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JP5360066B2 - Transmitting apparatus, receiving apparatus, transmitting / receiving apparatus, and transmitting / receiving method - Google Patents
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JP5360066B2 - Transmitting apparatus, receiving apparatus, transmitting / receiving apparatus, and transmitting / receiving method - Google Patents

Transmitting apparatus, receiving apparatus, transmitting / receiving apparatus, and transmitting / receiving method Download PDF

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Description

(関連出願についての記載)
本発明は、日本国特許出願:特願2008−241172号(2008年 9月19日出願)の優先権主張に基づくものであり、同出願の全記載内容は引用をもって本書に組み込み記載されているものとする。
本発明は、送信装置、受信装置及び送受信装置並びに送受信方法に関し、特に、アナログ信号の送信装置、受信装置及び送受信装置並びに送受信方法に関する。
(Description of related applications)
The present invention is based on the priority claim of Japanese Patent Application No. 2008-241172 (filed on Sep. 19, 2008), the entire contents of which are incorporated herein by reference. Shall.
The present invention relates to a transmission device, a reception device, a transmission / reception device, and a transmission / reception method, and more particularly to an analog signal transmission device, a reception device, a transmission / reception device, and a transmission / reception method.

互いに接触し、又は、数100μm程度の距離で隔離されたLSI間におけるデータ通信を非接触で実現する非接触通信技術に対する需要が高まっている。特に、LSIチップを複数枚重ねて1つのシステムとして機能させるシステム・イン・パッケージ(System in Package、SiP)においてチップ間配線を不要とする伝送方式として、又は、ウェハ上のLSIを検査するためのプローブカードにおいて用いられる検査針(ニードル)を不要とすることによりプローブカードの寿命やプローブカードによる同時測定数を向上させる技術として、非接触通信技術に対する需要が高まっている。   There is an increasing demand for non-contact communication technology that realizes non-contact data communication between LSIs that are in contact with each other or separated by a distance of about several hundred μm. In particular, in a system in package (SiP) in which a plurality of LSI chips are stacked to function as one system, as a transmission method that eliminates the need for inter-chip wiring, or for inspecting LSI on a wafer As a technique for improving the life of a probe card and the number of simultaneous measurements using the probe card by eliminating the need for an inspection needle (needle) used in the probe card, demand for a non-contact communication technique is increasing.

近距離の非接触通信技術には、チップ内に形成されたコイル(インダクタ)間の電磁誘導に基づく通信方式、チップごとに平板を有し、チップを積層した際にチップ間に平行平板キャパシタ(容量)が形成されるようにした容量結合に基づく通信方式が含まれる。しかし、後者の方式においては、通信距離が数μm〜10数μmに制限され、複数のチップ間の伝送が困難であることから、主に前者の方式が採用されている。   Short-distance non-contact communication technology includes a communication system based on electromagnetic induction between coils (inductors) formed in a chip, a flat plate for each chip, and parallel plate capacitors ( A communication method based on capacitive coupling in which (capacity) is formed is included. However, in the latter method, the communication distance is limited to several μm to several tens of μm, and transmission between a plurality of chips is difficult. Therefore, the former method is mainly adopted.

図9は、従来の送受信装置の構成を示すブロック図である。図9を参照すると、送受信装置は、送信装置111及び受信装置112を備えている。送信装置111はデータ送信回路201及び送信コイル206を備えている。受信装置112は、データ受信回路202及び受信コイル207を備えている。   FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of a conventional transmission / reception apparatus. Referring to FIG. 9, the transmission / reception device includes a transmission device 111 and a reception device 112. The transmission device 111 includes a data transmission circuit 201 and a transmission coil 206. The receiving device 112 includes a data receiving circuit 202 and a receiving coil 207.

データ送信回路201は、図10に示すように時間的に変化するパルス状の電流Iを送信コイル206に出力する。このとき、電流Iの時間微分dI/dtに比例する誘導磁場が生じ、受信コイル207には図10に示す誘導起電力がパルス電圧として生じる。   The data transmission circuit 201 outputs a pulse-like current I that changes with time to the transmission coil 206 as shown in FIG. At this time, an induced magnetic field proportional to the time derivative dI / dt of the current I is generated, and the induced electromotive force shown in FIG.

例えば、信号「0」を送信する場合には、図10のように、まず送信コイル206に流れる電流を増加させて受信コイル207に正の電圧(誘導起電力)を発生させる。次に、送信コイル206に流れる電流を減少させて受信コイル207に負の電圧を発生させる。一方、信号「1」を送信する場合には、まず送信コイル206に流れる電流を減少させて受信コイル207に負の電圧を発生させる。次に、送信コイル206に流れる電流を増加させて受信コイル207に正の電圧を発生させる。データ受信回路202は、受信コイル207の電圧を増幅した後、これら2つのパルス状の電圧の差を検出し、デジタルデータに変換する。   For example, when transmitting the signal “0”, as shown in FIG. 10, first, the current flowing through the transmission coil 206 is increased to generate a positive voltage (induced electromotive force) at the reception coil 207. Next, the current flowing through the transmission coil 206 is reduced to generate a negative voltage at the reception coil 207. On the other hand, when transmitting the signal “1”, first, the current flowing through the transmission coil 206 is decreased to generate a negative voltage at the reception coil 207. Next, the current flowing through the transmission coil 206 is increased to generate a positive voltage at the reception coil 207. The data receiving circuit 202 amplifies the voltage of the receiving coil 207, detects the difference between these two pulse voltages, and converts it into digital data.

非接触通信においては、デジタルデータの送信が可能であるものの、受信装置112において、任意のレベル(大きさ)の直流電圧を出力することが困難であるという問題がある。受信装置112において一定の大きさの任意の直流電圧を発生させるためには、送信装置111の送信コイル206における電流を一定の割合で単調に増加(又は減少)させなければならない。すなわち、一定のdI/dtを発生させる必要がある。しかしながら、送信コイル206に流す電流を長期間にわたって一定の割合で増加(又は減少)させるには、送信コイル206に強大な電流を流す必要があり、電流の駆動能力に一定の限度がある通常の送信装置111により、かかる強大な電流を生成することはできない。   In non-contact communication, although digital data can be transmitted, there is a problem that it is difficult for the receiving device 112 to output a DC voltage of an arbitrary level (magnitude). In order to generate an arbitrary DC voltage having a constant magnitude in the reception device 112, the current in the transmission coil 206 of the transmission device 111 must be monotonously increased (or decreased) at a constant rate. That is, it is necessary to generate a constant dI / dt. However, in order to increase (or decrease) the current flowing through the transmission coil 206 at a constant rate over a long period of time, it is necessary to flow a strong current through the transmission coil 206, and there is a certain limit in the current driving capability. The transmitting device 111 cannot generate such a strong current.

そこで、非接触通信方式において、アナログ信号を出力させるために、次の方法が考えられる。すなわち、出力させたいアナログ信号の値をデジタルデータとして送信装置111から受信装置112へ送信し、受信装置112は、デジタルデータを受信した後、自身に設けられたデジタル−アナログ変換回路(非図示)を用いてアナログ信号を出力する方法である。特許文献1には、クロック周期ごとに、入力デジタル信号の「0」、「1」に応じて一定量だけ出力電圧を増減するデルタ変調方式が記載されている。   Therefore, in the non-contact communication method, the following method can be considered to output an analog signal. That is, the value of the analog signal to be output is transmitted as digital data from the transmission device 111 to the reception device 112, and after receiving the digital data, the reception device 112 has a digital-analog conversion circuit (not shown) provided therein. This is a method of outputting an analog signal using Patent Document 1 describes a delta modulation method in which an output voltage is increased or decreased by a certain amount in accordance with “0” and “1” of an input digital signal for each clock cycle.

一方、デジタル−アナログ変換回路を用いることなく、直流信号を生成する方法として、例えば、特許文献2に記載されているように、受信したパルス信号を低域透過フィルタ(ローパスフィルタ)回路に通すことにより、パルス信号の直流成分を出力信号の直流信号とする方式も考えられる。   On the other hand, as a method for generating a DC signal without using a digital-analog conversion circuit, for example, as described in Patent Document 2, a received pulse signal is passed through a low-pass filter (low-pass filter) circuit. Thus, a method in which the DC component of the pulse signal is used as the DC signal of the output signal is also conceivable.

