JPH04232886A - 植込み式受動応答器 - Google Patents

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、受動応答器（ｐａｓｓ
ｉｖｅ　ｔｒａｎｓｐｏｎｄｅｒ）　、より詳しく云う
と、埋込みが行なわれる宿主の特性を監視するために、
特に、動物およびその特性を確認するために利用される
、製造後にプログラマブルな受動応答器に関する。

【０００２】

【従来の技術】応答器およびスキャナ装置は、本技術分
野において周知である。これらの装置は、受動応答器か
らの信号を送信するとともに受信する質問器（ｉｎｔｅ
ｒｒｏｇａｔｏｒ）を備えている。かかる装置の用途の
１つに、動物に埋め込まれる応答器がある。米国特許第
４，７３０，１８８号により公知の先行技術の装置は、
動物に埋め込まれた応答器により受信される４００ＫＨ
ｚの信号を送信し、かつ、４０ＫＨｚと５０ＫＨｚの分
割信号に戻すアンテナを備えている。

【０００３】この信号は、受動応答器に内蔵されたチッ
プに記憶されている予めプログラム化された（ｐｒｅｐ
ｒｏｇｒａｍｍｅｄ）　ＩＤ番号に対応するように、送
信された信号の４０ＫＨｚおよび５０ＫＨｚ部分の組合
わせに従って符合化される。ＩＤ番号は、製造の時点で
予めプログラム化される。このＩＤ番号により、応答器
が埋め込まれた動物の識別が可能となる。スキャナは、
次に、この符合化されたＩＤ番号をマイクロコンピュ−
タに入力し、処理が行なわれる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】先行技術の応答器は、
送信することができる情報の量が、これに含まれる予め
プログラム化された識別番号に制限されるので、完全に
満足のいくものとはなっていない。従って、動物の識別
のような所期の用途においては、使用者は、試験動物を
識別するのに、予めプログラム化された識別番号を使用
しなければならない。

【０００５】しかしながら、識別番号は、通常は、動物
に関するデ−タを提示するための速記法（ｓｈｏｒｔｈ
ａｎｄ　ｍａｎｎｅｒ）として使用される。従って、こ
のためには、使用者は、使用者が持っている動物の情報
を、予め与えられた応答器の識別番号と合わせることが
必要となり、時間と手数がかかることになる。更にまた
、先行技術の装置は、動物の筋肉の圧力および温度のよ
うな、系の状態に関する情報を自動的に送信することが
できない。従って、送信される情報の量は、著しく少な
いものとなる。

【０００６】応答器は受信した信号を分割するので、高
周波数の受信信号は、分割された信号が情報を送信する
のに十分高い周波数を有することができるように、応答
器へ放送されなければならない。これらの高い周波数は
、ＦＣＣにより規制されるので、応答器に供給すること
ができる電力量、従って、読取り距離は制限されたもの
となる。更に、応答器の送信アンテナは４０ＫＨｚで動
作を行なうようになっている。また、通常は、テレビ監
視スクリ−ンまたはコンピュ−タの陰極線管即ちＣＲＴ
が、必要があって配設される。

【０００７】そして、これらのモニタは、走査の際に使
用されるマイクロプロセッサととともに使用されるので
、応答器はスクリ−ンまたはＣＲＴからの暗騒音（ｂａ
ｃｋｇｒｏｕｎｄ　ｎｏｉｓｅ）の干渉を受けることに
なる。これらのモニタもまた、４０ＫＨｚと５０ＫＨｚ
のＲＦ信号を利用して動作を行なうようになっている。 これらのモニタは、アンテナに対して高い電源出力を有
するので、質問器がコンピュ−タおよび他の種々のモニ
タに近接して使用される場合には、質問器の操作を妨害
することになる。

【０００８】かくして、周囲の状況を感知すると同時に
、この情報を暗騒音の干渉を受けにくい態様で使用者の
プログラマブル識別情報とともに送信する受動応答器が
待望されている。

【０００９】従って、本発明は、改良された受動応答器
を提供することを目的とするものである。

【００１０】本発明の別の目的は、対象物即ち注入が行
なわれた動物の内部温度の感知と伝送とを同時に行なう
ことができる受動応答器を提供することにある。

【００１１】本発明の別の目的は、プログラマブル受動
応答器を提供することにある。本発明の更に別の目的は
、受信された信号の周波数とは関係のない周波数を有す
る信号を出力する応答器を提供することにある。

【００１２】本発明の更に別の目的は、受信された信号
の周波数よりも大きい周波数を有する信号を出力するこ
とができる受動応答器を提供することにある。

【００１３】本発明の更に別の目的は、１０ＫＨｚより
も低い周波数を有する質問器信号に応答して励起される
受動応答器を提供することにある。

【００１４】本発明の更に別の目的と利点は、一部は自
明であり、一部は明細書および図面の記載から明らかと
なる。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、入力信
号を受信するとともに前記入力信号に応答して出力信号
を伝送する受動応答器が提供されている。この受動応答
器は、前記入力信号を受信する受信アンテナ手段と、前
記入力信号を受け、前記出力信号の周波数を形成しかつ
前記入力信号に応答して前記出力信号を出力する周波数
発生器／変調器手段と、前記出力信号を伝送する伝送ア
ンテナ手段とを備え、前記入力信号は第１の周波数を有
し、前記出力信号は前記第１の周波数とは別の第２の周
波数を有することを特徴とする構成を備えている。

【００１６】本発明によればまた、入力信号を受信する
受信アンテナ手段と、出力信号を伝送する伝送アンテナ
手段と、応答器の製造の完了後に前記応答器が受信する
デ−タを記憶するプログラマブルメモリ手段とを備え、
前記出力信号は前記プログラマブルメモリ手段が記憶す
るデ−タを含み、前記出力信号は前記入力信号に応答し
て発生されることを特徴とする構成の受動応答器が提供
されている。

