JPH0420514B2 - - Google Patents

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JPH0420514B2
JPH0420514B2 JP59179961A JP17996184A JPH0420514B2 JP H0420514 B2 JPH0420514 B2 JP H0420514B2 JP 59179961 A JP59179961 A JP 59179961A JP 17996184 A JP17996184 A JP 17996184A JP H0420514 B2 JPH0420514 B2 JP H0420514B2
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JP
Japan
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signal
frequency
echo
sensor
excitation
Prior art date
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JP59179961A
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Japanese (ja)
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JPS6158099A (en
Inventor
Atsutoshi Myazaki
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Meisei Electric Co Ltd
Original Assignee
Meisei Electric Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明はエコー式テレメータのエコー信号受信
方式に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to an echo signal receiving system for an echo telemeter.

エコー式テレメータとは、被検出個体又は被計
測個体の計測ポイントに例えば水晶振動子のよう
に、特定周波数で共振し、又は被計測事象によつ
て定まる周波数で共振するセンサ(所謂、エコー
センサ)を取り付け、当該エコーセンサにその共
振周波数と等しいか、又はその近傍の周波数を有
する励振エネルギー(励振信号)を外部から非接
触に印加して当該エコーセンサを共振させたと
き、上記外部からの励振エネルギーを断つた後も
当該エコーセンサが暫時減衰しながらその共振周
波数で振動を持続することを利用し、この減衰振
動(エコー信号)を非接触に受信してその周波数
から上記被検出個体又は被計測個体に関するデー
タを得るようにしたものであり、この方式のテレ
メータでは、移動局(エコーセンサを具備し、検
出又は計測データを送出する局)に電池等の電力
供給手段や能動素子を必要とする発振回路等を必
要とせず、また固定局(前記励振エネルギーの放
射及びエコー信号の受信、分析等を行う局)と移
動局との間を非接触にできることから各分野(工
業テレメータ、医療テレメータ等)で広く活用さ
れている。
An echo telemeter is a sensor (so-called echo sensor) that resonates at a specific frequency, such as a crystal oscillator, at a measurement point of an individual to be detected or an individual to be measured, or at a frequency determined by the event to be measured. When the echo sensor is made to resonate by applying excitation energy (excitation signal) having a frequency equal to or in the vicinity of the resonance frequency to the echo sensor from the outside without contact, the above-mentioned external excitation Utilizing the fact that the echo sensor continues to vibrate at its resonant frequency while attenuating for a while after the energy is cut off, the attenuated vibration (echo signal) is received in a non-contact manner and the detected individual or subject is detected from that frequency. This type of telemeter requires a power supply means such as a battery and an active element in the mobile station (a station equipped with an echo sensor and transmitting detection or measurement data). It is suitable for various fields (industrial telemeters, medical telemeters, etc.) are widely used.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

上記エコー式テレメータでは、エコーセンサか
らのエコー信号の継続時間が短いことから、この
エコー信号を検出し、その周波数を直接計数する
ことは、エコー信号の高周波特性から極めてむづ
かしく、この問題をいかに解決するかがエコー式
テレメータに於ける重要な課題である。
In the echo telemeter mentioned above, since the duration of the echo signal from the echo sensor is short, it is extremely difficult to detect this echo signal and directly count its frequency due to the high frequency characteristics of the echo signal. How to solve this problem is an important issue in echo telemetry.

本発明は上記課題を解決し、測定精度を向上さ
せるための新規なエコー信号受信方式を提案する
ものである。
The present invention solves the above problems and proposes a new echo signal reception method for improving measurement accuracy.

〔発明の概要〕 本発明は、エコーセンサが励振信号によつて共
振しエコー信号を放出するのは当該励振信号の周
波数がエコーセンサの共振周波数にほぼ等しくな
つたときであることに着目し、エコー信号の受信
部をスーパーヘテロダイン方式で構成して、その
ローカル発振周波数を上記励振信号の掃引に合わ
せて掃引し、ローカル発振周波数と励振信号の周
波数との間の差が常に一定(零を含む。)である
ようにしてエコー信号の検出周波数範囲を狭帯域
にし、もつてエコー信号を確実に検出できるよう
にしたものである。
[Summary of the Invention] The present invention focuses on the fact that an echo sensor resonates with an excitation signal and emits an echo signal when the frequency of the excitation signal becomes approximately equal to the resonant frequency of the echo sensor. The echo signal receiving section is configured in a superheterodyne system, and its local oscillation frequency is swept in accordance with the sweep of the excitation signal, so that the difference between the local oscillation frequency and the frequency of the excitation signal is always constant (including zero). ), the echo signal detection frequency range is made narrow, thereby making it possible to reliably detect the echo signal.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