他の方法として、受信装置112に電圧積分回路(非図示)を設け、電圧パルスが受信装置112に入力される度に、電圧積分回路が出力電圧値を微小量Vずつ積分する方法も考えられる。ことのき、パルスをN回送信することによって、所望のレベルの直流電圧が受信装置112において得られる。このような方法の一例として、特許文献3において、受信コイルの誘導起電力を半波整流又は全波整流した後、積分回路に通す方法が記載されている。この方法によると、パルス数Nに比例した直流電圧を出力することができる。   As another method, a method may be considered in which a voltage integration circuit (not shown) is provided in the reception device 112 and the voltage integration circuit integrates the output voltage value by a minute amount V each time a voltage pulse is input to the reception device 112. . At this time, a DC voltage of a desired level is obtained in the receiving device 112 by transmitting the pulse N times. As an example of such a method, Patent Document 3 describes a method in which an induced electromotive force of a receiving coil is half-wave rectified or full-wave rectified and then passed through an integrating circuit. According to this method, a DC voltage proportional to the number of pulses N can be output.

特開平8−316915号公報JP-A-8-316915 特開2004−208112号公報JP 2004-208112 A 特開2004−320083号公報JP 2004-320083 A

上記特許文献1から3の全開示内容はその引用をもって本書に繰込み記載する。
以下の分析は、本発明者によってなされたものである。デジタル(バイナリ)信号からアナログ信号に変換する一般的なデジタル−アナログ変換回路や、特許文献1に記載されたデルタ変調方式は、変換回路の面積が大きく、デジタル−アナログ変換回路専用のクロックが必要であり、出力電圧のレンジが狭い(すなわち、グランドレベルから電源電圧レベルの全レンジに対応したデジタル−アナログ変換回路は困難である)等の問題がある。さらに、受信装置112に入力される微小な誘導起電力を、デジタル−アナログ変換回路の入力信号(すなわち、デジタル信号)に変換するための増幅回路の面積や消費電力が大きいという問題もある。
The entire disclosures of Patent Documents 1 to 3 are incorporated herein by reference.
The following analysis was made by the present inventors. A general digital-analog conversion circuit that converts a digital (binary) signal into an analog signal and the delta modulation method described in Patent Document 1 have a large conversion circuit area and require a dedicated clock for the digital-analog conversion circuit. There is a problem that the output voltage range is narrow (that is, a digital-analog conversion circuit corresponding to the entire range from the ground level to the power supply voltage level is difficult). Furthermore, there is a problem that the area and power consumption of the amplifier circuit for converting a minute induced electromotive force input to the receiving device 112 into an input signal (that is, a digital signal) of the digital-analog conversion circuit is large.

ところで、非接触通信においては、データ送信回路201による電流が流れていない2つの時点(図11の時刻0及びT)の間におけるパルスの形状に依らず、受信装置112における誘導起電力Vの時間積分は0となる。すなわち、次式

Figure 0005360066
のように、受信装置112における誘導起電力の時間積分はつねに0となる。このとき、誘導起電力をローパスフィルタに入力して得られるフィルタ出力電圧も0となってしまう。したがって、特許文献2に記載されているようなローパスフィルタを用いる方法においては、任意の出力レベルの直流電圧を生成することはできないという問題がある。By the way, in the non-contact communication, the time of the induced electromotive force V in the receiving device 112 regardless of the shape of the pulse between two time points (time 0 and T in FIG. 11) where no current flows by the data transmission circuit 201 The integration is zero. That is, the following formula

Figure 0005360066
As described above, the time integral of the induced electromotive force in the receiving device 112 is always zero. At this time, the filter output voltage obtained by inputting the induced electromotive force to the low-pass filter also becomes zero. Therefore, in the method using the low-pass filter as described in Patent Document 2, there is a problem that a DC voltage of an arbitrary output level cannot be generated.

また、特許文献3に記載の方法によると、直流電圧値を変更する際、例えば、前回の直流電圧値よりも低い電圧に変更したい場合には、一旦直流電圧を0に戻して(リセットして)、再度パルスを入力する必要がある。したがって、別途リセット信号が必要となり、リセット信号を送受信するための送信器及び受信器が別途必要とされるという問題がある。さらに、送信強度や受信装置の増幅回路のばらつきなどによって、微小量Vの値が変動し、高精度な電圧値設定が困難であるという問題もある。   Further, according to the method described in Patent Document 3, when changing the DC voltage value, for example, when it is desired to change the voltage to a voltage lower than the previous DC voltage value, the DC voltage is once returned to 0 (reset). ), It is necessary to input the pulse again. Therefore, there is a problem that a separate reset signal is required, and a transmitter and a receiver for transmitting and receiving the reset signal are separately required. Further, there is a problem that the value of the minute amount V fluctuates due to transmission intensity, variation of the amplifier circuit of the receiving device, and the like, and it is difficult to set a highly accurate voltage value.

このように、コイル(インダクタ)やキャパシタを用いた従来の近距離非接触通信においては、任意のレベルの直流電圧を受信回路で出力することが困難であるという問題がある。また、受信装置にデジタル−アナログ変換器を設ける方法によると、変換回路の面積が大きく、出力レンジが狭く、専用のクロックやリセット信号が必要となる上、受信装置に入力される微小な誘導起電力をデジタル信号に変換するための増幅回路によって面積及び消費電力が増加する問題がある。さらに、送信強度や受信装置における増幅回路のばらつき等により、高精度な電圧値を設定することが困難であるという問題もある。   As described above, in the conventional short-distance non-contact communication using a coil (inductor) or a capacitor, there is a problem that it is difficult to output a DC voltage of an arbitrary level by the receiving circuit. In addition, according to the method of providing a digital-analog converter in the receiving device, the area of the conversion circuit is large, the output range is narrow, a dedicated clock or reset signal is required, and a minute induction signal input to the receiving device is required. There is a problem that the area and power consumption increase due to the amplifier circuit for converting power into a digital signal. Furthermore, there is a problem that it is difficult to set a highly accurate voltage value due to variations in transmission intensity, amplification circuits in the receiving device, and the like.

そこで、非接触通信を介して直流電圧を出力する送受信装置において、受信装置の面積及び消費電力を削減することが課題となる。また、送信電流の強度や受信回路のばらつきがある場合において、出力される直流電圧の値を補償する手段を提供することが課題となる。   Therefore, in a transmission / reception device that outputs a DC voltage via non-contact communication, it is a problem to reduce the area and power consumption of the reception device. Another problem is to provide means for compensating for the value of the output DC voltage when there is variation in the intensity of the transmission current and the reception circuit.

本発明の第1の視点に係る受信装置は、
送信コイルによって起電力が誘起される受信コイルと、
立ち上がり時間が立ち下がり時間よりも短い第1の電流を前記送信コイルに流すことによって誘起された場合と立ち上がり時間が立ち下がり時間よりも長く該第1の電流とは逆方向の第2の電流を前記送信コイルに流すことによって誘起された場合とで前記起電力に対する透過特性が異なるフィルタ回路と、
前記フィルタ回路によって出力された電流を積分する積分回路と、を備えている。
すなわち、受信装置は、立ち上がり時間が立ち下がり時間よりも短い第1の電流又は立ち上がり時間が立ち下がり時間よりも長く該第1の電流とは逆方向の第2の電流を送信コイルに流すことによって起電力が誘起される受信コイルと、
前記受信コイルに誘起された起電力をフィルタリングするフィルタ回路と、
前記フィルタ回路によって出力された電流を積分する積分回路と、を備えている。
The receiving apparatus according to the first aspect of the present invention is:
A receiving coil whose electromotive force is induced by the transmitting coil;
When a first current whose rise time is shorter than the fall time is induced to flow through the transmission coil, a second current in a direction opposite to the first current is generated when the rise time is longer than the fall time. A filter circuit having different transmission characteristics for the electromotive force when induced by flowing through the transmission coil; and
An integration circuit for integrating the current output by the filter circuit.
That is, the receiving apparatus causes the first coil to have a rise time shorter than the fall time or a second current that is longer than the fall time and opposite to the first current. A receiving coil in which an electromotive force is induced;
A filter circuit for filtering an electromotive force induced in the receiving coil;
An integration circuit for integrating the current output by the filter circuit.

