JPH0646110Y2 - 電磁誘導を用いた送受信回路 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案はデータエントリーシステムなどにおける機器間
の通信装置のうち、電磁誘導を用いている送受信回路に
係るものである。

〔考案の概要〕

本考案はコイルによって信号の伝達を行う電磁誘導を利
用した通信システムの送受信回路でのコイルの駆動回路
において、コイルと駆動用のトランジスタとの間にダイ
オードを挿入し、騒音に対する性能を向上させるととも
に、過大信号受信時の送信回路への廻り込みによる素子
の劣化を防止したものである。

〔従来の技術〕

従来の送信回路を第２図に示す。この回路は送受信アン
テナコイルを駆動するための簡単な回路であり、広く使
用されている。送受信コイル６を送信用トランジスタ４
でスイッチングし、磁導磁界を発生させる。第４図に送
信時の端子９に発生する電圧波形を示した。送信用トラ
ンジスタ４を搬送波でスイッチングし、バースト波を作
る。

第４図（Ａ）はスイッチング波形で、その時に端子９に
発生する電圧波形を第４図（Ｂ）に示した。搬送波周波
数と同調部８の共振端数が等しくなる様に設計されてい
るが、送受信コイル６の駆動が終わっても、周波数で減
衰振動を生じ、また送受信コイル６への電流が切れた瞬
間、自己誘導により高い起動力が発生する。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかしながら、従来の回路では、比較的受信信号の振幅
が小さい場合は問題にならないが、誘導電圧（すなわち
信号電圧）が大きくなると端子９に発生する電圧波形は
負方向に対しクリッピングが生じる。この理由を第３図
のトランジスタの簡単な構造図を用いて説明する。

第３図（ア）はNPNトランジスタの一般的な表記方法で
あり、ベースＢからエミッタＥへベース電流を流すと、
そのある倍数がコレクタＣからエミッタＥへ流れる。第
３図（イ）は最も簡単な構造図である。ベース層は非常
に薄くコレクタとエミッタに挟まれている。NPNトラン
ジスタではベースＢがＰ型、コレクタＣとエミッタＥが
Ｎ型半導体でできており、ベースＢとエミッタＥとの間
にはPN接合ができており順方向電流が生じる。一方コレ
クタＣとベースＢとの間もやはりPN接合が生じており、
直流的にダイオードが存在している。すなわち、ベース
ＢからコレクタＣへ電流が流れることを意味する。第３
図（ウ）はPN接合の向きを考慮しながらトランジスタを
直流的に見ると、コレクタＣもエミッタと同じ扱いを受
けるという意味を示した図である。実際のトランジスタ
ではエミッタとコレクタの構造は同一ではないので、エ
ミッタとコレクタを逆に接続した場合は電流増幅率等は
大幅に変化するが、ある程度トランジスタとして動作す
ることをも意味している。また、コレクタとエミッタが
同一構造ではないため、ベースからコレクタへの電流に
は素子は弱い。

第２図に戻る。受信時は送信用トランジスタ４がオフし
ているが、端子９の電圧がOVより負の方向に大きくなる
と送信用トランジスタ４のベース・コレクタ間が順方向
となり送信端子１、抵抗３、を通って電流が生じ、さら
に送信用トランジスタ４のエミッタから電流が流れる。
これは第３図のトランジスタの簡単な構造で述べた様に
コレクタがエミッタとなりうると同様にエミッタもコレ
クタとなって、トランジスタが動作するからである。さ
らに信号電圧が大きくなるとブレークダウンが生じ、ト
ランジスタの破壊につながる。

また別の問題として雑音がある。商用電源は一般的に２
本の給電線が用いられており、この給電線の間に逆相で
発生するノーマルモードと、大地と２本の給電線間に発
生するコモンモードの雑音がある。ノーマルモード雑音
は信号接地電位と電源電圧（VCC）間に伝わる。コモン
モードも装置の置かれた環境と実装によりノーマルモー
ドに変換される。いずれの場合でも接地電位と電源電圧
（VCC）との間にスパイク状の雑音としてあらわれ、こ
れがそのまま接地電位と端子９の間の雑音となる。ま
た、直接送受信コイル６に雑音が生じた時はなおさらで
ある。この時、今迄に述べた様に駆動用トランジスタ４
のベースからコレクタへ瞬間的に電流が流れ、駆動用ト
ランジスタ４は逆接続の状態でONし、さらにエミッタか
らコレクタへ電流が流れる。すると同調部８は共振周波
数で減衰振動を行い、自分自身の受信部16と相手のコイ
ルに誤信号として伝達されてしまう。この様に雑音に対
しても弱いという問題点がある。

