JP6640452B2 - Multi-frequency transceiver circuit - Google Patents
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Description
複数の周波数の信号を選択して送受信する多周波数送受信回路に関する。 The present invention relates to a multi-frequency transmitting / receiving circuit for selecting and transmitting signals of a plurality of frequencies.
多周波数送受信回路は、共振周波数を選択できる共振器を備え、選択した共振器の共振周波数に対応する共振信号を出力し、また、選択した共振器の共振周波数に対応する励起信号を受信して、検出信号を出力するものである。また、受信回路の場合は、励起信号を受信した場合に所定の動作をすることもできる。例えば、セキュリティタグに多周波数送受信回路を組み込んだ場合は、多周波数送受信回路が励起信号を検出することによりブザー等の警告を発する構成とすることもできる。 The multi-frequency transmission / reception circuit includes a resonator capable of selecting a resonance frequency, outputs a resonance signal corresponding to the resonance frequency of the selected resonator, and receives an excitation signal corresponding to the resonance frequency of the selected resonator. , And outputs a detection signal. In the case of a receiving circuit, a predetermined operation can be performed when an excitation signal is received. For example, when a multi-frequency transmission / reception circuit is incorporated in a security tag, the multi-frequency transmission / reception circuit may generate a warning such as a buzzer by detecting an excitation signal.
以下、図5を用いて従来の多周波数送受信回路の構成を説明する。
図5は従来の多周波数送受信回路の構成を説明する回路図である。
図5に示すように、従来の多周波数送受信回路には、微弱励起信号を受信するためのコンデンサ22とタップ付きコイル21とが並列接続された共振器20が構成される。共振器20には、コンデンサ22と並列接続されて、ブザー等の低い周波数の駆動信号を発生するためのコンデンサ23をさらに備えている。ここで、互いに逆方向に接続されたダイオード24およびダイオード25は、その順方向電圧降下を利用して、微弱な励起信号の受信に対しては、コンデンサ23に流れる電流が阻止されてコイル21とコンデンサ22が共振器20を形成し、大振幅の駆動信号に対しては、コンデンサ23が共振容量として追加されて動作する。また、共振器20には直流電源26から電源が供給され、共振器20はトランジスタ27のコレクタ端子に接続される。トランジスタ27のベース端子には抵抗28を介して駆動信号が入力され、駆動信号の入力値によってトランジスタ27が活性化され、共振器20を励起できる。なお、コンデンサ23としては容量性の特性を示す圧電ブザーを用いれば、この回路でブザーを鳴らすことが可能になる。なお、図5ではコンデンサ22とコンデンサ23の左端は直流電源の上端に接続されているが、ここは交流信号として接地されておればよいのでコンデンサ22とコンデンサ23の左端を直接接地してもよい。さらに、共振器20はコンデンサ29を介してアンプ30に接続され、励起信号を受信するとアンプ30が共振信号を受信して検出信号を出力する。
Hereinafter, the configuration of the conventional multi-frequency transmission / reception circuit will be described with reference to FIG.
FIG. 5 is a circuit diagram illustrating a configuration of a conventional multi-frequency transmission / reception circuit.
As shown in FIG. 5, a
このような従来の多周波数送受信回路では、トランジスタ27に入力する駆動信号によって、送信状態または受信状態に切り換える。つまり、トランジスタ27が活性状態のときは送信状態となり、トランジスタ27が非活性状態のときは受信状態となる。受信する信号の共振周波数は、共振器20を構成するコンデンサ22によって、送信信号に対しては、さらにコンデンサ23を追加して調整することもできる。
In such a conventional multi-frequency transmission / reception circuit, the state is switched to a transmission state or a reception state by a drive signal input to the
しかしながら、従来の多周波数送受信回路では、共振信号の出力を大きくすることが困難であり、また、励起信号に応じて共振信号の出力が決まるため、励起信号を受信してブザー等を発する場合も、ダイオード24とダイオード25の順方向電圧降下電圧分ブザーの駆動電圧が下がり損失を避けられなかった。
However, in the conventional multi-frequency transmission / reception circuit, it is difficult to increase the output of the resonance signal, and the output of the resonance signal is determined according to the excitation signal. The drive voltage of the buzzer is reduced by the forward voltage drop voltage of the
本発明は、共振信号の出力を向上させることを目的とする。 An object of the present invention is to improve the output of a resonance signal.
