JPH066272A - データ通信装置のパルス受信回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 データキャリアに周期的に一定周波数の信号
を送出し、残響の有無に基づいてデータキャリアからの
信号を受信するパルス受信回路において、近距離での不
感領域をなくすること。 【構成】 受信部５の出力を可変増幅率増幅器６，検波
回路７によって発振が停止したタイミングでの信号を受
信する。そして検波出力をＳ／Ｈ回路８によってサンプ
リングし、その出力をＬレベル抽出手段１２に与える。
Ｌレベル抽出手段１２では信号のＬレベルのみを抽出
し、そのレベルをレベル弁別手段１３によって弁別して
可変増幅率増幅器６の増幅率を制御する。こうしてデー
タキャリアが近接する場合にもＬレベルを所定値以下に
保ち、Ｈレベル，Ｌレベルの差を大きくして信号を弁別
できるようにしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は発振を断続させることに
よってデータ通信を行うデータ通信装置に用いられるパ
ルス受信回路に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来工場等の組立搬送ラインにおいて物
品，製品の識別等を具体化するためには種々の物品等を
管理して識別するシステムが必要となる。そこで特開平
１−151831号のように、識別対象物にメモリを有するデ
ータキャリアを設け、外部からデータ伝送によってデー
タキャリアに必要な情報を書込んでおき、必要に応じて
その情報を読出すようにした識別システムが提案されて
いる。このような識別システムでは電磁誘導によって信
号を伝送するためＬＣ型の発振回路が用いられ、その発
振を断続させることによって信号が伝送される。そして
データキャリアに伝送するときにはそのデューティ比を
変化させ、データキャリアからの信号を受信する際には
一定のデューティ比を用い、データキャリアからの残響
の有無によってデータを受信するようにしている。この
ような従来の書込／読出制御ユニットのパルス受信回路
では、共振回路に得られる信号を増幅して検波し、発振
を停止した時点のレベルをサンプルホールド回路等によ
って保持して、所定の閾値と比較することによって信号
が受信できる。データキャリアでは送出する信号に応じ
て残響を吸収させるための残響制御回路が設けられる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかるにこのような従
来のデータ受信回路では、図９（ａ）に示すようにデー
タキャリア（ＤＣ）とリードライトヘッド（ＲＷＨ）と
の間隔をＹ、軸方向の位置ずれをＸとすると、磁気回路
の特性によって図９（ｂ）に示すような特性となる。し
かし残響を停止させる場合にも、残響を吸収するタイミ
ングのずれや短絡時間，受信ゲートのタイミングのずれ
等によって、Ｌレベルでもあるレベルの信号が受信され
る。従ってデータキャリアとリードライトヘッドとの距
離が近づくにつれて残響振動が発生しているＨレベル及
び残響信号のないＬレベルは、図７（ｂ）に示すように
いずれも上昇する。しかしサンプルホールド回路の内部
回路の制限によりＨレベルは上限があって一定値でクリ
ップされるため、データキャリアとリードライトヘッド
の距離が近い場合にはＨレベルとＬレベルとの差が小さ
くなり、判別が難しくなる。そのため図９（ｂ）に示す
ようにデッドゾーンＤが生じてしまうという欠点があっ
た。

【０００４】本発明はこのような従来の問題点に鑑みて
なされたものであって、受信領域内でデッドゾーンを生
じさせることなくデータキャリアからの信号を受信でき
るようにすることを技術的課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明はデータの受信時
にパルス送信回路の送信コイルより一定周期の発振信号
を送出し、発振停止時の残響の有無に応じてデータキャ
リアからの信号を受信するデータ通信装置のパルス受信
回路であって、送信コイルから送出する信号の停止時に
データキャリアからの信号を受信する受信部と、受信部
の出力を検波する検波回路と、検波回路の出力レベルに
基づいて受信信号を弁別するコンパレータと、発振停止
時の残響がないＬレベルの受信信号レベルを抽出するＬ
レベル抽出手段と、Ｌレベル抽出手段からの出力を弁別
するレベル弁別手段と、レベル弁別手段の出力に基づい
て受信回路の感度を制御する感度制御手段と、具備する
ことを特徴とするものである。

