JP3581264B2 - Resonance frequency adjustment method for non-contact mobile object identification device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、非接触移動体識別装置に関し、詳しくは応答器を構成せしめる受信用共振回路の共振周波数調整方法の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の非接触移動体識別装置を図4によって説明する。図4において、非接触移動体識別装置は、質問器2と識別対象の移動体に固定された応答器3とからなっており、質問器2は上位制御機器1からの送信信号であるコマンド(応答器のメモリの書き換え情報となる指令信号)を、インターフェース回路10を介して変調回路11により変調し、増幅回路12により増幅して送信用コンデンサ13と送信用コイル15との直列共振回路によって第1の周波数で応答器3に伝送する。
【0003】
応答器3は、質問器2からのコマンドを受信用コイル30と受信用コンデンサ31との並列接続された受信用共振回路で受信し、変復調回路33により復調して制御回路(制御部)37内の内蔵メモリへのデータを書き込んだり、読み出したり(メモリの記憶内容の書き換え)、レスポンス(質問器2に送信する応答信号)を変調して質問器2に第3の周波数で、伝送する。その一方、該受信用共振回路から電力を整流回路35から取りだしている。
【0004】
質問器2は、応答器3から第3の周波数で送信されたレスポンスを受信用コイル20と受信用コンデンサ21とで受信し、この出力をフィルタ回路26を介してレスポンスを復調回路28で復調してから、インターフェース回路10を介して上位制御機器1に伝送する。
【0005】
応答器3の受信用共振回路は、受信用コイル30の自己インダクタンス、受信用コンデンサ31の静電容量のばらつき、受信用コイル30の取り付け等の誤差により、第2の共振周波数が変化する。該共振周波数の変化により受信電力が減少したり、質問器2からの信号を精度良く受信したりできない。
【0006】
そこで、受信用共振回路の共振周波数を以下の方法によって調整している。第1に、受信用共振回路の両端の端子T1,T2にリード線50a,50bを介して電圧測定器50を接続し、質問器2と応答器3とが所定の距離値において、電圧測定器50の測定電圧が所定の値になるように受信用コンデンサ31の静電容量値を調整している。
【0007】
第2に、応答器3のみを用いて、受信用共振回路の両端の端子T1,T2にリード線50a,50bを介してインピーダンス測定器(図示せず)を接続し、各周波数に対するインピーダンスを測定し、インピーダンスの周波数特性から共振周波数を推測して、予め定められた許容共振周波数の範囲内となるよう受信用コンデンサ31の静電容量値を調整している。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記受信用共振回路の調整方法では、受信用共振回路の両端にリード線50a,50bを介して電圧測定器50などを接続しており、応答器3毎にリード線50a,50bを脱着しなければならず手間がかかっていた。また、リード線50a,50bの浮遊インピーダンスなどにより受信用共振回路のインピーダンス値又は電圧値を精度良く測定することができず、ひいては、受信用共振回路の共振周波数の測定値が実際の値と異なり精度が充分ではないという問題点があった。
【0009】
応答器3のみで受信用共振回路のインピーダンス又は電圧特性を測定する場合、実際の使用状態における質問器2の送信コイル15による相互インダクタンスの影響を受けないため、該測定値は実際の使用状態とは、異なったものを測定する。よって、受信用共振回路の共振周波数の測定値が実際の値と異なり精度が充分ではないという問題点があった。
【0010】
この発明は上記課題を解決するためになされたもので、非接触により簡便に共振周波数の調整ができる非接触移動体識別装置の共振周波数調整方法を提供することを目的とする。
【0011】
【問題を解決するための手段】
第1の発明に係る非接触移動体識別装置調整方法は、送信用コイルと、この送信用コイルを介して送信信号を第1の周波数で送ると共に、応答信号を受信する質問器と、上記送信信号を受信する第1の受信用コンデンサと第1の受信用コイルとを並列接続すると共に、第2の周波数で共振する第1の受信用共振回路と、この第1の受信用共振回路からの出力信号を復調して内蔵メモリへデータを書き込み又は読み出し、生成した上記応答信号を変調すると共に、上記第1の受信用共振回路を介して伝送する制御部とを有する応答器と、を備えた非接触移動体識別装置の共振周波数調整方法において、上記第1の受信用コイルの自己インダクタンスよりも十分に小さい自己インダクタンスを有する測定用コイルを、上記第1の受信用共振回路の前面に近接配置する第1のステップと、上記送信用コイルを介して信号発生手段より一定の送信電圧を予め定められた上記第2の共振周波数を含む周波数で掃引すると共に、上記送信電圧を上記第1の受信用コイルに電磁誘導により送る第2のステップとを備え、測定手段により上記測定用コイルの誘起電圧と周波数との特性を測定すると共に、該測定値が予め定められた範囲で、上記第2の周波数で上記第1の受信用共振回路が共振するように上記第1の受信用コンデンサの静電容量値又は上記第1の受信用コイルの自己インダクタンス値を変更する、ことを特徴とするものである。
