JPH0648868B2 - 植え込み可能な送信器装置 - Google Patents
植え込み可能な送信器装置Info
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- JPH0648868B2 JPH0648868B2 JP2206634A JP20663490A JPH0648868B2 JP H0648868 B2 JPH0648868 B2 JP H0648868B2 JP 2206634 A JP2206634 A JP 2206634A JP 20663490 A JP20663490 A JP 20663490A JP H0648868 B2 JPH0648868 B2 JP H0648868B2
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Links
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Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
- A61N1/00—Electrotherapy; Circuits therefor
- A61N1/18—Applying electric currents by contact electrodes
- A61N1/32—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents
- A61N1/36—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents for stimulation
- A61N1/372—Arrangements in connection with the implantation of stimulators
- A61N1/37211—Means for communicating with stimulators
- A61N1/37217—Means for communicating with stimulators characterised by the communication link, e.g. acoustic or tactile
- A61N1/37223—Circuits for electromagnetic coupling
-
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- A61N1/37252—Details of algorithms or data aspects of communication system, e.g. handshaking, transmitting specific data or segmenting data
- A61N1/3727—Details of algorithms or data aspects of communication system, e.g. handshaking, transmitting specific data or segmenting data characterised by the modulation technique
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S128/00—Surgery
- Y10S128/903—Radio telemetry
Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、植え込み可能なペースメーカのような植え
込み可能な装置の中で用いるための高速ディジタル遠隔
測定装置に関する。特にこの発明は、ナイキスト帯域幅
より狭い帯域幅で効率良くデータを送信するような、植
え込み可能な高ビットレート遠隔測定送信器とこれに対
する外部受信器とに関する。
込み可能な装置の中で用いるための高速ディジタル遠隔
測定装置に関する。特にこの発明は、ナイキスト帯域幅
より狭い帯域幅で効率良くデータを送信するような、植
え込み可能な高ビットレート遠隔測定送信器とこれに対
する外部受信器とに関する。
[従来の技術] 植え込み可能な装置は所望の機能を遂行するために人間
又は動物の体内に植え込まれている。この機能は或る肉
体機能をモニタするような生命における純粋な観察又は
実験を目的としたものでもよく、又は所望の応答をもた
らすために或る肉体組織、神経又は器官へ重要な電気刺
激パルスを与えるような生命における治療又は調節を目
的としたものでもよい。最近の植え込み可能なデマンド
形ペースメーカは観察機能及び調節機能を遂行する植え
込み可能な装置の一例である。すなわちこのペースメー
カは心臓が適当な時点で鼓動することを確めるために心
臓をモニタし、もし鼓動が不適当であれば、このペース
メーカは適当なレートで鼓動することを心臓に強制する
ために電気刺激パルスを心臓へ供給する。
又は動物の体内に植え込まれている。この機能は或る肉
体機能をモニタするような生命における純粋な観察又は
実験を目的としたものでもよく、又は所望の応答をもた
らすために或る肉体組織、神経又は器官へ重要な電気刺
激パルスを与えるような生命における治療又は調節を目
的としたものでもよい。最近の植え込み可能なデマンド
形ペースメーカは観察機能及び調節機能を遂行する植え
込み可能な装置の一例である。すなわちこのペースメー
カは心臓が適当な時点で鼓動することを確めるために心
臓をモニタし、もし鼓動が不適当であれば、このペース
メーカは適当なレートで鼓動することを心臓に強制する
ために電気刺激パルスを心臓へ供給する。
植え込み可能な装置がこれを植え込まれた人間又は動物
に対し不便及び危険を与えることなくその機能を遂行す
るためには、データ及び指令を植え込み可能な装置と外
部装置との間で容易に交信することができるようにする
或る種の非侵襲性遠隔測定装置を用意しなければならな
い。コントローラ、プログラマ又はモニタのような種々
の名前により知られたこの種の外部装置は、植え込み可
能な装置の動作を制御かつモニタでき、更に植え込み可
能な装置にり探知又は検出されたデータを、植え込み可
能な装置からデータを読み取り解明し又は他の方法で積
極的に用いるような外部の(植え込まれていない)個所
へ転送できるような、便利な機構を提供する。
に対し不便及び危険を与えることなくその機能を遂行す
るためには、データ及び指令を植え込み可能な装置と外
部装置との間で容易に交信することができるようにする
或る種の非侵襲性遠隔測定装置を用意しなければならな
い。コントローラ、プログラマ又はモニタのような種々
の名前により知られたこの種の外部装置は、植え込み可
能な装置の動作を制御かつモニタでき、更に植え込み可
能な装置にり探知又は検出されたデータを、植え込み可
能な装置からデータを読み取り解明し又は他の方法で積
極的に用いるような外部の(植え込まれていない)個所
へ転送できるような、便利な機構を提供する。
植え込み可能な装置の精巧さ及び複雑さが近年増すにつ
れて、植え込み可能な装置とそれに付属する外部装置と
の間で転送しなければならないデータの量が急激に増加
している。換言すればこのためこのようなデータ転送す
る実施する一層有効な方法が探究されている。勿論すべ
てこの種の装置は重大な誤り無く所望のデータを転送し
なければならないばかりでなく、植え込まれた装置の限
られた電源(例えば限られた作動寿命を有する電池)を
保護するように迅速に転送しなければならない。
れて、植え込み可能な装置とそれに付属する外部装置と
の間で転送しなければならないデータの量が急激に増加
している。換言すればこのためこのようなデータ転送す
る実施する一層有効な方法が探究されている。勿論すべ
てこの種の装置は重大な誤り無く所望のデータを転送し
なければならないばかりでなく、植え込まれた装置の限
られた電源(例えば限られた作動寿命を有する電池)を
保護するように迅速に転送しなければならない。
これまで三つの基本的な技術、すなわちa)静磁界結
合、b)反射インピーダンス結合及びc)無線周波結合
が植え込み可能な装置との間の交信のために用いられて
きた。静磁界結合では、例えば植え込み可能な装置内部
の磁気リードスツィチを閉じる(又は開く)ために十分
な強さを有する永久磁石を用いて、外部から植え込み可
能な装置に向けて静磁界が発生させられる。この種の技
術は、外部遠隔測定ヘッドが植え込まれた装置から数イ
ンチのところに置かれてているときだけ、植え込まれた
装置内の遠隔測定回路をターンオンするような、植え込
み可能な装置内の種々の機能をターンオン又はターンオ
フするためのかなり信頼性の高い機構を提供するが、こ
の技術は任意のかなりの量のデータを効率よく転送する
ためにはあまりに低速すぎる。更にすべての実際の目的
に対して、静磁界装置は指令又はデータを植え込まれた
装置へ転送するためだけに用いられ、データ又は指令を
植え込まれた装置から転送するためには用いられない。
このことは磁石から数インチの距離の磁気リードスイッ
チを作動させるのに必要な永久磁石又は電磁石の形式に
関する重量及び又は電力消費が、大抵の植え込み可能な
装置の要求と両立しないからである。
合、b)反射インピーダンス結合及びc)無線周波結合
が植え込み可能な装置との間の交信のために用いられて
きた。静磁界結合では、例えば植え込み可能な装置内部
の磁気リードスツィチを閉じる(又は開く)ために十分
な強さを有する永久磁石を用いて、外部から植え込み可
能な装置に向けて静磁界が発生させられる。この種の技
術は、外部遠隔測定ヘッドが植え込まれた装置から数イ
ンチのところに置かれてているときだけ、植え込まれた
装置内の遠隔測定回路をターンオンするような、植え込
み可能な装置内の種々の機能をターンオン又はターンオ
フするためのかなり信頼性の高い機構を提供するが、こ
の技術は任意のかなりの量のデータを効率よく転送する
ためにはあまりに低速すぎる。更にすべての実際の目的
に対して、静磁界装置は指令又はデータを植え込まれた
装置へ転送するためだけに用いられ、データ又は指令を
植え込まれた装置から転送するためには用いられない。
このことは磁石から数インチの距離の磁気リードスイッ
チを作動させるのに必要な永久磁石又は電磁石の形式に
関する重量及び又は電力消費が、大抵の植え込み可能な
装置の要求と両立しないからである。
反射インピーダンス結合装置では、情報は誘導結合され
た外部のL−R又はL−C回路により付勢される内部の
(植え込まれた)L−R又はL−C回路の反射インピー
ダンスを用いて転送される。この種の装置は例えばアメ
リカ合衆国特許第4223679号明細書に記載されている。
この種の装置は情報を送信するために少ししか又は全く
電流を用いないので有利である。しかし情報を転送する
速度が全く制限されるので不利である。外部装置は無線
周波数磁界搬送波を用いる。前記特許明細書では植え込
まれた装置内の電圧制御発振器(VCO)が遠隔測定し
ようとする信号により制御される。それによりVCOは
反射されるインピーダンスを変更する。もしVCOを制
御する信号が(二つの可能な値例えば2進数の1及び2
進数の0を有する)2進ディジタル信号であるならば、
この信号は(2進数の1を表す)一方の周波数から(2
進数の0を表す)他方の周波数へVCOが変化するよう
にVCOを符号化する。この技術は周波数偏移変調(F
SK)として知られている。各ビット持続時間すなわち
2進ディジット(ビット)が表示される時間は、複数の
搬送波サイクルを必要とする。従ってビットレートは一
般にVCO中心周波数の10%〜30%よりあまり高く
することができない。他方では植え込まれた装置の金属
製容器が10〜30kHzの上側カットオフ周波数を有
する低域単極フィルタとして働くので、無線周波搬送波
周波数はあまり高くすることができない。更に外部発振
器L−C回路は一般に20〜50のQを有し、有効な変
調帯域幅が無線周波搬送波周波数の約2〜5%に限られ
ているということを意味する。このことは36kHzの
搬送波が一般に72〜540ビット毎秒のデータレート
でデータを転送できるにすぎないということを意味す
る。このようなレートは、送信しようとするデータの数
千ないし数万のビットを有するおそれのある最近の植え
込み可能な装置に対しては、一般に不適当であると考え
られる。
た外部のL−R又はL−C回路により付勢される内部の
(植え込まれた)L−R又はL−C回路の反射インピー
ダンスを用いて転送される。この種の装置は例えばアメ
リカ合衆国特許第4223679号明細書に記載されている。
この種の装置は情報を送信するために少ししか又は全く
電流を用いないので有利である。しかし情報を転送する
速度が全く制限されるので不利である。外部装置は無線
周波数磁界搬送波を用いる。前記特許明細書では植え込
まれた装置内の電圧制御発振器(VCO)が遠隔測定し
ようとする信号により制御される。それによりVCOは
反射されるインピーダンスを変更する。もしVCOを制
御する信号が(二つの可能な値例えば2進数の1及び2
進数の0を有する)2進ディジタル信号であるならば、
この信号は(2進数の1を表す)一方の周波数から(2
進数の0を表す)他方の周波数へVCOが変化するよう
にVCOを符号化する。この技術は周波数偏移変調(F
SK)として知られている。各ビット持続時間すなわち
2進ディジット(ビット)が表示される時間は、複数の
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般にVCO中心周波数の10%〜30%よりあまり高く
することができない。他方では植え込まれた装置の金属
製容器が10〜30kHzの上側カットオフ周波数を有
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周波数はあまり高くすることができない。更に外部発振
