JP2702602B2 - 電磁誘導結合を用いたインタフェース回路 - Google Patents
電磁誘導結合を用いたインタフェース回路Info
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- JP2702602B2 JP2702602B2 JP2292675A JP29267590A JP2702602B2 JP 2702602 B2 JP2702602 B2 JP 2702602B2 JP 2292675 A JP2292675 A JP 2292675A JP 29267590 A JP29267590 A JP 29267590A JP 2702602 B2 JP2702602 B2 JP 2702602B2
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- coil
- voltage
- power supply
- electromagnetic induction
- induction coupling
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F38/00—Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions
- H01F38/14—Inductive couplings
- H01F2038/143—Inductive couplings for signals
Landscapes
- Manipulation Of Pulses (AREA)
- Near-Field Transmission Systems (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、リーダ・ライタとの電磁誘導結合によりデ
ータ書込み又はデータ読出しを受けるデータキャリアの
インタフェース回路に関し、特に、電磁誘導結合により
誘起された信号電圧から自己の電源電圧を作り、また誘
起電圧を二値化してデジタル信号処理を行なう電磁誘導
結合を用いたインタフェース回路に関する。
ータ書込み又はデータ読出しを受けるデータキャリアの
インタフェース回路に関し、特に、電磁誘導結合により
誘起された信号電圧から自己の電源電圧を作り、また誘
起電圧を二値化してデジタル信号処理を行なう電磁誘導
結合を用いたインタフェース回路に関する。
［従来の技術］ 従来、データキャリアの非接触結合方式として電磁誘
導結合方式が注目されている。電磁誘導結合方式は、非
接触方式であることから、電気接続のように汚れや錆等
に対する接触不良の問題がなく、またデータキャリアの
コイルに誘起された信号電圧を整流平滑して自己の電源
を作ることができるため、光結合方式のようにデータキ
ャリアに交換を必要とする電池電源を設ける必要がない
という利点がある。
導結合方式が注目されている。電磁誘導結合方式は、非
接触方式であることから、電気接続のように汚れや錆等
に対する接触不良の問題がなく、またデータキャリアの
コイルに誘起された信号電圧を整流平滑して自己の電源
を作ることができるため、光結合方式のようにデータキ
ャリアに交換を必要とする電池電源を設ける必要がない
という利点がある。
このため電磁誘導結合を用いたデータキャリアには、
例えば第４図に示すように、コイル10に誘起された信号
電圧を整流平滑して自己の直流電源電圧を作り出す電源
回路部12と、電源回路部12から電源電圧Vccの供給を受
けて動作し、コイル10に誘起された信号電圧を二値化し
てデジタル出力Foutを生ずる二値化回路14が設けられ
る。
例えば第４図に示すように、コイル10に誘起された信号
電圧を整流平滑して自己の直流電源電圧を作り出す電源
回路部12と、電源回路部12から電源電圧Vccの供給を受
けて動作し、コイル10に誘起された信号電圧を二値化し
てデジタル出力Foutを生ずる二値化回路14が設けられ
る。
更に詳細に説明すると、電源回路部12は、コイル10の
両端の誘起電圧をタイオードD1,D2により全波整流して
コンデンサC1に充電して平滑し、電源電圧Vccを作り出
している。
