JP6908678B2

JP6908678B2 - 電子チップを有する送受信器

Info

Publication number: JP6908678B2
Application number: JP2019205981A
Authority: JP
Inventors: アルノー・カサグランデ; ティエリ・スコルディリ; ローザリュカ・ドゥ; ジャン・ゴリス; ジャン−リュック・アレン
Original assignee: ザ・スウォッチ・グループ・リサーチ・アンド・ディベロップメント・リミテッド
Priority date: 2018-12-06
Filing date: 2019-11-14
Publication date: 2021-07-28
Anticipated expiration: 2039-11-14
Also published as: CN111371472B; JP2020092419A; EP3664301B1; US10742332B2; EP3664301A1; CN111371472A; US20200186260A1

Description

本発明は、電子チップを有する、無線周波数信号、及び光学的、赤外線、音波、超可聴音の信号のような無線周波数領域ではない周波数領域の信号の送受信器に関する。

無線周波数、光学的又は超可聴音の通信システム、又はいずれかの他の伝送媒体を用いるシステムは、一般的に、データ信号を送信又は受信するために単一の通信手段しか実装していない。すなわち、このようなシステムでは、一般的に、各システムによって単一の伝送媒体が用いられる。

設計によって無線周波数及び／又は光学的及び／又は超可聴音の信号を受信することが可能になる移動体通信デバイス、すなわち、少なくとも２つの異なる伝送媒体から到来する信号を受信することができるデバイス、の設計が知られている。しかし、このような移動体通信デバイスは、異なる伝送媒体から到来する信号を処理するために同じ処理手段を共有することができない。また、このようなデバイスは、無線周波数媒体に不具合があったときに他の信号を送信することを付加的に可能にするように、異なる伝送媒体において全二重通信を行うことを可能にしない。

このような状況で、本発明の目的は、異なる伝送媒体から到来する信号を処理するように同じチップの処理手段を共有することを可能にし、かつ、このような異なる伝送媒体において全二重通信を可能にするような電子チップを有する送受信器を提供することである。

このために、本発明は、独立請求項１に記載した特徴を有する電子チップを有する送受信器に関する。

従属請求項２〜１３に、この送受信器の特定の形態が定められている。

本発明の１つの利点として、提案している本発明に係る送受信器の構成によって、伝統的な無線周波数信号の送受信器において用いられるものと同じ無線周波数受信チャンネルを用いて、別の光学的又は音響的な伝送媒体からの信号を復調することができることがある。

また、送受信器において、補助出力端子によって供給される変調低周波信号を合成するように構成している第２の周波数シンセサイザーがあるおかげで、異なる伝送媒体において全二重通信を行うことができる。第２の周波数シンセサイザーは、典型的には、低周波の周波数シンセサイザーである。第２の周波数シンセサイザーによって供給される変調信号の中央周波数は、中間周波数の値と等しい。

本発明に係る送受信器の別の利点として、無線周波数の媒体に不具合があった場合であっても、その無線周波数の媒体とは異なる媒体を用いてセキュアであり秘密が保たれ効率的な通信を行うことができることがある。このような無線周波数の媒体の不具合は、例えば、WiFi又はBluetoothタイプの家屋内の無線周波数ネットワークが飽和することによって発生することがある。

本発明に係る送受信器の別の利点として、その送受信器を持っているユーザー又は物体について、ユーザー又は物体であるかどうかにかかわらず、正確に位置を特定することができるということがある。このことは、特に、赤外線と超可聴音の媒体のような所与の特定の伝送媒体の性質に起因する。このことは、好ましいことに、建物の部屋内の人々の位置の特定、公共及び／又は都市照明システム、さらには水中や陸上の通信ビーコンのようなタイプのアプリケーションにおいて用いることができる。

本発明に係る送受信器の別の利点として、既存の無線周波送受信器に付加的な機能を容易に加えることを可能にして、それに有益な性質を与えることがある。これは、典型的には、送信の機密性を確実にすることなどの方向に関連する性質などである。このような付加的な機能は、例えば、１つが赤外線信号の受信用であり１つが送信用であるような２つの赤外線ダイオードを追加することを伴うものである。