上記目的を達成するために、本発明の多周波数送受信回路は、第1のコイルと、前記第1のコイルに電磁結合されて前記第1のコイルより巻き数の多い第2のコイルと、前記第2のコイルと並列接続されて前記第2のコイルとで共振器が構成される第1のコンデンサと、前記第1のコンデンサに並列接続されて一端が接地される1または複数の第2のコンデンサと、前記第1のコンデンサに並列接続されて一端が接地される1または複数の動作回路と、前記第2のコンデンサおよび前記動作回路のそれぞれの一端が接地されるまでの間に設けられるスイッチと、送信時に前記共振器を駆動して前記共振器から所定の周波数の共振信号を出力し、受信時には不活性状態となる第1のトランジスタとを有することを特徴とする。 To achieve the above object, a multi-frequency transmitting / receiving circuit according to the present invention includes a first coil, a second coil electromagnetically coupled to the first coil and having a larger number of turns than the first coil, A first capacitor connected in parallel with a second coil to form a resonator with the second coil; and one or more second capacitors connected in parallel to the first capacitor and one end of which is grounded A capacitor, one or more operation circuits connected in parallel to the first capacitor and one end of which is grounded, and a switch provided between each end of the second capacitor and the operation circuit until the one end is grounded And a first transistor that drives the resonator during transmission to output a resonance signal of a predetermined frequency from the resonator and that is in an inactive state during reception.
以上のように、本発明の多周波数送受信回路によると、共振信号の出力を向上させることができる。 As described above, according to the multifrequency transmitting / receiving circuit of the present invention, the output of the resonance signal can be improved.
本発明の多周波数送受信回路は、共振器を構成するコイルに電磁結合する励起用コイルを接続し、トランジスタなどの素子で励起コイルを駆動して共振コイルにエネルギーを送り込み、共振器を構成する共振器用のコイルと出力増幅用の励起用コイルとでトランスを形成することにより、高出力の共振信号を発生すると共に、受信した共振信号をセンスアンプに取り出すことができる回路である。また、本発明の多周波数送受信回路をセキュリティタグに組み込む場合は、所定の周波数の励起信号を共振器で受信すると、容量としての性質を持つ電磁ブザー等の容量として作用する動作回路を共振器用コイルとして用いれば、ブザー等に接続されるスイッチを導通させることにより、例えば大きな音でブザー等を鳴らすことができる。さらに、共振器を構成する共振器用のコンデンサに並列接続される周波数選択用のコンデンサにスイッチを直列接続することにより、容易に多周波数送受信回路の共振周波数を選択することができるものである。 The multi-frequency transmission / reception circuit of the present invention connects an excitation coil electromagnetically coupled to a coil constituting a resonator, drives the excitation coil with an element such as a transistor, sends energy to the resonance coil, and generates a resonance signal constituting the resonator. By forming a transformer with a dexterous coil and an output amplifying coil, a high-output resonance signal can be generated and a received resonance signal can be taken out to a sense amplifier. Further, when the multi-frequency transmission / reception circuit of the present invention is incorporated in a security tag, when an excitation signal of a predetermined frequency is received by a resonator, an operation circuit that acts as a capacitor such as an electromagnetic buzzer having a property as a capacitor is provided as a resonator coil. When the switch is connected to a buzzer or the like, the switch connected to the buzzer or the like can be turned on, so that the buzzer or the like can be sounded with a loud sound, for example. Further, by connecting a switch in series to a frequency selection capacitor connected in parallel to a resonator capacitor constituting the resonator, the resonance frequency of the multi-frequency transmission / reception circuit can be easily selected.
本発明の多周波数送受信回路を多周波数送信回路として用いる場合は、トランジスタから励起用コイルに励磁されたエネルギーを電磁結合されている共振器を構成するコイルに伝え、スイッチで選択的に設定された周波数の高周波信号を出力することができる。ここで電磁結合されたコイルと励起用コイルの巻き数比を変えることにより大きなエネルギーを共振器に伝えることも可能になる。 When the multi-frequency transmission / reception circuit of the present invention is used as a multi-frequency transmission circuit, the energy excited from the transistor to the excitation coil is transmitted to the coil constituting the resonator that is electromagnetically coupled, and is selectively set by the switch. A high frequency signal of a frequency can be output. Here, it is possible to transmit a large amount of energy to the resonator by changing the winding ratio of the electromagnetically coupled coil and the exciting coil.
