JP5445487B2 - Wireless transmission device - Google Patents
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Description
本発明は、無線送信装置に関する。 The present invention relates to a wireless transmission device.
車両において、ユーザーが携帯する携帯機との間で無線通信によりID認証し、さらには、該携帯機からの指令により、ドアロックの施錠/開錠やエンジン始動などの制御を可能としたキーレスエントリーシステムが普及している。 Keyless entry that enables ID authentication by wireless communication with a portable device carried by a user in a vehicle, and further enables control such as locking / unlocking of a door lock and engine starting by a command from the portable device. The system is widespread.
また、車輪のバルブに搭載されている空気圧センサと無線で通信し、空気圧の低下を検出するとメータに警告表示を出力するタイヤ空気圧監視システム(TPMS:Tire Pressure Monitoring System)も普及している。 In addition, a tire pressure monitoring system (TPMS: Tire Pressure Monitoring System) that communicates wirelessly with an air pressure sensor mounted on a wheel valve and outputs a warning display to a meter when a decrease in air pressure is detected is also widespread.
上記のような無線通信を用いるシステムにおいては、アンテナ出力の波形振幅を安定に維持できて、かつ損失が少なく、確実に探索用電波の到達エリアを形成あるいは変更可能なことが求められる(例えば、特許文献1参照)。 In the system using the wireless communication as described above, it is required that the waveform amplitude of the antenna output can be stably maintained, the loss is small, and the arrival area of the search radio wave can be reliably formed or changed (for example, Patent Document 1).
特許文献1では、探索用電波の電波到達エリアを変更するために、送信用アンテナへの送信駆動電圧を可変としている。このため、電圧変換回路(コンバータ)あるいは電圧調整回路(レギュレータ)を用いている。 In Patent Document 1, in order to change the radio wave arrival area of the search radio wave, the transmission drive voltage to the transmission antenna is variable. For this reason, a voltage conversion circuit (converter) or a voltage adjustment circuit (regulator) is used.
特に、車両のように無線通信装置の電源としてバッテリーを用いる場合、温度その他の使用環境によって、他の電源装置に比べて電源電圧が変動しやすいので、電波の出力(電界強度つまり電波到達エリア)も変動してしまう。そこで、電波到達エリアを一定に保つため、バッテリー電圧に応じて送信駆動電圧の昇圧/降圧(電源電圧の安定化)を行う必要がある。このため、昇圧/降圧に必要な回路を追加することにより、装置が大型化するとともにコストが上昇する問題が生ずる。また、スイッチング素子を用いて電源電圧の安定化を行う際には、スイッチングノイズも無視できないレベルとなる。 In particular, when a battery is used as a power source for a wireless communication device such as a vehicle, the power supply voltage is more likely to fluctuate than other power supply devices depending on the temperature and other usage environments. Will also fluctuate. Therefore, in order to keep the radio wave arrival area constant, it is necessary to increase / decrease the transmission drive voltage (stabilize the power supply voltage) according to the battery voltage. For this reason, adding a circuit necessary for step-up / step-down causes a problem that the apparatus becomes larger and the cost increases. Further, when the power supply voltage is stabilized using the switching element, the switching noise is at a level that cannot be ignored.
上記問題点を背景として、本発明の課題は、電源電圧の安定化を行うことなく、電界強度の安定化あるいは、電界強度の変動を低減することが可能な無線送信装置を提供することにある。 Against the background of the above problems, an object of the present invention is to provide a wireless transmission device that can stabilize electric field strength or reduce fluctuations in electric field strength without stabilizing power supply voltage. .
上記課題を解決するための無線送信装置は、送信用アンテナと、電源と、送信用アンテナの第一端と、電源および接地との間にそれぞれ設けられる第一スイッチング素子および第二スイッチング素子を含み、第一スイッチング素子がオン状態となり第二スイッチング素子がオフ状態となることで、電源による送信用アンテナへの通電方向を、送信用アンテナの第一端側から第二端側に向う第一通電方向とし、第一スイッチング素子がオフ状態となり第二スイッチング素子がオン状態となることで、電源による送信用アンテナへの通電方向を該第一通電方向とは逆の第二通電方向とするハーフブリッジ回路として動作するスイッチング回路と、電源の電圧を検出する電源電圧検出回路と、送信用アンテナの第二端と接地との間に設けられ、予め定められたインピーダンス値を発生するインピーダンス回路と、検出した電源の電圧に基づいて、インピーダンス回路のインピーダンス値を調整する送信制御回路と、を備えることを特徴とする。 A wireless transmission device for solving the above problems includes a transmission antenna, a power source, a first end of the transmission antenna, a first switching element and a second switching element provided between the power source and the ground, respectively. When the first switching element is turned on and the second switching element is turned off, the first energization direction from the first end side of the transmitting antenna to the second end side is changed to the energizing direction of the transmitting antenna by the power source. Direction, and the first switching element is turned off and the second switching element is turned on, so that the energizing direction to the transmitting antenna by the power source is the second energizing direction opposite to the first energizing direction. A switching circuit that operates as a circuit, a power supply voltage detection circuit that detects the voltage of the power supply, and is provided between the second end of the transmitting antenna and the ground, An impedance circuit for generating an order was impedance value based on the voltage of the detected power, characterized in that it comprises a transmission control circuit for adjusting the impedance value of the impedance circuit.
本発明は、電源電圧が変動する環境下で使用されるハーフブリッジ回路を用いた無線送信装置において、電源安定化回路を使用せず、出力電界強度を安定化、または出力電界強度の変動を低減させるものである。アンテナ駆動時のQは、Q=ω×L/R(ω×L:送信用アンテナのリアクタンス,R:送信用アンテナおよびインピーダンス回路の抵抗分)と表すことができ、送信用アンテナのコイルの端子電圧VLと電源電圧Vの関係は、上述のQを用いると、VL=Q×Vと表すことができる。つまり、電源電圧Vの変動に応じてQを変化させれば、VLを一定値あるいはVLの変動を所定範囲内に収めることができる。上記構成によって、ハーフブリッジ回路を用いた無線送信装置において、上述のインピーダンス値を調整することで、端子電圧VLすなわち出力電界強度の変動を低減することができる。 The present invention stabilizes the output electric field strength or reduces the fluctuation of the output electric field strength without using the power supply stabilization circuit in the wireless transmission device using the half-bridge circuit used in an environment where the power supply voltage fluctuates. It is something to be made. Q at the time of antenna driving can be expressed as Q = ω × L / R (ω × L: reactance of transmitting antenna, R: resistance of transmitting antenna and impedance circuit), and terminal of coil of transmitting antenna The relationship between the voltage VL and the power supply voltage V can be expressed as VL = Q × V using the above-described Q. That is, if Q is changed according to the fluctuation of the power supply voltage V, VL can be kept constant or the fluctuation of VL can be kept within a predetermined range. With the above configuration, in the wireless transmission device using the half-bridge circuit, the terminal voltage VL, that is, the variation in the output electric field strength can be reduced by adjusting the impedance value described above.
また、本発明の無線送信装置における送信制御回路は、送信用アンテナから送信する電波の電界強度が予め定められた電界強度範囲内に含まれるように、インピーダンス回路のインピーダンス値を調整する。 Further, the transmission control circuit in the wireless transmission device of the present invention adjusts the impedance value of the impedance circuit so that the electric field intensity of the radio wave transmitted from the transmitting antenna is included in a predetermined electric field intensity range.
上記構成によって、ハーフブリッジ回路を用いた無線送信装置において、インピーダンス値を調整することで出力電界強度の変動を低減する他に、電源電圧の変動に関係なく、出力電界強度が所望の電界強度範囲内に含まれる(すなわち、所望の電波到達エリアを形成できる)ようにすることができる。 With the above configuration, in a wireless transmission device using a half-bridge circuit, the output field strength can be reduced within the desired field strength range regardless of fluctuations in the power supply voltage, in addition to reducing the variation in output field strength by adjusting the impedance value. (That is, a desired radio wave arrival area can be formed).
