JP3586901B2

JP3586901B2 - Transponder of moving object identification device

Info

Publication number: JP3586901B2
Application number: JP27597394A
Authority: JP
Inventors: 達也平田
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1994-10-13
Filing date: 1994-10-13
Publication date: 2004-11-10
Anticipated expiration: 2019-11-10
Also published as: JPH08116289A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、自動車などの移動体の存在・位置を検知して、情報をやりとりする移動体識別装置において移動体に取り付けられる応答器およびその受信方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、移動体識別装置の応用例として、自動車に図２に示す応答器１０を搭載して、地上に設置した質問器である移動体識別装置本体（図３）から電波で信号を放射させて、自動車が近接してくる時に応答器が反応して、所定のデータを通信するようにさせているシステムがある。例えば有料道路の自動課金システムとして、有料道路の料金所の各レーンに各質問器を設置し、通過する各自動車の応答器に対して電波を用いて通信し、自動的に課金を施すようになっている。
【０００３】
そのような応答器で知られているものとして、図２に示す移動体識別装置の応答器１０がある。その構成作用は、応答器１０に備わる受信アンテナ１０１でひろった質問器からのダウンリンク信号Ｓ１またはアップリンク用無変調波Ｓ２を検波部１０３で検波して、その信号レベルの信号強度が強い時に入力レベル判定器１０５が働き、応答器１がスリープ状態（通信待機状態）からウェイクアップし、動作モードとなり、増幅部１０７と信号処理部１０８を通電、起動させて、所定の信号処理を行って必要なデータを変調器１０４に出力して、送信アンテナ１０２で受信しているアップリンク用無変調波Ｓ２を変調し、アップリンク信号Ｓ３として同じ送信アンテナ１０２から反射するようになっている。そして信号処理が終了した後、受信レベルが低下すると再びスリープモードに戻る。
【０００４】
ここで検波部１０３は、受信アンテナ１０１に検波用のコイルと検波ダイオード１０３１が接続されていて、検波された信号が負荷抵抗１０３２で決まる信号レベルとなって伝達される。負荷抵抗１０３２には、高周波成分を吸収するためのコンデンサ１０３３が並列に接続されていて、信号レベルを安定化させている。検波部１０３から出力された信号は、入力レベル判定器１０５と増幅部１０７に接続されているが、二つとも入力抵抗の十分大きい（実質無限大とみなせる）ことから、この負荷抵抗１０３２の大小によって検波される信号のレベルが決まり、負荷抵抗値が小さいと信号レベルが小さくなり、信号検出が困難となる。それでそのことから、通常は負荷抵抗１０３２を比較的大きな値（例えば２００ＫΩ）としてある。
【０００５】
なお、質問器２は、図３に示すような構成であるが、発振器２０３から搬送波を形成して変調部２０４で変調させ、増幅器２０５を介して送信アンテナ２０１からダウンリンク信号Ｓ１、無変調の場合は、アップリンクのための無変調波Ｓ２を送出する。送信は信号処理回路２１１（ＣＰＵ）から変調部２０４に指示される。そしてアップリンク信号Ｓ３が受信アンテナ２０２で受信されると、検波部２０６で検波される。ここでは戻ってくるアップリンク信号Ｓ３の位相が送りだす側と同期がとれないので、位相を９０°ずらした信号を用いて検波する位相差二重検波で行われることが一般的である。そして二つ得られる出力のうち、いずれか大きいレベルの方をレベル比較器２０９、選択器２１０で選んで、信号処理回路２１１に入力し、インターフェース２１２を介して入出力ポート２１３から図示しないセンターシステムへデータを送出する。
【０００６】
なお、図３の検波部２０６が位相差二重検波方式である、と述べたが、この語はここで定義したもので、図３の検波部２０６の動作を一つの言葉で言い表したにすぎない。
【０００７】
このような移動体識別装置の応答器の通信方式は、電力消費の少ない優れた通信方式として、例えば特開平４−１５４２９号公報などに示されており、小型、軽量化が容易な構成とできる利点がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、信号の通信速度が速い場合に、この負荷抵抗１０３２の大きさが影響を及ぼす、という問題がある。その問題点を図４に、負荷抵抗の大小による検波信号の違いとして示す。図４は、ＡＳＫ変調された受信信号の入力レベルを一定として、負荷抵抗（ＲＬ１）１０３２の大きさを例えば１００ＫΩと１ＫΩとし、他の条件は同一として、検波出力と増幅器出力とで比較している。図４（ａ）および（ｂ）は負荷抵抗が大の場合で、図４（ｃ）および（ｄ）は負荷抵抗が小の場合である。
【０００９】
受信信号が振幅を有する期間（▲１▼）の場合に、検波出力Ｖｐ−ｐはある値を示し、受信信号の振幅が０の場合（▲２▼）になると、Ｖｐ−ｐが０（ＧＮＤ）に減衰する。その場合、負荷抵抗１０３２が大きいために、コンデンサ１０３３に溜まった電荷が放電されるのに時間がかかり、いわゆるある一定の時定数を持った放電カーブを描いてＧＮＤに戻る（立ち上がる）。そのため、負荷抵抗が小の場合は、その時定数が小さく波形の歪みが小さく、従って増幅器出力も素早い立ち上がりの特性を示し、増幅器出力が歪むことはない。図４（ｃ）は負荷抵抗が小の場合の検波器出力を示し、検波出力はＶｐ−ｐ’と小さくなるが、増幅器出力としては正常なパルス状の正しい波形を出力している。
【００１０】
ところが、この横軸の時間スケールが短いような高速通信に係わって来ると、入力レベルは変わらず、このなだらかな減衰カーブは同じ時定数を保ったままなので、負荷抵抗が大の場合は、検波出力が完全に立ち上がらなくなり、増幅器の入力段におけるレベル決定で、実際のパルス幅よりも幅のある時間幅で反転し、図４（ｂ）に示すように出力パルス幅に変化を与える。従って従来形式では高速通信には適さない。