【０００６】

【作用】このような特徴を有する本発明によれば、デー
タの受信時に残響の有無に応じて信号を復調しており、
残響がないＬレベルの受信信号のみをＬレベル抽出手段
によって抽出している。そしてこの抽出手段より得られ
るＬレベルをレベル弁別手段によって弁別し、このレベ
ルに基づいて残響のＬレベルが所定値以下となるように
感度を制御している。そのためデータキャリアとの距離
が近接する場合にもＨレベルとＬレベルの差を大きく保
つことができ、信号を弁別できることとなる。

【０００７】

【実施例】図１は本発明の第１実施例によるデータ通信
装置の構成を示すブロック図である。本図においてクロ
ック発振器１は一定のクロック信号を発振する発振器で
あって、その出力はタイミング生成回路２及びパルス送
信回路３に与えられる。パルス送信回路３は送信時は送
出するデータＴＸＤの論理レベルに応じたデューティ
比、信号の受信時には一定のデューティ比、例えば50％
のデューティ比の周期的な信号を、コイルＬ１を介して
データキャリア４に与えるものである。そしてデータキ
ャリア４が受信領域に到来している場合には、データキ
ャリア４から信号を送出する際にこのパルス送信回路３
からの送信が停止している間の残響が制御される。従っ
て受信回路では共振回路を含む受信部５が設けられ、受
信部の出力が可変増幅率増幅回路６に与えられる。可変
増幅率増幅回路６は増幅率制御信号に基づいて増幅率を
変化させるものであって、その出力は検波回路７に与え
られる。検波回路７は増幅出力の包絡線検波を行うもの
であって、その出力はサンプルホールド回路（Ｓ／Ｈ回
路）８に与えられる。サンプルホールド回路８はタイミ
ング生成回路２からのタイミング信号によって入力信号
をホールドし、その出力を更にサンプルホールド回路９
に出力する。サンプルホールド回路９も同様にしてタイ
ミング信号によって入力信号をホールドするものであ
り、その出力はコンパレータ１０に与えられる。コンパ
レータ１０は残響の有無のレベルで所定の閾値と弁別す
ることによって受信信号を得るようにしている。このデ
ータキャリア４からの送出信号はバイフェーズ信号が用
いられるため、コンパレータ１０の出力は復調回路１１
によってＮＲＺの信号ＲＸＤに復調される。

【０００８】さて本実施例ではサンプルホールド回路８
の出力はＬレベル抽出手段１２にも与えられる。Ｌレベ
ル抽出手段１２はデータキャリア４から得られる信号の
うちパルス送信回路３の発振が停止し、しかも残響がな
いＬレベルの受信レベルを抽出するものであって、その
出力はレベル弁別手段１３に与えられる。レベル弁別手
段１３は入力信号のうちＬレベルの信号を弁別するもの
であって、Ｌレベルと判定されているレベルを複数の閾
値で弁別する。そしてその受信レベルに応じて可変増幅
率増幅器６の増幅率を制御し、Ｌレベルの変化を小さく
なるようにしている。即ちＬレベルのレベルが高ければ
可変増幅率増幅器６の増幅率を低下させ、レベルが低け
れば増幅率を大きくするようにしたものである。