提案している本発明に係る送受信器における構成の別の利点として、特に、別の伝送媒体から信号を検出した際にのみ無線周波数機能をウェイクアップさせることを可能にしつつ、送受信器の電力消費を抑えるということがある。このような検出は、例えば、低出力の赤外線信号、又は送受信器の近くのセンサー網において配置されたＲＦＩＤ（無線周波数識別）センサーから到来する信号を検出することを伴うことができる。

好ましくは、第１の周波数シンセサイザーは、例えば、内部のシグマデルタ変調器を有し、第２の周波数シンセサイザーは、このシグマデルタ変調器の一部によって構成して、したがって、低周波シンセサイザーとして再構成することができる。このことによって、電子チップ内に既にある資源をより大きな程度共有して、無線周波数信号を処理することが可能になる。これによって、空間を節約して、チップを形成する部品の数を減らし、したがって、コストを下げることができる。

本発明の１つの例示的な実施形態に係る送受信器を示している添付の１つの図に示している少なくとも１つの実施形態（これに限定されない）に基づいて与えられる以下の説明において、送受信器の目的、利点及び特徴が、より明確となるであろう。

以下の説明において、当業者によく知られている、周波数シンセサイザーの構成要素のすべて、特に、無線周波数信号及び無線周波数領域とは異なる周波数領域からの信号の送受信器におけるものは、簡単にしか説明していない。

送受信器１の全体図である。

送受信器１は、電子チップ２を有する。通常の動作モードにおいて、送受信器１は、さらに、搬送周波数が約２．４ＧＨｚである無線周波数信号を送受信するためのアンテナ４と、光学的、赤外線、音又は超可聴音の信号を受信する受信手段６と、及び光学的、赤外線、音又は超可聴音の信号を送信する送信手段８とを有する。図１に示している例示的な実施形態において、受信手段６は、赤外線信号を受信するための赤外線ダイオードによって形成されており、送信手段８は、赤外線信号を送信するための赤外線ダイオードによって形成されている。

電子チップ２は、アンテナ４に接続されている無線周波数入出力端子１０と、受信手段６に接続されている補助入力端子１２と、及び送信手段８に接続されている補助出力端子１４とを有する。無線周波数入出力端子１０は、高周波数信号を送受信するように意図されている。補助入力端子１２と補助出力端子１４はそれぞれ、低周波信号、典型的には、実質的に４００ｋＨｚである周波数の周期的信号、を送受信するように意図されている。電子チップ２は、さらに、好ましくは、アンテナ４から信号を受信する受信側低ノイズアンプＬＮＡ１８と、変調信号出力パワーアンプＰＡ２０と、補助入力端子１２から信号を受信する受信側低周波アンプ２２と、及び補助出力端子１４に変調出力信号を供給するプログラム可能な供給用コンポーネント２４とを有する。このような変調出力信号は、光学的、赤外線、音又は超可聴音の信号を送信する送信手段８のために意図されている。図１に示しているように、プログラム可能な供給用コンポーネント２４は、例えば、プログラム可能な低周波アンプである。代わりに、プログラム可能な供給用コンポーネント２４は、プログラム可能な電流又は電圧源であることができる。電子チップ２は、好ましくは、さらに、無線周波数入出力端子１０と、受信側低ノイズアンプ１８とパワーアンプ２０との間に接続しているインピーダンス整合トランス２６を有する。

電子チップ２は、さらに、ミキサー２８と、２つの入力があるスイッチ３０と、フィルター及びゲイン段３２と、変復調器３４と、第１の周波数シンセサイザー３６と、及び第２の周波数シンセサイザー３８とを有する。

ミキサー２８の第１の入力は、受信側低ノイズアンプＬＮＡ１８の出力に接続される。ミキサー２８の第２の入力は、第１の周波数シンセサイザー３６の出力に接続される。このように、ミキサー２８は、受信アンプ１８から受信した増幅された無線周波数信号の周波数を第１の周波数シンセサイザー３６によって供給される発振信号と混合して、中間周波数における中間的周期的信号を供給するように意図されている。発振信号は、値が、例えば、実質的に２．４ＧＨｚである周波数を有する。ミキサー２８の出力において供給される中間的周期的信号は、単一又は直角位相の中間信号である。この中間信号の中間周波数は、例えば、実質的に４００ｋＨｚである。