【００１１】
これをコンデンサ１０３３の容量値を小さくして時定数をさらに小さく構成すれば、その問題は解決するように見えるが、このコンデンサ１０３３の実際に用いられる容量値は数十ｐＦと十分小さい値となっており、これ以上小さい容量値を安定して供給することは困難で、実質不可能である。従って、この時定数を小さくするには負荷抵抗１０３２の値自体を小さくしなければならない。すると上記のように、受信レベルが低下してしまう問題があるために、ウェイクアップエリアや受信可能エリアが小さくなって、通信距離が短くなってしまい、事実上この従来構成では高速通信を行うことは不可能であった。
【００１２】
従って本発明の目的は、移動体識別装置で、低消費電流でも受信距離の拡大や高速通信を実現する応答器を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明の構成は、移動体識別装置本体からの問い掛けに対して応答する移動体に搭載された応答器であって、スリープモードにおいて移動体識別装置本体から送信された被変調波をダイオード、第１負荷抵抗、容量から成る検波回路で、常時、検波し、検波信号の信号レベルを監視し、前記検波信号の信号レベルが所定値を越えた時に、動作モードに切り換えて電力を供給して、前記検波信号を解読して送受信処理を行う応答器において、第２負荷抵抗と、該第２負荷抵抗を前記第１負荷抵抗に並列に通電する通電手段とを接続し、前記スリープモードから前記動作モードへの遷移後、少なくとも受信時に前記通電回路を導通させることにより、受信時における前記ダイオードに対する総合の負荷抵抗を前記第１負荷抵抗よりも小さくするようにしたことである。
【００１４】
また、別の発明の構成は、移動体識別装置本体からの問い掛けに対して応答する移動体に搭載された応答器であって、スリープモードにおいて移動体識別装置本体から送信された被変調波をダイオード、第１負荷抵抗、容量から成る検波回路で、常時、検波し、検波信号の信号レベルを監視し、前記検波信号の信号レベルが所定値を越えた時に、動作モードに切り換えて電力を供給して前記検波信号を解読して送受信処理を行う応答器において、第２スイッチ手段を含み、前記ダイオードに順バイアス電圧を印加するバイアス回路を設け、前記スリープモードから前記動作モードへの遷移後、少なくとも受信時に前記第２スイッチ手段を導通させて、前記ダイオードに順バイアス電圧を印加することにより、受信時における前記ダイオードの動作点を動作抵抗が小さくなる側に移行させたことである。
【００１５】
さらに別の発明の構成は、移動体識別装置本体からの問い掛けに対して応答する移動体に搭載された応答器であって、スリープモードにおいて移動体識別装置本体から送信された被変調波をダイオード、第１負荷抵抗、容量から成る検波回路で、常時、検波し、検波信号の信号レベルを監視し、前記検波信号の信号レベルが所定値を越えた時に、動作モードに切り換えて電力を供給して前記検波信号を解読して送受信処理を行う応答器において、第２負荷抵抗と、該第２負荷抵抗を前記第１負荷抵抗に並列に通電する通電手段とを接続し、第２スイッチ手段を含み、前記ダイオードに順バイアス電圧を印加するバイアス回路を設け、前記スリープモードから前記動作モードへの遷移後、少なくとも受信時に前記第１スイッチ手段を導通させることにより、受信時における前記ダイオードに対する総合の負荷抵抗を前記第１負荷抵抗によりも小さくすると共に、前記第２スイッチ手段を導通させて、前記ダイオードに順バイアス電圧を印加することにより、動作モード時における前記ダイオードの動作点を動作抵抗が小さくなる側に移行させたことを特徴とする。
【００１６】
また上記の発明に関連する発明の構成として、前述の通電手段が、前記受信時に検波信号を増幅する増幅回路であり、前記増幅回路の増幅器が、第２負荷抵抗を入力抵抗としていることを特徴とする。また別な関連発明の構成として、前述の通電手段が、前記第２負荷抵抗と直列に接続された第１スイッチとしたことを特徴とする。
【００１７】
【作用】
通常は応答器をスリープモードにして消費電流を抑制し、信号レベルが大きくなった場合に、応答器内の回路をウェイクアップして動作モードとし、受信待ちの為に質問器からの信号を検波する検波部の負荷抵抗を低抵抗にして高速通信に適した状態とする。低負荷抵抗になると時定数が小さくなり、信号の立ち上がりが鋭くなる。さらに、検波ダイオードにバイアス電流を印加して、検波信号が大きく得られる特性領域で検波させる。検波ダイオードに流すバイアス電流により、ダイオードのＩ−Ｖ特性の立ち上がり特性による出力低下がなくなって、信号レベルがバイアスがない場合よりも大きい値となる。
【００１８】
検波部の負荷抵抗を低抵抗にするには、スリープモード時の負荷抵抗に並列に第２負荷抵抗およびそれに直列にスイッチを付けて作動させるか、受信時に通電される検波信号増幅の増幅器の入力抵抗を第２負荷抵抗として用いる。
【００１９】
【発明の効果】
負荷抵抗が小さくなる変化によって信号の立ち上がりが鋭くなることは、信号の増幅出力でデューティ比に崩れが生じることがなく、高速化された信号に対して忠実に反映した出力が得られ、高速通信に適した応答器が得られる。また検波ダイオードのバイアス印加は、傾きの大きい領域で検波を行うため、変化の大きい出力が得られ、信号入力レベルが小さくても検知できることから、結果として受信エリアが拡大される。請求項４の構成では、信号増幅と負荷抵抗の切り換えとを兼ねた回路構成とできるので小型化が促進される。また請求項５の構成では簡単な抵抗とスイッチを付加するのみで負荷抵抗切り換えが実現する。
【００２０】
【実施例】
以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説明する。
