JP2823208B2 - 呼び出し応答システム - Google Patents

呼び出し応答システム

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JP2823208B2
JP2823208B2 JP63192570A JP19257088A JP2823208B2 JP 2823208 B2 JP2823208 B2 JP 2823208B2 JP 63192570 A JP63192570 A JP 63192570A JP 19257088 A JP19257088 A JP 19257088A JP 2823208 B2 JP2823208 B2 JP 2823208B2
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テキサス インスツルメンツ ドイチェランド ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツンク
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Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は呼び出し応答システムに関するものであり、
特に少なくとも一種類のRF呼び出しパルスを応答装置に
送信するための呼び出し装置と、それに応呼して、そこ
に記憶されているデータを変調RF搬送波の形で呼び出し
装置に返送するための応答装置とから成る呼び出し応答
システムに関するものである。
〈発明の背景〉 対象物の所定位置における存在ということに関して
は、それが機器や装置から非接触的に所定距離だけ離隔
してこれら機器等に被検知対象物として供されていて
も、その被検知対象物の識別ないしは検知を可能とする
ような機器や装置に対する需要は大きい。因みに、ある
対象物に個別に割当てられていて、それに対応する機器
や装置に記憶されている識別情報、例えば対象物の所定
位置での存否の判定ができるような識別情報を、非接触
で所定距離はなれてリクエストすることが望まれてい
る。一例としては、温度とか圧力というような物理的パ
ラメータを、通常はそうであるように対象物に直接的に
接近するのではなく、対象物の表面あるいは内部から直
接的に応呼すべきような場合もある。要望されているタ
イプの機器や装置では、例えば、動物に装着して、その
ことにより直接接触せずに、呼び出し点にて、これらの
動物を識別をすることが常に可能である。さらには、人
間に携行させて通行検査を実行することで、その人の携
行する応答装置が所定の識別データで応呼する場合に、
その人だけについて特定領域への通行を許容するように
した機器への需要も絶大である。この場合には、データ
転送の安全性確保（保護）が、そのような機器の製造に
あたってのきわめて必須の要件である。更にこのような
機器への需要が存在する場合の他の例として、コンピュ
ータ制御の工場生産の場合もあって、そこでは、作業し
ている従業員が介在せずに部品を保管箇所から取り出し
て、それを製造現場へ運搬し、そこで最終製品となるよ
う組立てられる。この場合には、個々の部品に装着可能
であって、それによりスペア保管箇所内で当該個々の部
品を特定して検出して、そこから取り出すことができる
ような機器が必要である。
これら諸例のいずれにあっても、冒頭で概説したタイ
プの呼び出し応答システムが必要とされる。そのような
システムが普遍性をもって使用可能であるためには、呼
び出し装置が携帯可能でコンパクトなものであり、その
結果、それは、実際の現場での乱暴な取り扱いにも耐え
るものでなければならない。応答装置の方は、検出され
るべき対象物への装着が容易にできるように、きわめて
小型でなければならない。
〈発明が解決しようとする問題点〉 本発明は上述してきた要求を満たすことのできる呼び
出し応答システムの提供に一助を与えるという課題に基
づくものであり、この呼び出し応答システムに必須の応
答装置は非常に経済的で、非常に小さく製作することが
できて、それにより、すこぶる多目的的に使用可能であ
り、そりわけ、数多くの対象物に応答装置を装備しなけ
ればならないときには、必ずや使用目的にかなう。応答
装置は、エネルギー要求が非常に小さく、しかも、ある
時間経過後に交換しなければならないような独自の電源
を必要としないように構成されていなければならない。
〈問題点を解決するための手段〉 本発明による呼び出し応答システムでは、以下の手段
を備えることで、この問題を解決している。すなわち、
応答装置は、エネルギー蓄積回路を備えており、それが
RF呼び出しパルスに含まれているエネルギーを蓄積す
る。また、応答装置は、RF呼び出しパルスの受信終了と
エネルギー蓄積回路中での所定のエネルギー量の存在と
に依存して、RF呼び出しパルスに含まれている周波数で
作動するRF搬送波発振器の励起を始動する手段を備えて
いる。更に、RF搬送波を維持するとともに、返送される
べきRF搬送波をそこに記憶されているデータで変調すべ
く用いられる制御信号をRF搬送波発振器の出力信号に基
づいて生成する手段を備えている。
より広範囲の拡張事項は、特許請求の範囲と付記とに
より特徴付けられている。
本発明による呼び出し応答システムは、応答装置を含
んでおり、これは高効率、すなわち高いピーク出力と高
いデータ伝送速度を持っており、そこに記憶されている
データを呼び出し装置に向けて返送することができる。
本発明の好ましい実施例によれば、伝送の信頼性を向上
させるべく、応答装置は情報を連続して数回にわたって
返送可能であり、従ってそれが呼び出し装置によって確
実に受信可能である。伝送時間を大幅に短縮することが
できるので、外部からの伝送への干渉はきわめて起こり
にくい。伝送速度が高いので、ドップラー効果に起因し
て発生する干渉を少しも被ることなく、非常に迅速に動
く対象物に応答装置を備えることも可能である。応答装
置を備えた数個の対象物が、本発明による呼び出し応答