本発明の第2の視点に係る送信装置は、
電磁誘導によって受信コイルに起電力を誘起する送信コイルと、
立ち上がり時間が立ち下がり時間よりも短い第1の電流と立ち上がり時間が立ち下がり時間よりも長く該第1の電流とは逆方向の第2の電流を前記送信コイルに出力するデータ送信回路と、を備えている。
A transmitting apparatus according to the second aspect of the present invention is:
A transmission coil for inducing an electromotive force in the reception coil by electromagnetic induction;
A first current having a rise time shorter than the fall time, and a data transmission circuit for outputting a second current in a direction opposite to the first current to the transmission coil, the rise time being longer than the fall time. I have.

本発明の第3の視点に係るフィルタ回路は、

所定の論理閾値を有する第1のダイオードと第2のダイオードを含み、該第1のダイオードのカソードが該第2のダイオードのアノードと第1のノードに接続されるとともに、該第1のダイオードのアノードが該第2のダイオードのカソードと出力ノードに接続された双方向ダイオードと、
入力電圧と出力電圧とが等しく、入力の一方が前記出力ノードに接続されるとともに、出力が第2のノードに接続されたユニティゲインバッファと、
前記第1のノードと前記第2のノードに接続された抵抗と、を備えている。
A filter circuit according to a third aspect of the present invention is:

A first diode and a second diode having a predetermined logic threshold, the cathode of the first diode being connected to the anode and the first node of the second diode; A bidirectional diode having an anode connected to the cathode of the second diode and an output node;
A unity gain buffer in which the input voltage and the output voltage are equal, and one of the inputs is connected to the output node and the output is connected to the second node;
And a resistor connected to the first node and the second node.

本発明の第4の視点に係る送受信方法は、
立ち上がり時間が立ち下がり時間よりも短い第1の電流及び該第1の電流と逆符号であって立ち上がり時間が立ち下がり時間よりも長い第2の電流を送信コイルに出力する工程と、
前記送信コイルに出力された電流にもとづいて受信コイルに起電力が誘起される工程と、
前記第1の電流によって誘起された場合と前記第2の電流によって誘起された場合とで前記起電力に対する透過特性が異なるフィルタ回路に前記起電力を入力する工程と、
前記フィルタ回路によって出力された電流を積分する工程と、を含む。
すなわち、送受信方法は、
立ち上がり時間が立ち下がり時間よりも短い第1の電流又は該第1の電流と逆符号であって立ち上がり時間が立ち下がり時間よりも長い第2の電流を送信コイルに流す工程と、
前記送信コイルに出力された電流にもとづいて受信コイルに起電力が誘起される工程と、
前記受信コイルに誘起された起電力をフィルタ回路によってフィルタリングする工程と、
前記フィルタ回路によって出力された電流を積分回路によって積分する工程と、を含む。
本発明の第5の視点に係る受信装置は、
入力されたデジタルデータに応じて、立ち上がり時間が立ち下がり時間よりも短い第1の電流、又は、立ち上がり時間が立ち下がり時間よりも長く該第1の電流とは逆方向の第2の電流のいずれかを送信コイルに流すことによって起電力が誘起される受信コイルと、
前記受信コイルに誘起された起電力をフィルタリングするフィルタ回路と、
前記フィルタ回路によって出力された電流を積分する積分回路と、を備え、
前記フィルタ回路は、自身への入力電圧とその平均値との差が所定の閾値以上である場合、自身への入力電圧とその平均値との差に応じた強度の電流を出力する電流を出力する。
本発明の第6の視点に係る受信装置は、
入力されたデジタルデータに応じて、立ち上がり時間が立ち下がり時間よりも短い第1の電流、又は、立ち上がり時間が立ち下がり時間よりも長く該第1の電流とは逆方向の第2の電流のいずれかを送信コイルに流すことによって起電力が誘起される受信コイルと、
前記受信コイルに誘起された起電力をフィルタリングするフィルタ回路と、
前記フィルタ回路によって出力された電流を積分する積分回路と、を備え、
前記フィルタ回路は、自身への入力電圧と前記積分回路の出力電圧との差が所定の閾値以上である場合、自身への入力電圧と前記積分回路の出力電圧との差に応じた強度の電流を出力する。
The transmission / reception method according to the fourth aspect of the present invention is:
Outputting a first current having a rise time shorter than the fall time and a second current having a reverse sign to the first current and having a rise time longer than the fall time to the transmission coil;
A step of inducing an electromotive force in the receiving coil based on the current output to the transmitting coil;
Inputting the electromotive force into a filter circuit having different transmission characteristics with respect to the electromotive force when induced by the first current and when induced by the second current;
Integrating the current output by the filter circuit.
That is, the transmission / reception method is
Flowing a first current having a rise time shorter than the fall time or a second current having an opposite sign to the first current and having a rise time longer than the fall time to the transmission coil;
A step of inducing an electromotive force in the receiving coil based on the current output to the transmitting coil;
Filtering the electromotive force induced in the receiving coil by a filter circuit;
Integrating the current output by the filter circuit with an integrating circuit.
The receiving apparatus according to the fifth aspect of the present invention is:
Depending on the input digital data, either the first current whose rise time is shorter than the fall time or the second current whose rise time is longer than the fall time and in the opposite direction to the first current is selected. A receiving coil in which an electromotive force is induced by flowing the current through the transmitting coil;
A filter circuit for filtering an electromotive force induced in the receiving coil;
An integrating circuit for integrating the current output by the filter circuit,
When the difference between the input voltage to itself and the average value thereof is equal to or greater than a predetermined threshold, the filter circuit outputs a current that outputs a current having a strength corresponding to the difference between the input voltage to the self and the average value. To do.
The receiving apparatus according to the sixth aspect of the present invention is:
Depending on the input digital data, either the first current whose rise time is shorter than the fall time or the second current whose rise time is longer than the fall time and in the opposite direction to the first current is selected. A receiving coil in which an electromotive force is induced by flowing the current through the transmitting coil;
A filter circuit for filtering an electromotive force induced in the receiving coil;
An integrating circuit for integrating the current output by the filter circuit,
When the difference between the input voltage to itself and the output voltage of the integration circuit is greater than or equal to a predetermined threshold, the filter circuit has a current having a strength corresponding to the difference between the input voltage to itself and the output voltage of the integration circuit. Is output.

第1の展開形態の受信装置は、前記フィルタ回路が、自身への入力電圧とその平均値との差が所定の閾値以上である場合に電流を出力することが好ましい。   In the receiving device of the first development form, it is preferable that the filter circuit outputs a current when a difference between an input voltage to the filter circuit and an average value thereof is a predetermined threshold value or more.

第2の展開形態の受信装置は、前記フィルタ回路が、自身への入力電圧と前記積分回路の出力電圧との差が所定の閾値以上である場合に電流を出力することが好ましい。   In the receiving device of the second development form, it is preferable that the filter circuit outputs a current when a difference between an input voltage to the filter circuit and an output voltage of the integrating circuit is equal to or greater than a predetermined threshold.

第3の展開形態の受信装置は、前記フィルタ回路が、自身への入力電圧が所定の閾値を上回る周波数の周波数成分を含む場合に電流を出力することが好ましい。   In the receiving device of the third development form, it is preferable that the filter circuit outputs a current when the input voltage to the filter circuit includes a frequency component having a frequency exceeding a predetermined threshold.

第4の展開形態の受信装置は、前記フィルタ回路が、自身への入力電圧とその平均値との差に応じた強度の電流を出力することが好ましい。   In the receiving device according to the fourth embodiment, it is preferable that the filter circuit outputs a current having a strength corresponding to a difference between an input voltage to the filter circuit and an average value thereof.

第5の展開形態の受信装置は、前記フィルタ回路が、自身への入力電圧と前記積分回路の出力電圧との差に応じた強度の電流を出力することが好ましい。   In the receiving device of the fifth development form, it is preferable that the filter circuit outputs a current having an intensity corresponding to a difference between an input voltage to itself and an output voltage of the integrating circuit.

第6の展開形態の受信装置は、前記フィルタ回路が、自身への入力電圧とその平均値との差が所定の閾値を上回った時点から所定の期間にわたって電流を出力することが好ましい。   In the receiving device of the sixth development form, it is preferable that the filter circuit outputs a current over a predetermined period from a time point when a difference between an input voltage to the filter circuit and an average value thereof exceeds a predetermined threshold value.

