JP2769477B2 - 近磁界通信用受信装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、送信装置で送信すべき信号でキャリアを変
調して送信コイルから送信される送信磁界信号を、３次
元方向に配置された３個の受信コイルを受信して復調す
る近磁界通信用受信装置に関するものである。

〔従来の技術〕

この種の磁界による通常長波のテレメータでは、電磁
波を使用する無線テレメータの場合、信号減衰が距離に
比例するのに対して、距離の３乗として大きく減衰し、
したがって同一建物内の少し離れた別室で同一周波数の
キャリヤを使用しても混信することはなく、また受信機
の方向による受信感度の変動が少ないので多くの通信系
を同時に使用する場合に有用である。具体的には、運動
をしている人に送信機を装着し、その生体信号の近距離
場所で受信して測定する場合等に使用されている。

そして、特開昭60−116325号によれば、送受信コイル
を多軸方向に複数個合わせることにより、運動状態が種
々変化しても受信信号が中断しないようにした近磁界通
信方法が開示されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、受信装置において、通常の受信回路が
複数の受信コイルに共通に後続しており、したがって所
定の距離範囲内において送信状態が変化しても磁束方向
に揃った、即ち直交しないいずれかの受信コイルで受信
信号を検出できる反面、各受信コイルに誘起されたノイ
ズも重畳される問題があった。つまり、送信コイルとの
相互の位置関係から送信信号を有効に検出しない受信コ
イルからも周囲の雑音信号だけは常時検出されて重畳さ
れ、したがって１個の受信コイルの場合よりもS/N比が
低下していた。ちなみに、前述の特開昭60−116325号に
記載された一個所に多次元に送信コイルを配置して同相
で送信する方法では、特定の合成方向に送信されるだけ
であり、等価的には１個の送信コイルから送信するのと
同等であり、前述した問題に解決にはならない。

本発明は、このような点に鑑みて、簡単な回路構成で
S/N比を低下させることなく、複数次元の受信コイルを
使用し得る冒頭に述べた類の近磁界通信用受信装置を提
供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、この目的を達成するために、請求項１によ
り、送信装置でキャリア変調されて送信コイルから送信
される送信磁界信号を、送信装置と同一建物内で互に直
交する３次元方向に配置された３個の受信コイルで受信
して復調するようになった近磁界通信用受信装置におい
て、３個の受信コイルにそれぞれ後続させられ、かつ極
性を互いに逆にして接続された３対のダイオードと、こ
れらのダイオードの陽極同志が共通に接続されて＋入力
端子に接続され、かつダイオードの陰極同志が共通に接
続されて−入力端子に接続される両極性の加算増幅器
と、この加算増幅器から出力される信号が供給され、か
つ送信磁界信号のキャリア周波数の２倍の中心周波数を
有するバンドパスフィルタとを備え、このバンドパスフ
ィルタの出力信号が復調回路へ供給されることを特徴と
する。

〔作用〕

３個の受信コイルにそれぞれ誘起された互にゼロクロ
ス点の揃う受信信号は、所属の逆接続されたダイオード
により３個の受信信号中の両極性の最大レベルが検出さ
れ、両極性の加算増幅器により−極性の受信信号が反転
されて交互に両波検波信号として連続的に検出される。
この最大レベルの両波検波信号は、後続するバンドパス
フィルタを通して２倍のキャリア周波数の受信信号に変
換されて、復調回路へ供給される。

受信に際して、２個の受信コイルに逆相・同振幅の受
信信号が誘起されても、両波検波により双方の受信信号
が相殺されることがなく、単に受信合成により最大レベ
ルが検出される。

〔実施例〕

第１図は、本発明の一実施例による近磁界通信用受信
装置の構成を示す。

同図において、２、2a、2bは、例えば運動中の人に装
着させた送信装置が備えた１個の送信コイル１から生体
信号が振幅変調されて送信される低周波又は長波の送信
磁界信号を受信するように、互に直交する３次元方向
（X,Y,Z軸方向）に組立てられた３個の受信コイルであ
り、それぞれにキャリアを中心周波数とした雑音除去用
のバンドパスフィルタを内蔵したAGC増幅回路11〜11bが
後続している。12〜12eは、これらの増幅出力をそれぞ
れ入力とし、極性を互いに逆にして接続された３対のダ
イオードであり、その陰極同志が共通に接続されて両極
性の加算増幅器としての演算増幅器13の−入力端子に接
続され、陽極同志が共通に接続されてその＋入力端子に
接続されることにより、両波検波回路及び最大レベル検
出回路を構成している。14は演算増幅器13の増幅出力を
供給させ、かつ送信信号のキャリア周波数の２倍を中心
周波数とするバンドパスフィルタ、15はこのバンドパス
フィルタの出力信号の平均振幅を検出してそのレベルに
応じてAGC増幅回路11〜11bを共通に利得制御するAGC回
路である。

