JPH01114213A

JPH01114213A - 信号弁別器

Info

Publication number: JPH01114213A
Application number: JP63232163A
Authority: JP
Inventors: Leigh Jones Peter; ピーター　リー　ジョーンズ; Christopher James Gamgee; クリストファー　ジェームズ　ガムジー; Charles Jungo; チャールズ　ジャンゴ
Original assignee: Amskan Ltd
Current assignee: Amskan Ltd
Priority date: 1987-09-17
Filing date: 1988-09-16
Publication date: 1989-05-02
Also published as: US4945225A; AU604153B2; EP0307911B1; CA1316582C; EP0307911A2; EP0307911A3; AU2211288A; DE3873231T2; DE3873231D1

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、背景放射（ｂａｃｋｇｒｏｕｎｄ　ｒａｄ
ｉａｎｔ）から放射情報信号（ｒａｄｉａｎｔ　ｉｎｆ
ｏｒｍａｔｉｏｎ　ｓｉｇｎａｌ）を弁別するための装
置に関する〔発明の背景〕本発明の装置は、例えばＥＰ０１０８６４３号中に示さ
れるように、人間や動物を含む対象物を同定するための
電子装置に関連して使用するために、開発された。この
種の同定システム（ｉｄｅｎｔｉｆ　１−ｃａｔｉｏｎ
　ｓｙｓｔｅｍ）は、例えば、情報や質問信号を発生す
るための指向性光源を有する質問器と、質問信号に応じ
て発生される応答信号を受信するための無線周波数（ｒ
ａｄｉｏ　ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　（ＲＦ）　）受信機と
を含んでいる。質問器手段は、１台あるいはそれ以上の
トランスポンダとともに使用されており、各トランスポ
ンダは、受光器あるいは光センサーと、周囲の背景光か
ら光源からの光を弁別するた約の回路とを含んでいる。

質問信号を弁別することに応じて、トランスホンダは、
特定のトランスホンダを同定することができるように、
符号化されたＲＦ倍信号トランスポンダ手段のＲＦ受信
機に返送信するように作動する。

トランスポンダは、バックグラウンド放射線（ｂａｃｋ
ｇｒｏｕｎｇ　ｒａｄｉａｔｉｏｎ）のような不要（ス
プリアス（ｓｐｕｒｉｏｕｓ）　）な信号から、純粋な
質問信号を弁別する必要がある。本発明は、この特定の
領域に使用されるために開発されたものである。しかし
ながら、本発明は他の情報信号の弁別のためにも適用す
ることができる。

〔発明の目的〕

本発明の目的は効果的に作動し、かつ異なった環境で使
用可能であり、特に、バックグラウンド放射線レベルの
範囲を越えて、入射放射情報信号を弁別するのに使用す
るための情報信号弁別装置を提供することである。これ
は、バックグラウンド放射レベルが実質的に変化する場
所で、この装置を使用することを可能にする。

本発明の好ましい目的は、電子物体同定システムに使用
して、特に好適な情報弁別装置を提供することである。

〔発明の構成及び効果〕

本発明によれば、情報信号が重ねられている放射背景信
号から放射情報信号を弁別するための弁別装置が提供さ
れ、その弁別装置は、放射情報信号と放射背景信号との
両方よりなる入射放射信号に感応するとともに、入射放
射信号の強さに応じたレベルを有する出力検知信号を発
生するように作動する入射放射検知手段であって、その
動作特性を決定する可変な動作点（ｏｐｅ−ｒａｔｉｎ
ｇ　ｐｏｉｎｔ）を有する検知手段と、検知信号から背
景放射信号構成部分の上に重ねられた放射情報信号構成
部分を検出するように検知信号に応答する検出手段とを
包含し、検知手段は、出力信号の飽和レベルまで入射放
射線レベルに応じた大きさの出力信号を発生するように
作動し、飽和レベルを生ずるのに必要な放射レベルを超
える入射放射レベルのいかなる増加は、出力検知信号の
大きさに実質的な変化を生じず、弁別装置は、出力信号
を生じさせることが十分にできる放射背景信号の強さの
範囲を超えて作動し、検知手段の動作点の調整なしに飽
和レベルに到達し、弁別装置は、飽和レベルの下に検知
信号のレベルを維持するように、入射放射検知手段の動
作点を望ましい範囲内で調整するために背景放射強度レ
ベルのある変化に応じて作動する補償回路を含んでいる
。

〔実施例〕

本発明の可能かつ好ましい特徴が、特に添付の図面に関
連して説明される。しかしながら、図面に示されかつ関
連して説明される特徴は、発明の範囲を限定するように
解釈されるべきではないというが、理解されるべきであ
る。

