JPH0458211B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、書込・読出ユニツトからメモリモジ
ユールに非接触にて動作電源を供給すると共に両
者間でデータ伝送を行なうようにした磁気誘導結
合装置の伝送信号変調方式に関する。

（従来技術） 本願発明者等にあつては、非接触結合により書
込・読出ユニツトから不揮発性メモリを内蔵した
メモリモジユールに動作電源を供給すると共に、
書込読出のためのデータ伝送を同じく非接触結合
で行なうため、例えば第３図の示すよう磁気誘導
結合装置を用いたメモリパツケージシステムを提
案している。

第３図において、１は書込・読出ユニツト、２
はEEPROM等の不揮発性メモリユニツト３を内
蔵したメモリモジユールであり、各ユニツトには
磁気誘導結合装置４，５が設けられ、磁気誘導結
合装置４，５には電源及び書込読出用のクロツク
やイネーブル信号をメモリモジユール２に送るた
めのための誘導結合コイルＣ１，Ｃ２と、メモリ
モジユールに対し書込情報（書込命令、アドレ
ス、データ）または読出情報（読出命令及びアド
レス）を送ると共にメモリモジユール２の不揮発
性メモリユニツト３から読出したデータを送り返
すための誘導結合コイルＣ３，Ｃ４とを備え、更
に磁気誘導結合装置４，５は誘導結合コイルＣ１
とＣ３、及びＣ２とＣ４を同一コアに同軸状に巻
き回した２重コイル構造としている。

尚、磁気誘導コイルＣ１とＣ２は、メモリモジ
ユール２に電源を送ることから、信号伝送のみに
使用される誘導結合コイルＣ３とＣ４に比べ、大
型のコイルを使用し、メモリモジユール２対し電
源を供給するに必要な磁気エネルギを誘導できる
ようにしている。

書込・読出ユニツト１における磁気誘導結合装
置４の誘導結合コイルＣ１には、一例として、マ
ルチプレクサ６で選択した正弦波発振器７，８，
９の発振信号が供給されている。

正弦波発振器７は電源用として周波数f1、例え
ばf1＝435.9KHzを発振し、また正弦波発振器８は
送受信同期クロツク用として周波数f2、例えばf2
＝450KHzを発振し、更に正弦波発振器９はイネ
ーブル用として周波数f3、例えばf3＝465KHzを
発振する。

マルチプレクサ６はCPU１０により制御され、
スタンバイ状態では電源用の周波数f1信号を出力
しているが、書込又は読出制御にあつては、
CPU１０のクロツクに同期し、クロツクビツト
「１」でクロツク用の周波数f2信号を出力し、ク
ロツクビツト「０」でイネーブル用の周波数f3信
号を交互に出力するようになる。即ち、マルチプ
レクサ１０でCPU１０からのビツトデータが周
波数f1、f2、f3信号により所定の順番に従つて変
調され時分割により多重化される。

マルチプレクサ１０からの時分割で多重化され
た周波数変調信号はアンプ１１で増幅された後に
誘導結合コイルＣ１に供給され、そのためメモリ
モジユール２に設けた誘導結合コイルＣ２に送信
された周波数変調信号が誘起される。

誘導結合コイルＣ２に誘起された周波数f1〜f3
の全ての変調信号は整流回路１２で整流されて動
作電源＋Vcとなり、同時に復調回路１３で周波
数f2とf3の変調信号が復調され、書込又は読出制
御のためのシフトクロツクSK及びイネーブルク
ロツクEKを不揮発性メモリユニツト３に出力す
る。尚、イネーブル信号はシフトクロツクSKと
イネーブルクロツクEKのORをとることで連続
したＨレベル信号（イネーブル信号）に変換され
る。

一方、CPU１０からの書込又は読出情報はシ
リアルビツトデータに変換された後にマルチプレ
クサ１４の制御信号となり、マルチプレクサ１４
はデータビツト「１」で周波数f4、例えばf4＝
482KHzを発振する正弦波発振器１５の発振信号
を出力し、データビツト「０」で周波数零の信号
を出力し、このためデータビツトは周波数f4信号
の有無でなる周波数変調信号に変換される。マル
チプレクサ１４の出力は切換スイツチ１６を介し
て誘導結合コイルＣ３に供給され、このためメモ
リモジユール２の誘導結合コイルＣ４にデータビ
ツトに応じた周波数f4信号が誘起される。誘導結
合コイルＣ４に誘起された信号は切換スイツチ１
７を介して復調回路１８でビツトデータに変換さ
れ、不揮発性メモリユニツト３にシリアル入力デ
ータDIとして与えられる。