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調帯域幅が無線周波搬送波周波数の約2〜5%に限られ
ているということを意味する。このことは36kHzの
搬送波が一般に72〜540ビット毎秒のデータレート
でデータを転送できるにすぎないということを意味す
る。このようなレートは、送信しようとするデータの数
千ないし数万のビットを有するおそれのある最近の植え
込み可能な装置に対しては、一般に不適当であると考え
られる。
無線周波数結合装置では、情報は搬送波信号により送信
コイルから受信コイルへ転送される。搬送波信号はFS
K又はPSK(位相偏移変調すなわち搬送波の位相を1
80゜反転する)のような適当な変調方式を用いて、送
信しようとするデータにより変調される。変調搬送波は
変調搬送波信号を探知する受信コイルに電圧を誘導す
る。そしてこの受信信号は送信されたデータを復元する
ために復調される。高い周波数を減衰する低域フィルタ
として働く植え込まれた装置の金属製容器のために、送
信コイルの電力を容認できないほど増加しなければ搬送
波周波数を約10〜20kHz以上に増加することがで
きない。更に採用される変調/復調方式に依存して、規
定された相互妨害量を超えなければデータレート又はビ
ットレートは搬送周波数の所定の分数を超えることがで
きない。すなわちこれを超えると2進数の1を表す変調
と2進数の0を表す変調とを確実に区別できなくなる。
コイルから受信コイルへ転送される。搬送波信号はFS
K又はPSK(位相偏移変調すなわち搬送波の位相を1
80゜反転する)のような適当な変調方式を用いて、送
信しようとするデータにより変調される。変調搬送波は
変調搬送波信号を探知する受信コイルに電圧を誘導す
る。そしてこの受信信号は送信されたデータを復元する
ために復調される。高い周波数を減衰する低域フィルタ
として働く植え込まれた装置の金属製容器のために、送
信コイルの電力を容認できないほど増加しなければ搬送
波周波数を約10〜20kHz以上に増加することがで
きない。更に採用される変調/復調方式に依存して、規
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ットレートは搬送周波数の所定の分数を超えることがで
きない。すなわちこれを超えると2進数の1を表す変調
と2進数の0を表す変調とを確実に区別できなくなる。
規定された相互妨害量を超えることなく独立の信号値を
規定されたチャネルを経て送信することができる最大デ
ータ転送レート(ビットレート)はナイキストレートと
呼ばれる。最大可能なナイキストレートはデータを転送
するチャネルの帯域幅に直接関係する。逆に言えばナイ
キスト帯域幅は、相互妨害の規定レベルを超えることな
く独立の信号値を所定のレートで送信できるために必要
な帯域幅である。例えばもしデータを転送するとき経由
するチャネルの帯域幅がWであるならば、ナイキストレ
ートは(理想のチャネルを仮定して)2Wである。換言
すればもしデータレートが2Wであれば、ナイキスト帯
域幅は少なくともWでなければならない。この限界及び
その他の限界のゆえに無線周波数結合を用いる従来の植
え込み可能な装置は、一般に2000〜4000ビット
毎秒を超えるレートでデータを転送することができなか
った。(本明細書のこの部分又は全体を通して用いられ
るように、片側の帯域幅による定義が用いられているこ
とに注意すべきである。すなわち帯域幅Wは0からWま
で又は−Wから0までの周波数領域を指す。周波数c
を有する搬送波信号が用いられるときには、片側の帯域
幅Wはcないしc+W又はc−Wないしcの周
波数領域を指す。) データを植え込み可能な装置から転送することができる
レートに影響する別の問題は、電気的ノイズ及び/又は
電磁干渉である。実際に一般に用いられる形式の外部装
置に関連して、無線周波数形装置においてデータを転送
するために信頼性を持たせ効率良く(少ない電力消費レ
ベルで)用いることができる搬送波周波数及びデータレ
ートの領域に著しく影響する電磁干渉の少なくとも二つ
の一次源が存在する。第1に外部装置の入力電力線路周
波数(50又は60Hz)及び外部装置と共にしばしば
用いられる陰極線管ディスプレーで用いられる付随する
交番磁界(例えば30Hz)が、問題となるのに十分大
きい2〜6kHzのような高さの電磁干渉調波を発生さ
せる。同様に多くの電子端末器と共に一般に用いられる
陰極線管の水平走査の16kHzの線周波数が、16k
Hz以上の搬送周波数を効率良く用いることを極めて困
難にする。従ってこの種の干渉が支配的な環境中で用い
られる植え込みまれた装置からのデータの送信に対する
この種の電磁干渉の効果を最小限にするために、かつ最
近の植え込み可能な装置と共に用いられる大量のデータ
を転送することができる速度を最大限にするために、6
〜12kHz領域の搬送波信号を用いて、かつこのよう
なチャネルを経てできるだけ高いデータビットレートを
可能にする変調方式を用いて、(できる限り多くの電磁
干渉及びノイズをろ過及び除去するために)狭帯域の遠
隔測定チャネルを採用することが望ましい。植え込み可
能な装置のデータビットレートを十分に速いレベルまで
増加する遠隔測定装置はこれまで本出願人により提案さ
れたが(アメリカ合衆国特許出願、通し番号第07/08591
4号、1987年8月14日出願参照)、この装置は比
較的広い帯域幅を犠性にするときだけ完成され、それに
より電磁干渉に対する敏感さを増す。
規定されたチャネルを経て送信することができる最大デ
ータ転送レート(ビットレート)はナイキストレートと
呼ばれる。最大可能なナイキストレートはデータを転送
するチャネルの帯域幅に直接関係する。逆に言えばナイ
キスト帯域幅は、相互妨害の規定レベルを超えることな
く独立の信号値を所定のレートで送信できるために必要
な帯域幅である。例えばもしデータを転送するとき経由
するチャネルの帯域幅がWであるならば、ナイキストレ
ートは(理想のチャネルを仮定して)2Wである。換言
すればもしデータレートが2Wであれば、ナイキスト帯
域幅は少なくともWでなければならない。この限界及び
その他の限界のゆえに無線周波数結合を用いる従来の植
え込み可能な装置は、一般に2000〜4000ビット
毎秒を超えるレートでデータを転送することができなか
った。(本明細書のこの部分又は全体を通して用いられ
るように、片側の帯域幅による定義が用いられているこ
とに注意すべきである。すなわち帯域幅Wは0からWま
で又は−Wから0までの周波数領域を指す。周波数c
を有する搬送波信号が用いられるときには、片側の帯域
幅Wはcないしc+W又はc−Wないしcの周
波数領域を指す。) データを植え込み可能な装置から転送することができる
レートに影響する別の問題は、電気的ノイズ及び/又は
電磁干渉である。実際に一般に用いられる形式の外部装
置に関連して、無線周波数形装置においてデータを転送
するために信頼性を持たせ効率良く(少ない電力消費レ
ベルで)用いることができる搬送波周波数及びデータレ
ートの領域に著しく影響する電磁干渉の少なくとも二つ
の一次源が存在する。第1に外部装置の入力電力線路周
波数(50又は60Hz)及び外部装置と共にしばしば
用いられる陰極線管ディスプレーで用いられる付随する
交番磁界(例えば30Hz)が、問題となるのに十分大
きい2〜6kHzのような高さの電磁干渉調波を発生さ
せる。同様に多くの電子端末器と共に一般に用いられる
陰極線管の水平走査の16kHzの線周波数が、16k
Hz以上の搬送周波数を効率良く用いることを極めて困
難にする。従ってこの種の干渉が支配的な環境中で用い
られる植え込みまれた装置からのデータの送信に対する
この種の電磁干渉の効果を最小限にするために、かつ最
近の植え込み可能な装置と共に用いられる大量のデータ
を転送することができる速度を最大限にするために、6
〜12kHz領域の搬送波信号を用いて、かつこのよう
なチャネルを経てできるだけ高いデータビットレートを
可能にする変調方式を用いて、(できる限り多くの電磁
干渉及びノイズをろ過及び除去するために)狭帯域の遠
隔測定チャネルを採用することが望ましい。植え込み可
能な装置のデータビットレートを十分に速いレベルまで
増加する遠隔測定装置はこれまで本出願人により提案さ
れたが(アメリカ合衆国特許出願、通し番号第07/08591
4号、1987年8月14日出願参照)、この装置は比
較的広い帯域幅を犠性にするときだけ完成され、それに
より電磁干渉に対する敏感さを増す。
[発明が解決しようとする課題] 本発明の目的は、十分に速いレート例えば8kHzでデ
ータを転送することができるばかりでなく、狭い帯域幅
を経てこの速いレートでデータを転送することができ、
それにより電磁干渉又はその他のノイズ源に対する装置
の敏感さを低減するような、植え込まれた装置と共に用
いるための改良された遠隔測定装置を得ることにある。
ータを転送することができるばかりでなく、狭い帯域幅
を経てこの速いレートでデータを転送することができ、
それにより電磁干渉又はその他のノイズ源に対する装置
の敏感さを低減するような、植え込まれた装置と共に用
いるための改良された遠隔測定装置を得ることにある。
更に前記特許出願明細書に記載の遠隔測定装置は、送信
コイルに加えられる搬送波信号の瞬間周波数に突然の変
化又は反転を要求するような符号化方式を利用する。こ
のことは、変調搬送波信号を送信コイルに与える変調回
路及び駆動回路での非常な複雑性を犠性にして初めて完
遂される。この種の回路は例えば送信コイルに切り換え
可能に接続された二つの多重コンデンサを用いる。送信
コイルに接続されたコンデンサは正確な周波数に送信コ
イルを同調させることが必要である。駆動回路によりコ
イルに加えられる電圧はその極性を規則的に反転しなけ
ればなないので、二つのコンデンサが必要であり、コン
デンサに加えられる電圧の反転は起こるたびごとに、コ
ンデンサが一つの電圧極性を放電しかつ他の電圧極性へ
充電されるためには、過大な時間が必要であり従って非
効率的である。
コイルに加えられる搬送波信号の瞬間周波数に突然の変
化又は反転を要求するような符号化方式を利用する。こ
のことは、変調搬送波信号を送信コイルに与える変調回
路及び駆動回路での非常な複雑性を犠性にして初めて完
遂される。この種の回路は例えば送信コイルに切り換え
可能に接続された二つの多重コンデンサを用いる。送信
コイルに接続されたコンデンサは正確な周波数に送信コ
イルを同調させることが必要である。駆動回路によりコ
イルに加えられる電圧はその極性を規則的に反転しなけ
ればなないので、二つのコンデンサが必要であり、コン
デンサに加えられる電圧の反転は起こるたびごとに、コ
ンデンサが一つの電圧極性を放電しかつ他の電圧極性へ
充電されるためには、過大な時間が必要であり従って非
効率的である。
残念ながらこの種の遠隔測定回路がますます複雑になる
につれて、回路が初期の機能を遂行するのにますます多
くの部品を必要とする。部品の数が増すにつれて回路の
費用が増しかつ回路の信頼性が減る。それゆえに費用を
低減し信頼性を改善するために、簡単でかつ複雑性が少
ない回路が必要である。このことは遠隔測定装置の植え
込み可能な送信器部分においてばかりでなく、従来複雑
な位相同期ループ及び同様に複雑な回路が受信遠隔測定
信号を復調するためめに必要となったような装置の外部
の受信器部分においても当てはまる。
につれて、回路が初期の機能を遂行するのにますます多
くの部品を必要とする。部品の数が増すにつれて回路の
費用が増しかつ回路の信頼性が減る。それゆえに費用を
低減し信頼性を改善するために、簡単でかつ複雑性が少
ない回路が必要である。このことは遠隔測定装置の植え
込み可能な送信器部分においてばかりでなく、従来複雑
な位相同期ループ及び同様に複雑な回路が受信遠隔測定
信号を復調するためめに必要となったような装置の外部
の受信器部分においても当てはまる。
この発明の目的は、ナイキスト帯域幅より狭い帯域幅を
有する遠隔測定チャネルを経て高ビットレートを転送す
ることができるような、植え込み可能な装置と共に用い
るための遠隔測定装置を提供することにある。このよう
なビットレートは、所定量のデータを植え込み可能な装
置から外部装置へ効率よく転送することができるような
速度について重要な改善をもたらす。更にナイキスト帯
域幅より狭い帯域幅を通して比較的高いこのビットレー
トを送ることにより、装置は比較的高いレベルの電磁干
渉を許容することができる。
有する遠隔測定チャネルを経て高ビットレートを転送す
ることができるような、植え込み可能な装置と共に用い
るための遠隔測定装置を提供することにある。このよう
なビットレートは、所定量のデータを植え込み可能な装
置から外部装置へ効率よく転送することができるような
速度について重要な改善をもたらす。更にナイキスト帯
域幅より狭い帯域幅を通して比較的高いこのビットレー
トを送ることにより、装置は比較的高いレベルの電磁干
渉を許容することができる。
[課題を解決するための手段] 上述の目的を達成するため、この発明においては、入力
データビットの数列から成るディジタル2進データを所
定のビットレートで植え込み可能な装置から送信するた
めの植え込み可能な送信器装置を含み、この送信器装置
は、 d)入力データビットの数列を符号化2進データストリ
ームへ変換する符号化装置を備え、符号化2進データス
トリームは、入力データビット及び符号化データビット
のうちの所定の一対の間に所定の相関が存在するときだ
け同定マークを有するような、符号化データビットの数
列から成り、 b)所定のビットレートに同調した送信コイル回路を備
え、 c)所定のビットレートに等しい周波数を有する搬送波
信号を送信コイル回路に与えるための手段を備え、送信
コイル回路がこれに与えられた搬送波信号の位相を、符
号化2進データストリームの同定マークごとに所定の量
だけ切り換えるための切り換え装置を備える。所定の相
関が現在の入力データビットと以前の符号化データビッ
トとの間の相関に関係するとき、ナイキスト帯域幅より