以下、具体的な構成について、図面を用いて実施の形態として説明する。
(実施の形態1)
まず、図1を用いて実施の形態1における多周波数送受信回路の構成を説明する。
Hereinafter, a specific configuration will be described as an embodiment with reference to the drawings.
(Embodiment 1)
First, the configuration of the multi-frequency transmission / reception circuit according to the first embodiment will be described with reference to FIG.
図1は実施の形態1における多周波数送受信回路の構成を説明する図である。
図1に示すように、実施の形態1における多周波数送受信回路は、共振器1,コイル2およびコイル2を介して共振器1に接続される送受信制御用トランジスタ3から構成される。共振器1はコイル4とコンデンサ5とが並列接続され、さらに、1または複数のコンデンサ6が独立してコンデンサ5と並列接続され、各コンデンサ6はそれぞれ、1つのスイッチ7を介して接地される構成である。また、共振器1は直流電源8により電源供給される。共振器1にはコンデンサ9を介してセンスアンプ10等の出力回路を接続してもよく、励起信号を受信した場合に、共振信号をセンスアンプ10で検知し、警報の発報等の所定の動作を行うことができる。また、送受信制御用トランジスタ3には駆動信号が入力され、駆動信号により送受信制御用トランジスタ3を活性化することができる。
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a multi-frequency transmission / reception circuit according to the first embodiment.
As shown in FIG. 1, the multi-frequency transmission / reception circuit according to the first embodiment includes a
このような構成の多周波数送受信回路において、励起用の1次コイルをコイル2、2次コイルをコイル4としてトランス11が構成される。送信回路として機能する場合は、1次コイルであるコイル2に接続される送受信制御用トランジスタ3を駆動信号により駆動することで、共振器1で生成した共振信号を出力する。受信回路として機能する場合は、送受信制御用トランジスタ3を不活性にしておき、励起信号を共振器1で受信し、2次コイルであるコイル4上端側に接続されるセンスアンプ10に共振信号を出力する。なお、受信感度を上げるため、コイル4自体をタップ付きコイルにすることも可能である。また、スイッチ7の閉開は、外部から、それぞれのスイッチ7に独立して入力されるコントロール信号により制御できる。
In the multi-frequency transmitting / receiving circuit having such a configuration, the
この回路において、コンデンサ5は、最も高い周波数用のコンデンサ用である。それより低い周波数に対応させるため、スイッチ7で制御されるコンデンサ6を用いる。共振周波数の選択はスイッチ7の開閉によって行う。すなわち、1または複数のスイッチ7を接続状態にすることによりそれに対応するコンデンサ6を導通させ、導通させたコンデンサ6とコンデンサ5とにより共振器1の共振周波数を設定する。また、共振周波数は導通させるコンデンサ6の組み合わせにより、共振器1のコンデンサ容量を設定して決定される。コンデンサ6のそれぞれの容量は、選択対象となる共振周波数に合わせた容量のコンデンサを用いることもできる。
In this circuit, the
以上のように、共振器1のコイル4を2次コイルとし、コイル4と密に結合されるコイル2を1次コイルとしてトランス11を形成し、コイル4の巻き数をコイル2の巻き数よりも大きくすることにより、共振信号の電圧を昇圧し、共振信号の出力を向上させることができる。また、コンデンサ5に並列接続される1または複数のコンデンサ6を、それぞれスイッチ7により導通を制御可能なように設けることにより、スイッチ7を選択的に導通させることで、コンデンサ6が、コイル4に対して並列に接続されることになり、コイル4とコンデンサ5によって決まる共振周波数より低い任意の周波数に対応した共振器1を構成でき、容易に多周波数対応の送受信回路を実現できる。
(実施の形態2)
次に、図2を用いて実施の形態2における多周波数送受信回路の構成を説明する。
As described above, the
(Embodiment 2)
Next, the configuration of the multi-frequency transmitting / receiving circuit according to the second embodiment will be described with reference to FIG.