更に不揮発性メモリユニツト３から読出された
シリアルビツトデータDOはマルチプレクサ１９
の制御信号となり、マルチプレクサ１９で正弦波
発振器２０からの周波数f4（＝482KHz）の発振信
号をデータビツト「１」で選択すると共にデータ
ビツト「０」で周波数零を選択し、破線のように
切換わつている切換スイツチ１７を介して誘導結
合コイルＣ４に供給する。このため書込・読出ユ
ニツト１の誘導結合コイルＣ３に周波数変調信号
が誘起され、破線のように切換わつている切換ス
イツチ１６を介して復調回路２１でビツトデータ
を復調してCPU１０に供給する。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、このような磁気誘導結合装置に
あつては、各コイルを独立したコア毎に設けて分
離配置した場合には相互干渉はほとんど問題とな
らなかつたが、２重コイル構造としたためにコイ
ル間の相互干渉が分離型に比べ大きな問題となつ
た。

即ち、所定の手順に従つて電源及びクロツク伝
送のため誘導結合コイルＣ１に周波数f1＝435.9K
Hz、f2＝450KHz、又はf3＝465KHzの信号を供給
すると、この信号は誘導結合コイルＣ２のみなら
ず、データ伝送用の誘導結合コイルＣ３，Ｃ４に
も誘導される。しかし、誘導結合コイルＣ３，Ｃ
４の復調回路２１，１８には482KHz±3KHz程度
のバンドパスフイルタが入つているため復調回路
１８及び２１の出力に周波数f1〜f3信号の復調信
号は得られない。

しかし、相互干渉の問題は、マルチプレクサ６
で周波数f1〜f3の信号を切換えた時に生ずる。

例えば、第４図ａに示すように、メモリモジユ
ール２へシフトクロツクSKを送る時には、マル
チプレクサ６は同時ｃに示すように465KHzのf3
信号と450KHzのf2信号を切換出力する。

このとき、同時に第４図ｂに示す書込データに
基づき、誘導結合コイルＣ３からＣ４へ同図ｄに
示すように482KHzのf4信号を送つていたとする
と、誘導結合コイルＣ４には同図ｄに示すような
きれいな信号は発生せず、同図ｅに示すように、
465KHz信号と450KHz信号の切換わり部分におい
て、482KHzを通過するバンドパスフイルタの出
力に不連続な外乱が入り、この外乱を打ち消すま
での期間、正常に482KHz信号が入力していても、
フイルタ出力は振幅が小さくなつたり、大きくな
つたりし、更に482KHzの入力が無くなつた状態
においても、過渡的なフイルタ出力を生じ、誘導
結合コイルＣ３とＣ４による信号伝送の信頼性を
著しく悪化させるという問題があつた。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、このような従来の問題点に鑑みてな
されたもので、２重コイル構造をもつ磁気誘導結
合装置を使用した信号伝送であつても、コイル間
での信号伝送に相互干渉を起こさにないように時
分割で多重化される複数の信号を周波数変調して
データ伝送の信頼性を向上させるようにした磁気
誘導結合装置の伝送信号変調方式を提供すること
を目的とする。

この目的を達成するため本発明にあつては、一
方のコイルにより時分割により多重化して送る信
号の変調方式として、複数の伝送信号における異
なる周波数の最小公倍数又はその整数倍の周波数
を発振するクロツク発振手段と、この発振クロツ
クを分周する分周比率の可変設定自在な分周手段
と、分周手段に所定の伝送手順に従つて伝送信号
の各周波数に対応した分周比を設定する分周比設
定手段と、分周手段の分周パルスを正弦波に変換
して誘導結合コイルに出力する正弦波変換手段と
を設けるようにしたものである。