狭い帯域幅を有するチャネルを経てデータを送信するこ
とが可能となる。換言すればこれにより従来可能であっ
た以上に、データ送信チャネルの電磁干渉排除のレベル
での重要な改善が可能となる。
データビットの数列から成るディジタル2進データを所
定のビットレートで植え込み可能な装置から送信するた
めの植え込み可能な送信器装置を含み、この送信器装置
は、 d)入力データビットの数列を符号化2進データストリ
ームへ変換する符号化装置を備え、符号化2進データス
トリームは、入力データビット及び符号化データビット
のうちの所定の一対の間に所定の相関が存在するときだ
け同定マークを有するような、符号化データビットの数
列から成り、 b)所定のビットレートに同調した送信コイル回路を備
え、 c)所定のビットレートに等しい周波数を有する搬送波
信号を送信コイル回路に与えるための手段を備え、送信
コイル回路がこれに与えられた搬送波信号の位相を、符
号化2進データストリームの同定マークごとに所定の量
だけ切り換えるための切り換え装置を備える。所定の相
関が現在の入力データビットと以前の符号化データビッ
トとの間の相関に関係するとき、ナイキスト帯域幅より
狭い帯域幅を有するチャネルを経てデータを送信するこ
とが可能となる。換言すればこれにより従来可能であっ
た以上に、データ送信チャネルの電磁干渉排除のレベル
での重要な改善が可能となる。
本発明の別の構成においては、植え込み可能な装置と外
部装置との間で2進ディジタルデータを転送するための
遠隔測定装置を有する。この遠隔測定装置は植え込み可
能な装置又は外部装置の中の送信器と他方の装置の中の
受信器とから成る。この送信器は、 a)排他的又はビット符号化方式を用いて符号化データ
ストリームを発生させる符号化装置を備え、このビット
符号化方式により、転送しようとするディジタルデータ
内の所定のデータビットと符号化されたデータストリー
ムとの間に所定の相関が存在するときだけ、一方のレベ
ルから他方のレベルの遷移のような適当なマークが符号
化データストリーム中に置かれ、 b)周波数0を有する搬送波信号を符号化データスト
リームにより変調するための変調装置を備え、 c)変調搬送波信号を送信コイルに与えるための手段を
備える。
部装置との間で2進ディジタルデータを転送するための
遠隔測定装置を有する。この遠隔測定装置は植え込み可
能な装置又は外部装置の中の送信器と他方の装置の中の
受信器とから成る。この送信器は、 a)排他的又はビット符号化方式を用いて符号化データ
ストリームを発生させる符号化装置を備え、このビット
符号化方式により、転送しようとするディジタルデータ
内の所定のデータビットと符号化されたデータストリー
ムとの間に所定の相関が存在するときだけ、一方のレベ
ルから他方のレベルの遷移のような適当なマークが符号
化データストリーム中に置かれ、 b)周波数0を有する搬送波信号を符号化データスト
リームにより変調するための変調装置を備え、 c)変調搬送波信号を送信コイルに与えるための手段を
備える。
受信器は、 d)送信コイルに誘導結合された受信コイルと、 e)受信コイルに結合されたほぼ0Hzを中心とし1
/20Hz以下の帯域幅を有する帯域フィルタと、 f)帯域フィルタの出力端に結合されたAM検出器と、 g)入力データストリームを再現するためにAM検出器
の出力端に結合された手段とを備える。
/20Hz以下の帯域幅を有する帯域フィルタと、 f)帯域フィルタの出力端に結合されたAM検出器と、 g)入力データストリームを再現するためにAM検出器
の出力端に結合された手段とを備える。
この発明は同様に、データビットの数列を植え込み可能
な装置へまたこの装置から高い速度で転送する効率のよ
い方法として要約される。この方法は次の段階すなわ
ち、 a)転送しようとするデータビットの数列内のデータビ
ットと符号化2進データストリーム内の以前の符号化デ
ータビットとの所定の一対の間に所定の相関が存在する
ときだけ、遷移を含む符号化2進データストリームを発
生させ、 b)搬送波信号を符号化2進データストリームにより変
調し、 c)変調搬送波信号を送信コイルに与え、 d)受信コイルに並列にコンデンサを一方の方向への
(低いレベルから高いレベルに向かう)遷移のような符
号化2進データストリームの或る種の遷移に応じて選択
的に接続し、また前記コイルへの前記コンデンサの接続
を他方の方向への(高いレベルから低いレベルに向か
う)遷移のような符号化2進データストリームの別の或
る種の遷移に応じて逆転し、 e)受信コイルを送信コイルへ誘導結合し、送信コイル
又は受信コイルのうちの一つが植え込み可能な装置内に
置かれ、他方のコイルが外部装置内に置かれ、 f)受信コイルに誘導され搬送波信号の周波数に近い周
波数を有する信号成分だけの振幅を検出し、 g)受信されたデータを明確にするために段階 f)において検出された振幅を用いることから成る。
な装置へまたこの装置から高い速度で転送する効率のよ
い方法として要約される。この方法は次の段階すなわ
ち、 a)転送しようとするデータビットの数列内のデータビ
ットと符号化2進データストリーム内の以前の符号化デ
ータビットとの所定の一対の間に所定の相関が存在する
ときだけ、遷移を含む符号化2進データストリームを発
生させ、 b)搬送波信号を符号化2進データストリームにより変
調し、 c)変調搬送波信号を送信コイルに与え、 d)受信コイルに並列にコンデンサを一方の方向への
(低いレベルから高いレベルに向かう)遷移のような符
号化2進データストリームの或る種の遷移に応じて選択
的に接続し、また前記コイルへの前記コンデンサの接続
を他方の方向への(高いレベルから低いレベルに向か
う)遷移のような符号化2進データストリームの別の或
る種の遷移に応じて逆転し、 e)受信コイルを送信コイルへ誘導結合し、送信コイル
又は受信コイルのうちの一つが植え込み可能な装置内に
置かれ、他方のコイルが外部装置内に置かれ、 f)受信コイルに誘導され搬送波信号の周波数に近い周
波数を有する信号成分だけの振幅を検出し、 g)受信されたデータを明確にするために段階 f)において検出された振幅を用いることから成る。
この方法の実行に当たって、送信コイルに並列に接続さ
れたコンデンサが搬送波周波数に同調させられたL−C
回路を形成し、この搬送周波数をデータが転送されるビ
ットレートと同じになるようにすることができるとに注
意すべきである。コンデンサ上の電荷を保存するため
に、このコンデンサは送信コイルに加えられる搬送波信
号の位相反転と同期して反転させられ、それにより逆の
極性へのコンデンサの放電及び再充電の必要性が避けら
れる。この種の放電及び再充電は追加の電力を消費す
る。
れたコンデンサが搬送波周波数に同調させられたL−C
回路を形成し、この搬送周波数をデータが転送されるビ
ットレートと同じになるようにすることができるとに注
意すべきである。コンデンサ上の電荷を保存するため
に、このコンデンサは送信コイルに加えられる搬送波信
号の位相反転と同期して反転させられ、それにより逆の
極性へのコンデンサの放電及び再充電の必要性が避けら
れる。この種の放電及び再充電は追加の電力を消費す
る。
ディジタル2進データを速いレート、特に約8000ビ
ット毎秒のレートで植え込み可能な装置と外部装置との
間で効率よく転送することができる高速遠隔測定装置を
提供することがこの発明の一つの特徴である。
ット毎秒のレートで植え込み可能な装置と外部装置との
間で効率よく転送することができる高速遠隔測定装置を
提供することがこの発明の一つの特徴である。
有効な帯域幅圧縮を提供する符号化方式及び適当な帯域
ろ過を利用する高速遠隔測定装置を提供することがこの
発明の別の特徴である。
ろ過を利用する高速遠隔測定装置を提供することがこの
発明の別の特徴である。
搬送波信号の周波数をデータ転送ビットレートと同じに
することができる高速遠隔測定装置を提供することがこ
の発明の別の特徴である。
することができる高速遠隔測定装置を提供することがこ
の発明の別の特徴である。
ナイキスト帯域幅より狭い帯域幅を有する遠隔測定装置
を提供し、それによりノイズ及び電磁干渉に対する装置
のイミュニティを著しく改善することがこの発明の別の
特徴である。例えばビットレートが8000ビット毎秒
であるときには、この発明と共に用いられるデータ転送
チャネルの帯域幅は4kHz以下、例えば8kHzの搬
送波信号の両側で2kHz以下に設定できるので有利で
ある。
を提供し、それによりノイズ及び電磁干渉に対する装置
のイミュニティを著しく改善することがこの発明の別の
特徴である。例えばビットレートが8000ビット毎秒
であるときには、この発明と共に用いられるデータ転送
チャネルの帯域幅は4kHz以下、例えば8kHzの搬
送波信号の両側で2kHz以下に設定できるので有利で
ある。
本発明によれば、データ転送動作中に極僅かしか作動電
力を必要としないで効率よく動作する遠隔測定装置が提
供される。
力を必要としないで効率よく動作する遠隔測定装置が提
供される。
また、受信器で復元されるデータを同期又は非同期変調
を用いて復元できるような前記の高速遠隔測定装置が提
供される。
を用いて復元できるような前記の高速遠隔測定装置が提
供される。
更に本発明によれば、比較的少ない部品しか使用せず、
それにより装置の製造を一層経済的にしその動作を一層
信頼できるようにするような遠隔測定装置が提供され
る。特に、送信コイルに加えられる電圧の極性が搬送波
信号の変調の要素として規則的に反転されても、送信器
L−C同調回路の部分としてただ一つのコンデンサを誘
導性コイルと共に用いるにすぎない。
それにより装置の製造を一層経済的にしその動作を一層
信頼できるようにするような遠隔測定装置が提供され
る。特に、送信コイルに加えられる電圧の極性が搬送波
信号の変調の要素として規則的に反転されても、送信器
L−C同調回路の部分としてただ一つのコンデンサを誘
導性コイルと共に用いるにすぎない。
[実施例] 次にこの発明に基づく高速ディジタル遠隔測定装置の一
実施例を示す図面により、この発明を詳細に説明する。
実施例を示す図面により、この発明を詳細に説明する。
以下の説明はこの発明を実施するために現在考えられる
最善の方式に関する。この説明は限定の意味に取られる
べきではなく、この発明の一般原理を説明するために行
われるにすぎない。この発明の範囲は特許請求の範囲を
参照して確かめられるべきである。
最善の方式に関する。この説明は限定の意味に取られる
べきではなく、この発明の一般原理を説明するために行
われるにすぎない。この発明の範囲は特許請求の範囲を
参照して確かめられるべきである。
以下のこの発明の説明では、全図面を通して同じ符号が
同じ部品又は要素に付けられている。
同じ部品又は要素に付けられている。
第1図はこの発明に基づき作られた遠隔測定装置10の
簡単化したブロック線図を示し、まずこの発明に含まれ
る要素とその動作方法の概要を説明する。遠隔測定装置
10は送信器12及び受信器14を備える。送信器12
はデータ符号器15、変調器16、送信コイル駆動回路
18及び送信コイル20を備える。受信器は受信コイル
22、受信増幅幅器24、帯域フィルタ(BPF)2
6、AM検出器28及び判断ロジック30を備える。有
利な実施例では、送信器12は植え込み可能な装置の部
分に含まれ、受信器14は外部装置の部分に含まれてい
る。しかしながらこれらの役目を逆転することができ、
受信器が植え込み可能な装置に含まれ送信器が外部装置
に含まれるということを考えることができる。典型的な
用途では植え込み可能な装置が送信及び受信能力を備
え、それに対応する外部装置も同様であるということに
注意すべきである。しかしながら種々の形式の遠隔測定
方式又は送信原理は一般に、データを外部装置から植え
込まれた装置へ転送するために用いられる以上に、デー
タを植え込まれた装置から外部装置へ転送するために用
いられる。
簡単化したブロック線図を示し、まずこの発明に含まれ
る要素とその動作方法の概要を説明する。遠隔測定装置
10は送信器12及び受信器14を備える。送信器12
はデータ符号器15、変調器16、送信コイル駆動回路
18及び送信コイル20を備える。受信器は受信コイル
22、受信増幅幅器24、帯域フィルタ(BPF)2
6、AM検出器28及び判断ロジック30を備える。有
利な実施例では、送信器12は植え込み可能な装置の部
分に含まれ、受信器14は外部装置の部分に含まれてい
る。しかしながらこれらの役目を逆転することができ、
受信器が植え込み可能な装置に含まれ送信器が外部装置
に含まれるということを考えることができる。典型的な
用途では植え込み可能な装置が送信及び受信能力を備
え、それに対応する外部装置も同様であるということに
注意すべきである。しかしながら種々の形式の遠隔測定
方式又は送信原理は一般に、データを外部装置から植え
込まれた装置へ転送するために用いられる以上に、デー
タを植え込まれた装置から外部装置へ転送するために用
いられる。
送信器12は入力信号としてデータ信号DATAを入力
信号線32を経て受入れ、かつクロック信号CLKを入
力信号線34を経て受け入れる。以下でこれらの信号線
上に現れる信号並びにその他の信号線上に現れるその他
の信号を、信号が現れる信号線の符号により例えばデー
タ信号32又はクロック信号34のように表す。以下に
更に詳細に説明するように、データ信号32は一般に所
定のビットレートB0で流れるNRZ(非ゼロ復帰)形
式(他の適当な2進形式を同様に用いることができる)
による2進データビットの流れから成る。NRZ信号は
二つのレベルすなわち2進ビットの1を表す第1のレベ
ルと2進ビットの0を表す第2のレベルとを有する信号
から成る。もしビットレートB0が例えば8000ビッ
ト毎秒であるならば、一つのビットが0.125ms(1/8000
=0.000125)ごとにデータ線32を経てデータ符号器1
5の中へ流れる。
信号線32を経て受入れ、かつクロック信号CLKを入