第7の展開形態の受信装置は、前記フィルタ回路が、自身への入力電圧と前記積分回路の出力電圧との差が所定の閾値を上回った時点から所定の期間にわたって電流を出力することが好ましい。   In the receiving device of the seventh development form, it is preferable that the filter circuit outputs a current over a predetermined period from a time point when a difference between an input voltage to itself and an output voltage of the integrating circuit exceeds a predetermined threshold value. .

第8の展開形態の送信装置は、前記データ送信回路が、受信したデジタルデータの値に応じて前記第1の電流又は前記第2の電流のいずれかを前記送信コイルに出力することが好ましい。   In the transmission device according to the eighth development mode, it is preferable that the data transmission circuit outputs either the first current or the second current to the transmission coil in accordance with the value of the received digital data.

第9の展開形態の送受信装置は、上記の受信装置と上記の送信装置とを備えていることが好ましい。   The transmission / reception device of the ninth development form preferably includes the reception device and the transmission device.

第10の展開形態の送受信装置は、
前記受信装置は、前記データ受信回路の出力電圧と所定の参照電圧とを比較するとともに、比較結果を前記送信装置に送信する比較回路を備え、
前記送信装置は、前記比較結果を受信するとともに、受信した前記比較結果に応じて前記データ送信回路によって生成される前記第1の電流、及び/又は、前記第2の電流の強度、及び/又は、パルス数を制御する制御回路を備えていることが好ましい。
The transmission / reception apparatus of the tenth development form is
The reception device includes a comparison circuit that compares the output voltage of the data reception circuit with a predetermined reference voltage and transmits a comparison result to the transmission device;
The transmission device receives the comparison result, and the intensity of the first current and / or the second current generated by the data transmission circuit according to the received comparison result, and / or It is preferable that a control circuit for controlling the number of pulses is provided.

第11の展開形態の送受信装置は、前記比較回路が、前記データ送信回路により前記第1の電流又は前記第2の電流のいずれか一方の電流が所定の回数出力されたときの積分電圧値と前記参照電圧とを比較することが好ましい。   In a transmission / reception device according to an eleventh embodiment, the comparison circuit has an integrated voltage value obtained when the data transmission circuit outputs either the first current or the second current a predetermined number of times. It is preferable to compare the reference voltage.

第12の展開形態の送受信装置は、前記制御回路が、前記第1の電流又は前記第2の電流のいずれか一方の電流が前記データ送信回路によってN−1回出力された場合における積分電圧値が前記参照電圧を下回るとともにN回出力された場合における積分電圧値が前記参照電圧を上回ったとき、又は、該電流が前記データ送信回路によってN−1回出力された場合における積分電圧値が前記参照電圧を上回るとともにN回出力された場合における積分電圧値が前記参照電圧を下回ったときに、該電流の1回の出力当たりの積分電圧値の増分が前記参照電圧の絶対値をNで除したものに等しいと推定することが好ましい。   In a transmission / reception device according to a twelfth embodiment, the control circuit causes the integrated voltage value when either one of the first current and the second current is output N-1 times by the data transmission circuit. Is less than the reference voltage and is output N times, the integrated voltage value exceeds the reference voltage, or when the current is output N-1 times by the data transmission circuit, the integrated voltage value is When the integrated voltage value exceeds the reference voltage and is output N times below the reference voltage, the increment of the integrated voltage value per output of the current divides the absolute value of the reference voltage by N. It is preferable to estimate that it is equal to

第13の展開形態の送受信装置は、前記制御回路が、前記データ受信回路によって出力された電圧において所定の分解能が得られない場合には、前記データ送信回路によって生成される前記第1の電流、及び/又は、前記第2の電流量を削減することが好ましい。   In a thirteenth expansion mode transmission / reception device, when the control circuit cannot obtain a predetermined resolution in the voltage output by the data reception circuit, the first current generated by the data transmission circuit, It is preferable to reduce the second current amount.

第14の展開形態のフィルタ回路は、前記入力ノードと前記第1のノードに接続されたキャパシタをさらに備えていることが好ましい。   It is preferable that the filter circuit according to the fourteenth development further includes a capacitor connected to the input node and the first node.

第15の展開形態の送受信方法は、
前記積分回路によって出力された電圧と所定の参照電圧との比較を行う工程と、
前記比較の結果に応じて前記第1の電流、及び/又は、前記第2の電流の強度、及び/又は、パルス数を制御する工程と、を含むことが好ましい。
The transmission / reception method of the fifteenth development form is
Comparing the voltage output by the integration circuit with a predetermined reference voltage;
Preferably, the method includes a step of controlling the intensity of the first current and / or the second current and / or the number of pulses according to the result of the comparison.

本発明により、受信装置において微小な誘導起電力をデジタル信号に変換する増幅回路が不要となる。したがって、受信装置の面積や消費電力が削減される。   The present invention eliminates the need for an amplifier circuit for converting a minute induced electromotive force into a digital signal in the receiving apparatus. Therefore, the area and power consumption of the receiving device are reduced.

また、すべての回路が非同期で動作することにより、受信装置において入力データをサンプリングするための同期(クロック)信号も不要となる。さらに、積分回路の出力電圧を加算するだけでなく、減算することもできるため、従来技術のようにリセット信号を用いなくても、減算によって以前の出力電圧よりも低い出力電圧を生成することもできる。   In addition, since all the circuits operate asynchronously, a synchronization (clock) signal for sampling input data in the receiving apparatus is also unnecessary. Furthermore, since the output voltage of the integration circuit can be subtracted as well as added, it is possible to generate an output voltage lower than the previous output voltage by subtraction without using a reset signal as in the prior art. it can.

また、入力バイアスが常に出力バイアスとなっている両極性ダイオードを用いたフィルタ回路を用いることにより、グランドから電源電圧まで広い出力レンジが得られる。   Further, by using a filter circuit using a bipolar diode whose input bias is always an output bias, a wide output range from the ground to the power supply voltage can be obtained.

さらに、比較回路を備えた構成により、送信電流の強度や受信回路のばらつきがある場合であっても出力される直流電圧の値を補償することができる。   Further, the configuration including the comparison circuit can compensate for the value of the output DC voltage even when there is a variation in the intensity of the transmission current and the reception circuit.

本発明の第1の実施形態に係る受信装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the receiver which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施例に係る送受信装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the transmission / reception apparatus which concerns on 1st Example of this invention. 本発明の第1の実施例に係る送受信装置の動作を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows operation | movement of the transmission / reception apparatus which concerns on 1st Example of this invention. 本発明の第1の実施例に係る送受信装置におけるフィルタ回路及び積分回路の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the filter circuit and integration circuit in the transmission / reception apparatus which concerns on 1st Example of this invention. 本発明の第1の実施例に係る送受信装置におけるフィルタ回路及び積分回路の動作を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows operation | movement of the filter circuit and integration circuit in the transmission / reception apparatus which concerns on 1st Example of this invention. 本発明の第1の実施例に係る送受信装置におけるフィルタ回路及び積分回路の動作を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows operation | movement of the filter circuit and integration circuit in the transmission / reception apparatus which concerns on 1st Example of this invention. 本発明の第2の実施例に係る送受信装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the transmission / reception apparatus which concerns on 2nd Example of this invention. 本発明の第2の実施例に係る送受信装置の動作を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows operation | movement of the transmission / reception apparatus which concerns on 2nd Example of this invention. 従来の送受信装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the conventional transmission / reception apparatus. 従来の送受信装置の動作を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows operation | movement of the conventional transmission / reception apparatus. 従来の送受信装置の動作を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows operation | movement of the conventional transmission / reception apparatus. 本発明の第1の実施例に係る送信装置におけるデータ送信回路の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the data transmission circuit in the transmission apparatus which concerns on 1st Example of this invention.

本発明の実施形態に係る受信装置について、図面を参照して説明する。図1は、本実施形態に係る受信装置の構成を示すブロック図である。   A receiving apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the receiving apparatus according to this embodiment.