図面はいずれも本発明の実施例を説明するため
のもので、第1図はブロツク図、第2図は送信部
での励振信号の周波数掃引を説明する図、第3図
は受信部での各種信号の周波数関係を説明する図
である。
The drawings are all for explaining the embodiments of the present invention; FIG. 1 is a block diagram, FIG. 2 is a diagram explaining the frequency sweep of the excitation signal in the transmitting section, and FIG. 3 is a diagram explaining the frequency sweep of the excitation signal in the receiving section. FIG. 3 is a diagram illustrating frequency relationships of various signals.

まず、第1図に示す各部を説明する。 First, each part shown in FIG. 1 will be explained.

1は各種信号を生成する集合回路で、端子P1
〜P4に次に説明する動作で各種信号を出力する。
すなわち、クロツクパルス発生器101は第2図
Aに示すように、パルス巾t1のクロツクパルスを
一定の周期tで生成しており、このクロツクパル
スは端子P1に出力されて送信・受信の切換制御
信号となる。
1 is a collective circuit that generates various signals, and terminal P 1
~ P4 outputs various signals using the operations described below.
That is, as shown in FIG. 2A, the clock pulse generator 101 generates a clock pulse with a pulse width t 1 at a constant period t, and this clock pulse is output to the terminal P 1 as a transmission/reception switching control signal. becomes.

また、上記クロツクパルスはステツプ電圧生成
器102に入力される。ステツプ電圧生成器10
2は、例えば計数機能とデジタル・アナログ変換
機能を有しており、上記クロツクパルスをその前
縁で計数し、計数値(デイジタル)を電圧(アナ
ログ)に変換する。この作用によつて当該ステツ
プ電圧生成器102はクロツクパルスの入力毎に
一定の値ずつ電圧が変化していき、この変化が設
定ステツプ数毎に繰返される電圧信号ES(電圧値
es:以下、各種信号について、信号を示すときは
大文字、その値(電圧値、周波数値)を示すとき
は小文字で記す。)を生成する。この電圧信号ES
は端子P2に出力されてエコー信号受信後の演算
処理での被演算信号となる。
The clock pulse is also input to a step voltage generator 102. Step voltage generator 10
2 has, for example, a counting function and a digital-to-analog conversion function, counts the clock pulses at their leading edges, and converts the counted value (digital) into a voltage (analog). Due to this action, the voltage of the step voltage generator 102 changes by a constant value every time a clock pulse is input, and this change is repeated every set number of steps to generate a voltage signal E S (voltage value
es: Hereinafter, regarding various signals, a signal is indicated in uppercase letters, and its value (voltage value, frequency value) is indicated in lowercase letters. ) is generated. This voltage signal E S
is output to terminal P2 and becomes the signal to be operated on in the arithmetic processing after receiving the echo signal.

また、上記電圧信号ESはV/Fコンバータ10
3に入力され、電圧値esに対応した周波数sの交
流信号Fsに変換される。この交流信号Fsは第2
図Bに示すように電圧信号Esの1ステツプ毎
(すなわち、クロツクパルスのステツプ電圧生成
器102への入力毎)に一定周波数Δずつ、そ
の周波数が変化していき、この変化が設定ステツ
プ数毎に繰返される信号である。
In addition, the voltage signal E S is the V/F converter 10
3 and is converted into an alternating current signal Fs of frequency s corresponding to the voltage value es. This AC signal Fs is the second
As shown in FIG. It is a repeated signal.