力信号線34を経て受け入れる。以下でこれらの信号線
上に現れる信号並びにその他の信号線上に現れるその他
の信号を、信号が現れる信号線の符号により例えばデー
タ信号32又はクロック信号34のように表す。以下に
更に詳細に説明するように、データ信号32は一般に所
定のビットレートB0で流れるNRZ(非ゼロ復帰)形
式(他の適当な2進形式を同様に用いることができる)
による2進データビットの流れから成る。NRZ信号は
二つのレベルすなわち2進ビットの1を表す第1のレベ
ルと2進ビットの0を表す第2のレベルとを有する信号
から成る。もしビットレートB0が例えば8000ビッ
ト毎秒であるならば、一つのビットが0.125ms(1/8000
=0.000125)ごとにデータ線32を経てデータ符号器1
5の中へ流れる。
クロック信号34は一般に共通クロック信号源から導か
れる複数の同期クロック信号から成る。これらのクロッ
ク信号は第1図のブロック線図中に図を簡単にするため
に単一のクロック信号34として示されている。一般に
方形波(パルス列のような別の適当な波形を用いること
もできる)から成るこれらのクロック信号のうちの少な
くとも一つは、ビットレートB0に等しい周波数を有す
る。第4図及び第5図に関連して述べる説明から明らか
となるように、この発明の有利な実施例で用いられるこ
れらのクロック信号の別の一つは4B0の周波数を有す
る。
れる複数の同期クロック信号から成る。これらのクロッ
ク信号は第1図のブロック線図中に図を簡単にするため
に単一のクロック信号34として示されている。一般に
方形波(パルス列のような別の適当な波形を用いること
もできる)から成るこれらのクロック信号のうちの少な
くとも一つは、ビットレートB0に等しい周波数を有す
る。第4図及び第5図に関連して述べる説明から明らか
となるように、この発明の有利な実施例で用いられるこ
れらのクロック信号の別の一つは4B0の周波数を有す
る。
動作時に入力データストリーム32はデータ符号器15
の中で符号化されて符号化データストリームとなり、信
号線36を経て変調器16に与えられる(以下で符号化
データ36と呼ぶ)。第4図及び第5図の説明で詳述す
るように、データ符号器15により用いらる有利な符号
化方式が、以下に述べるように誤りの増加無しに狭い帯
域幅を有するチャネルを経て受信器へ送信するのに適し
た形のデータを用意するので有利である。第3A図に関
連して以下に詳細に説明する有利な符号化方式は、入力
データ32の所定のビット及び符号化データ36の既知
の(以前の)ビットを両者間の所定の相関に対して解析
する。このような相関が発見される場合には、符号化デ
ータ36の次のビットが一方の値を取る。このような相
関が発見されない場合には、符号化データ36の次のビ
ットは他方の値を取る。換言すれば所定の相関が入力デ
ータの規定のビットと以前の符号化データが規定のビッ
トとの間に存在することが発見された場合にはいつで
も、データ遷移のような適当な符号付けマークが符号化
データの中に現れる。
の中で符号化されて符号化データストリームとなり、信
号線36を経て変調器16に与えられる(以下で符号化
データ36と呼ぶ)。第4図及び第5図の説明で詳述す
るように、データ符号器15により用いらる有利な符号
化方式が、以下に述べるように誤りの増加無しに狭い帯
域幅を有するチャネルを経て受信器へ送信するのに適し
た形のデータを用意するので有利である。第3A図に関
連して以下に詳細に説明する有利な符号化方式は、入力
データ32の所定のビット及び符号化データ36の既知
の(以前の)ビットを両者間の所定の相関に対して解析
する。このような相関が発見される場合には、符号化デ
ータ36の次のビットが一方の値を取る。このような相
関が発見されない場合には、符号化データ36の次のビ
ットは他方の値を取る。換言すれば所定の相関が入力デ
ータの規定のビットと以前の符号化データが規定のビッ
トとの間に存在することが発見された場合にはいつで
も、データ遷移のような適当な符号付けマークが符号化
データの中に現れる。
変調器16はPSK(位相偏移変調)方式を用いて適当
な搬送波信号を符号化データ36による変調する。結果
として得られたPSK搬送波信号は信号線38を経て送
信コイル駆動回路18に与えられる(以下で変調搬送波
38と呼ぶ)。搬送波信号は周波数0を有しクロック
信号34から導かれる。搬送波信号が入力データストリ
ームと同じ周波数を有するのが有利である。すなわちB
0=0である。PSKにおいて搬送波信号の位相が変
調信号中の各変化に対して180゜反転される。従って
第1図に示す装置に対してかつ搬送波のPSKを想定し
て、符号化データ36中に存在するデータ遷移のような
各符号付けマークに対して、変調搬送波信号38は搬送
波信号の位相反転を含む。
な搬送波信号を符号化データ36による変調する。結果
として得られたPSK搬送波信号は信号線38を経て送
信コイル駆動回路18に与えられる(以下で変調搬送波
38と呼ぶ)。搬送波信号は周波数0を有しクロック
信号34から導かれる。搬送波信号が入力データストリ
ームと同じ周波数を有するのが有利である。すなわちB
0=0である。PSKにおいて搬送波信号の位相が変
調信号中の各変化に対して180゜反転される。従って
第1図に示す装置に対してかつ搬送波のPSKを想定し
て、符号化データ36中に存在するデータ遷移のような
各符号付けマークに対して、変調搬送波信号38は搬送
波信号の位相反転を含む。
送信コイル駆動回路18は変調搬送波信号38を送信コ
イル20に与える。このことは正及び負の電源+VDD
及び−VSSをコイル20のそれぞれの端子へ選択的に
接続することにより達成される。すなわち所定の瞬間に
正電源+VDDがコイル20の端子Aに与えられ、同時
に負電源−VSSがコイル20の端子Bに与えられる。
しかしながらこの信号の位相が反転されるときには、こ
れらの接続は正電源+VDDが端子Bに与えられ負電源
−VSSが端子Aに与えられるように切り換えられ、そ
の結果コイル20に与えられる送信電圧VTの極性が反
転する。この形式の電圧切り換えは、第4図及び第5図
に関連して以下に詳細に述べるようにタイミングを慎重
に考慮する必要がある。従ってクロック信号34の一つ
以上がこの切り換え動作を制御するために用いられる。
イル20に与える。このことは正及び負の電源+VDD
及び−VSSをコイル20のそれぞれの端子へ選択的に
接続することにより達成される。すなわち所定の瞬間に
正電源+VDDがコイル20の端子Aに与えられ、同時
に負電源−VSSがコイル20の端子Bに与えられる。
しかしながらこの信号の位相が反転されるときには、こ
れらの接続は正電源+VDDが端子Bに与えられ負電源
−VSSが端子Aに与えられるように切り換えられ、そ
の結果コイル20に与えられる送信電圧VTの極性が反
転する。この形式の電圧切り換えは、第4図及び第5図
に関連して以下に詳細に述べるようにタイミングを慎重
に考慮する必要がある。従ってクロック信号34の一つ
以上がこの切り換え動作を制御するために用いられる。
更に第1図の簡単化されたブロック線図により受信器1
4の動作を説明する。送信コイル20が付勢され、すな
わち変調搬送波電圧VTが送信コイルに与えられ、かつ
受信コイル22が送信コイル20に誘導結合されると、
電圧VRが受信コイル22に誘導される。従って送信コ
イル20と受信コイル22との間の誘導結合が、植え込
まれたコイル(送信コイル20又は受信コイル22)と
外部コイル(他方のコイル)との間の遠隔測定リンク4
0を形成する。この誘導結合は空心変圧器に見られる結
合と同じであると考えられる。すなわち送信コイル20
が空心変圧器の一次巻線と考えられ、また受信コイル2
2がが同じ変圧器の二次巻線と考えられるならば、一次
巻線に与えられる電圧VTが二次巻線に誘導され電圧V
Rとして二次巻線上に現れる。電圧VRはほぼ電圧VT
と同じ波形を取るが、振幅が著しく減少しこの振幅は両
コイル間の物理的間隔に強く依存する。
4の動作を説明する。送信コイル20が付勢され、すな
わち変調搬送波電圧VTが送信コイルに与えられ、かつ
受信コイル22が送信コイル20に誘導結合されると、
電圧VRが受信コイル22に誘導される。従って送信コ
イル20と受信コイル22との間の誘導結合が、植え込
まれたコイル(送信コイル20又は受信コイル22)と
外部コイル(他方のコイル)との間の遠隔測定リンク4
0を形成する。この誘導結合は空心変圧器に見られる結
合と同じであると考えられる。すなわち送信コイル20
が空心変圧器の一次巻線と考えられ、また受信コイル2
2がが同じ変圧器の二次巻線と考えられるならば、一次
巻線に与えられる電圧VTが二次巻線に誘導され電圧V
Rとして二次巻線上に現れる。電圧VRはほぼ電圧VT
と同じ波形を取るが、振幅が著しく減少しこの振幅は両
コイル間の物理的間隔に強く依存する。
誘導された電圧VRは受信増幅器24中で増幅され、信
号線42を経て帯域フィルタ26に与えられる(以下で
増幅受信信号42と呼ぶ)。帯域フィルタ26はほぼ第
3B図に示すような周波数応答を有する。この周波数応
答は搬送波信号の周波数0を中心とする帯域幅BWを
有する。通過帯域の外側のいかなる周波数もフィルタ2
6を通過しない。このことは60Hz電力信号のような
低周波の線路周波数により引き起こされる電磁干渉を排
除するのに特に有利である。この種の電磁干渉は線路周
波数及びその調波を表す一連の漸減振幅スパイク61に
より第3B図に示されている。帯域フィルタ出力の出力
信号V0は相関的又は複2進符号化データ信号として知
られているものであり、一つのビット中の信号がこのビ
ットの値及び以前のビットの値に依存し、このことは狭
い帯域フィルタをもたらす(相関的符号化及び複2進技
術の詳細な記述に対しては、例えばシュワルツ(M.Sc
hwartz)著、「情報変調とノイズ(Information Modula
tion and Noise)」、第189〜197ページ、マグロ
ーヒル社、1987年参照。)。搬送波信号周波数0
に接近した増幅受信信号42の部分は容易に帯域フィル
タ26を通過する。しかしながら増幅受信信号42は符
号化データ36中の各マークに対して搬送波信号の位相
反転を含むので、かつこの種の位相反転はほぼ20へ
の瞬間的な周波数偏移を示すので、増幅受信信号42の
特異な部分が帯域フィルタ26を通過しない。その結果
帯域フィルタの出力信号V0がオンオフ変調された信号
として現れ、或る部分はオンとなりかつほぼ0の周波
数を有し、また他の部分はオフとなる(信号が存在しな
い)。第5図は関連して以下に述べる波形タイミンング
線図から明らなように、また図示のプリコード化方式を
用いると、信号V0のオンオフキーイングのパターンが
入力データ信号32のパターンをほぼたどる。従って適
当な方法で信号V0を変調することによりこのデータを
復元することができる。
号線42を経て帯域フィルタ26に与えられる(以下で
増幅受信信号42と呼ぶ)。帯域フィルタ26はほぼ第
3B図に示すような周波数応答を有する。この周波数応
答は搬送波信号の周波数0を中心とする帯域幅BWを
有する。通過帯域の外側のいかなる周波数もフィルタ2
6を通過しない。このことは60Hz電力信号のような
低周波の線路周波数により引き起こされる電磁干渉を排
除するのに特に有利である。この種の電磁干渉は線路周
波数及びその調波を表す一連の漸減振幅スパイク61に
より第3B図に示されている。帯域フィルタ出力の出力
信号V0は相関的又は複2進符号化データ信号として知
られているものであり、一つのビット中の信号がこのビ
ットの値及び以前のビットの値に依存し、このことは狭
い帯域フィルタをもたらす(相関的符号化及び複2進技
術の詳細な記述に対しては、例えばシュワルツ(M.Sc
hwartz)著、「情報変調とノイズ(Information Modula
tion and Noise)」、第189〜197ページ、マグロ
ーヒル社、1987年参照。)。搬送波信号周波数0
に接近した増幅受信信号42の部分は容易に帯域フィル
タ26を通過する。しかしながら増幅受信信号42は符
号化データ36中の各マークに対して搬送波信号の位相
反転を含むので、かつこの種の位相反転はほぼ20へ
の瞬間的な周波数偏移を示すので、増幅受信信号42の
特異な部分が帯域フィルタ26を通過しない。その結果
帯域フィルタの出力信号V0がオンオフ変調された信号
として現れ、或る部分はオンとなりかつほぼ0の周波
数を有し、また他の部分はオフとなる(信号が存在しな
い)。第5図は関連して以下に述べる波形タイミンング
線図から明らなように、また図示のプリコード化方式を
用いると、信号V0のオンオフキーイングのパターンが
入力データ信号32のパターンをほぼたどる。従って適
当な方法で信号V0を変調することによりこのデータを
復元することができる。
第1図に示すように帯域通過信号V0はAM検出器回路
28に与えられる。AM検出器回路は帯域通過信号V0
の振幅を検出し、検出された振幅は入力データ信号32
の情報内容をほぼたどる。AM検出器回路28の出力
(以下AM検出信号46と呼ぶ)は信号線46を経て適
当な判断ロジック30に与えられる。判断ロジックは、
所定の瞬間にAM検出信号46の検出された振幅が2進
数の1を表すか、又は2進数の0を表すかに関して判断
を行う。一たびこの判断が行われると、データ出力信号
を作り出し、信号線48に与えることができる(以下デ
ータ出力信号48と呼ぶ)。
28に与えられる。AM検出器回路は帯域通過信号V0
の振幅を検出し、検出された振幅は入力データ信号32
の情報内容をほぼたどる。AM検出器回路28の出力
(以下AM検出信号46と呼ぶ)は信号線46を経て適
当な判断ロジック30に与えられる。判断ロジックは、
所定の瞬間にAM検出信号46の検出された振幅が2進
数の1を表すか、又は2進数の0を表すかに関して判断
を行う。一たびこの判断が行われると、データ出力信号
を作り出し、信号線48に与えることができる(以下デ
ータ出力信号48と呼ぶ)。
