JP3274465B2 - 正弦波振動の極値の発生に依存して制御信号を発生するための回路およびかかる回路の利用 - Google Patents

正弦波振動の極値の発生に依存して制御信号を発生するための回路およびかかる回路の利用

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【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、正弦波振動の極値の発生に依存して制御パ
ルスを発生するための回路配置に関すると共に、コイル
とコンデンサとからなる振動中の共振回路の振動を瞬間
高周波搬送波パルスによって維持するためのかかる回路
の利用に関する。
発明の要約 共振回路には、共振周波数で刺激されると、励振エネ
ルギーの供給がなくなっても振動を継続する性質があ
る。しかし、共振回路の成分には損失があり、また共振
回路に接続される他の素子も減衰に影響する可能性があ
るから、減衰損失を十分に相殺する高いエネルギーが共
振回路に対して再供給されない限り、振動は原則として
不定期に非常に急速に減衰する。エネルギー供給が自励
の意味で行われ、振動を維持するためには、この供給が
正しい瞬間に行われねばならない。従って、制御信号を
発生することができ、そのため共振回路に対してエネル
ギー供給を行うことができ、そして共振回路の振動を維
持することを目的とする回路が要求される。
故に、本発明は、冒頭に記載した種類の回路を提供
し、そしてこの回路により高額な支出を行うことなく、
かかる制御信号を正弦波振動の比較的大きな周波数範囲
において発生・使用できるという課題に基づくものであ
る。
本発明によれば、この課題は、正弦波振動の極値の1
つにダイオードを介して充電される記憶素子と、この記
憶素子の放電経路と、正弦波振動の周期内で記憶素子の
放電が相当生じるように決定された放電経路の時定数
と、記憶素子の充電電圧によって制御可能であって、か
つ、充電電圧が正弦波電圧の極値以下の間出力に制御信
号を与えるスイッチ素子とによって解決される。
本発明による回路の場合、正弦波振動の各極値の一つ
において、それぞれ一つのパルスを発生することができ
るが、この関係は正弦波振動の比較的大きな範囲にわた
って維持される。
本発明による回路配置の好ましい利用は、後述する開
示事項の第3項によって特徴づけられる。この利用の場
合、共振回路は、瞬間高周波搬送波パルスにより刺激さ
れ振動し、この共振回路にはさらに振動を継続させるよ
うに必要とするエネルギーが常に供給される。発生され
た制御信号がスイッチを閉じ、このスイッチを介して共
振回路に対するエネルギー供給が各場合に同相で行われ
るからである。制御信号は正弦波振動の極値で発生され
るので、エネルギー供給は必然的に同相になる。そのた
め、事実上、共振回路に対するエネルギー供給は、結果
的に自励の意味になる。
本発明による回路の利用に有利な展開は、後述する開
示事項の第4項によって特徴づけられる。この展開の場
合、共振回路はトランスポンダの一部であり、このトラ
ンスポンダの共振回路の振動が利用されてトランスポン
ダの機能順序を制御するクロック信号を発生する。本発
明における特別な特徴は、トランスポンダがそれ自身の
供給電圧電源を有せず、ただ記憶コンデンサが設けられ
ているに過ぎない。この記憶コンデンサは高周波搬送波
周波数パルスによって充電され、この高周波搬送波周波
数パルスも共振回路を刺激して振動させることである。
高周波搬送波パルスの結末直後、本発明の回路は、共振
回路内の正弦波振動の極値の一つに依存して制御信号の
発生を開始する。また、発生された制御信号により、エ
ネルギーが次に記憶コンデンサから共振回路に対し供給
される。そして、この供給は記憶コンデンサのエネルギ
ーが使い尽くされるまで継続される。この期間は、共振
回路の正弦波振動から誘導されるクロック信号の制御下
で、トランスポンダに記憶されたメッセージを受信装置
に対して転送するために利用される。
実施例 ここで、本発明を実施例により、図面を用いて説明す
る。
第1図に具体的に説明される回路10には、動作時、正
弦波振動が加えられる高周波入力端子12が含まれる。こ
の回路には、また、制御信号を供給することができる出
力端子14も含まれる。端子16は電源電圧端子としての働
きをし、また入力端子18は接地端子としての働きをす
る。
高周波入力端子12は、ダイオードとして接続される電
界効果トランジスタ20を介し、コンデンサ22の一方のプ
レートに接続される。そして、このコンデンサ22は、今
後説明されるように、記憶素子としての働きをするもの
である。該コンデンサ22の他方のプレートは、電源電圧
端子16に接続される。そのほか、高周波入力端子12は、
直列接続された2個の電界効果トランジスタ24、25のう
ちの一方の電界効果トランジスタ24のソースに接続され
ており、他方の電界効果トランジスタ25のドレインは、
電源電圧端子16に接続されている。電界効果トランジス
タ24、25によるソースドレーンの接続点から出力14が得
られる。ダイオードとして機能するように接続された電
界効果トランジスタ20は、電界効果トランジスタ24のゲ
ートに、また電界効果トランジスタ26のドレーンに接続
される。また、この電界効果トランジスタ26のソースは
電源電圧端子16に接続される一方、そのゲートは電界効