上記V/Fコンバータ103からの交流信号FS
は第1混合器104に入力され第1ローカル発振
器106から出力されるローカル信号F1と混
合される。第1ローカル発振器106はエコーセ
ンサ11の共振周波数領域の比較的高く、かつ一
定の周波数1のローカル信号F1を出力して
おり、上記第1混合器104はエコーセンサ11
の共振周波数領域で一定周波数Δずつステツプ
状に周波数が変化していく高周波信号Fc1を端子
P3に出力する。この端子P3に出力された高周波
信号Fc1は送信信号(エコーセンサ11の励振信
号)となり、その周波数c1は c11+s ……(1) である。
AC signal F S from the above V/F converter 103
is input to the first mixer 104 and mixed with the local signal F 1 output from the first local oscillator 106 . The first local oscillator 106 outputs a local signal F 1 having a relatively high and constant frequency 1 in the resonant frequency region of the echo sensor 11, and the first mixer 104
A high frequency signal Fc 1 whose frequency changes stepwise by a constant frequency Δ in the resonant frequency region of
Output to P3 . The high frequency signal Fc 1 outputted to this terminal P 3 becomes a transmission signal (excitation signal of the echo sensor 11), and its frequency c 1 is c 1 = 1 + s (1).

また、上記第1混合器104からの高周波信号
Fc1は第2混合器105に入力され、更に第2ロ
ーカル発振器107からのローカル信号F2
混合される。第2ローカル発振器107は比較的
低い一定周波数2のローカル信号F2を出力
しており、上記第2混合器105は前記高周波信
号Fc1の周波数c1より上記周波数2だけ高い
周波数c2の高周波信号Fc2を端子P4に出力する。
この高周波信号Fc2も周波数がステツプ状に変化
する信号であつて、その周波数c2は c22+c112+s ……(2) である。この高周波信号Fc2はエコー信号受信後
の処理に於いてローカル信号として使用される信
号である。
In addition, the high frequency signal from the first mixer 104
Fc 1 is input to the second mixer 105 and further mixed with the local signal F 2 from the second local oscillator 107. The second local oscillator 107 outputs a local signal F 2 with a relatively low constant frequency 2 , and the second mixer 105 outputs a high frequency signal F 2 with a frequency c 2 higher than the frequency c 1 of the high frequency signal Fc 1 by the frequency 2 . Output signal Fc 2 to terminal P 4 .
This high frequency signal Fc 2 is also a signal whose frequency changes stepwise, and its frequency c 2 is c 2 = 2 + c 1 = 1 + 2 + s (2). This high frequency signal Fc 2 is a signal used as a local signal in processing after receiving the echo signal.

尚、上記第2混合器105及び第2ローカル発
振器107は、例えば個体識別用テレメータのよ
うにエコーセンサ11自体の共振周波数偏移量を
測定する必要のない場合には必要としないもので
ある。この場合は第1混合器104からの高周波
信号Fc1がエコー信号受信後の処理に於けるロー
カル信号として使用される。
Note that the second mixer 105 and the second local oscillator 107 are not required when there is no need to measure the amount of resonance frequency deviation of the echo sensor 11 itself, such as in a telemeter for individual identification, for example. In this case, the high frequency signal Fc 1 from the first mixer 104 is used as a local signal in processing after receiving the echo signal.

以上のようにして集合回路1の端子P1にはク
ロツクパルスが、端子P2には電圧値が一定値ず
つ変化していく電圧信号Esが、端子P3及びP4
は周波数が一定値ずつ変化していく高周波信号
Fc1及びFc2(c1<c2)がそれぞれ出力される。
As described above, the clock pulse is applied to the terminal P 1 of the aggregate circuit 1, the voltage signal Es whose voltage value changes by a constant value is applied to the terminal P 2 , and the frequency changes by a constant value to the terminals P 3 and P 4 . Changing high frequency signal
Fc 1 and Fc 2 (c 1 <c 2 ) are respectively output.

2は送信アンプで前記集合回路1の端子P3
出力された高周波信号Fc1を増幅してエコーセン
サ11の励振信号とする。
2 is a transmission amplifier which amplifies the high frequency signal Fc 1 outputted to the terminal P 3 of the collective circuit 1 and uses it as an excitation signal for the echo sensor 11.

3は送・受切換スイツチで、前記集合回路1の
端子P1に出力されるクロツクパルスを制御信号
として、当該クロツクパルスが在るときにはアン
テナ9を送信側(送信アンプ2側)に、当該クロ
ツクパルスがないときにはアンテナ9を受信側
(RFアンプ4側)に切換制御する。
Reference numeral 3 designates a transmitting/receiving switch, which uses the clock pulse outputted to terminal P1 of the collective circuit 1 as a control signal, and when the clock pulse is present, the antenna 9 is set to the transmitting side (transmitting amplifier 2 side), and when the clock pulse is not present, the antenna 9 is set to the transmitting side (transmitting amplifier 2 side). At times, the antenna 9 is switched to the receiving side (RF amplifier 4 side).