AM検出器回路及び判断ロジック回路は従来の技術から
知られている。AM検出器回路28及び判断ロジック3
0は、この種の回路に対し従来の技術から知られた任意
の通常の形を取ることができる。例えば簡単なAM検出
器回路は各一つのダイオード、コンデンサ及び抵抗器か
ら成る。この種の簡単な回路又は等価な回路は、しきい
値回路(例えばAM検出信号46に接続された第1の入
力端と、AM検出信号の最小なしい最大電圧の振れの中
央に存在する電圧基準信号に接続された第2の入力端と
を有する比較器回路)のような簡単な判断ロジック回路
に接続するとき、同期せずにすなわち増幅受信信号42
からクロック信号を復元す必要無しにデータを検出でき
るという長所を提供する。勿論位相同期ループ(PL
L)を用いてデータのクロック信号を復元し、各ビット
が1を表すか又は0を表すかを判断するために、(復元
されたクロックにより決定されるような)ビット周期ご
とにAM検出信号の内容を入念に検査するようにした、
同期検出回路を備える一層複雑なAM検出器回路を用い
ることもできる。
知られている。AM検出器回路28及び判断ロジック3
0は、この種の回路に対し従来の技術から知られた任意
の通常の形を取ることができる。例えば簡単なAM検出
器回路は各一つのダイオード、コンデンサ及び抵抗器か
ら成る。この種の簡単な回路又は等価な回路は、しきい
値回路(例えばAM検出信号46に接続された第1の入
力端と、AM検出信号の最小なしい最大電圧の振れの中
央に存在する電圧基準信号に接続された第2の入力端と
を有する比較器回路)のような簡単な判断ロジック回路
に接続するとき、同期せずにすなわち増幅受信信号42
からクロック信号を復元す必要無しにデータを検出でき
るという長所を提供する。勿論位相同期ループ(PL
L)を用いてデータのクロック信号を復元し、各ビット
が1を表すか又は0を表すかを判断するために、(復元
されたクロックにより決定されるような)ビット周期ご
とにAM検出信号の内容を入念に検査するようにした、
同期検出回路を備える一層複雑なAM検出器回路を用い
ることもできる。
しかしながらAM検出器28及び/又は判断ロジック3
0に対して簡単な回路が用いられるか又は複雑な回路が
用いられるかにはかかわらず、この発明の提案に基づく
受信器14の主な機能は、データが通過する遠隔測定チ
ャネルの帯域幅を設定することである。増幅受信データ
42に帯域フィルタ26を通過させることによりこの設
定は行われ、この帯域フィルタは第3B図に示すように
搬送波周波数0を中心とする狭い帯域幅BWを有す
る。送信器に採用された特殊の符号化方式のために、帯
域幅BWをナイキスト帯域幅(ナイキスト帯域幅は少な
くとも1/20としなければならない)より著しく狭
くすることが可能である。この狭い又は圧縮された帯域
幅は、電磁干渉又はその他のノイズに対する装置のイミ
ュニティを改善する。すなわちSN比を改善するので有
利である。
0に対して簡単な回路が用いられるか又は複雑な回路が
用いられるかにはかかわらず、この発明の提案に基づく
受信器14の主な機能は、データが通過する遠隔測定チ
ャネルの帯域幅を設定することである。増幅受信データ
42に帯域フィルタ26を通過させることによりこの設
定は行われ、この帯域フィルタは第3B図に示すように
搬送波周波数0を中心とする狭い帯域幅BWを有す
る。送信器に採用された特殊の符号化方式のために、帯
域幅BWをナイキスト帯域幅(ナイキスト帯域幅は少な
くとも1/20としなければならない)より著しく狭
くすることが可能である。この狭い又は圧縮された帯域
幅は、電磁干渉又はその他のノイズに対する装置のイミ
ュニティを改善する。すなわちSN比を改善するので有
利である。
次に第2図にはこの発明に基づく送信器12の一層詳細
なブロック線図が示されている。第2図に示すように符
号器15は、望ましくは符号化動作dk=xk+dk-1
を行う符号器から成り、ここでdkはkビット時間での
符号器出力であり、dk-1はその前のビット時間での符
号器の出力であり、xkはkビット時間でのデータ入力
である。この種の符号化方式が用いられかつ帯域フィル
タ26により行われるろ波操作を考えるとき、相関的又
は複2進方式と呼ばれるこの形式の符号化及びろ波の最
も重要な特性は、この方式が2進信号方式に比べて2:
1の帯域幅圧縮を提供する、又、換言すれば一定の帯域
幅に対してはこの方式が2進方式に比べて2倍のビット
毎秒による速度能力を有するということである。二つの
重複する2進ビットの連続する数列を検査することによ
りこの方式はこれを実現する。例えば第3A図には代表
的な入力データ信号32が示されている。この入力デー
タ信号はNRZ2進ビットの数列1101100011
10から成る。この発明で用いられる前記の符号化方式
によれば、入力データ32の第1のビットが符号化デー
タ36の以前のビットに対して検査される。符号化デー
タの次のビットは前記符号化方程式に基づき設定され
る。
なブロック線図が示されている。第2図に示すように符
号器15は、望ましくは符号化動作dk=xk+dk-1
を行う符号器から成り、ここでdkはkビット時間での
符号器出力であり、dk-1はその前のビット時間での符
号器の出力であり、xkはkビット時間でのデータ入力
である。この種の符号化方式が用いられかつ帯域フィル
タ26により行われるろ波操作を考えるとき、相関的又
は複2進方式と呼ばれるこの形式の符号化及びろ波の最
も重要な特性は、この方式が2進信号方式に比べて2:
1の帯域幅圧縮を提供する、又、換言すれば一定の帯域
幅に対してはこの方式が2進方式に比べて2倍のビット
毎秒による速度能力を有するということである。二つの
重複する2進ビットの連続する数列を検査することによ
りこの方式はこれを実現する。例えば第3A図には代表
的な入力データ信号32が示されている。この入力デー
タ信号はNRZ2進ビットの数列1101100011
10から成る。この発明で用いられる前記の符号化方式
によれば、入力データ32の第1のビットが符号化デー
タ36の以前のビットに対して検査される。符号化デー
タの次のビットは前記符号化方程式に基づき設定され
る。
特定のビット間の所定の符号化はこの発明の有利な実施
態様によれば、1を発生させるためには二つのビット
(現在の入力データビットと以前の符号化データビッ
ト)が異なっていなければならないということである。
この種の差異は、排他的OR論理ゲートを用いて又は二
つのビットのモジュロ2加算を実施することにより容易
に決定される。
態様によれば、1を発生させるためには二つのビット
(現在の入力データビットと以前の符号化データビッ
ト)が異なっていなければならないということである。
この種の差異は、排他的OR論理ゲートを用いて又は二
つのビットのモジュロ2加算を実施することにより容易
に決定される。
入力データ数列に対する時間k=1でのデータビットが
1であることを説明するために、第3A図における破線
で囲まれた二つのビットを参照されたい。以前のビット
時間(k=0)における符号化データビットは0であ
る。これらの二つのビットのモジュロ2加算は1であ
る。従ってビット時間k=1での符号化データの1を指
す矢印により示されているように、現在のビット時間で
の符号化データビットは1になるように設定される。
1であることを説明するために、第3A図における破線
で囲まれた二つのビットを参照されたい。以前のビット
時間(k=0)における符号化データビットは0であ
る。これらの二つのビットのモジュロ2加算は1であ
る。従ってビット時間k=1での符号化データの1を指
す矢印により示されているように、現在のビット時間で
の符号化データビットは1になるように設定される。
前記の相関基準(以前の符号化ビットと共に現在のデー
タビットをモジュロ2加算する)を第3A図に示すビッ
ト数列に適用することにより、符号化データ信号36が
図示の入力データビット数列に対して01101111
0100というビット数列から成るということが分か
る。符号化データ信号36中の遷移(低いレベルから高
いレベルへ、又は高いレベルから低いレベルへの変化)
が基本クロック信号34の適当な遷移に同期させられて
いるということに注意すべきである。
タビットをモジュロ2加算する)を第3A図に示すビッ
ト数列に適用することにより、符号化データ信号36が
図示の入力データビット数列に対して01101111
0100というビット数列から成るということが分か
る。符号化データ信号36中の遷移(低いレベルから高
いレベルへ、又は高いレベルから低いレベルへの変化)
が基本クロック信号34の適当な遷移に同期させられて
いるということに注意すべきである。
この発明の提案に基づき、コイル20に与えられる搬送
波信号の位相が符号化データ信号36の各遷移に対して
反転させられるので、符号化データ信号6の遷移(又は
等価なマーク)は重要である。この方式により変調され
た搬送波信号が第3A図に示され変調搬送波38と呼ば
れる。搬送波信号は単に、入力データ信号32を符号器
15に同期投入するために用いられるクロック信号34
とすることができることに注意すべきである。このクロ
ック信号はビットレートB0に等しい周波数0を有す
る。
波信号の位相が符号化データ信号36の各遷移に対して
反転させられるので、符号化データ信号6の遷移(又は
等価なマーク)は重要である。この方式により変調され
た搬送波信号が第3A図に示され変調搬送波38と呼ば
れる。搬送波信号は単に、入力データ信号32を符号器
15に同期投入するために用いられるクロック信号34
とすることができることに注意すべきである。このクロ
ック信号はビットレートB0に等しい周波数0を有す
る。
変調搬送波(クロック)信号38が、コイル20に加え
られる電圧VTの位相反転を実施するために、送信コイ
ル駆動回路18に加えられる。第2図に示すように送信
コイル駆動回路18は、コイル20並びに正及び負電源
+VDD、−VSSに接続された切り換え可能なブリッ
ジ回路62を備える。この切り換え可能なブリッジ回路
はブリッジ制御ロジック64により制御される。またブ
リッジ制御ロジックは変調搬送波信号38及び二つの別
のクロック信号、すなわちCLK(0の周波数を有す
る)及びCLK2(40の周波数を有する)により制
御される。駆動回路18は更にスイッチ回路70を経て
コイル20に並列に接続されるコンデンサCを備える。
またスイッチ回路70はスイッチロジック72により制
御される。スイッチロジック72は符号化データ信号3
6により制御される。
られる電圧VTの位相反転を実施するために、送信コイ
ル駆動回路18に加えられる。第2図に示すように送信
コイル駆動回路18は、コイル20並びに正及び負電源
+VDD、−VSSに接続された切り換え可能なブリッ
ジ回路62を備える。この切り換え可能なブリッジ回路
はブリッジ制御ロジック64により制御される。またブ
リッジ制御ロジックは変調搬送波信号38及び二つの別
のクロック信号、すなわちCLK(0の周波数を有す
る)及びCLK2(40の周波数を有する)により制
御される。駆動回路18は更にスイッチ回路70を経て
コイル20に並列に接続されるコンデンサCを備える。
またスイッチ回路70はスイッチロジック72により制
御される。スイッチロジック72は符号化データ信号3
6により制御される。
動作時にブリッジ制御ロジックが切り換え可能なブリッ
ジ回路62の適当な分岐を変調搬送波信号の各遷移の直
後の短時間の間ターンオンし、それによりこの時間の間
コイル20の適当な端子を適当な電圧に接続する。更に
下記に示す第4図及び第5図の説明から明らかとなるよ
うにブリッジ制御ロジックは、遷移が符号化2進データ
36中に現れるときはいつでも、この短時間の間コイル
20に加えられる電圧の極性を反転する。
ジ回路62の適当な分岐を変調搬送波信号の各遷移の直
後の短時間の間ターンオンし、それによりこの時間の間
コイル20の適当な端子を適当な電圧に接続する。更に
下記に示す第4図及び第5図の説明から明らかとなるよ
うにブリッジ制御ロジックは、遷移が符号化2進データ
36中に現れるときはいつでも、この短時間の間コイル
20に加えられる電圧の極性を反転する。
スイッチ回路70は四つのスイッチSW1、SW2、S
W3、SW4を備える。スイッチSW1、SW3は一緒
に閉じかつ開くように制御される。閉じたときこれらの
スイッチはコンデンサCの端子E、Fをそれぞれコイル
20の端子A、Bへ接続する。同様にスイッチSW2、
SW4は一緒に閉じかつ開くように制御される。閉じた
ときこれらのスイッチはコンデンサCの端子E、Fをそ
れぞれコイル20の端子B、Aへ接続する。これら二対
のスイッチの閉は相互に排他的であるので、スイッチS
W1、SW3はスイッチSW2、SW4が閉じられるの
と同時に閉じることはできず、またその逆も成立する。
従ってこれらのスイッチ対の交互の開閉はコイル20に
対するコンデンサの接続を反転する。この切り換えは、
コンデンサCが一つの極性の最高電圧まで充電された時
点で、コイルに与えられる電圧の極性変化に同期して行
われる。従ってコンデンサの電荷は、コイルに与えられ
る電圧が反転するのと同時に反転される。この動作はコ
ンデンサ上の電荷を保存しそれによりエネルギーを節約
する。
W3、SW4を備える。スイッチSW1、SW3は一緒
に閉じかつ開くように制御される。閉じたときこれらの
スイッチはコンデンサCの端子E、Fをそれぞれコイル
20の端子A、Bへ接続する。同様にスイッチSW2、
SW4は一緒に閉じかつ開くように制御される。閉じた
ときこれらのスイッチはコンデンサCの端子E、Fをそ
れぞれコイル20の端子B、Aへ接続する。これら二対
のスイッチの閉は相互に排他的であるので、スイッチS
W1、SW3はスイッチSW2、SW4が閉じられるの
と同時に閉じることはできず、またその逆も成立する。
従ってこれらのスイッチ対の交互の開閉はコイル20に
対するコンデンサの接続を反転する。この切り換えは、