システムの呼び出し装置からの呼び出しパルスの到達範
囲内に存在している場合には、まず初めに最近接箇所の
対象物を検知することができ、次いでそれよりも遠隔箇
所に位置する対象物を検知することができる。
〈実施例〉 本明細書中の呼び出し応答システムは、呼び出し装置
（トランスミタ）10と応答装置（レスポンダ）12とを含
むものである。呼び出し装置10は、操作者が手で持てる
ような構成の装置であり、キー14の操作でRF呼び出しパ
ルスを送信する。この呼び出し装置10は、さらにRF（電
波周波数）信号を受信する能力を有し、その信号中に含
まれている情報を検出する。RF信号は、応答装置12から
到来するのであるが、この応答装置12は、RF信号を返送
することで、RF呼び出しパルスの送信に対して応呼する
ものである。呼び出し装置10に関連して基地装置16があ
り、この基地装置16は静止型に構成されている。呼び出
し装置10、応答装置12、基地装置16のそれぞれの機能と
それらの相互作用については、後の詳述する。まず初め
に、これら装置の構成を説明する。
呼び出し装置10は、中央制御装置としてマイクロプロ
セッサ18を含んでおり、このマイクロプロセッサ18は、
シークェンス動作を制御する役割を分担するものであ
る。RF発振器20は、マイクロプロセッサ18の出力端子22
からの信号によって作動状態にもって行かれると直ち
に、RF発振振動を開始する。
RF発振器20の出力信号は、スイッチ24と増幅器26、あ
るいはスイッチ28と増幅器30のいずれかを経由して、結
合コイル32に供給される。スイッチ24、28に関しては、
それぞれ出力端子34、36にて発せられる信号により、マ
イクロプロセッサ18が、これを制御する。コイル38とコ
ンデンサ40からなる共振回路中のコイル38は、結合コイ
ル32に対して磁気的に結合している。スイッチ42によっ
てシャント可能な抵抗器44が、コイル38、さらにはコン
デンサ40に対して直列接続されており、別のスイッチ46
が、抵抗器44と接地間に介在している。スイッチ42、46
は、出力端子48、50にて、各別にそれに対応する制御信
号を発するマイクロプロセッサ18により制御される。ス
イッチ46が閉じると、コイル38とコンデンサ40からなる
共振回路は並列共振回路として作動し、一方スイッチ46
が開くと、それは直列共振回路として作動する。コイル
38は送受信コイルとして働き、この場合、発振器20から
このコイル38に供給されるRF呼び出しパルスを送信し、
さらに、応答装置12から返送されてくるRF信号を受信す
る。
共振回路が受信したRF信号は、２台の増幅器52、54に
供給されるが、この増幅器52、54は、受信したRF信号を
増幅し、それらの信号波形のピーク部を制限して波形整
形するように設計されている。増幅器52、54間には、並
列共振回路56が接続されており、この共振回路56は必要
な受信選択度を確保するものである。増幅器54の出力端
子は、クロック発振器58に接続されており、この発振器
58はそこに供給された信号からクロック信号を生成し
て、このクロック信号をマイクロプロセッサ18の入力端
子60に供給する。増幅器54の出力信号は、クロック発振
器58の他に、復調器62にも供給されるが、この復調器62
には、そこに供給された信号を復調し、マイクロプロセ
ッサ18の入力端子64にこの信号を供給する。
受信したRF信号中に含まれいる情報は、復調器62での
復調後、マイクロプロセッサ18経由でランダムアクセス
メモリ（以下RAM）66に供給され、さすれば、この情報
はRAM66中に記憶可能である。マイクロプロセッサ18とR
AM66の間には、双方向接続線68が配設されており、この
接続線68により、情報がマイクロプロセッサ18からRAM6
6に対して書き込み可能になるとともに、情報の反対方
向への伝送も可能になる。RAM66中に記憶された情報
は、ジャック70にて取り出すことができる。マイクロプ
ロセッサ18により情報供給される表示器72は、受信され
たRF搬送波信号中に含まれているデータの操作者による
視認を可能とする。呼び出し装置10は、携帯可能なもの
なので、電源として再充電可能なバッテリ74を備えてい
る。バッテリ74の出力電圧は、スイッチ76を閉じると、
呼び出し装置10中の選択されたチップの“＋”印の付さ
れている端子に供給される。さらに、電源電圧は別個の
スイッチ78を経由して、２台の増幅器52、54、クロック
発振器58、復調器62にも向けて供給されるが、スイッチ
78はマイクロプロセッサ18により制御される。これによ
り、当該選択された諸チップが給電されるのを可能と
し、結局、全作動サイクルのうち所定の期間中において
のみ、当該チップを作動状態に置くことを可能とする。
バッテリ74に関しては、コイル80中に誘起され、整流
器82で整流され、コンデンサ84によって平滑化された電
圧で充電可能である。充電センサ86は、充電電圧がコイ
ル80内に誘起されているとき、すなわち、バッテリ74の
充電動作が行われていることを検知する。次いで、マイ
クロプロセッサ18の入力端子88に向けて、相応のメッセ
ージ信号を発する。
マイクロプロセッサ18の出力端子92からの信号により
制御される別のスイッチ90は、閉じた状態であれば、RF
発振器20の出力信号を増幅器94経由で、結合コイル96に
供給することができる。
変調器98を使って、RF発振器20に変調動作を行わせる
ことができる。この目的のために必要な変調信号は、ス
イッチ100経由で、マイクロプロセッサ18により変調器9
8に供給されるが、このスイッチ100は、マイクロプロセ
ッサ18の出力端子102からの信号によって制御される。
マイクロプロセッサ18からの変調信号は、スイッチ100
が閉じているときには、結合コイル104にも供給される
が、この結合コイル104は、呼び出し装置10の特定の実
施例においてのみ存在するものである。
第１図に同じく図示されている基地装置16は、静止型
のものであるが、ジャック106経由で、主電源回路網に