また、本発明の無線送信装置におけるインピーダンス回路は、送信用アンテナの第二端と接地との間に接続された抵抗素子を含み、送信制御回路は、電源の電圧に基づいて、抵抗素子の抵抗値を変化させることにより、インピーダンス回路のインピーダンス値を調整する。 In addition, the impedance circuit in the wireless transmission device of the present invention includes a resistance element connected between the second end of the transmission antenna and the ground, and the transmission control circuit determines the resistance of the resistance element based on the voltage of the power source. The impedance value of the impedance circuit is adjusted by changing the value.
上記構成によって、ハーフブリッジ回路を用いた無線送信装置において、いわゆるダンピング抵抗値を電源電圧に応じて調整することによりQを変化させることができ、電源電圧の変動に関係なく、送信用アンテナの端子電圧VLすなわち出力電界強度の変動を低減することができる。 With the above configuration, in a wireless transmission device using a half-bridge circuit, Q can be changed by adjusting a so-called damping resistance value according to the power supply voltage, and the terminal of the transmitting antenna can be used regardless of fluctuations in the power supply voltage. Variations in the voltage VL, that is, the output electric field strength can be reduced.
また、本発明の無線送信装置におけるインピーダンス回路は、送信用アンテナの第二端と接地との間に設けられたインピーダンス発生用スイッチング素子と、インピーダンス発生用スイッチング素子に接続され、インピーダンス発生用スイッチング素子がオン状態となったときにインピーダンス発生用スイッチング素子に流れる電流値を調整するための電流調整用抵抗素子を含んで構成され、送信制御回路は、電源の電圧に基づいて、電流調整用抵抗素子の抵抗値を変化させてインピーダンス発生用スイッチング素子に流れる電流値を調整することで、インピーダンス回路のインピーダンス値を調整する。 An impedance circuit in the wireless transmission device of the present invention includes an impedance generation switching element provided between the second end of the transmission antenna and the ground, and the impedance generation switching element, and the impedance generation switching element. Including a current adjustment resistor element for adjusting the value of the current flowing through the impedance generation switching element when the signal is turned on, and the transmission control circuit is configured to control the current adjustment resistor element based on the voltage of the power supply. The impedance value of the impedance circuit is adjusted by adjusting the value of the current flowing through the impedance generation switching element by changing the resistance value.
インピーダンス発生用スイッチング素子に流れる電流値を調整するということは、インピーダンス発生用スイッチング素子を含むインピーダンス回路の抵抗値を調整するということである。つまり、このインピーダンス発生用スイッチング素子が、抵抗値が可変となるダンピング抵抗の役割を果たしている。上記構成によっても、ハーフブリッジ回路を用いた無線送信装置において、電源電圧の変動に関係なく、出力電界強度の変動を低減することができる。 Adjusting the value of the current flowing through the impedance generation switching element means adjusting the resistance value of the impedance circuit including the impedance generation switching element. That is, this impedance generating switching element plays a role of a damping resistor whose resistance value is variable. Also with the above configuration, in a wireless transmission device using a half-bridge circuit, fluctuations in output electric field strength can be reduced regardless of fluctuations in power supply voltage.
また、本発明の無線送信装置におけるスイッチング回路は、送信用アンテナの第二端と、電源および接地との間にそれぞれ設けられる第三スイッチング素子および第四スイッチング素子とをさらに含み、
送信制御回路は、電源の電圧が予め定められた電圧閾値を上回るときには、電源の電圧に基づいてインピーダンス回路のインピーダンス値を調整するとともに、第三スイッチング素子および第四スイッチング素子をオフ状態として、スイッチング回路をハーフブリッジ回路として動作させ、
電源の電圧が電圧閾値を下回るときには、インピーダンス回路のインピーダンス値を高インピーダンス状態あるいは開放状態とするとともに、スイッチング回路を、第一スイッチング素子および第四スイッチング素子がオン状態となり、第三スイッチング素子および第二スイッチング素子がオフ状態となることで、電源による送信用アンテナへの通電方向を第一通電方向とし、第一スイッチング素子および第四スイッチング素子がオフ状態となり、第三スイッチング素子および第二スイッチング素子がオン状態となることで、電源による送信用アンテナへの通電方向を第二通電方向とするHブリッジ回路として動作させる。
The switching circuit in the wireless transmission device of the present invention further includes a third switching element and a fourth switching element provided between the second end of the transmitting antenna and the power source and the ground,
The transmission control circuit adjusts the impedance value of the impedance circuit based on the voltage of the power supply when the voltage of the power supply exceeds a predetermined voltage threshold, and switches the third switching element and the fourth switching element to the OFF state. Operate the circuit as a half-bridge circuit,
When the voltage of the power source is lower than the voltage threshold, the impedance value of the impedance circuit is set to a high impedance state or an open state, and the switching circuit is turned on so that the first switching element and the fourth switching element are turned on. When the two switching elements are in the off state, the energization direction to the transmitting antenna by the power source is the first energization direction, the first switching element and the fourth switching element are in the off state, and the third switching element and the second switching element Is turned on, it operates as an H-bridge circuit in which the energization direction to the transmitting antenna by the power source is the second energization direction.
上記構成によって、ハーフブリッジ回路を用いた無線送信装置において、インピーダンス値を調整しても所望の出力電界強度を得ることができなかったり、出力電界強度を所定範囲内に収めることができないときには、スイッチング回路を、より強い出力電界強度を得ることができるHブリッジ回路として動作させることで、電源電圧の変動に関係なく、出力電界強度を所定範囲内に収めることができる。 With the above configuration, in a wireless transmission device using a half-bridge circuit, when the desired output electric field strength cannot be obtained even if the impedance value is adjusted, or the output electric field strength cannot be kept within the predetermined range, switching is performed. By operating the circuit as an H-bridge circuit capable of obtaining a stronger output electric field strength, the output electric field strength can be kept within a predetermined range regardless of fluctuations in the power supply voltage.
また、本発明の無線送信装置におけるスイッチング回路は、送信用アンテナの第二端と、電源および接地との間にそれぞれ設けられる第三スイッチング素子および第四スイッチング素子とをさらに含み、インピーダンス回路は、第四スイッチング素子と、第四スイッチング素子に接続され、第四スイッチング素子がオン状態となったときに、第四スイッチング素子に流れる電流値を可変とするための電流調整用抵抗素子とを含んで構成され、
送信制御回路は、電源の電圧が予め定められた電圧閾値を上回るときに、電源の電圧に基づいて、電流調整用抵抗素子の抵抗値を変化させて第四スイッチング素子に流れる電流値を調整することで、インピーダンス回路のインピーダンス値を調整するとともに、第三スイッチング素子をオフ状態として、スイッチング回路をハーフブリッジ回路として動作させ、
電源の電圧が電圧閾値を下回るときには、複数の抵抗素子のうちから予め定められたものを選択して、スイッチング回路を、第一スイッチング素子および第四スイッチング素子がオン状態となり、第三スイッチング素子および第二スイッチング素子がオフ状態となることで、電源による送信用アンテナへの通電方向を第一通電方向とし、第一スイッチング素子および第四スイッチング素子がオフ状態となり、第三スイッチング素子および第二スイッチング素子がオン状態となることで、電源による送信用アンテナへの通電方向を第二通電方向とするHブリッジ回路として動作させる。
The switching circuit in the wireless transmission device of the present invention further includes a third switching element and a fourth switching element provided between the second end of the transmitting antenna and the power source and the ground, respectively. A fourth switching element; and a current adjusting resistor element that is connected to the fourth switching element and is configured to change a current value flowing through the fourth switching element when the fourth switching element is turned on. Configured,
The transmission control circuit adjusts the current value flowing through the fourth switching element by changing the resistance value of the current adjusting resistance element based on the voltage of the power supply when the voltage of the power supply exceeds a predetermined voltage threshold. By adjusting the impedance value of the impedance circuit, the third switching element is turned off, and the switching circuit is operated as a half-bridge circuit.