図2は実施の形態2における多周波数送受信回路の構成を説明する図である。なお、図2においては、コンデンサ6(図1)について省略するが、図1に準じて、コンデンサ5に並列接続される1または複数のコンデンサ6を設けることもできる。
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of a multi-frequency transmission / reception circuit according to the second embodiment. In FIG. 2, the capacitor 6 (FIG. 1) is omitted, but one or a plurality of
図2に示すように、実施の形態2の多周波数送受信回路は、実施の形態1の多周波数送受信回路における1つのコンデンサ6(図1)をブザー16に置き換えることが特徴である。
As shown in FIG. 2, the multi-frequency transmission / reception circuit of the second embodiment is characterized in that one capacitor 6 (FIG. 1) in the multi-frequency transmission / reception circuit of the first embodiment is replaced with a
ブザー16としてはピエゾ効果を利用した圧電ブザーを使うことが多く、圧電ブザーは電子回路的には容量性負荷となる。そのため、このブザー16の容量を低周波の共振容量であるコンデンサ6(図1)として利用すれば、図2に示すように1つのコンデンサ5だけで2つの共振周波数から1つの共振周波数を選択でき、ゲート信号の送受信と、昇圧機能を持つブザー駆動回路を実現できる。さらに、容量の異なる複数のブザー16と、複数のブザー16それぞれに設けられるスイッチ7とを備えることにより、複数の共振周波数から1つの共振周波数を選択できる多周波数送受信回路を構成することもできる。
As the
また、防犯タグは、店舗等の出入り口に設置されたゲートから発報される高周波励起信号を受信し、その励起信号の受信を検知すると、同じ周波数の減衰信号を発生してタグの存在を知らせることが必要とされることがある。この信号も受信信号に同調を取っておきトランジスタ3で励起することにより発生できる。
Further, the security tag receives a high-frequency excitation signal emitted from a gate installed at an entrance of a store or the like, and upon detecting the reception of the excitation signal, generates an attenuation signal of the same frequency to notify the presence of the tag. May be required. This signal can also be generated by tuning the received signal and exciting it with the
本実施の形態の多周波数送受信回路を防犯タグに用いる場合、コンデンサ6(図1)の組み合わせにより生成する所定の周波数の共振信号を発信するとともに、ゲートから供給される所定の周波数の励起信号を受信したり、タグに異常が発生した場合に、数kHzのブザー音を発生することができる。そして、共振器1のコイル4を2次コイルとし、コイル4と密に結合されるコイル2を1次コイルとしてトランス11を形成し、コイル4の巻き数をコイル2の巻き数よりも大きくすることにより、共振信号の電圧を昇圧し、共振信号の出力を向上させ、ブザー16の発信音を大きくすることができる。
When the multi-frequency transmission / reception circuit of the present embodiment is used for a security tag, a resonance signal of a predetermined frequency generated by a combination of a capacitor 6 (FIG. 1) is transmitted, and an excitation signal of a predetermined frequency supplied from a gate is transmitted. A buzzer sound of several kHz can be generated when a signal is received or an abnormality occurs in the tag. The
さらに、ブザーの容量値が共振容量として小さい場合には、コンデンサ17をブザー16に対して並列に設けても良い。コンデンサ17を設けることにより、共振器1がより共振し易くなり、ブザー16の発信音を大きくすることができる。
Further, when the capacitance value of the buzzer is small as the resonance capacitance, the
以上のように、実施の形態1の多周波数送受信回路において、1つのコンデンサ6(図1)をブザー16に置き換えることにより、容易に多周波数対応の送受信回路を実現しながら、共振信号の出力を向上させることができると共に、容易にブザーの出力を向上させることができる。
(実施の形態3)
次に、図3,図4を用いて実施の形態3における多周波数送受信回路の構成を説明する。
As described above, in the multi-frequency transmission / reception circuit of the first embodiment, by replacing one capacitor 6 (FIG. 1) with the
(Embodiment 3)
Next, the configuration of the multi-frequency transmitting / receiving circuit according to the third embodiment will be described with reference to FIGS.
図3,図4は実施の形態3における多周波数送受信回路の構成を説明する図であり、図3は実施の形態2におけるバイポーラトランジスタにより制御する多周波数送受信回路の構成を説明する図、図4は実施の形態2におけるMOSFETにより制御する多周波数送受信回路の構成を説明する図である。 3 and 4 are diagrams illustrating the configuration of the multi-frequency transmission / reception circuit according to the third embodiment. FIG. 3 is a diagram illustrating the configuration of the multi-frequency transmission / reception circuit controlled by the bipolar transistor according to the second embodiment. FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration of a multi-frequency transmission / reception circuit controlled by a MOSFET according to a second embodiment.