第１図において、たとえばキセノンせん光灯からの赤外
線パルスのように、短い立上がり時間の光のパルスの波
形である質問信号１０のような入射情報信号は、太陽光
のような背景入射放射とともに、入力情報検出器１１に
衝突（ぶつかる）する。検出器１１は臨界比較器（スレ
シホールド　コンパレータ（ｔｈｒｅｓｈｈｏｌｄ　ｃ
ｏｍｐａｒａｔｏｒ））１３に供給される出力信号１２
を供給する。論理始動回路（ｌｏｇｉｃ　５ｔａｒｔｕ
ｐ　ｃｉｒｃｕｉｔ）　１４は、臨界比較器１３に応答
して、発振器１５及び論理回路１６を含む回路を゛電力
を増加する（ｐａｗｅｒ　ｕｐ）”するようにする。論
理回路１６は、構成的には無線周波数送信器として示さ
れる送信器１７にデータを供給するように動作する。論
理回路１Ｇは、またデータ送信の終端で、それ以上の動
作がなされる必要がない回路構成部分を運転停止する電
力減少回路（ｐｏｗｅｒ　ｄｏｌＩＪｎ　ｃｉｒｃｕｉ
ｔ）１９を制御する。

検出器１１は、さらなる入射質問信号１０の受信にいつ
ても応答するように静止待機状、９　（ｑ　ｕ　、’　
ｅ−ｓｃｅｎｔ　５ｔａｎｃｌｂｙ　ｃｏｎｄｉｔｉｏ
ｎ）のままでいる。第１図の全体の回路は、同定のため
に人、動物あるいは物品によって携えられているタッグ
（ｔａｇ（下げ札））の形で供給されてもよい。検出器
１１は、タッグに合体された小バッテリーを有したタッ
グの有効寿命を長くするために、その待機状態の間中、
極めて低い電力（ｐｏｗｅｒ）を引き出す（ドロー（ｄ
ｒａｗ）　）ことが望ましい。

第２図の弁別装置は、第１図の検出器１１として作動し
、入射信号１０のレベルに応じたレベルの出力検知信号
２１を発生するため、放射情報信号と放射背景信号との
両者よりなる入射放射信号１０に感応する入射信号検知
手段２０を含む。検出器手段２２は、背景信号レベル構
成部分から倹知信号２１の情報信号構成部分を検出する
た釣、検知信号２１に応答する。

検出器手段２２は、背景信号レベル構成部分の増加に応
答し、検知信号２１の情報信号構成部分の弁別のための
能力を増大したり、あるいは−船釣には維持する。検知
手段２０は、入射放射に感応し、入射放射１０の強さに
応じたレベルの出力検知信号２１を発生する。検出器手
段２２は、検知信号２１に応答し、背景放射構成部分に
重ねられた情報信号構成部分を、検知信号２１の中から
検出する。検知手段は、動作特性を決定する可変な動作
点を有している。検知手段２０は、入射放射１０に応じ
て、出力信号２１の飽和レベルまで、入射放射レベルに
応じた大きさの出力信号２１を発生し、その飽和レベル
を超えては、入射放射レベルのいかなる変化も、出力検
知信号２１の大きさに、実質的な変化を生じない。弁別
装置は、飽和レベルの下に検知信号２１のレベルを維持
するように、望ましい範囲内で入射放射検知手段２０の
動作点を調整するため、背景放射強度レベルの変化に応
答して作動する補償回路２６を含む。

弁別装置が同定システムに使用される場合には、他の波
長の電磁放射も、同様に適用できるということが理解さ
れるけれども、放射情報信号は、赤外線数□射のような
光信号であろう。放射検知手段２０は、電流源として作
動するフォト・ダイオード２５として示されており、フ
ォト・ダイオード２５の出力電流は入射放射強度に依存
する。

この特別な実施例においては、補償回路２６は望ましい
範囲内に検知手段２０（フォト・ダイオード２５）への
負荷を調整するため、背景放射強度レベル内のいかなる
変化に応答して作動する負荷補償回路２７よりなり、そ
れゆえ放射検知手段２０の出力検知信号２１は、望まし
い範囲の背景放射レベル全体にわたって、その飽和レベ
ル以下にある。

第２図において、検出器手段２２と補償回路２６との両
者は、可変な動作点の単一の共通回路区間２９を含み、
回路区間２９は放射検知手段２０の負荷内に位置され、
回路区間２９の動作点は放射検知手段２０の出力信号２
１が飽和レベル以下にとどまるように、放射検知手段２
０への負荷を決定するばかりでなく、検出器手段２２の
感度も決定する。

好ましいＴ施例の回路区間２９は、放射検知手段２０に
よって供給される電流を有する半導体素子３０を含み、
半導体素子３０の動作点は、入射背景放射から結果とし
て生じる検知信号２１の背景構成部分のレベルにかから
れす、情報信号の放射検知手段２０による受信から生じ
る信号２１の重畳情報構成部分（ｓｕｐｅｒｉｍｐｏｓ
ｅｄ　ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）が
、実質的な大きさの検波信号４０を生ずる領域に維持さ
れる。