When the voltage of the power supply falls below the voltage threshold, a predetermined one of the plurality of resistance elements is selected, the switching circuit is turned on, the first switching element and the fourth switching element are turned on, the third switching element and When the second switching element is turned off, the energization direction to the transmitting antenna by the power source is the first energization direction, the first switching element and the fourth switching element are turned off, and the third switching element and the second switching element are turned off. When the element is turned on, the element is operated as an H bridge circuit in which the energization direction to the transmitting antenna by the power source is the second energization direction.
上記構成によって、無線送信装置がHブリッジ回路で構成されるときには、その一方のスイッチング素子の組をインピーダンス回路として用い、無線送信装置をハーフブリッジ回路として動作させ、インピーダンス値を調整しても所望の出力電界強度を得ることができなかったり、出力電界強度を所定範囲内に収めることができないときには、Hブリッジ回路として動作させることで、電源電圧の変動に関係なく、出力電界強度を所定範囲内に収めることができる。また、常時Hブリッジ回路として動作させる構成に比べて、消費電力を低減することもできる。 With the above configuration, when the wireless transmission device is configured with an H-bridge circuit, one set of switching elements is used as an impedance circuit, the wireless transmission device is operated as a half-bridge circuit, and the desired impedance value can be adjusted. When the output electric field strength cannot be obtained or the output electric field strength cannot be kept within the predetermined range, the output electric field strength is kept within the predetermined range by operating as an H-bridge circuit regardless of the fluctuation of the power supply voltage. Can fit. In addition, power consumption can be reduced as compared with a configuration in which the circuit is always operated as an H-bridge circuit.
また、本発明の無線送信装置は、送信用アンテナを用いて、LF帯の電波により無線通信を行う。 In addition, the wireless transmission device of the present invention performs wireless communication using radio waves in the LF band using a transmission antenna.
キーレスエントリーシステムでの車両から携帯機への送信においては、セキュリティの観点から、通信エリアを車両の周囲に限定するため、LF帯(例えば、100kHz帯)の電波が使われている。また、タイヤ空気圧監視システムにおいても、空気圧センサと車体側機器との通信は広い通信範囲を必要としないため、LF帯の電波が使われている。上記構成によって、車載機器のように電源に電源電圧が変動しやすいバッテリーを用いる場合、電圧変換回路あるいは電圧調整回路を用いることなく出力電界強度を所定範囲内に収めることができる。 In transmission from a vehicle to a portable device in a keyless entry system, radio waves in the LF band (for example, 100 kHz band) are used in order to limit the communication area to the periphery of the vehicle from the viewpoint of security. Also in the tire pressure monitoring system, communication between the air pressure sensor and the vehicle body side device does not require a wide communication range, and therefore, radio waves in the LF band are used. With the above configuration, when a battery whose power supply voltage is likely to fluctuate is used as a power source, such as in-vehicle equipment, the output electric field strength can be kept within a predetermined range without using a voltage conversion circuit or a voltage adjustment circuit.
以下、本発明の無線送信装置について、図面を用いて説明する。無線送信装置は、例えば、LF帯の電波により無線通信を行う、上述のようなキーレスエントリーシステムあるいはタイヤ空気圧監視システム等に用いられる。図1に、無線送信装置1の構成を示す。無線送信装置1は、CPU2、駆動制御回路3、スイッチング回路4,5、送信用アンテナ(以下、「アンテナ」と略称する)6、インピーダンス調整回路7,バッテリー10,電源回路11を含んで構成される。
Hereinafter, a wireless transmission device of the present invention will be described with reference to the drawings. The wireless transmission device is used, for example, in a keyless entry system or a tire pressure monitoring system as described above that performs wireless communication using radio waves in the LF band. FIG. 1 shows a configuration of the wireless transmission device 1. The wireless transmission device 1 includes a
CPU2は、周知のマイコン、メモリ(図示せず)およびAD変換器21等の周辺回路を含む演算処理回路である。そして、マイコンがメモリに記憶された制御プログラムを実行することで、無線送信装置1の各種機能を実現する。なお、CPU2が本発明の送信制御回路に相当する。また、AD変換器21が本発明の電源電圧検出回路に相当する。
The
駆動制御回路3は、ドライバ回路ともいわれ、CPU2からの制御指令により、スイッチング回路4,5を、例えばアンテナ6が送信する電波の搬送波周波数にて切り替え駆動するための信号を出力する。
The
スイッチング回路4は、アンテナ6の第一端6aと、電源(Vcc)および接地との間にそれぞれ設けられる第一スイッチングトランジスタTr1および第二スイッチングトランジスタTr2を有するハーフブリッジ回路として構成されている。そして、第一スイッチング素子がオン状態となり第二スイッチング素子がオフ状態となることで、電源によるアンテナ6への通電方向を、アンテナ6の第一端6a側から第二端6b側に向う第一通電方向Xとし、第一スイッチング素子がオフ状態となり第二スイッチング素子がオン状態となることで、電源による送信用アンテナへの通電方向を該第一通電方向とは逆の第二通電方向Yとの間で切り替える。
The
スイッチング回路5は、アンテナ6の第二端6bと、電源および接地との間にそれぞれ設けられる第三スイッチングトランジスタTr3および第四スイッチングトランジスタTr4とを有し、スイッチング回路4と合わせたHブリッジ回路として動作する。
The
このHブリッジ回路は、第一スイッチングトランジスタTr1および第四スイッチングトランジスタTr4がオン状態となり、第三スイッチングトランジスタTr3および第二スイッチングトランジスタTr2がオフ状態となることで、電源によるアンテナ6への通電方向は第一通電方向Xとなる。また、第一スイッチングトランジスタTr1および第四スイッチングトランジスタTr4がオフ状態となり、第三スイッチングトランジスタTr3および第二スイッチングトランジスタTr2がオン状態となることで、電源によるアンテナ6への通電方向は第二通電方向Yとなる。
In this H-bridge circuit, the first switching transistor Tr1 and the fourth switching transistor Tr4 are turned on, and the third switching transistor Tr3 and the second switching transistor Tr2 are turned off. The first energization direction X is obtained. In addition, when the first switching transistor Tr1 and the fourth switching transistor Tr4 are turned off and the third switching transistor Tr3 and the second switching transistor Tr2 are turned on, the energization direction of the
なお、第一スイッチングトランジスタTr1〜Tr4が本発明の第一〜第四スイッチング素子に相当する。 The first switching transistors Tr1 to Tr4 correspond to the first to fourth switching elements of the present invention.
上述のスイッチングトランジスタは、MOSFETにより構成され、ハイサイド(電源Vcc側)の第一および第三スイッチングトランジスタTr1,Tr3をPチャネル型MOSFETとし、ローサイド(接地側)の第二および第四スイッチングトランジスタTr2,Tr4をNチャネル型MOSFETとしている。また、全てのスイッチングトランジスタをNチャネル型MOSFETとしてもよい。このとき、駆動制御回路3は、これらスイッチングトランジスタの構成に応じた回路構成となる。
The above-described switching transistors are constituted by MOSFETs, and the first and third switching transistors Tr1 and Tr3 on the high side (power supply Vcc side) are P-channel MOSFETs, and the second and fourth switching transistors Tr2 on the low side (ground side). Tr4 are N-channel MOSFETs. All the switching transistors may be N-channel MOSFETs. At this time, the
また、上述の構成では、スイッチングトランジスタとしてFET(電界効果トランジスタ)を用いているが、バイポーラトランジスタ(PNP型/NPN型の併用、あるいはNPN型のみ)、リレー、電子スイッチ(すなわち、スイッチング素子)を用いた構成としてもよい。 In the above-described configuration, an FET (field effect transistor) is used as a switching transistor. However, a bipolar transistor (combined use of PNP type / NPN type or NPN type only), a relay, and an electronic switch (ie, a switching element) are used. It is good also as the structure used.