果トランジスタ25のゲートに接続される。さらに、電界
効果トランジスタ26のゲートに接続されるものには、電
源電圧端子16と接地端子18との間に直列に接続される2
個の抵抗器28、30の接続点がある。
第1図の回路に記載される電界効果トランジスタ20、
24はN−チャネル酸化金属半導体電界効果トランジスタ
であり、また電界効果トランジスタ25、26はP−チャネ
ル酸化金属半導体電界効果トランジスタである。
電界効果トランジスタ25、26は、抵抗器28と30からな
る分圧器に接続されるため、固定バイアス電圧に印加さ
れるので、定電流電源としての働きをする。電界効果ト
ランジスタ25は、電界効果トランジスタ24の負荷抵抗と
しての働きをする。
第1図の回路は、次のように動作する: 正弦波振動、すなわち正弦波が、高周波入力端子12に
加えられると、回路点32は正弦波振動がその最小値に達
するまでその正弦波振動に従って振動する。正弦波振動
が再び大きくなり始めるや否や電界効果トランジスタ20
の制止動作が働くため、回路点32は正弦波振動の最小値
の電位に保持される。コンデンサ22は、正弦波振動の最
小値の該電位のための記憶素子としての働きをする。コ
ンデンサ22に並列に、かつ、既述のように電流源として
作用する電界効果トランジスタ26を介し、コンデンサ22
の放電が起こる。この時、放電時定数は、抵抗体28と30
からなる分圧器によって正弦波振動の周期の継続期間以
内に記憶素子のかなりの放電が生じるように、即ち、回
路点32の電位が正方向に変化するように設定される。
高周波入力端子12における正弦波振動が、再びその最
小値に近づき、そして特に再び回路点32の電位より低い
電圧値(ダイオードとして接続される電界効果トランジ
スタ20のしきい値電圧とは別)に達するや否や、電界効
果トランジスタ20が再び導電性になるため、充電電流が
コンデンサ22に流れ、その結果、回路点32の電位が再び
正弦波振動の最小値の方へ引き寄せられる。コンデンサ
22の再充電のために流れる短い電流パルスによって、電
界効果トランジスタ24が該電流パルスの継続期間導電性
状態に変化する。その結果、出力端子14において、負パ
ルスが現れるが、この負パルスは明らかに高周波入力端
子12の正弦波振動の最小値に関連する。
第1図の回路配置の好ましい利用を、第2図に、略図
の回路図を用いて示す。
第2図に具体的に説明される回路はトランスポンダの
一部であり、第1図の回路の利用を説明するために必要
な素子だけを示すものである。第2図の回路に含まれ、
コンデンサ36と38からなる共振回路は、送信装置によっ
て発信される高周波搬送波パルスを用いて刺激すれば、
振動させることができる。該パルスは、第2図には示し
てないが、共振回路に対して供給されるアンテナによっ
て受信することができるけれども、コイル38にかぎり該
アンテナの一部とすることができる。共振回路34に対し
て並列な位置にある抵抗器40は、共振回路34を減衰させ
る全ての要因を代表するものとして示すものである。
ダイオード42は、抵抗器40、コンデンサ36、およびコ
イル38からなる並列回路からアースへ接続されている。
このダイオードと並列にスイッチ44があり、このスイッ
チは回路10からの制御信号によって閉じることができ
る。実際には、スイッチ44は電子スイッチであり、この
スイッチは出力端子14からの制御信号を受けると、非導
電性状態から導電性状態になる。
第2図には、供給電圧電源46が具体的に説明されてい
る。この供給電圧電源は、トランスポンダで概要を述べ
た利用の場合、コンデンサによる構成とすることができ
る。このコンデンサは、ダイオード42を用いて高周波搬
送波パルスを整流することによって充電されるものであ
る。コンデンサ46の電圧は、回路10の供給電圧としての
働きをすると同時に、エネルギー源としての働きをす
る。このエネルギー源から、回路10からの制御信号の制
御下でスイッチ44が閉じる毎に、共振回路34は共振回路
34内で正弦波振動を維持するエネルギーパルスを受け
る。勿論、コンデンサ36およびこのコンデンサに蓄えら
れるエネルギーの大きさによって左右される限定された
時間、正弦波振動を維持することができるに過ぎない。
回路10は、常に共振回路34の正弦波振動の最小値の領
域内で、出力端子14に制御信号を発生し、その結果、ス
イッチが閉じることもこの領域で起きる。これは、共振
回路に対する同相のエネルギー供給になり、正弦波振動
を維持するための前提条件である。
第1図に具体的に説明される回路を変更すれば、正弦
波振動の最大値の領域内で容易に制御信号を発生できる
ことが指摘される。これを行うためには、現在使用され
ている各N−チャネル酸化金属電界効果形トランジスタ
の代わりにP−チャネル酸化金属電界効果形トランジス
タを使用し、またその逆に現在使用されている各P−チ
ャネル酸化金属電界効果形トランジスタの代わりにN−
チャネル酸化金属電界効果形トランジスタを使用するこ
とが必要になるに過ぎないであろう。第2図の回路も、
容易に、回路10からの制御信号の別極性に対して適応さ
せることができるであろう。
以上の記載に関連して以下の事項を開示する。
1. 正弦波振動の極値の発生に依存して制御信号を発生
する回路において、 正弦波振動の極値の1つにダイオードを介して充電さ