コンデンサ6およびブザー16を制御するスイッチ7(図1,図2参照)は、交流信号を制御するので双方向に導通する構成でなければならないため、図3に示すように、トランジスタ12とダイオード13とを並列接続する構成とすることもできる。このようなスイッチにおいて、ダイオード13に電流が流れる期間にトランジスタ12を遮断すれば、トランジスタ12に電流が流れ始めるところでスイッチ7は遮断し、容量であるコンデンサ6やブザー16のスイッチの機能を実現する。
Since the switch 7 (see FIGS. 1 and 2) for controlling the
また、コンデンサ6およびブザー16を制御するスイッチとして、スイッチ7(図1,図2参照)に代わり、図4に示すように、MOSFET14を設けても良い。MOSFET14を用いた場合、一般に、MOSFETは提案する回路に必要なダイオードが組み込まれているため、ダイオード13を設ける必要がなくなる。また、MOSFETは電圧でスイッチングを制御できるため、バイポーラトランジスタでは必要であった、制御信号に介在させる抵抗15が不要となる。このように、スイッチとしてMOSFETを用いることにより、多周波数送受信回路の簡素化を実現することができる。
As a switch for controlling the
1 共振器
2 コイル
3 送受信制御用トランジスタ
4 コイル
5 コンデンサ
6 コンデンサ
7 スイッチ
8 直流電源
9 コンデンサ
10 センスアンプ
11 トランス
12 トランジスタ
13 ダイオード
14 MOSFET
15 抵抗
16 ブザー
17 コンデンサ
20 共振器
21 コイル
22 コンデンサ
23 コンデンサ
24 ダイオード
25 ダイオード
26 直流電源
27 トランジスタ
28 抵抗
29 コンデンサ
30 アンプ
DESCRIPTION OF
15
Claims (5)
前記第1のコイルに電磁結合されて前記第1のコイルより巻き数の多い第2のコイルと、
前記第2のコイルと並列接続されて前記第2のコイルとで共振器が構成される第1のコンデンサと、
前記第1のコンデンサに並列接続されて一端が接地される1または複数の第2のコンデンサと、
前記第1のコンデンサに並列接続されて一端が接地される1または複数の動作回路と、 前記第2のコンデンサおよび前記動作回路のそれぞれの一端が接地されるまでの間に設けられるスイッチと、
送信時に前記共振器を駆動して前記共振器から所定の周波数の共振信号を出力し、受信時には不活性状態となる第1のトランジスタと
を有することを特徴とする多周波数送受信回路。 A first coil;
A second coil electromagnetically coupled to the first coil and having a larger number of turns than the first coil;
A first capacitor connected in parallel with the second coil to form a resonator with the second coil;
One or more second capacitors connected in parallel to the first capacitor and having one end grounded;
One or more operation circuits connected in parallel to the first capacitor and one end of which is grounded, and a switch provided until one end of each of the second capacitor and the operation circuit is grounded;
A multi-frequency transmission / reception circuit, comprising: a first transistor that drives the resonator during transmission to output a resonance signal of a predetermined frequency from the resonator and that is in an inactive state during reception.
それぞれの前記第2のコンデンサと前記第2のコンデンサのそれぞれの一端が接地される接地点との間に設けられる第2のトランジスタと、
前記第2のトランジスタに並列配置されて前記接地点から前記第2のコンデンサに向かう向きにのみ導通するダイオードと
で構成され、前記第2のトランジスタのベース端子への入力信号によって前記第2のコンデンサと前記接地点との間の導通を制御することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の多周波数送受信回路。 The switch is
A second transistor provided between each of the second capacitors and a ground point at which one end of each of the second capacitors is grounded ;
A diode disposed in parallel with the second transistor and conducting only in a direction from the ground point to the second capacitor, wherein the second capacitor is connected to a base terminal of the second transistor by an input signal. 3. The multi-frequency transmission / reception circuit according to claim 1, wherein conduction between the power supply and the ground point is controlled.
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