アンテナ6は、アンテナコイルL1と、アンテナコイルL1に直列共振結合するキャパシタC1とを含む共振アンテナである。そして、駆動制御回路3は、例えば、共振アンテナの共振周波数に対応した搬送波周波数によってスイッチング回路4,5を切り替えて駆動する。
The
インピーダンス調整回路7は、アンテナ6の第二端6bと接地との間に設けられ、抵抗素子とスイッチング素子とが直列接続された抵抗回路を1つ含むもの、あるいは複数の抵抗回路が並列接続されたものとして構成されている。図1の例では、3つの抵抗回路71〜73を含み、例えば、抵抗回路71は、抵抗R71とトランジスタTr71とが直列接続されている。そして、トランジスタTr71は、CPUのポートP71を介してオン/オフの状態が切り替えられる(他の抵抗回路も同様)。また、各抵抗R71〜R73の値は異なり、R71<R72<R73の関係がある。なお、抵抗回路71〜73が本発明の抵抗素子に相当する。
The
上記構成における、アンテナ6駆動時のQは、Q=ω×L1/R(ω×L1:アンテナのリアクタンス,R:アンテナ6およびインピーダンス調整回路7の抵抗分)と表すことができる。
In the above configuration, Q when the
また、無線送信装置1の各部には電源回路11から電源(電圧値:Vcc)が供給される。電源回路11は、例えば過電圧保護、逆接続保護、ローパスフィルタなどを含む簡易なもので、バッテリー10の電圧が変動しても所定の電圧を出力する電源安定化回路を含んでいない。これにより、電源回路11を簡素化できコストも低減できる。
Further, power (voltage value: Vcc) is supplied from the
図2を用いて、CPU2において実行するアンテナ駆動処理について説明する。なお、本処理は、上述の制御プログラムに含まれ、予め定められたタイミングで繰り返し実行される。まず、AD変換器21を介して電源電圧の値Vccを取得する(S11)。次に、電源電圧(Vcc)が予め定められた下限値(例えば、8V,本発明の電源閾値)を下回るか否かを判定する。
The antenna driving process executed by the
Vccが8Vを下回るとき(S12:Yes)、インピーダンス調整回路7の全てのトランジスタ(Tr71〜73)をオフ状態として、インピーダンス調整回路7のインピーダンス値を高インピーダンス状態(Hi−Z)あるいは開放状態とし、スイッチング回路4およびスイッチング回路5を用いたHブリッジ回路として駆動させ(S21)、アンテナに通電を行う(アンテナ駆動,S17)。
When Vcc falls below 8V (S12: Yes), all the transistors (Tr71 to 73) of the
一方、Vccが8Vを上回るとき(S12:No)、Vccが上述の下限値よりも大きい予め定められた第一電圧値(例えば、10V)を下回るか否かを判定する。そして、Vccが10Vを下回るとき(S13:Yes)、インピーダンス調整回路7の全てのトランジスタ(Tr71〜73)をオフ状態として、インピーダンス調整回路7全体のインピーダンス値を高インピーダンス状態あるいは開放状態とし、スイッチング回路4のみを用いたハーフブリッジ回路として駆動させ(S20)、アンテナ6に通電を行う(S17)。
On the other hand, when Vcc exceeds 8V (S12: No), it is determined whether Vcc is below a predetermined first voltage value (for example, 10V) larger than the above-described lower limit value. When Vcc falls below 10 V (S13: Yes), all the transistors (Tr71 to 73) of the
一方、Vccが10Vを上回るとき(S13:No)、Vccが上述の第一電圧値よりも大きい予め定められた第二電圧値(例えば、12V)を下回るか否かを判定する。そして、Vccが12Vを下回るとき(S14:Yes)、インピーダンス調整回路7ではトランジスタTr71のみをオン状態(他の抵抗回路は高インピーダンス状態あるいは開放状態)として抵抗R71のみでインピーダンスを発生し、第三および第四スイッチングトランジスタTr3,Tr4をオフ状態として、スイッチング回路4のみを用いたハーフブリッジ回路として駆動させ(S19)、アンテナ6に通電を行う(S17)。
On the other hand, when Vcc exceeds 10V (S13: No), it is determined whether Vcc is below a predetermined second voltage value (for example, 12V) that is larger than the first voltage value described above. When Vcc falls below 12V (S14: Yes), the
一方、Vccが12Vを上回るとき(S14:No)、Vccが上述の第二電圧値よりも大きい予め定められた上限値(例えば、14V)を下回るか否かを判定する。そして、Vccが14Vを下回るとき(S15:Yes)、インピーダンス調整回路7ではトランジスタTr72のみをオン状態(他の抵抗回路は高インピーダンス状態あるいは開放状態)として抵抗R72のみでインピーダンスを発生し、第三および第四スイッチングトランジスタTr3,Tr4をオフ状態として、スイッチング回路4のみを用いたハーフブリッジ回路として駆動させ(S18)、アンテナ6に通電を行う(S17)。
On the other hand, when Vcc exceeds 12V (S14: No), it is determined whether or not Vcc is below a predetermined upper limit value (for example, 14V) larger than the above-described second voltage value. When Vcc falls below 14V (S15: Yes), only the transistor Tr72 is turned on in the impedance adjustment circuit 7 (the other resistance circuit is in a high impedance state or an open state), and the impedance is generated only by the resistor R72. Then, the fourth switching transistors Tr3 and Tr4 are turned off and driven as a half-bridge circuit using only the switching circuit 4 (S18), and the
一方、Vccが14Vを上回るとき(S15:No)、インピーダンス調整回路7ではトランジスタTr73のみをオン状態(他の抵抗回路は高インピーダンス状態あるいは開放状態)として抵抗R73のみでインピーダンスを発生し、第三および第四スイッチングトランジスタTr3,Tr4をオフ状態として、スイッチング回路4のみを用いたハーフブリッジ回路として駆動させ(S16)、アンテナ6に通電を行う(S17)。
On the other hand, when Vcc exceeds 14V (S15: No), only the transistor Tr73 is turned on in the impedance adjustment circuit 7 (the other resistance circuit is in a high impedance state or an open state), and the impedance is generated only by the resistor R73. Then, the fourth switching transistors Tr3 and Tr4 are turned off and driven as a half-bridge circuit using only the switching circuit 4 (S16), and the
上述の構成により、電源電圧Vccが変動しても、インピーダンス調整回路7で発生するインピーダンスを調整することで、アンテナコイルL1の両端に印加される電圧(上述のVL)の変動を抑えることができる。
With the above-described configuration, even if the power supply voltage Vcc varies, by adjusting the impedance generated by the
上述の処理では、各状態で、オン状態とするトランジスタを1つとしていたが、Tr71〜Tr73のうち複数のトランジスタをオン状態として、R71〜R73のうち2つ以上の抵抗の組み合わせを用いてインピーダンスを生成するようにしてもよい。これにより、より木目細かくインピーダンスすなわちアンテナ6の出力電界強度を調整することができる。
In the above-described processing, one transistor is turned on in each state, but a plurality of transistors among Tr71 to Tr73 are turned on, and a combination of two or more resistors among R71 to R73 is used for impedance. May be generated. Thereby, the impedance, that is, the output electric field strength of the
なお、上述の処理において、無線送信装置1がハーフブリッジ回路のみを含む構成としてもよい。この場合、スイッチング回路5を含まず、図2のステップS12およびS21は実行しない。
In the above-described processing, the wireless transmission device 1 may include only a half bridge circuit. In this case, the switching
また、上述の構成において、アンテナ6の第一端6aあるいは第二端6bの少なくとも一方と接地との間に、予めダンピング抵抗R(図1参照)を接続しておいてもよい。そして、インピーダンス調整回路7は、このダンピング抵抗Rのインピーダンスを調整するために用いる。ダンピング抵抗Rを接続する代わりに、インピーダンス調整回路7のTr71〜Tr73のうちいずれかを常時オン状態としてもよい。
In the above-described configuration, a damping resistor R (see FIG. 1) may be connected in advance between at least one of the
図3に、従来技術と上述の本発明の構成とにおける、電源電圧(Vcc)とアンテナ6の出力電界強度との関係を、グラフおよび表を用いて示す。グラフの○で示される「単一駆動モード」が従来技術の構成(すなわち、インピーダンス調整回路7の調整値が一意に決まっている)に相当する。また、グラフの□で示される「H−Bridge/Half−Bridge切替」が従来技術の構成に図2のステップS20,S21の動作を加えたもの(以下、「モード2」と称する)に相当する。また、グラフの△で示される「H−Bridgeの抵抗切替(1段)」が「H−Bridge/Half−Bridge切替」に図2のステップS19の動作を加えたもの(以下、「モード3」と称する)に相当する。また、グラフの×で示される「H−Bridgeの抵抗切替(2段)」が「H−Bridgeの抵抗切替(1段)」に図2のステップS16,S18の動作を加えたもの(以下、「モード4」と称する)に相当する(つまり、抵抗切り替えは3段)。
FIG. 3 is a graph and a table showing the relationship between the power supply voltage (Vcc) and the output electric field strength of the
また、図3のグラフの丸数字と表の丸数字は、それぞれ対応関係にある。 Further, the circle numbers in the graph of FIG. 3 and the circle numbers in the table are in a correspondence relationship.