【0012】
第2の発明に係る非接触移動体識別装置調整方法は、質問器には、送信信号を送信用コンデンサと送信用コイルとから成る第1の共振周波数で共振させる送信用共振回路と、応答信号を第2の受信用コンデンサと第2の受信用コイルとを並列接続すると共に、第3の周波数で共振する第2の受信用共振回路とを備え、第2のステップは、送信用共振回路を介して信号発生手段より一定の送信電圧を予め定められた第2の共振周波数を含む周波数で掃引すると共に、送信電圧を第1の受信用コイルに電磁誘導により送る、ことを特徴とするものである。
【0013】
第3の発明に係る非接触移動体識別装置調整方法は、請求項1又は2における測定手段により測定用コイルの誘起電圧と周波数との特性を測定する代わりに、測定手段により信号発生手段の送信電圧値と、測定用コイルの誘起電圧値とに基く利得と周波数との特性を測定する、ことを特徴とするものである。
【0014】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.
この発明の実施の形態を図1によって説明する。図1はこの発明の一実施の形態を示す非接触移動体識別装置のブロック図である。図1中、従来と同一符号は同一又は相当部分を示し説明を省略する。図1において、質問器2には、変調回路11の出力側から端子a,bが設けられ、増幅回路12の入力側にも端子c,dが設けられており、受信用共振回路の第2の共振周波数を含む一定の信号電圧を発生させると共に、周波数を掃引できる信号生成器150が端子c,dに接続されている。受信用コイル30の前面に測定用コイル201が配置されており、測定用コイル201の端末には電圧対周波数特性を測定する電圧測定器203が接続されている。
【0015】
ここで、測定用コイル201の自己インダクタンスL1と受信用コイル30の自己インダクタンスとはL2>>L1の関係がある。これは、測定用コイル201が受信用コイル30の前面に挿入されたことで、測定用コイル201と受信用コイル30との間で、相互誘導インダクタンスMが形成されて受信用コイル30の自己インダクタンスL2が変化して共振周波数が測定用コイル201の挿入前に比べて変化することを極力抑制するためである。
【0016】
上記L2>>L1の関係を、受信用コイル30から見たインピーダンスZiにより明らかにする。
Zi=jωL2+jωM(I1/I2)・・・・(1)
ここで、I1=測定用コイルに流れる電流I2=第1の受信用コイルに流れる電流上記(1)式で、並列共振回路を成す受信用コイル30が相互インダクタンスMの影響を受けにくくするにはL2>>Mとなる。相互インダクタンスMは、受信用コイル30と測定用コイル201との配置などにも影響されるが、L2>>L1の関係があれば、L2>>Mの関係を満足する。かかる関係を満足するために、受信用コイル30の巻数N2,抵抗R2,測定用コイル201の巻数N1,抵抗R1とすると、N2>>N1,R2>>R1の関係を有するように構成されている。
【0017】
上記のように構成された移動体識別装置の動作を図1及び図2を参照して説明する。まず、質問器2のジャンパー線101,103を端子a〜dから外し、信号発生器150の出力と端子c,dを接続し、受信用コイル30(受信用共振回路)の前面に測定用コイル201を配置する。測定用コイル201の両端には電圧測定器203を接続する。
【0018】
かかる状態において、信号発生器150より送信周波数である、並列共振回路の第2の共振周波数frを中心として開始周波数fs、終了周波数ffとすると、fs<fr<ffで信号電圧を一定値で掃引する。該信号電圧は、増幅回路12を介して送信用コンデンサ13と送信用コイル15とから成る送信用共振回路に印加されて、電磁誘導により応答器3の受信用コンデンサ31と受信用コイル30との受信用並列共振回路に電圧が生じる。同時に、測定用コイル201には磁束が時間的に変化するので、誘起電圧を生じて図2に示す電圧対周波数特性の出力電圧曲線が得られる。
【0019】
同時に、応答器3は受信用共振回路で受信し、変復調回路33により復調して制御回路(制御部)37内の内蔵メモリへのデータを書き込み又は、読み出し(メモリの記憶内容の書き換え)、レスポンス(質問器2に送信する応答信号)を変調して質問器2に第3の周波数で、伝送する。その一方、該受信用共振回路から電力を整流回路35から抽出する。質問器2は、応答器3から第3の周波数で送信されたレスポンスを受信用コイル20と受信用コンデンサ21とで受信する。
【0020】
信号発生器150から第2の共振周波数frを中心に予め定められた周波数Δfの範囲で信号発生器150の周波数を掃引しながら、測定用コイル201から所定以上の電圧が得られるように受信用コンデンサ31の静電容量又は受信用コイル30の自己インダクタンスを調整する。該調整によって図2に示す電圧対周波数特性の出力曲線がA又はCのように変化する。なお、周波数Δfは、質問器2と応答器3との交信距離、通信信頼性を考慮して決められている。
【0021】
なお、上記実施の形態では、信号発生器150の信号電圧を送信用共振回路を介して電磁誘導で、受信用コイル30に誘導させたが、該信号電圧を単に送信用コイル15(他のコイルでも、受信用コイル30と電磁結合があれば良い。)のみで受信用コイル30に誘導させても良い。