【００１７】本発明によれば更に、ホストコンピュ−タ
に植込まれるのに適した受動応答器が提供されている。 この受動応答器は、入力信号を受信する受信アンテナ手
段と、前記ホストコンピュ−タの特性を監視しかつ該特
性に従って特性デ−タを出力する監視手段と、出力信号
を伝送する伝送アンテナ手段とを備え、前記出力信号は
前記特性デ−タを含むことを特徴とする構成を備えてい
る。

【００１８】従って、本発明は、以下の説明に例示され
ている構造、素子の組み合わせおよび部材の配置の特徴
からなるものであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲
に示されている。

【００１９】

【作用】上記構成の本発明に係る受動応答器は、対象物
の内部温度などのような、感知されるべき状態を識別す
るとともに、該状態の感知と伝送とを同時に行なう。応
答器の受信アンテナは質問器の信号を受信する。応答器
は質問器の信号により駆動される。応答器に内蔵された
センサ回路は、応答器が埋め込まれた動物の、感知しよ
うとする状態を測定する。デ−タシケンサは、質問器の
信号を受信し、感知されるべき状態を示す信号をセンサ
回路が出力するようにする。デ−タシ−ケンサは、状態
を示す信号を、応答器に内蔵される送信アンテナを介し
て出力させる。

【００２０】応答器はまた、応答器が受信した信号を使
用することにより、使用者が選択した識別コ−ドでプロ
グラム化することができるプログラマブルメモリ回路を
備えることができる。デ−タシ−ケンサにより、センサ
回路による温度の出力とプログラマブルメモリによる識
別コ−ドの出力とが順に行なわれる。周波数発生器／変
調器は、感知されるべき状態を表わす信号と識別コ−ド
を受信するとともに、出力されるべきデ−タを入力信号
に応答して出力キャリヤ信号に変調する作用を行なう。 出力信号周波数は、１０ＫＨｚよりも低くすることがで
きる入力信号周波数とは独立したものとなる。

【００２１】

【実施例】本発明の実施例を示すブロック図である図１
および図２について説明すると、本発明の装置には、励
磁器／受信機（「質問器」）１００と植込み式受動応答
器（「応答器」）２００が設けられている。質問器１０
０は、励磁器の信号を応答器２００へ送信する。励磁器
の信号は応答器２００により受信され、応答器２００に
動力を供給する。励起が行なわれると、応答器２００は
、デ−タ信号を出力する状態とされる。

【００２２】このデ−タ信号は、プリアンブル部分（ｐ
ｒｅａｍｂｌｅ　ｐｏｒｔｉｏｎ）と、温度デ−タと、
識別デ−タとを有する。このデ−タ信号は、４５５ＫＨ
ｚのキャリヤ周波数を有するＰＳＫ［位相偏位キ−ド（
ｐｈａｓｅｓｈｉｆｔ　ｋｅｙｅｄ）　］信号である。 伝送は、応答器のＩＤおよび温度情報を含む連続したサ
イクルデ−タ（ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　ｃｙｃｌｉｃ　
ｄａｔａ）である。この情報は、質問器１００により受
けられ、変調され、翻訳されてホストコンピュ−タに入
力され、処理される。

【００２３】以下においてより詳細に説明するように、
応答器２００は、ワンタイムプログラマブルメモリ（ｏ
ｎｅ　ｔｉｍｅ　ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　ｍｅｍｏ
ｒｙ）即ちＯＰＴメモリ９を備えている。ホストコンピ
ュ−タに結合されているプログラマ１００は、応答器２
００にプログラム化されるべき識別コ−ドを受ける。質
問器１００は、応答器２００と通信するように励起信号
の振幅を変調する。応答器２００がプログラムモ−ドに
ある場合には、ワンタイムプログラマブルメモリ９は質
問器１００によりプログラム化することができる。

【００２４】図示の実施例においては、質問器１００は
、米国特許第４，７３０，１８８号により本技術分野に
おいて公知の誘導結合を介して応答器と通信している。 質問器の信号は、１０ＫＨｚよりも低く、正確には７１
０９Ｈｚよりも高い。応答器から出力される復帰デ−タ
流は、４５５ＫＨｚの高周波数キャリヤ信号の上に出力
される。

【００２５】本発明を更に詳細に説明するが、ここでの
説明は、応答器２００が既にプログラム化され、かつ、
使用者により選択された識別コ−ドがワンタイムプログ
ラマブルメモリ９に記憶されている装置について行なう
。質問器１００は、７１０９Ｈｚの信号を出力する周波
数発生器１を備えている。電力増幅器２は、この出力信
号を受けて、該信号を、励磁器１００から７１０９Ｈｚ
の周波数で励起場を発生する送信アンテナ３の一次コイ
ルを介して流す。

【００２６】ここで、応答器２００の内部構造を、図２
について説明する。応答器内に取着された受信アンテナ
４は、質問器１００から励磁器信号を受けて、７１０９
Ｈｚの信号を整流器／調整器５へ入力する。整流器／調
整器５は受信アンテナからＡＣ信号を受信し、整流する
。次に、調整されていない電圧が３ボルトに調整されて
、応答器２００に内蔵されているデジタル回路に電力を
与える。

【００２７】図示の実施例においては、整流器／調整器
５は電圧を制限して、デジタルエレクトロニクスを保護
する。整流された信号は、次に、周波数発生器／変調器
６に通されて、デ−タシ−ケンサ７およびマンチェスタ
（ｍａｎｃｈｅｓｔｅｒ）エンコ−ダ／プリアンブル発
生器１０に入力される。

【００２８】デ−タシ−ケンサ７は、入力として、７１
０９Ｈｚ信号、温度／周波数変換器８からの温度デ−タ
およびワンタイムプログラマブルメモリ９からのプログ
ラム化ＩＤデ−タを受けて、プリアンブル、ＩＤデ−タ
および温度デ−タを含むサイクル伝送デ−タのシ−ケン
スを制御する。ワンタイムプログラマブルメモリ９は、
ＩＤデ−タを記憶する。デ−タシ−ケンサ７が７１０９
Ｈｚ入力信号を受けると、先づプリアンブルイネ−ブル
信号を出力して、マンチェスタエンコ−ダ／プリアンブ
ル発生器１０にデ−タプリアンブルを出力させる。