両端の誘起電圧をタイオードD1,D2により全波整流して
コンデンサC1に充電して平滑し、電源電圧Vccを作り出
している。
また二値化回路14は、例えばCMOS型のICが使用され、
電源電圧Vccの半分となるVcc/2を閾値電圧としてコイル
誘起電圧を矩形信号に二値化する。
電源電圧Vccの半分となるVcc/2を閾値電圧としてコイル
誘起電圧を矩形信号に二値化する。
［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、このような従来の電磁誘導結合を用い
たインタフェース回路においては、第５図に示すよう
に、二値化回路14に入力するａ点のコイル誘起電圧は、
破線で示す磁束φの大小により振幅が変化し、Vcc/2の
閾値電圧で二値化した場合、磁束が強い場合の出力波形
Fout1と、弱い場合の出力波形Fout2ではオン時間t1とオ
フ時間t2で決まる周期Ｔ及びデューティ比（t1/T）が変
化してしまい、このような二値化出力では安定したデー
タ処理を行うことができない問題がある。
たインタフェース回路においては、第５図に示すよう
に、二値化回路14に入力するａ点のコイル誘起電圧は、
破線で示す磁束φの大小により振幅が変化し、Vcc/2の
閾値電圧で二値化した場合、磁束が強い場合の出力波形
Fout1と、弱い場合の出力波形Fout2ではオン時間t1とオ
フ時間t2で決まる周期Ｔ及びデューティ比（t1/T）が変
化してしまい、このような二値化出力では安定したデー
タ処理を行うことができない問題がある。
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされた
もので、磁束の大小に関わらず常に二値化出力の周期及
びデューティ比を一定に保つことのできる電磁誘導結合
を用いたインタフェース回路を提供することを目的とす
る。
もので、磁束の大小に関わらず常に二値化出力の周期及
びデューティ比を一定に保つことのできる電磁誘導結合
を用いたインタフェース回路を提供することを目的とす
る。
［課題を解決するための手段］ この目的を達成するため本発明にあっては次のように
構成する。尚、実施例図面中の符号を併せて示す。
構成する。尚、実施例図面中の符号を併せて示す。
まず本発明は、電磁誘導結合によりコイル10に誘起さ
れた交流信号電圧を整流して自己の直流電源電圧を作り
出す電源回路部12と、コイル誘起電圧を二値化する二値
化回路部14とを有する電磁誘導結合を用いたインタフェ
ース回路を対象とする。
れた交流信号電圧を整流して自己の直流電源電圧を作り
出す電源回路部12と、コイル誘起電圧を二値化する二値
化回路部14とを有する電磁誘導結合を用いたインタフェ
ース回路を対象とする。
このようなインタフェース回路として本願の第１発明
は、コイル（10）の両端に接続された第１の整流素子
（D1）及び第１のコンデンサ（C1）からなる第１の直列
体と、第１の整流素子（D1）に並列接続された第２の整
流素子（D2）及び第２のコンデンサ（C2）からなる第２
の直列体とを備え、第１のコンデンサC1でレベルシフト
されたコイル誘起電圧を電源電圧Vccの半分の閾値電圧
をもつ前記二値化回路部14に入力して二値化することを
特徴とする。
は、コイル（10）の両端に接続された第１の整流素子
（D1）及び第１のコンデンサ（C1）からなる第１の直列
体と、第１の整流素子（D1）に並列接続された第２の整
流素子（D2）及び第２のコンデンサ（C2）からなる第２
の直列体とを備え、第１のコンデンサC1でレベルシフト
されたコイル誘起電圧を電源電圧Vccの半分の閾値電圧
をもつ前記二値化回路部14に入力して二値化することを
特徴とする。
更に第１発明のインタフェース回路に於いて、電源回
路部12及び二値化回路部14を、リーダラタイタの間の電
磁誘導結合によりデータ書込み又は読出しを受けるデー
タキャリアに組込んだことを特徴とする。
路部12及び二値化回路部14を、リーダラタイタの間の電
磁誘導結合によりデータ書込み又は読出しを受けるデー
タキャリアに組込んだことを特徴とする。
［作用］ このような構成を備えた本発明による電磁誘導結合を
用いたインタフェース回路によれば、コイルに作用する
