JP2018098650A - Reader/writer - Google Patents

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静也 上邨
忠晴 楠美
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忠晴 楠美
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To widen rating of a demodulation circuit that is applicable to a reader/writer.SOLUTION: A reader/writer 1 comprises: a carrier generation part 2; an antenna 6; a frequency setting part 3 for setting a frequency of a carrier signal that is generated by the carrier generation part 2; an amplifier 4; a carrier control part 5 which controls the frequency setting part 3; and a demodulation circuit 9. The demodulation circuit 9 includes an envelope detection part 7 and a converter 8 into which an analog signal from the envelope detection part 7 is input and which outputs a digital signal corresponding to the analog signal. When transmitting a carrier signal for power charge from the antenna 6 to a tag 10, the carrier control part 5 causes the frequency setting part 3 to divide the frequency of the carrier signal into multiple steps and increase the frequency of the carrier signal step by step, such that the frequency of the carrier signal is increased gradually to a specified frequency.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、タグとの間でデータ通信を行うリーダーライターに関し、特に搬送波信号の周波数を制御するための技術に関する。   The present invention relates to a reader / writer that performs data communication with a tag, and more particularly to a technique for controlling the frequency of a carrier signal.

リーダーライターには、例えば下記特許文献1に示されるように、通信対象とされるデータに応じて変調された搬送波信号をアンテナから送信するものが知られている。タグでは、この搬送波信号を受信して復調し、通信対象とされるデータを生成して保持する。また、このようなリーダーライターでは、例えば下記特許文献2に示されるように、タグからの副搬送波信号を受信して、受信した副搬送波信号から、通信対象とされるデータを復調する復調回路が設けられている。   As a reader / writer, for example, as shown in Patent Document 1 below, a reader / writer that transmits a carrier wave signal modulated according to data to be communicated from an antenna is known. The tag receives and demodulates this carrier wave signal, and generates and holds data to be communicated. Also, in such a reader / writer, for example, as shown in Patent Document 2 below, a demodulation circuit that receives a subcarrier signal from a tag and demodulates data to be communicated from the received subcarrier signal. Is provided.

特開2012−198872号公報JP 2012-198872 A 特許第3017757号公報Japanese Patent No. 3017757

ところで、上記各特許文献に示される従来のリーダーライターでは、一般的に、搬送波信号を送信した直後に発生する突入電流に基づいて発生する電圧を考慮して、これに耐え得る定格を有する復調回路を採用していた。このため、従来のリーダーライターでは、採用可能な復調回路が限定されたり、高価なものとなったりしていた。   By the way, in the conventional reader / writer shown in each of the above patent documents, in general, a demodulation circuit having a rating capable of withstanding the voltage generated based on the inrush current generated immediately after transmitting the carrier wave signal is considered. Was adopted. For this reason, in the conventional reader / writer, the demodulating circuits that can be employed are limited or expensive.

本発明は、上記の事情に鑑みなされたものであり、リーダーライターに適用可能な復調回路の定格の幅を拡げることを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to expand the rated range of a demodulator circuit applicable to a reader / writer.

本発明の一局面に係るリーダーライターは、タグとの間でデータ通信を行うリーダーライターであって、搬送波信号を生成する搬送波生成部と、前記タグに対し搬送波信号を送信するとともに、前記タグからの副搬送波信号を受信するアンテナと、前記搬送波生成部と前記アンテナとの間に設けられ、前記搬送波生成部で生成された搬送波信号の周波数を設定する周波数設定部と、前記周波数設定部を制御する制御部と、前記アンテナで受信された副搬送波信号を復調する復調回路と、を備え、前記復調回路は、前記アンテナから送信される搬送波信号及び前記アンテナで受信された副搬送波信号を受信信号として入力して、この受信信号の包絡線に対応するアナログ信号を出力する検波部と、前記検波部からのアナログ信号を入力して、このアナログ信号に対応するディジタル信号を出力する変換器と、を具備し、前記制御部は、前記アンテナから前記タグに電力チャージ用の搬送波信号を送信するときに、前記周波数設定部により、前記搬送波信号の周波数を、複数段階に分けて段階的に増大させることで、規定の周波数まで徐々に大きくさせるものである。   A reader / writer according to one aspect of the present invention is a reader / writer that performs data communication with a tag, and transmits a carrier signal to the tag, a carrier wave generation unit that generates a carrier wave signal, and from the tag An antenna for receiving the subcarrier signal, a frequency setting unit which is provided between the carrier generation unit and the antenna and sets the frequency of the carrier signal generated by the carrier generation unit, and controls the frequency setting unit And a demodulation circuit that demodulates a subcarrier signal received by the antenna, the demodulation circuit receiving a carrier signal transmitted from the antenna and a subcarrier signal received by the antenna. And a detector that outputs an analog signal corresponding to the envelope of the received signal, and an analog signal from the detector. A converter that outputs a digital signal corresponding to an analog signal, and the control unit transmits the carrier signal for power charging from the antenna to the tag by the frequency setting unit. This frequency is gradually increased to a specified frequency by increasing the frequency in stages in a plurality of stages.

