JPH0983381A

JPH0983381A - 送信機

Info

Publication number: JPH0983381A
Application number: JP7240197A
Authority: JP
Inventors: Yoshito Ishibashi; 義人石橋; Takahiko Takeuchi; 宇彦武内; Katsuyuki Teruyama; 勝幸照山; Takafumi Kyomasu; 貴文京増
Original assignee: Tokimec Inc
Current assignee: Tokimec Inc
Priority date: 1995-09-19
Filing date: 1995-09-19
Publication date: 1997-03-28

Abstract

(57)【要約】【課題】発信特性の良い送信機を実現する。【解決手段】位相シフトキーイング方式に基づいて変調
した後の送信信号Ａでカップリングコンデンサ５ｂを介
して電磁結合用の並列共振回路５ｃを駆動する手段を備
えて送信信号Ａの発信を行う送信機において、カップリ
ングコンデンサ５ｂの出力側電圧Ｂを積分する積分手段
５２と、この積分手段５２の出力Ｂ’をカップリングコ
ンデンサ５２の入力側Ａ’に負帰還させる帰還手段５１
とを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、送信機に関し、
詳しくは、電磁結合に基づいて位相シフトキーイング方
式での通信を行う送信機の伝送特性改善に関する。かか
る送信機が用いられる分野としては、非接触でもデータ
記憶体からのデータ読取が可能なリーダライタや、構内
搬送車あるいは移動ロボット等の立ち寄る制御基地局な
どが挙げられる。

【０００２】

【従来の技術】このような送信機としてのリーダライタ
１とその通信相手であるデータ記憶体２との概要構成を
図５に示すが、このシステムは、両者が差動位相シフト
キーイング方式の通信を電磁結合に基づいて行うことに
よって、リーダライタ１がデータ記憶体２からその記憶
データを読み取るものである。

【０００３】リーダ１は、指令送出やデータ受理等の処
理を行うＭＰＵ（マイクロコンピュータ）３と、ＭＰＵ
３からの指令に応じて所定の送信用周波数（ω、例えば
数百ｋＨｚ）の搬送波を差動位相シフトキーイング方式
で変調して送信信号Ａを生成する変調部４と、コイル様
パターン等を有し変調部４からの送信信号Ａを磁束Ｄに
電磁変換して外部へ発信する伝送部５と、伝送部５から
の信号を受けて所定の受信用周波数帯域だけ通過させる
ことで受信信号を分離しこの受信信号から復調信号を生
成する復調部とを備えたものである。

【０００４】また、データ記憶体２は、コイル等を有し
て磁束Ｄに応じた受信信号Ｅを生成する伝送部６の他、
受信信号Ｅから復調信号を生成する復調部７や、指令受
理や指定された記憶データの返送準備等を行うＭＰＵ８
などを備えたものである。

【０００５】そして、リーダライタ１では、ＭＰＵ３か
らの指令伝文に応じた変調部４によて差動位相シフトキ
ーイング方式に基づく変調が行われて送信信号Ａが生成
され、この送信信号Ａが伝送部５によって磁束Ｄとして
発信される。また、データ記憶体２では、磁束Ｄから伝
送部６によって受信信号Ｅが生成され、これが復調部７
で差動位相シフトキーイング方式に基づいて復調等され
てからＭＰＵ８に受理される。こうして、差動位相シフ
トキーイング方式でのリーダライタ１からデータ記憶体
２への指令の送受信が、電磁結合に基づいて行なわれ
る。また、データ記憶体２からリーダライタ１への該当
記憶データの返送も逆向きであるが概ね同様にして行わ
れる。

【０００６】ここで、従来の伝送部５は、図６にその回
路を示すが、送信信号Ａを受けて電流増幅等するアンプ
５ａと、一端がアンプ５ａの出力を受けるカップリング
コンデンサ５ｂと、コンデンサ５ｂの他端と接地との間
に設けられた並列共振回路５ｃとを備えて、送信信号Ａ
を磁束Ｄに変換するものである。

【０００７】このように送信信号Ａで並列共振回路５ｃ
を駆動するに際し、コンデンサ５ｂを介在させるのは、
送信信号Ａに含まれた直流成分をカットするためであ
る。電磁結合に基づく発信等には並列共振回路５ｃのコ
イル電流をＣ，自己インダクタンスをＬ，相互インダク
タンスをＭとしてＥ＝Ｍ×（ｄＣ／ｄｔ）＝（Ｍ／Ｌ）
×Ｂの関係があることから、送信信号Ａにオフセット成
分があるのにこれをそのまま並列共振回路５ｃの駆動信
号Ｂとすると、受信信号Ｅの２値化波形のデューティ比
が適正でなくなってしまう（図７（ａ）の波形例を参
照）等の悪影響があるのである。アンプ５ａに不所望な
オフセットがある場合も同様である。