【０００９】次に本実施例の各部の詳細な構成について
図２〜図４を用いて説明する。まず図２において受信部
５は前述したようにコイルＬ２とコンデンサＣ１から成
るＬＣ共振回路とバッファ５ａを有しており、又ＬＣ共
振回路のＱを制御するためのアナログスイッチＳ１とそ
の出力を断続するアナログスイッチＳ２が設けられてい
る。アナログスイッチＳ１，Ｓ２はインバータによって
交互に開閉されるものであり、アナログスイッチＳ２の
出力は可変増幅率増幅器６に与えられる。可変増幅率増
幅器６は例えば演算増幅器の帰還抵抗を制御するため、
帰還抵抗Ｒ１に加えて並列にＲ２とアナログスイッチＳ
３，抵抗Ｒ３とアナログスイッチＳ４，抵抗Ｒ４とアナ
ログスイッチＳ５とが並列に接続されている。そしてそ
の出力は検波回路７を介して図３に示すサンプルホール
ド回路８に与えられる。サンプルホールド回路８は図示
のようにボルテージフォロワ８ａとアナログスイッチＳ
６、コンデンサＣ２、及びその出力側に接続されたボル
テージフォロワ８ｂを有している。又サンプルホールド
回路８の出力端は、第２のサンプルホールド回路９と図
４に示すピークホールド回路２１に接続されている。こ
こでアナログスイッチＳ６，Ｓ７にはタイミング生成回
路２からのタイミング信号が夫々与えられる。サンプル
ホールド回路８，９は夫々アナログスイッチＳ６，Ｓ７
が開かれた時点のアナログ信号を保持するものである。
サンプルホールド回路９の出力はコンパレータ１０に与
えられる。

【００１０】さて図４に示すようにクロック信号は分周
回路２２にも与えられ、その周波数が１／２に分周され
る。そして分周出力は遅延・微分回路２３及び微分回路
２４に与えられる。これらの回路はピークホールド及び
サンプルホールドのタイミング信号を生成するものであ
る。前述したようにサンプルホールド回路８の出力がピ
ークホールド回路２１のダイオードに接続されている。
ピークホールド回路２１は、電源Ｖccとボルテージフォ
ロワ２１ａの非反転入力端との間にコンデンサＣ４、及
び抵抗とアナログスイッチＳ８とが並列に接続され、又
非反転入力端にはダイオードが接続されている。ピーク
ホールド回路２１はアナログスイッチＳ８が開放されて
いる間の−方向のピーク、即ち最低電圧を保持する回路
である。ここでピークホールド回路２１と分周回路２
２、遅延・微分回路２３は入力信号のＬレベルを抽出す
るためのＬレベル抽出手段１２を構成している。

【００１１】さてピークホールド回路２１の出力はサン
プルホールド回路２５に与えられる。サンプルホールド
回路２５は微分回路２４の出力によって開閉されるアナ
ログスイッチＳ９，コンデンサＣ５及びボルテージフォ
ロワ２５を有しており、このタイミングでの入力を保持
するものである。サンプルホールド回路２５の出力はコ
ンパレータ２６に与えられる。コンパレータ２６は一対
の閾値Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３（Ｖ１＞Ｖ２＞Ｖ３）の３つの
コンパレータ２６ａ〜２６ｃを有しており、その反転出
力をスイッチ信号として前述した可変増幅率増幅器６の
アナログスイッチＳ３〜Ｓ５に出力するものである。こ
こで微分回路２４，サンプルホールド回路２５，コンパ
レータ２６はＬレベル抽出手段からの出力を弁別するレ
ベル弁別手段１３を構成している。