4はRFアンプで、受信したエコー信号Feを増
幅する。
4 is an RF amplifier that amplifies the received echo signal Fe.

5は混合器で、上記RFアンプ4からのエコー
信号Feと、前記集合回路1の端子P4に出力され
ている高周波信号Fc2とを混合し、その差の周波
数の信号Fmを出力する。この信号Fmの周波数
mは m=|c2−e| =|2+c1−e| ……(3) である。
A mixer 5 mixes the echo signal Fe from the RF amplifier 4 and the high frequency signal Fc 2 outputted to the terminal P 4 of the collective circuit 1, and outputs a signal Fm having a frequency that is the difference between the two. The frequency of this signal Fm
m is m=|c 2 −e| = | 2 +c 1 −e| ...(3).

6はF/Vコンバータで、上記混合器5から出
力される信号Fmを電圧信号Emに変換する。
6 is an F/V converter which converts the signal Fm output from the mixer 5 into a voltage signal Em.

7はデータ処理器で、上記F/Vコーバータ6
から出力される電圧信号Emと前記集合回路1の
端子P2に出力される電圧信号Esとをデータ処理
し、計測データを生成して出力する。
7 is a data processor, and the above F/V converter 6
Data processing is performed on the voltage signal Em output from the terminal P2 and the voltage signal Es output to the terminal P2 of the collective circuit 1, and measurement data is generated and output.

また、当該データ処理器7に於ける処理を周波
数の段階で行う場合には、上記F/Vコンバータ
6を削除し、混合器5の出力信号Fmと、前記集
合回路1のV/Fコンバータ103の出力信号
Fsとを当該データ処理器7に入力するようにす
ればよい。
In addition, when processing in the data processor 7 is performed in frequency stages, the F/V converter 6 is deleted and the output signal Fm of the mixer 5 and the V/F converter 103 of the collective circuit 1 are output signal of
Fs may be input to the data processor 7.

8は表示器で、データ処理器7が出力する計測
データを表示し又は記録する。
A display 8 displays or records the measurement data output by the data processor 7.

9は固定局側のアンテナで、エコーセンサ11
の励振信号Fc1を放射し、又はエコーセンサ11
からのエコー信号Feを受信する。
9 is the antenna on the fixed station side, and the echo sensor 11
emits an excitation signal Fc 1 or echo sensor 11
receives an echo signal Fe from

10は移動局側のアンテナで、エコーセンサ1
1が放出するエコー信号Feを放射し、又はエコ
ーセンサ11の励振信号Fc1を受信する。
10 is an antenna on the mobile station side, and echo sensor 1
1 emits an echo signal Fe, or receives an excitation signal Fc 1 of the echo sensor 11.

11はエコーセンサであり、被計測体の被計測
部位に、又は被検出個体に装着される。このエコ
ーセンサ11はエネルギー蓄積形振動特性素子で
なり、励振時にそれ自体に蓄積されたエネルギー
によつて励振停止直後に暫時その共振周波数eで
振動を持続し、この振動がエコー信号Feとなる。
このエコーセンサ11としての素子は、蓄積エネ
ルギーの多い(従つて、エコー信号Feの放出時
間が他の素子に比べて長い)ことで水晶振動子が
最適である。
Reference numeral 11 denotes an echo sensor, which is attached to a part to be measured of an object to be measured or to an individual to be detected. This echo sensor 11 is an energy storage type vibration characteristic element, and due to the energy stored in itself during excitation, it continues to vibrate at its resonant frequency e for a while immediately after excitation stops, and this vibration becomes an echo signal Fe.
As the element for this echo sensor 11, a crystal oscillator is optimal because it has a large amount of stored energy (therefore, the emission time of the echo signal Fe is longer than other elements).

また、このエコーセンサ11には、被計測部位
の物理事象の変化に応じて共振周波数eが変化す
るもの(物理事象計測用)と、それ自体の共振周
波数eは環境条件によつて変化しないが、一般に
複数個用意されていて互に共振周波数eが異なる
もの(個体識別用)とがある。
In addition, some echo sensors 11 have resonance frequencies e that change according to changes in physical events at the part to be measured (for physical event measurement), and others whose resonance frequencies e do not change depending on environmental conditions. Generally, there is a plurality of them, each having a different resonance frequency e (for individual identification).