接続されている。電源供給装置108では、充電電圧発電
機110用の動作電圧が成生されており、その発電機110の
出力電圧はコイル112に供給される。電源供給装置108と
充電電圧発電機110との間には、スイッチ114が挿入され
ており、このスイッチ114は、呼び出し装置10が基地装
置16上に載置されているときは、常に閉じている。その
様子は、第１図で呼び出し装置10の境界線上にある一種
の作動ボタン116として象徴的に示してある。２つのコ
イル112、80が、基地装置16と呼び出し装置10とにあっ
て、呼び出し装置10が基地装置16上に載置されていると
きは、それらのコイル112、80があたかも変成器の一次
巻線と二次巻線として協動するような形態で空間的に配
置されている。このようにすれば、バッテリー74を必要
の都度、非接触で充電することができる。呼び出し装置
10のコイル96、104は、呼び出し装置10が基地装置16上
に載置されているときは、コイル118に対して空間的に
非常に接近して配置されている。こうして、一方にある
コイル96、104と他方にあるコイル118との間に非接触の
信号伝送が可能である。復調器120は、コイル118から到
来する信号を復調するように働く。
応答装置12は、第２図に示すように、RF呼び出しパル
ス受信用に、コイル132とコンデンサ134からなる並列共
振回路130を含んでいる。並列共振回路130には、エネル
ギー蓄積回路として働くコンデンサ136が接続されてい
る。更に、この並列共振回路130はRFバス138に接続され
ているが、このバス138は２つの部分138a、138bから成
り、両部分はスイッチ140により接続可能なものであ
る。RFバス138には、応答装置12として必須の構成要素
全部が接続されている。RFバス138の138a部分に接続さ
れているRFスレショルド検出器142は、当該バス138での
RF搬送波のレベルを監視する機能を持つ。そのようなRF
搬送波は、並列共振回路130が呼び出し装置10からのRF
呼び出しパルスを受け取っているときに限り、RFバス13
8に生起するものである。RFスレショルド検出器142は、
RFバス138におけるRF搬送波のレベルが所定のスレショ
ルド値以下に降下するとすぐに、その出力端子から所定
の「１」「０」信号を発する。ダイオード144をRFバス1
38に接続することにより、RF搬送波を整流し、ひいては
コンデンサ136を充電する。コンデンサ136中に貯えられ
るエネルギーはRF呼び出しパルス中に含まれているエネ
ルギーに比例する。かくして、RF呼び出しパルスの受信
後、DC電圧をコンデンサ136で取り出すことができる。
コンデンサ136に接続されたツェナーダイオード146は、
該コンデンサ136から抽出可能なDC電圧が、該ダイオー
ド146のフェナー電圧として規定される値を越えないよ
うにする。DC電圧スレショルド検出器148を使って、コ
ンデンサ136でのDC電圧値が監視されており、さらに当
該スレショルド検出器148は、所定のDC電圧がコンデン
サ136に現わると直ちに、所定の「１」「０」信号を発
する。RFスレショルド検出器142の出力端子150とDC電圧
スレショルド検出器148の出力端子152とは、AND回路154
の２つの入力端子にそれぞれ接続されており、このAND
回路154は、２台のスレショルド検出器142、148が共
に、所定の値「１」を表わす信号を出力するときには必
ず、所定の値「１」を表わす開始信号を出力する。
２台のスレショルド検出器142、148は、VCCと付記さ
れている端子156、157にて、供給電圧を受けとるが、こ
の電圧はコンデンサ136における電圧に等しい。この供
給電圧は、ゼロから始まってツェナーダイオード146に
よって規定される電圧に到達する迄、RF呼び出しパルス
の受信に伴って増大し、一方、２台のスレショルド検出
器142、148は、ツェナーダイオード146のツェナー電圧
によって規定されるところの、コンデンサ136の電圧よ
り低い供給電圧であっても動作するように構成されてい
る。
コンデンサ136には、スイッチ156も接続されており、
このスイッチ156は、AND回路154の出力信号によって制
御される。このスイッチ156は、応答装置12の図示以外
の残余の構成要素における“＋”印の付されている端子
と、コンデンサ136との間に挿入されている。
コンデンサ136における電圧が、この残余の構成要素
の完全な動作に必要な値に到達する迄、当該要素が供給
電圧を取得しないようなやり方になっている。
第２図から明らかなように、スイッチ140は、AND回路
154の出力信号によって制御される。そのことの意味す
るところは、AND回路154が開始信号を発すると直ちに、
RFバス138の138b部分が、138a部分に接続されるという
ことである。
RFバス138の138b部には、RFバス138におけるRF信号の
周波数を1/2に分周する分周器158が接続されている。分
周器158の出力端子には、もう一つの分周器160が接続さ
れており、その分周器160は更に周波数を1/4に分周する
ことで、結果的に、当該分周器160の出力端子には、RF
バス138における周波数の1/8に相当する信号周波数が現
われることになる。
RFバス138の138b部分には、さらに、周波数逓倍器162
が接続されており、この逓倍器162は、RFバスにおけるR
F信号の周波数を２逓倍する。周波数逓倍器162の出力信
号は、シュミット回路164にて成形され、このシュミッ
ト回路164の出力信号は、バルスの繰り返し周波数のRF
バス138でのRF信号周波数の二倍に等しいようなパルス
から成る。シュミット回路164の出力端子は、メモリ168
のクロック入力端子166に接続されており、この場合、
メモリ168は、そのクロック入力端子166に供給されるパ
ルスによる制御のもとに、そこに記憶されている情報を
そのデータ出力端子170に接続されているシフトレジス
タ172に向けて転送可能とした読み出し専用メモリとし
て構成されている。切り換えスイッチ174の切り換え位