本発明によれば、リーダーライターに適用可能な復調回路の定格の幅を拡げることができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the range of the rating of the demodulation circuit applicable to a reader / writer can be expanded.

本発明の一実施形態に係るリーダーライターの要部構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the principal part structure of the reader / writer which concerns on one Embodiment of this invention. (A)及び(B)は、本実施形態のリーダーライターにおける増幅後の搬送波信号及び突入電流に基づいて発生する電圧をそれぞれ示すタイミングチャートである。(A) And (B) is a timing chart which respectively shows the voltage which generate | occur | produces based on the carrier wave signal after amplification and the inrush current in the reader / writer of this embodiment. (A)及び(B)は、比較例における増幅後の搬送波信号及び突入電流に基づいて発生する電圧をそれぞれ示すタイミングチャートである。(A) And (B) is a timing chart which respectively shows the voltage which generate | occur | produces based on the carrier wave signal after amplification and the inrush current in a comparative example.

以下、本発明の一実施形態にかかるリーダーライターについて図面を参照して説明する。   Hereinafter, a reader / writer according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明の一実施形態に係るリーダーライターの要部構成を示すブロック図である。本実施形態のリーダーライター1は、パッシブ型のタグ10との間でデータ通信を行うものである。リーダーライター1は、通信対象とするデータ、又はタグ10の電力チャージに応じて搬送波信号を変調して、この変調された搬送波信号をタグ10に送信する。リーダーライター1は、タグ10から受信した副搬送波信号を復調して、通信対象とするデータを生成する。尚、リーダーライター1とタグ10とによって、RFID(Radio Frequency Identification)を用いた無線タグ通信システムが構築されている。   FIG. 1 is a block diagram showing a main configuration of a reader / writer according to an embodiment of the present invention. The reader / writer 1 of the present embodiment performs data communication with a passive tag 10. The reader / writer 1 modulates the carrier wave signal according to the data to be communicated or the power charge of the tag 10 and transmits the modulated carrier wave signal to the tag 10. The reader / writer 1 demodulates the subcarrier signal received from the tag 10 to generate data to be communicated. The reader / writer 1 and the tag 10 constitute a radio tag communication system using RFID (Radio Frequency Identification).

また、本実施形態のリーダーライター1は、例えばASK(Amplitude Shift Keying)変調を用いて、データ通信を行う。これにより、本実施形態では、在来の振幅変調などを用いたデータ通信を行う場合よりも、リーダーライター1の回路構成を簡略化することができる。   In addition, the reader / writer 1 of this embodiment performs data communication using, for example, ASK (Amplitude Shift Keying) modulation. Thereby, in this embodiment, the circuit configuration of the reader / writer 1 can be simplified as compared with the case where data communication using conventional amplitude modulation or the like is performed.

同様に、タグ10でも、通信対象とするデータに応じて副搬送波信号を変調して、この変調された副搬送波信号をリーダーライター1に送信し、リーダーライター1から受信した搬送波信号を復調して、データを生成する。   Similarly, the tag 10 also modulates the subcarrier signal in accordance with the data to be communicated, transmits the modulated subcarrier signal to the reader / writer 1, and demodulates the carrier signal received from the reader / writer 1. Generate data.

ここでは、副搬送波信号の周波数が搬送波信号の周波数とは異なるものとするが、副搬送波信号の周波数が搬送波信号の周波数と同一であっても、つまりリーダーライター1及びタグ10が同一周波数の搬送波信号を送受信しても構わない。   Here, although the frequency of the subcarrier signal is different from the frequency of the carrier signal, even if the frequency of the subcarrier signal is the same as the frequency of the carrier signal, that is, the reader / writer 1 and the tag 10 have the same frequency. You may send and receive signals.

図1に示すように、リーダーライター1は、搬送波生成部2、周波数設定部3、増幅器4、搬送波制御部5、アンテナ6、包絡線検波部7、変換器8、及び各コンデンサC1、C2等を備えて構成されている。リーダーライター1では、包絡線検波部7、変換器8、及びコンデンサC2により、アンテナ6で受信されたタグ10からの副搬送波信号を復調する復調回路9が構成されている。尚、変換器8は、オペアンプやコンパレータ―を適用可能である。また、増幅器4は、トランジスタ、インバーター、オペアンプ等が適用可能である。   As shown in FIG. 1, the reader / writer 1 includes a carrier generation unit 2, a frequency setting unit 3, an amplifier 4, a carrier control unit 5, an antenna 6, an envelope detection unit 7, a converter 8, and capacitors C1, C2, etc. It is configured with. In the reader / writer 1, the envelope detector 7, the converter 8, and the capacitor C <b> 2 constitute a demodulation circuit 9 that demodulates the subcarrier signal from the tag 10 received by the antenna 6. The converter 8 can be an operational amplifier or a comparator. The amplifier 4 can be a transistor, an inverter, an operational amplifier, or the like.