以上の各部で、アンテナ10及びエコーセンサ
11は移動局を構成するものであり、その他は固
定局を構成するものである。
In each of the above parts, the antenna 10 and the echo sensor 11 constitute a mobile station, and the others constitute a fixed station.

次に実施例の動作を説明する。尚、以下の説明
ではエコーセンサ11が物理事象計測用のもので
あるものとする。
Next, the operation of the embodiment will be explained. In the following description, it is assumed that the echo sensor 11 is for measuring physical events.

集合回路1の端子P3に出力され、送信アンプ
2で増幅されて生成された励振信号Fc1は送・受
切換スイツチ3が送信アンプ2側に切換わる毎
に、すなわち、第2図Aに示す時間t1の到来毎に
アンテナ9から放射される。このアンテナ9から
の励振信号Fc1の放射は前記集合回路1の作用に
よつて送・受切換スイツチ3が切換わる毎に周波
数がΔずつ高くなつていく。このようにエコー
センサ11の励振信号Fc1は、周波数をステツプ
状に掃引しながら間欠的に送出される。
The excitation signal Fc 1 outputted to the terminal P 3 of the collective circuit 1 and amplified by the transmission amplifier 2 is generated every time the transmission/reception switch 3 is switched to the transmission amplifier 2 side, that is, as shown in FIG. 2A. It is radiated from the antenna 9 every time the time t 1 shown in FIG. The frequency of the radiation of the excitation signal Fc 1 from the antenna 9 increases by Δ due to the action of the collective circuit 1 each time the transmitting/receiving switch 3 is switched. In this way, the excitation signal Fc1 of the echo sensor 11 is sent out intermittently while sweeping the frequency in steps.

励振信号Fc1の周波数c1がエコーセンサ11の
共振範囲となつたとき当該エコーセンサ11は有
効に共振する(ここで有効とは、そのエコー信号
が固定局で充分に識別できるレベルで共振するこ
とをいう)。これを第3図で示すと、励振信号
Fc1の周波数c1に対してエコーセンサ11の共振
周波数eが「c1±Δc」の範囲内(一点鎖線で
示した範囲内)にあることであり、エコーセンサ
11として水晶振動子を使用した場合には上記
Δcは2〜3KHzである。
When the frequency c 1 of the excitation signal Fc 1 falls within the resonance range of the echo sensor 11, the echo sensor 11 effectively resonates (here, effective means that the echo signal resonates at a level that can be sufficiently identified by the fixed station). ). This is shown in Figure 3, where the excitation signal
The resonant frequency e of the echo sensor 11 is within the range of "c 1 ±Δc" (within the range indicated by the dashed line) with respect to the frequency c 1 of Fc 1 , and a crystal oscillator is used as the echo sensor 11. In this case, the above Δc is 2 to 3 KHz.

エコーセンサ11が有効に共振すると、励振の
停止直後、すなわち第2図Aに示した時間t2に於
いて当該エコーセンサ11からエコー信号Feが
放出され、このエコー信号Feはアンテナ10か
ら放射される。この時間t2では送・受切換スイツ
チ3は受信側に切換つていてアンテナ9がRFア
ンプ4に接続されているので、上記アンテナ10
から放射されたエコー信号Feはアンテナ9で受
信され、RFアンプ4で増幅されたのち混合器5
に入力される。この混合器5では集合回路1の端
子P4に出力されている高周波信号Fc2をローカル
信号として上記エコー信号Feの周波数eを低減
する処理を行う。この処理は所謂スーパーヘテロ
ダイン受信方式の処理である。
When the echo sensor 11 resonates effectively, an echo signal Fe is emitted from the echo sensor 11 immediately after the excitation stops, that is, at time t2 shown in FIG. 2A, and this echo signal Fe is emitted from the antenna 10. Ru. At this time t2 , the transmit/receive switch 3 is switched to the receiving side and the antenna 9 is connected to the RF amplifier 4, so the antenna 10 is connected to the RF amplifier 4.
The echo signal Fe emitted from the
is input. This mixer 5 performs processing to reduce the frequency e of the echo signal Fe by using the high frequency signal Fc 2 outputted to the terminal P 4 of the collective circuit 1 as a local signal. This processing is a so-called superheterodyne reception method processing.

