DE3850753T2

DE3850753T2 - Induktives Datenübertragungssystem.

Info

Publication number: DE3850753T2
Application number: DE3850753T
Authority: DE
Inventors: Hisato Omron Tateisi Fujisaka; Iichi Omron Tateisi Elec Hirao; Ryoichi Omron Tateisi E Miyake; Kazunori Omron Tateis Morikawa
Original assignee: Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1987-12-09
Filing date: 1988-12-09
Publication date: 1995-03-16
Anticipated expiration: 2008-12-10
Also published as: EP0320015B1; EP0320015A2; EP0320015A3; DE3850753D1; US5313198A; ATE108965T1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Datenkommunikationsvorrichtung zur Übertragung von Daten zwischen ersten und zweiten Vorrichtungen, welche berührungslos nahe aneinander angeordnet oder einander angenähert sind, durch Verwendung eines elektromagnetischen Induktionsfeldes, und auf einen Oszillator, der bei der Kommunikationsvorrichtung verwendet wird und durch intermittierende Durchführung der Oszillation Daten überträgt.
Bisher wurde, wie beispielsweise in der JP-A-62 63050, eine Datenübertragungsvorrichtung vorgeschlagen, bei der eine Datenspeichervorrichtung zum Speichern von Werkzeugdaten für einen Spindelkopf o. a. einer Werkzeugmaschine vorgesehen ist, die Daten seriell übertragen werden und von einer Dateneingabe/Ausgabevorrichtung in eine Datenspeichervorrichtung eingeschrieben werden, oder der eingeschriebene Inhalt ausgelesen wird. Bei einer solchen Datenübertragungsvorrichtung wird die Datenkommunikation zwischen der Dateneingabe/Ausgabevorrichtung und der Datenspeichervorrichtung durch Verwendung bestimmter Hochfrequenzsignale ausgeführt, indem diese Hochfrequenzsignale durch gleitende Frequenzumtastung (FSK) moduliert werden.
Gemäß der herkömmlichen Datenübertragungsvorrichtung braucht jedoch sowohl die Datenspeichervorrichtung als auch die Dateneingabe/Ausgabevorrichtung eine PLL-Schaltung oder ähnliches zur Demodulation des FSK-Signals, so daß ein hoher elektrischer Leistungsverbrauch benötigt wird. Es gibt einen Fall, bei dem eine von der Dateneingabe/Ausgabevorrichtung (I/O-Vorrichtung) induzierte Wechselspannung gleichgerichtet wird und die Datenspeichervorrichtung die sich ergebende gleichgerichtete Spannung als Spannungs- bzw. Leistungsquelle verwendet. In solch einem Falle kann, wenn der elektrische Leistungsverbrauch hoch ist, die Datenkommunikation nicht durchgeführt werden, wenn die induzierte Spannung nicht hoch ist, so daß insofern ein Nachteil besteht, als die Distanz, über welche die Datenkommunikation durchgeführt werden kann, kurz ist. Wenn andererseits die Datenspeichervorrichtung eine Batterie aufweist, besteht ein Nachteil insofern, als die Lebensdauer der Batterie kurz ist. Der Anmelder der vorliegenden Erfindung hat bereits ein (noch nicht veröffentlichtes) System vorgeschlagen, bei welchem zur Reduzierung des elektrischen Leistungsverbrauchs der Datenspeichervorrichtung, wenn Daten von der Datenspeichervorrichtung zu der Daten-I/O-Vorrichtung übertragen werden, eine Resonanzfrequenz eines Resonanzkreises auf der Grundlage der Übertragungsdaten diskontinuierlich verändert wird. Da der Kommunikationsbereich bzw. die Kommunikationsreichweite durch einen Kopplungskoeffizienten zwischen der Datenspeichervorrichtung und der Daten-I/O-Vorrichtung bestimmt wird, besteht in einem solchen Fall, obwohl der elektrische Leistungsverbrauch der Datenspeichervorrichtung reduziert werden kann, insofern ein Nachteil, als selbst wenn eine Ausgabe der Daten-I/O-Vorrichtung vergrößert wird, die Kommunikationsdistanz nicht vergrößert werden kann.