搬送波生成部2には、図略の発振回路が含まれている。搬送波生成部2は、予め定められた周波数(例えば、13.56MH以下)の搬送波信号を生成する。   The carrier wave generation unit 2 includes an oscillation circuit (not shown). The carrier wave generation unit 2 generates a carrier wave signal having a predetermined frequency (for example, 13.56 MH or less).

周波数設定部3は、搬送波制御部5から出力されてきた周波数レベル切替信号に従って、搬送波生成部2から入力した搬送波信号の周波数を複数段階に分けて増加させることで、搬送波信号の周波数を予め定められた規定の周波数に設定する。例えば、周波数設定部3は、2段階のレベルで搬送波信号の周波数レベルを変更する。周波数設定部3は、変更した後の搬送波信号を増幅器4に出力する。周波数設定部3は、搬送波制御部5から上記周波数レベル切替信号が入力される毎に、搬送波生成部2から入力した搬送波信号の周波数を、予め定められた値分だけ増大させる。周波数設定部3が設定する最大の周波数は、タグ10との通信に用いられる規定の周波数(例えば、13.56MHz)である。すなわち、周波数設定部3は、搬送波生成部2から入力した搬送波信号の周波数を、複数段階に分けて段階的に増大させることで、上記規定の周波数まで徐々に大きくする。   The frequency setting unit 3 determines the frequency of the carrier signal in advance by increasing the frequency of the carrier signal input from the carrier generation unit 2 in a plurality of stages according to the frequency level switching signal output from the carrier control unit 5. Set to the specified frequency. For example, the frequency setting unit 3 changes the frequency level of the carrier wave signal at two levels. The frequency setting unit 3 outputs the changed carrier wave signal to the amplifier 4. The frequency setting unit 3 increases the frequency of the carrier signal input from the carrier wave generation unit 2 by a predetermined value every time the frequency level switching signal is input from the carrier wave control unit 5. The maximum frequency set by the frequency setting unit 3 is a specified frequency (for example, 13.56 MHz) used for communication with the tag 10. That is, the frequency setting unit 3 gradually increases the frequency of the carrier wave signal input from the carrier wave generation unit 2 to the specified frequency by increasing the frequency in a plurality of stages.

増幅器4は、周波数設定部3から出力されてくる搬送波信号の振幅を増幅する。増幅器4は、搬送波制御部5からの指示信号に基づいて、オン状態またはオフ状態に切り替えられる。そして、オン状態に切り替えられたときには、増幅器4は搬送波信号の振幅を増幅して搬送波信号を出力し、オフ状態に切り替えられたときには、増幅器4は搬送波信号の振幅を増幅せずに搬送波信号を出力する。すなわち、増幅器4は、上記ASK変調を行うように構成されたものであり、当該増幅器4は、搬送波制御部5からの指示信号に従って、搬送波信号の振幅レベル(すなわち、搬送波信号の電圧レベル)をHレベル(Highレベル。タグ10の電力チャージ用の電圧レベル)またはLレベル(Lowレベル。通信対象とするデータに応じた変調を行う場合の各振幅レベルの総称)に増幅(変調)して出力する。   The amplifier 4 amplifies the amplitude of the carrier signal output from the frequency setting unit 3. The amplifier 4 is switched to an on state or an off state based on an instruction signal from the carrier wave control unit 5. When switched on, the amplifier 4 amplifies the amplitude of the carrier signal and outputs a carrier signal. When switched off, the amplifier 4 does not amplify the amplitude of the carrier signal. Output. That is, the amplifier 4 is configured to perform the ASK modulation, and the amplifier 4 sets the amplitude level of the carrier wave signal (that is, the voltage level of the carrier wave signal) in accordance with the instruction signal from the carrier wave control unit 5. Amplified (modulated) and output to H level (High level; voltage level for charging power of tag 10) or L level (Low level; generic name for each amplitude level when modulating according to data to be communicated) To do.