コンデンサCが一つの極性の最高電圧まで充電された時
点で、コイルに与えられる電圧の極性変化に同期して行
われる。従ってコンデンサの電荷は、コイルに与えられ
る電圧が反転するのと同時に反転される。この動作はコ
ンデンサ上の電荷を保存しそれによりエネルギーを節約
する。
コンデンサCの値はコイル20のインダクタンスと共に
搬送波周波数0に同調した回路を形成するように選ば
れている。従来技術の同様な回路に必要とされるような
多重コンデンサではなく、ただ一つのコンデンサCがこ
の目的のために必要となるにすぎない。
搬送波周波数0に同調した回路を形成するように選ば
れている。従来技術の同様な回路に必要とされるような
多重コンデンサではなく、ただ一つのコンデンサCがこ
の目的のために必要となるにすぎない。
第4図は、この発明に基づく送信器回路12のロジック
線図を示す。第5図は、第4図の回路の動作に関連する
主要信号の幾つかを示すタイミング線図である。第4図
に示すように、符号器15はD形フリップフロップFF
1及び排他的ORゲートXOR1から成る。ゲートXO
R1への一方の入力は入力データ信号32である。第5
図に示すように、このデータはTのビット周期及び1/
Tのビットレートを有する。有利な実施例ではビットレ
ートは約8000ビット毎秒である。ゲートXOR1へ
の他方の入力はフリップフロップFF1のQ出力であ
る。フリップフロップFF1は反転クロック信号34に
より切り換えられ、この反転クロック信号はまた1/T
のレートを有しかつデータビット遷移に同期させられて
いる。フリップフロップFF1のデータ入力端子はゲー
トXOR1の出力が与えられ、この出力は符号化データ
36から成る。このように構成されて符号化データ36
は、ビット時間t=kでの入力データとビット時間t=
k−1(以前のビット時間)での出力データ(符号化デ
ータ36)とのモジュロ2加算に等しい。
線図を示す。第5図は、第4図の回路の動作に関連する
主要信号の幾つかを示すタイミング線図である。第4図
に示すように、符号器15はD形フリップフロップFF
1及び排他的ORゲートXOR1から成る。ゲートXO
R1への一方の入力は入力データ信号32である。第5
図に示すように、このデータはTのビット周期及び1/
Tのビットレートを有する。有利な実施例ではビットレ
ートは約8000ビット毎秒である。ゲートXOR1へ
の他方の入力はフリップフロップFF1のQ出力であ
る。フリップフロップFF1は反転クロック信号34に
より切り換えられ、この反転クロック信号はまた1/T
のレートを有しかつデータビット遷移に同期させられて
いる。フリップフロップFF1のデータ入力端子はゲー
トXOR1の出力が与えられ、この出力は符号化データ
36から成る。このように構成されて符号化データ36
は、ビット時間t=kでの入力データとビット時間t=
k−1(以前のビット時間)での出力データ(符号化デ
ータ36)とのモジュロ2加算に等しい。
変調器16は一対の二重入力排他的NORゲートXNO
R2、XNOR3を用いて実現される。符号化データ信
号36はこれらの排他的NORゲートのそれぞれの一方
の入力端に与えられる。ゲートXNOR2の他方の入力
端は1/Tのレートを有するクロック信号に接続され、
またゲートXNOR3の他方の入力端はレート1/Tを
有するクロック信号の反転値に接続される。従って第5
図のタイミング線図に示すように、二つのゲートXNO
R2、XNOR3の出力信号38はそれぞれ、符号化デ
ータ信号36が状態を変えるたびごとに位相を変える相
補的なレート1/Tの搬送波信号から成る。
R2、XNOR3を用いて実現される。符号化データ信
号36はこれらの排他的NORゲートのそれぞれの一方
の入力端に与えられる。ゲートXNOR2の他方の入力
端は1/Tのレートを有するクロック信号に接続され、
またゲートXNOR3の他方の入力端はレート1/Tを
有するクロック信号の反転値に接続される。従って第5
図のタイミング線図に示すように、二つのゲートXNO
R2、XNOR3の出力信号38はそれぞれ、符号化デ
ータ信号36が状態を変えるたびごとに位相を変える相
補的なレート1/Tの搬送波信号から成る。
ブリッジ制御ロジック64は、切り換え可能なブリッジ
回路62を切り換えるために用いられ第4図及び第5図
に符号X、Yで示す狭い制御パルスを発生させるための
ロジック回路を備える。これらの制御パルスは、まずフ
リップフロップFF2及び排他的ORゲートXOR2を
用いて狭いパルスのストリームを発生させることにより
発生させられる。フリップフロップFF2に与えられる
クロックはレート4/T又は約32kHzであり、ここ
でT=0.125msである。。周波数1/Tを有する
基本クロック信号がフリップフロップFF2のデータ入
力端に与えられる。この同じクロック信号がゲートXO
R2の二つの入力端のうちの一方に与えられ、また他方
の入力端はフリップフロップFF2の出力端に接続さ
れる。第5図に信号XOR2により示されるように、こ
の配置によりゲートXOR2の出力信号はレート2/T
で幅T/8の負パルス列となり、各パルスの前縁は基本
クロック信号34の縁に位置する。
回路62を切り換えるために用いられ第4図及び第5図
に符号X、Yで示す狭い制御パルスを発生させるための
ロジック回路を備える。これらの制御パルスは、まずフ
リップフロップFF2及び排他的ORゲートXOR2を
用いて狭いパルスのストリームを発生させることにより
発生させられる。フリップフロップFF2に与えられる
クロックはレート4/T又は約32kHzであり、ここ
でT=0.125msである。。周波数1/Tを有する
基本クロック信号がフリップフロップFF2のデータ入
力端に与えられる。この同じクロック信号がゲートXO
R2の二つの入力端のうちの一方に与えられ、また他方
の入力端はフリップフロップFF2の出力端に接続さ
れる。第5図に信号XOR2により示されるように、こ
の配置によりゲートXOR2の出力信号はレート2/T
で幅T/8の負パルス列となり、各パルスの前縁は基本
クロック信号34の縁に位置する。
ブリッジ制御信号64の中心には二つの三重入力NOR
ゲートNOR1、NOR2が設けられている。両ゲート
の一方の入力端は送信許容信号XMITENの反転値に
接続されている。XMITEN信号が高いレベルにある
(XMITENの反転値が低いレベルにある)ときに、
ゲートNOR1、NOR2が許容される。XMITEN
信号が低いレベルにある(XMITENの反転値が高い
レベルにある)ときに、ゲートNOR1、NOR2が抑
止される。
ゲートNOR1、NOR2が設けられている。両ゲート
の一方の入力端は送信許容信号XMITENの反転値に
接続されている。XMITEN信号が高いレベルにある
(XMITENの反転値が低いレベルにある)ときに、
ゲートNOR1、NOR2が許容される。XMITEN
信号が低いレベルにある(XMITENの反転値が高い
レベルにある)ときに、ゲートNOR1、NOR2が抑
止される。
XMITEN信号が高いレベルにあり従ってゲートNO
R1、NOR2が許容されると、各ゲートの他の二つの
入力信号の状態がこれらのゲートのそれぞれの出力X、
Yを決める。各ゲートのすべての三つの入力が低いレベ
ルにあるときだけ出力が高いレベルとなる。それ以外で
は出力は低いレベルに留まっている。両ゲートNOR
1、NOR2への一つの入力はゲートXOR2の出力か
ら得られる狭い負パルスである。従ってこれらの負パル
スが低いレベルになりかつゲートNOR1、NOR2へ
のその他の入力が低いレベルにあるときだけ、出力信号
X、Yが高いレベルになることができる。ゲートNOR
1への他の入力はゲートXOR2からの出力(変調搬送
波信号38)である。ゲートNOR2の他の入力はゲー
トXNOR3からの出力(反転された変調搬送波信号3
8)である。従って変調搬送波信号が低いレベルにある
ときに、ゲートNOR1、NOR2の入力端に与えられ
る相応の負パルスに一致して、出力信号X又はYのうち
の一つが、かつ決して両方が同時にではなく正移行パル
スを発生させる。
R1、NOR2が許容されると、各ゲートの他の二つの
入力信号の状態がこれらのゲートのそれぞれの出力X、
Yを決める。各ゲートのすべての三つの入力が低いレベ
ルにあるときだけ出力が高いレベルとなる。それ以外で
は出力は低いレベルに留まっている。両ゲートNOR
1、NOR2への一つの入力はゲートXOR2の出力か
ら得られる狭い負パルスである。従ってこれらの負パル
スが低いレベルになりかつゲートNOR1、NOR2へ
のその他の入力が低いレベルにあるときだけ、出力信号
X、Yが高いレベルになることができる。ゲートNOR
1への他の入力はゲートXOR2からの出力(変調搬送
波信号38)である。ゲートNOR2の他の入力はゲー
トXNOR3からの出力(反転された変調搬送波信号3
8)である。従って変調搬送波信号が低いレベルにある
ときに、ゲートNOR1、NOR2の入力端に与えられ
る相応の負パルスに一致して、出力信号X又はYのうち
の一つが、かつ決して両方が同時にではなく正移行パル
スを発生させる。
こうして発生させられたX、Yは第5図のタイミング線
図に示されている。持続時間T/8のパルスがT/2秒
ごとにこれらの信号のうちの一つ上に現れ、ここでTは
ビット持続時間であり、1/Tは搬送波信号(及びクロ
ック信号34)の周波数である。T/8のパルス幅は例
にすぎず、別の狭い(Tに比べて狭い)パルス幅を用い
ることもできる。変調搬送波信号の所定の位相に対し
て、例えば第1のパルス80が信号X上に現われ、第2
のパルス81がT/2秒遅れて信号Y上に現れ、第3の
パルス82がT秒遅れて信号X上に現れ、第4のパルス
83が3T/2秒遅れて信号Y上に現れるなどのよう
に、X信号とY信号との間でこれらのパルスが交番す
る。搬送波信号の位相が反転するとき、これらのパルス
が現れる順序も反転する。すなわち第5のパルス84は
第4のパルス83のT/2秒後の時点でY信号上に現れ
る。第6のパルス85はパルス84のT/2秒後の時点
でX信号上に現れる。この経過はパルスがT/2秒ごと
に起こり、かつパルスの順序が搬送波の各位相反転ごと
に反転して続く。
図に示されている。持続時間T/8のパルスがT/2秒
ごとにこれらの信号のうちの一つ上に現れ、ここでTは
ビット持続時間であり、1/Tは搬送波信号(及びクロ
ック信号34)の周波数である。T/8のパルス幅は例
にすぎず、別の狭い(Tに比べて狭い)パルス幅を用い
ることもできる。変調搬送波信号の所定の位相に対し
て、例えば第1のパルス80が信号X上に現われ、第2
のパルス81がT/2秒遅れて信号Y上に現れ、第3の
パルス82がT秒遅れて信号X上に現れ、第4のパルス
83が3T/2秒遅れて信号Y上に現れるなどのよう
に、X信号とY信号との間でこれらのパルスが交番す
る。搬送波信号の位相が反転するとき、これらのパルス
が現れる順序も反転する。すなわち第5のパルス84は
第4のパルス83のT/2秒後の時点でY信号上に現れ
る。第6のパルス85はパルス84のT/2秒後の時点
でX信号上に現れる。この経過はパルスがT/2秒ごと
に起こり、かつパルスの順序が搬送波の各位相反転ごと
に反転して続く。
パルス制御信号X、Y(及び反転ゲートU1、U2によ
り発生させられるそれぞれの反転信号)が切り換え可能
なブリッジ回路62に与えられる。切り換え可能なブリ
ッジ回路62は第4図に示す四つのトランジスタスイッ
チP1、P2、N1、N2を備える。スイッチP1、P
2はそれぞれのゲート端子に低いレベルの信号を与える
ことによりターンオンされ、スイッチN1、N2はそれ
ぞれのゲート端子に高いレベルの信号を与えることによ
りターンオンされる。従って正のパルスがX信号上に生
じているときにスイッチN2をターンオンし、また負の
パルスが(反転器U1により)スイッチP1に現れてい
るときにスイッチP1をターンオンする。こうしてパル
スがX信号上に現れているときにスイッチP1、N2は
常に同時にターンオンする。同様にパルスがY信号上に
現れているときにスイッチP2、N1は常にターンオン
する。X、Y制御パルスがT/2秒だけ常に分離されて
いるこの方式のゆえに、スイッチP2、N1がオンであ
る同じ時間にスイッチP1、N2がオンであるおそれは
ない、ということが重要である。
り発生させられるそれぞれの反転信号)が切り換え可能
なブリッジ回路62に与えられる。切り換え可能なブリ
ッジ回路62は第4図に示す四つのトランジスタスイッ
チP1、P2、N1、N2を備える。スイッチP1、P
2はそれぞれのゲート端子に低いレベルの信号を与える
ことによりターンオンされ、スイッチN1、N2はそれ
ぞれのゲート端子に高いレベルの信号を与えることによ
りターンオンされる。従って正のパルスがX信号上に生
じているときにスイッチN2をターンオンし、また負の
パルスが(反転器U1により)スイッチP1に現れてい
るときにスイッチP1をターンオンする。こうしてパル
スがX信号上に現れているときにスイッチP1、N2は
常に同時にターンオンする。同様にパルスがY信号上に
現れているときにスイッチP2、N1は常にターンオン
する。X、Y制御パルスがT/2秒だけ常に分離されて
いるこの方式のゆえに、スイッチP2、N1がオンであ
る同じ時間にスイッチP1、N2がオンであるおそれは
ない、ということが重要である。
更に第4図では、スイッチ回路70が四つのスイッチS
W1、SW2、SW3、SW4を経てコイル20に並列
にコンデンサCを接続するということが示されている。
これらのスイッチはロジック信号G、Hにより制御され
る判導体スイッチである。ロジック信号G、Hはスイッ
チロジック72により発生させられる。スイッチロジッ
ク72は二つの二重入力NORゲートNOR3、NOR
4を備える。これらの各ゲートの一方の入力端は送信許
容信号XMITENの反転値に接続されている。ゲート
NOR3への他方の入力は符号化データ信号36に接続
されている。ゲートNOR4の他の入力端は符号化デー