Andererseits ist, wie in Fig. 16 dargestellt, ein Colpitts-Oszillator bekannt, welcher ein Oszillator vom LC- Typ zur Übertragung eines Signals durch elektromagnetische Induktion ist, und der durch intermittierendes Ausführen der Oszillation ein Signal überträgt. In der Zeichnung ist ein Kollektor eines Transistors Tr&sub1; mit einem Ende eines LC-Resonanzkreises 51, welcher aus einer Spule L&sub1; und Kondensatoren C&sub2;&sub1; und C&sub2;&sub2; besteht, verbunden. Ein Rückkopplungswiderstand R&sub2;&sub1; ist zwischen einem Mittelpunkt der Spulen C&sub2;&sub1; und C&sub2;&sub2; und einem Emitter des Transistors Tr&sub1; angeschlossen bzw. verbunden. Der Emitter des Transistors Tr&sub1; ist über einen Emitterwiderstand R&sub2;&sub2; an Masse angeschlossen. Eine bestimmte Gleichspannung bzw. DC-Spannung wird auf ein Ende des Resonanzkreises 51 gegeben. Ein Mittelpunkt der Widerstände R&sub2;&sub3; und R&sub2;&sub4; zur Teilung der Leistungsquellenspannung ist an der Basis des Transistors Tr&sub1; angeschlossen. Eine bestimmte Spannung wird als Vorspannung auf die Basis des Tr&sub1; gegeben, und die Basis wird mit einem Kondensator C&sub2;&sub3; in AC-Weise (wechselstromartig) an Masse angeschlossen. Ein FET 52 zum Schalten ist vorgesehen, um intermittierend die Terminalspannung der Basis des Tr&sub1; anzuwenden und auszuschalten. FET 52 wird in Entsprechung zu einem Eingangssignal intermittierend ein/ausgeschaltet, und die Basis des oszillierenden Transistors Tr&sub1; wird an Masse angeschlossen, oder eine bestimmte Vorspannung wird darauf gegeben. Somit kann, wie in Fig. 17a und 17b dargestellt, die Oszillation bzw. Schwingung intermittierend in Entsprechung zu der Eingangsspannung, welche auf den FET 52 gegeben wird, ausgeführt werden.
Da jedoch bei einem solchen Oszillator die Basisspannung des oszillierenden Transistors gesteuert wird, und die Oszillation gestartet und gestoppt wird, ist die Vorlaufzeit bzw. Anstiegszeit der Oszillation langsam, und ihre Nachlaufzeit bzw. Abfallzeit ist ebenfalls langsam, so daß selbst wenn die Zufuhr des Eingangssignals gestoppt wird, die Dämpfungsschwingung bleibt, und die Amplitude allmählich kleiner wird. Somit besteht ein Nachteil insofern, als die Oszillation nicht mit hoher Geschwindigkeit intermittierend ausgeführt werden kann, und eine Datenübertragungsgeschwindigkeit nicht auf Hochgeschwindigkeit eingestellt werden kann.
Eine induktive Datenkommunikationsvorrichtung gemäß dem Oberbegriffen der Patentansprüche 1 und 4 ist aus der FR-A-2 500 944 bekannt. Ein Oszillator gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 6 ist ebenfalls aus der FR-A-2 500 944 bekannt.
Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht der genannten Probleme bei herkömmlichen Datenübertragungsvorrichtungen gemacht, und es ist ein technischer Gegenstand der Erfindung, durch wechselseitige Übertragung eines Übertragungssignals unter Verwendung eines Trägers einer bestimmten Frequenz und durch Verbesserung der Übertragungs/- Empfangswirksamkeit eine Kommunikationdistanz zu vergrößern.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, den Oszillator der zweiten Vorrichtung unnötig werden zu lassen.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, das Signal- Rauschverhältnis bei der Datenübertragung zu verbessern.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu schaffen, die unter Verwendung eines Trägers einer bestimmten Frequenz eine Vollduplex-Datenübertragung ausführen kann.
Die Erfindung wurde in Anbetracht der genannten Probleme des herkömmlichen Oszillators gemacht, und es ist ein technischer Gegenstand der Erfindung, zu ermöglichen, daß die Oszillation ansprechend auf ein Eingangssignal in extrem kurzer Zeit gestartet und gestoppt werden kann.
Erfindungsgemäß werden die obigen Aufgaben von einer induktiven Datenkommunikationsvorrichtung gelöst, wie sie in Patentanspruch 1 definiert ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung mit dem obigen Merkmal wird bei der ersten Vorrichtung die Oszillation des Oszillators intermittierend mit einer bestimmten Periode ausgeführt, und das Tastverhältnis wird bei Übertragung verändert, wodurch ermöglicht wird, daß das Binärsignal zur zweiten Vorrichtung übertragen wird. In der zweiten Vorrichtung wird, durch Nachweis des übertragenen Signals und Diskriminierung auf der Grundlage des bestimmten Schwellenwerts, das Übertragungsimpulssignal demoduliert. Ferner wird das ursprüngliche Übertragungsdatensignal auf der Grundlage des Tastverhältnisses dieses Signals demoduliert. Wenn Daten von der zweiten Vorrichtung auf die erste Vorrichtung übertragen werden, wird in der ersten Vorrichtung die Oszillation des Oszillators intermittierend mit dem dritten Tastverhältnis ausgeführt, und die Schaltelemente, welche in dem Resonanzkreis der zweiten Vorrichtung vorgesehen sind, werden ansprechend auf die Übertragungsdatensignale am Ende bzw. Stoppunkt der Oszillation intermittierend ein/ausgeschaltet, wodurch die in dem Resonanzkreis der ersten Vorrichtung erhaltene Nachschwingung gesteuert wird. Die erste Vorrichtung erzeugt ein Empfangsgatesignal der Stopperiode der Oszillation auf der Grundlage des Übertragungsimpulssignals, welches auf den Oszillator gegeben wird, und holt nur die Nachschwingung durch das Empfangsgatesignal, wodurch die Nachschwingung nachgewiesen wird. Das Signal wird zu einer bestimmten Zeit des Empfangsgatesignals abgetastet und auf den ersten Komparator gegeben und auf der Grundlage des bestimmten Schwellenwertes diskriminiert, wodurch das von der zweiten Vorrichtung abgeleitete Übertragungssignal demoduliert wird.
Wie oben beschrieben wird die Halbduplex-Datenübertragung serieller Daten zwischen den ersten und zweiten Vorrichtungen erfindungsgemäß durch Verwendung der elektromagnetischen Kopplung ausgeführt. Da die Daten-Demodulationsmittel der zweiten Vorrichtung die Daten auf der Grundlage der Impulsbreite demodulieren, besteht keine Notwendigkeit für die Verwendung einer PLL-Schaltung o. ä., und die Schaltungsanordnung ist relativ einfach, und der elektrische Leistungsverbrauch gering. Wenn daher die elektrische Leistung für die zweite Vorrichtung von der ersten Vorrichtung erhalten wird, kann die Übertragungsdistanz bzw. die Übertragungsstrecke wegen des geringen elektrischen Leistungsverbrauchs auf eine lange Strecke eingestellt werden. Wenn Daten von der zweiten Vorrichtung auf die erste Vorrichtung übertragen werden, kann, da die Nachschwingung des von der ersten Vorrichtung erhaltenen Signals auf der Grundlage der Übertragungsdaten gesteuert wird, wenn eine Oszillationsausgabe, welche von der ersten auf die zweite Vorrichtung gegeben wird, auf einen großen Wert eingestellt wird, in Verbindung hiermit der Nachschwingpegel bzw. die Nachschwinghöhe erhöht werden. Daher kann, da das Resonanzsignal der Nachschwingung, welches von der ersten Vorrichtung abgeleitet ist, ebenfalls ansteigt, die Datenübertragungsdistanz vergrößert wird. Da die Resonanzfrequenzen der sowohl für die erste als auch für die zweite Vorrichtung vorgesehenen Resonanzkreise so eingestellt werden, daß sie im wesentlichen mit der Oszillationsfrequenz des Oszillators übereinstimmen, bestehen andererseits insofern Vorteile, als eine hochwirksame bzw. effiziente Datenübertragung ausgeführt werden kann, und das Signal/Rauschverhältnis ebenfalls verbessert werden kann.