【0022】
ここで、測定用コイル201の出力電圧対周波数特性を測定することなく、信号発生器150からの信号電圧の発生周波数を第2の共振周波数に固定しておいて、測定器用コイル201の出力電圧が最大値を示すところを、受信用コンデンサ31の静電容量により調整すると、上記出力電圧対周波数特性を測定していないため、該静電容量値の調整値の増減が定まらず手間がかかる。
【0023】
実施の形態2.
この発明の他の実施の形態を図3によって説明する。図3は非接触移動体識別装置のブロック図である。図3中、図1と同一符号は同一または相当部分を示し、説明を省略する。図3において、上記実施の形態1との相違は、受信用コイル30の前面に測定用コイル201が配置されており、信号発生器150の出力電圧Viと測定用コイルの201の両端電圧V0との利得V0/Vi、すなわち、利得対周波数特性を測定する利得測定器300が接続されており、利得対周波数特性に基いて受信用コンデンサ31の静電容量又は受信用コイル30の自己インダクタンスを調整している点である。
【0024】
【発明の効果】
第1の発明によれば、第1の受信用コイルの自己インダクタンスよりも十分に小さい自己インダクタンスを有する測定用コイルを、第1の受信用共振回路の前面に近接配置する第1のステップと、送信用コイルを介して信号発生手段より一定の送信電圧を予め定められた上記第2の共振周波数を含む周波数で掃引すると共に、上記送信電圧を上記第1の受信用コイルに電磁誘導により送る第2のステップとを備え、測定手段により上記測定用コイルの誘起電圧と周波数との特性を測定すると共に、該測定値が予め定められた範囲で、上記第2の周波数で上記第1の受信用共振回路が共振するように上記第1の受信用コンデンサの静電容量値又は上記第1の受信用コイルの自己インダクタンス値を変更したので、簡易に精度良く受信用共振回路の共振周波数を調整できるという効果がある。
【0025】
第2の発明によれば、第1の発明の効果に加え、質問器には、送信信号を送信用コンデンサと送信用コイルとから成る第1の共振周波数で共振させる送信用共振回路と、応答信号を第2の受信用コンデンサと第2の受信用コイルとを並列接続すると共に、第3の周波数で共振する第2の受信用共振回路とを備え、第2のステップは、送信用共振回路を介して信号発生手段より一定の送信電圧を予め定められた第2の共振周波数を含む周波数で掃引すると共に、上記送信電圧を第1の受信用コイルに電磁誘導により送ったので、質問器と応答器とを実際の使用状態に動作させた上で、受信用共振回路の共振周波数を調整できるから精度良く受信共振回路を調整できるという効果がある。
【0026】
第3の発明によれば、第1又は第2の発明の効果に加え、測定手段により信号発生手段の送信電圧値と、測定用コイルの誘起電圧値とに基く利得と周波数との特性を測定したので、利得の周波数特性を確認しながら受信用共振回路の共振周波数を調整できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施の形態を示す非接触移動体識別装置のブロック図である。
【図2】図1に示す測定用コイルの周波数対電圧特性を示す曲線である。
【図3】この発明の他の実施の形態を示す非接触移動体識別装置のブロック図である。
【図4】従来の非接触移動体識別装置のブロック図である。
【符号の説明】
2 質問器、3 応答器、13 送信用コンデンサ、15 送信用コイル、30 受信用コイル、31 受信用コンデンサ、150 信号発生器、201 測定用コイル、203 電圧測定器、300 利得測定器。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a non-contact mobile object identification device, and more particularly, to an improvement in a method of adjusting a resonance frequency of a reception resonance circuit forming a transponder.
[0002]
[Prior art]
A conventional non-contact moving object identification device will be described with reference to FIG. In FIG. 4, the non-contact mobile unit identification device includes an
[0003]
The transponder 3 receives a command from the
[0004]
[0005]
The second resonance frequency of the reception resonance circuit of the transponder 3 changes due to errors in the self-inductance of the
[0006]
Therefore, the resonance frequency of the reception resonance circuit is adjusted by the following method. First, the
[0007]