搬送波制御部5は、CPU(Central Processing Unit)、MPU、ASIC等のプロセッサーを用いて構成されており、周波数設定部3及び増幅器4の制御を行う。具体的にいえば、搬送波制御部5は、タグ10の電力チャージ用の搬送波信号の生成時に、上記周波数レベル切替信号を周波数設定部3に出力する。また、搬送波制御部5は、タグ10の電力チャージ用の搬送波信号を生成するか否かに応じて、増幅器4を上記オン状態またはオフ状態とする。すなわち、搬送波制御部5は、タグ10の電力チャージ用の搬送波信号を生成するか否かに応じて、増幅器4の増幅率を制御して、上記HレベルまたはLレベルの搬送波信号を増幅器4から出力させる。尚、この搬送波制御部5は、特許請求の範囲における、制御部の一例である。   The carrier wave control unit 5 is configured using a processor such as a CPU (Central Processing Unit), an MPU, and an ASIC, and controls the frequency setting unit 3 and the amplifier 4. Specifically, the carrier wave control unit 5 outputs the frequency level switching signal to the frequency setting unit 3 when generating a carrier signal for charging the power of the tag 10. The carrier wave control unit 5 sets the amplifier 4 in the on state or the off state depending on whether or not to generate a carrier signal for charging the power of the tag 10. That is, the carrier wave control unit 5 controls the amplification factor of the amplifier 4 in accordance with whether or not to generate a carrier signal for charging the power of the tag 10, so that the H level or L level carrier signal is output from the amplifier 4. Output. The carrier wave control unit 5 is an example of a control unit in the claims.

アンテナ6は、送受信兼用であり、タグ10に対して増幅器4により増幅された搬送波信号を送信するとともに、タグ10からの副搬送波信号を受信する。   The antenna 6 is used for both transmission and reception, and transmits the carrier wave signal amplified by the amplifier 4 to the tag 10 and receives the subcarrier signal from the tag 10.

増幅器4から出力されてアンテナ6から送信される搬送波信号及びアンテナ6で受信された副搬送波信号は、コンデンサC1を介して包絡線検波部7に入力される。包絡線検波部7は、倍電圧回路を用いて構成され、搬送波信号及び副搬送波信号を受信信号として入力して、この受信信号の包絡線を抽出し、この包絡線に対応するアナログ信号を出力する。   The carrier signal output from the amplifier 4 and transmitted from the antenna 6 and the subcarrier signal received by the antenna 6 are input to the envelope detector 7 via the capacitor C1. The envelope detector 7 is configured by using a voltage doubler circuit, inputs a carrier wave signal and a subcarrier signal as a received signal, extracts an envelope of the received signal, and outputs an analog signal corresponding to the envelope To do.

包絡線検波部7から出力された包絡線に対応するアナログ信号の高周波成分(包絡線の立ち上がり及び立下りに対応する信号)は、コンデンサC2を通じて変換器8に加えられる。変換器8の一対の入力端子には、その包絡線の立ち上がり及び立下りに対応する信号及び分圧によるDCオフセット電圧vfが加えられ、変換器8の出力端子からは、包絡線に対応するディジタル信号が出力される。尚、この包絡線検波部7は、特許請求の範囲における、検波部の一例である。   The high frequency component of the analog signal corresponding to the envelope output from the envelope detector 7 (signal corresponding to the rising and falling of the envelope) is applied to the converter 8 through the capacitor C2. A pair of input terminals of the converter 8 is applied with a signal corresponding to the rise and fall of the envelope and a DC offset voltage vf due to voltage division, and from the output terminal of the converter 8 a digital corresponding to the envelope. A signal is output. The envelope detector 7 is an example of a detector in the claims.

タグ10は、メモリー31と、交信制御部32と、アンテナ33とを備える。
メモリー31には、リーダーライター1からの搬送波信号を復調して得られたデータ等が記憶される。交信制御部32は、リーダーライター1との間での交信を制御する。アンテナ33は、リーダーライター1との間で搬送波及び副搬送波の送受信による情報送受信を行う。
The tag 10 includes a memory 31, a communication control unit 32, and an antenna 33.
The memory 31 stores data obtained by demodulating the carrier wave signal from the reader / writer 1. The communication control unit 32 controls communication with the reader / writer 1. The antenna 33 transmits / receives information to / from the reader / writer 1 by transmitting / receiving carrier waves and subcarriers.

ここで、リーダーライター1では、リーダーライター1とタグ10の間のデータ通信の開始時に、搬送波制御部5が、増幅器4をオフ状態からオン状態に切り替える。これにより、増幅器4から、Hレベルの振幅を有する搬送波信号がタグ10の電力チャージ用の搬送波信号として出力される。このHレベルの振幅を有する搬送波信号は、アンテナ6からタグ10に対して送信される。この搬送波信号(電波)は、タグ10のアンテナ33で受信されて、この搬送波信号の電力によりタグ10がプリチャージ(電力チャージ)され、タグ10が動作可能な状態となる。   Here, in the reader / writer 1, at the start of data communication between the reader / writer 1 and the tag 10, the carrier wave control unit 5 switches the amplifier 4 from the off state to the on state. As a result, a carrier signal having an H level amplitude is output from the amplifier 4 as a carrier signal for charging the power of the tag 10. The carrier wave signal having the amplitude of H level is transmitted from the antenna 6 to the tag 10. The carrier wave signal (radio wave) is received by the antenna 33 of the tag 10, and the tag 10 is precharged (power charged) by the power of the carrier wave signal, so that the tag 10 becomes operable.