このように構成された回路の動作を第２図を参照して
説明する。

送信コイル１から送信される送信磁界信号の磁界方向
は運動者の状態に応じて変動し、対応して交差磁束を生
じさせる方向の受信コイル２〜2bに、コイル軸が揃うと
最大で、また直交すると０レベルで検出される。これに
より、例えば周波数変調された送信信号が増幅回路11〜
11bで同一利得で増幅される（第２図Ａ）。ダイオード1
2〜12eでそれぞれ＋極性及び−極性の最大レベルが交互
に検出されて演算増幅器13から両波検波信号（第２図
Ｂ）として出力される。したがって、バンドパスフィル
タからはキャリア周波数及び偏移周波数幅が２倍になっ
たFM信号（第２図Ｃ）が出力され、復調回路へ供給され
る。したがって、残りの受信コイル2a、2bに雑音が重畳
していたとしても通常は最大レベルに達しないために重
畳されることはない。

尚、本発明は、振幅変調された送信信号、或はキャリ
ア信号の±方向で非対称成分を含まないFSK等種々の変
調方式の送信信号に適用される。多相位相振幅変調等の
場合には、その信号をFM変調を行うことで多重変調で使
用することができる。また、生体信号に限らず、その外
の移動物体からの送信信号を検出させることができる。
受信コイルは必ずしも位置固定されるとは限らず、受信
装置も移動させるように使用することもできる。送信コ
イルは、１個のみの場合について説明したが、測定体の
特性によっては、複数個を互に分離した場所に取付ける
ことも考えられる。ちなみに、前述の特開昭60−116325
号に記載された一個所に多次元に送信コイルを配置して
同相で送信する方法では、特定の合成方向に送信される
だけであるが、前述の測定体の形状もしくは運動態様に
応じた分離配置により、送信磁界の中断を確実に解消す
ることが可能になる。

〔発明の効果〕

請求項１の発明によれば、建物内で直交３次元受信コ
イルを使用し、また両波検波してキャリア周波数の２倍
の中心周波数を有する共通のバンドパスフィルタに検波
信号を供給することにより、送信方向が受信信号の位相
を反転させる程度に自由に、かつ種々の方向へ変化して
もS/N比を低下させることなく、最大レベルの受信信号
を確実に受信することが可能になる。このための受信コ
イルへの付加回路は、逆接続された複数対のダイオード
及び両極性の加算増幅器により簡単に構成できる。

請求項２の発明によれば、３個のAGC増幅回路が共通
の可変増幅度で共通に制御されることにより、信号レベ
ルの小さな受信コイルの雑音を過大に増幅させることが
なく、３個の増幅出力の本来の信号レベルに対する相対
関係を確保して比較するために、S/N比の低下を確実に
抑制できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による近磁界通信用受信装置
の構成を示す図及び第２図は同実施例の動作を説明する
図である。 １……送信コイル、 ２、2a、2b……受信コイル 12〜12e……ダイオード 13……演算増幅器

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】送信装置でキャリア変調されて送信コイル
   から送信される送信磁界信号を、送信装置と同一建物内
   で互に直交する３次元方向に配置された３個の受信コイ
   ルで受信して復調するようになった近磁界通信用受信装
   置において、 ３個の受信コイルにそれぞれ後続させられ、かつ極性を
   互いに逆にして接続された３対のダイオードと、これら
   のダイオードの陽極同志が共通に接続されて＋入力端子
   に接続され、かつ前記ダイオードの陰極同志が共通に接
   続されて−入力端子に接続される両極性の加算増幅器
   と、この加算増幅器から出力される信号が供給され、か
   つ送信磁界信号のキャリア周波数の２倍の中心周波数を
   有するバンドパスフィルタとを備え、このバンドパスフ
   ィルタの出力信号が復調回路へ供給されることを特徴と
   する近磁界通信用受信装置。
2. 【請求項２】３個の受信コイル及び所属の３対のダイオ
   ード間にそれぞれ接続された３個のAGC増幅回路と、バ
   ンドパスフィルタの出力信号の平均振幅を検出してその
   レベルに応じて前記AGC増幅回路を共通に利得制御する
   １個のAGC回路とを備えたことを特徴とする請求項１の
   近磁界通信用受信装置。