図3のように、「単一駆動モード」では、各電源電圧における出力電界強度の変動幅(最大値と最小値との差)が6.02(dBuV/m)であるのに対し、「モード2」では5.17(dBuV/m)、「モード3」では3.08(dBuV/m)、「モード4」では2.08(dBuV/m)となっている。つまり、インピーダンス調整回路の調整値を電源電圧に応じて調整すること、および電源電圧に応じてスイッチング回路をハーフブリッジ回路とHブリッジ回路との間で切り替えることで、出力電界強度の変動幅を抑えることができる。
As shown in FIG. 3, in the “single drive mode”, the fluctuation range (difference between the maximum value and the minimum value) of the output electric field intensity at each power supply voltage is 6.02 (dBuV / m), whereas “ “
図4に、本発明の無線送信装置の別例を示す。なお、本実施例は、上述の実施例1(図1)の変形例であるため、図1と同様の構成については同一の符号を付与し、ここでの詳細な説明は割愛する。また、本実施例2では、スイッチング回路5は含まない。
FIG. 4 shows another example of the wireless transmission device of the present invention. In addition, since a present Example is a modification of the above-mentioned Example 1 (FIG. 1), the same code | symbol is provided about the structure similar to FIG. 1, and detailed description here is omitted. In the second embodiment, the switching
図4の例では、インピーダンス調整回路7の代わりに、アンテナ6の第二端6bと接地との間には、トランジスタTr8、トランジスタTr8のベース端子に接続された複数のベース抵抗R81〜R84、およびベース−接地間に接続されたバイアス抵抗RL8を含むベース抵抗調整回路8を備えている。ベース抵抗の他端はCPU2に接続され、CPU2が、対応するポートP81〜P84を介して、どのベース抵抗を用いてトランジスタTr8をオン状態とするかを選択する。
In the example of FIG. 4, instead of the
なお、トランジスタTr8が本発明のインピーダンス発生用スイッチング素子に相当する。またベース抵抗R81〜R84が本発明の電流調整用抵抗素子に相当する。また、ベース抵抗調整回路8が本発明のインピーダンス回路に相当する。
The transistor Tr8 corresponds to the impedance generation switching element of the present invention. The base resistors R81 to R84 correspond to the current adjusting resistor element of the present invention. The base
また、各抵抗素子の値は、例えば、バイアス抵抗RL8=4.7KΩ、ベース抵抗をR81=10KΩ、R82=4.7KΩ、R83=2.2KΩ、R84=1KΩ(R81>R82>R83>R84)のように設定しているが、これらの設定値は、各回路・素子の仕様により決定する。 The values of the resistance elements are, for example, bias resistance RL8 = 4.7 KΩ, base resistance R81 = 10 KΩ, R82 = 4.7 KΩ, R83 = 2.2 KΩ, R84 = 1 KΩ (R81> R82> R83> R84) However, these set values are determined by the specifications of each circuit / element.
図4の構成は、トランジスタのベース抵抗を電源電圧にしたがって選択することで、ベース電流を制御し、コレクタ−エミッタ間に流れるコレクタ電流Iceを制限することでベース抵抗調整回路8のインピーダンス値を調整し、アンテナ6が送信する電波の出力電界強度を調整するものである。つまり、ベース抵抗を大きくするとベース電流は小さくなり、これに伴いコレクタ電流Iceも小さくなるので、ベース抵抗調整回路8のインピーダンスは大きくなる。
The configuration of FIG. 4 adjusts the impedance value of the base
なお、トランジスタとしてバイポーラトランジスタを例示しているが、電界効果トランジスタを用いてもよい。 In addition, although the bipolar transistor is illustrated as a transistor, you may use a field effect transistor.
図5を用いて、図4の構成におけるアンテナ駆動処理について説明する。まず、AD変換器21を介して電源電圧Vccの値を取得する(S31)。次に、Vccが予め定められた下限値(例えば、8V)を下回るか否かを判定する。 The antenna drive processing in the configuration of FIG. 4 will be described using FIG. First, the value of the power supply voltage Vcc is acquired via the AD converter 21 (S31). Next, it is determined whether or not Vcc falls below a predetermined lower limit value (for example, 8V).
Vccが8Vを下回るとき(S32:Yes)、ベース抵抗調整回路8ではトランジスタTr8をオフ状態(すなわち、どの抵抗も選択しない)として、ベース抵抗調整回路8を高インピーダンス状態(Hi−Z)あるいはオープン状態とし、スイッチング回路4を用いたハーフブリッジ回路として駆動させ(S41)、アンテナ6に通電を行う(アンテナ駆動,S37)。
When Vcc falls below 8V (S32: Yes), the base
一方、Vccが8Vを上回るとき(S32:No)、Vccが上述の下限値よりも大きい予め定められた第一電圧値(例えば、10V)を下回るか否かを判定する。そして、Vccが10Vを下回るとき(S33:Yes)、ベース抵抗調整回路8ではベース抵抗R84を選択してトランジスタTr8をオン状態としてインピーダンスを発生し、スイッチング回路4を用いたハーフブリッジ回路として駆動させ(S40)、アンテナ6に通電を行う(S37)。
On the other hand, when Vcc exceeds 8V (S32: No), it is determined whether Vcc is below a predetermined first voltage value (for example, 10V) that is larger than the above lower limit value. When Vcc falls below 10 V (S33: Yes), the base
一方、Vccが10Vを上回るとき(S33:No)、Vccが上述の第一電圧値よりも大きい予め定められた第二電圧値(例えば、12V)を下回るか否かを判定する。そして、Vccが12Vを下回るとき(S34:Yes)、ベース抵抗調整回路8ではベース抵抗R83を選択してトランジスタTr8をオン状態としてインピーダンスを発生し、スイッチング回路4を用いたハーフブリッジ回路として駆動させ(S39)、アンテナ6に通電を行う(S37)。
On the other hand, when Vcc exceeds 10V (S33: No), it is determined whether or not Vcc is below a predetermined second voltage value (for example, 12V) larger than the first voltage value described above. When Vcc falls below 12V (S34: Yes), the base
一方、Vccが12Vを上回るとき(S34:No)、Vccが上述の第二電圧値よりも大きい予め定められた上限値(例えば、14V)を下回るか否かを判定する。そして、Vccが14Vを下回るとき(S35:Yes)、ベース抵抗調整回路8ではベース抵抗R82を選択してトランジスタTr8をオン状態としてインピーダンスを発生し、スイッチング回路4を用いたハーフブリッジ回路として駆動させ(S38)、アンテナ6に通電を行う(S37)。
On the other hand, when Vcc exceeds 12V (S34: No), it is determined whether or not Vcc is below a predetermined upper limit value (for example, 14V) larger than the above-described second voltage value. When Vcc falls below 14V (S35: Yes), the base
一方、Vccが14Vを上回るとき(S35:No)、ベース抵抗調整回路8ではベース抵抗R81を選択してトランジスタTr8をオン状態としてインピーダンスを発生し、スイッチング回路4を用いたハーフブリッジ回路として駆動させ(S36)、アンテナ6に通電を行う(S37)。
On the other hand, when Vcc exceeds 14V (S35: No), the base
上述の構成により、電源電圧Vccが変動しても、ベース抵抗調整回路8で発生するインピーダンスを調整することで、アンテナコイルL1の両端に印加される電圧(上述のVL)の変動を抑えることができる。
With the above-described configuration, even if the power supply voltage Vcc varies, the impedance generated by the base
上述の構成では、複数のベース抵抗(R81〜R84)のうち1つを選択しているが、2つ以上のベース抵抗を組み合わせて選択してもよい。 In the above configuration, one of the plurality of base resistors (R81 to R84) is selected, but two or more base resistors may be selected in combination.