スイッチ３０の第１の入力は、受信側低周波アンプ２２の出力に接続される。スイッチ３０の第２の入力は、ミキサー２８の出力に接続される。スイッチ３０は、その入力にある２つの信号のうちの１つを選択し、出力において、その選択された信号をフィルター及びゲイン段３２のために供給するように構成している。このように、無線周波数回路の中間周波数部分を用いることができ、それに、スイッチ３０を用いることによって、補助入力端子１２から到来する低周波信号を注入することができる。また、提案している本発明に係る送受信器１における構成によって、標準的なチップの大きさを維持しつつ、同じ無線周波数受信チャンネルを用いて別の伝送媒体からの信号を復調することができる。

フィルター及びゲイン段３２は、スイッチ３０の出力と変復調器３４の入力の間に接続される。図１に示しているように、フィルター及びゲイン段３２は、低域フィルター又はバンドパスフィルター４０と、及びフィルターリングされた中間信号を増幅する少なくとも１つのアンプ４２とを有する。

変復調器３４は、受信したデータ信号を復調することを可能にし、それ自体は、図示していないプロセシングユニットに接続される。なお、一般的には、フィルターリングされ増幅され復調された中間信号は、基準発振器から到来するクロック信号によって同期されつつ、プロセシングユニットにおいて、デジタル変換、すなわち、サンプリングされる。

第１の周波数シンセサイザー３６は、変復調器３４の出力とパワーアンプＰＡ２０の間に接続される。上記のように、第１の周波数シンセサイザー３６の別の出力がミキサー２８の入力に接続される。第１の周波数シンセサイザー３６は、変調信号、例えば、周波数変調信号、をパワーアンプ２０を介して無線周波数入出力端子１０に供給するように構成している。このような周波数変調信号の搬送周波数は、例えば、約２．４ＧＨｚである。第１の周波数シンセサイザー３６は、通常、内部のシグマデルタ変調器（図１に示していない）などを有する。第１の周波数シンセサイザー３６は、例えば、ＦＳＫ（周波数変位方式）又はＧＦＳＫ（ガウス周波数変位方式）の２点の周波数変調シンセサイザーであることができる。

第２の周波数シンセサイザー３８は、変復調器３４の出力と、プログラム可能な供給用コンポーネント２４との間に接続される。第２の周波数シンセサイザー３８は、変調信号、例えば、周波数変調信号、をプログラム可能な供給用コンポーネント２４に供給するように構成している。第２の周波数シンセサイザー３８によって合成される信号の中央周波数は、中間周波数と等しい。したがって、（第２の周波数シンセサイザー３８によって合成された）この周波数は、例えば、実質的に４００ｋＨｚと等しい。第２の周波数シンセサイザー３８によってプログラム可能な供給用コンポーネント２４へと供給される変調信号は、例えば、４００ｋＨｚのまわりで偏差が±５０ｋＨｚの周波数で周波数変調される。

本発明の１つの有利な例示的な実施形態において、第２の周波数シンセサイザー３８は、第１の周波数シンセサイザー３６の一部を形成し、その内部のシグマデルタ変調器を用いて変調信号を合成するように構成している。

第２の周波数シンセサイザー３８は、典型的には、低周波の周波数シンセサイザーである。補助出力端子１４は、低周波信号出力端子であり、変調された低周波信号を送信手段８に供給する。この変調された低周波信号を受信すると、送信手段８は、光学的、赤外線、音又は超可聴音の信号を送信する。

したがって、本発明に係る送受信器のおかげで、異なる伝送媒体において全二重通信を行って、無線周波数媒体に不具合があったときに、付加的に他の信号を送信することができることを理解することができる。

１送受信器
２電子チップ
４アンテナ
６受信手段
８送信手段
１０無線周波数入出力端子
１２補助入力端子
１４補助出力端子
１８受信側低ノイズアンプ
２０パワーアンプ
２２受信側低周波アンプ
２４プログラム可能な供給用コンポーネント
２８ミキサー
３０スイッチ
３２フィルター及びゲイン段
３４変復調器
３６第１の周波数シンセサイザー
３８第２の周波数シンセサイザー
４０低域フィルター又はバンドパスフィルター
４２アンプ