（作用） このような構成をもつた本発明の磁気誘導結合
装置の伝送信号変調方式にあつては、複数の伝送
信号の変調周波数、例えば435.9KHz、450KHz及
び465KHzの３つの周波数の最小公倍数となる周
波数13.95MHz又はその整数培となる周波数、例
えば２倍の周波数27.9MHzを分周して各周波数信
号を発生するようになり、周波数信号の切換は分
周手段に分周比設定手段より各周波数に対応した
分周比をセツトすることで行なわれ、例えば分周
手段として分周カウンタを使用した場合、分周出
力（キヤリー出力）が出される途中で分周比の設
定変更が行なわれても、分周カウンタに対する新
たな分周比ロードは次に分周出力が得られたとき
に行なわれ、このため分周パルスから得られた正
弦波信号の切換わり部分に不連続部分を生ずるこ
とがなく、周波数変調信号の時分割により多重化
された正弦波信号が不連続部分をもたないので他
の誘導結合コイルの復調出力への外乱は発生せ
ず、２重コイル構造であつても分離型と同様、信
号伝送の信頼性を向上することができる。

（実施例） 第１図は本発明の一実施例を示した回路ブロツ
ク図である。

まず構成を説明すると、２４はクロツク発振器
であり、誘導結合コイルＣ１とＣ２によつて伝送
する時分割により多重化される複数の信号の変調
周波数の最小公倍数、又はその整数倍となる周波
数のクロツクパルスを出力する。

ここで誘導結合コイルＣ１とＣ２によつて伝送
する時分割により多重化された信号の周波数を、
例えば第３図に示したメモリパツケージシステム
と同様、電源用の周波数f1＝435.9KHz、クロツク
用の周波数f2＝450KHz、更にイネーブル用の周
波数f3＝465KHzの３つの周波数であつたとする
と、これら３つの周波数の最小公倍数は13.95M
Hzとなる。

第１図の実施例に於けるクロツク発振器２４に
あつては、３つの周波数435.9KHz、450KHz、
465KHzの最小公倍数となる周波数13.95MHzを２
倍した周波数27.9MHzのクロツクパルスを発振す
るようにしている。

クロツク発振器２４のクロツクパルスは分周カ
ウンタのクロツク入力端子CKに与えられる。分
周カウンタ２６はセツト端子SETに対する外部
からの分周値Rnの設定を受け、設定された分周
値Rn個のクロツク入力が得られる毎にキヤリー
端子CRにキヤリー出力を生ずる（１／Rnの分周
出力）。又、SET端子に対し外部設定した分周値
Rnのカウンタ内へのロードは、キヤリー端子CR
からのキヤリー出力をロード端子LOADに受け
たときに行うようになる。即ち、分周カウンタ２
６は分周比を外部より設定することのできるいわ
ゆるプログラマーブル分周カウンタとなる。

分周カウンタ２６に対する分周値Rnの設定は
マルチプレクサ２８により行われる。マルチプレ
クサ２８に対してはクロツク発振器２４からのク
ロツクパルスに基づいて分周する周波数f1、f2、
f3に対応した分周値R1、R2、R3（但し、分周比
は１／Ｒ、１／R2、１／R3として設定される）
が設定されている。この分周値R1、R2、R3は、
クロツク発振器２４の発振周波数を27.9MHzとす
ると、電源用の周波数f1＝435.9KHzに対応した分
周パルスを得るため分周値ＲはＲ＝32となり、ま
たクロツク用の周波数f2＝450KHzに対応した分
周パルスを得るための分周値R2はR2＝31とな
り、更にイネーブル用の周波数f3＝465KHzに対
応した分周パルスを得るための分周値R3はR3＝
30となる。尚、本実施例は次段のJK−FF３０で
１／２分周を行なうことから、分周カウンタ２６の
分周比は１／64、１／62、１／60となる。

マルチプレクサ２８の切換制御はCPU１０に
より行われ、結合誘導コイルＣ２，Ｃ４を備えた
記憶モジユール側へのデータの書込又は読出を行
わないスタンバイ状態にあつては、分周値R1を
分周カウンタ２６に出力するようにマルチプレク
サ２８を切換えており、メモリモジユールへのデ
ータ書込又は読出時にあつては、CPU１０内の
クロツクに同期してクロツクビツト「１」で分周
値R2を出力するようにマルチプレクサ２８を切
換え、またクロツクビツト「０」では分周値R3
を出力するようにマルチプレクサ２８を切換え、
この分周値R2とR3の切換出力を交互に繰り返す
ようになる。