リーダーライター1では、搬送波制御部5が、タグ10の電力チャージ用の搬送波信号を生成するか否かに応じて、増幅器4の増幅率を制御して、増幅器4から出力される搬送波信号の振幅レベルをHレベルまたはLレベルに変調する。この変調された搬送波信号がアンテナ6から送信される。タグ10では、Hレベルの振幅を有する搬送波信号(電波)がアンテナで受信された場合には、電力チャージを行い、Lレベルの振幅を有する搬送波信号(電波)がアンテナで受信された場合には、当該搬送波信号が復調され、通信対象とされるデータを示すディジタル信号が生成され、メモリー31に記憶される。   In the reader / writer 1, the carrier wave control unit 5 controls the amplification factor of the amplifier 4 according to whether or not the carrier signal for power charging of the tag 10 is generated, and the amplitude of the carrier wave signal output from the amplifier 4. Modulate the level to H level or L level. This modulated carrier wave signal is transmitted from the antenna 6. In the tag 10, when a carrier wave signal (radio wave) having an H level amplitude is received by the antenna, power charging is performed. When a carrier wave signal (radio wave) having an L level amplitude is received by the antenna, The carrier signal is demodulated, and a digital signal indicating data to be communicated is generated and stored in the memory 31.

すなわち、リーダーライター1では、タグ10からのデータを受信する期間においては、搬送波制御部5が増幅器4から、例えばLレベルの搬送波信号を出力させ、このLレベルの搬送波信号がアンテナ6から送信される。タグ10では、当該タグ10側のアンテナでの搬送波信号(電波)の反射、当該アンテナの負荷制御等により、リーダーライター1に対して送信すべきデータに応じて変調された副搬送波信号が生成され、この副搬送波信号がアンテナ33からリーダーライター1に送信される。   That is, in the reader / writer 1, during the period of receiving data from the tag 10, the carrier wave control unit 5 outputs, for example, an L level carrier signal from the amplifier 4, and this L level carrier signal is transmitted from the antenna 6. The In the tag 10, a subcarrier signal modulated according to data to be transmitted to the reader / writer 1 is generated by reflection of a carrier wave signal (radio wave) at the antenna on the tag 10 side, load control of the antenna, and the like. The subcarrier signal is transmitted from the antenna 33 to the reader / writer 1.

リーダーライター1では、増幅器4から出力されたLレベルの搬送波信号及びタグ10で変調されてアンテナ6で受信された副搬送波信号が、コンデンサC1を介して包絡線検波部7に入力される。包絡線検波部7は、これらの搬送波信号及び副搬送波信号を受信信号として入力し、この受信信号の包絡線を抽出して、この包絡線に対応するアナログ信号を出力する。このとき、増幅器4から出力された搬送波信号がLレベルであり、アンテナ6で受信された副搬送波信号が変調されているので、その包絡線がアンテナ6で受信された副搬送波信号のレベル変化に対応するものとなる。そして、この包絡線に対応するアナログ信号の高周波成分、つまり副搬送波信号の包絡線の立ち上がり及び立下りに対応する信号が、コンデンサC2を通じて変換器8に加えられる。これにより、変換器8の出力端子からは、タグ10からのデータを示すディジタル信号が出力される。   In the reader / writer 1, the L level carrier signal output from the amplifier 4 and the subcarrier signal modulated by the tag 10 and received by the antenna 6 are input to the envelope detector 7 via the capacitor C 1. The envelope detector 7 receives these carrier signals and subcarrier signals as received signals, extracts the envelope of the received signals, and outputs an analog signal corresponding to the envelope. At this time, the carrier signal output from the amplifier 4 is at L level, and the subcarrier signal received by the antenna 6 is modulated, so that the envelope changes the level of the subcarrier signal received by the antenna 6. It will be corresponding. Then, a high-frequency component of the analog signal corresponding to the envelope, that is, a signal corresponding to the rising and falling of the envelope of the subcarrier signal is applied to the converter 8 through the capacitor C2. Thus, a digital signal indicating data from the tag 10 is output from the output terminal of the converter 8.