半導体素子３０は、ＦＥＴ３１よりなり、検知信号２１
がＦ　Ｅ　Ｔａ２のドレイン電流Ｉｄを供給し、Ｆ　Ｅ
　Ｔａ２のゲート電圧Ｖｇが背景放射レベルに依存する
レベルに維持されており、それゆえ重畳情報信号から結
果として生ずるドレイン電流Ｉｄにおける変化が、ドレ
イン電圧Ｖ（１における実質的な変化を生ずるように設
定されている。

］２この特別な好ましい設定の利点は、検出器手段２２及び
補償回路２６を待機あるいは検知状態に維持するために
は、極めて低いドレイン電流Ｉｄが維持されればよいこ
とであり、それによって極めて低い零入力電流あるいは
待機電流ドロー（ｄｒａｕ＋）を有する弁別装置の供給
を可能にしている。極めて低い電流のドレイン・基準・
バイアス（ｄｒａｉｎ　ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ　ｂｉａｓ
）　３３が、装置力情闇の中でさえ、装置が待機状態に
ある動作点にＦＥ　Ｔａ２を維持するために、ゲート３
２に接続されてもよい。好ましくは、検出器手段２２は
検知信号２１の比較的高い周波数の構成部分が、検出や
分析のために線路（ｌ　１ｎｅ）　４０に通過できるよ
うに作動するハイ・パスφフィルター！’（ｈｉｇｈ　
ｐａｓｓｆｉｌｔｅｒ　５ｅｃｔｉｏｎ）３５を含む。

例えば、背景光に重ねられた情報信号を構成する短い立
上り時間の光のパルスは、−船釣にＤ’Ｃあるいは低い
周波数に重ねられた高周波数信号構成部分が、背景信号
レベルを変動するので、検知信号２１の中にあられれる
ことが可能になる。

第２図の実施例を要約すると、Ｆ　Ｅ　Ｔａ２に合体し
ている検出器手段２２がある。Ｆ　Ｅ　Ｔａ２は、補償
回路２６として作動し、飽和以下にフォト・ダイオード
電流２１を維持し、また、検出器手段２２の感度調整を
可能にする。特に、第３図に示すように、望ましいゲー
ト電流Ｉｇは連結されたバッテリー（ａｓｓｏｃｉａｔ
ｅｄ　ｂａｔｔｅｒｙ）上に極めて少ない電流ドローを
もって維持され（たとえば１マイクロアンペアより少な
い電流ドロー）、それゆえＦＥ　Ｔａ２の動作点は、−
船釣にｌ　Ａ　ｌ″に印されてカーブに沿っている。こ
のカーブ゛Ａ′”に沿ってＦＥＴ３１の動作点を維持す
ることは、そのようなドレイン電流Ｉｄの小変化が、ド
レイン電流の絶対等級（絶対量）　（ａｂｓｏｌｕｔｅ
ｍａｇｎ　１ｔｕｄｅ）の小さい割合をあられすか、大
きい割合かをあられすかにかかわらず、ドレイン電流Ｉ
ｄの小さな絶対的な変化を可能にし、ドレイン電圧Ｖ、
ｄの実質的変化を生ずる。

待機モードにおいて、ＦＥＴ３１による極めて低い零入
力電流ドローを達成するた必に、極めて低い電流のドレ
イン電流リファレンス３３が、Ｆ　Ｅ　Ｔａ２のゲート
３２に基準バイアｘ　（ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｂｉａｓ）
を供給するために使用される。

第２図の検出器手段はまた、光の入射質問信号パルスか
ら生じる短い高上がり時間のパルスを通過するためのフ
ィルタ一部３５を含む。フィルタ一部３５の特性は、た
とえば周囲の光の状態の変化や比較的低い立上がり時間
の放射エネルギー・パルス（スプリアス信号（ｓｐｕｒ
ｉｏｕｓ　ｓｉｇ−ｎａｌｓ）から生ずる、フォト検出
器電流２１内の比較的低い周波数変化が、（ゲート電圧
Ｖｇを介して）その動作点を変化することによって、Ｆ
Ｅ　Ｔａ２の感度を変化することができるが、検知信号
２１の情報構成部分として通過しないように選択される
。