図１は、本発明の構成を示す移動体識別装置の応答器１の回路ブロック構成図で、これに対する質問器側の移動体識別装置本体は図３に示すような回路ブロック構成図であって、従来と同様な構成のものを示してある。応答器１の機能ブロック構成としても、ほとんど従来と同様であるが、検波部１０３ａ、電源スイッチ部１０６ａ、増幅器１０７ａ、信号処理部１０８ａの構成が異なっている。検波部１０３ａは、従来構成（図２の１０３）に比べて、本発明の特徴である、第１負荷抵抗１０３２に加えてアナログスイッチ１０３４と電流制限抵抗１０３５からなるバイアス電流制御手段、そしてアナログスイッチ１０３６と第２負荷抵抗ＲＬ２である１０３７からなる負荷抵抗変更手段が、第１負荷抵抗ＲＬ１（１０３２）の信号線側に接続されている。なお負荷抵抗変更手段とは、負荷抵抗を切り換えるための回路や操作を総称して指す。そして、アナログスイッチ１０３４がオンすると電源から検波ダイオードにバイアス電流を流す。またアナログスイッチ１０３６がオンすると、第１負荷抵抗ＲＬ１が第２負荷抵抗ＲＬ２と並列接続される。
【００２１】
増幅器１０７ａには、増幅器本体を駆動する電源ラインにアナログスイッチ１０７４、１０７５が接続されて、通常は両電源ともオフにされていて、増幅器１０７ａが休止状態になっている。なおこの増幅器１０７ａは両電源タイプで、電源スイッチ部１０６ａを介して、±Ｖの直流電源（バッテリー）１０９ａ、１０９ｂを電源としている。
【００２２】
信号処理部１０８ａは、ＣＰＵで構成された従来構成に加えて、アナログスイッチ類等を制御する受信制御線１０８１と電源制御線１０８２を有している。通常はプルダウン抵抗１０３８、１０８３で接地しており、アナログスイッチ類をオフする状態になっている。この受信制御線１０８１がＨｉになるとアナログスイッチ類をオンする。また電源制御線１０８２がＨｉになると信号処理部の動作中は電源スイッチ部１０６ａを保持するようになっている。そして増幅部１０７ａから信号が入力される場合はそのデータを基にして、ＩＤ番号やその他のデータをセットして変調器１０４に出力する。
【００２３】
この応答器１が移動体識別装置から離れていて何も受信していない場合は、応答器１はスリープ状態に維持されていて、プルダウン抵抗１０３８によってアナログスイッチ１０３４、１０３６はオフ状態であり、入力レベル判定器１０５の出力が電源スイッチ１０６１、１０６２をオフにしている。それで信号処理部１０８ａや増幅部１０７ａは通電されておらず機能していない。従ってまた、受信制御線１０８１によって駆動される、増幅器１０７ａのアナログスイッチ１０７４、１０７５もオフとなっている。その結果、第二の負荷抵抗１０３７は接続されず、全体として負荷抵抗は第一の負荷抵抗１０３２の大きい値のままである。従ってまた検波ダイオード１０３１にバイアスもかからず、この消費電流も増加しない。そして回路として作動状態にあるのは入力レベル判定器１０５のみであり、検波器の負荷抵抗１０３２だけの大きい値で、信号レベルをチェックし、信号が受信されるのを待っている（通信待機状態＝スリープ状態）。
【００２４】
そして次に、応答器１が移動体識別装置に接近して、質問器である移動体識別装置本体からの電波信号を受信するようになると、応答器１の検波部１０３ａに出力が生じて、そのレベルがより接近するにつれて検波出力が大きくなり、入力レベル判定器１０５が作動し、電源スイッチ１０６１と１０６２とがオンされて、信号処理部１０８ａ等が通電されて信号処理を開始する。これがウェイクアップで、スリープ状態にあった他機能部に電源が通電される。
【００２５】
つまり、信号処理部のプログラムによって、電源制御線１０８２により電源スイッチ部１０６ａを保持すると共に、受信制御線１０８１から、検波部１０３ａのアナログスイッチ１０３４と１０３６とをオンし、さらに同時に増幅部１０７ａに対しても電源を接続するよう、アナログスイッチ１０７４、１０７５をオンする。それで検波された信号が増幅部１０７ａで増幅されるようになり、それに基づき、信号処理部１０８ａで信号処理されたデータが、変調部１０４を介してアンテナ１０２から送信される。
【００２６】
なお、最初に検波出力をレベル判定する場合、電波信号のデータを読みとる必要はないので、検波出力が歪みを持っていても問題とならない。
【００２７】
また検波部１０３ａで、アナログスイッチ１０３４、１０３６がオンされ、電源が抵抗１０３５を介して検波ダイオード１０３１に通電されるので、第一の負荷抵抗１０３２には第二の負荷抵抗１０３７が並列に接続され、負荷抵抗値は、それらの並列合成抵抗値となる。ここで第二の負荷抵抗１０３７を第一の負荷抵抗１０３２に比べて十分小さい値（例えばＲＬ１が１００ＫΩに対し、ＲＬ２を１ＫΩ）としておく。それで合成抵抗値はほとんど第二の負荷抵抗の値で決まり、信号が入力した時点で第二の負荷抵抗を接続して負荷抵抗値を小さくできる。
【００２８】
また電源が電流制限抵抗１０３５を介して検波ダイオード１０３１に印加されるため、検波ダイオード１０３１には常時電流が流れ、従って検波は通電された動的抵抗の小さな値の状態でなされる。通常ダイオードは無バイアスであると、動的抵抗が大きく、出力が減衰する。従って、同じ入力に対し、検波ダイオード１０３１に電流が流れているバイアス印加状態の方が、大きな検波能力を持ち、検波出力が大きく得られる。
【００２９】
受信状態となってからは、信号処理部１０８ａが一連の所定のデータ処理を実行し、得られたデータ結果を変調器１０４に送って、送信アンテナ１０２から移動体識別装置本体へデータ結果を送信する。この送信の間、信号制御線１０８１をＬｏにすれば、増幅器等で消費される電流を抑えられる。一連の処理が実行された後は、信号処理回路はまず、受信制御線１０８１をオフとし、各アナログスイッチ類をオフにした後、電源制御線１０８２をオフとして電源スイッチ部１０６ａの保持を解除してスリープ状態とし、ウェイクアップ待ち状態とする。そしてまだ、応答器１がウェイクアップエリア内に存在するか否かを判定し、エリア内ならば、再び回路を起動させる。ただし処理が二重に行われないように信号処理部１０８ａで判定を行う。
【００３０】
上記の動作の結果、図５に示すように、受信制御線１０８１オフ時は、図５（ａ）のように負荷抵抗が大で信号レベルＶｐ−ｐも大きく、入力レベル判定器にとって扱い易い、つまり判定しやすくなり、また遠望からの電波信号でも検出できるので通信エリアが拡大される。しかし増幅器１０７ａは無通電なので図５（ｂ）のように全く出力はなく、従って誤った信号を拾ってしまうことはない。そして受信信号が強くなってウェイクアップし、動作モードとなり、受信のために信号制御線がＨｉになれば、検波出力は図５（ｃ）のようにバイアス電流により検波レベルがシフトして、信号レベルＶｐ−ｐ”という大きさを維持し、なおかつ鋭い立ち上がりとなるので、増幅器１０７ａの出力で信号波形のデューティ比が崩れることがない。