置に応じて、シフトレジスタ172は、メモリ168にも供給
されるパルスをそのクロック入力端子176経由で受け取
って、このパルスをクロックとして歩進するか、あるい
は分周器160によって与えられるパルスを同様に受け取
って、これをクロックとして歩進するものである。切り
換えスイッチ174の制御は計数器178により行なわれるも
のであるが、この計数器178はメモリ168に供給されるパ
ルスを計数し、所定の計数値に達したとき直ちに、スイ
ッチ174に対する切り換え信号をその出力端子180から出
力する。シフトレジスタ172は、クロックパルスがその
クロック入力端子176に供給されている限り、このレジ
スタに供給される情報が循環するように構成されてい
る。この循環動作は、フィードバック線182を通じて可
能となるようにしてある。
応答装置12は更に、単安定マルチバイブレータ184を
含んでおり、この単安定マルチバイブレータ184のトリ
ガ入力端子186は、AND回路154の出力端子に接続されて
いる。AND回路154が開始信号を発すると直ちに、単安定
マルチバイブレータ184がトリガされて、それの準安定
期間中、その出力端子188に励起パルスを出力する。そ
の励起パルスは電界効果トランジスタ190を導通状態に
し、導通状態の電界効果トランジスタ190は、励起パル
スの継続期間中、RFバス138を接地する。もう一つの単
安定マルチバイブレータ192は、そのトリガ入力端子194
にて、分周器158の出力端子に接続されている。出力信
号が分周器158の出力端子に現れると直ちに、単安定マ
ルチバイブレータ192がトリガされるので、それの準安
定期間中、その出力端子196に維持パルスを出力し、こ
の維持パルスが、単安定マルチバイブレータ184の出力
端子188からの励起パルスの場合と同様に、電界効果ト
ランジスタ190を介してスイッチングを行う。
後述する理由により、単安定マルチバイブレータ192
の準安定期間は、単安定マルチバイブレータ184のそれ
よりもやや短く設定してある。
RFバス138の138a部分には、コンデンサ198が接続され
ており、このコンデンサ198はスイッチとして働く電界
効果トランジスタ200により、並列共振回路130に対して
作動的に接続可能である。必要であれば、応答装置12に
は、プロセッサ202が内蔵されていてもよく、かかるプ
ロセッサ内蔵の目的については後述するであろう。プロ
セッサ202は、センサ204からの入力信号の受信が可能で
あり、このセンサ204は、応答装置12の周囲環境に関す
る物理的パラメータ、例えば、周囲温度、周囲圧力等々
に感応する。プロセッサ202は、出力端子206を有し、こ
の出力端子から、センサ204により決定されるパラメー
タを表わすデータを提供することができる。プロセッサ
202は、復調器212が特別仕様で設置してある場合に限
り、その出力端子210からの信号を、入力端子208にて受
信可能である。この復調器212の目的は、詳細に後述さ
れるであろう。
さて、呼び出し応答システムの各構成要素から成る全
体的な構成についてすでに記載したので、このシステム
の作動状態での順序動作を以下に説明しよう。
第２図に示された応答装置12は、比較的数多くの対象
物に装着されているものとし、また応答装置12は、呼び
出し装置10を用いて各個に指定されて呼び出されるよう
になっているものとする。ここで第３図を参照すると、
同図では、どの構成要素が、どの期間で、作動状態にな
っているかが示されており、さらに各構成要素が一回の
動作サイクルの中で果す役割も示されている。左側に付
された数字は、着目された特定の構成要素の参照番号で
あり、一方横軸に沿って各構成要素の作動状態になって
いる期間がそれぞれに示されている。
呼び出し操作を実行するにあたって、操作者は呼び出
し装置10を基地装置16から外し、t0の時点でスイッチ76
を閉じる。そうすると、呼び出し装置10内部の構成要素
のうちの予め選定されたものに、バッテリ74に現れてい
る電圧が、電源電圧として供給されることになる。呼び
出し動作を始動させるには、操作者がキー14を一寸押下
すると（t1の時点）、その結果、マイクロプロセッサ18
の入力端子15が、キー14の押下期間中、接地される。こ
れに応動して、マイクロプロセッサ18が、その出力端子
22から信号を発することでRF発振器20を作動状態に設定
する（t2の時点）。同時に、マイクロプロセッサ18は、
その出力端子34から信号を発して、スイッチ24を閉じ、
その結果、期間Ａにわたって、RF発振器20により生成し
た搬送波が、スイッチ24経由で増幅器26に導かれ、そこ
で増幅された後、結合コイル32へと伝達可能である。こ
の搬送波により、コイル38とコンデンサ40とから成る共
振回路が、発振するように加振される。２つのスイッチ
42、46は、動作サイクルのこの段階では、共に閉じられ
ている。コイル38は送信コイルとして働き、これが、マ
イクロプロセッサ18の出力端子22にからの信号の継続期
間として定まる期間、RF呼び出しパルスとしてのRF搬送
波を送信する。マイクロプロセッサ18により規定される
この期間の満了後、RF発振器20の作動が停止する（T3の
時点）。コイル38とコンデンサ40により形成されている
共振回路での発振が、できるだけ迅速に非振動的に停止
に至るよう、スイッチ42を、マイクロプロセッサ18の出
力端子48からの信号で少しの間（期間Ｂ）、開いて、抵
抗器44を共振回路にとっての減衰抵抗として作用させ
る。スイッチ42の再閉後スイッチ46を開き（t4の時
点）、その結果、コイル38とコンデンサ40とから成る共
振回路が、並列共振回路から直列共振回路に切り換えら
れて、応答装置12からの返信の受信に備えられる。スイ
ッチ46を開くと同時に、スイッチ78を閉じて、バッテリ
74からの電源電圧を、クロック発振器58、復調器62、２
台の増幅器52、54に一斉供給する。かくて、期間Ｃの経
過中、呼び出し装置10は、応答装置12から戻ってくる信
号を受信すべく待機するものである。