タ信号36の反転値に接続されている。送信許容信号に
より許容されるとき、ロジック信号G、Hはデータ信号
36(G)又はデータ信号36の反転値(H)と同じで
ある。従ってロジック信号GがスイッチSW1、SW3
をターンオンするるとき、ロジック信号HがスイッチS
W2、SW4をターンオフする。同様にロジック信号H
がスイッチSW2、SW4をターンオンするとき、ロジ
ック信号GはスイッチSW1、SW3をターンオフす
る。第2図に関連して既に説明したようにこれらのスイ
ッチは、スイッチSW1、SW3がターンオンしたとき
に、コンデンサCの端子E、Fをそれぞれコイル20の
端子A、Bへ接続し、またスイッチSW2、SW4がタ
ーンオンしたときに、コンデンサCの端子E、Fをそれ
ぞれコイル20の端子B、Aに接続する。制御パルス
X、Yとは異なって制御信号G、Hは連続しており、コ
ンデンサCが常にこれらのスイッチの一対(SW1とS
W3又はSW2とSW4)を経てコイル20に接続され
るということを意味する。
W1、SW2、SW3、SW4を経てコイル20に並列
にコンデンサCを接続するということが示されている。
これらのスイッチはロジック信号G、Hにより制御され
る判導体スイッチである。ロジック信号G、Hはスイッ
チロジック72により発生させられる。スイッチロジッ
ク72は二つの二重入力NORゲートNOR3、NOR
4を備える。これらの各ゲートの一方の入力端は送信許
容信号XMITENの反転値に接続されている。ゲート
NOR3への他方の入力は符号化データ信号36に接続
されている。ゲートNOR4の他の入力端は符号化デー
タ信号36の反転値に接続されている。送信許容信号に
より許容されるとき、ロジック信号G、Hはデータ信号
36(G)又はデータ信号36の反転値(H)と同じで
ある。従ってロジック信号GがスイッチSW1、SW3
をターンオンするるとき、ロジック信号HがスイッチS
W2、SW4をターンオフする。同様にロジック信号H
がスイッチSW2、SW4をターンオンするとき、ロジ
ック信号GはスイッチSW1、SW3をターンオフす
る。第2図に関連して既に説明したようにこれらのスイ
ッチは、スイッチSW1、SW3がターンオンしたとき
に、コンデンサCの端子E、Fをそれぞれコイル20の
端子A、Bへ接続し、またスイッチSW2、SW4がタ
ーンオンしたときに、コンデンサCの端子E、Fをそれ
ぞれコイル20の端子B、Aに接続する。制御パルス
X、Yとは異なって制御信号G、Hは連続しており、コ
ンデンサCが常にこれらのスイッチの一対(SW1とS
W3又はSW2とSW4)を経てコイル20に接続され
るということを意味する。
スイッチP1、N2がオンになる(かつスイッチP2、
N1がオフとなる)と、正電源+VDDがスイッチP1
を経てコイル20の端子Aに接続され、負電源−VSS
がスイッチN2を経てコイル20の端子Bへ接続され
る。スイッチP2、N1がオンになる(かつスイッチP
1、N2がオフになる)と、負電源−VSSがスイッチ
P2を経てコイル20の端子Aに接続され、正電源+V
DDがスイッチN1を経てコイル20の端子Bに接続さ
れる。
N1がオフとなる)と、正電源+VDDがスイッチP1
を経てコイル20の端子Aに接続され、負電源−VSS
がスイッチN2を経てコイル20の端子Bへ接続され
る。スイッチP2、N1がオンになる(かつスイッチP
1、N2がオフになる)と、負電源−VSSがスイッチ
P2を経てコイル20の端子Aに接続され、正電源+V
DDがスイッチN1を経てコイル20の端子Bに接続さ
れる。
従って第5図のタイミング線図によれば、時点T1でX
制御パルス80がスイッチP1、N2をターンオンし、
従って端子Bに対し端子Aで測定してコイル20上の電
圧VTを正になるようにする。(インダクタを通る電流
は瞬間的に変化することができないが、インダクタに加
わる電圧は瞬間的に変化することができる。)この同じ
時点T1にコンデンサCがスイッチSW2、SW4によ
りコイル20に並列に接続され、かつスイッチSW1、
SW3によりコイル20から遮断される。時点T1に先
立ってコンデンサCは端子Eが端子Fに対して負である
ように充電されていた(又は変形案として端子Fが端子
Eに対し正であった)。時点T1でコンデンサCの端子
F(正に充電された端子)が(正電流にP1を経て接続
される)コイルの端子AにスイッチSW4を経て接続さ
れ、端子E(負に充電された端子)は(スイッチN2を
経て負電源に接続される)コイルの端子BにスイッチS
W2を経て接続される。この動作はコンデンサC上の電
荷を保存しそれによりエネルギーを節約する。正及び負
の電源は短時間だけ例えばT/8秒だけこの形でコイル
に接続され、この時間後にはコイルは電源から遮断され
る。しかしながら正の電荷を有するコンデンサCはコイ
ル20に接続されたままである。一たび電源が遮断され
ると、コイル及びコンデンサはL−C回路として働き、
コンデンサ上の電荷から得られコイルを通って流れる電
流が増加するにつれて、コイル上の電圧VTが低下す
る。
制御パルス80がスイッチP1、N2をターンオンし、
従って端子Bに対し端子Aで測定してコイル20上の電
圧VTを正になるようにする。(インダクタを通る電流
は瞬間的に変化することができないが、インダクタに加
わる電圧は瞬間的に変化することができる。)この同じ
時点T1にコンデンサCがスイッチSW2、SW4によ
りコイル20に並列に接続され、かつスイッチSW1、
SW3によりコイル20から遮断される。時点T1に先
立ってコンデンサCは端子Eが端子Fに対して負である
ように充電されていた(又は変形案として端子Fが端子
Eに対し正であった)。時点T1でコンデンサCの端子
F(正に充電された端子)が(正電流にP1を経て接続
される)コイルの端子AにスイッチSW4を経て接続さ
れ、端子E(負に充電された端子)は(スイッチN2を
経て負電源に接続される)コイルの端子BにスイッチS
W2を経て接続される。この動作はコンデンサC上の電
荷を保存しそれによりエネルギーを節約する。正及び負
の電源は短時間だけ例えばT/8秒だけこの形でコイル
に接続され、この時間後にはコイルは電源から遮断され
る。しかしながら正の電荷を有するコンデンサCはコイ
ル20に接続されたままである。一たび電源が遮断され
ると、コイル及びコンデンサはL−C回路として働き、
コンデンサ上の電荷から得られコイルを通って流れる電
流が増加するにつれて、コイル上の電圧VTが低下す
る。
T/2秒を経た時点でコイルに加わる電圧が最大量だけ
減少したとき、Y制御パルス81が正及び負の電源をそ
れぞれコイルの端子B、Aに短時間接続させる。この時
点でコイルに加わる電圧(端子Bに対する端子A)はコ
ンデンサの電荷と同様に既に負である。従ってL−C回
路の動作は前記のように続き、この時間だけはコイルに
加わる電圧VTが負の値から正の値へ向かって低下す
る。T1の後にT秒経ると第5図に示すようにコイル電
圧が再び正となり、搬送波信号の完全な1サイクルを完
了する。制御パルス82、83により制御されて、搬送
波信号のもう一つのサイクルが同様な方法でコイル20
に加えられる。この第2のサイクルの後に搬送波信号の
位相が反転される。その結果制御パルス84が負の電圧
をコイル20に与え、コイルに加わる電圧を突然切り換
えさせる。更にこの位相反転の時点で、制御信号G、H
が極性を変更するとき、コイルに対するコンデンサCの
接続が反転される。第5図のタイミング線図に示すよう
にこの動作が続き、PSK搬送波信号が送信コイル20
に与えられる。
減少したとき、Y制御パルス81が正及び負の電源をそ
れぞれコイルの端子B、Aに短時間接続させる。この時
点でコイルに加わる電圧(端子Bに対する端子A)はコ
ンデンサの電荷と同様に既に負である。従ってL−C回
路の動作は前記のように続き、この時間だけはコイルに
加わる電圧VTが負の値から正の値へ向かって低下す
る。T1の後にT秒経ると第5図に示すようにコイル電
圧が再び正となり、搬送波信号の完全な1サイクルを完
了する。制御パルス82、83により制御されて、搬送
波信号のもう一つのサイクルが同様な方法でコイル20
に加えられる。この第2のサイクルの後に搬送波信号の
位相が反転される。その結果制御パルス84が負の電圧
をコイル20に与え、コイルに加わる電圧を突然切り換
えさせる。更にこの位相反転の時点で、制御信号G、H
が極性を変更するとき、コイルに対するコンデンサCの
接続が反転される。第5図のタイミング線図に示すよう
にこの動作が続き、PSK搬送波信号が送信コイル20
に与えられる。
なお第5図の波形を参照してまた第1図に示す受信器1
4のブロック線図を参照して、コイル電圧VTは受信コ
イル22に結合されて受信増幅器24により増幅され
る。増幅された受信コイル電圧42はほぼ送信コイル電
圧VTと同一である。すなわち変調搬送波信号は受信コ
イルを経て結合され受信増幅器24により増幅される。
この信号が帯域フィルタ26に与えられるとき、帯域周
波数0に近い周波数成分だけが減衰することなくフィ
ルタを通過する。変調搬送波の180゜の各位相偏移は
搬送波の周波数における瞬間偏移に等価であるので、位
相偏移直後の搬送波の部分は帯域フィルタを通過しな
い。第5図に示すように、信号が帯域フィルタを通過し
始める前に、すべての位相偏移の後に約1サイクルが必
要である。従って帯域フィルタからの出力信号V0は、
周波数0の搬送波信号を含む部分と搬送波信号を含ま
ない部分とを有する。そしてこの信号からデータ情報を
復元するために、この信号を同期して又は非同期で従来
の方法により振幅検出することができる。
4のブロック線図を参照して、コイル電圧VTは受信コ
イル22に結合されて受信増幅器24により増幅され
る。増幅された受信コイル電圧42はほぼ送信コイル電
圧VTと同一である。すなわち変調搬送波信号は受信コ
イルを経て結合され受信増幅器24により増幅される。
この信号が帯域フィルタ26に与えられるとき、帯域周
波数0に近い周波数成分だけが減衰することなくフィ
ルタを通過する。変調搬送波の180゜の各位相偏移は
搬送波の周波数における瞬間偏移に等価であるので、位
相偏移直後の搬送波の部分は帯域フィルタを通過しな
い。第5図に示すように、信号が帯域フィルタを通過し
始める前に、すべての位相偏移の後に約1サイクルが必
要である。従って帯域フィルタからの出力信号V0は、
周波数0の搬送波信号を含む部分と搬送波信号を含ま
ない部分とを有する。そしてこの信号からデータ情報を
復元するために、この信号を同期して又は非同期で従来
の方法により振幅検出することができる。
また第4図には、送信器ロジック線図に加えて受信器9
0が示されている。この受信器は、スイッチSW5を経
てコイル20の端子A、Bに接続された増幅器92を備
える。送信許容信号が回路の送信部分を抑制したとき、
すなわち送信許容信号が低いレベルにある(送信許容信
号の反転値が高いレベルにある)とき、スイッチSW5
はコイル20の端子Bを受信増幅器92の入力端のうち
の一つに結合する。この状態において、外部コイルから
コイル20に結合される信号を受信し、装置内部で用い
られている適当な回路に送ることができる。こうしてコ
イル20は、装置が送信モードで働いているときには送
信コイルとして働き、また装置が受信モードで働いてい
るときには受信コイルとして働くことができ、送信モー
ド及び受信モードは送信許容信号により確立される。
0が示されている。この受信器は、スイッチSW5を経
てコイル20の端子A、Bに接続された増幅器92を備
える。送信許容信号が回路の送信部分を抑制したとき、
すなわち送信許容信号が低いレベルにある(送信許容信
号の反転値が高いレベルにある)とき、スイッチSW5
はコイル20の端子Bを受信増幅器92の入力端のうち
の一つに結合する。この状態において、外部コイルから
コイル20に結合される信号を受信し、装置内部で用い
られている適当な回路に送ることができる。こうしてコ
イル20は、装置が送信モードで働いているときには送
信コイルとして働き、また装置が受信モードで働いてい
るときには受信コイルとして働くことができ、送信モー
ド及び受信モードは送信許容信号により確立される。
この発明に基づく有利な実施例において、搬送波信号の
周波数は所望のビット転送レート例えば8192Hz又
はビット毎秒と同じである。このビットレートにおいて
帯域フィルタの帯域幅は4000Hz以下例えば200
0Hzのように狭くすることができる。狭い帯域幅を用
ることによりノイズ及び電磁干渉イミュニティでの重要
な改善が得られる。コイル20は約0.5ヘンリのイン
ダクタンスを有し、コンデンサCは680pfの値を有
する。トランジスタスイッチP1、P2は適当なPチャ
ネルMOSFET又は等価なデバイスを用いて実現する
ことができ、一方トランジスタスイッチN1、N2は適
当なNチャネルMOSFET又は等価なデバイスを用い
て実現することができる。同様に任意の多数の市販半導
体スイッチをスイッチSW1〜SW5のために用いるこ
とができる。装置全体は少ししか部品を用いず極僅かし
か調節を必要としない。小電力CMOSロジックゲート
が用いられるときには、装置は少ししか電力を消費しな
い。
周波数は所望のビット転送レート例えば8192Hz又
はビット毎秒と同じである。このビットレートにおいて
帯域フィルタの帯域幅は4000Hz以下例えば200
0Hzのように狭くすることができる。狭い帯域幅を用
ることによりノイズ及び電磁干渉イミュニティでの重要
な改善が得られる。コイル20は約0.5ヘンリのイン
ダクタンスを有し、コンデンサCは680pfの値を有
する。トランジスタスイッチP1、P2は適当なPチャ
ネルMOSFET又は等価なデバイスを用いて実現する
ことができ、一方トランジスタスイッチN1、N2は適
当なNチャネルMOSFET又は等価なデバイスを用い
て実現することができる。同様に任意の多数の市販半導
体スイッチをスイッチSW1〜SW5のために用いるこ
とができる。装置全体は少ししか部品を用いず極僅かし