【００３１】
以上のように、質問器２から離れていて受信信号が弱い間は、不要な回路をスリープ状態にしておくので、従来通り電力消費が抑制されるとともに、受信制御信号がオフとなって、負荷抵抗が大きく、受信する検波信号レベルが大きくとれ、信号をモニタする能力が向上する。そして、信号が届くようになってからは、スリープ状態からウェイクアップされて、負荷抵抗が小さくなってシャープな信号波形が得られ、高速通信に適する状態となり、受信した信号を正しく検知すると同時に、高速通信においても広いウェイクアップエリアや広い受信エリアを確保できる。
【００３２】
（第二実施例）
第一実施例の検波部１０３ａでは、アナログスイッチ１０３６で負荷抵抗（ＲＬ１）１０３２と第二の負荷抵抗（ＲＬ２）１０３７と並列にして負荷抵抗値の切り換えを実施したが、この負荷抵抗変更手段を増幅部１０７ａに組み込んでも同様な効果がある。それは図６に示すような増幅部１０７ｂという構成とすることで実施される。その場合、図１の第二の負荷抵抗１０３７とアナログスイッチ１０３６、それにつながる受信制御線１０８１の一部は不要となり、図６の１０３ｂとなる。またそのとき増幅器１０７０は、スリープ時に電源が切り離されていて、入力抵抗がほぼ無限大になっており、受信モード時にアナログスイッチ１０７４、１０７５がオンとなって通電して、入力抵抗が第三の負荷抵抗（ＲＬ３）１０７６という、ある小さい抵抗値となるように設定してある。この増幅回路１０７ｂは受信モード時になると、増幅器１０７０の＋入力がＧＮＤに接続されているので−入力もＧＮＤレベルとなり、第３負荷抵抗（ＲＬ３）１０７６が第１負荷抵抗１０３２に並列に接続されたことと等価になる。なお帰還抵抗１０７７は、第３負荷抵抗に流れる電流に比例して電流が流れ、増幅器１０７０の出力に増幅された検波信号電圧が発生するように作動する。このようにすることで、負荷抵抗変更のための特別な回路が不要となり、増幅器の入力抵抗という構成のみで負荷抵抗変更手段とすることができる。
【００３３】
（第三実施例）
第一実施例および第二実施例では、負荷抵抗変更手段とバイアス電流制御回路とを同時に設けた構成としたが、負荷抵抗変更手段のみ設けて、バイアス電流制御回路を設けない構成でも効果はある。このときは、増幅器１０７ａのゲインが大きく受信感度が良いけれども、ウェイクアップ判定のための入力レベル判定器１０５ａの感度があまり良くない場合に有効である。
【００３４】
（第四実施例）
第三実施例とは逆に、バイアス電流制御回路のみ設けて、負荷抵抗変更手段を設けない構成としてもよい。この場合は入力レベル判定器１０５ａの感度が良く、増幅器１０７ａのゲインが小さくて受信感度があまり良くない場合に有効である。これも第一実施例に比べると構成が簡単で安価にできる利点がある。
【００３５】
なお、請求項でいう移動体識別装置本体とは、応答器に対して質問器から電波で通信を行い、応答器からのデータを処理して、移動体を認識するための処理および出力が本体に備わっている移動体識別装置の部分、ということである。それで移動体識別装置は質問器と応答器の双方をまとめた全体を言う。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した応答器の回路ブロック構成図。
【図２】従来の応答器の回路ブロック構成図。
【図３】質問器（移動体識別装置本体）の回路ブロック構成図。
【図４】従来構成の応答器で受信信号を受けた場合の出力特性比較図。
【図５】第一実施例の構成で受信信号を受けた場合の出力特性比較図。
【図６】第二実施例の負荷抵抗変更手段を組み込んだ応答器の回路ブロック構成図。
【符号の説明】
１、１０応答器
２質問器（移動体識別装置本体）
１０３、１０３ａ検波部
１０３１検波ダイオード
１０３２負荷抵抗
１０５入力レベル判定器
１０７、１０７ａ増幅器
１０８、１０８ａ信号処理部（ＣＰＵ）
１０９ａ、１０９ｂ直流電源（バッテリー）
１０３７第二の負荷抵抗（ＲＬ２）
１０７６第三の負荷抵抗（ＲＬ３）
１０８１受信制御線[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to a transponder attached to a moving body in a moving body identification device that detects the presence and position of a moving body such as an automobile and exchanges information, and a receiving method thereof.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, as an application example of a mobile object identification device, a transponder 10 shown in FIG. 2 is mounted on an automobile, and a signal is radiated by radio waves from a mobile object identification device body (FIG. 3) which is an interrogator installed on the ground. There is a system in which a transponder responds when an automobile approaches to communicate predetermined data. For example, as an automatic charging system for toll roads, each interrogator is installed in each lane of a toll gate on a toll road, communicates using radio waves to transponders of each passing car, and automatically charges. Has become.