磁束の強さが変って誘起電圧の振幅が変化しても、誘起
電圧を電源電圧の半分となるVcc/2だけアップするレベ
ルシフトを行っていることで、誘起電圧のゼロクロスレ
ベルを二値化回路の閾値レベルに一致させることがで
き、従って、誘起電圧の振幅が磁束に応じて変動して
も、常に一定の周期とデューティ比で二値化することが
できる。
用いたインタフェース回路によれば、コイルに作用する
磁束の強さが変って誘起電圧の振幅が変化しても、誘起
電圧を電源電圧の半分となるVcc/2だけアップするレベ
ルシフトを行っていることで、誘起電圧のゼロクロスレ
ベルを二値化回路の閾値レベルに一致させることがで
き、従って、誘起電圧の振幅が磁束に応じて変動して
も、常に一定の周期とデューティ比で二値化することが
できる。
［実施例］ 第１図は本発明の一実施例を示した実施例回路図であ
る。
る。
第１図において、10はコイルであり、コア18に所定タ
ーン数巻かれている。コア18としては円盤状部材の一端
に開口して１条の環状のコイル溝を備えたポットタイプ
のものが使用される。コア18に巻かれたコイル10に対し
ては例えばリーダ・ライタ側に設けられた同じコアとコ
イルで成る磁気誘導結合部に対する所定周波数信号の通
電で得られた交播磁界による磁束が加わり、磁束の強さ
に応じた誘起電圧をコイル端子20,22間に発生する。
ーン数巻かれている。コア18としては円盤状部材の一端
に開口して１条の環状のコイル溝を備えたポットタイプ
のものが使用される。コア18に巻かれたコイル10に対し
ては例えばリーダ・ライタ側に設けられた同じコアとコ
イルで成る磁気誘導結合部に対する所定周波数信号の通
電で得られた交播磁界による磁束が加わり、磁束の強さ
に応じた誘起電圧をコイル端子20,22間に発生する。
コイル10に続いては電源回路部12が設けられる。電源
回路部12において、コイル10の端子20は第１のコンデン
サC1を介して第１の整流素子としてのダイオードD2のア
ノード側が接続され、ダイオードD2のカソード側には平
滑用として使用される第２のコンデンサC2が接続され
る。
回路部12において、コイル10の端子20は第１のコンデン
サC1を介して第１の整流素子としてのダイオードD2のア
ノード側が接続され、ダイオードD2のカソード側には平
滑用として使用される第２のコンデンサC2が接続され
る。
コイル10の端子22からはグランドラインGNDが引き出
され、端子22側に第１の整流素子としてのダイオードD1
のアノード側を接続し、カソード側はダイオードD2のア
ノードとコンデンサC1の接続点ｂに接続している。
され、端子22側に第１の整流素子としてのダイオードD1
のアノード側を接続し、カソード側はダイオードD2のア
ノードとコンデンサC1の接続点ｂに接続している。
14は二値化回路部であり、例えばCMOS型のICが使用さ
れ、電源回路部12で作り出された電源電圧＋Vccの供給
を受けて動作する。二値化回路部14には電源回路部12に
おけるコンデンサC1を介して得られたコイル10の誘起電
圧がVinとして入力される。
れ、電源回路部12で作り出された電源電圧＋Vccの供給
を受けて動作する。二値化回路部14には電源回路部12に
おけるコンデンサC1を介して得られたコイル10の誘起電
圧がVinとして入力される。
次に第１図の実施例の動作を第2A,2B図の信号波形図
を参照して説明する。ここで第2A,2B図の信号波形図は
第１図のａ点のコイル10の誘起電圧、ｂ点の二値化回路
部14に対する入力電圧Vin、二値化回路14の出力Fout及
び電源電圧Vccを示している。
を参照して説明する。ここで第2A,2B図の信号波形図は
第１図のａ点のコイル10の誘起電圧、ｂ点の二値化回路
部14に対する入力電圧Vin、二値化回路14の出力Fout及
び電源電圧Vccを示している。
リーダ・ライタ側から所定周波数の電磁誘導結合によ
る磁束をコイル10が受けると、磁束φが強い場合には第
2A図（ａ）の波形24で示す誘起電圧が得られ、一方、磁
束φが弱い場合には第2B図の波形26で示す信号電圧が誘
起される。
る磁束をコイル10が受けると、磁束φが強い場合には第