【００２９】次に、シ−ケンサは、ワンタイムプログラ
マブルメモリ９に記憶されているＩＤデ−タを出力する
。デ−タシ−ケンサ７は、アドレスバス２０２を介して
メモリ９から読出されるべきアドレスに順々にアクセス
し、これによりメモリ９はデ−タシ−ケンサ７にデ−タ
を出力し、デ−タシ−ケンサ７はデ−タをゲ−ト処理す
る（ｇａｔｅ）とともに、適宜の時間にＩＤデ−タをマ
ンチェスタエンコ−ダ／プリアンブル発生器１０に出力
する。

【００３０】次に、デ−タシ−ケンス７の回路図である
図４について説明する。デ−タシ−ケンサ７は、７１０
９Ｈｚ信号を受信し、これを１６分割し、４４４Ｈｚ信
号を出力するカウンタ７００を備えている。ワンタイム
プログラマブルメモリ９は、メモリが使用者によりＩＤ
デ−タをもってプログラム化されたかどうかを示すプロ
グラム禁止信号（ｐｒｏｇｒａｍ　ｉｎｈｉｂｉｔ　ｓ
ｉｇｎａｌ）を出力する。 プログラム禁止信号は、メモリが既にプログラム化され
ているときには０の値を有し、まだプログマム化されて
いないときには１の値を有する。

【００３１】第１のＮＡＮＤゲ−ト７０４が、周波数発
生器／変調器６が出力する７１０９Ｈｚ信号を第１の入
力として受信し、第２の入力として反転された（ｉｎｖ
ｅｒｔｅｄ）プログラム禁止信号を受信する。第２のＮ
ＡＮＤゲ−ト７０６は、４４４Ｈｚクロック信号とプロ
グラム禁止信号を入力として受信する。双方のＮＡＮＤ
ゲ−ト７０４および７０６の出力は、第３のＮＡＮＤゲ
−ト７０８に入力され、このＮＡＮＤゲ−トはこれらの
出力のそれぞれをゲ−ト処理し、４４４Ｈｚまたは７１
０９Ｈｚの値を有するクロック信号を出力として発生す
る。

【００３２】２進カウンタ７１０がＮＡＮＤゲ−ト７０
８の出力を受信し、この信号を内部タイミング信号とし
て利用する。２進カウンタ７１０は、７１０９Ｈｚの信
号が受信されると、３５５５Ｈｚの出力Ｑ１においてデ
−タクロックを提供する。２進カウンタ７１０はまた、
このクロック速度でアドレスバスを介してプログラマブ
ルメモリ９内のアドレスにアクセスする。

【００３３】メモリ９からのデ−タの読取りの際に、各
メモリのアクセスによりメモリ９がＩＤデ−タを出力す
る。このデ−タは次に、クロック７１８に入力され、ク
ロック７１８は、クロック入力として２進カウンタ７１
０が出力する３５５５Ｈｚのデ−タクロックを受ける。 これは、メモリ９が出力しているデ−タを、デ−タクロ
ックにより表わされる送信シ−ケンスと同期させるもの
である。

【００３４】ＮＡＮＤゲ−ト７１４とＮＡＮＤゲ−ト７
１６が、サイクル伝送デ−タ流のプリアンブル、ＩＤデ
−タおよび温度デ−タ部の伝送をゲ−ト処理するために
設けられている。ＮＡＮＤゲ−ト７１４は、入力の１つ
としてＱ８の出力を受けかつもう一方の入力としてＱ９
の出力を受けるとともに、プリアンブルイネ−ブル信号
を出力する。

【００３５】ＮＡＮＤゲ−ト７１６は、Ｑ８の反転され
た出力とＱ９の出力を受けるとともに、２つのＮＡＮＤ
ゲ−トがそれぞれのデ−タの伝送を同時に行なうことが
ないように温度イネ−ブル信号を出力する。更に、ＮＡ
ＮＤゲ−ト７２０は、プリアンブルイネ−ブル信号を利
用して温度／周波数変換器８が発生している温度デ−タ
をゲ−ト処理することにより、プリアンブルイネ−ブル
が低いときに温度波形をブロックするようにしている。

【００３６】読取り操作の際には、プログラム禁止信号
は低い値を有しているので、その反転信号は高いものと
なる。ＮＡＮＤゲ−ト７０６の一方の入力は０（プログ
ラム禁止値）であるので、該ゲ−トは連続して高い値を
生ずる。ＮＡＮＤゲ−トの入力は、連続して高い信号と
受信された７１０９Ｈｚ信号の振動波形信号であるのに
対して、ＮＡＮＤゲ−ト７０８の出力は７１０９Ｈｚク
ロック信号となる。２進カウンタ７１０は、３５５５Ｈ
ｚのデ−タクロックと３５５５Ｈｚの読取り速度を生ず
るこの信号を利用する。

【００３７】図示の実施例においては、Ｑ９の出力が低
い場合には、プリアンブルデ−タが出力され、次にプロ
グラムＩＤデ−タが出力される。Ｑ９の値が高くなると
、プリアンブルイネ−ブルが高くなり、温度デ−タをＮ
ＡＮＤゲ−ト７２０を介して伝送することができる。 時間Ｑ９が高いうちは、メモリ９のＥＰＲＯＭは依然と
してシ−ケンスされている。しかしながら、ＩＤデ−タ
はマンチェスタエンコ−ダ／プリアンブル発生器１０か
ら出力されない。

【００３８】出力信号の温度デ−タ部を得るために、温
度の変化に応答して抵抗を出力するチップサ−ミスタ１
９が設けられている。抵抗は温度／周波数変換器８に入
力され、該変換器８は抵抗を、デ−タシケンサ７に入力
される周波数に変換する。図示の実施例においては、温
度／周波数変換器８は、サ−ミスタ１９の抵抗により制
御されるＲＣオシレ−タである。オシレ−タの周波数は
、温度とともに増加する。オシレ−タは、３６℃で１６
０ＫＨｚの近似周波数（ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅ　ｆｒ
ｅｑｕｅｎｃｙ）　を有する。