本発明は、広い範囲の背景信号レベルに対して、入射情
報信号の検出を可能にすることができる情報弁別装置を
提供するものであるということが、上記説明及び添付図
面から理解されるであろう。検知手段２０は、広い範囲
の背景放ｎルベルを超えて検出することを可能にする飽
和以下に維持されることが可能になる。望ましい実施例
において、弁別器は極めて低い待機電流ドローをもって
達成することが可能となる。弁別装置は、また例えばＩ
Ｃによって提供されるように、たくさんの構成部分をも
った極めて小形なものとすることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は同定システムのための応答器の概略ブロック図
を示す。第２図は第１図の応答器に使用されるためのも
のであり、かつ本発明のある可能な好ましい実施例によ
る入力信号検出器を示す。そして、第３図は第２図のＦ
ＥＴのための典型的な動作特性線図である。符号の説、明１０・・・質問信号　　　　　　１１・・・人力情報検
出器１２・・・出力信号　　　　　　１３・・・臨界比
較器１４・・・論理始動回路　　　　１５・・・発振器
１６・・・論理回路　　　　　　１７・・・送信器１９
・・・電力減少回路　　　　２０・・・入射信号検知手
段２１・・・出力検知信号　　　　２２・・・検出器手
段２５・・・フォト・ダイオード　２６・・・補償回路
２７・・・負荷補償回路　　　　２９・・・回路区間３
０・・・半導体素子　　　　　３１・・・ＦＥＴ３２・
・・ゲート　　　　　　　３３・・・基準バイアス３５
・・・フィルタ一部　　　　４０・・・線路特許出願人
　アムスカン　リミテッド

Claims

【特許請求の範囲】１、情報信号が重ねられている放射背景信号から放射情
報信号を弁別するための弁別装置であって、弁別装置は
、放射情報信号と放射背景信号との両方よりなる入射放
射信号に感応しかつ入射放射信号の強さに応じたレベル
の出力検知信号を発生するように作動する入射放射検知
手段であって、その動作特性を決定する可変な動作点を
有する検知手段と、検知信号に応答して、検知信号の中
から背景放射信号構成部分上に重ねられた放射情報信号
構成部分を検出する検出器手段であって、検知手段の可
変な動作点を設定するように作動する検出器手段とを包
含し、検知手段は、検出器手段のない場合には、出力信
号の飽和レベルに到達可能である入射放射レベルに応じ
た大きさの出力信号を発生するように作動し、前記飽和
レベルを生じるのに必要な放射レベルを超える入射放射
レベルのいかなる増加が、出力検知信号の大きさに実質
的な変化を生ぜず、弁別装置は、検出器手段のない場合
には、検知手段の動作点の調整なしに、飽和レベルに到
達するように出力信号を発生することが十分可能である
放射背景信号強度の範囲を超えて作動し、弁別装置は、
飽和レベルの下に検知信号のレベルを維持するように、
入射放射検知手段の動作点を望ましい範囲内で調整する
ため、背景放射強度のいかなる変化にも応答して作動す
る補償回路を含み、かくして、検知手段と検出手段とが
放射背景信号のレベルとは本質的に独立している放射情
報信号に応答することを許容する、ことを特徴とする弁
別装置。２、放射検知手段が、入射放射強度に依存する出力電流
を出力信号として生じるように作動する放射検知素子と
、放射検知素子上の電気的負荷を望ましい範囲内に調整
するため、背景放射強度レベルの変化に応答して作動す
る負荷補償回路よりなる補償回路とよりなり、それゆえ
、放射検知手段の出力検知信号が、背景放射レベルの望
ましい範囲を通して、その飽和レベルの下に維持される
ことを特徴とする請求項１記載の弁別装置。３、検出器手段と補償回路との両方は、可変な動作点の
単一共通回路部を含み、単一回路部は放射検知手段によ
って供給される電流を有する半導体素子を含み、半導体
素子の動作点は、放射検知手段による情報信号の受信か
ら生ずる検知信号の重畳情報構成部分が、入射背景放射
から生じる検知信号の背景構成部分のレベルにかかわら
ず、実質的な大きさの検出器信号を生ずる動作範囲内に
維持されている請求項２記載の弁別装置。４、半導体素子は、検知信号がＦＥＴのドレイン電流を
供給し、ＦＥＴのゲート電圧は背景放射レベルに依存す
るレベルに維持されるように設定され、それゆえ、重畳
情報信号から生ずるドレイン電流の変化が、ドレイン電
圧に実質的変化を生じ、それによって低いドレイン電流
が、検出器手段と補償回路を待機あるいは検知状態に維
持するために、維持されることが必要とされるにすぎず
、そのために極めて低い零入力電流ドローあるいは待機
電流ドローを有する弁別装置の提供を可能にした請求項
３記載の弁別装置。５、弁別装置が、極めて広い範囲の入射背景放射レベル
の下で、基準バイアスからの極めて低い電流ドレインを
もって、その待機状態に維持される動作点にＦＥＴを維
持するように、ＦＥＴのゲートに接続された低電流ドレ
イン基準バイアスによってさらに特徴づけられた、請求
項４記載の弁別装置。