ここで、タグ10の電力チャージ時に、増幅器4がオフ状態からオン状態に切り替えられて、アンテナ6から振幅がHレベルの搬送波信号の送信(出力)が開始されたときには、増幅器4の出力が0から急激に立ち上がるため、増幅器4の出力の立ち上がりに対応して突入電流が発生し、この突入電流を要因として発生する電圧がコンデンサC2を通じて変換器8に加わる。   Here, when the power of the tag 10 is charged, when the amplifier 4 is switched from the off state to the on state and the transmission (output) of the carrier wave signal having the amplitude H level from the antenna 6 is started, the output of the amplifier 4 is 0. Therefore, an inrush current is generated corresponding to the rise of the output of the amplifier 4, and a voltage generated due to the inrush current is applied to the converter 8 through the capacitor C2.

そこで、リーダーライター1では、搬送波制御部5が、アンテナ6からタグ10に電力チャージ用の搬送波信号を送信するときに、周波数設定部3により、搬送波信号の周波数を、複数段階に分けて段階的に増大させて、規定の周波数まで徐々に大きくするようにする。本実施形態では、周波数設定部3は、搬送波生成部2からの搬送波信号の周波数を2段階で増大させて規定の周波数まで大きくする。   Therefore, in the reader / writer 1, when the carrier wave control unit 5 transmits the carrier signal for power charging from the antenna 6 to the tag 10, the frequency setting unit 3 divides the frequency of the carrier signal into a plurality of stages. And gradually increase to a specified frequency. In the present embodiment, the frequency setting unit 3 increases the frequency of the carrier signal from the carrier wave generation unit 2 in two steps to increase it to a prescribed frequency.

例えば、図2(A)に示すように、リーダーライター1では、増幅器4をオフ状態にしている時点t0から、増幅器4をオン状態にする時点t1までの間においては、搬送波信号の振幅は増幅されていないため、突入電流は発生しない。   For example, as shown in FIG. 2A, in the reader / writer 1, the amplitude of the carrier wave signal is amplified from the time t0 when the amplifier 4 is turned off to the time t1 when the amplifier 4 is turned on. Inrush current is not generated.

そして、搬送波制御部5は、上記時点t1から上記周波数レベル切替信号が周波数設定部3に出力される時点t2までの間においては、周波数設定部3に、周波数レベル切替信号を送り、搬送波生成部2からの搬送波信号h1の周波数f1(図2(A))を、上記既定の周波数よりも小さい予め定められた周波数に変更させる。周波数設定部3は、当該周波数変更後の搬送波信号h1を増幅器4に出力する。   Then, the carrier wave control unit 5 sends the frequency level switching signal to the frequency setting unit 3 from the time point t1 to the time point t2 when the frequency level switching signal is output to the frequency setting unit 3, and the carrier wave generation unit The frequency f1 (FIG. 2A) of the carrier signal h1 from 2 is changed to a predetermined frequency smaller than the predetermined frequency. The frequency setting unit 3 outputs the carrier signal h1 after the frequency change to the amplifier 4.

さらに時間が経過して時間が時点t2になると、この時点で搬送波制御部5は、周波数設定部3に対して更に周波数レベル切替信号を送る。この周波数レベル切替信号に従って、周波数設定部3は、搬送波信号h1の周波数f1を、上記既定の周波数である周波数f2(図2(A))に変更する。周波数設定部3は、当該周波数変更後の搬送波信号h2を増幅器4に出力する。   When the time further elapses and time t2 is reached, the carrier wave control unit 5 further sends a frequency level switching signal to the frequency setting unit 3 at this time. In accordance with this frequency level switching signal, the frequency setting unit 3 changes the frequency f1 of the carrier wave signal h1 to the frequency f2 (FIG. 2A) which is the predetermined frequency. The frequency setting unit 3 outputs the carrier signal h2 after the frequency change to the amplifier 4.

ここで、周波数f1は規定の周波数f2よりも小さいので、搬送波信号h1の周波数レベルが搬送波信号h2の周波数レベルよりも低い。つまり、復調回路9では、時点t1から時点t2の間において、コンデンサC1を介して増幅器4から入力される単位時間当たりの搬送波信号の入力数が、時点t2の以降での入力数よりも低減されたものとなる。このため、図2(B)に示すように、時点t1での搬送波信号h1の立ち上がり時に変換器8に加わる突入電流に基づいて発生する電圧v1が急峻になることが回避され、当該電圧v1は低く抑えられる。   Here, since the frequency f1 is smaller than the prescribed frequency f2, the frequency level of the carrier wave signal h1 is lower than the frequency level of the carrier wave signal h2. That is, in the demodulation circuit 9, the number of carrier signal inputs per unit time input from the amplifier 4 via the capacitor C1 is reduced from the number of inputs after time t2 between time t1 and time t2. It will be. Therefore, as shown in FIG. 2B, the voltage v1 generated based on the inrush current applied to the converter 8 at the rising edge of the carrier signal h1 at the time point t1 is avoided from being steep, and the voltage v1 is It can be kept low.