【０００８】そこで、リーダライタ１は、位相シフトキ
ーイング方式に基づいて変調した後の送信信号Ａでカッ
プリングコンデンサ５ｂを介して電磁結合用の並列共振
回路５ｃを駆動する手段を備えることによって、送信信
号Ａの直流成分やアンプ５ａのオフセット等による悪影
響を断ちながら送信信号Ａの発信を行うものとなってい
る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の送信機では、送信信号からカップリングコン
デンサを介して得られた駆動信号に、単純な直流成分こ
そ含まれていないが、位相シフトキーイング方式に従う
位相反転に伴って間歇的散発的に偏移成分が発生するこ
とが認められた。

【００１０】図７（ｂ）の波形例を参照して具体的に説
明すると、時刻ｔ０に位相が反転したことによって、ハ
ッチング部分が相殺されずに正側に残ってしまう。この
ことは、この部分に相当する電荷がこのタイミングでコ
ンデンサ５ｂに蓄積され、この電荷が並列共振回路５ｃ
のコイル等を介して放電されるまで駆動信号Ｂが正側に
偏移することを意味する。逆位相で反転すれば逆側に偏
移する。

【００１１】このため、駆動信号が位相反転に伴って上
下に変動する（図７（ｃ）の波形例を参照）。そして、
これに起因して、受信機側では、受信信号へのＰＬＬに
よる追従性能が低下することや、他の回路の動作マージ
ンが減ることなどの不都合が発生する。

【００１２】従って、良好な発信特性を確保するために
駆動信号が正負何れの方にも偏移しない状態の下で送信
信号の発信を行うには、送信信号の直流成分やアンプの
オフセット等による悪影響を断つばかりでなく、位相反
転による悪影響をも断ち切ることが課題となる。

【００１３】この発明は、このような課題を解決するた
めになされたものであり、発信特性の良い送信機を実現
することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るために発明された第１の解決手段について、その構成
および作用効果を以下に説明する。

【００１５】［第１の解決手段］第１の解決手段の送信
機は（、出願当初の請求項１に記載の如く）、位相シフ
トキーイング方式に基づいて変調した後の送信信号でカ
ップリングコンデンサを介して電磁結合用の並列共振回
路を駆動する手段を備えて前記送信信号の発信を行う送
信機において、前記カップリングコンデンサの出力側電
圧を積分する積分手段と、この積分手段の出力を前記カ
ップリングコンデンサの入力側に負帰還させる帰還手段
とを備えたことを特徴とするものである。

【００１６】ここで、上記の「位相シフトキーイング方
式（ＰＳＫ）」としては、位相が１８０°反転するＢＰ
ＳＫやＤＰＳＫ（差動位相シフトキーイング）の他、１
８０°以外の反転も有り得るＱＰＳＫなども挙げられ
る。

【００１７】このような第１の解決手段の送信機にあっ
ては、位相シフトキーイング方式に基づく変調によって
送信信号の位相が反転すると、これに伴ってカップリン
グコンデンサの出力側に交流成分では相殺されない偏移
成分が発生するが、この偏移成分は積分手段によって積
分されさらに帰還手段によってカップリングコンデンサ
の入力側に負帰還させられる。すなわち、偏移成分の積
分値の反転値がカップリングコンデンサの入力側に加え
られる。

【００１８】そして、偏移成分の積分値の反転値がカッ
プリングコンデンサを経てその出力側に伝えられると、
カップリングコンデンサの微分作用によって理想的には
偏移成分の反転値が現れる。そこで、この負帰還された
反転値によって偏移成分が打ち消されることになり、偏
移成分は発生する傍らから消去される。

【００１９】これにより、カップリングコンデンサの出
力側電圧すなわち並列共振回路の駆動信号について、位
相反転に伴う間歇的散発的な偏移成分の発生・蓄積を抑
制することができる。そこで、カップリングコンデンサ
を介在させたことによって送信信号の直流成分等がカッ
トされるのに加えて、位相反転に伴う間歇的散発的な偏
移成分の発生も抑制されるので、駆動信号が正負何れの
方にもほとんど偏移しない状態の下で送信信号の発信を
行うことが可能となる。その結果、良好な発信特性が確
保される。

【００２０】したがって、この発明によれば、発信特性
の良い送信機を実現することができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】本発明の送信機を実施するための
形態を、図面を引用しながら実施例によって説明する。
この送信機は、従来例のリーダライタ１における伝送部
５を図１の伝送回路で置換した構成のものである。そこ
で、同一の構成要素には同一の符合を付して示し、その
再度の説明は割愛して、相違点を中心に説明する。

【００２２】この新たな伝送回路は、送信信号Ａを磁束
Ｄに変換するために、送信信号Ａを非反転入力として電
流増幅等する差動増幅器等のアンプ５１と、一端がアン
プ５１の出力である差信号Ａ’を受けるカップリングコ
ンデンサ５ｂと、コンデンサ５ｂの他端と接地との間に
設けられた並列共振回路５ｃとを備えたものである。こ
れにより、このリーダライタは、位相シフトキーイング
方式に基づいて変調した後の送信信号Ａでカップリング
コンデンサ５ｂを介して電磁結合用の並列共振回路５ｃ
を駆動する手段を備えて送信信号Ａの発信を行うものと
なっている。