ところで、エコー信号Feの周波数eとエコー
センサ11が有効に共振したときの励振信号Fc1
の周波数c1との周波数差をΔeとすると(但し、
e>c1とする。)、前記(3)式の関係から混合器5
の出力信号Fmの周波数mは m=|2−Δe| ……(4) となる。ここで、Δeは前記Δc以下であつて、
せいぜい2〜3KHzであり、上記2を、例え
ば最も一般的なIFフイルタ、IF検波器等で使用
される周波数455KHzに設定するものとすれば、
上記Δeは2に比べて極めて低いので、 m≒2 ……(5) とみなしてよい。
By the way, the frequency e of the echo signal Fe and the excitation signal Fc 1 when the echo sensor 11 resonates effectively
Let Δe be the frequency difference from the frequency c 1 of (however,
Let e>c 1 . ), from the relationship of equation (3) above, mixer 5
The frequency m of the output signal Fm is m = | 2 − Δe | ...(4). Here, Δe is less than or equal to the above Δc, and
It is at most 2 to 3KHz, and if we set the above 2 to 455KHz, which is the frequency used in the most common IF filters, IF detectors, etc.
Since the above Δe is extremely low compared to 2 , it can be considered that m≒ 2 ...(5).

以上のようにして混合器5から出力された信号
FmはF/Vコンバータ6に入力されて周波数・
電圧変換が行なわれる。
The signal output from the mixer 5 as described above
Fm is input to the F/V converter 6 and the frequency
A voltage conversion is performed.

ところで、上記混合器5による処理によつて当
該混合器5から出力される信号Fmの周波数m
は、上記から明らかなようにエコーセンサ11が
共振したときの励振信号Fc1の周波数c1がいずれ
であつても、常に第2ローカル発振器107の発
振周波数2の近辺である。これは混合器5に
対するローカル信号である信号Fc2の周波数c2
励振信号Fc1の周波数掃引に合わせて掃引するよ
うにしたことの効果であつてこれにより上記F/
Vコンバータ6で行う周波数・電圧変換動作が精
度よく行なわれる。これについて更に説明する
と、仮にエコー信号Feの周波数eをそのまま電
圧に変換するものとすれば当該周波数eは20〜
30MHz程度(水晶振動子をエコーセンサとして
使用した場合)であつて、F/Vコンバータ6に
対して超高速動作特性が要求される。しかしなが
ら、本発明では上記F/Vコンバータ6に入力さ
れる信号Fmの周波数mはエコー信号Feの周波
数eに比べて極めて低い周波数であり、かつその
変動範囲も第3図に示す±Δc以下であつて極め
て狭い範囲であるので、F/Vコンバータ6での
周波数・電圧変換が極めて高精度でなされる。
By the way, the frequency m of the signal Fm output from the mixer 5 through the processing by the mixer 5 is
As is clear from the above, regardless of the frequency c 1 of the excitation signal Fc 1 when the echo sensor 11 resonates, it is always near the oscillation frequency 2 of the second local oscillator 107. This is an effect of sweeping the frequency c 2 of the signal Fc 2 , which is a local signal to the mixer 5, in accordance with the frequency sweep of the excitation signal Fc 1 .
The frequency/voltage conversion operation performed by the V converter 6 is performed with high accuracy. To explain this further, if we convert the frequency e of the echo signal Fe directly into a voltage, the frequency e will be 20~
The frequency is approximately 30 MHz (when a crystal resonator is used as an echo sensor), and the F/V converter 6 is required to have ultra-high-speed operating characteristics. However, in the present invention, the frequency m of the signal Fm input to the F/V converter 6 is extremely low compared to the frequency e of the echo signal Fe, and its variation range is less than ±Δc shown in FIG. Since the range is extremely narrow, frequency/voltage conversion in the F/V converter 6 is performed with extremely high precision.