また、上述の構成において、図1と同様に、アンテナ6の第一端6aあるいは第二端6bの少なくとも一方と接地との間に、予めダンピング抵抗R(図4参照)を接続しておいてもよい。そして、ベース抵抗調整回路8は、このダンピング抵抗Rのインピーダンスを調整するために用いる。ダンピング抵抗Rを接続する代わりに、トランジスタTr8をオン状態とする際に、ベース抵抗調整回路8のベース抵抗R84と他のベース抵抗と組み合わせて選択することでインピーダンスを調整してもよい。
In the configuration described above, a damping resistor R (see FIG. 4) is connected in advance between at least one of the
また、ダンピング抵抗Rの代わりに、図1のインピーダンス調整回路7を接続して、これら2つの調整回路(7,8)を用いて、インピーダンス調整を行ってもよい。
Further, instead of the damping resistor R, the
上述の構成では、トランジスタの特性上、温度が高くなるにつれて、ベース電流が低くてもコレクタ電流Iceの変動が大きくなるため、温度による補正を行うことでより精度の良い制御が可能となる。すなわち、図4のように、トランジスタTr8近傍の温度を測定するための、例えば、周知のサーミスタあるいはダイオードを用いた温度センサ12を備える。そして、図5のステップS31において、電源電圧を取得するとともに、サーミスタの出力電圧あるいはダイオードの順方向電圧(Vf)に基づいて温度を測定し、各駆動処理ステップ(S36,S38〜S41)において、電源電圧と温度とに基づいてベース抵抗を選択する(例えば、温度が高くなるにつれて、ベース抵抗値を大きくする)。
In the above-described configuration, as the temperature increases, the collector current Ice fluctuates as the temperature increases, even if the base current is low. Therefore, more accurate control can be performed by performing correction based on the temperature. That is, as shown in FIG. 4, a
上述の構成によって、ハーフブリッジ回路においても、ベース抵抗調整回路8を用いることで出力電界強度を調整することができ、図3のような効果(「モード3」、「「モード4」」を得ることができる。
With the above-described configuration, even in the half-bridge circuit, the output electric field strength can be adjusted by using the base
上述の構成において、スイッチング回路5を含め、ハーフブリッジ回路として動作させているときには、第三および第四スイッチングトランジスタTr3,Tr4をオフ状態とし、十分な出力電界強度を得ることができないとき(例えば、S32:Yes)、トランジスタTr8をオフ状態(高インピーダンス状態あるいは開放状態)として、スイッチング回路4,5によるHブリッジ回路として動作させてもよい。
In the above-described configuration, when the
図6に、本発明の無線送信装置の別例を示す。なお、本実施例は、上述の実施例1(図1)の変形例であるため、図1と同様の構成については同一の符号を付与し、ここでの詳細な説明は割愛する。図6の構成では、スイッチング回路5の第四スイッチングトランジスタTr4には、そのゲート端子に複数のゲート抵抗R91〜R94が接続され、また、ゲート−接地間にはバイアス抵抗RL9が接続されている。そして、第四スイッチングトランジスタTr4、ゲート抵抗R91〜R94、およびバイアス抵抗RL9によりゲート抵抗調整回路9を構成している。そして、ゲート抵抗の他端はCPU2に接続され、CPU2が、対応するポートP91〜P94を介して、どのゲート抵抗で第四スイッチングトランジスタTr4をオン状態とするかを選択する。
FIG. 6 shows another example of the wireless transmission device of the present invention. In addition, since a present Example is a modification of the above-mentioned Example 1 (FIG. 1), the same code | symbol is provided about the structure similar to FIG. 1, and detailed description here is omitted. In the configuration of FIG. 6, the fourth switching transistor Tr4 of the
なお、ゲート抵抗R91〜R94が本発明の電流調整用抵抗素子に相当する。また、ゲート抵抗調整回路9が本発明のインピーダンス回路に相当する。また、第四スイッチングトランジスタTr4が本発明のインピーダンス発生用スイッチング素子に相当する。
Note that the gate resistors R91 to R94 correspond to the current adjusting resistor element of the present invention. The gate
また、各抵抗素子の値は、例えば、バイアス抵抗RL9=4.7KΩ、ゲート抵抗をR91=10KΩ、R92=4.7KΩ、R93=2.2KΩ、R94=1KΩ(R91>R92>R93>R94)のように設定しているが、これらの設定値は、各回路・素子の仕様により決定する。 The values of the resistance elements are, for example, bias resistance RL9 = 4.7 KΩ, gate resistance R91 = 10 KΩ, R92 = 4.7 KΩ, R93 = 2.2 KΩ, R94 = 1 KΩ (R91> R92> R93> R94) However, these set values are determined by the specifications of each circuit / element.
また、CPU2の制御指令により、駆動制御回路3が第三スイッチングトランジスタTr3のオン/オフの状態切り替え、および第四スイッチングトランジスタTr4の制御経路切り替えを行う(詳細は後述)。
Further, the
図6の構成は、第三スイッチングトランジスタTr3をオフ状態とするとともに、FETのゲート抵抗を電源電圧にしたがって選択することで、ゲート電圧を制御し、ドレイン−ソース間を流れるドレイン電流Idsを制限することで、第四スイッチングトランジスタTr4およびゲート抵抗調整回路9がインピーダンス回路の役割を果たし、アンテナ6が送信する電波の出力電界強度を調整するものである。つまり、ゲート抵抗を大きくするとゲート電圧は小さくなり、これに伴いドレイン電流Idsも小さくなるので、ゲート抵抗調整回路9のインピーダンスは大きくなる。
In the configuration of FIG. 6, the third switching transistor Tr3 is turned off, and the gate resistance of the FET is selected according to the power supply voltage, thereby controlling the gate voltage and limiting the drain current Ids flowing between the drain and the source. Thus, the fourth switching transistor Tr4 and the gate
また、インピーダンス調整回路7は接続しなくてもよいし、全トランジスタをオフ状態として高インピーダンス状態あるいは開放状態としてもよいし、例えば、トランジスタTr71のみをオン状態とするような、予め定められたインピーダンス値となるように設定してもよい。
Further, the
図7を用いて、図6の構成におけるアンテナ駆動処理について説明する。まず、AD変換器21を介して電源電圧Vccの値を取得する(S51)。次に、Vccが予め定められた下限値(例えば、8V)を下回るか否かを判定する。 The antenna driving process in the configuration of FIG. 6 will be described using FIG. First, the value of the power supply voltage Vcc is acquired via the AD converter 21 (S51). Next, it is determined whether or not Vcc falls below a predetermined lower limit value (for example, 8V).