【００３９】デ−タシケンサ７は、この周波数をゲ−ト
処理し、信号を適宜の時点でマンチェスタエンコ−ダ／
プリアンブル発生器１０に出力することにより、マンチ
ェスタエンコ−ダ／プリアンブル発生器１０に、プリア
ンブル、ＩＤデ−タおよび温度／周波数デ−タを含むサ
イク伝送されるデ−タ流を出力させる。

【００４０】マンチェスタエンコ−ダ／プリアンブル発
生器１０は、デ−タシ−ケンサ７が発生する７１０９Ｈ
ｚ信号を受信するとともに、プリアンブルイネ−ブル、
温度イネ−ブル信号、デ−タアウトおよびデ−タクロッ
ク信号に応答する。デ−タシ−ケンサ７が発生するプリ
アンブルイネ−ブル信号が高い場合には、シ−ケンサ７
は該デ−タシ−ケンサ７が伝送しているデ−タをエンコ
−ドする。７１０９Ｈｚクロックは、マンチェスタクロ
ックとして選択され、デ−タアウト信号は通常のデ−タ
クロック周波数の２倍の出力を生ずるように常に高くな
っている。これにより、サイクルデ−タシ−ケンスの開
始を検出する簡単な手段とすることができる。

【００４１】第１の段階では、マンチェスタクロックは
、ＩＤデ−タと混合されて、マンチェスタエンコ−ドさ
れたプリアンブル／ＩＤデ−タ信号を生ずる。次の段階
においては、温度イネ−ブル信号が高いと、マンチェス
タエンコ−ダ／プリアンブル発生器１０は、マンチェス
タエンコ−ドされたＩＤデ−タを温度デ−タで置換して
、１サイクルのデ−タ伝送を完了する。このデ−タは、
３５５５ボ−（ｂａｕｄ）で周波数発生器／変調器６へ
伝送される。例えば、プリアンブル、ＩＤデ−タおよび
温度デ−タがこの順で発生される。しかしながら、出力
信号は全体が連続しかつサイクルであるので、温度デ−
タを最初に出力させることができる。

【００４２】周波数発生器／変調器６は、７１０９Ｈｚ
の受信されたクロック信号とともにマンチェスタエンコ
−ド／プリアンブル発生器１０から伝送されるべきデ−
タを受ける。周波数発生器／変調器６は、入力クロック
信号を６４倍して４５５ＫＨｚの伝送キャリヤ周波数を
発生することにより、デ−タを含む４５５ＫＨｚのキャ
リヤ信号を出力する。このキャリヤ信号は、伝送デ−タ
が状態を変更すると１８０°位相偏位され、位相偏位キ
−ド信号（ｐｈａｓｅ　ｓｈｉｆｔ　ｋｅｙｅｄ　ｓｉ
ｇｎａｌ）を出力する。

【００４３】次に、周波数発生器／変調器６の回路であ
る図３Ａおよび図３Ｂについて説明する。図３Ａに示す
回路は、受信された７１０９Ｈｚ信号にデジタル的に作
用し、図３Ｂに示す回路のアナログ部に入力を提供する
。周波数発生器／変調器は、受信されたクロック（７１
０９Ｈｚ）の周波数を乗算し、内部のデジタル制御され
たオシレ−タを受信されたクロック信号の１サイクルの
期間と比較することにより、４５５ＫＨｚのキャリヤ信
号を発生する。

【００４４】ｉ、２ｉ、４ｉ、８ｉおよび６４ｉの値を
それぞれ有する電圧源６３０、６３４、６３８、６４２
および６４６の組合わせにより充電が行なわれるコンデ
ンサを有するアナログオシレ−タが提供されている。電
流がコンデンサ６４９に供給されて充電を行なう。コン
デンサ６４９は、直列に配列されたインバ−タ６４８お
よび６５０に接続されている。インバ−タ６５０の出力
はＭＯＳＦＥＴトランジスタ６５２に入力され、コンデ
ンサ６４９を放電させる。

【００４５】この連続して行なわれる充電と放電とによ
り、ある周波数のオシレ−タが提供される。振動の速度
は電流源に基づくので、電流の量の関数としてコンデン
サに蓄積され、次にトランジスタ６５２により放電され
る電荷の量により、回路内に、約９１０ＫＨｚでパルス
を発生する振動が生ずる。図示の実施例においては、コ
ンデンサ６４９は、１０ｐＦの値を有する。

【００４６】９１０ＫＨｚ信号は、ＮＡＮＤゲ−ト６１
０と２つの２進カウンタ６０８および６１２とを備える
２５６分割回路（ｄｉｖｉｄｅ　ｂｙ　２５６ｃｉｒｃ
ｕｉｔ）　に入力される。９１０ＫＨｚ信号は２進カウ
ンタ６０８に入力され、ＮＡＮＤゲ−ト６１０の一方の
入力となる。ＮＡＮＤゲ−ト６１０の第２の入力は、２
進カウンタ６０８の分割された出力Ｑ３である。ＮＡＮ
Ｄゲ−ト６１０の出力は２進カウンタ６１２のクロック
入力として入力され、これにより出力Ｑ３は約３５５４
．６８Ｈｚの周波数を有する信号となる。

【００４７】同時に、受信された７１０９Ｈｚ信号は周
波数発生器／変調器６により受信され、インバ−タ６０
２により反転される。反転された受信信号は、クロック
入力としてフリップフロップ６０４に入力される。フリ
ップフロップ６０４は、そのＱ出力が約３５５４．５Ｈ
ｚの周波数を有する信号であるように２分割である。こ
の信号は、２５６分割回路の３５５４．６８信号とは非
同期である。ＮＯＲゲ−ト６１８は、ＮＡＮＤゲ−ト６
１６と同様に、この２つの信号を受信する。２つの信号
のどれが最初に生じたかを定めるために２つの信号の比
較が行なわれ、更に調整が行なわれる。