2A図（ａ）の波形24で示す誘起電圧が得られ、一方、磁
束φが弱い場合には第2B図の波形26で示す信号電圧が誘
起される。
コイル10に誘起された誘起電圧はダイオードD1,D2,C
1,C2による倍電圧半波整流されコンデンサC2を誘起電圧
の２倍の電圧Vccに充電する。このコンデンサC2に対す
る充電時にコンデンサC1は電源電圧Vccの半分となるVcc
/2に充電される。即ち、端子22を（＋）とする半サイク
ルでダイオードD1を介してコンデンサC1はVcc/2に充電
され、端子20を（＋）とする次の半サイクルでコイル10
とコンデンサC1を加えたVccをコンデンサC2に充電す
る。
1,C2による倍電圧半波整流されコンデンサC2を誘起電圧
の２倍の電圧Vccに充電する。このコンデンサC2に対す
る充電時にコンデンサC1は電源電圧Vccの半分となるVcc
/2に充電される。即ち、端子22を（＋）とする半サイク
ルでダイオードD1を介してコンデンサC1はVcc/2に充電
され、端子20を（＋）とする次の半サイクルでコイル10
とコンデンサC1を加えたVccをコンデンサC2に充電す
る。
従って第2A,2B図（ａ）に示すａ点のコイル誘起電圧
はコンデンサC1の充電電圧Vcc/2によりレベルアップさ
れるレベルシフトを受けて第2A,2B図（ｂ）に示すｂ点
の電圧として表われる。このｂ点のVcc/2分だけレベル
アップされたシフト電圧が二値化回路部14に入力する。
二値化回路部14の閾値電圧は電源電圧Vccの半分となるV
cc/2であるため、ｂ点からの入力電圧Vinが、例えば閾
値電圧Vcc/2を上回った時に二値化出力FoutはＨレベル
となり、閾値Vcc/2を下回った時に二値化出力FoutはＬ
レベルとなる第2A,2B図（ｃ）の二値化された矩形波出
力を生ずる。即ち、第2A,2B図（ａ）のａ点のコイル誘
起電圧のゼロクロスポイントを検出して出力を反転する
二値化が実質的に行われたことになる。このコイル10の
誘起電圧におけるゼロクロスポイントは磁束により振幅
が変化し誘起電圧が小さくなっても第2B図に示すように
周波数が一定であるため同じとなり、従って、第2B図
（ｃ）に示すようにオン時間t1とオフ時間t2が共に等し
い１対１の関係にあり、t1＋t2で定まる周期Ｔが一定
で、且つデューティ比が50％を保つ安定した二値化出力
を得ることができる。
はコンデンサC1の充電電圧Vcc/2によりレベルアップさ
れるレベルシフトを受けて第2A,2B図（ｂ）に示すｂ点
の電圧として表われる。このｂ点のVcc/2分だけレベル
アップされたシフト電圧が二値化回路部14に入力する。
二値化回路部14の閾値電圧は電源電圧Vccの半分となるV
cc/2であるため、ｂ点からの入力電圧Vinが、例えば閾
値電圧Vcc/2を上回った時に二値化出力FoutはＨレベル
となり、閾値Vcc/2を下回った時に二値化出力FoutはＬ
レベルとなる第2A,2B図（ｃ）の二値化された矩形波出
力を生ずる。即ち、第2A,2B図（ａ）のａ点のコイル誘
起電圧のゼロクロスポイントを検出して出力を反転する
二値化が実質的に行われたことになる。このコイル10の
誘起電圧におけるゼロクロスポイントは磁束により振幅
が変化し誘起電圧が小さくなっても第2B図に示すように
周波数が一定であるため同じとなり、従って、第2B図
（ｃ）に示すようにオン時間t1とオフ時間t2が共に等し
い１対１の関係にあり、t1＋t2で定まる周期Ｔが一定
で、且つデューティ比が50％を保つ安定した二値化出力
を得ることができる。
また第１図の実施例にあっては、第４図の従来例にお
けるセンタータップ付きのコイル10を必要とせず、コイ
ル10の巻数を半分にできる。このようにコイル10の巻数
を減らすことができれば、コイル10の持つ浮遊容量を減
らし、その結果、電磁誘導結合における伝送可能な周波
数帯域をより広帯域にして信号波形の歪み及び損失を低
減することができる。
けるセンタータップ付きのコイル10を必要とせず、コイ
ル10の巻数を半分にできる。このようにコイル10の巻数
を減らすことができれば、コイル10の持つ浮遊容量を減
らし、その結果、電磁誘導結合における伝送可能な周波
数帯域をより広帯域にして信号波形の歪み及び損失を低