Die zweite Vorrichtung in der erfindungsgemäßen Datenkommunikationsvorrichtung weist ferner eine Taktdiskriminierschaltung zum Diskriminieren eines in dem zweiten Resonanzkreis erhaltenen Oszillationssignals auf der Grundlage eines Vergleichssignals des zweiten Komparators und zum Formen des diskriminierten Oszillationssignals auf; sowie obige Datendemodulationsmittel zum Demodulieren der Übertragungsdatensignale mit den Übertragungsimpulssignalen der ersten und zweiten Tastverhältnisse auf der Grundlage einer Ausgabe des zweiten Komparators und eines Taktsignals der Taktdiskriminierschaltung bei Empfang der Daten von der ersten Vorrichtung. Erfindungsgemäß wird in der Taktdiskriminierschaltung das Oszillationssignal des Oszillators, welches aus der ersten Vorrichtung erhalten ist, zur Bildung eines Taktes geformt, und wird das Tastverhältnis auf der Grundlage des Taktsignals diskriminiert, wodurch das ursprüngliche Übertragungsdatensignal demoduliert wird. Daher ist der Takterzeuger bei der zweiten Vorrichtung nicht notwendig, und der Schaltungsaufbau wird vereinfacht.
Die erste Vorrichtung der erfindungsgemäßen Datenkommunikationsvorrichtung weist ferner auf: Resonanzsteuermittel, welche parallel zu dem ersten Resonanzkreis geschaltet sind, und welche eine Reihenschaltung aufweisen, die einen Widerstand und einen Analogschalter, welcher durch das Empfangsgatesignal ein/ausgeschaltet wird, umfaßt, und welche Q der ersten Resonanzschaltung steuern.
Wenn Daten von der zweiten auf die erste Vorrichtung übertragen werden, wird der Oszillator der ersten Vorrichtung intermittierend angetrieben. Wenn der Oszillator angetrieben wird, wird Q der ersten Resonanzschaltung auf der Grundlage einer Ausgabe des Empfangsgatesignalerzeugers reduziert, und nur wenn eine Nachschwingung empfangen wird, wird Q angehoben, so daß nur die Nachschwingung in der zweiten Resonanzschaltung genau bzw. präzise nachgewiesen werden kann. Daher können Daten von der zweiten auf die erste Vorrichtung mit einem hohen Signal/Rauschverhältnis übertragen werden.
Erfindungsgemäß werden die obigen Aufgaben ferner durch eine induktive Datenkommunikationsvorrichtung, wie sie in Patentanspruch 4 definiert ist, gelöst.