【００４８】ＮＡＮＤゲ−ト６１６において、一方が入
力されてから他方が入力されるまでの間に前後にトグル
する（ｔｏｇｇｌｉｎｇ）のを防止するように、遅延回
路が設けられている。遅延回路は、フリップフロップ６
２０に入力を提供するフリップフロップ６０６を備えて
いる。フリップフロップ６０６は、クロック入力として
９１０ＫＨｚ信号を受信し、かつ、フリップフロップ６
２０のＤ入力において受信されるＱ出力をフリップフロ
ップ６２０に提供する。フリップフロップ６２０は再び
、コンデンサ６４９の周囲で形成される振動クロックの
９１０ＫＨｚパルスでこの信号をクロックする。

【００４９】これにより、９１０ＫＨｚパルス信号の少
なくとも１サイクル分だけフリップフロップ６２０の出
力を遅延させる。一対のＮＡＮＤＯゲ−ト６２４と６２
６が設けられている。３５５４．５Ｈｚの周波数を有す
る分割された受信信号を表わすフリップフロップ６０４
の出力Ｑは、フリップフロップ６２０の遅延Ｑ出力と同
様に、ＮＡＮＤゲ−ト６２４と６２６の双方に入力され
る。

【００５０】しかしながら、ＮＡＮＤゲ−ト６２４は２
５６分割回路の反転出力（３５５４．６８Ｈｚ信号）を
受信し、ＮＡＮＤゲ−ト６２６は実際の信号自体を受信
する。ＮＡＮＤゲ−ト６２４および６２６制御の出力は
アップダウンカウンタ６２８に入力される。アップダウ
ンカウンタ６２８の出力ＱＡ−ＱＤは、各電流源からス
イッチ６３２、６３６、６４０および６４４をそれぞれ
介してコンデンサ６４９へ流れる電流の量を制御する。

【００５１】ＮＡＮＤゲ−ト６２４と６２６の相対出力
により、コンデンサ６４９に供給された電流の量を増や
すべきかあるいは減らすべきかを制御することにより、
発生されるパルスの周波数に影響を与える。これが遅延
機能であり、従って、どの信号であるかは問題ではなく
、分割された受信信号または分割されたオシレ−タ信号
が先づ高くなり、これは、アップダウンカウンタ６２８
のカウントがアップすべきかダウンすべきかをゲ−ト６
２４と６２６が決定することができる前に遅延される。

【００５２】フリップフロップ６０４の出力Ｑが先づ高
くなる場合には、これはフリップフロップ６０６および
６２０により遅延される。同時に、２進カウンタ６１２
のＱ３での出力が低い場合には、ＮＡＮＤゲ−ト６２４
の入力が高くなり、ＮＡＮＤゲ−ト６２６の入力が低く
なる。ＮＡＮＤゲ−ト６２４の出力によりカウンタ６２
８においてアップパルスとなる。

【００５３】フリップフロップ６０８と６１２の係数は
、クリア（ｃｌｅａｒ）　としてフリップフロップ６０
４のＱ出力を受けるフリップフロップ６１４により制御
される。フリップフロップ６１４は、次に、フリップフ
ロップ６０８と６１２のリセットを制御することにより
、２５６分割回路の出力を制御する。更に、フリップフ
ロップ６１４のクロック入力はＡＮＤゲ−ト６１６の出
力である。出力Ｑ３が１である場合には、フリップフロ
ップ６１４のＱ出力は高くなって、フリップフロップ６
１２の出力Ｑ３を低くし、プロセス全体を再スタ−トさ
せる。計数は、フリップフロップ６０４のＱ出力が低い
場合にのみ行なわれる。

【００５４】パルスが９１０ＫＨｚで出力されていない
ことがＮＡＮＤゲ−ト６２４と６２６により明らかにさ
れた場合には、アップダウンカウンタ６２８により補正
が行なわれる。スイッチ６３２、６３６、６４０および
６４４は、それぞれの電流源６３０、６３４、６３８お
よび６４２からの電流がコンデンサ６４９に出力されて
コンデンサをより大きい速度で充電することにより、パ
ルスの周波数を高めるアナログスイッチである。高めら
れた周波数の必要性が生ずると、導通されて電流をコン
デンサ６４９に流すことができるスイッチ６３２、６３
６などの数が、パルスの周波数が十分になるまで、順次
増加される。

【００５５】２分割フリップフロップ６５４が、９１０
ＫＨｚパルスをクロック信号として受信するとともに、
Ｑ出力として４５５ＫＨｚ信号を出力するように配設さ
れている。４５５ＫＨｚ信号は、応答器２００により伝
送されるデ−タのキャリヤ周波数である。排他的ＯＲゲ
−ト６５６が４５５ＫＨｚ信号と、プリアンブル、ＩＤ
デ−タおよび温度デ−タを含む伝送されるべきデ−タと
を第２の入力として受ける。排他的ＯＲゲ−トは、かか
るデ−タに応答してキャリヤ信号の位相を１８０°シフ
トさせることにより、位相偏位キ−ドデ−タ出力信号を
排他的ＯＲゲ−ト６５６から発生させる。この位相偏位
キ−ド信号は次に、質問器１００へ伝送され、操作を受
ける。

【００５６】受信されたクロックを６４倍することによ
り、４５５ＫＨｚの伝送キャリヤ周波数が得られる。内
部のデジタル制御されたオシレ−タの６４サイクルの期
間を、受信されたクロックの１サイクルの期間と比較す
ることにより、著しく不正確な周波数源を著しく正確な
周波数源と同期させて、周波数値に制限を与えることな
く遥かに高い周波数で正確なキャリヤ周波数を得ること
ができる。上記したように、これは、受信されたクロッ
クのサイクルがオシレ−タの６４サイクルよりも短いか
あるいは長いかを決定することにより行なわれる。