Vccが8Vを下回るとき(S52:Yes)、ゲート抵抗調整回路9ではゲート抵抗R94を選択し、第四スイッチングトランジスタTr4の制御経路を、ポートP91を介する経路ではではなく、駆動制御回路3を介する経路とし(ポートP91〜ゲート抵抗R94間は開放状態)、スイッチング回路4,5を用いたHブリッジ回路として駆動させ(S61)、アンテナ6に通電を行う(アンテナ駆動,S57)。このとき、駆動制御回路3〜第四スイッチングトランジスタTr4の制御経路を、ゲート抵抗R94をバイパスする経路9aとしてもよい。
When Vcc falls below 8V (S52: Yes), the gate
一方、Vccが8Vを上回るとき(S52:No)、Vccが上述の下限値よりも大きい予め定められた第一電圧値(例えば、10V)を下回るか否かを判定する。そして、Vccが10Vを下回るとき(S53:Yes)、ゲート抵抗調整回路9ではゲート抵抗R94を選択して第四スイッチングトランジスタTr4をオン状態としてインピーダンスを発生する(いわゆる「ダンピング抵抗」に相当)。そして、駆動制御回路3を介し第三スイッチングトランジスタTr3をオフ状態としてスイッチング回路4のみを用いたハーフブリッジ回路として駆動させ(S60)、アンテナ6に通電を行う(S57)。
On the other hand, when Vcc exceeds 8V (S52: No), it is determined whether Vcc is below a predetermined first voltage value (for example, 10V) larger than the above-described lower limit value. When Vcc falls below 10 V (S53: Yes), the gate
一方、Vccが10Vを上回るとき(S53:No)、Vccが上述の第一電圧値よりも大きい予め定められた第二電圧値(例えば、12V)を下回るか否かを判定する。そして、Vccが12Vを下回るとき(S54:Yes)、ゲート抵抗調整回路9ではゲート抵抗R93を選択して第四スイッチングトランジスタTr4をオン状態としてインピーダンスを発生し、駆動制御回路3を介し第三スイッチングトランジスタTr3をオフ状態としてスイッチング回路4のみを用いたハーフブリッジ回路として駆動させ(S59)、アンテナ6に通電を行う(S57)。
On the other hand, when Vcc exceeds 10V (S53: No), it is determined whether Vcc is below a predetermined second voltage value (for example, 12V) that is larger than the first voltage value described above. When Vcc falls below 12 V (S54: Yes), the gate
一方、Vccが12Vを上回るとき(S54:No)、Vccが上述の第二電圧値よりも大きい予め定められた上限値(例えば、14V)を下回るか否かを判定する。そして、Vccが14Vを下回るとき(S55:Yes)、ゲート抵抗調整回路9ではゲート抵抗R92を選択して第四スイッチングトランジスタTr4をオン状態としてインピーダンスを発生し、駆動制御回路3を介し第三スイッチングトランジスタTr3をオフ状態としてスイッチング回路4のみを用いたハーフブリッジ回路として駆動させ(S58)、アンテナ6に通電を行う(S57)。
On the other hand, when Vcc exceeds 12V (S54: No), it is determined whether or not Vcc is below a predetermined upper limit value (for example, 14V) larger than the above-described second voltage value. When Vcc falls below 14V (S55: Yes), the gate
一方、Vccが14Vを上回るとき(S55:No)、ゲート抵抗調整回路9ではゲート抵抗R91を選択して第四スイッチングトランジスタTr4をオン状態としてインピーダンスを発生し、第三スイッチングトランジスタTr3をオフ状態としてスイッチング回路4のみを用いたハーフブリッジ回路として駆動させ(S56)、アンテナに通電を行う(S57)。
On the other hand, when Vcc exceeds 14 V (S55: No), the gate
上述の構成により、電源電圧Vccが変動しても、ゲート抵抗調整回路9で発生するインピーダンスを調整することで、アンテナコイルL1の両端に印加される電圧(上述のVL)の変動を抑えることができる。
With the above-described configuration, even if the power supply voltage Vcc varies, by adjusting the impedance generated by the gate
上述の構成では、複数のゲート抵抗(R91〜R94)のうち1つを選択しているが、2つ以上のゲート抵抗を組み合わせて選択してもよい。 In the above configuration, one of the plurality of gate resistors (R91 to R94) is selected, but two or more gate resistors may be selected in combination.
また、上述の構成において、図1と同様に、アンテナ6の第一端6aあるいは第二端6bの少なくとも一方と接地との間に、予めダンピング抵抗R(図6参照)を接続しておいてもよい。そして、ゲート抵抗調整回路9は、このダンピング抵抗Rのインピーダンスを調整するために用いる。ダンピング抵抗Rを接続する代わりに、第四スイッチングトランジスタTr4をオン状態とする際に、ゲート抵抗調整回路9のゲート抵抗R94と他のゲート抵抗と組み合わせて選択することでインピーダンスを調整してもよい。
In the configuration described above, a damping resistor R (see FIG. 6) is connected in advance between at least one of the
上述の構成では、第四スイッチングトランジスタTr4(FET)の特性上、温度が高くなるにつれて、ゲート電圧が低くてもドレイン電流Idsの変動が大きくなるため、温度による補正を行うことでより精度の良い制御が可能となる。すなわち、図4と同様に、第四スイッチングトランジスタTr4近傍の温度を測定するための温度センサ12を備える。そして、図7のステップS51において、温度を測定し、各駆動処理ステップ(S56,S58〜S61)において、電源電圧と温度とに基づいてゲート抵抗を選択する。例えば、温度が上昇するとドレイン電流が減少するので、ゲート抵抗を低くする。
In the above-described configuration, due to the characteristics of the fourth switching transistor Tr4 (FET), as the temperature increases, the fluctuation of the drain current Ids increases even if the gate voltage is low. Control becomes possible. That is, similarly to FIG. 4, the
上述の構成によっても、ゲート抵抗調整回路9を用いることで出力電界強度を調整することができ、図3のような効果を得ることができる。
Also with the above-described configuration, the output electric field strength can be adjusted by using the gate
上述の実施例1〜実施例3の複数を組み合わせた構成としてもよい。 It is good also as a structure which combined two or more of the above-mentioned Example 1-3.
以上、本発明の実施の形態を説明したが、これらはあくまで例示にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲の趣旨を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づく種々の変更が可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described above, these are merely examples, and the present invention is not limited to these embodiments, and the knowledge of those skilled in the art can be used without departing from the spirit of the claims. Various modifications based on this are possible.