Second, using only the transponder 3, an impedance measuring device (not shown) is connected to the terminals T1 and T2 at both ends of the receiving resonance circuit via the
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described method of adjusting the resonance circuit for reception, the
[0009]
When measuring the impedance or voltage characteristic of the receiving resonance circuit only with the transponder 3, the measured value is not affected by the mutual inductance due to the
[0010]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems, and has as its object to provide a resonance frequency adjustment method for a non-contact mobile object identification device that can easily adjust a resonance frequency by non-contact.
[0011]
[Means to solve the problem]
According to a first aspect of the present invention, there is provided a non-contact moving object identification device adjusting method, comprising: a transmitting coil; A first receiving capacitor for receiving a signal and a first receiving coil are connected in parallel, a first receiving resonant circuit resonating at a second frequency, and a signal from the first receiving resonant circuit. A response unit that demodulates an output signal to write or read data to / from a built-in memory, modulates the generated response signal, and transmits the response signal via the first reception resonance circuit. In the resonance frequency adjusting method of the non-contact moving object identification device, a measuring coil having a self-inductance sufficiently smaller than a self-inductance of the first receiving coil is connected to the first receiving resonant circuit. A first step of arranging the transmission voltage close to the surface, and sweeping a constant transmission voltage from the signal generating means via the transmission coil at a frequency including the predetermined second resonance frequency; A second step of sending to the first receiving coil by electromagnetic induction, and measuring the characteristics of the induced voltage and the frequency of the measuring coil by the measuring means, and the measured value is within a predetermined range, The capacitance value of the first receiving capacitor or the self-inductance value of the first receiving coil is changed so that the first receiving resonance circuit resonates at the second frequency. It is assumed that.