Claims

電子チップ（２）を有する送受信器（１）であって、
前記電子チップ（２）は、
当該送受信器（１）のアンテナ（４）を介して無線周波数信号を送受信するように意図されている無線周波数入出力端子（１０）と、
光電又は圧電トランスデューサーから到来する信号を受信するように意図されている補助入力端子（１２）と、及び
変調された低周波信号を圧力、音又は光波を発するコンポーネント（８）へと供給するように意図されている補助出力端子（１４）と
を有し、
前記電子チップ（２）は、さらに、
中間周波数における中間的周期的信号を供給するように、受信した無線周波数信号の周波数を第１の周波数シンセサイザー（３６）によって供給された発振信号の周波数と混合するミキサー（２８）と、
前記ミキサー（２８）の出力に接続される入力と前記補助入力端子（１２）に接続される入力を有するスイッチ（３０）と、
前記スイッチ（３０）の出力に接続されるフィルター及びゲイン段（３２）と、及び
前記フィルター及びゲイン段（３２）の出力に接続される変復調器（３４）と
を有し、
前記第１の周波数シンセサイザー（３６）は、前記変復調器（３４）の出力と前記無線周波数入出力端子（１０）の間に接続され、
前記第１の周波数シンセサイザー（３６）は、前記無線周波数入出力端子（１０）に周波数変調信号を供給するように構成しており、
前記電子チップ（２）は、さらに、前記変復調器（３４）の出力と前記補助出力端子（１４）の間に接続している第２の周波数シンセサイザー（３８）を有し、
前記第２の周波数シンセサイザー（３８）は、前記補助出力端子（１４）に供給する変調低周波信号を合成するように構成しており、
前記変調低周波信号の中心値は、前記電子チップ（２）の無線周波数回路の中間周波数の値と等しい
ことを特徴とする送受信器（１）。
前記電子チップ（２）は、さらに、前記第２の周波数シンセサイザー（３８）の出力と前記補助出力端子（１４）の間に接続されたプログラム可能な供給用コンポーネント（２４）を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の送受信器（１）。
前記プログラム可能な供給用コンポーネント（２４）は、プログラム可能な低周波アンプ又はプログラム可能な電流又は電圧源である
ことを特徴とする請求項２に記載の送受信器（１）。
前記第２の周波数シンセサイザー（３８）は、さらに、自身が前記プログラム可能な供給用コンポーネント（２４）に供給する信号を変調するように構成している
ことを特徴とする請求項２又は３に記載の送受信器（１）。
前記変調は，周波数又は位相変調である
ことを特徴とする請求項４に記載の送受信器（１）。
さらに、前記電子チップ（２）の前記補助出力端子（１４）に接続される、赤外線ダイオード（８）又は光ダイオード、又は音又は超可聴音の信号を送信するためのコンポーネントを有する
ことを特徴とする請求項２〜５のいずれか一項に記載の送受信器（１）。
さらに、前記電子チップ（２）の前記補助入力端子（１２）に接続される赤外線ダイオード（６）又は光ダイオード、又は圧電トランスデューサーを有する
ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の送受信器（１）。
さらに、前記電子チップ（２）の前記無線周波数入出力端子（１０）に接続された、無線周波数信号を送受信するためのアンテナ（４）を有する
ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の送受信器（１）。
前記フィルター及びゲイン段（３２）は、低域フィルター又はバンドパスフィルター（４０）と、及び前記フィルター（４０）の出力に接続している、フィルターリングされた中間信号を増幅するための少なくとも１つのアンプ（４２）とを有する
ことを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の送受信器（１）。
前記第１の周波数シンセサイザー（３６）は、内部のシグマデルタ変調器を有し、
前記第２の周波数シンセサイザー（３８）は、前記第１の周波数シンセサイザー（３６）の一部を形成し、前記内部のシグマデルタ変調器を用いて前記補助出力端子（１４）が供給する変調信号を合成するように構成している
ことを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の送受信器（１）。
前記電子チップ（２）は、さらに、前記無線周波数入出力端子（１０）と前記ミキサー（２８）の入力の間に接続している受信側低ノイズアンプ（１８）を有する
ことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の送受信器（１）。
前記電子チップ（２）は、さらに、前記第１の周波数シンセサイザー（３６）の出力と前記無線周波数入出力端子（１０）の間に接続されるパワーアンプ（２０）を有する
ことを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の送受信器（１）。
前記電子チップ（２）は、さらに、前記補助入力端子（１２）と前記スイッチ（３０）の入力との間に接続される受信側低周波アンプ（２２）を有する
ことを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載の送受信器（１）。