【００１２】次に本実施例の動作についてタイムチャー
トを参照しつつ説明する。図５，６はこのデータ通信装
置の動作を示すタイムチャートであり、図５（ａ）〜
（ｉ）、図６（ａ）〜（ｎ）は図２〜４のａ〜ｎの各点
の波形を示している。図５（ａ）はクロック発振器１の
クロック信号ＣＬＫを示している。この信号によってパ
ルス送信回路３よりＬレベル及びＨレベルの前半の１／
２の間に、周期的にコイルＬ１が駆動される。そして近
接した位置にデータキャリア４が存在する場合には、デ
ータキャリアからの送信信号に応じて残響が制御される
ため、受信部５の受信コイルＬ２には図５（ｂ）に示す
信号が得られることとなる。この信号はタイミング生成
回路２からの図５（ｃ）に示すタイミング信号によって
抽出される。即ち図５（ｃ）のＨレベルではＳ１がオ
フ、Ｓ２がオンとなるため、受信出力が図５（ｄ）に示
すように取り出される。このレベルはデータキャリア４
による残響制御によって図示のように異なっている。こ
の信号を可変増幅率増幅器６によって増幅し、検波回路
７によって検波することによって、図５（ｅ）に示す信
号が得られる。この信号は図５（ｆ）に示すタイミング
信号によってサンプリングされ、サンプルホールド回路
８より図５（ｇ）に示す出力が得られる。そしてこの信
号は更に図５（ｈ）に示すタイミング信号によってサン
プリングされ、これをコンパレータ１０によって弁別す
ることによって図５（ｉ）に示す復調データが得られる
こととなる。このデータキャリア４からの信号はバイフ
ェーズ符号によって送出されているため、論理「０」で
は図示のようにＨＬ、論理「１」では図示のようにＬＨ
の順で信号が出力される。このため図５（ａ）に示すク
ロック信号の２周期分では必ずＬレベルが含まれている
こととなる。これを利用してＬレベル抽出手段１２によ
って信号のＬレベルを抽出している。

【００１３】即ち図６に示すように図６（ａ）は図５
（ａ）と同一のクロック信号ＣＬＫとし、これを１／２
に分周することによって図６（ｊ）に示す分周出力が得
られる。この信号の立下り毎に遅延・微分回路２３より
図６（ｋ）に示す出力が得られ、この信号によってピー
クホールド回路２１をリセットする。ピークホールド回
路２１では図５，６（ｇ）に示すサンプルホールド回路
８の出力の−方向のピーク値を得ており、これをリセッ
トすることによって図６（ｌ）に示す出力が得られる。
従ってこのピークホールド回路２１がリセットされる直
前の信号を、微分回路２４の図６（ｍ）に示すタイミン
グ出力によってサンプリングする。こうすればサンプル
ホールド回路２５より図６（ｎ）に示す信号、即ちＬレ
ベルのみの信号が得られることとなる。このＬレベルの
信号をコンパレータ２６の３つのコンパレータ２６ａ〜
２６ｃによって弁別する。そして弁別した出力に基づい
て可変増幅率増幅器６の増幅率を規定する。

【００１４】即ち図７（ｂ）に示すように、距離に対応
してＨレベル及びＬレベルの図５（ｄ）に示す受信出力
のレベルが変化しているが、これをＬレベルが所定値以
上に上昇しないようにそのゲインを順次低下させる。こ
うすれば図７（ａ）に示すように、距離に対するＨレベ
ル及びＬレベルの受信出力が変化し、Ｈ，Ｌの差を一定
以上に保つことができる。こうすればＨレベルとＬレベ
ルとの弁別が容易となり、距離が近い状態での不感領域
等を除くことができる。又データキャリアとの距離が近
接している場合には受信感度を低下させるので、外来の
ノイズを増幅することが少なくなり、耐ノイズ性を向上
させることもできる。

【００１５】尚前述した第１実施例では可変増幅率増幅
器を用い、その増幅率をＬレベルのレベルが上昇するに
従って順次低下させるようにしているが、増幅率の制御
に限定される必要はない。例えば図８（ａ）に示すよう
に受信部５のＬＣ共振回路に並列に抵抗Ｒ５〜Ｒ７とア
ナログスイッチＳ３〜Ｓ５の夫々の直列接続体を接続
し、コンパレータ２６の３つの出力によってこれらのア
ナログスイッチを切換えて共振回路のＱを変化させるよ
うにしてもよい。又図８（ｂ）に示すように、ＬＣ共振
回路に並列にコンデンサＣ６〜Ｃ８とアナログスイッチ
Ｓ１〜Ｓ５の夫々の直列接続体を接続し、コンパレータ
２６の３つの出力によってこれらのアナログスイッチを
切換えて共振回路の共振周波数をシフトさせ、結果的に
受信感度を低下させることができる。