[0012]
According to a second aspect of the present invention, the interrogator includes a transmission resonance circuit for resonating a transmission signal at a first resonance frequency including a transmission capacitor and a transmission coil; and a response signal. And a second reception resonance circuit that connects a second reception capacitor and a second reception coil in parallel and resonates at a third frequency. A predetermined transmission voltage is swept at a frequency including a predetermined second resonance frequency from the signal generation means via the signal generating means, and the transmission voltage is sent to the first receiving coil by electromagnetic induction. is there.
[0013]
According to a third aspect of the invention, there is provided a method for adjusting a non-contact moving object identification device, comprising: a step of transmitting a signal generation means by a measuring means instead of measuring characteristics of an induced voltage and a frequency of a measuring coil by a measuring means according to
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Embodiment 1 FIG.
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a block diagram of a non-contact moving object identification device showing an embodiment of the present invention. 1, the same reference numerals as those in the related art denote the same or corresponding parts, and a description thereof will be omitted. In FIG. 1, the
[0015]
Here, the self-inductance L1 of the
[0016]
The relationship of L2 >> L1 will be clarified by the impedance Zi viewed from the receiving
Zi = jωL2 + jωM (I1 / I2) (1)
Here, I1 = current flowing in the measuring coil I2 = current flowing in the first receiving coil In the above equation (1), the receiving
[0017]
The operation of the mobile object identification device configured as described above will be described with reference to FIGS. First, remove the
[0018]
In this state, the transmission frequency from the
[0019]
At the same time, the transponder 3 receives the data by the reception resonance circuit, demodulates the data by the modulation /
[0020]
While the
[0021]
In the above embodiment, the signal voltage of the
[0022]
Here, without measuring the output voltage versus frequency characteristics of the measuring
[0023]
Another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a block diagram of the non-contact moving object identification device. 3, the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same or corresponding parts, and a description thereof will be omitted. In FIG. 3, the difference from the first embodiment is that the
[0024]
【The invention's effect】
According to the first invention, a first step of arranging a measuring coil having a self-inductance sufficiently smaller than a self-inductance of a first receiving coil close to a front surface of the first receiving resonance circuit; A predetermined transmission voltage is swept by the signal generation means via the transmission coil at a frequency including the predetermined second resonance frequency, and the transmission voltage is transmitted to the first reception coil by electromagnetic induction. Measuring the characteristics of the induced voltage and the frequency of the measuring coil by the measuring means, and measuring the first reception signal at the second frequency within a predetermined range. The capacitance value of the first receiving capacitor or the self-inductance value of the first receiving coil is changed so that the resonance circuit resonates. There is an effect that can adjust the resonance frequency.
[0025]
According to the second aspect, in addition to the effects of the first aspect, the interrogator includes a transmission resonance circuit for resonating a transmission signal at a first resonance frequency including a transmission capacitor and a transmission coil, A second receiving resonance circuit for connecting a signal in parallel with a second receiving capacitor and a second receiving coil and resonating at a third frequency; A constant transmission voltage is swept from the signal generation means via a predetermined frequency including the second resonance frequency, and the transmission voltage is transmitted to the first receiving coil by electromagnetic induction. It is possible to adjust the resonance frequency of the reception resonance circuit after operating the transponder and the transponder in an actual use state, so that the reception resonance circuit can be adjusted with high accuracy.
[0026]
According to the third aspect, in addition to the effects of the first or second aspect, the characteristic of the gain and the frequency based on the transmission voltage value of the signal generating means and the induced voltage value of the measuring coil is measured by the measuring means. Therefore, there is an effect that the resonance frequency of the reception resonance circuit can be adjusted while checking the frequency characteristics of the gain.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of a non-contact moving object identification device showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a curve showing frequency versus voltage characteristics of the measurement coil shown in FIG.
FIG. 3 is a block diagram of a non-contact moving object identification device showing another embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a block diagram of a conventional non-contact moving object identification device.
[Explanation of symbols]
2 interrogator, 3 responder, 13 transmitting capacitor, 15 transmitting coil, 30 receiving coil , 31 receiving capacitor , 150 signal generator, 201 measuring coil, 203 voltage measuring instrument, 300 gain measuring instrument.
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