[0003]
As a known transponder, there is a transponder 10 of the mobile object identification device shown in FIG. Its configuration and operation are as follows. When the downlink signal S1 or the unmodulated wave S2 for uplink from the interrogator provided by the receiving antenna 101 provided in the transponder 10 is detected by the detector 103, and when the signal strength of the signal level is strong, The input level determination unit 105 operates, the transponder 1 wakes up from the sleep state (communication standby state), enters an operation mode, and energizes and starts the amplification unit 107 and the signal processing unit 108 to perform predetermined signal processing. The necessary data is output to the modulator 104 to modulate the unmodulated uplink wave S2 received by the transmission antenna 102, and is reflected from the same transmission antenna 102 as an uplink signal S3. Then, after the signal processing is completed, when the reception level decreases, the mode returns to the sleep mode again.
[0004]
Here, in the detection unit 103, a detection coil and a detection diode 1031 are connected to the reception antenna 101, and the detected signal is transmitted at a signal level determined by the load resistor 1032. A capacitor 1033 for absorbing high-frequency components is connected in parallel to the load resistor 1032 to stabilize the signal level. The signal output from the detector 103 is connected to the input level determiner 105 and the amplifier 107, but both have sufficiently large input resistance (can be regarded as substantially infinite). Determines the level of the signal to be detected. If the load resistance value is small, the signal level will be low, making signal detection difficult. Therefore, the load resistance 1032 is usually set to a relatively large value (for example, 200 KΩ).
[0005]
The interrogator 2 has a configuration as shown in FIG. 3, but forms a carrier from the oscillator 203 and modulates the carrier with the modulation unit 204, and transmits the downlink signal S 1 from the transmitting antenna 201 via the amplifier 205 to the unmodulated signal. In this case, an unmodulated wave S2 for uplink is transmitted. Transmission is instructed from the signal processing circuit 211 (CPU) to the modulation unit 204. Then, when the uplink signal S3 is received by the receiving antenna 202, it is detected by the detection unit 206. Here, since the phase of the returning uplink signal S3 is not synchronized with the transmitting side, it is generally performed by phase difference double detection in which detection is performed using a signal whose phase is shifted by 90 °. Then, of the two obtained outputs, the higher level is selected by the level comparator 209 and the selector 210 and input to the signal processing circuit 211, and the center system (not shown) is input from the input / output port 213 through the interface 212. Send data to
[0006]
Although it has been described that the detection unit 206 in FIG. 3 employs the phase difference double detection method, this term is defined here, and the operation of the detection unit 206 in FIG. 3 is simply expressed in one word. Absent.
[0007]
The communication system of the transponder of such a mobile object identification device is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-15429 as an excellent communication system with low power consumption, and can be configured to be easily reduced in size and weight. There are advantages.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, there is a problem that the magnitude of the load resistor 1032 affects when the signal communication speed is high. FIG. 4 shows the problem as a difference in the detected signal depending on the magnitude of the load resistance. FIG. 4 shows a comparison between the detection output and the amplifier output, with the input level of the ASK-modulated received signal being constant, the load resistance (RL1) 1032 being, for example, 100 KΩ and 1 KΩ, and the other conditions being the same. I have. FIGS. 4A and 4B show the case where the load resistance is large, and FIGS. 4C and 4D show the case where the load resistance is small.
[0009]
The detection output Vp-p shows a certain value during the period ((1)) in which the received signal has amplitude, and when the amplitude of the received signal becomes 0 ((2)), Vp-p becomes 0 (GND). ). In this case, since the load resistance 1032 is large, it takes time for the charge accumulated in the capacitor 1033 to be discharged, and the discharge returns to GND with a so-called discharge curve having a certain time constant. Therefore, when the load resistance is small, the time constant is small and the waveform distortion is small, so that the amplifier output also exhibits a quick rising characteristic, and the amplifier output is not distorted. FIG. 4 (c) shows the detector output when the load resistance is small, and the detected output becomes as small as Vp-p ', but a normal pulse-like correct waveform is output as the amplifier output.
[0010]
However, when it comes to high-speed communication where the time scale on the horizontal axis is short, the input level does not change, and this gentle attenuation curve keeps the same time constant. The output stops rising completely, and the level is determined at the input stage of the amplifier. The output is inverted with a time width wider than the actual pulse width, and the output pulse width is changed as shown in FIG. 4B. Therefore, the conventional type is not suitable for high-speed communication.
[0011]
It seems that this problem can be solved if the time constant is further reduced by reducing the capacitance value of the capacitor 1033, but the capacitance value actually used of the capacitor 1033 is a sufficiently small value of several tens of pF. Thus, it is difficult and practically impossible to stably supply a smaller capacitance value. Therefore, to reduce this time constant, the value of the load resistor 1032 itself must be reduced. Then, as described above, since there is a problem that the reception level is reduced, the wake-up area and the receivable area are reduced, and the communication distance is shortened. Was impossible.