れる記憶素子22と、 その記憶素子22用の放電経路と、 正弦波振動の周期期間内に記憶素子22の相当の放電が
生じるように決定された放電経路の時定数と、 前記記憶素子の充電電圧によって制御され、かつ、前
記充電電圧が正弦波電圧の極値より小さい期間中出力端
子14に制御信号を与えるスイッチ素子と、 を備えることを特徴とする回路。
2. 前記スイッチ素子が電界効果トランジスタ24であ
り、そのゲート電極に前記記憶素子22の充電電圧が印加
され、そのソース電極に正弦波振動が供給され、そして
そのドレーン電極が負荷抵抗としての働きをする定電流
電源22と接続状態にあることを特徴とする前記第1項記
載の回路。
3. 前記共振回路34が制御可能なスイッチ44と直列接続
の状態にあり、この制御可能なスイッチが次に供給電圧
電源46と並列に接続されること、および該制御可能なス
イッチ44がスイッチ素子24により供給される制御信号に
よって閉状態に切り替えることができ、この閉状態にお
いて該制御可能なスイッチが供給電圧電源46の出力電圧
を共振回路に印加することを特徴とし、コイルとコンデ
ンサからなり、かつ、瞬間高周波搬送波パルスによって
刺激されて振動する共振回路の振動を維持するための前
記第1項又は2項記載の回路。
4. 共振回路34の前記コイル38がトランスポンダの受信
部の受信コイルであり、このトランスポンダの供給電圧
電源がコンデンサによって形成され、このコンデンサが
該共振回路34の該コイル38によって受信される高周波搬
送波パルスの整流によって充電されること、および該高
周波搬送波パルスの結末後該共振回路の振動が該トラン
スポンダのクロックパルスの発生に役立つことを特徴と
する前記第3項記載の回路。
5. 回路はその助けで、正弦波振動の極値の発生に依存
して、制御信号を発生することができるものと説明され
る。
回路10には、記憶素子22が含まれるが、この記憶素子
はダイオード20を介して正弦波振動の各極値の一つに充
電される。記憶素子22には、放電通路26が存在するけれ
ども、その時定数の大きさは、正弦波振動の周期の継続
期間以内に、記憶素子22のかなりの放電が起こるように
決められる。記憶素子22の充電電圧によって制御可能な
スイッチ素子24は、記憶素子22の充電電圧が正弦波振動
の極値より小さい時間の間、制御信号をその出力端子14
に供給する。この回路は、瞬間高周波搬送波パルスによ
って振動するように刺激を受ける共振回路の振動を維持
するために利用することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明による回路図、 第2図は、本発明による実施例を説明するための基本回
路図である。 10……回路、 16……電源電圧端子、 18……接地端子、 20、24……N−チャネル電界効果トランジスタ、 25、26……P−チャネル電界効果トランジスタ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭64−10190(JP,A) 実開 昭62−68333(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H03K 12/00

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】共振回路の正弦波振動を維持するシステム
    であって、 一端から入力される正弦波振動を整流する第1ダイオー
    ド(20)と、該第1ダイオード(20)の他端と供給電圧
    の間に接続されて前記第1ダイオードを通じて正弦波振
    動の極値の一つに充電されるに適した記憶素子(22)
    と、正弦波振動の期間中に前記記憶素子を実質的に放電
    するための放電経路(26)と、前記記憶素子(22)が正
    弦波振動の前記極値に充電される時に制御信号を供給す
    るスイッチ素子(24)と、を有する制御回路(10)と、 供給電圧と接地電位の間に、コイル(36)と第1のコン
    デンサ(38)の並列組合せ持つ共振回路(34)と制御可
    能スイッチ(44)を直列的に接続した回路と、を含み、 前記第1ダイオード(20)の前記一端が前記共振回路
    (34)と前記制御可能スイッチ(44)の接続中点に接続
    され、前記スイッチ素子(24)の前記制御信号が前記制
    御可能スイッチ(44)に供給されて前記制御可能スイッ
    チ(44)を導電位置に切り換え、これにより前記共振回
    路(34)に供給電圧を供給することを特徴とするシステ
    ム。
  2. 【請求項2】前記制御可能スイッチ(44)と並列的に接
    続された第2ダイオード(42)を有し、前記供給電圧が
    前記第2ダイオード(42)により充電される第2のコン
    デンサ(46)から供給される請求項1記載のシステム。
  3. 【請求項3】前記コイルがトランスポンダの受信部分の
    受信コイルであり、該受信コイルは搬送波パルスを受信
    する請求項2記載のシステム。
  4. 【請求項4】前記搬送波パルスの終了時において、共振
    回路の振動が前記制御信号により維持されて、そして前
    記振動がトランスポンダのクロック信号を発生する請求
    項3記載のシステム。
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