分周カウンタ２６のキヤリー出力はJK−FF３
０のクロツク端子CLKに与えられており、この
実施例にあつては、クロツク発振器２４で周波数
f1〜f3の最小公倍数の２倍の周波数を発振してい
ることから、分周カウンタ２６に於ける分周に加
えて更にJK−FF３０で1/2に分周するようにし
ている。

尚、JK−FF３０のＪ及びＫ端子は電源＋Vcに
接続されてＨレベルに固定されている。このため
JK／FF３０は分周カウンタ２６からキヤリー出
力が得られる毎に出力Ｑの反転を繰り返し、分周
カウンタ２６のキヤリー出力を1/2に分周したデ
ユーテイ比50％の矩形波パルスを出力するように
なる。

JK−FF３０のＱ出力はローパスフイルタ３２
に与えられており、JK−FF３０から得られた矩
形波パルスをローパスフイルタ３０において正弦
波信号に変換し、アンプ１１で増幅した後、誘導
結合コイルＣ１に正弦波信号を供給している。

尚、記憶モジユールに電源、シフトクロツク及
びイネーブルクロツクを送るための誘導結合コイ
ルＣ１，Ｃ２の他に、読出・書込データを双方向
伝送するための誘導結合コイルＣ３，Ｃ４が設け
られており、誘導結合コイルＣ１とＣ３及びＣ２
とＣ４は、それぞれ第３図に示したように、同じ
磁気コアに同軸状に配置した２重コイル構造をも
つ磁気誘導結合装置に設けられている。

次に第１図の実施例の作用を第２図に信号波形
図を参照して説明する。

今、CPU１０による制御命令に基づいて誘導
結合コイルＣ１とＣ２により記憶モジユール側へ
クロツク信号を送るものとする。このクロツク伝
送のため、CPU１０はマルチプレクサ２８によ
り所定周期毎にクロツク用の周波数f2＝450KHz
を発生するための分周値R2＝31の分周カウンタ
２６に対する出力と、イネーブル用の周波数f3＝
465KHzを発生する分周値R3＝30を分周カウンタ
２６に対する出力との切換動作を交互に繰り返
す。

第２図に於ける時刻t1までは、CPU１０によ
る制御のもとにマルチプレクサ２８がクロツク用
の分周値R2＝31を分周カウンタ２６にセツトし
た状態であり、このときにはクロツク発振器２４
から得られる27.9MHzのクロツクパルスを分周カ
ウンタ２６で１／31に分周する。即ち、分周カウ
ンタ２６はクロツク入力端子CKに31個のクロツ
クパルスが与えられるとキヤリー端子CRに第２
図ａに示すキヤリー出力を生じ、分周カウンタ２
６らキヤリー出力が得られるとJK−FF３０の出
力Ｑが反転し、キヤリー出力を1/2に分周したデ
ユーテイ比50％の矩形波パルスをローパスフイル
タ３２に出力し、ローパスフイルタ３２において
周波数f2＝450KHzの正弦波信号に変換されてア
ンプ１１を介して誘導結合コイルＣ１に供給され
るようになる。

次にCPU１０が時刻t1のタイミングで分周カ
ウンタ２６の分周比を、それまでの分周比１／31
からイネーブル用の周波数f3＝465KHzを発生す
るために1/30に設定変更する分周命令をマルチプ
レクサ２８に出力したとすると、このCPU１０
からの分周命令を受けてマルチプレクサ２８はそ
れまでの分周値R2＝31の出力から分周値R3＝30
の出力に切換わる。

しかしながら、マルチプレクサ２８がCPU１
０による命令で分周カウンタ２６に対する分周値
をR2からR3に変更しても、分周カウンタ２６に
おいて設定変更された分周値R3に基づく分周比
１／30のロードは直ちに行われず、分周比が１／
31に設定された状態で時刻t2でキヤリー出力が得
られたときに、キヤリー出力をロード端子
LOADに与えることで初めてSET端子に対する
設定変更された分周値R3に基づく分周比１／30
の設定状態となる。そして、時刻t2以降について
は、設定変更された分周比１／30による分周動作
でキヤリー出力を生じ、JK−FF３０で1/2に分
周されてデユーテイ比50％の矩形波パルスに変換
された後、更にローパスフイルタ３２で正弦波信
号に変換され、イネーブル用の465KHzの正弦波
信号を誘導結合コイルＣ１に供給するようにな
る。