以上の動作でF/Vコーバータ6から出力され
る信号Emには、前記(4)式から明らかなようにエ
コーセンサ11が有効に共振したときの励振信号
Fc1とエコー信号Feとの間の周波数差Δeに対応
する電圧成分を含んでいる。この電圧成分は、例
えば計測の対象が温度の場合、計測温度の下位の
桁、例えば小数点以下の値を示すものとすること
ができる。このようにした場合には、励振信号
Fcの掃引ステツプ(第2図に示すΔ)は温度に
して1℃に対応する周波数とすると、当該励振信
号Fc1を生成したステツプ電圧生成器102から
の電圧信号Esは1℃単位のデータ、すなわち計
測温度の上位の桁のデータを与えることとなる。
そしてこの上位の桁のデータは微弱で持続時間の
短いエコー信号Feからとり出す必要はなく、実
施例ではステツプ電圧生成器102から直接とり
出している。すなわち、データ処理器7には上記
F/Vコンバータ6からの信号Emと上記ステツ
プ電圧生成器102からの信号Esとが入力され
ており、当該データ処理器7ではこの2つの信号
Em,Esによつて計測データを生成する。
As is clear from equation (4) above, the signal Em output from the F/V converter 6 in the above operation is an excitation signal when the echo sensor 11 resonates effectively.
It includes a voltage component corresponding to the frequency difference Δe between Fc 1 and the echo signal Fe. For example, when the object to be measured is temperature, this voltage component may indicate a lower digit of the measured temperature, for example, a value below the decimal point. In this case, the excitation signal
Assuming that the sweep step of Fc (Δ shown in FIG. 2) is a frequency corresponding to 1°C in temperature, the voltage signal Es from the step voltage generator 102 that generated the excitation signal Fc1 is data in units of 1°C. In other words, data of the upper digits of the measured temperature is given.
There is no need to take out the data of the upper digits from the echo signal Fe, which is weak and has a short duration, and is taken out directly from the step voltage generator 102 in this embodiment. That is, the data processor 7 receives the signal Em from the F/V converter 6 and the signal Es from the step voltage generator 102, and the data processor 7 inputs these two signals.
Generate measurement data using Em and Es.

データ処理器7から出力された計測データは表
示器8に送られて表示される。
The measurement data output from the data processor 7 is sent to the display 8 and displayed.

次にエコーセンサ11の共振周波数偏移量の測
定を必要としない場合の実施例について説明す
る。この実施例は、例えば個体識別用のテレメー
タについて実施される。
Next, an embodiment will be described in which it is not necessary to measure the amount of resonance frequency deviation of the echo sensor 11. This embodiment is implemented, for example, for a telemeter for individual identification.

個体識別用のエコー式テレメータでは被識別個
体個々に互に共振周波数の異つたエコーセンサ1
1が装着され、それぞれの共振周波数eは第1混
合器104から出力される高周波信号(送信アン
プ2から出力される励振信号)Fc1の各ステツプ
での周波数に設定される。また、集合回路1に於
いて、第2混合器105及び第2ローカル発振器
107は除かれて、混合器5のローカル信号入力
端子は端子P3に直接接続される。すなわち、混
合器5のローカル信号の周波数は励振信号Fc1
周波数c1と同じになる。
In an echo telemeter for individual identification, echo sensors 1 each having a different resonance frequency are used for each individual to be identified.
1 is attached, and the resonance frequency e of each is set to the frequency at each step of the high frequency signal (excitation signal output from the transmission amplifier 2) Fc1 output from the first mixer 104. Further, in the collective circuit 1, the second mixer 105 and the second local oscillator 107 are removed, and the local signal input terminal of the mixer 5 is directly connected to the terminal P3 . That is, the frequency of the local signal of the mixer 5 becomes the same as the frequency c 1 of the excitation signal Fc 1 .

前記実施例と同様にしてアンテナ9から励振信
号Fc1が放射され、そのときの励振信号Fc1の周
波数c1にエコーセンサ11が有効に共振したと
き、その共振周波数eは励振信号Fc1の周波数c1
と等しくなる。従つて混合器5から出力される信
号Fmの周波数mは零となる(混合器5の出力は
所謂ゼロビートとなる。)。これによりF/Vコン
バータ6は特定の信号を出力する。
When the excitation signal Fc 1 is radiated from the antenna 9 in the same manner as in the above embodiment, and the echo sensor 11 effectively resonates with the frequency c 1 of the excitation signal Fc 1 at that time, the resonant frequency e is equal to the frequency c 1 of the excitation signal Fc 1 . frequency c 1
is equal to Therefore, the frequency m of the signal Fm output from the mixer 5 becomes zero (the output of the mixer 5 becomes a so-called zero beat). This causes the F/V converter 6 to output a specific signal.