コイル38によるRF呼び出しパルスの到達範囲内に応答
装置12が存在するものと仮定しよう。そこで、応答装置
12の並列共振回路130中のコイル132は、このRF呼び出し
パルスを受信して、結果的に、共振回路130が発振する
ように加振される。整流ダイオード144によって、RFバ
ス138の138a部分におけるRF発振波形が整流され、コン
デンサ136が直流で充電される。引き続いての応答装置1
2の各構成要素へのエネルギー供給のためには、コンデ
ンサ136中に貯えられたエネルギーだけが用いられる。
RF呼び出しパルス受信終了（t3の時点）に伴って、RF
バス138の138a部分におけるRFレベルが降下しはじめ
る。RFスレッショルド検出器142はこのRFレベルの降下
を検出して、そのレベルが所定のレベル以下に降下する
と直ちに、その出力端子150から所定の「１」「０」信
号を出力する。コンデンサ136の電圧はDC電圧スレショ
ルド検出器148によって監視されており、所定のDC電圧
値に達したときに、その出力端子152から、所定の
「１」「０」信号を同様に出力する。２台のスレショル
ド検出器142、148が共に所定の値「１」を表わす信号を
出力すると直ちに、前記AND回路154がその出力端子に所
定の値「１」を表わす開始信号を発生させる。その開始
信号がスイッチ156を閉じるように作用し、その結果、
それによって応答装置12内で“＋”印の付されていると
ころの、残余の構成要素の電源端子に、供給電圧が供給
されるが、この場合、この供給電圧は、ツェナーダイオ
ード146を用いて一定値に保たれているコンデンサ136の
電圧である。AND回路154からの開始信号は、スイッチ14
0を閉じるようにも作用し、その結果、RFバス138の138a
部分と138b部分という２つの部分が、相互に接続され
る。更に、この開始信号によって、単安定マルチバイブ
レータ184がトリガされ、それによってその準安定期間
中、電界効果トランジスタ190を導通状態にするような
励起パルスを発する。結果として、コンデンサ136から
接地に到る回路が、コイル132とRFバス138経由で閉成さ
れる。それに応動して、励起パルスの継続期間中、直流
がコイル132を流れて、並列共振回路130をその共振周波
数で発振するように加振する。かくして並列共振回路13
0がRF搬送波発振器となる。
単安定マルチバイブレータ184の出力端子188での励起
パルス終了後、電界効果トランジスタ190が再び非導通
状態にされ、それでもはやコイル132に電流が流れなく
なる。しかしながら、並列共振回路130は高いＱ値を有
しているので、RF搬送波発振は直ちに停止することな
く、共振回路130は減衰振動で発振を続ける。分周器158
はRF搬送波の周波数を1/2に分周するのであるが、この
場合、発振振動の２周期経過後に、この分周器158はそ
の出力端子で単安定マルチバイブレータ192に信号を発
し、単安定マルチバイブレータ192はそれによりトリガ
されて、その準安定期間中、維持パルスを電界効果トラ
ンジスタ190に供給する。前述したように、単安定マル
チバイブレータ192により提供される維持パルスは、単
安定マルチバイブレータ184によって提供される励起パ
ルスよりやや短かい。と言うのは、単安定マルチバイブ
レータ184は、並列共振回路130でのRF搬送波発振を始動
させなければならないものであるが、これに対して、単
安定マルチバイブレータ192の維持パルスは、既に始動
している発振を再度加振すること、すなわちそれ以上に
減衰しないようにすることを確実ならしめるために必要
なものであるに過ぎないからである。
単安定マルチバイブレータ192からの維持パルスによ
り、該マルチバイブレータ192の準安定期間中、コイル1
32への電流流入が起こるが、その意味するところは、短
時間、エネルギーがRF搬送波発振器（並列共振回路13
0）にポンピングされるということであり、このポンピ
ング効果は、分周器158の使用の故に、RF搬送波の隔周
期（１周期置き）の振動周期経過後ごとに発生するので
ある。
スイッチ140が閉じた直後、並列共振回路130からの搬
送波は、周波数逓倍器162にも到達し、この逓倍器162は
搬送周波数を２逓倍する。２逓倍された周波数の信号
は、シュミット回路が164で波形整形され、その結果、
その出力端子にパルス波形信号が現われて、それがクロ
ック信号としてメモリ168に供給される。同時に、シュ
ミット回路164から出力されたパルスは、計数器178で計
数される。
データは、メモリ168中に固定的に記憶されていて、
当該データは各応答装置12に対して固有に割当てられて
いるものとする。当該データは、例えば、64ビットから
成るものであってもよい。メモリ168のクロック入力端
子166にシュミット回路164から供給されるクロックパル
スの時間基準に合わせて、メモリ168中に存在する情報
が、シフトレジスタ172に向けて転送される。この場
合、シフトレジスタ172には、全部で64ビットから構成
されるデータの情報が記憶されているので、この転送動
作のためには、64個のクロックパルスが必要である。
同様に、クロックパルスを計数することにより、計数
器178は、メモリ168からシフトレジスタ172へのデータ
ビットの転送の完了時点を確定する。64クロックパルス
の受信後、その出力端子180から、スイッチング信号を
切り換えスイッチ174に向けて出力する。スイッチ174が
初めに保っているスイッチ位置は、シフトレジスタ172
のクロック入力端子176が、メモリ168のクロック入力端
子166と同じく、シュミット回路164の出力信号を、クロ
ックパルスとして受信するような位置である。スイッチ
ング信号により、切り換えスイッチ174が操作される
と、シフトレジスタ172のクロック入力端子176が、分周
器160の出力信号を受信するが、この分周器160は、分周
器158の出力信号の周波数を1/4に分周するものである。
ここでクロック入力端子176に到達する信号の周波数