また、時点t2での搬送波信号h2の立ち上がり幅は、搬送波信号h1のレベルと搬送波信号h2のレベルとの差分に対応するものとなって小さく抑えられるため、時点t2での搬送波信号h2の立ち上がり時にも変換器8に加わる、突入電流に基づいて発生する電圧v2が低く抑えられる。更に、時点t1から時点t2までの間に突入電流に基づいて発生する電圧v1が低下するので、時点t2で突入電流に基づいて発生する電圧v2がその低下した突入電流に基づいて発生する電圧v1に重畳しても、重畳してなる突入電流に基づいて発生する電圧が変換器8の定格電圧vdを超えないようにすることが可能になる。すなわち、増幅器4をHレベルとして搬送波信号の電圧レベルを大きくしても、このように段階的に周波数を上げていくことで、突入電流に基づいて発生する電圧が、変換器8の定格電圧vdを超えるのを防ぐことが可能になる。   Further, the rising width of the carrier wave signal h2 at the time point t2 corresponds to the difference between the level of the carrier wave signal h1 and the level of the carrier wave signal h2. Also, the voltage v2 generated on the basis of the inrush current applied to the converter 8 is suppressed to a low level. Furthermore, since the voltage v1 generated based on the inrush current decreases from the time point t1 to the time point t2, the voltage v2 generated based on the inrush current at the time point t2 is generated based on the reduced inrush current. Even if it is superimposed, the voltage generated based on the inrush current that is superimposed can be prevented from exceeding the rated voltage vd of the converter 8. That is, even if the voltage level of the carrier wave signal is increased by setting the amplifier 4 to the H level, the voltage generated based on the inrush current is increased by the stepwise increase in frequency in this way, so that the rated voltage vd of the converter 8 is increased. It becomes possible to prevent exceeding.

このように、本実施形態のリーダーライター1では、搬送波信号を出力する際に復調回路9内で発生する、突入電流に基づいて発生する電圧の最高値を抑制することができるので、当該復調回路9内に、突入電流に基づいて発生する電圧を抑制するために抑制部品(コンデンサや抵抗等)を別途設けたり、定格電圧vdの大きい高価な変換器を使用したりする必要がなく、復調回路9の回路構成を簡略化しつつ、そのコストを低減して安価な復調回路9を構成することが可能になる。すなわち、本実施形態によれば、リーダーライター1に適用可能な復調回路9の定格の幅を拡げることができる。   As described above, in the reader / writer 1 of the present embodiment, the maximum value of the voltage generated based on the inrush current generated in the demodulation circuit 9 when the carrier wave signal is output can be suppressed. 9, it is not necessary to separately provide suppression components (capacitors, resistors, etc.) in order to suppress the voltage generated based on the inrush current, or to use an expensive converter with a large rated voltage vd. 9 can be simplified, and the cost can be reduced and an inexpensive demodulator circuit 9 can be configured. That is, according to this embodiment, the rated range of the demodulation circuit 9 applicable to the reader / writer 1 can be expanded.

図3(A)及び(B)は、比較例としての一般的なリーダーライターにおける増幅後の搬送波信号及び突入電流に基づいて発生する電圧をそれぞれ示すタイミングチャートである。図3(A)に示すように、上記のような周波数設定部3を有しない一般的なリーダーライターでは、既定の周波数f2の搬送波信号が搬送波生成部から増幅器に直接的に出力されて、復調回路に入力されるので、増幅器をオン状態とした時点t1においては、突入電流に基づいて発生する電圧v3が急峻なものとなるため、変換器8の定格電圧vdとして、当該急峻に値が上昇した突入電流に基づく電圧に耐え得る定格が求められる。これに対して、上記実施形態によれば、タグ10に電力チャージ用の搬送波信号を送信する際における、増幅器4による搬送波信号の振幅増幅時には、周波数を2段階に分けて固定の周波数まで増加させるので、突入電流が発生してもその値は比較例よりも低減されるため、復調回路9として適用可能な変換器8の定格の幅が拡がる。   3A and 3B are timing charts showing voltages generated based on the amplified carrier wave signal and the inrush current in a general reader / writer as a comparative example. As shown in FIG. 3A, in a general reader / writer that does not have the frequency setting unit 3 as described above, a carrier wave signal having a predetermined frequency f2 is directly output from the carrier wave generation unit to the amplifier and demodulated. Since the voltage is input to the circuit, the voltage v3 generated based on the inrush current becomes steep at the time point t1 when the amplifier is turned on. Therefore, the value suddenly increases as the rated voltage vd of the converter 8. A rating that can withstand the voltage based on the inrush current is required. On the other hand, according to the above-described embodiment, when the carrier wave signal is amplified by the amplifier 4 when transmitting the carrier signal for power charging to the tag 10, the frequency is divided into two stages and increased to a fixed frequency. Therefore, even if an inrush current occurs, the value thereof is reduced as compared with the comparative example, so that the rated width of the converter 8 applicable as the demodulation circuit 9 is expanded.