【００２３】また、この伝送回路は、カップリングコン
デンサ５ｂの出力側電圧Ｂを入力とするＣＲ積分回路等
の積分回路５２を備えている。なお、積分回路５２の入
力インピーダンスを高くするために、ＣＲ積分回路の前
にボルテージホロワを付設してもよい。これにより、こ
のリーダライタは、カップリングコンデンサ５ｂの出力
側電圧Ｂを積分する積分手段を備えたものとなってい
る。

【００２４】さらに、この伝送回路では、積分回路５２
の出力である帰還信号Ｂ’がアンプ５１の反転入力とさ
れている。そして、送信信号Ａと帰還信号Ｂ’との差信
号Ａ’がアンプ５１からコンデンサ５ｂの一端に送出さ
れる。これにより、このリーダライタは、積分手段の出
力Ｂ’をカップリングコンデンサ５２の入力側（Ａ’）
に負帰還させる帰還手段を備えたものとなっている。

【００２５】このような構成の送信機について、その伝
送回路の特徴的な動作を、図面を引用して具体的に説明
する。なお、図２は、位相反転のない定常状態の動作を
説明するためのものであり、図３は、位相反転時の過渡
状態の動作説明図であり、図４は、その波形例を示す図
である。

【００２６】先ず、位相反転が無い状態では、ａを定数
として直流成分ｂを含んだ波形（ａ×ｓｉｎ（ωｔ）＋
ｂ）の送信信号Ａを受けると、そしてｅを定数として波
形（ｅ×ｓｉｎ（ωｔ））の帰還信号Ｂ’を想定する
と、アンプ５１のオフセット成分ｃを含んだ差信号Ａ’
は波形（（ａ−ｅ）×ｓｉｎ（ωｔ）＋ｂ＋ｃ）の信号
となり、さらにｄを定数として駆動信号Ｂは波形（ｄ×
ｃｏｓ（ωｔ））の信号となる。そして、駆動信号Ｂを
積分した帰還信号Ｂ’は想定通りの波形（ｅ×ｓｉｎ
（ωｔ））となる。こうして、送信信号Ａの直流成分ｂ
やアンプ５１のオフセット成分ｃが駆動信号Ｂからはカ
ットされる。

【００２７】次に、位相が反転したときには、正負釣り
合っている交流成分を省略して駆動信号Ｂに発生した偏
移成分ｆについて考慮すると、積分回路５２によって駆
動信号Ｂが積分されて帰還信号Ｂ’に偏移成分ｆの積分
値が重畳し、これを反転入力としたアンプ５１によって
差信号Ａ’からは偏移成分ｆの積分値が引かれる。そし
て、フィードバックループを一巡した後は、偏移成分ｆ
の積分値がコンデンサ５ｂによって微分された値すなわ
ち偏移成分ｆが駆動信号Ｂから引かれる。なお、ｅが
“１”以下等の場合も、偏移成分ｆは何巡かで打ち消さ
れる。こうして、位相反転に伴ってコンデンサ５ｂの出
力側に発生した偏移成分ｆは消滅させられる。

【００２８】これにより、位相シフトキーイング方式に
基づいて送信信号Ａの位相が（時刻ｔ０で）反転して
も、駆動信号Ｂひいては通信相手方の受信信号Ｅは、上
下に変動することなく、理想状態に近い波形が得られる
（図４参照）。したがって、このリーダライタは、電磁
結合に基づく差動位相シフトキーイング方式での送信等
を波形変動の少ない状態で行うので、従来より確実に、
データ記憶体２へデータ読取の指令等を与えることがで
きる。

【００２９】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の第１の解決手段の送信機にあっては、カップリングコ
ンデンサの出力側電圧を積分して入力側に負帰還させる
ことにより、位相反転に伴う間歇的散発的な偏移成分の
発生・蓄積を抑制することができる。したがって、発信
特性の良い送信機を実現することができるという有利な
効果が有る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の送信機の伝送回路である。

【図２】その定常状態の説明図である。

【図３】その過渡状態の説明図である。

【図４】その波形例を示す図である。

【図５】リーダライタ及びデータ記憶体の概要構成図
である。

【図６】従来の伝送回路である。

【図７】その波形図である。

【符号の説明】

１リーダライタ２データ記憶体３ＭＰＵ（マイクロプロセッサ）４変調部５伝送部５ａアンプ５ｂコンデンサ５ｃ並列共振回路６伝送部７復調部８ＭＰＵ（マイクロプロセッサ）５１アンプ５２積分回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者京増貴文東京都大田区南蒲田２丁目16番46号株式会社トキメック内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】位相シフトキーイング方式に基づいて変調
した後の送信信号でカップリングコンデンサを介して電
磁結合用の並列共振回路を駆動する手段を備えて前記送
信信号の発信を行う送信機において、前記カップリング
コンデンサの出力側電圧を積分する積分手段と、この積
分手段の出力を前記カップリングコンデンサの入力側に
負帰還させる帰還手段とを備えたことを特徴とする送信
機。