図1を参照すると、受信装置12は、受信コイル107、フィルタ回路104及び積分回路105を備えている。受信コイル107には、送信コイル106によって起電力が誘起される。フィルタ回路104は、立ち上がり時間が立ち下がり時間よりも短い第1の電流を前記送信コイルに流すことによって誘起された場合と立ち上がり時間が立ち下がり時間よりも長く該第1の電流とは逆方向の第2の電流を前記送信コイルに流すことによって誘起された場合とで前記起電力に対する透過特性が異なる。積分回路105は、フィルタ回路104によって出力された電流を積分する。   Referring to FIG. 1, the receiving device 12 includes a receiving coil 107, a filter circuit 104, and an integrating circuit 105. An electromotive force is induced in the reception coil 107 by the transmission coil 106. In the filter circuit 104, when the first current shorter than the fall time is induced by flowing the first current through the transmission coil, the filter circuit 104 is longer in the reverse direction than the first current. The transmission characteristics with respect to the electromotive force are different from those induced by flowing a second current through the transmission coil. The integration circuit 105 integrates the current output from the filter circuit 104.

本発明の第1の実施例に係る送受信装置について図面を参照して説明する。   A transceiver according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図2は、本発明の第1の実施例に係る送受信装置の構成を示すブロック図である。図2を参照すると、送受信装置は送信装置11及び受信装置12を備えている。送信装置11は、データ送信回路101及び送信コイル106を備えている。受信装置12は、データ受信回路102及び受信コイル107を備えている。   FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the transmitting / receiving apparatus according to the first embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2, the transmission / reception device includes a transmission device 11 and a reception device 12. The transmission device 11 includes a data transmission circuit 101 and a transmission coil 106. The receiving device 12 includes a data receiving circuit 102 and a receiving coil 107.

データ送信回路101は、送信すべきデジタルデータを受信し、受信したデジタルデータの値に応じて送信コイル106に電流を出力する。データ受信回路102は、受信したデータに応じて直流電圧を出力する。データ受信回路102は、増幅回路103、フィルタ回路104及び積分回路105を備えている。   The data transmission circuit 101 receives digital data to be transmitted, and outputs a current to the transmission coil 106 according to the value of the received digital data. The data receiving circuit 102 outputs a DC voltage according to the received data. The data reception circuit 102 includes an amplification circuit 103, a filter circuit 104, and an integration circuit 105.

図3は、本実施例に係る送受信装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。まず、データ送信回路101は、入力されるデジタルデータに応じて、第1の電流又は第2の電流のいずれかを選択する。ここで、第1の電流は、立ち上がり時間が短く、電流の時間微分dI/dtが大きい第1の期間と、立ち下がり時間が長く、dI/dtの絶対値が小さい第2の期間において正方向に流れる電流である。一方、第2の電流は、立ち上がり時間が長い第2の期間と、立ち下がり時間が短い第1の期間と、立ち上がり時間が長い第2の期間において負方向に流れる電流である。データ送信回路101によって選択された第1の電流又は第2の電流は、送信コイル106に流され、電磁誘導によって誘導磁場が発生する。   FIG. 3 is a timing chart for explaining the operation of the transmission / reception apparatus according to the present embodiment. First, the data transmission circuit 101 selects either the first current or the second current according to the input digital data. Here, the first current is positive in the first period in which the rise time is short and the time differential dI / dt of the current is large, and in the second period in which the fall time is long and the absolute value of dI / dt is small. Current flowing through the On the other hand, the second current is a current that flows in a negative direction in the second period having a long rise time, the first period having a short fall time, and the second period having a long rise time. The first current or the second current selected by the data transmission circuit 101 is supplied to the transmission coil 106, and an induction magnetic field is generated by electromagnetic induction.

誘導磁場によって、受信コイル107には誘導起電力が発生する。図3に示すように、第1の電流によって発生する誘導起電力は、第1の期間における電流のdI/dtに応じた高い(絶対値の大きい)正電圧と、第2の期間における電流のdI/dtに応じた低い(絶対値の小さい)負電圧とからなる。一方、第2の電流によって発生する誘導起電力は、第1の期間における電流のdI/dtに応じた高い(絶対値の大きい)負電圧と、第2の期間における電流のdI/dtに応じた低い(絶対値の小さい)正電圧とからなる。   An induced electromotive force is generated in the receiving coil 107 by the induced magnetic field. As shown in FIG. 3, the induced electromotive force generated by the first current is a high positive voltage (having a large absolute value) corresponding to the dI / dt of the current in the first period, and the current in the second period. It consists of a low negative voltage (small absolute value) corresponding to dI / dt. On the other hand, the induced electromotive force generated by the second current depends on a high negative voltage (a large absolute value) corresponding to the current dI / dt in the first period and the current dI / dt in the second period. It consists of a very low (small absolute value) positive voltage.

増幅回路103は、この誘導起電力を増幅して出力する。フィルタ回路104は、増幅回路103によって出力された電圧と、その平均電圧との差が一定値以上のときに限り、電流を出力する。第1の電流の場合には、フィルタ回路104は、平均電圧との差が小さい負電圧を遮断し、正電圧の一部のみを通過させる。一方、第2の電流の場合には、フィルタ回路104は、平均電圧との差が小さい正電圧を遮断し、負電圧の一部のみを通過させる。   The amplifier circuit 103 amplifies the induced electromotive force and outputs it. The filter circuit 104 outputs a current only when the difference between the voltage output by the amplifier circuit 103 and the average voltage is a certain value or more. In the case of the first current, the filter circuit 104 blocks a negative voltage having a small difference from the average voltage and allows only a part of the positive voltage to pass. On the other hand, in the case of the second current, the filter circuit 104 blocks a positive voltage having a small difference from the average voltage and allows only a part of the negative voltage to pass.

積分回路105は、フィルタ回路104によって出力された電流を積分する。第1の電流に基づくフィルタ回路104の出力電流が1回入力された場合に、積分回路105は、出力電圧を微小量Vpだけ増加させる。一方、第2の電流に基づくフィルタ回路104の出力電流が1回入力された場合に、積分回路105は、出力電圧を微小量Vmだけ減少させる。   The integration circuit 105 integrates the current output from the filter circuit 104. When the output current of the filter circuit 104 based on the first current is input once, the integration circuit 105 increases the output voltage by a minute amount Vp. On the other hand, when the output current of the filter circuit 104 based on the second current is input once, the integration circuit 105 decreases the output voltage by a minute amount Vm.

図4は、本実施例に係る送受信装置におけるフィルタ回路104及び積分回路105の構成を示すブロック図である。図4を参照すると、フィルタ回路104は、キャパシタ301、双方向ダイオード302、ユニティゲインバッファ303、抵抗304を備えている。双方向ダイオード302は、論理閾値Vdを有する2個のダイオードのアノード側とカソード側を互いに逆に短絡して構成される。ユニティゲインバッファ303においては、入力電圧と出力電圧とがつねに等しい。   FIG. 4 is a block diagram illustrating configurations of the filter circuit 104 and the integration circuit 105 in the transmission / reception apparatus according to the present embodiment. Referring to FIG. 4, the filter circuit 104 includes a capacitor 301, a bidirectional diode 302, a unity gain buffer 303, and a resistor 304. The bidirectional diode 302 is configured by short-circuiting the anode side and the cathode side of two diodes having a logic threshold value Vd in reverse. In the unity gain buffer 303, the input voltage and the output voltage are always equal.

図5及び図6は、フィルタ回路104及び積分回路105の動作を示すタイミングチャートである。フィルタ回路104は、増幅回路103の出力電圧のうち絶対値が一定値以下のものを遮断する。入力電圧が出力電圧に比べダイオードの論理閾値以上高い場合には、フィルタ回路104において入力から出力へ正方向の電流が流れる(図5)。一方、入力電圧が出力電圧に比べダイオードの論理閾値以上低い場合には、フィルタ回路において出力から入力に向けて負方向の電流が流れる(図6)。さらに、入力電圧と出力電圧との電圧差がダイオードの論理閾値以下である場合には、フィルタ回路104において電流は流れない。   5 and 6 are timing charts showing operations of the filter circuit 104 and the integration circuit 105. FIG. The filter circuit 104 blocks an output voltage of the amplifier circuit 103 whose absolute value is equal to or less than a certain value. When the input voltage is higher than the logic threshold of the diode as compared with the output voltage, a positive current flows from the input to the output in the filter circuit 104 (FIG. 5). On the other hand, when the input voltage is lower than the output voltage by a logical threshold value of the diode, a negative current flows from the output to the input in the filter circuit (FIG. 6). Furthermore, when the voltage difference between the input voltage and the output voltage is less than or equal to the logic threshold value of the diode, no current flows in the filter circuit 104.