〔問題点を解決するための手段〕

以上に述べた問題点を解決するために、送信用トランジ
スタと送受信アンテナコイルとの間にダイオードを挿入
するものである。

〔作用〕

前記ダイオードによって、アンテナコイルへ送信用トラ
ンジスタのベース・コレクタ間のＰ−Ｎ接合で電流が流
れることを防止できる。

〔実施例〕

本考案の実施例を第１図に示した。送信用トランジスタ
４のコレクタはダイオード24のカソードに接続され、ダ
イオード24のアノードは送受信アンテナコイル６に接続
されている。

送信時は送信端子１に搬送波でスイッチングされたバー
スト信号が入力し、送信用トランジスタ４が断続的にON
−OFFを繰り返し、送受信アンテナコイルを励起する。
ダイオード24は順方向に接続されているため送信時の影
響は無い。送信時の動作は従来の送信回路の場合同様で
あり、端子９に現れる電圧波形は第４図の送信時の端子
９に発生する電圧波形、と同じである。

受信時の動作について述べる。同調部８は送受信コイル
６と同調コンデンサ７から構成されており、搬送波周波
数と共振周波数が等しくなる様に設計されている。この
ため受信信号の振幅は大きくなる。もし端子９の電位が
受信信号により送信用トランジスタ４のベース電位より
負となったとしてもダイオード24が逆接続となるため送
信用トランジスタ４には電流は流れず、第５図（Ｄ）に
示した様に下側がクリップされることもない。

また、電源から入るノーマル、コモン両モードのノイズ
や送受信アンテナコイル６へ直接入る雑音等は、全て接
地電位（送信用トランジスタ４のエミッタ電位等）と電
源電圧（VCC）（送受信アンテナコイル６の一方が接続
されている。）との間にスパイク状の雑音となる。従っ
てこれらの雑音により送信用トランジスタ４のベース電
位より送受信アンテナコイル６が負となったとしても、
両者をダイオード24が切り離すため送受信アンテナコイ
ル６に励起のための貫通電流は流れない。よって同調部
８は減衰振動をすることもなく偽信号を発生しない。

〔考案の効果〕

以上述べた様に、ダイオード24の追加により雑音に対し
て強く、さらに過大入力に対しても安定して受信できる
様になり、こうしたわずかなコストアップと引き換えに
以下の効果を得る事ができる。

1.通信の信頼性の飛躍的向上 2.受信信号の安定化 3.素子劣化防止 という効果を得た。

【図面の簡単な説明】 第１図は本考案の実施例である送受信回路図、第２図は
従来の送信回路図、第３図（ア），（イ），（ウ）はト
ランジスタの簡単な説明図、第４図（Ａ），（Ｂ）は送
信時の送信用トランジスタの駆動波形と端子９に発生す
る電圧波形図、第５図（Ｃ），（Ｄ）は従来と本考案の
実施例による受信時に端子９に発生する電圧波形図であ
る。 ４…送信用トランジスタ ５…送信部 ６…送受信アンテナコイル ８…同調部 16…受信部 24…ダイオード

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 翁 茂孝 東京都江東区亀戸６丁目31番１号 セイコ ー電子工業株式会社内 (56)参考文献 実開 昭60−114451（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭60−127054（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】電磁誘導を用いた送受信回路において、 （ａ）前記送受信回路の同調部は搬送周波数と共振周波
   数が等しくなるように設定された送受信コイルと同調コ
   ンデンサからなり、送信部は少なくとも送受信アンテナ
   コイルを駆動するための送信用トランジスタと、ダイオ
   ードとからなり、 （ｂ）前記同調部は前記送信部に設けられたダイオード
   を介して前記送信用トランジスタに接続され、 （ｃ）前記送信用トランジスタは搬送波でスイッチング
   されたバースト信号を入力して前記送受信アンテナコイ
   ルに断続的に電流を生じさせて誘導磁界を発生させるこ
   とにより送受信用アンテナコイルへ信号を伝達し、 （ｄ）前記ダイオードは前記送信用トランジスタがオン
   の時、前記送受信アンテナコイルへ電流を流す順方向の
   接続となっている電磁誘導を用いた送受信回路。