[0012]
SUMMARY OF THE INVENTION It is therefore an object of the present invention to provide a transponder for a mobile object identification device that realizes an extended reception distance and high-speed communication even with low current consumption.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problem, a configuration of the present invention is a transponder mounted on a mobile body that responds to an inquiry from the mobile body identification device main body, and is transmitted from the mobile body identification device main body in a sleep mode. The detected modulated wave is always detected by a detection circuit including a diode, a first load resistor, and a capacitor, and the signal level of the detection signal is monitored. When the signal level of the detection signal exceeds a predetermined value, the operation mode is set. In a transponder for switching and supplying power, decoding the detection signal and performing transmission / reception processing, a second load resistor is connected to an energizing means for applying the second load resistor in parallel to the first load resistor. After the transition from the sleep mode to the operation mode, the energizing circuit is turned on at least at the time of reception, whereby the total load resistance for the diode at the time of reception is reduced to the first load resistance. Is that which is adapted to be smaller than the load resistance.
[0014]
Further, another configuration of the invention is a transponder mounted on a mobile unit that responds to an inquiry from the mobile unit identification device main unit, and the modulated wave transmitted from the mobile unit identification unit main unit in the sleep mode. A detection circuit composed of a diode, a first load resistor, and a capacitor constantly detects a signal, monitors a signal level of the detection signal, and switches to an operation mode to supply power when the signal level of the detection signal exceeds a predetermined value. In a transponder that decodes the detection signal and performs transmission / reception processing, a bias circuit that includes a second switch means and applies a forward bias voltage to the diode is provided, and after transition from the sleep mode to the operation mode, At least at the time of reception, the second switch means is turned on, and a forward bias voltage is applied to the diode. Operating resistance created point is that was transferred to the smaller side.
[0015]
Still another aspect of the present invention is a transponder mounted on a mobile object that responds to an inquiry from the mobile object identification device main body, wherein the modulated wave transmitted from the mobile object identification device main body in the sleep mode is a diode. , A detection circuit comprising a first load resistor and a capacitor, always detects, monitors the signal level of the detection signal, and switches to an operation mode to supply power when the signal level of the detection signal exceeds a predetermined value. A transponder that decodes the detection signal to perform transmission / reception processing, wherein a second load resistor is connected to an energizing unit that energizes the second load resistor in parallel with the first load resistor. A bias circuit that applies a forward bias voltage to the diode, and after the transition from the sleep mode to the operation mode, turns on the first switch at least at the time of reception. Thus, the total load resistance of the diode at the time of reception is made smaller than the first load resistance, and the second switch means is turned on to apply a forward bias voltage to the diode. In which the operating point of the diode is shifted to the side where the operating resistance is reduced.
[0016]
Further, as a configuration of the invention related to the above invention, the energizing means is an amplifier circuit for amplifying a detection signal at the time of reception, and the amplifier of the amplifier circuit has a second load resistor as an input resistor. And As another configuration of the related invention, the energizing means is a first switch connected in series with the second load resistor.
[0017]
[Action]
Normally, set the transponder to sleep mode to reduce current consumption, and when the signal level increases, wake up the circuit in the transponder to set it in operation mode and detect the signal from the interrogator to wait for reception The load resistance of the detection unit to be performed is reduced to a state suitable for high-speed communication. When the load resistance becomes low, the time constant becomes small, and the rise of the signal becomes sharp. Further, a bias current is applied to the detection diode, and detection is performed in a characteristic region where a large detection signal can be obtained. Due to the bias current flowing through the detection diode, the output does not decrease due to the rising characteristic of the IV characteristic of the diode, and the signal level becomes a larger value than when there is no bias.
[0018]
To reduce the load resistance of the detection unit, a second load resistance is connected in parallel with the load resistance in the sleep mode and a switch is connected in series with the second load resistance. The resistance is used as the second load resistance.
[0019]
【The invention's effect】
The sharp rise of the signal due to the change that the load resistance becomes smaller means that the duty ratio does not collapse in the amplified output of the signal, and an output that accurately reflects the speeded-up signal is obtained. The transponder suitable for is obtained. In addition, when the bias is applied to the detection diode, detection is performed in a region having a large inclination, so that an output with a large change is obtained, and the detection can be performed even if the signal input level is small. As a result, the reception area is enlarged. According to the configuration of the fourth aspect, the circuit configuration can serve as both the signal amplification and the switching of the load resistance, so that miniaturization is promoted. In the configuration of the fifth aspect, load resistance switching is realized only by adding a simple resistor and switch.
[0020]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described based on specific examples.
FIG. 1 is a circuit block configuration diagram of a transponder 1 of a mobile object identification device showing the configuration of the present invention, and the main body of the mobile object identification device on the interrogator side is a circuit block configuration diagram as shown in FIG. 1 shows a configuration similar to that of the related art. The functional block configuration of the transponder 1 is almost the same as the conventional one, but the configurations of the detection unit 103a, the power switch unit 106a, the amplifier 107a, and the signal processing unit 108a are different. Compared with the conventional configuration (103 in FIG. 2), the detection unit 103a is characterized by a bias current control unit including an analog switch 1034 and a current limiting resistor 1035 in addition to the first load resistor 1032, which is a feature of the present invention, and an analog switch. A load resistance changing means including 1036 and 1037 which is the second load resistance RL2 is connected to the signal line side of the first load resistance RL1 (1032). Note that the term "load resistance changing means" generally refers to a circuit or operation for switching the load resistance. When the analog switch 1034 is turned on, a bias current flows from the power supply to the detection diode. When the analog switch 1036 is turned on, the first load resistor RL1 is connected in parallel with the second load resistor RL2.