キャパシタ301とユニティゲインバッファ303と抵抗304は、バイアス変換回路を形成する。フィルタ回路104の出力電圧がVoutのとき、入力信号の電圧が、入力信号の平均電圧からΔVx高い電圧のときには、キャパシタ301の出力VcはVout+ΔVxとなる。次に、出力Voutが入力Vcに比べVd以上低い、つまりΔVx>Vdであると、双方向ダイオード302には入力から出力に向けて正方向に電流が流れ、積分回路105により、出力Voutが増加する。また、出力Voutが入力Vcに比べVd以上高い、つまりΔVx<−Vdであると、双方向ダイオード302には出力から入力に向けて正方向に電流が流れ、積分回路105により、出力Voutが減少する。一方、VoutとVcとの電圧差がVd以下である場合、双方向ダイオード302には電流が流れない。フィルタ回路104の特徴は、出力電流が出力電圧の値に依存せず、VdとΔVxのみによって決まる点にある。   The capacitor 301, the unity gain buffer 303, and the resistor 304 form a bias conversion circuit. When the output voltage of the filter circuit 104 is Vout, the output Vc of the capacitor 301 is Vout + ΔVx when the voltage of the input signal is higher than the average voltage of the input signal by ΔVx. Next, when the output Vout is lower than the input Vc by Vd or more, that is, ΔVx> Vd, a current flows through the bidirectional diode 302 in the positive direction from the input to the output, and the output Vout is increased by the integration circuit 105. To do. Further, when the output Vout is higher than the input Vc by Vd or more, that is, ΔVx <−Vd, a current flows through the bidirectional diode 302 in the positive direction from the output to the input, and the output Vout is reduced by the integration circuit 105. To do. On the other hand, when the voltage difference between Vout and Vc is Vd or less, no current flows through the bidirectional diode 302. The filter circuit 104 is characterized in that the output current does not depend on the value of the output voltage and is determined only by Vd and ΔVx.

なお、フィルタ回路104は、キャパシタ301を有さない構成としてもよい。この場合には、フィルタ回路104は自身への入力電圧と積分回路105の出力電圧との差がダイオードの論理閾値以上であるときに電流を出力する。   Note that the filter circuit 104 may be configured without the capacitor 301. In this case, the filter circuit 104 outputs a current when the difference between the input voltage to itself and the output voltage of the integrating circuit 105 is equal to or greater than the logic threshold of the diode.

フィルタ回路104を用いることにより、第1の電流が1回入力されたときのVpや、第2の電流が1回入力されたときのVmはVoutによらない一定値となる。したがって、第1の電流をN回入力、第2の電流をM回入力した場合、Voutは、N*Vp−M*Vmだけ増加する。   By using the filter circuit 104, Vp when the first current is input once and Vm when the second current is input once are constant values independent of Vout. Therefore, when the first current is input N times and the second current is input M times, Vout increases by N * Vp−M * Vm.

本実施例に係る送受信装置により、データ受信回路102に入力される微小な誘導起電力をデジタル変換することなく、簡単な増幅とフィルタ処理のみによって、出力電圧を増減することができる。したがって、データ受信回路102の面積及び消費電力を削減することができる。また、データ受信回路102においては、データをサンプリングする同期クロック信号が不要であるため、クロックを別途入力する煩雑さも解消される。さらに、2種類の送信電流(第1の電流及び第2の電流)を用いることによって、積分回路の出力信号レベルを加算するのみならず、減算することもできる。したがって、従来の送受信装置のようにリセット信号を用いることなく、以前のVoutよりも低いVoutを減算によって生成することができる。   With the transmission / reception apparatus according to the present embodiment, the output voltage can be increased or decreased only by simple amplification and filter processing without digitally converting a minute induced electromotive force input to the data receiving circuit 102. Therefore, the area and power consumption of the data receiving circuit 102 can be reduced. In addition, since the data receiving circuit 102 does not require a synchronous clock signal for sampling data, the trouble of separately inputting a clock is also eliminated. Further, by using two types of transmission currents (first current and second current), not only the output signal level of the integrating circuit can be added but also subtracted. Therefore, Vout lower than the previous Vout can be generated by subtraction without using a reset signal as in the conventional transmitter / receiver.

図12に、一例として、本実施例に係る送信装置11のデータ送信回路101を示す。第1の電流及び第2の電流を生成するには、次の方法を用いることができる。図12を参照すると、Hブリッジ型電流駆動回路602の入力ドライバ603、604におけるPMOSの駆動力を高くするとともに、NMOSの駆動力を小さくすることによって、入力ドライバ603、604におけるPMOSがオンとなる第1の期間においては立ち上がり又は立ち上がり電流遷移時間を短くするとともに、入力ドライバ603、604のNMOSがオンとなる第2の期間においては立ち上がり又は立ち上がり電流遷移時間を長くすることができる。   FIG. 12 shows a data transmission circuit 101 of the transmission apparatus 11 according to the present embodiment as an example. The following method can be used to generate the first current and the second current. Referring to FIG. 12, the PMOS in the input drivers 603 and 604 is turned on by increasing the PMOS driving power in the input drivers 603 and 604 of the H-bridge type current driving circuit 602 and reducing the NMOS driving power. The rising or rising current transition time can be shortened in the first period, and the rising or rising current transition time can be increased in the second period in which the NMOS of the input drivers 603 and 604 is turned on.

本発明の第2の実施例に係る送受信装置について、図面を参照して説明する。第1の実施例において、第1の電流が1回入力されたときの出力電圧の上昇Vpは、通信距離や双方向ダイオード302の論理閾値Vdのばらつきによって変化する。第2の電流が1回入力されたときの出力電圧の下降Vmについても同様である。したがって、その変化を補正し、常に意図した出力電圧を提供できるように補償手段を提供する必要がある。   A transmitting / receiving apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the first embodiment, the output voltage rise Vp when the first current is input once changes depending on the communication distance and the variation in the logical threshold value Vd of the bidirectional diode 302. The same applies to the drop Vm of the output voltage when the second current is input once. Therefore, it is necessary to provide compensation means so as to correct the change and always provide the intended output voltage.

本実施例の送受信装置は、かかる補償手段を提供する。図7は、本実施例に係る送受信装置の構成を示すブロック図である。図7を参照すると、送受信装置は、送信装置21及び受信装置22を備えている。送信装置21は、データ送信回路101、送信コイル106、受信コイル117、比較結果受信回路503及び制御回路504を備えている。受信装置22は、データ受信回路102、受信コイル107、比較回路501、比較結果送信回路502及び送信コイル116を備えている。   The transmission / reception apparatus of this embodiment provides such compensation means. FIG. 7 is a block diagram illustrating the configuration of the transmission / reception apparatus according to the present embodiment. Referring to FIG. 7, the transmission / reception device includes a transmission device 21 and a reception device 22. The transmission device 21 includes a data transmission circuit 101, a transmission coil 106, a reception coil 117, a comparison result reception circuit 503, and a control circuit 504. The reception device 22 includes a data reception circuit 102, a reception coil 107, a comparison circuit 501, a comparison result transmission circuit 502 and a transmission coil 116.

データ送信回路101及びデータ受信回路102は、上記第1の実施例に係る送受信装置におけるもの(図2)と同様である。比較回路501は、データ受信回路102の出力電圧と、所定の参照電圧Vrefとを比較する。比較結果送信回路502は、比較回路501による比較結果を送信装置21にフィードバックする。制御回路504は、比較結果に応じてデータ送信回路101の通信強度及び送信パルス数を制御する。ここで、参照電圧Vrefは、グランドから電源電圧までの範囲内の適当な値を受信装置22の内部で発生させてもよいし、受信装置22の外部から入力するようにしてもよい。   The data transmission circuit 101 and the data reception circuit 102 are the same as those in the transmission / reception apparatus according to the first embodiment (FIG. 2). The comparison circuit 501 compares the output voltage of the data reception circuit 102 with a predetermined reference voltage Vref. The comparison result transmission circuit 502 feeds back the comparison result of the comparison circuit 501 to the transmission device 21. The control circuit 504 controls the communication intensity and the number of transmission pulses of the data transmission circuit 101 according to the comparison result. Here, as the reference voltage Vref, an appropriate value within the range from the ground to the power supply voltage may be generated inside the receiving device 22 or may be input from the outside of the receiving device 22.