か調節を必要としない。小電力CMOSロジックゲート
が用いられるときには、装置は少ししか電力を消費しな
い。
以上でディジタル2進データを8192ビット毎秒のよ
うな高速レートで植え込み可能な装置と外部装置との間
で効率よく転送できるような高速遠隔測定装置を説明し
た。更にこの装置が著しい帯域幅圧縮を可能にする符号
化方式を利用することが最も重要である。この帯域幅圧
縮によりナイキスト帯域幅より狭い帯域幅を用いること
ができ、それによりノイズ及び電磁干渉に対する装置の
イミュニティが著しく改善される。更に前記の装置は簡
単であり、少数の部品しか必要とせず、効率よく動作
し、データ転送動作中に極僅かしか作動電力を必要とし
ない。最後にこの装置は融通性があり、同期式又は非同
期式復調を用いてデータを復元することができる。
うな高速レートで植え込み可能な装置と外部装置との間
で効率よく転送できるような高速遠隔測定装置を説明し
た。更にこの装置が著しい帯域幅圧縮を可能にする符号
化方式を利用することが最も重要である。この帯域幅圧
縮によりナイキスト帯域幅より狭い帯域幅を用いること
ができ、それによりノイズ及び電磁干渉に対する装置の
イミュニティが著しく改善される。更に前記の装置は簡
単であり、少数の部品しか必要とせず、効率よく動作
し、データ転送動作中に極僅かしか作動電力を必要とし
ない。最後にこの装置は融通性があり、同期式又は非同
期式復調を用いてデータを復元することができる。
この発明を特定の実施例及び用途を参照して説明した
が、特許請求の範囲に記載のこの発明の趣旨及び範囲か
ら逸脱することなく、当業者は多くの変更及び修正を行
うことができる。従ってこの発明の真の範囲は特許請求
の範囲を参照して決定されるべきである。
が、特許請求の範囲に記載のこの発明の趣旨及び範囲か
ら逸脱することなく、当業者は多くの変更及び修正を行
うことができる。従ってこの発明の真の範囲は特許請求
の範囲を参照して決定されるべきである。
第1図はこの発明に基づく高速ディジタル遠隔測定装置
の一実施例のブロック線図、第2図は第1図に示す送信
器部分の詳細ブロック線図、第3A図は第1図に示す送
信器におけるPSK変調波形線図、第3B図は第1図に
示す帯域フィルタの周波数応答線図、第4図は第2図に
示す送信器のロジック線図、第5図は第1図に示す装置
の主要信号の波形タイミング線図である。 12……送信器 14……受信器 15……符号器 16……変調器 18……送信コイル駆動装置 20……送信コイル 22……受信コイル 24……受信増幅器 26……帯域フィルタ 28……AM検出器 30……判断ロジック 62……切り換え可能なブリッジ回路 64……ブリッジ制御ロジック 70……スイッチ回路 72……スイッチロジック C……コンデンサ SW1〜SW5……スイッチ
の一実施例のブロック線図、第2図は第1図に示す送信
器部分の詳細ブロック線図、第3A図は第1図に示す送
信器におけるPSK変調波形線図、第3B図は第1図に
示す帯域フィルタの周波数応答線図、第4図は第2図に
示す送信器のロジック線図、第5図は第1図に示す装置
の主要信号の波形タイミング線図である。 12……送信器 14……受信器 15……符号器 16……変調器 18……送信コイル駆動装置 20……送信コイル 22……受信コイル 24……受信増幅器 26……帯域フィルタ 28……AM検出器 30……判断ロジック 62……切り換え可能なブリッジ回路 64……ブリッジ制御ロジック 70……スイッチ回路 72……スイッチロジック C……コンデンサ SW1〜SW5……スイッチ
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H04Q 9/14 F 7170−5K
Claims (20)
- 【請求項1】入力データビットの数列から成るディジタ
ル2進データを、所定のビットレートで植え込み可能な
デバイスから送信するめの植え込み可能な送信器装置に
おいて、前記送信器が、 a)入力データビットの前記数列を符号化2進データス
トリームへ変換する符号化装置を備え、符号化2進デー
タストリームは、前記入力データビット及び符号化デー
タビットのうちの所定の一対の間に所定の相関が存在す
るときだけ同定マークを有するような、符号化データビ
ットの数列から成り、 b)前記所定のビットレートに同調した送信コイル回路
を備え、 c)前記所定のビットレートに等しい周波数を有する搬
送波信号を送信コイル回路に与えるための手段を備え、
前記送信コイル回路がこれに与えられた搬送波信号の位
相を、前記符号化2進データストリームの各同定マーク
ごとに所定の量だけ切り換えるための切り換え装置を備
える ことを特徴とする植え込み可能な送信器装置。 - 【請求項2】前記入力データビット及び符号化データビ
ットの所定の一対の間の前記所定の相関が、現在の入力
データビットと以前の符号化データビットとの間の所定
の関係から成ることを特徴とする請求項1記載の送信器
装置。 - 【請求項3】前記現在の入力データビットと前記以前の
符号化データビットとが異なるときに、前記所定の関係
が存在することを特徴とする請求項2記載の送信器装
置。 - 【請求項4】前記符号化2進データストリームがただ二
つの状態を有する2進信号から成り、前記符号化2進デ
ータストリーム中に置かれた前記同定マークが、2進信
号の一方の状態から他方の状態への遷移から成ることを
特徴とする請求項2記載の送信器装置。 - 【請求項5】前記送信コイル回路が前記ビットレートに
同調したLC回路から成り、前記LC回路がインダクタ
とコンデンサと前記コンデンサを前記インダクタへ選択
的に接続するための切り換え回路とを備え、前記切り換
え回路装置の第1の接続方式に従って、前記コンデンサ
の第1及び第2の端子がそれぞれ前記インダクタの第1
及び第2の端子に接続され、また前記切り換え回路装置
の第2の接続方式に従って、前記コンデンサの第1及び
第2の端子がそれぞれ前記インダクタの第2及び第1の
端子に接続されることを特徴とする請求項1記載の送信
器装置。 - 【請求項6】前記切り換え回路装置が複数のスイッチか
ら成り、前記複数のスイッチが前記第1及び第2の接続
方式の接続を、前記符号化2進データストリーム中の同
定マークに応じて実現させることを特徴とする請求項5
記載の送信器装置。 - 【請求項7】搬送波信号を前記送信コイル回路に与える
ための前記手段が、正及び負の電圧をそれぞれ、前記与
えられた搬送波信号の各サイクルの所定の第1の部分の
間は前記インダクタの第1及び第2の端子へ選択的に接
続し、また前記与えられた搬送波信号の各サイクルの所
定の第2の部分の間は前記インダクタの第2及び第1の
端子へ選択的に接続するブリッジ回路を含むことを特徴
とする請求項6記載の送信器装置。 - 【請求項8】データビットの入力数列から成るディジタ
ル2進データを、所定のビットレートで植え込み可能な
装置から送信するための植え込み可能な送信器装置にお
いて、前記送信器が、 a)データビットの前記入力数列を符号化2進データス
トリームへ変換する符号化装置を備え、符号化2進デー
タストリームは、前記入力データビット及び符号化デー
タビットの所定の一対の間に所定の相関が存在するとき
だけ同定マークを含むような、符号化入力データビット
の数列から成り、 b)搬送波信号を前記所定のビットレートで前記符号化
2進データストリームにより変調する変調器装置を備
え、 c)前記所定のビットレートに同調した送信コイル回路
を備え、前記送信コイル回路がインダクタとコンデンサ
と前記コンデンサを前記インダクタへ選択的に接続する
切り換え回路とを備え、前記切り換え回路の第1の接続
方式に従って、前記コンデンサの第1及び第2の端子が
それぞれ前記インダクタの第1及び第2の端子に接続さ
れ、また前記切り換え回路の第2の接続方式に従って、
前記コンデンサの第1及び第2の端子がそれぞれ前記イ
ンダクタの第2及び第1の端子に接続され、前記切り換
え回路の第1及び第2の接続方式が前記符号化2進デー
タストリーム中の前記同定マークに応じて確立され、 d)前記変調搬送波信号を前記送信コイル回路に加える
ための手段を備える ことを特徴とする植え込み可能な送信器装置。 - 【請求項9】前記入力データビット及び符号化データビ
ットの所定の一対の間の前記所定の相関が、入力データ
ビットと以前に存在する符号化データビットとの間の所
定の関係から成ることを特徴とする請求項8記載の送信
器装置。 - 【請求項10】植え込み可能な装置と外部装置との間の
2進ディジタルデータを転送するための遠隔測定装置
が、 a)転送しようとする2進ビットの入力データストリー
ムから符号化データストリームを発生させる符号化装置
と、周波数0を有する搬送波信号を前記符号化データ
ストリームにより変調する変調装置と、前記変調された
搬送波信号を送信コイルに与えるための装置とを備える
送信器を備え、前記符号化データストリームは、前記入
力データストリームの所定のデータビットと前記符号化
データストリームとの間に所定の相関が存在するときだ
け、符号化データストリームの中に適当なマークを置く
ビット符号化方式を用いて符号化され、 b)前記送信コイルに誘導結合された受信コイルと、ほ
ぼ0Hzを中心とし0Hzより小さい帯域幅を有し
前記受信コイルに結合された帯域フィルタと、前記帯域
フィルタの出力端に結合された検出器と、前記データス
トリームを再現するために前記検出器の出力端に結合さ
れた手段とを有する受信器を備え、 c)前記送信器又は受信器の一方が前記植え込み可能な
装置の中に置かれ、また他方が前記外部装置の中に置か
れる ことを特徴とする遠隔測定装置。 - 【請求項11】前記入力データストリームの所定データ
ビットと前記符号化データストリームとの間に存在しな
ければならない前記所定の相関が、入力データストリー
ムの現在のデータビットと符号化データストリームの以
前のデータビットとの間の差異から成ることを特徴とす
る請求項10記載の遠隔測定装置。 - 【請求項12】前記変調装置が符号化データストリーム
中の各マークに対して搬送波信号の位相を180゜切り
換えるための手段から成ることを特徴とする請求項10
記載の遠隔測定装置。 - 【請求項13】前記符号化データストリームが二つのレ
ベルを有するディジタル信号から成り、前記符号化装置
により前記符号化データストリーム中に置かれたマーク
が前記二つのレベル間の遷移から成ることを特徴とする
請求項12記載の遠隔測定装置。 - 【請求項14】前記変調搬送波信号を前記送信コイルに
与えるための前記手段が、ブリッジ制御信号に応じて正
及び負の電圧を前記送信コイルのそれぞれの端子に選択
的に接続するためのブリッジ駆動回路と、前記搬送波信
号の遷移に同期してかつ前記符号化データストリームに
応じて前記ブリッジ制御信号を発生させるためのブリッ
ジ制御ロジック装置とから成ることを特徴とする請求項
12記載の遠隔測定装置。 - 【請求項15】更にコンデンサと前記コンデンサを前記
送信コイルに選択的に接続する切り換え回路とを備え、
前記切り換え回路の第1の接続方式に従って、前記コン
デンサの第1及び第2の端子がそれぞれ前記送信コイル
の第1及び第2の端子に接続され、また前記切り換え回
路の第2の接続方式に従って、前記コンデンサの第1及
び第2の端子がそれぞれ前記送信コイルの第2及び第1
の端子に接続され、前記符号化データストリーム中のマ
ークの発生により前記切り換え回路が前記第1又は第2
の接続方式の一方から前記第1又は第2の接続方式の他
方へ変更されることを特徴とする請求項14記載の遠隔
測定装置。 - 【請求項16】データビットの数列を植え込み可能な装
置へ又はこの装置から所定のビットレートで転送する方
法が、 a)転送しようとするデータビットの前記数列内のデー
タビットと符号化2進データストリーム内の以前の符号
化データビットとの所定の一対の間に所定の相関が存在
するときだけ、データストリーム内に同定可能なマーク
を含む符号化2進データストリームを発生させ、 b)搬送波信号を前記符号化2進データストリームによ
り変調し、 c)前記変調搬送波信号を送信コイルに与え、 d)前記送信コイルに並列にコンデンサを一方の方向へ
の前記符号化2進データストリームの に応じて選択
的に接続し、また他方の方向への前記符号化2進データ
ストリームの遷移に応じて前記コイルへの前記コンデン
サの接続を逆転し、 e)受信コイルを前記送信コイルへ誘導結合し、前記送
信コイル又は受信コイルのうちの一つが植え込み可能な
装置内に置かれ、他方のコイルが外部装置内に置かれ、 f)受信コイルに誘導され前記所定のビットレートに近
い周波数を有する信号成分だけの振幅を検出し、 g)受信されたデータを明確にするために段階f)にお
いて検出された振幅を用いる ことを特徴とするデータビットの数列の転送方法。 - 【請求項17】段階g)が検出された振幅を非同期で復
調することから成ることを特徴とする請求項16記載の
方法。 - 【請求項18】段階g)が受信コイルに誘導された信号
からクロック信号を復元することと、前記クロック信号
に同期して検出された振幅を復調することとから成るこ
とを特徴とする請求項16記載の方法。 - 【請求項19】段階a)が、送信しようとするデータビ
ットの数列のうちの所定のビットと符号化2進データス
トリームのうちの以前に発生させられた所定のビットと
の間に差異が存在するときだけ、前記符号化2進データ
ストリーム内にマークを置くことから成ることを特徴と
する請求項16記載の方法。 - 【請求項20】段階a)が、転送しようとするデータビ
ットの数列のうちの所定のビットと符号化2進データス
トリームのうちの以前に発生させられた所定のビットと
のモジュロ2加算を行うこと、及び前記モジュロ2加算
が1であるときだけマークを前記符号化2進データスト
リーム内に置くことから成ることを特徴とする請求項1
6記載の方法。
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