【００５７】受信されたクロックのサイクルが短い場合
には、オシレ−タの周波数は低過ぎ、アップパルスが発
生されてアップダウンカウンタに出力され、コンデンサ
に対する電流源を制御する。受信されたクロックのサイ
クルが長い場合には、オシレ−タの周波数は高過ぎるの
で、ダウンパルスが発生されてアップダウンカウンタに
出力される。

【００５８】位相偏位キ−ドデ−タは、整流器／調整器
と伝送アンテナ１１を介して出力される。質問器１００
の受信アンテナ１２により受信される４５５ＫＨｚの場
が形成される。

【００５９】受信された信号は、受信アンテナ１２を形
成する同調受信コイルの高インピ−ダンスを干渉するイ
ンピ−ダンス干渉器１３に入力されるので、受信フィル
タの遥かに低いインピ−ダンスが受信信号の強度を低下
させることはない。インピ−ダンスが整合された信号は
、受信フィルタ増幅回路１４に入力される。受信フィル
タ増幅回路１４は、不必要な信号をフィルタ除去すると
ともに、受信された信号をその後の処理のために増幅す
る。

【００６０】図示の実施例においては、受信フィルタ増
幅回路１４は、＋／−１５ＫＨｚの通過帯域幅と停止帯
域（ｓｔｏｐ　ｂａｎｄ）　における６０ｄＢの減衰と
を有する多極セラミック帯域通過フィルタを使用するこ
とにより、不必要な信号をフィルタ除去している。信号
は次に、４０ｄＢのゲインで増幅される。回路はシ−ル
ドされかつ電力は遮断されて、外部電磁の作用が受信さ
れた信号に悪影響を及ぼさないようにしている。

【００６１】増幅された受信信号は次に、ミキサ／位相
ロックル−プ１５に入力される。ミキサは上記受信信号
を４１０ＫＨｚの信号とともに受信して、４５ＫＨｚの
ベ−ス帯域受信信号を発生する。位相ロックル−プは、
受信信号の１８０°の位相偏位ごとに正のパルスを発生
する。これらのパルスは次に、マイクロコントロ−ラ１
６に入力され、ここで、受信されたＩＤデ−タは再構成
されるとともに、応答器２００からの出力デ−タ流の一
部を形成する温度依存周波数が検出されて、分析が行な
われる。

【００６２】マイクロコンピュ−タ１６は、温度／周波
数変換器８により出力される周波数パルスから、受信さ
れた信号と温度の情報のＩＤデ−タ部分を再構成する。 マイクロコンピュ−タ１６は、デ−タと、デ−タが送ら
れようとしていることを示す、送るのが容易な信号を含
むことができる適宜のプロトコ−ル信号とを出力し、伝
送されたデ−タは次に、デジタルレベルからＲＳ２３２
レベルへデ−タを変換するＲＳ２３２インタ−フェ−ス
１７へ連続的に送られる。この変換された情報は次に、
コネクタ１８を介してホストコンピュ−タへ通され、こ
こで、デ−タは処理される。

【００６３】チップサ−ミスタと温度周波数変換器とを
含む受動応答器を設けることにより、応答器が植込まれ
た動物の温度を監視することが可能となる。温度は、一
例として利用されるに過ぎない。上記したようなデ−タ
シ−ケンサを使用することにより、筋圧、光のレベル（
ｌｉｇｈｔ　ｌｅｖｅｌ）　その他の流体の状況のよう
な系の他の状況特性を連続的に監視して、遠隔のホスト
コンピュ−タへ伝送することができる。更に、応答器内
に周波数逓倍器を設けることにより、１０ＫＨｚよりも
低い、非ＦＣＣ規制周波数の質問器信号を使用すること
ができる。

【００６４】これにより、この信号を送るのに使用され
る電力を増加させることができるので、誘導結合された
質問器と応答器との間の読取り距離を大きくすることが
できる。また、内部のデジタル制御された時間が受信さ
れたクロックの１サイクルと比較されて、操作される周
波数発生器／変調器を利用することにより、著しく不正
確な周波数源である内部発生オシレ−タクロックを、著
しく正確な周波数源である受信された信号と同期させて
、応答器の一層複雑な伝送デ−タ流を伝送するのに適し
た著しく高い周波数の周波数源を形成することができる
。

【００６５】プログラミング

【００６６】次に、応答器２００のプログラミングを示
す図４および図５について説明する。ワンタイムプログ
ラマブルメモリ９は、出力が常にイネ−ブルされている
ＥＰＲＯＭである。このメモリは、プログラム化される
前は、図４に示すようにプログラムモ−ドにある（プロ
グラム禁止が高い）。これにより、デ−タシ−ケンサ７
は、４４４Ｈｚの内部クロックで作動する。プログラミ
ングの前は、ワンタイムプログラマブルメモリ９の各ア
ドレスは、１の値を有する。プログラム禁止信号により
、デ−タシ−ケンサ７は４４４Ｈｚの内部クロックで作
動する。

【００６７】このクロックにより、カウンタ７１０はよ
り遅い４４４Ｈｚの速度で作動し、デ−タをより遅い速
度で伝送させる。従って、キャリヤ信号が周波数変調器
６で生ずると、ＰＳＫデ−タ速度は、既にプログラム化
されたＩＤコ−ドを利用する場合の上記した速度よりも
低いものとなる。これは、デ−タシ−ケンサ７のより遅
いデ−タクロックによるものである。このより遅い速度
は、通常のデ−タ伝送の際に利用される３５５５ボ−と
は異なり、２２２帯域におけるものである。

【００６８】一般に、プログラミングの際には、質問器
１００は、この異なったデ−タ速度を受け、プログラマ
ブルメモリ９がプログラム化されていないことを認識す
る。質問器は次に、デ−タ信号のＩＤ部分を操作し、ア
ドレス用のこれを応答器２００にプログラム化されるべ
きＩＤ番号と比較する。アドレスの値が一致しない場合
には、この値はプログラマブルメモリ９に記憶されてい
るＩＤデ−タがホストコンピュ−タのデ−タと対応する
まで変更される。