は、かくして、並列共振回路130でのRF搬送波の周波数
の1/8である。
更にクロックパルスをシフトレジスタ172に供給する
ことにより、それに記憶されている情報が出力端子173
に出力され、これが電界効果トランジスタ200に供給さ
れる。シフトレジスタ172の出力端子173からの信号で表
わされる「１」「０」の二進値に応じて、電界効果トラ
ンジスタ200は導通状態ないし非導通状態のいずれかに
される。電界効果トランジスタ200が導通状態であれ
ば、コンデンサ198が、並列共振回路130に並列に接続さ
れるので、その発振周波数は、コンデンサ134とコンデ
ンサ198の各容量値の和に支配される。しかしながら、
電界効果トランジスタ200が非導通状態であれば、並列
共振回路130が発振する周波数は、コンデンサ134の容量
のみに支配される。電界効果トランジスタ200の導通状
態と非導通状態間のスイッチングに関しては、シフトレ
ジスタ172からのデータに依存して制御されるので、こ
のことにより、並列共振回路130の発振周波数に周波数
偏移を施すことで、結局のところは発振済みの高周波搬
送波に対しての公知のFS変調を得ることとなる。
コンデンサ136中に貯えられているエネルギーが、応
答装置12の中に含まれているチップのすべてに対して、
それらの充分な作動に必要なエネルギーを供給するのに
こと足りている限り、RF搬送波は、単安定マルチバイブ
レータ192からの維持パルスによるポンピング作用によ
って維持される。RF搬送波がRFバス138に存在する限
り、シフトレジスタ172には、２台の分周器158、160経
由で、クロックパルスが供給されており、その結果、そ
こに記憶されている情報は、フィードバック線182があ
るので、出力端子173ではシフトのたびに連続的に逓倍
（上位桁に向けてシフト）されて現われ、これがFS変調
用に、電界効果トランジスタ200に供給される。かくし
て、コイル132によって放出されるRF波には、メモリ168
からの変調情報が、連続して数回分含まれている。
明らかに、メモリ168からシフトレジスタ172への情報
転送に用いられるクロック周波数は、シフトレジスタか
ら情報を出力する際のクロック周波数よりも16倍高いも
のである。結果として、単安定マルチバイブレータ184
からの励起パルスを用いてRF搬送波を加振した後、メモ
リ168からの情報が、きわめて迅速にシフトレジスタ172
に転送されるので、その結果それに相応して、RF搬送波
の変調を開始することや、ひいては、呼び出し装置10に
向けてメモリ168に記憶されている情報の返送を開始す
ることが非常に迅速に行われる。送信エネルギーは、コ
ンデンサ136における電圧の減少につれて、連続的に減
衰するので、メモリ168に記憶されている情報の返送に
関しては、これをきわめて迅速に開始するのが特に望ま
しい。と言うのは、ここで少なくとも初動時には、比較
的高い送信レベルが存在していて、そのことにより呼び
出し装置10が信頼性の高い識別を行いうるからである。
そればかりか、比較的高い送信レベルでは、干渉が起り
にくく、そのことが、識別の信頼性の確保にも役立って
いるのである。
実際的な実施例にあっては、RF発振器に関しては、こ
れを125KHz（キロヘルツ）の周波数で作動させたので、
従って並列共振回路130もこの周波数に同調させた。こ
の周波数を使用すると、メモリ168内に記憶されている
全64ビットの情報を5ms（ミリセカンド）以内に呼び出
し装置10へ向けて返送することが達成可能であった。唯
１発のRF呼び出しパルスを用いた場合でも、、応答装置
12での使用可能エネルギーが充分な動作を確保するには
小さくなりすぎてしまう以前に、15回の情報返送を行う
ことが可能であった。
さてここで、応答装置12が並列共振回路130を介して
呼び出し装置10に向けて64ビットから成る情報を返送す
る場合の作動状態を検討してみよう。既述したように、
呼び出し装置10は、RF呼び出しパルスの送信終了後、ス
イッチ46を開いてスイッチ78を閉じることにより、受信
状態に設定されていた。そこで、コイル38により受信さ
れた変調RF搬送信号は、かかる回路状態では、２台の増
幅器52、54で増幅されて、クロック発振器58と復調器62
に供給される。クロック発振器58は、受信したRF信号に
応動してマイクロプロセッサ18用にクロック信号を生成
し、一方、復調器62は、応答装置12にてすでにFS変調の
施されたRF搬送信号を復調する。復調された信号はマイ
クロプロセッサ18の入力端子64に供給されるが、そうす
るとこのマイクロプロセッサ18は、相互接続線68を介し
て、これをRAM66にそれを供給する。と同時に、この復
調された情報を、表示装置72により、操作者に対して視
認可能に表示する。
実際に起りうることとして、RF呼び出しパルスが応答
装置12に向けてコイル38によって送信されている期間中
には、応答装置12が、呼び出し装置10からの呼び出しパ
ルスの到達範囲内に存在していないという場合がある。
この場合には、呼び出し装置10が、RF呼び出し信号の送
信完了後所定の時間以内に返信を受信せず、これによ
り、マイクロプロセッサ18が第１発目の呼び出しパルス
送信時の動作状態に復帰させられる。しかしながら、動
作状態の復帰に際して、出力端子36からの信号によりス
イッチ24の代りにスイッチ28を閉じ（t5の時点）、結果
としてRF発振器20により生成したRF発振が、増幅器30経
由でコイル32を介してコイル38に供給されるが、この増
幅器30は増幅器26のそれよりも高い利得を持っている。
結果として、RF呼び出しパルスの送信は、より強力な送
信電力で行われるので、より大きな到達範囲が得られ
る。このことは、その時点で応答装置12が応答して応答
信号を返送してくる（Ｄの期間）範囲内に、当装置が存
在する可能性を増大させる。
より強力な送信電力でRF呼び出しパルスの送信を繰り
返えすことに関しては、第１発目のRF呼び出しパルスの
送信に応答装置12が返信しなかった場合以外にも利用す