図8は、本実施例に係る送受信装置の動作を示すタイミングチャートである。まず、出力電圧Voutを最低レベル(例えば0)に設定する。これは、第2の電流を適当な回数出力することによって実現し得る。次に、第1の電流を1回ずつ入力し、データ受信回路102の出力結果Voutと、参照電圧Vrefとを比較し、比較結果を制御回路504に送信する。   FIG. 8 is a timing chart illustrating the operation of the transmission / reception apparatus according to the present embodiment. First, the output voltage Vout is set to the lowest level (for example, 0). This can be realized by outputting the second current an appropriate number of times. Next, the first current is input once, the output result Vout of the data receiving circuit 102 is compared with the reference voltage Vref, and the comparison result is transmitted to the control circuit 504.

第1の電流をNr−1回入力した場合にはデータ受信回路102の出力結果が参照電圧Vrefを下回り、第1の電流をNr回入力した場合にはデータ受信回路102の出力結果が参照電圧Vrefを上回ったとき、制御回路504は、参照電圧Vrefと第1の電流が1回入力されたときの出力電圧の上昇Vpとの関係がVp=Vref/Nrであると推定する。   When the first current is input Nr-1 times, the output result of the data receiving circuit 102 is lower than the reference voltage Vref, and when the first current is input Nr times, the output result of the data receiving circuit 102 is the reference voltage. When the voltage exceeds Vref, the control circuit 504 estimates that the relationship between the reference voltage Vref and the output voltage increase Vp when the first current is input once is Vp = Vref / Nr.

同様にして、制御回路504は、Vmの値も推定することができる。まず、データ受信回路102の出力結果Voutを最高レベル(例えば、電源電圧Vdd)に設定する。これは、第1の電流を適当な回数出力することによって実現し得る。次に、第2の電流を1回ずつ入力し、受信回路の出力結果と参照電圧Vrefとを比較し、その結果を制御回路504に送信する。   Similarly, the control circuit 504 can also estimate the value of Vm. First, the output result Vout of the data receiving circuit 102 is set to the highest level (for example, the power supply voltage Vdd). This can be realized by outputting the first current an appropriate number of times. Next, the second current is input once, the output result of the receiving circuit is compared with the reference voltage Vref, and the result is transmitted to the control circuit 504.

第2の電流をNf−1回入力した場合には受信回路の出力結果が参照電圧Vrefを上回り、第2の電流をNf回入力した場合には受信回路の出力結果が参照電圧を下回ったとき、制御回路504は、参照電圧Vrefと第2の送信電流波形が1回入力されたときの出力電圧の減少Vmとの関係はVp=(Vdd−Vref)/Nfであると推定する。   When the second current is input Nf-1 times, the output result of the receiving circuit exceeds the reference voltage Vref, and when the second current is input Nf times, the output result of the receiving circuit is lower than the reference voltage. The control circuit 504 estimates that the relationship between the reference voltage Vref and the output voltage decrease Vm when the second transmission current waveform is input once is Vp = (Vdd−Vref) / Nf.

また、データ受信回路102の出力電圧を所定の値Voに設定したい場合には、制御回路504は、上述のようにして推定したVp及びVm、並びに、次式
Vo=(第1の電流の入力回数)*Vp−(第2の電流の入力回数)*Vm
に基づいて第1の電流の入力回数及び第2の電流の入力回数を決定する。
When it is desired to set the output voltage of the data receiving circuit 102 to the predetermined value Vo, the control circuit 504 includes the Vp and Vm estimated as described above and the following equation Vo = (input of the first current). Number of times) * Vp- (number of times of second current input) * Vm
The number of times of inputting the first current and the number of times of inputting the second current are determined based on the above.

また、Vp及びVmの値が大きすぎることによって、出力電圧Voutにおいて期待する電圧分解能が得られない場合には、データ送信回路101の送信電流の強度を低下させることにより、Vp及びVmの値を小さくすることができる。ここで、送信電流を下げたときのVp及びVmの値は、送信電流を下げた後に、再度、上述の補正を行うことによって算出することができる。データ送信回路101の送信電流を下げる方法として、データ送信回路101の電源電圧を下げる方法、又はデータ送信回路101を駆動するトランジスタの大きさを調整して駆動電流を切り替える方法等が考えられる。以上により、データ受信回路102の出力電圧の電圧分解能を向上させることができる。   If the expected voltage resolution at the output voltage Vout cannot be obtained because the values of Vp and Vm are too large, the values of Vp and Vm are reduced by reducing the intensity of the transmission current of the data transmission circuit 101. Can be small. Here, the values of Vp and Vm when the transmission current is lowered can be calculated by performing the above correction again after lowering the transmission current. As a method of reducing the transmission current of the data transmission circuit 101, a method of reducing the power supply voltage of the data transmission circuit 101, a method of switching the drive current by adjusting the size of the transistor that drives the data transmission circuit 101, or the like can be considered. As described above, the voltage resolution of the output voltage of the data receiving circuit 102 can be improved.

本実施例に係る送受信装置によって、送信電流の強度やデータ受信回路102のばらつきが生じた場合においても、データ受信回路102の出力電圧の値を正しく制御することができる。さらに、本実施例に係る送受信装置は、データ受信回路102において補正回路を必要としないため、回路構成が簡易である上、データ受信回路102の面積の増加も防ぐことができる。また、比較回路501及び比較結果送信回路502もクロックを用いない非同期回路とするできるため、受信装置22においてクロック信号及びリセット信号が不要となる。   The transmission / reception apparatus according to the present embodiment can correctly control the value of the output voltage of the data reception circuit 102 even when the intensity of the transmission current and the variation of the data reception circuit 102 occur. Furthermore, since the transmission / reception apparatus according to the present embodiment does not require a correction circuit in the data reception circuit 102, the circuit configuration is simple and an increase in the area of the data reception circuit 102 can be prevented. In addition, since the comparison circuit 501 and the comparison result transmission circuit 502 can also be asynchronous circuits that do not use a clock, the reception device 22 does not need a clock signal and a reset signal.

なお、本発明が上記各実施例に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、各実施例は適宜変更され得ることは明らかである。   It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and it is obvious that the embodiments can be appropriately changed within the scope of the technical idea of the present invention.

11、21、111 送信装置
12、22、112 受信装置
101、201 データ送信回路
102、202 データ受信回路
103 増幅回路
104 フィルタ回路
105 積分回路
106、116、206 送信コイル
107、117、207 受信コイル
301 キャパシタ
302 双方向ダイオード
303 ユニティゲインバッファ
304 抵抗
501 比較回路
502 比較結果送信回路
503 比較結果受信回路
504、601 制御回路
602 Hブリッジ型電流駆動回路
603、604 入力ドライバ
11, 21, 111 Transmitters 12, 22, 112 Receivers 101, 201 Data transmission circuit 102, 202 Data reception circuit 103 Amplification circuit 104 Filter circuit 105 Integration circuits 106, 116, 206 Transmission coils 107, 117, 207 Reception coil 301 Capacitor 302 Bidirectional diode 303 Unity gain buffer 304 Resistance 501 Comparison circuit 502 Comparison result transmission circuit 503 Comparison result reception circuits 504 and 601 Control circuit 602 H-bridge type current drive circuits 603 and 604 Input driver

Claims (11)