【００６９】即ち、デ−タ速度が遅い点を除き、実質上
上記した態様にある質問器１００により、２進カウンタ
７１０は、現在アクセスされているプログラマブルメモ
リのアドレスを増分させる。当初は、ＥＰＲＯＭの１２
８ビットは全て、１に設定される。１の値が現在アクセ
スされているアドレスに関して正しくない場合には、ホ
ストコンピュ−タはマイクロコントロ−ラにプログラミ
ング制御信号を電力増幅器２に対して出力させる。これ
により、電力増幅器２は、伝送アンテナ３を介して応答
器２００の受信アンテナ４に高電圧の信号を出力する。 この高電圧信号は、整流器／調整器５による処理後に１
２ボルト信号となる。

【００７０】このプログラミング電圧は、ワンタイムプ
ログラマブルメモリ９のＰＲＯＧ入力を介して直接入力
され、ＥＰＲＯＭの現在のアドレスの値を１から０に変
える。このプロセスは、ＥＰＲＯＭの各アドレスについ
て繰り返される。このアドレスの値が１で正しい場合に
は、単に走査されるだけで、操作を受けず、２進カウン
タは次のアドレスへ進む。各アドレスが読出されると、
アドレスの値はワンタイムプログラマブルメモリ９のＤ
ＡＴＡ出力部を介して出力され、上記したようにデ−タ
シ−ケンサ７により処理される。

【００７１】プログラミングモ−ドにあるときには、プ
ログラム禁止信号は１である。従って、ＮＡＮＤゲ−ト
７０６とＮＡＮＤゲ−ト７０４の入力は上記した読出し
モ−ドから切り替えられる。ＮＡＮＤゲ−ト７０６の入
力は１であり、４４４Ｈｚ信号であるので、ＮＡＮＤゲ
−ト７０６の出力は４４４Ｈｚの周波数を有する。更に
、ＮＡＮＤゲ−ト７０４の入力は現在０でありかつ波形
であるので、ＮＡＮＤゲ−ト７０４の出力は常に１とな
る。従って、プログラミングモ−ドにおいて２進カウン
タ７１０により使用されるクロックは、２２２Ｈｚのデ
−タクロックとなる４４４Ｈｚである。イネ−ブルゲ−
トと温度ゲ−トの動作は、上記した態様で行なわれる。

【００７２】ワンタイムプログラマブル９の最後のアド
レスがプログラム化されると、値は１から０に変わる。 これにより、出力されるプログラム禁止信号がデ−タシ
−ケンサ７の内部クロックを４４４Ｈｚの速度から７１
０９Ｈｚの速度に変える。従って、質問器１００による
次の質問においては、質問器１００は、この新しい受信
ＰＳＫデ−タの速度に基づいて応答器２００をプログラ
ム化すべきでないことを決定する。

【００７３】プログラミング制御信号を発生させるため
に、電力増幅器２には、Ｐチャンネル電力ＭＯＳＦＥＴ
が設けられ、２４ボルトを励磁器の一次コイルに印加す
るようにしている。これにより、著しく強い励起場が得
られる。応答器内で現在アクセスされているビットを０
にプログラム化させるのは、この高い励起場である。整
流器／調整器の受信端部には、プログラミング電圧を上
記した１２ボルトに限定するようにツェナ−ダイオ−ド
が設けられている。

【００７４】各アドレスがプログラム化されたときに禁
止信号を出力するプログラマブルメモリとプログラミン
グの際および読取りの際に異なる速度で機能する内部デ
−タクロックを有するデ−タシ−ケンサとを設けること
により、本発明の質問器応答器装置を使用するプログラ
マが、応答器の製造後に、監視されている動物に関して
自身の消去不能識別コ−ドを選択することができるワン
タイムプログラマブルメモリが提供される。更に、プロ
グラミングの際に、次いで、受信の際に一層遅い周波数
信号を利用することにより、情報のプログラミングと伝
送の双方の効率を高めることができる。

【００７５】次ぎに、本発明の実施例に従って構成され
た応答器２００を示す図６乃至図９について説明する。 応答器２００は、基板（ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）２５を有
している。 整流器／調整器５は、チップサ−ミスタ１９とともに基
板２５に取着されている。周波数発生器／変調器６、デ
−タシ−ケンサ７、温度／周波数変換器８、ワンタイム
プログラマブルメモリ９およびマンチェスタエンコ−ダ
／プリアンブル発生器１０からなる構造体を収納するチ
ップ２０もまた、基板２５に支持されている。整流器／
調整器５、チップ２０およびチップサ−ミスタ１９は、
基板２５に配置された接続トレ−ス２７により互いに電
気的に接続されている。

【００７６】受信アンテナ４と送信アンテナ１１は、フ
ェライトロッド２１を中心に形成されている。送信アン
テナ１１は、フェライトロッド２１の周囲にコイルを巻
くことにより形成される。受信アンテナ４は、フェライ
トロッド２１の周囲に巻回されたコイル３４により形成
される。コイル３１および３４は、結合パッド２４を介
して整流器／調整器５に接続されている。

【００７７】図示の実施例においては、応答器２００は
ガラスのカプセル２８に封入されている。カプセルは、
長さが約１２．７ｍｍ乃至１９．０ｍｍ（０．５００イ
ンチ乃至０．７５０インチ）で、直径が約２．０ｍｍ乃
至２．５ｍｍ（０．０８０インチ乃至０．１００インチ
）である。このガラスカプセルは、保護エポキシで被覆
することができ、あるいは保護エポキシで全体を置換す
ることもでき、または動物内での移行を防止するように
処理することもできる。

【００７８】質問器１００は、使用し易くするために、
２つの異なる部分に収納することができる。電力増幅器
２、インピ−ダンス干渉器１３、送信アンテナ３および
受信アンテナ１２を、米国特許第４，５２６，１７７号
により公知のようなプロ−ブアセンブリに収納すること
ができる。励磁器１００の残りの構成素子は別のハウジ
ングに収納することができる。構造体をこのように分け
ることにより、マイクロコントロ−ラ６、周波数発生器
１またはホストコンピュ−タから送信アンテナ３または
受信アンテナ１２への干渉を低減させることができる。