ることができる。と言うのは、応答装置12が既に返信済
みの場合でも、この繰り返し送信を実行することが可能
である。このことは、呼び出し装置10に対してより近い
ところに配設されている応答装置12が、第１発目の呼び
出し信号に応呼返信し、一方、より強力な送信電力で送
信したRF呼び出し信号に応呼して、より遠い距離にある
応答装置12が、返信するようにすることが可能である。
しかしながら、この可能性を実用化するとすれば、応
答装置12がRF呼び出しパルスを受信して、返信サイクル
を実行した後の一定期間にわたって、その後のRF呼び出
しパルスの受信に応動しないように、応答装置12自体に
おいてそのことを担保しなければならない。これによ
り、同一の応答装置12が連続して２発送信されたRF呼び
出しパルスに対して共に返信するのを防ぐことが可能に
なる。
呼び出し装置10を継続的に繰り返し使用する実際の場
合には、多数の対象物の夫々が応答装置12を備えてお
り、これがRF呼び出しパルスの送信によって、呼び出さ
れ、応答装置12によって返信された情報が呼び出し装置
10により受信され、この情報がRAM66中に記憶される。
各々の場合で記述した構成にあっては、呼び出し装置
10のRF呼び出しパルスの到達範囲内にあるすべての応答
装置12が一斉に呼び出される。しかしながら、数多くの
応答装置12のうち、特定の応答装置群だけを全く個々に
呼び出し、そこに記憶されている情報を返信させること
が望まれる場合もあり得る。この願望は、応答装置12に
プロセッサ202を設けることにより充足可能である。ま
ず、第一に、マイクロプロセッサ18と協働する変調器98
により、送信すべきRF呼び出しパルスを、個々に返信作
動可能状態にされるべき応答装置12（単数）に割当てら
れたアドレスで変調することが、呼び出し装置10内で確
実に行われなければならない。応答装置12は、このため
に、復調器212を内臓しており、この復調器212は、受信
したRF呼び出しパルスを復調する。復調器212の出力端
子210に復調されて現われたアドレスが使用可能であ
り、これがプロセッサ202の入力端子208に供給される。
その際、プロセッサ202は、そこに供給されたアドレス
が、その応答装置12に対して固定的に設定されてあった
アドレスと一致するか否かを判定する。プロセッサ202
が両アドレスの一致を検出すると、該プロセッサは出力
端子206に始動信号を出力し、この始動信号が、前述し
た用法のAND回路154により与えられる始動信号に代っ
て、応答装置12を始動させ、これにより、メモリ168に
記憶されている情報が呼び出し装置10に向けて返送され
る。このやり方で、応答装置12を備えている数多くの対
象物のうち、特定のアドレスを持つものを、個別的に探
査し発見することが可能である。
本明細書中に記載した実施例では、応答装置12は、常
に、メモリ168に予め書き込んである固定的な情報を返
信するものであった。しかしながら、RF呼び出しパルス
を送信することにより、応答装置12の周囲環境について
の物理的パラメータに関する情報を与えるような特定の
データの返送に応答装置12に求めることもまた望まれる
ところである。例えば、このやり方で、応答装置12が配
設されている箇所での周囲温度や周囲気圧が要求される
こともある。応答装置12でこれを可能にするには、セン
サ204を配設するのがよく、このセンサ204が、関心事で
ある特定パラメータに感応する。そこで、センサ204は
その出力信号をプロセッサ202に送って、このプロセッ
サ202がセンサ204からの出力信号に基づいて、データ値
を生成し、このデータ値を出力端子206からメモリ168に
供給するが、このメモリ168は本実施例では、ランダム
アクセスメモリ（RAM）であって、既述の別の実施例で
のそれのように、読み出し専用メモリ（ROM）ではな
い。当該RAM中に書き込まれたデータは、既述のやり方
で、シフトレジスタ172を介して、返送されるべきRF搬
送波を変調するための電界効果トランジスタ200の制御
に用いられる。
センサ204は、例えば、気圧感知センサであってもよ
い。この場合には、応答装置12は、車両用の空気入りタ
イヤのカーカス内に設置されて、車両内にある呼び出し
装置10により、そのタイヤ内で得られる空気圧を連続的
に監視することが可能である。
実際の使用では、呼び出し装置10の助けをかりて、比
較的多数の呼び出しサイクルを実行した後では、RAM66
内には、比較的多数の応答装置12から返送された情報が
記憶さている。評価のためには原則として、これらの情
報を中央データ処理装置（図示せず）に転送しなければ
ならない。それをどのようにして行うかをここで記載し
ておこう。
最も単純な場合では、データをRAM66からジャック70
のところで取り出すのであるが、ジャック70に関して
は、第１図では、マルチポール接続で代表させてこれを
示してある。このジャック70経由でRAM66中に記憶され
ている情報を、当該技術の専門家にとって周知の方法で
読み出せばよい。
しかしながら、第１図に示した呼び出し装置10では、
RAM66からの情報は、基地装置16に対しても非接触で送
信され、さらに、そこから中央データ処理装置へと転送
される。呼び出し装置10は、最初は基地装置16上に載置
されており、さすれば、コイル96が、基地装置16内のコ
イル118と空間的に接近して横たわっていることにな
る。既述のように、基地装置16上に応答装置10を載置す
ると、スイッチ114が閉じ（t9の時点）、その結果、バ
ッテリ74の充電が確実に行われる。充電センサ86により
与えられる信号を用いて、マイクロプロセッサ18は、呼
び出し装置10が基地装置16上にある旨を通報される。操
作者がここでスイッチ76を閉じてからキー14を一寸押す
と、マイクロプロセッサ18は情報転送サイクルを開始す
るが、そのサイクルの或る過程で、RAM66の内容を基地
装置16に転送し、そこから出力端子214経由でさらにこ
れを中央データ処理装置へと転送する。かかるデータ転