このように分周カウンタ２６に対し設定変更さ
れた分周値のロードによる分周比の変更は、分周
カウンタ２６がキヤリー出力を生じたときにのみ
行われるため、第２図の時刻t2に示すように1/31
の分周パルスの分周完了後に、設定変更された1/
３０の分周を開始するようになり、異常に幅の狭い
周期のキヤリー出力は発生せず、周波数を変更し
たときの不連続性が極めて少ないパルス列を発生
することができる。

更に第１図の実施例にあつては、分周カウンタ
２６のキヤリー出力によるパルス列をJK−FF３
０で更に1/2に分周して所望の周波数を得るため、
極めて不連続性の少ないデユーテイ比50％の方形
波を作り出すことができ、ローパスフイルタ３２
によつて得られる正弦波信号の連続性を保証する
ことができる。

この第１図に示した周波数変調方式による切換
時間の遅れは、クロツク発振器２４の発振周波数
のクロツク周期の1/2以下であり、実用上はまつ
たく問題にならない。

そして、このような変調方式により、誘導コイ
ルＣ１とＣ２により伝送する信号の周波数変調と
時分割による多重化を行なつていることから、伝
送信号の周波数切換部分の連続性を崩すことのな
い信号を伝送となり、誘導結合コイルＣ３とＣ４
で行われる周波数482KHzの周波数信号へのノイ
ズ混入が極めて少なくなり、２重コイル構造であ
つても一方のコイルに第１の実施例に示す変調方
式による信号伝送を適用することにより、他方の
コイルの信号伝送への干渉を防止して信頼性の高
いデータ伝送を行うことができる。

尚、上記の実施例にあつては、３つの周波数
435.9KHz、450KHz、465KHzの切換による変調方
式を例にとるものであつたが、本発明はこれらの
数値に限定されないことは勿論である。

（発明の効果） 以上説明してきたように本発明の伝送信号の変
調方式によれば、複数種類の周波数信号を時分割
により多重化して伝送するための周波数信号の切
換えによる不連続性を完全になくすことができ、
２重コイル構造や２組のコイル間での相互干渉が
大きいコイル等における他の誘導結合コイルへの
伝送信号の不連続性による雑音の混入を確実に防
止し、２重コイル構造をもつた磁気誘導結合装置
による分離配置された２つのユニツト間での信号
伝送の信頼性を大幅に向上することができる。

又、複数の周波数信号の時分割による多重化の
為の基本周波数が１つであることから、調整や検
査等の作業工数を低減することができる。

更に、複数の周波数信号を得るための発振器が
１台で済むことから、周波数毎に個別に正弦波発
振器を使用した場合に比べ、回路構成を簡単にす
ると共に、コストを低減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示した回路ブロツ
ク図、第２図は第１図の実施例の信号波形図、第
３図は本願発明者等が提案している２重コイル構
造の磁気誘導結合装置を用いて信号伝送を行なう
メモリパツケージシステムのブロツク図、第４図
は第３図における伝送信号の信号波形図である。 １：書込・読出ユニツト、２：メモリモジユー
ル、３：不揮発性メモリユニツト、４，５：磁気
誘導結合装置、１０：CPU、１１：アンプ、２
０：クロツク発振器、２６：分周カウンタ、２
８：マルチプレクサ、３０：JK−FF、３２：ロ
ーパスフイルタ、１５Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４：
誘導結合コイル。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 分離配置される２つのユニツト間で信号伝送
   行なう２重コイル構造を備えた磁気誘導結合装置
   を有し、一方のユニツトから他方のユニツトへ少
   なくとも一方の誘導結合コイルを使用して周波数
   の異なる複数の信号を時分割により多重化して送
   信し、また他方の誘導結合コイルを使用して他方
   のユニツトからの信号を受信するようにした磁気
   誘導結合装置の伝送信号変調方式に於いて、 前記時分割により多重化される複数の伝送信号
   における各周波数の最小公倍数又はその整数倍の
   周波数を発振するクロツク発振手段と； 該クロツク発振手段の発振クロツクを分周する
   分周比の可変設定自在な分周手段と； 該分周手段に所定の伝送手順に従つて前記伝送
   信号の各周波数に対応した分周比を設定する分周
   比設定手段と； 前記分周手段の分周パルスを正弦波に変換して
   前記誘導コイルに出力する正弦波変換手段とを備
   えたことを特徴とする磁気誘導結合装置の伝送信
   号変調方式。