振回路同調システム50の動作および操作特性を以下に記述する。この記述は、ここに記述された共振回路同調システムの別の様々な実施例に同様に適用することができる。特に、電圧源68におけるLCR回路52のインピーダンスは、方程式1に示される:
動作において、例えば、インダクティブ素子64のインダクタンスは、インダクティブ素子62のインダクタンスよりはるかに低い値を持つように選択されている。ここで、インダクティブ素子64は、1つの実施例においては、同調巻線である。容量性素子54は容量性素子58と同じ大きさをほぼ持つように選択され、そして、同調目的のコントローラー(図示せず)によって、例えば、同調の目的により必要に応じて、容量性素子52より大きな値や小さな値に、調節される。
In operation, for example, the inductance of the
同調巻線、すなわちインダクティブ素子64、が開回路の場合には、主巻線、すなわちインダクティブ素子62、の共振周波数は、直列巻線のリアクタンスがXseries =0の場合に生じる。それは、次の場合に生じる:
例として、典型的なアンテナ回路および同調巻線に関しては、容量性素子54は、抵抗素子66の抵抗およびインダクティブ素子62の誘導性リアクタンスの両方に対して、次のように優位を占める:
加えて、新しい共振周波数では、共振インピーダンスが次のようになる:
図3に示される別の実施例では、共振回路同調システム70は、図2に示される共振回路同調システム50と同様なものが示されており、従って、同一の参照数字は同一の構成要素を表している。共振回路同調システム50と異なり、容量性素子54はインダクティブ素子72(L3)と置換されてもよい。共振回路同調システム50に関して上述されたものと同様の解析技法を用いると、電圧源68でのインピーダンスは次のとおりとなる:
さらに、多くの応用例のために、次の仮定がなされる:
図4に示される別の実施例では、共振回路同調システム80は、図1に示される共振回路同調システム30と同様なものが示されており、従って、同一の参照数字は同一の構成要素を表している。共振回路同調システム30と異なり、リアクタンス素子34は複数のリアクタンス素子84と置換されている。
In another embodiment shown in FIG. 4, the resonant
コントローラー44は複数のスイッチ82をコントロールするように構成されており、特にLCR回路32にリアクタンスの負荷をかけるために、オン状態(接続状態)とオフ状態(断線状態)の間で切り替わるものである。そして、このスイッチ82は、リアクタンス素子84の各々に対応する。コントローラー44によるスイッチ82のスイッチングは、例えばオペレーターか使用者によってコントロールされるもので、手動でもよく、例えばシステムプログラムによってコントロールされるもので、自動的でもよい。
The
図5に示される別の実施例では、共振回路同調システム90は、図1に示される共振回路同調システム30と同様なものが示されており、従って、同一の参照数字は同一の構成要素を表している。共振回路同調システム30と異なり、リアクタンス素子34は複数のタップに接続されてもよい。特に、リアクタンス素子34は、磁気的に結合した巻線36へのリアクタンス素子34のタッピング(電線接続)を提供する複数のタップ82に接続される。このタッピングは、例えば、磁気的に結合した巻線36のアクティブ部分に含まれる磁気的に結合した巻線36の異なる巻数の選択や、巻線を選択することを可能にする。単一の巻線について、対応するスイッチング素子を有する1以上のタップ82が提供される。
In another embodiment shown in FIG. 5, the resonant
動作では、コントローラー44は、磁気的に結合した巻線36の一以上のタップ82にリアクタンス素子34を接続する。タップ82の各々は、LCR回路32に対するリアクタンス素子34の異なる結合を提供する。コントローラー44は、磁気的に結合した巻線36中の異なるタップ82にリアクタンス素子34を接続することにより、LCR回路32の同調を調整する。
In operation, the
図6に示される別の実施例では、共振回路同調システム100は、図1に示される共振回路同調システム30と同様なものが示されており、従って、同一の参照数字は同一の構成要素を表している。共振回路同調システム30と異なり、もう一つのリアクタンス素子102が設けられ、LCR回路32は磁気的に結合した巻線104によりリアクタンス素子102に磁気的に結合している。コントローラー44はスイッチ106経由でリアクタンス素子104に接続される。この実施例では、コントローラー44は、LCR回路32の同調を調整するために、スイッチ46とスイッチ106をコントロールするように構成される。さらに詳しくは、リアクタンス素子34およびリアクタンス素子102は、夫々磁気的に結合した巻線36および磁気的に結合した巻線104を介して、LCR回路32と磁気的に結合される。追加のリアクタンス素子が、同様のやり方で共振回路同調システム100に加えられてもよい。
In another embodiment shown in FIG. 6, the resonant
図7に示される別の実施例では、共振回路同調システム110は、図1に示される共振回路同調システム30と同様なものが示されており、従って、同一の参照数字は同一の構成要素を表している。共振回路同調システム30と異なり、共振回路同調システム110は、LCR回路32のインダクティブ素子42の巻線114に複数のタップ112を備え、また磁気的に結合した巻線36を備えていない。リアクタンス素子34は、インダクティブ素子42の巻線114に対するリアクタンス素子34のタッピングを提供する複数のタップ112に接続されてもよい。このタッピングは、例えば、異なる巻数の選択や、共振回路同調システム110のアクティブ部分に含まれるようにインダクティブ素子42の巻線114を選択することを可能にする。
In another embodiment shown in FIG. 7, the resonant