ところで、各エコーセンサ11の共振周波数e
は励振信号Fc1の各ステツプでの周波数c1と1対
1に対応し、従つてその基となるステツプ電圧生
成器102の各ステツプでの出力信号(電圧信
号)Esとも1対1に対応する。これによりデー
タ処理器7は上記F/Vコンバータから特定の信
号が出力されたときのステツプ電圧生成器102
の出力信号Esからエコーセンサ11を特定し、
個体識別を行う。識別された個体は表示器8に表
示される。
By the way, the resonance frequency e of each echo sensor 11
corresponds one-to-one with the frequency c1 at each step of the excitation signal Fc1 , and therefore also corresponds one-to-one with the output signal (voltage signal) Es at each step of the step voltage generator 102, which is the base thereof. do. As a result, the data processor 7 operates as a step voltage generator 102 when a specific signal is output from the F/V converter.
Identify the echo sensor 11 from the output signal Es of
Perform individual identification. The identified individual is displayed on the display 8.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上の説明から明らかなように、本発明によれ
ばエコー信号の検出周波数範囲をエコーセンサの
共振周波数より低い狭帯域とすることができるの
で、持続時間の短いエコー信号を高精度で確実に
検出でき、しかもエコー信号の検出処理部分(混
合器5より後段の部分)が低周波領域の回路手段
で構成できるので機器構成が安価に実現できる等
の効果が享受できる。
As is clear from the above description, according to the present invention, the echo signal detection frequency range can be set to a narrow band lower than the resonant frequency of the echo sensor, so that short-duration echo signals can be detected reliably with high precision. Furthermore, since the echo signal detection processing portion (the portion subsequent to the mixer 5) can be constructed from circuit means in the low frequency range, the device configuration can be realized at low cost.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

図面はいずれも本発明の実施例を説明するもの
で、第1図はブロツク図、第2図は送信部での励
振信号の周波数掃引を説明する図、第3図は受信
部での各種信号の周波数関係を説明する図であ
る。 主な記号、1……集合回路、102……ステツ
プ電圧生成器、104……第1混合器、105…
…第2混合器、3……送・受切換スイツチ、5…
…混合器、11……エコーセンサ。
The drawings are for explaining the embodiments of the present invention, and FIG. 1 is a block diagram, FIG. 2 is a diagram explaining the frequency sweep of the excitation signal in the transmitting section, and FIG. 3 is a diagram showing various signals in the receiving section. It is a figure explaining the frequency relationship of. Main symbols: 1... Collective circuit, 102... Step voltage generator, 104... First mixer, 105...
...Second mixer, 3...Transmission/reception switch, 5...
...Mixer, 11...Echo sensor.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 励振信号を、その周波数をステツプ状に掃引
しながらエコーセンサに間欠的に送出し、当該励
振信号が断たれた瞬間から上記エコーセンサによ
つて放出されるエコー信号を受信して物理事象を
計測し、もしくは被検出個体を識別するようにし
たエコー式テレメータに於いて、エコー信号受信
部をスーパーヘテロダイン方式で構成し、受信し
たエコー信号とローカル発振信号とを混合する混
合器に供給する上記ローカル発振信号の周波数
を、上記励振信号の周波数と当該ローカル発振信
号の周波数との差が常時一定であるように、上記
励振信号の周波数のステツプ状変化に対応させて
ステツプ状に変化させるようにしたエコー信号受
信方式。
1. An excitation signal is intermittently sent to an echo sensor while sweeping its frequency in steps, and from the moment the excitation signal is cut off, the echo signal emitted by the echo sensor is received and a physical event is detected. In an echo telemeter designed to measure or identify an individual to be detected, the echo signal receiving section is configured using a superheterodyne method, and the echo signal is supplied to a mixer that mixes the received echo signal and a local oscillation signal. The frequency of the local oscillation signal is changed stepwise in response to the stepwise change in the frequency of the excitation signal so that the difference between the frequency of the excitation signal and the frequency of the local oscillation signal is always constant. echo signal reception method.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58190736A (en) * 1982-04-30 1983-11-07 Hiroyasu Funakubo Apparatus for measuring temperature

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS58190736A (en) * 1982-04-30 1983-11-07 Hiroyasu Funakubo Apparatus for measuring temperature

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