【００７９】周波数発生器／変調器、デ−タシ−ケンサ
、メモリ、温度／周波数変換器およびマンチェスタエン
コ−ダ／プリアンブル発生器を単一のチップに形成する
ことにより、サイズとコストの効率化を図ることができ
る。応答器全体を、長さが約１９ｍｍ（０．７５０イン
チ）未満で、直径が約２．５ｍｍ（０．１０インチ）以
下の寸法とすることにより、装置全体を植込み可能とす
ることができる。

【００８０】本発明の上記目的が有効に達成されること
は、上記説明から明らかである。また、本発明の精神と
範囲とから逸脱することなく上記構成の変更を加えるこ
とができるので、上記説明は全て単なる例示であって、
何ら限定的な意味に解されるべきではない。

【００８１】特許請求の範囲は、本発明のあらゆる特徴
および言語上の問題として脱落しているかもしれない本
発明の範囲の全ての事項を包含するものである。

【００８２】

【発明の効果】本発明の受動応答器は以上のように構成
されているので、周囲の状況を感知すると同時に、この
情報を暗騒音の干渉を受けにくい態様で使用者のプログ
ラマブル識別情報とともに送信することができるととも
に、サイズとコストの効率化を達成し、しかも植込み可
能とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この図は、本発明に従って構成された質問器の
ブロック図である。

【図２】この図は、本発明に従って構成された受動応答
器のブロック図である。

【図３Ａ】この図は、本発明に従って構成された図２の
周波数発生器変調器の一方の半分部分を示す回路図であ
る。

【図３Ｂ】この図は、本発明に従って構成された図２の
周波数発生器変調器のもう一方の半分部分を示す回路図
である。

【図４】この図は、本発明に従って構成されたデ−タシ
−ケンサの回路図である。

【図５】この図は、本発明に従って構成された時間プロ
グラマブルメモリを示す回路図である。

【図６】この図は、本発明に従って構成された応答器の
側面図である。

【図７】この図は、本発明に従って構成された応答器の
平面図である。

【図８】この図は、図７の８−８線断面図である。

【図９】この図は、図７の９−９線断面図である。

【符号の説明】

１　　周波数発生器 ２　　電力増幅器 ３　　送信アンテナ ４　　受信アンテナ ５　　整流器／調整器 ６　　周波数発生器／調整器 ７　　デ−タシ−ケンサ ８　　温度／周波数変換器 ９　　ワンタイムプログラマブルメモリ１０　　マンチ
ェスタエンコ−ダ／プリアンブル発生器１１　　送信ア
ンテナ １２　　受信アンテナ １３　　インピ−ダンス干渉器 １４　　受信フィルタ増幅回路 １５　　ミキサ位相ロックル−プ １６　　マイクロコントロ−ラ １７　　ＲＳ２３２インタ−フェ−ス １９　　チップサ−ミスタ ２０　　チップ ２１　　フェライトロッド ２４　　結合パッド ２５　　基板 ２７　　接続トレ−ス ２８　　ガラスカプセル ３１　　コイル ３４　　コイル １００　　励磁器／受信機（質問器） ２００　　受動応答器（応答器） ２０２　　アドレスバス ６０２　　インバ−タ ６０４　　フリップフロップ ６０６　　フリップフロップ ６０８　　２進カウンタ ６１０　　ＮＡＮＤゲ−ト ６１２　　２進カウンタ ６１４　　フリップフロップ ６１６　　ＮＡＮＤゲ−ト ６１８　　ＮＯＲゲ−ト ６２０　　フリップフロップ ６２４　　ＮＡＮＤゲ−ト ６２６　　ＮＡＮＤゲ−ト ６２８　　アップダウンカウンタ ６３０　　電圧源 ６３２　　スイッチ ６３４　　電圧源 ６３６　　スイッチ ６３８　　電圧源 ６４０　　スイッチ ６４２　　電圧源 ６４４　　スイッチ ６４６　　電圧源 ６４８　　インバ−タ ６４９　　コンデンサ ６５０　　インバ−タ ６５２　　ＭＯＳＦＥＴトランジスタ ６５４　　フリップフロップ ６５６　　ＯＲゲ−ト ７００　　カウンタ ７０４　　第１のＮＡＮＤゲ−ト ７０６　　第２のＮＡＮＤゲ−ト ７０８　　第３のＮＡＮＤゲ−ト ７１０　　２進カウンタ ７１４　　ＮＡＮＤゲ−ト ７１６　　ＮＡＮＤゲ−ト ７１８　　クロック ７２０　　ＮＡＮＤゲ−ト

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】入力信号を受信するとともに前記入力信号
   に応答して出力信号を伝送する受動応答器において、前
   記入力信号を受信する受信アンテナ手段と、前記入力信
   号を受け、前記出力信号の周波数を形成しかつ前記入力
   信号に応答して前記出力信号を出力する周波数発生器／
   変調器手段と、前記出力信号を伝送する伝送アンテナ手
   段とを備え、前記入力信号は第１の周波数を有し、前記
   出力信号は前記第１の周波数とは別の第２の周波数を有
   することを特徴とする受動応答器。
2. 【請求項２】受動応答器において、入力信号を受信する
   受信アンテナ手段と、出力信号を伝送する伝送アンテナ
   手段と、前記応答器の製造の完了後に前記応答器が受信
   するデ−タを記憶するプログラマブルメモリ手段とを備
   え、前記出力信号は前記プログラマブルメモリ手段が記
   憶するデ−タを含み、前記出力信号は前記入力信号に応
   答して発生されることを特徴とする受動応答器。
3. 【請求項３】ホストコンピュ−タに植込まれるのに適し
   た受動応答器において、入力信号を受信する受信アンテ
   ナ手段と、前記ホストコンピュ−タの特性を監視しかつ
   該特性に従って特性デ−タを出力する監視手段と、出力
   信号を伝送する伝送アンテナ手段とを備え、前記出力信
   号は前記特性デ−タを含むことを特徴とする受動応答器
   。