[0021]
Analog switches 1074 and 1075 are connected to a power supply line for driving the amplifier main body, and both power supplies are normally turned off, so that the amplifier 107a is in a pause state. The amplifier 107a is a dual power supply type and uses ± V DC power supplies (batteries) 109a and 109b as power supplies via a power switch section 106a.
[0022]
The signal processing unit 108a has a reception control line 1081 and a power supply control line 1082 for controlling analog switches and the like, in addition to a conventional configuration including a CPU. Normally, it is grounded by the pull-down resistors 1038 and 1083, and the analog switches are turned off. When the reception control line 1081 becomes Hi, the analog switches are turned on. When the power control line 1082 becomes Hi, the power switch 106a is held during the operation of the signal processing unit. When a signal is input from the amplifying unit 107a, an ID number and other data are set based on the data and output to the modulator 104.
[0023]
When the transponder 1 is away from the mobile identification device and receiving nothing, the transponder 1 is kept in the sleep state, the analog switches 1034 and 1036 are turned off by the pull-down resistor 1038, and the The output of the level determiner 105 turns off the power switches 1061 and 1062. Therefore, the signal processing unit 108a and the amplifying unit 107a are not energized and do not function. Therefore, the analog switches 1074 and 1075 of the amplifier 107a driven by the reception control line 1081 are also turned off. As a result, the second load resistor 1037 is not connected, and the load resistance remains as a large value of the first load resistor 1032 as a whole. Therefore, no bias is applied to the detection diode 1031 and the current consumption does not increase. Only the input level determiner 105 is in operation as a circuit, checks the signal level with a large value of only the load resistance 1032 of the detector, and waits for a signal to be received (communication standby state). = Sleep state).
[0024]
Next, when the transponder 1 approaches the mobile object identification device and receives a radio signal from the mobile object identification device main body, which is an interrogator, an output is generated in the detection unit 103a of the transponder 1, As the level approaches, the detection output increases, the input level determiner 105 operates, the power switches 1061 and 1062 are turned on, and the signal processing unit 108a and the like are energized to start signal processing. This is wake-up, and power is supplied to the other function units in the sleep state.
[0025]
That is, according to the program of the signal processing unit, the power supply switch unit 106a is held by the power supply control line 1082, and the analog switches 1034 and 1036 of the detection unit 103a are turned on from the reception control line 1081. The analog switches 1074 and 1075 are turned on so that the power is connected. Then, the detected signal is amplified by the amplification unit 107a, and based on the amplified signal, the data processed by the signal processing unit 108a is transmitted from the antenna 102 via the modulation unit 104.
[0026]
When the level of the detection output is first determined, it is not necessary to read the data of the radio signal, so that there is no problem even if the detection output has distortion.
[0027]
In the detection unit 103a, the analog switches 1034 and 1036 are turned on, and power is supplied to the detection diode 1031 via the resistor 1035. Therefore, the second load resistor 1037 is connected to the first load resistor 1032 in parallel. , And the load resistance values are their parallel combined resistance values. Here, the second load resistance 1037 is set to a value sufficiently smaller than the first load resistance 1032 (for example, RL1 is 100 KΩ and RL2 is 1 KΩ). Therefore, the combined resistance value is almost determined by the value of the second load resistance, and when the signal is input, the second load resistance can be connected to reduce the load resistance value.
[0028]
In addition, since power is applied to the detection diode 1031 via the current limiting resistor 1035, a current always flows through the detection diode 1031. Therefore, detection is performed with a small value of the supplied dynamic resistance. Usually, when the diode is not biased, the dynamic resistance is large and the output is attenuated. Therefore, when the bias is applied while the current flows through the detection diode 1031 to the same input, a larger detection capability is obtained, and a larger detection output is obtained.
[0029]
After the reception state, the signal processing unit 108a executes a series of predetermined data processing, sends the obtained data result to the modulator 104, and transmits the data result from the transmission antenna 102 to the main body of the mobile unit identification device. I do. If the signal control line 1081 is set to Lo during this transmission, the current consumed by the amplifier and the like can be suppressed. After a series of processing is executed, the signal processing circuit first turns off the reception control line 1081 and turns off each analog switch, and then turns off the power control line 1082 to release the holding of the power switch unit 106a. To a sleep state and a wake-up waiting state. Then, it is determined whether the transponder 1 is still in the wake-up area, and if it is in the area, the circuit is started again. However, the determination is performed by the signal processing unit 108a so that the processing is not performed twice.
[0030]
As a result of the above operation, as shown in FIG. 5, when the reception control line 1081 is off, the load resistance is large and the signal level Vp-p is large as shown in FIG. In other words, the determination becomes easier, and a radio signal from a long distance can be detected, so that the communication area is expanded. However, since the amplifier 107a is not energized, there is no output as shown in FIG. 5 (b), so that an erroneous signal is not picked up. Then, the received signal becomes strong and wakes up to enter the operation mode. When the signal control line becomes Hi for reception, the detection output is shifted by the bias current as shown in FIG. Since the magnitude of the level Vp-p "is maintained and the level rises sharply, the duty ratio of the signal waveform does not collapse at the output of the amplifier 107a.
[0031]
As described above, since the unnecessary circuit is kept in the sleep state while the signal is away from the interrogator 2 and the reception signal is weak, the power consumption is suppressed as before, the reception control signal is turned off, and the load is reduced. The resistance is large, and the level of the detection signal to be received can be increased, and the ability to monitor the signal is improved. Then, after the signal arrives, it is woken up from the sleep state, the load resistance is reduced and a sharp signal waveform is obtained, it is in a state suitable for high-speed communication, and at the same time as correctly detecting the received signal, A wide wake-up area and a wide reception area can be secured even in high-speed communication.