動作では、コントローラー44はインダクティブ素子42の一以上のタップ112にリアクタンス素子34を接続する。タップ112の各々は、LCR回路32に対してリアクタンス素子34の異なる結合を提供する。コントローラー44は、インダクティブ素子42の異なるタップ112にリアクタンス素子34を接続することにより、LCR回路32の同調を調整する。例として、磁気的にリアクタンス素子34を連結するために、例えばアンテナの巻線がこの実施例の中で用いられてもよい。
In operation, the
図8に示される別の実施例では、共振回路同調システム120は、図1に示される共振回路同調システム30と同様なものが示されており、従って、同一の参照数字は同一の構成要素を表している。この実施例では、リアクタンス素子は可変インダクター122のような、可変インダクティブ素子である。また、コントローラー44は、スイッチ46の動作をコントロールし、かつ可変インダクター122のインダクタンスを変えるように構成されている。例えば、別々の制御信号を提供する別々の制御線が含まれてもよい。動作では、コントローラー44は、LCR回路32の同調に可変の調節を提供するために、可変インダクター122の誘導性の値を調整する他に、可変インダクター122のオン状態(接続状態)とオフ状態(断線状態)の間で切り替えるように構成されてもよい。
In another embodiment shown in FIG. 8, the resonant
図9に示される別の実施例では、共振回路同調システム130は、図1に示される共振回路同調システム30と同様なものが示されており、従って、同一の参照数字は同一の構成要素を表している。この実施例では、リアクタンス素子は、バラクターと呼ばれる可変コンデンサー132のような可変容量性素子である。この実施例では、コントローラー44は、スイッチ46の動作をコントロールし、かつ可変コンデンサー132のキャパシタンスを変えるように構成されている。例えば、別々の制御信号を提供する別々の制御線が含まれてもよい。動作では、コントローラー44は、LCR回路32の同調に可変の調節を提供するために、可変コンデンサー132の容量性の値を調整する他に、可変コンデンサーのオン状態(接続状態)とオフ状態(断線状態)の間で切り替えるように構成されてもよい。
In another embodiment shown in FIG. 9, the resonant
図10に示される別の実施例では、共振回路同調システム140は、図9に示される共振回路同調システム130と同様なものが示されており、従って、同一の参照数字は同一の構成要素を表している。この実施例では、可変抵抗器142のような可変抵抗素子も提供される。この実施例では、コントローラー44は、スイッチ46の動作をコントロールし、かつ可変コンデンサー132のキャパシタンスおよび可変抵抗器142の抵抗を変えるように構成されている。例えば、別々の制御信号を提供する別々の制御線を有してもよい。動作では、コントローラー44は、可変コンデンサー132と可変抵抗器142のオン状態(接続状態)と、オフ状態(断線状態)の間で切り替えるように構成されている。また、可変コンデンサー132と可変抵抗器142は並列接続で提供されている。さらに、コントローラー44は、LCR回路32の同調に対して調整可能な調節を提供するために、可変コンデンサー132の容量性値、および可変抵抗器142の抵抗性の値を調整するように構成されている。具体的には、LCR回路32のQ、共振周波数あるいは両方が調整されてもよい。
In another embodiment shown in FIG. 10, the resonant
図11に示される別の実施例では、共振回路同調システム150は、図8に示される共振回路同調システム120と同様なものが示されており、従って、同一の参照数字は同一の構成要素を表している。この実施例では、可変抵抗器152のような可変抵抗素子も提供される。この実施例では、コントローラー44は、スイッチ46の動作をコントロールし、かつ可変インダクター122のインダクタンスおよび可変抵抗素子152の抵抗を変えるように構成されている。例えば、別々の制御信号を提供する別々の制御線を含む。動作では、コントローラー44は、可変インダクター122と可変抵抗器152のオン状態(接続状態)と、オフ状態(断線状態)の間で切り替えるように構成されてもよい。また、可変インダクター122と可変抵抗器152は並列接続で提供されている。さらに、コントローラー44は、LCR回路32の同調に対して調整可能な調節を提供するために、可変インダクター122のインダクタンスの値、および可変抵抗器152の抵抗性の値を調整するように構成されている。具体的には、LCR回路32のQ、共振周波数あるいは両方が調整されてもよい。
In another embodiment shown in FIG. 11, the resonant
したがって、発明の様々な実施例は、リアクタンス素子、インダクティブ素子および抵抗素子の1つ以上が、同調のためにLCR回路に磁気的につながれることを特徴とする共振回路同調システムを提供する。結合した要素は、LCR回路のQ、共振周波数あるいは両方の可変の調節を提供するために、調整可能とするのがよい。 Accordingly, various embodiments of the invention provide a resonant circuit tuning system characterized in that one or more of a reactance element, an inductive element, and a resistive element are magnetically coupled to an LCR circuit for tuning. The coupled elements should be adjustable to provide variable adjustment of the LCR circuit's Q, resonant frequency, or both.