入力されたデジタルデータに応じて、立ち上がり時間が立ち下がり時間よりも短い第1の電流、又は、立ち上がり時間が立ち下がり時間よりも長く該第1の電流とは逆方向の第2の電流のいずれかを送信コイルに流すことによって起電力が誘起される受信コイルと、
前記受信コイルに誘起された起電力をフィルタリングするフィルタ回路と、
前記フィルタ回路によって出力された電流を積分する積分回路と、を備え、
前記フィルタ回路は、自身への入力電圧とその平均値との差が所定の閾値以上である場合、自身への入力電圧とその平均値との差に応じた強度の電流を出力する電流を出力する、受信装置。
Depending on the input digital data, either the first current whose rise time is shorter than the fall time or the second current whose rise time is longer than the fall time and in the opposite direction to the first current is selected. a receiver coil electromotive force is induced by passing the transmission coil or,
A filter circuit for filtering an electromotive force induced in the receiving coil;
An integrating circuit for integrating the current output by the filter circuit,
When the difference between the input voltage to itself and the average value thereof is equal to or greater than a predetermined threshold, the filter circuit outputs a current that outputs a current having a strength corresponding to the difference between the input voltage to the self and the average value. A receiving device.
入力されたデジタルデータに応じて、立ち上がり時間が立ち下がり時間よりも短い第1の電流、又は、立ち上がり時間が立ち下がり時間よりも長く該第1の電流とは逆方向の第2の電流のいずれかを送信コイルに流すことによって起電力が誘起される受信コイルと、
前記受信コイルに誘起された起電力をフィルタリングするフィルタ回路と、
前記フィルタ回路によって出力された電流を積分する積分回路と、を備え、
前記フィルタ回路は、自身への入力電圧と前記積分回路の出力電圧との差が所定の閾値以上である場合、自身への入力電圧と前記積分回路の出力電圧との差に応じた強度の電流を出力する、受信装置。
Depending on the input digital data, either the first current whose rise time is shorter than the fall time or the second current whose rise time is longer than the fall time and in the opposite direction to the first current is selected. A receiving coil in which an electromotive force is induced by flowing the current through the transmitting coil;
A filter circuit for filtering an electromotive force induced in the receiving coil;
An integrating circuit for integrating the current output by the filter circuit,
When the difference between the input voltage to itself and the output voltage of the integration circuit is greater than or equal to a predetermined threshold, the filter circuit has a current having a strength corresponding to the difference between the input voltage to itself and the output voltage of the integration circuit. and it outputs the receiving apparatus.
前記フィルタ回路は、自身への入力電圧とその平均値との差が所定の閾値を上回った時点から所定の期間にわたって、前記強度の電流を出力する、請求項1に記載の受信装置。 The receiving device according to claim 1 , wherein the filter circuit outputs the current having the intensity over a predetermined period from a time point when a difference between an input voltage to the filter and an average value thereof exceeds a predetermined threshold value. 前記フィルタ回路は、自身への入力電圧と前記積分回路の出力電圧との差が所定の閾値を上回った時点から所定の期間にわたって前記強度の電流を出力する、請求項2に記載の受信装置。 The receiving apparatus according to claim 2 , wherein the filter circuit outputs the current having the intensity over a predetermined period from a time point when a difference between an input voltage to itself and an output voltage of the integrating circuit exceeds a predetermined threshold. 電磁誘導によって受信コイルに起電力を誘起する送信コイルと、
入力されたデジタルデータに応じて、立ち上がり時間が立ち下がり時間よりも短い第1の電流、又は、立ち上がり時間が立ち下がり時間よりも長く該第1の電流とは逆方向の第2の電流のいずれかを前記送信コイルに出力するデータ送信回路と、を有する送信装置と、
請求項1ないし4のいずれか1項に記載の受信装置と、を備える、送受信装置
A transmission coil for inducing an electromotive force in the reception coil by electromagnetic induction;
Depending on the input digital data, either the first current whose rise time is shorter than the fall time or the second current whose rise time is longer than the fall time and in the opposite direction to the first current is selected. a transmitting device having a data transmission circuit for outputting to the transmitting coil or,
A transmission / reception apparatus comprising: the reception apparatus according to claim 1 .
前記受信装置は、前記データ受信回路の出力電圧と所定の参照電圧とを比較するとともに、比較結果を前記送信装置に送信する比較回路を備え、
前記送信装置は、前記比較結果を受信するとともに、受信した前記比較結果に応じて前記データ送信回路によって生成される前記第1の電流、及び/又は、前記第2の電流の強度、及び/又は、パルス数を制御する制御回路を備える、請求項5に記載の送受信装置。
The reception device includes a comparison circuit that compares the output voltage of the data reception circuit with a predetermined reference voltage and transmits a comparison result to the transmission device;
The transmission device receives the comparison result, and the intensity of the first current and / or the second current generated by the data transmission circuit according to the received comparison result, and / or The transmission / reception apparatus according to claim 5 , further comprising a control circuit that controls the number of pulses.
前記比較回路は、前記データ送信回路により前記第1の電流又は前記第2の電流のいずれか一方の電流が所定の回数出力されたときの積分電圧値と前記参照電圧とを比較する、請求項6に記載の送受信装置。 The comparison circuit, one of the current of the first current or the second current is compared with the reference voltage and the integral voltage value when output a predetermined number of times by the data transmission circuit, according to claim 6. The transmission / reception device according to 6 . 前記制御回路は、前記第1の電流又は前記第2の電流のいずれか一方の電流が前記データ送信回路によってN−1回出力された場合における積分電圧値が前記参照電圧を下回るとともにN回出力された場合における積分電圧値が前記参照電圧を上回ったとき、又は、該電流が前記データ送信回路によってN−1回出力された場合における積分電圧値が前記参照電圧を上回るとともにN回出力された場合における積分電圧値が前記参照電圧を下回ったときに、該電流の1回の出力当たりの積分電圧値の増分が前記参照電圧の絶対値をNで除したものに等しいと推定する、請求項6又は7に記載の送受信装置。 The control circuit outputs N times when the integrated voltage value is less than the reference voltage when either the first current or the second current is output N-1 times by the data transmission circuit. When the integrated voltage value exceeds the reference voltage, or when the current is output N-1 times by the data transmission circuit, the integrated voltage value exceeds the reference voltage and is output N times. when the integral voltage value when it falls below the reference voltage, and estimates the increment of the integral voltage value once per output of the current is equal to the absolute value of the reference voltage divided by N, claims 8. The transmission / reception device according to 6 or 7 . 前記制御回路は、前記データ受信回路によって出力された電圧において所定の分解能が得られない場合には、前記データ送信回路によって生成される前記第1の電流、及び/又は、前記第2の電流量を削減する、請求項6ないし8のいずれか1項に記載の送受信装置。 The control circuit, when a predetermined resolution is not obtained in the voltage output by the data receiving circuit, the first current and / or the second current amount generated by the data transmitting circuit. The transmission / reception apparatus according to any one of claims 6 to 8 , wherein 前記フィルタ回路は、所定の論理閾値を有する第1のダイオードと第2のダイオードを含み、該第1のダイオードのカソードが該第2のダイオードのアノードと第1のノードに接続されるとともに、該第1のダイオードのアノードが該第2のダイオードのカソードと出力ノードに接続された双方向ダイオードと、
入力電圧と出力電圧とが等しく、入力の一方が前記出力ノードに接続されるとともに、出力が第2のノードに接続されたユニティゲインバッファと、
前記第1のノードと前記第2のノードに接続された抵抗と、を備える、請求項2に記載の受信装置
The filter circuit includes a first diode and a second diode having a predetermined logic threshold, the cathode of the first diode is connected to the anode and the first node of the second diode, and A bidirectional diode having an anode of a first diode connected to a cathode of the second diode and an output node;
A unity gain buffer in which the input voltage and the output voltage are equal, and one of the inputs is connected to the output node and the output is connected to the second node;
The receiving device according to claim 2 , further comprising: a resistor connected to the first node and the second node.
前記フィルタ回路は、所定の論理閾値を有する第1のダイオードと第2のダイオードを含み、該第1のダイオードのカソードが該第2のダイオードのアノードと第1のノードに接続されるとともに、該第1のダイオードのアノードが該第2のダイオードのカソードと出力ノードに接続された双方向ダイオードと、
入力電圧と出力電圧とが等しく、入力の一方が前記出力ノードに接続されるとともに、出力が第2のノードに接続されたユニティゲインバッファと、
前記第1のノードと前記第2のノードに接続された抵抗と、
前記入力ノードと前記第1のノードに接続されたキャパシタと、を備える、請求項1に記載の受信装置
The filter circuit includes a first diode and a second diode having a predetermined logic threshold, the cathode of the first diode is connected to the anode and the first node of the second diode, and A bidirectional diode having an anode of a first diode connected to a cathode of the second diode and an output node;
A unity gain buffer in which the input voltage and the output voltage are equal, and one of the inputs is connected to the output node and the output is connected to the second node;
A resistor connected to the first node and the second node;
And a capacitor connected to said first node and said input node, the receiving apparatus according to claim 1.
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