JPS63184437A - 磁気誘導結合装置の伝送信号変調方式 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、書込・読出ユニットからメモリモジュールに
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） 本願発明者等にあっては、非接触結合により書込・読出
ユニットから不揮発性メモリを内蔵したメモリモジュー
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ッケージ
システムを提案している。

第３図において、１は書込・読出ユニット、２はＥＥＰ
ＲＯＭ等の不揮発性メモリユニット３を内蔵したメモリ
モジュールであり、各ユニッ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
書込読出用のクロックやイネーブル信号をメモリモジュ
ール２に送るためのための誘導結合コイルＣ１，Ｃ２と
、メモリモジュールに対し書込情報（書込命令、アドレ
ス、データ）または続出情報（読出命令及びアドレス）
を送ると共にメモリモジュール２の不揮発性メモリユニ
ット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、メモリモジュール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、
メモリモジュール２に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・続出ユニット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、−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ｆＬ例えばｆ　１
＝４３５．９ＫＨｚを発振し、また正弦波発振器８は送
受信同期クロック用として周波数ｆ２、例えばｆ　２＝
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ｆ　３＝４６５Ｋｌ−１
ｚ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
、書込又は続出制御にあっては、ＣＰＵ１０のクロック
に同期し、クロックビット「１」でクロック用の周波数
ｆ２信号を出力し、クロックビットｒＯＪ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ＣＰＵｌ０からのビットデータ
が周波数ｆｌ、ｆ２．ｆ３信号により所定の順番に従っ
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ュール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子Ｖ
Ｃ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
ロツタＳＫ及びイネーブルクロックＥＫを不揮発性メモ
リユニット３に出力する。尚、イネーブル信号はシフト
クロックＳＫとイネーブルクロック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
ッ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はデータビット「１」
で周波数１４、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、データビットｒＯ
Ｊで周波数零の信号を出力し、このためデータビットは
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の出力は切換スイッチ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
ジュール２の誘導結合コイルＣ４にデータビットに応じ
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ッチ１７を介して復調回路１
８でビットデータに変換され、不揮発性メモリユニット
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ット３から読出されたシリアル
ビットデータ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ｆ　４　（−４８２ＫＨｚ　）の発振信号をデータビ
ット「１」で選択すると共にデータビットｒＯＪで周波
数零を選択し、破線のように切換ねっている切換スイッ
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・読出ユニット１の誘導結合コイルＣ３に周波数
変調信号が誘起され、破線のように切換ねっている切換
スイッチ１６を介して復調回路２１でビットデータを復
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っては
、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ったが、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
べ大きな問題となった。

即ち、所定の手順に従って電源及びクロック伝送のため
誘導結合コイルＣ１に周波数ｆｌ＝４３５．９ＫＨｚ　
、ｆ　２＝４５０ＫＨｚ　、又はｆ３＝４６５ＫＨ２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，Ｃ４の復調
回路２１，１８には４８２ＫＨ２±３ＫＨｚ程度のバン
ドパスフィルタが入っ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、メモリモジュー
ル２ヘシフトクロツクＳＫを送る時には、マルチプレク
サ６は同図（Ｃ）に示すように４６５ＫＨ２のｆ３信号
と４５０ＫＨ２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４８２ＫＨ７のｆ４信号を送っていたとすると
、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、４
６５ＫＨｚ信号と４５０ＫＨｚ信号の切換ねり部分にお
いて、４８２ＫＨ７を通過するバンドパスフィルタの出
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４８２ＫＨ２信号が入力していても、フィル
タ出力は振幅が小さくなったり、大きくなったりし、更
に４８２ＫＨ７の入力が無くなった状態においても、過
渡的なフィルタ出力を生じ、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
があった。

（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
た信号伝送であっても、コイル間での信号伝送に相互干
渉を起こぎ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っては、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ック発振手段
と、この発振クロッ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って伝
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った本発明の磁気誘導結合装置の伝
送信号変調方式にあっては、複数の伝送信号の変調周波
数、例えば４３５．９ＫＨｚ　、４５０ＫＨ７及び４６
５ＫＨ２の３つの周波数の最小公倍数となる周波数１３
．９５ＭＨｚ又はその整数倍となる周波数、例えば２倍
の周波数２７゜９ＭＨ２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ットするこ
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（キャリー出力）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
する新たな分周比の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
信号の切換ね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重コイル構造であっても分
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ック図であ
る。

まず構成を説明すると、２４はクロック発振器であり、
誘導結合コイルＣ１とＣ２によっ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ックパルスを出力す
る。

ここで誘導結合コイルＣ１とＣ２によって伝送する時分
割により多重化された信号の周波数を、例えば第３図に
示したメモリパッケージシステムと同様、電源用の周波
数ｆ　１＝４３５．９ＫＨｚ　。

クロック用の周波数ｆ　２＝４５０ＫＨｚ　１更にイネ
ーブル用の周波数ｆ　３＝４６５ＫＨ２の３つの周波数
であったとすると、これら３つの周波数の最小公倍数は
１３．９５ＭＨ２となる。