1 無線送信装置
2 CPU(送信制御回路)
4,5 スイッチング回路
6 送信用アンテナ
7 インピーダンス調整回路(インピーダンス回路)
8 ベース抵抗調整回路(インピーダンス回路)
9 ゲート抵抗調整回路(インピーダンス回路)
10 バッテリー
11 電源回路(電源)
21 AD変換器(電源電圧検出回路)
Tr1〜Tr3 第一〜第三スイッチングトランジスタ(第一〜第三スイッチング素子)
Tr4 第四スイッチングトランジスタ(第四スイッチング素子,インピーダンス発生用スイッチング素子)
71〜73 抵抗回路
Tr71〜Tr73 トランジスタ
Tr8 トランジスタ(インピーダンス発生用スイッチング素子)
R71〜R73 抵抗(抵抗素子)
R81〜R84 ベース抵抗(電流調整用抵抗素子)
R91〜R94 ゲート抵抗(電流調整用抵抗素子)
1
4,5
8 Base resistance adjustment circuit (impedance circuit)
9 Gate resistance adjustment circuit (impedance circuit)
10
21 AD converter (power supply voltage detection circuit)
Tr1 to Tr3 First to third switching transistors (first to third switching elements)
Tr4 Fourth switching transistor (fourth switching element, impedance generating switching element)
71-73 Resistance circuit Tr71-Tr73 transistor Tr8 transistor (switching element for impedance generation)
R71 to R73 Resistance (resistance element)
R81 to R84 Base resistance (resistance element for current adjustment)
R91 to R94 Gate resistance (resistance element for current adjustment)
Claims (7)
電源と、
前記送信用アンテナの第一端と、前記電源および接地との間にそれぞれ設けられる第一スイッチング素子および第二スイッチング素子を含み、前記第一スイッチング素子がオン状態となり前記第二スイッチング素子がオフ状態となることで、前記電源による前記送信用アンテナへの通電方向を、前記送信用アンテナの第一端側から第二端側に向う第一通電方向とし、前記第一スイッチング素子がオフ状態となり前記第二スイッチング素子がオン状態となることで、前記電源による前記送信用アンテナへの通電方向を該第一通電方向とは逆の第二通電方向とするハーフブリッジ回路として動作するスイッチング回路と、
前記電源の電圧を検出する電源電圧検出回路と、
前記送信用アンテナの第二端と接地との間に設けられ、予め定められたインピーダンス値を発生するインピーダンス回路と、
検出した前記電源の電圧に基づいて、前記インピーダンス回路のインピーダンス値を調整する送信制御回路と、
を備えることを特徴とする無線送信装置。 A transmitting antenna;
Power supply,
A first switching element and a second switching element provided between a first end of the transmitting antenna and the power source and the ground, respectively, wherein the first switching element is turned on and the second switching element is turned off Thus, the energization direction to the transmitting antenna by the power source is the first energizing direction from the first end side to the second end side of the transmitting antenna, and the first switching element is turned off. When the second switching element is turned on, a switching circuit that operates as a half-bridge circuit in which the energization direction to the transmitting antenna by the power source is a second energization direction opposite to the first energization direction;
A power supply voltage detection circuit for detecting the voltage of the power supply;
An impedance circuit that is provided between the second end of the transmitting antenna and the ground and generates a predetermined impedance value;
A transmission control circuit that adjusts the impedance value of the impedance circuit based on the detected voltage of the power supply;
A wireless transmission device comprising:
前記送信制御回路は、前記電源の電圧に基づいて、前記抵抗素子の抵抗値を変化させることにより、前記インピーダンス回路のインピーダンス値を調整する請求項1または請求項2に記載の無線送信装置。 The impedance circuit includes a resistance element connected between the second end of the transmitting antenna and the ground,
The wireless transmission device according to claim 1, wherein the transmission control circuit adjusts an impedance value of the impedance circuit by changing a resistance value of the resistance element based on a voltage of the power supply.
前記送信制御回路は、前記電源の電圧に基づいて、前記電流調整用抵抗素子の抵抗値を変化させて前記インピーダンス発生用スイッチング素子に流れる電流値を調整することで、前記インピーダンス回路のインピーダンス値を調整する請求項1または請求項2に記載の無線送信装置。 The impedance circuit is connected to an impedance generating switching element provided between the second end of the transmitting antenna and the ground, and the impedance generating switching element, and the impedance generating switching element is turned on. A current adjusting resistor element for adjusting the current value flowing through the impedance generating switching element when
The transmission control circuit adjusts a current value flowing through the impedance generation switching element by changing a resistance value of the current adjustment resistance element based on a voltage of the power source, thereby obtaining an impedance value of the impedance circuit. The wireless transmission device according to claim 1 or 2, wherein adjustment is performed.
前記送信制御回路は、
前記電源の電圧が予め定められた電圧閾値を上回るときには、前記電源の電圧に基づいて前記インピーダンス回路のインピーダンス値を調整するとともに、前記第三スイッチング素子および前記第四スイッチング素子をオフ状態として、前記スイッチング回路を前記ハーフブリッジ回路として動作させ、
前記電源の電圧が前記電圧閾値を下回るときには、前記インピーダンス回路のインピーダンス値を高インピーダンス状態あるいは開放状態とするとともに、前記スイッチング回路を、前記第一スイッチング素子および前記第四スイッチング素子がオン状態となり、前記第三スイッチング素子および前記第二スイッチング素子がオフ状態となることで、前記電源による前記送信用アンテナへの通電方向を前記第一通電方向とし、前記第一スイッチング素子および前記第四スイッチング素子がオフ状態となり、前記第三スイッチング素子および前記第二スイッチング素子がオン状態となることで、前記電源による前記送信用アンテナへの通電方向を前記第二通電方向とするHブリッジ回路として動作させる請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の無線送信装置。 The switching circuit further includes a third switching element and a fourth switching element provided between the second end of the transmitting antenna and the power source and the ground, respectively.
The transmission control circuit includes:
When the voltage of the power source exceeds a predetermined voltage threshold, the impedance value of the impedance circuit is adjusted based on the voltage of the power source, and the third switching element and the fourth switching element are turned off, Operating the switching circuit as the half-bridge circuit;
When the voltage of the power supply is lower than the voltage threshold, the impedance value of the impedance circuit is in a high impedance state or an open state, and the switching circuit is turned on in the first switching element and the fourth switching element, When the third switching element and the second switching element are turned off, the energization direction to the transmitting antenna by the power source is the first energization direction, and the first switching element and the fourth switching element are The third switching element and the second switching element are turned off, and are operated as an H-bridge circuit in which the direction of energization of the transmitting antenna by the power source is the second energization direction. Any one of claims 1 to 4 The radio transmitting apparatus according.
前記インピーダンス回路は、前記第四スイッチング素子と、前記第四スイッチング素子に接続され、前記第四スイッチング素子がオン状態となったときに、前記第四スイッチング素子に流れる電流値を可変とするための電流調整用抵抗素子と、を含んで構成され、
前記送信制御回路は、
前記電源の電圧が予め定められた電圧閾値を上回るときに、前記電源の電圧に基づいて、前記電流調整用抵抗素子の抵抗値を変化させて前記第四スイッチング素子に流れる電流値を調整することで、前記インピーダンス回路のインピーダンス値を調整するとともに、前記第三スイッチング素子をオフ状態として、前記スイッチング回路を前記ハーフブリッジ回路として動作させ、
前記電源の電圧が前記電圧閾値を下回るときには、前記電流調整用抵抗素子の抵抗値を予め定められた値として、前記スイッチング回路を、前記第一スイッチング素子および前記第四スイッチング素子がオン状態となり、前記第三スイッチング素子および前記第二スイッチング素子がオフ状態となることで、前記電源による前記送信用アンテナへの通電方向を前記第一通電方向とし、前記第一スイッチング素子および前記第四スイッチング素子がオフ状態となり、前記第三スイッチング素子および前記第二スイッチング素子がオン状態となることで、前記電源による前記送信用アンテナへの通電方向を前記第二通電方向とするHブリッジ回路として動作させる請求項1または請求項2に記載の無線送信装置。 The switching circuit further includes a third switching element and a fourth switching element provided between the second end of the transmitting antenna and the power source and the ground, respectively.
The impedance circuit is connected to the fourth switching element and the fourth switching element, and makes the current value flowing through the fourth switching element variable when the fourth switching element is turned on. A current adjusting resistor element,
The transmission control circuit includes:
Adjusting a current value flowing through the fourth switching element by changing a resistance value of the current adjusting resistor element based on the voltage of the power supply when the voltage of the power supply exceeds a predetermined voltage threshold value. Then, while adjusting the impedance value of the impedance circuit, the third switching element is turned off, the switching circuit is operated as the half-bridge circuit,
When the voltage of the power supply is lower than the voltage threshold, the resistance value of the current adjusting resistance element is set to a predetermined value, the switching circuit, the first switching element and the fourth switching element are turned on, When the third switching element and the second switching element are turned off, the energization direction to the transmitting antenna by the power source is the first energization direction, and the first switching element and the fourth switching element are The third switching element and the second switching element are turned off, and are operated as an H-bridge circuit in which the direction of energization of the transmitting antenna by the power source is the second energization direction. The wireless transmission device according to claim 1 or 2.
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