減することができる。
第３図は本願の第２発明に相当する本発明の他の実施
例を示した実施例回路図であり、倍電圧全波整流による
電源回路部を用いたことを特徴とする。
例を示した実施例回路図であり、倍電圧全波整流による
電源回路部を用いたことを特徴とする。
第３図において、電源回路部12は倍電圧平滑用の第１
のコンデンサC1と第２のコンデンサC2を直列接続した倍
電圧平滑回路16を設ける。倍電圧整流回路のコンデンサ
C1は第１の整流素子としてのダイオードD1によるコイル
10に誘起された端子20側をプラスとする正極性の半サイ
クルの誘起電圧の整流出力で充電される。またコンデン
サC2は第２の整流素子としてのダイオードD2によるコイ
ル10に誘起された端子22側をプラスとする負極性の誘起
電圧の半サイクルの整流出力により充電される。従っ
て、C1,C2はコイル誘起電圧に充電され、電源電圧Vccは
コイルの誘起電圧の２倍の電圧になる。
のコンデンサC1と第２のコンデンサC2を直列接続した倍
電圧平滑回路16を設ける。倍電圧整流回路のコンデンサ
C1は第１の整流素子としてのダイオードD1によるコイル
10に誘起された端子20側をプラスとする正極性の半サイ
クルの誘起電圧の整流出力で充電される。またコンデン
サC2は第２の整流素子としてのダイオードD2によるコイ
ル10に誘起された端子22側をプラスとする負極性の誘起
電圧の半サイクルの整流出力により充電される。従っ
て、C1,C2はコイル誘起電圧に充電され、電源電圧Vccは
コイルの誘起電圧の２倍の電圧になる。
二値化回路部14に対しては、コイル10の端子20、即ち
ダイオードD1とD2の接続点の信号電圧がVinとして入力
されている。
ダイオードD1とD2の接続点の信号電圧がVinとして入力
されている。
この第３図の実施例にあっても、二値化回路部14に対
する入力電圧Vinは倍電圧平滑回路16に設けたコンデン
サC2の充電電圧、即ち電源電圧Vccの半分Vcc/2分のレベ
ルアップを受けた電圧となり、従って第2A,2B図の信号
波形図に示したと同様、コイル10の誘起電圧のゼロクロ
スポイントを二値化回路部14で検出して二値化すること
ができる。従って、コイル10に作用する磁束が変化して
も、二値化回路部14の出力Foutの周期Ｔ及びデューティ
比を常に一定に保つことができる。
する入力電圧Vinは倍電圧平滑回路16に設けたコンデン
サC2の充電電圧、即ち電源電圧Vccの半分Vcc/2分のレベ
ルアップを受けた電圧となり、従って第2A,2B図の信号
波形図に示したと同様、コイル10の誘起電圧のゼロクロ
スポイントを二値化回路部14で検出して二値化すること
ができる。従って、コイル10に作用する磁束が変化して
も、二値化回路部14の出力Foutの周期Ｔ及びデューティ
比を常に一定に保つことができる。
尚、上記の実施例は電磁誘導結合を用いたデータキャ
リアに用いられるインタフェース回路としての例をとる
ものであったが、本発明はデータキャリアに限定され
ず、適宜の電磁誘導結合のインタフェース回路にそのま
ま適用することができる。
リアに用いられるインタフェース回路としての例をとる
ものであったが、本発明はデータキャリアに限定され
ず、適宜の電磁誘導結合のインタフェース回路にそのま
ま適用することができる。
［発明の効果］ 以上説明してきたように、本発明によれば、電磁誘導
結合によりコイルに作用する磁束の変化に拘らず、二値
化回路により周期及びデューティ比が一定となる二値化
出力を得ることができ、磁束の変動に依存した誘起電圧
の振幅変化があっても常に安定した二値化出力によりデ
ジタル的なデータ処理を誤ることなく実行することがで
きる。
結合によりコイルに作用する磁束の変化に拘らず、二値
化回路により周期及びデューティ比が一定となる二値化
出力を得ることができ、磁束の変動に依存した誘起電圧
の振幅変化があっても常に安定した二値化出力によりデ
ジタル的なデータ処理を誤ることなく実行することがで
きる。