[0032]
(Second embodiment)
In the detection unit 103a of the first embodiment, the analog switch 1036 switches the load resistance value in parallel with the load resistance (RL1) 1032 and the second load resistance (RL2) 1037. The same effect can be obtained by incorporating it in the amplifier 107a. This is implemented by adopting the configuration of the amplifier 107b as shown in FIG. In this case, the second load resistor 1037, the analog switch 1036 and a part of the reception control line 1081 connected to the second load resistor 1037 in FIG. At that time, the amplifier 1070 has its power supply disconnected during sleep and its input resistance is almost infinite. During the reception mode, the analog switches 1074 and 1075 are turned on and energized, and the input resistance becomes the third resistance. The load resistance (RL3) 1076 is set so as to have a certain small resistance value. When the amplifying circuit 107b is in the receiving mode, since the + input of the amplifier 1070 is connected to GND, the-input is also at the GND level, and the third load resistor (RL3) 1076 is connected in parallel to the first load resistor 1032. It is equivalent to The feedback resistor 1077 operates so that a current flows in proportion to the current flowing through the third load resistor, and an amplified detection signal voltage is generated at the output of the amplifier 1070. By doing so, a special circuit for changing the load resistance is not required, and the load resistance changing means can be constituted only by the input resistance of the amplifier.
[0033]
(Third embodiment)
In the first embodiment and the second embodiment, the configuration in which the load resistance changing means and the bias current control circuit are provided at the same time is adopted. However, the configuration is also possible in which only the load resistance changing means is provided and the bias current control circuit is not provided. . This is effective when the gain of the amplifier 107a is large and the receiving sensitivity is good, but the sensitivity of the input level determiner 105a for wake-up determination is not very good.
[0034]
(Fourth embodiment)
Contrary to the third embodiment, the configuration may be such that only the bias current control circuit is provided and the load resistance changing means is not provided. This case is effective when the sensitivity of the input level determiner 105a is good and the gain of the amplifier 107a is small and the receiving sensitivity is not so good. This also has the advantage that the configuration is simpler and less expensive than the first embodiment.
[0035]
Note that the body of the mobile object identification device in the claims means that the interrogator communicates with the transponder by radio waves, processes data from the transponder, and performs processing and output for recognizing the mobile body. This is the part of the mobile object identification device provided in the system. Thus, the mobile unit identification means the whole of the interrogator and the responder.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit block diagram of a transponder to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a circuit block diagram of a conventional transponder.
FIG. 3 is a circuit block diagram of an interrogator (main body of a moving object identification device).
FIG. 4 is an output characteristic comparison diagram when a received signal is received by a transponder having a conventional configuration.
FIG. 5 is an output characteristic comparison diagram when a received signal is received in the configuration of the first embodiment.
FIG. 6 is a circuit block diagram of a transponder incorporating a load resistance changing unit of the second embodiment.
[Explanation of symbols]
1, 10 Transponder 2 Interrogator (mobile unit identification device)
103, 103a Detector 1031 Detector diode 1032 Load resistor 105 Input level determiner 107, 107a Amplifier 108, 108a Signal processor (CPU)
109a, 109b DC power supply (battery)
1037 Second load resistance (RL2)
1076 Third load resistance (RL3)
1081 Receive control line

Claims

A transponder mounted on a mobile unit that responds to an inquiry from the mobile unit identification device, wherein a modulated wave transmitted from the mobile unit identification device in a sleep mode is converted from a diode, a first load resistance, and a capacitance. In the detection circuit, the detection is always performed, the signal level of the detection signal is monitored, and when the signal level of the detection signal exceeds a predetermined value, the operation mode is switched to supply power to decode the detection signal. In the transponder that performs transmission and reception processing,
Connecting a second load resistance and an energizing means for applying the second load resistance to the first load resistance in parallel;
After the transition from the sleep mode to the operation mode, the total load resistance for the diode at the time of reception is made smaller than the first load resistance by conducting the conduction circuit at least at the time of reception. Transponder of the mobile object identification device.

A transponder mounted on a mobile unit that responds to an inquiry from the mobile unit identification device, wherein a modulated wave transmitted from the mobile unit identification device in a sleep mode is converted from a diode, a first load resistance, and a capacitance. In the detection circuit comprising, always detect, monitor the signal level of the detection signal, when the signal level of the detection signal exceeds a predetermined value, switch to the operation mode to supply power and decode the detection signal In a transponder that performs transmission and reception processing,
A bias circuit including a second switch means for applying a forward bias voltage to the diode;
After the transition from the sleep mode to the operation mode, at least at the time of reception, the second switch means is turned on, and a forward bias voltage is applied to the diode. A transponder for a moving object identification device, wherein the transponder is shifted to a smaller side.

A transponder mounted on a mobile unit that responds to an inquiry from the mobile unit identification device, wherein a modulated wave transmitted from the mobile unit identification device in a sleep mode is converted from a diode, a first load resistance, and a capacitance. In the detection circuit comprising, always detect, monitor the signal level of the detection signal, when the signal level of the detection signal exceeds a predetermined value, switch to the operation mode to supply power and decode the detection signal In a transponder that performs transmission and reception processing,
Connecting a second load resistance and an energizing means for applying the second load resistance to the first load resistance in parallel;
A bias circuit including a second switch means for applying a forward bias voltage to the diode;
After the transition from the sleep mode to the operation mode, the total load resistance for the diode in the operation mode is made smaller than the first load resistance by conducting the conduction means at least at the time of reception, and the second load resistance is reduced. A transponder for a moving object identification apparatus, characterized in that an operating point of the diode at the time of reception is shifted to a side where an operating resistance is reduced by applying a forward bias voltage to the diode by turning on a switch means. .

The energizing means is an amplifier circuit for amplifying the detection signal at the time of the reception,
4. The transponder according to claim 1, wherein the amplifier of the amplification circuit uses the second load resistance as an input resistance.

4. The transponder according to claim 1, wherein the energizing unit is a first switch connected in series with the second load resistor.