なお、本実施形態では、周波数設定部3が搬送波信号の周波数を2段階で大きくしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、増幅器に出力される搬送波信号の周波数を規定の周波数まで徐々に大きくさせるものであれば何等限定されない。   In the present embodiment, the frequency setting unit 3 increases the frequency of the carrier signal in two stages. However, the present invention is not limited to this, and the frequency of the carrier signal output to the amplifier is defined. There is no limitation as long as the frequency is gradually increased to the frequency.

また、上記の説明では、搬送波制御部(制御部)が周波数設定部と増幅器とを制御する構成について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば互いに異なる2つの制御部を設けて、これら2つの制御部を用いて、周波数設定部と増幅器とを互いに独立して制御する構成でもよい。   In the above description, the configuration in which the carrier wave control unit (control unit) controls the frequency setting unit and the amplifier has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, two different control units are provided. A configuration may be provided in which the frequency setting unit and the amplifier are controlled independently of each other using these two control units.

また、上記の説明では、ASK変調を用いたデータ通信を行う構成について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば増幅器での増幅率をHレベル及びLレベル以外の3段階以上に変化させて、搬送波信号を変調する在来の振幅変調を用いたデータ通信を行う構成でもよい。   In the above description, the configuration for performing data communication using ASK modulation has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, the amplification factor of the amplifier is set in three stages other than H level and L level. A configuration in which data communication using conventional amplitude modulation for modulating a carrier wave signal is performed by changing as described above may be used.

また、図1乃至図3を用いて説明した構成及び処理は、本発明の一実施形態に過ぎず、本発明を当該構成及び処理に限定する趣旨ではない。   Moreover, the structure and process demonstrated using FIG. 1 thru | or FIG. 3 are only one Embodiment of this invention, and are not the meaning which limits this invention to the said structure and process.

1 リーダーライター
2 搬送波生成部
3 周波数設定部
4 増幅器
5 搬送波制御部(制御部)
6 アンテナ
7 包絡線検波部(検波部)
8 変換器
9 復調回路
10 タグ
1 Reader / Writer 2 Carrier Generation Unit 3 Frequency Setting Unit 4 Amplifier 5 Carrier Control Unit (Control Unit)
6 Antenna 7 Envelope detector (detector)
8 Converter 9 Demodulator 10 Tag

Claims (1)

タグとの間でデータ通信を行うリーダーライターであって、
搬送波信号を生成する搬送波生成部と、
前記タグに対し搬送波信号を送信するとともに、前記タグからの副搬送波信号を受信するアンテナと、
前記搬送波生成部と前記アンテナとの間に設けられ、前記搬送波生成部で生成された搬送波信号の周波数を設定する周波数設定部と、
前記周波数設定部を制御する制御部と、
前記アンテナで受信された副搬送波信号を復調する復調回路と、を備え、
前記復調回路は、
前記アンテナから送信される搬送波信号及び前記アンテナで受信された副搬送波信号を受信信号として入力して、この受信信号の包絡線に対応するアナログ信号を出力する検波部と、
前記検波部からのアナログ信号を入力して、このアナログ信号に対応するディジタル信号を出力する変換器と、を具備し、
前記制御部は、前記アンテナから前記タグに電力チャージ用の搬送波信号を送信するときに、前記周波数設定部により、前記搬送波信号の周波数を、複数段階に分けて段階的に増大させることで、規定の周波数まで徐々に大きくさせるリーダーライター。
A reader / writer that communicates data with tags,
A carrier generation unit for generating a carrier signal;
An antenna for transmitting a carrier signal to the tag and receiving a subcarrier signal from the tag;
A frequency setting unit that is provided between the carrier generation unit and the antenna and sets a frequency of a carrier signal generated by the carrier generation unit;
A control unit for controlling the frequency setting unit;
A demodulation circuit for demodulating a subcarrier signal received by the antenna,
The demodulation circuit includes:
A detector that inputs a carrier signal transmitted from the antenna and a subcarrier signal received by the antenna as a received signal, and outputs an analog signal corresponding to an envelope of the received signal;
A converter that inputs an analog signal from the detector and outputs a digital signal corresponding to the analog signal;
When the control unit transmits a carrier signal for power charging from the antenna to the tag, the frequency setting unit divides the frequency of the carrier signal into a plurality of stages and increases the frequency step by step. Reader writer that gradually increases to the frequency of.
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