第１図は本発明の実施例回路図； 第2A,2B図は第１図の実施例の信号波形図； 第３図は本発明の他の実施例回路図； 第４図は従来技術の回路図； 第５図は従来回路の信号波形図である。 ［符号の説明］ 10:コイル 12:電源回路部 14:二値化回路部 16:倍電圧平滑回路 18:コア 20,22:コイルの端子 D1:ダイオード（第１の整流素子） D2:ダイオード（第２の整流素子） C1:第１のコンデンサ C2:第２のコンデンサ
Claims (2)
- 【請求項１】電磁誘導結合によりコイル（10）に誘起さ
れた所望周波数の信号電圧を整流して自己の直流電源電
圧を作り出す電源回路部（12）と、前記コイル誘起電圧
を二値化する二値化回路部（14）とを有する電磁誘導結
合を用いたインタフェース回路に於いて、 前記電源回路部（12）は、 前記コイル（10）の両端に接続された第１の整流素子
（D1）及び第１のコンデンサ（C1）からなる第１の直列
体と、 該第１の整流素子（D1）に並列接続された第２の整流素
子（D2）及び第２のコンデンサ（C2）からなる第２の直
列体と、 を備え、前記第１のコンデンサ（C1）でレベルシフトさ
れたコイル誘起電圧を電源電圧（Vcc）の半分の閾値を
もつ前記二値化回路部（14）に入力して二値化すること
を特徴とする電磁誘導結合を用いたインタフェース回
路。 - 【請求項２】請求項１記載の電磁誘導結合を用いたイン
タフェース回路に於いて、 前記電源回路部（12）及び二値化回路部（14）を、リー
ダ・ライタとの間の電磁誘導結合によりデータ書込み又
は読出しを受けるデータキャリアに組込んだことを特徴
とする電磁誘導結合を用いたインタフェース回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2292675A JP2702602B2 (ja) | 1990-10-30 | 1990-10-30 | 電磁誘導結合を用いたインタフェース回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2292675A JP2702602B2 (ja) | 1990-10-30 | 1990-10-30 | 電磁誘導結合を用いたインタフェース回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04165517A JPH04165517A (ja) | 1992-06-11 |
| JP2702602B2 true JP2702602B2 (ja) | 1998-01-21 |
Family
ID=17784846
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2292675A Expired - Fee Related JP2702602B2 (ja) | 1990-10-30 | 1990-10-30 | 電磁誘導結合を用いたインタフェース回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2702602B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6027420B2 (ja) * | 2012-12-04 | 2016-11-16 | 住友ゴム工業株式会社 | 蓄電回路 |
| WO2020028085A1 (en) | 2018-07-31 | 2020-02-06 | Earlens Corporation | Eartip venting in a contact hearing system |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01126783A (ja) * | 1987-11-12 | 1989-05-18 | Nippon Chemicon Corp | Ｉｃカードの受信回路におけるデータ信号抽出装置 |
-
1990
- 1990-10-30 JP JP2292675A patent/JP2702602B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04165517A (ja) | 1992-06-11 |
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