発明の範囲から外れずに、本発明の変化および修正をなすことができることが理解されるであろう。また、発明の範囲は、特定の実施例に制限されるように解釈されるものではなく、上記開示を参照しつつ、添付された請求項に従って読むべきものと理解されるべきである。 It will be understood that variations and modifications of the present invention can be made without departing from the scope of the invention. Also, it should be understood that the scope of the invention should not be construed as limited to the particular embodiments, but should be read according to the appended claims, with reference to the above disclosure.
Claims (26)
当該LCR回路に磁気的に結合したリアクタンス素子と;
を備える共振回路同調システム。 With LCR circuit;
A reactance element magnetically coupled to the LCR circuit;
A resonant circuit tuning system comprising:
前記複数のタップは、前記LCR回路のインダクター巻線(inductor winding)に接続された;
請求項1に記載の共振回路同調システム。 A plurality of taps connecting the reactance element to at least one coil of the LCR circuit;
The plurality of taps were connected to an inductor winding of the LCR circuit;
The resonant circuit tuning system according to claim 1.
前記リアクタンス素子と前記抵抗素子を用いて、前記LCR回路の共振周波数とQ値の少なくとも1つをコントロールするように構成されたコントローラーと;
をさらに有する請求項1に記載の共振回路同調システム。 A resistive element magnetically coupled to the LCR circuit;
A controller configured to control at least one of a resonance frequency and a Q value of the LCR circuit using the reactance element and the resistance element;
The resonance circuit tuning system according to claim 1, further comprising:
少なくとも1台の送信機および受信機に接続された少なくとも1本のアンテナと;
前記少なくとも1本のアンテナと同調するように構成された同調回路と;
を備え、前記同調回路は前記アンテナに磁気的に結合した少なくとも1つのリアクタンス素子を有する電子商品監視(EAS)システム。 At least one of a transmitter and a receiver;
At least one antenna connected to at least one transmitter and receiver;
A tuning circuit configured to tune with the at least one antenna;
And wherein the tuning circuit has at least one reactance element magnetically coupled to the antenna.
前記LCR回路のインダクターにリアクタンス素子を磁気的に結合し;
前記リアクタンス素子を用いて、前記LCR回路の共振周波数をコントロールする;
工程を含むLCR回路同調方法。 A method of tuning an LCR circuit;
Magnetically coupling a reactance element to the inductor of the LCR circuit;
Controlling the resonant frequency of the LCR circuit using the reactance element;
LCR circuit tuning method including the steps.
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US9274075B2 (en) * | 2014-01-30 | 2016-03-01 | Mitsubishi Electric Research Laboratories, Inc. | Proximity sensor detecting metallic and non-metallic objects |
CN104821440B (en) * | 2015-04-30 | 2017-10-20 | 东莞电子科技大学电子信息工程研究院 | A kind of tuned antenna tuning methods |
US10119837B2 (en) * | 2016-07-06 | 2018-11-06 | Biosense Webster (Israel) Ltd. | Magnetic-field generating circuit for a tracking system |
CN110414087B (en) * | 2019-07-10 | 2023-01-24 | 北京华安中泰检测技术有限公司 | Electronic product service life evaluation method under multi-stress coupling effect |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0789455A1 (en) * | 1996-02-08 | 1997-08-13 | Ford Motor Company | A tuning circuit for a radio receiver |
JP2001344574A (en) * | 2000-05-30 | 2001-12-14 | Mitsubishi Materials Corp | Antenna device for interrogator |
JP2002325491A (en) * | 2002-03-07 | 2002-11-08 | Sharp Corp | Air conditioner |
JP2003528487A (en) * | 1999-12-15 | 2003-09-24 | シルス | Transponder reading device |
WO2006055709A1 (en) * | 2004-11-18 | 2006-05-26 | Sensormatic Electronics Corporation | Eas reader detecting eas function from rfid device |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4531117A (en) * | 1983-07-05 | 1985-07-23 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Variable frequency RF electronic surveillance system |
NO313976B1 (en) * | 2000-11-06 | 2003-01-06 | Helge Idar Karlsen | Device by antenna |
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Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0789455A1 (en) * | 1996-02-08 | 1997-08-13 | Ford Motor Company | A tuning circuit for a radio receiver |
JP2003528487A (en) * | 1999-12-15 | 2003-09-24 | シルス | Transponder reading device |
JP2001344574A (en) * | 2000-05-30 | 2001-12-14 | Mitsubishi Materials Corp | Antenna device for interrogator |
JP2002325491A (en) * | 2002-03-07 | 2002-11-08 | Sharp Corp | Air conditioner |
WO2006055709A1 (en) * | 2004-11-18 | 2006-05-26 | Sensormatic Electronics Corporation | Eas reader detecting eas function from rfid device |
JP2008521137A (en) * | 2004-11-18 | 2008-06-19 | センサーマティック・エレクトロニクス・コーポレーション | EAS reader for detecting EAS function from RFID device |
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