【００１６】更に本実施例ではコンパレータ２６を用い
て離散的に増幅率や共振回路のＱ又は共振周波数を変化
させるようにしているが、Ｌレベルの出力に応じて連続
的に増幅率等を変化させるようにしてもよいことはいう
までもない。又このような共振回路のＱや共振周波数を
変化させることによって近距離ではＱが低下するため、
送信コイルＬ１からの回り込みが減少し、データキャリ
アからの信号のＳ／Ｎ比が改善できることとなる。

【００１７】

【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば、残響の有無によってデータキャリアからの信号を判
別するデータ通信装置において、データキャリアが近接
して残響を停止したときのレベルが上昇する場合にも受
信感度を低下させているため、不感領域をなくすること
ができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例によるデータ通信装置の全体
構成を示すブロック図である。

【図２】本発明の第１実施例による受信装置の受信部か
ら検波回路までの構成を示す回路図である。

【図３】本発明の第１実施例による受信装置のサンプル
ホールド回路とコンパレータの構成を示す回路図であ
る。

【図４】本実施例のＬレベル抽出手段及びレベル弁別回
路の構成を示す回路図である。

【図５】本実施例の動作を示すタイムチャート（その
１）である。

【図６】本実施例の動作を示すタイムチャート（その
２）である。

【図７】（ａ）は本実施例の距離に対するサンプルホー
ルド回路８の出力変化を示す図、（ｂ）は従来の距離に
対するサンプルホールド回路の出力変化を示す図であ
る。

【図８】（ａ），（ｂ）は本発明の他の実施例による受
信部の構成を示す回路図である。

【図９】（ａ）は従来のデータキャリアとリードライト
ヘッドとの位置関係を示す図、（ｂ）はそれに対応した
通信可能領域を示す図である。

【符号の説明】

１ クロック発振器 ２ タイミング生成回路 ３ パルス送信回路 ４ データキャリア ５ 受信部 ６ 可変増幅率増幅器 ７ 検波回路 ８，９，２５ サンプルホールド回路 １０，２６ コンパレータ １１ 復調回路 １２ Ｌレベル抽出手段 １３ レベル弁別手段 ２１ ピークホールド回路 ２２ 分周回路 ２３ 遅延・微分回路 ２４ 微分回路

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 データの受信時にパルス送信回路の送信
   コイルより一定周期の発振信号を送出し、発振停止時の
   残響の有無に応じてデータキャリアからの信号を受信す
   るデータ通信装置のパルス受信回路であって、 送信コイルから送出する信号の停止時にデータキャリア
   からの信号を受信する受信部と、 前記受信部の出力を検波する検波回路と、 前記検波回路の出力レベルに基づいて受信信号を弁別す
   るコンパレータと、 前記発振停止時の残響がないＬレベルの受信信号レベル
   を抽出するＬレベル抽出手段と、 前記Ｌレベル抽出手段からの出力を弁別するレベル弁別
   手段と、 前記レベル弁別手段の出力に基づいて受信回路の感度を
   制御する感度制御手段と、具備することを特徴とするデ
   ータ通信装置のパルス受信回路。
2. 【請求項２】 前記感度制御手段は、前記受信部の出力
   を増幅し、その増幅率が制御できる可変増幅率増幅器を
   有し、Ｌ信号のレベルが所定値以下となるように増幅率
   を制御するものであることを特徴とする請求項１記載の
   データ通信装置のパルス受信回路。
3. 【請求項３】 前記感度制御手段は、前記受信部のＬＣ
   共振回路のＱを制御することにより、Ｌ信号のレベルが
   所定値以下となるように感度を制御するものであること
   を特徴とする請求項１記載のデータ通信装置のパルス受
   信回路。
4. 【請求項４】 前記感度制御手段は、前記受信部のＬＣ
   共振回路の共振周波数を変化させることにより、Ｌ信号
   のレベルが所定値以下となるように感度を制御するもの
   であることを特徴とする請求項１記載のデータ通信装置
   のパルス受信回路。