送処理を始動させるには、マイクロプロセッサ18が２つ
のスイッチ100、90を共に閉じ（t10の時点）、そしてRF
発振器20がRF搬送波発振を生起することを確実なものと
する。RAM66からの情報は、スイッチ100を経由で変調器
98に供給され、この変調器98は、RF発振器20が生成する
RF搬送波を変調する。さらにスイッチ90と増幅器94を経
由して、変調済みのRF搬送波がコイル96に到達し、それ
がコイル96からコイル118へと結合する。復調器120は変
調済みのRF搬送波を復調し、その結果、RAM66から取り
出された情報が、出力端子214に、後続の中央データ処
理装置へと転送可能な状態で現われる。
第１図には、破線でRAM66からデータ処理装置へのデ
ータ送信の代替例が示してある。この代替例を用いる
と、呼び出し装置10の変調器98と基地装置16の復調器12
0とが不要である。と言うのは、情報転送が、RF搬送波
の変調の形ではなく、直接に、つまり２つのコイル10
4、118を使用することで低周波信号を用いるベースバン
ドの形で行われるからである。
応答装置12では、受信したRF搬送波中に含まれている
エネルギーを貯え、そしてこのエネルギーを、そこに記
憶させているデータの返送に必要な構成要素に供給すべ
く利用することを明らかにしてきた。制御と同期とのた
めに必要なクロック信号は、RF搬送波に由来するもので
あるが、この搬送波は応答装置12でのRF呼び出しパルス
の消滅直後に生成されるものである。RF搬送波信号から
のクロック信号の抽出により、送信側と受信側との同期
が非常に良好に達成されている。このシステムは周波数
変動には敏感ではなく、したがって校正は不要である。
データの返送が非常に迅速に行われうるので、エネルギ
ー貯蔵には小さなコンデンサの使用が可能であり、この
ことが価格低減に顕著に貢献する。記載の応答装置12は
殆ど完全に集積回路として製作可能であり、その結果、
それは、きわめて小型に製造可能である。コイル132と
コンデンサ134とコンデンサ136だけを、集積回路とは別
に個別に構成部品として備える必要がある。第４図は、
この個別の構成部品をどのようにして支持基板上に配置
することができるかを示してある。集積回路218並びに
２つのコンデンサ134、136は、コイル132で取り囲まれ
ており、コイル132は環状に作られている。この構成を
もつ応答装置12は、例えば、大量のスペア部品貯蔵の各
々個別のスペア部品に配設することができ、このスペア
部品貯蔵から個別のスペア部品を、必要時に自動的に拾
い出すことができよう。呼び出し装置10を用いて、その
スペア部品を特定してスペア部品貯蔵の中から探し、次
いで自動的に取り出すことができよう。
冒頭で既述したように、応答装置12は、例えば、大群
の動物に装着することもでき、そして呼び出し装置10を
使用してこれらの動物を連続的に監視ないし検査するこ
とができる。応答装置12の構成部品はきわめて小さく製
作可能なので、装置全体を小さいピンの形状にしてこの
ピンを動物の皮膚下に埋め込むことさえも可能である。
相応する構成を第５図に示す。
本例でのコイルに関しては、感度を増加させるべく、
小型フェライトコア220の廻りにこれを巻くことができ
よう。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明による呼び出しシステムの呼び出し装
置10と、その呼び出し装置10と協働する基地装置16のブ
ロック回路図である。 第２図は、本発明による呼び出しシステムの応答装置12
のブロック回路図である。 第３図は、呼び出し装置10、応答装置12、基地装置16の
間の協働の時間的関係を説明するためのタイムチャート
である。 第４図は、応答装置の第一の実施例である。 第５図は、応答装置の第二の実施例である。 10……呼び出し装置 12……応答装置 14……キー 16……基地装置 18……マイクロプロセッサ 130……並列共振回路 132……並列共振回路のコイル 134……並列共振回路のコンデンサ 136……コンデンサ（エネルギー蓄積回路） 142……RFスレショルド検出器 148……DCスレショルド検出器 158……分周器 184、192……単安定マルチバイブレータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−49278（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−120592（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−156502（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】少なくとも一種類のRF呼び出しパルスを応
    答装置に向けて送信する呼び出し装置10と、 上記呼び出しパルスに応動して変調RF搬送波の形で上記
    呼び出し装置10に向けて、その内部に記憶されているデ
    ータを返送する応答装置12とを含んで成る呼び出し応答
    システムにおいて、 上記応答装置12には、 RF呼び出しパルスに含まれているエネルギーを蓄積する
    エネルギー蓄積回路136と、 RF呼び出しパルスの受信終了とエネルギー蓄積回路136
    内での所定エネルギー量の存在とに依存して、RF呼び出
    しパルスに含まれている周波数で作動するRF搬送波発振
    器130、132、134の励起を始動するスレショルド検出手
    段142、148と、 RF搬送波発振器130、132、134からの出力信号に基づい
    て、RF搬送波を維持するとともに、返送すべきRF搬送波
    を該装置12内に記憶されているデータで変調すべく用い
    られる制御信号を生成する制御信号生成手段158、192と
    が備えられていることを特徴とする呼び出し応答システ
    ム。
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