第１図の実施例に於けるクロック発振器２４にあッテハ
、３つの周波数４３５．９ＫＨｚ　、４５０ＫＨｚ　、
４６５ＫＨｚの最小公倍数となる周波数１３．９５ＭＨ
２を２倍した周波数２７．９ＭＨ７のクロックパルスを
発振するようにしている。

クロック発振器２４のクロックパルスは分周カウンタの
クロック入力端子ＣＫに与えられる。分周カウンタ２６
はセット端子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Ｒ０個のクロック入力が得
られる毎にキャリ一端子ＣＲにキャリー出力を生ずる（
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、キャリー嫡
子ＣＲからのキャ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２６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−プ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
てはクロック発振器２４からのクロックパルスに基づい
て分周する周波数ｆ　１．　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、クロック発振器２４の発振
周波数を２７．９Ｍ１−１ｚとすると、電源用の周波数
ｆ１＝４３５．９ＫＨ２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、またクロック用の周波数
ｆ　２＝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ｆ　３＝４６５ＫＨ２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１ｚ２分周を行なうことから
、分周カランタ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を備えた記憶モジュール
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
にあっては、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
ュールへのデータ書込又は続出時にあっては、ＣＰＵ１
０内のクロックに同期してクロックビット「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、
またクロックビットｒＯＪ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Ｒ
３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のキャリー出力はＪＫ−ＦＦ３０のク
ロック端子ＣＬＫに与えられており、この実施例にあっ
ては、クロック発振器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及びに端子は電源子ＶＣに接続
されてトルベルに固定されている。このためＪＫ−ＦＦ
３０は分周カウンタ２６からキャ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のキャリ
ー出力を１／２に分周したデユーティ比５０％の矩形波
パルスを出力するようになる。

ＪＫ−ＦＦ３０のＱ出力はローパスフィルタ３２に与え
られており、ＪＫ−ＦＦ３０から得られた矩形波パルス
をローパスフィルタ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、記憶モジュールに電源、シフトクロック及びイネー
ブルクロッ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図の信号波形図を参照
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により記憶モジュール側へクロック信号を
送るものとする。このクロック伝送のため、ＣＰＬＪｌ
ｏはマルチプレクサ２８により所定周期毎にクロック用
の周波数ｆ　２＝４５０ＫＨ２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ｆ　３＝４６５ＫＨｚを発生する分周値
Ｒ３＝３０を分局カウンタ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がクロック用の分周値Ｒ２
＝３１を分周カウンタ２６にセットした状態であり、こ
のときにはクロック発振器２４から得られる２７．９Ｍ
Ｈｚのクロッ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はクロック入力端子
ＯＫに３１個のクロックパルスが与えられるとキャリ一
端子ＣＲに第２図（ａ）に示すキャリー出力を生じ、分
周カウンタ２６からキャリー出力が得られるとＪＫ−Ｆ
Ｆ３０の出力Ｑが反転し、キャリー出力を１／２に分周
したデユーティ比５０％の矩形波パルスをローパスフィ
ルタ３２に出力し、ローパスフィルタ３２において周波
数ｆ　２＝４５０ＫＨ２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ｆ　３＝４６５ＫＨ７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＝３
１の出力から分周値Ｒ３＝３０の出力に切換ねる。

しかしながら、マルチプレクサ２８がＣＰＵｌ０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ｔ
２てキャリー出力が得られたときに、キャリー出力をロ
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ャリ
ー出力を生じ、ＪＫ−ＦＦ３−１９　＝ Ｏで１／２に分周されてデユーティ比５０％の矩形波パ
ルスに変換された後、更にローパスフィルタ３２で正弦
波信号に変換され、イネーブル用の４６５ＫＨ２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
キャ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ャ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図の実施例にあっては、分周カウンタ２６のキ
ャリー出力によるパルス列をＪＫ−ＦＦ３０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
の少ないデユーティ比５０％の方形波を作り出すことが
でき、ローパスフィルタ３２によっ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、クロック発振器２４の発振周波数のクロック周期
の１／２以下であり、実用上はまっ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
重化を行なっていることから、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
ル構造であっ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、上記の実施例にあっては、３つの周波数４３５．９
ＫＨｚ、４５０ＫＨｚ、４６５ＫＨｚの切換による変調
方式を例にとるものであったが、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重コイル構造をもった磁気誘導結合装置
による分離配置された２つのユニッ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ック図、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ッケージシステムの
ブロック図、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・読出ユニット ２：メモリモジュール ３：不揮発性メモリユニット ４．５：ｌａ磁気誘導結合装 置　０　：　ＣＰＵ １１：アンプ ２０：クロツタ発振器 ２６：分周カウンタ ２８：マルチプレクサ ３０　：　ＪＫ−ＦＦ ３２：ローバスフィルタ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 分離配置される２のつユニット間で信号伝送を行なう２
   重コイル構造を備えた磁気誘導結合装置を有し、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伝送するようにした
   磁気誘導結合装置の伝送信号変調方式において、 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
   るクロック発振手段と； 該クロック発振手段の発振クロッ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っ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
   結合コイルに出力する正弦波変換手段とを備えたことを
   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
   。