Gemäß der Erfindung mit dem obigen Merkmal erzeugt die erste Vorrichtung stets einen Übertragungsimpuls des ersten oder zweiten Tastverhältnisses auf der Grundlage der Übertragungsdaten. Bei Datenübertragung wird das Tastverhältnis durch die Übertragungsdaten verändert, und die Oszillation bzw. Schwingung des Oszillators wird intermittierend ausgeführt, und die Daten werden auf die zweite Vorrichtung übertragen. Die zweite Vorrichtung weist das übertragene Signal nach und diskriminiert mit dem bestimmten Schwellenwert, wodurch das Übertragungsimpulssignal demoduliert wird. Ferner wird das ursprüngliche Übertragungsdatensignal auf der Grundlage des Tastverhältnisses des Signals demoduliert. Wenn Daten von der zweiten Vorrichtung auf die erste Vorrichtung übertragen werden, wird in der ersten Vorrichtung die Oszillation bzw. Schwingung des Oszillators intermittierend ausgeführt, auf der Grundlage des Übertragungsimpulssignals des ersten oder zweiten Tastverhältnisses einer beliebigen Datenserie. Wenn die Oszillation gestoppt wird, werden die für den Resonanzkreis der zweiten Vorrichtung vorgesehenen Schaltelemente entsprechend dem Übertragungsdatensignal ein- oder ausgeschaltet, wodurch die in dem Resonanzkreis der ersten Vorrichtung abgeleitete Nachschwingung gesteuert wird. Die erste Vorrichtung erzeugt ein Empfangsgatesignal für die Zeitdauer, zu der die Oszillation des Oszillators stoppt, bzw. anhält, und entnimmt nur die Nachschwingung durch das Empfangsgatesignal und weist die Nachschwingung nach. Das nachgewiesene Signal wird zu einer bestimmten Zeit des Empfangsgatesignals abgetastet und auf den ersten Komparator gegeben, und auf der Grundlage eines bestimmtes Schwellenwertes diskriminiert, wodurch das von der zweiten Vorrichtung übertragene Übertragungssignal demoduliert wird.
Erfindungsgemäß kann die Datenübertragung zwischen der ersten und zweiten Vorrichtung unter Verwendung der elektromagnetischen Kopplung ausgeführt werden. Wenn Daten von der zweiten Vorrichtung auf die erste Vorrichtung übertragen werden, wird die Datenübertragung durch Übertragung eines beliebigen Signals von der ersten Vorrichtung ausgeführt, so daß die Vollduplex-Datenübertragung durch Änderung des Übertragungssignals der ersten Vorrichtung durch die Übertragungsdaten ausgeführt werden kann. Durch sequentielle Übertragung der Daten, welche wechselseitig von der anderen Vorrichtung übertragen wurden, kann jedes Bit des Übertragungsinhalts überprüft werden.
Erfindungsgemäß ist ferner ein Oszillator vorgesehen, der bei einer Datenkommunikationsvorrichtung zur Übertragung eines Signals durch die intermittierende Oszillation verwendet wird, wie in Patentanspruch 6 definiert.
Gemäß der Erfindung mit dem obigen Merkmal ist das Schaltelement mit dem Resonanzkreis in Serie verbunden, und die intermittierende Oszillation wird durch das Schaltelement gesteuert. Da ein Strom von der Spannungsquelle bzw. Leistungsquelle direkt auf den Resonanzkreis durch Schließen des Schaltelements gegeben wird, kann die ansteigende Flanke scharf bzw. steil gemacht werden. Durch Öffnen des Schaltelements werden die Ladungen in dem Kondensator des Resonanzkreises über den Transistor entladen, so daß die Oszillation in extrem kurzer Zeit gestoppt, bzw. beendet wird.
Daher können erfindungsgemäß die Vorlaufzeit der Oszillation und die Anhaltezeit der Oszillation sehr schnell (bzw. kurz) gemacht werden. Wenn daher die Erfindung bei dem Oszillator der Datenkommunikationsvorrichtung zur Übertragung eines Signals durch die intermittierende Oszillation angewendet wird, bestehen insofern Vorteile, als die Datenübertragung mit hoher Geschwindigkeit ausgeführt werden kann, und die Signalübertragung sehr genau bzw. präzise ausgeführt werden kann.
Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, das eine gesamte Anordnung eines einen Gegenstand bzw. Artikel identifizierenden Systems gemäß einer Ausführungsform der Datenkommunikationsvorrichtung der vorliegenden Erfindung darstellt;
Fig. 2 ist ein Blockdiagramm, das eine Anordnung einer Lese/Schreibsteuereinheit darstellt;
Fig. 3 ist ein Blockdiagramm, das eine Anordnung einer ID-Einheit darstellt;
Fig. 4a bis 4g sind Zeitdiagramme, die Wellenformen jeweiliger Abschnitte bei der Datenübertragung von der Schreib/Lesesteuereinheit zu der ID-Einheit darstellen;
Fig. 5a bis 5l sind Zeitdiagramme, die Wellenformen jeweiliger Abschnitte bei der Datenübertragung von der ID- Einheit zu der Schreib/Lesesteuereinheit darstellen;
Fig. 6 ist ein Blockdiagramm, das eine Anordnung eines weiteren Beispiels der ID-Einheit darstellt;
Fig. 7 ist ein Schaltungsdiagramm, das einen detaillierten Aufbau einer Taktdiskriminierschaltung und ihrer peripheren Schaltungen darstellt;
Fig. 8 ist ein Blockdiagramm, das ein weiteres Beispiel einer Schreib/Lesesteuereinheit darstellt;
Fig. 9a bis 9m sind Zeitdiagramme, die Wellenformen jeweiliger Abschnitte bei der Signalübertragung von der ID- Einheit zu der Lese/Schreibsteuereinheit darstellen;
Fig. 11a bis 11l zeigen eine weitere Ausführungsform,
Fig. 10a bis 10g sind Zeitdiagramme, die Wellenformen jeweiliger Abschnitte bei der Datenübertragung von der Schreib/Lesesteuereinheit zu der ID-Einheit darstellen;
Fig. 11a bis 11l sind Zeitdiagramme, die Wellenformen jeweiliger Abschnitte bei der Signalübertragung von der ID- Einheit zu der Schreib/Lesesteuereinheit darstellen;
Fig. 12 ist ein Schaltungsdiagramm eines Oszillators gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 13a bis 13e sind Wellenformendiagramme, die Wellenformen jeweiliger Abschnitte zu Beginn der Oszillation darstellen;
Fig. 14a bis 14d sind Diagramme, die eine Stromrichtung bzw. einen Stromweg des Oszillators darstellen;
Fig. 15a und 15b sind Diagramme, die einen Oszillationszustand bzw. Schwingungszustand bezüglich eines Oszillationssteuersignals darstellen;
Fig. 16 ist ein Schaltungsdiagramm, das ein Beispiel eines herkömmlichen Oszillators darstellt; und
Fig. 17a und 17b sind Wellenformendiagramme, die eine Oszillationsausgabe bezüglich eines Steuersignals darstellen.
Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, das eine Gesamtanordnung eines Artikelidentifikationssystems darstellt, bei dem eine Datenkommunikationsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angewendet wird. In dem Diagramm weist die Datenkommunikationsvorrichtung eine Schreib/Lesesteuereinheit 1 als eine erste Vorrichtung und eine ID-Einheit 3 als eine zweite Vorrichtung auf, welche an einem Artikel bzw. Gegenstand 2 oder ähnlichem befestigt ist. Im allgemeinen ist die Schreib/Lesesteuereinheit 1 fest vorgesehen, und wenn ein Artikel bewegt wird, nähert sich die am Artikel 2 angebrachte ID-Einheit 3 der Schreib/Lesesteuereinheit 1.
Die Schreib/Lesesteuereinheit 1 hat erste und zweite Spulen L&sub1; und L&sub2; an Positionen, an denen die ersten und zweiten Spulen der ID-Einheit 3 zugekehrt sein können, wenn die ID-Einheit 3 sich der Einheit 1 nähert. Die ID-Einheit 3 hat eine dritte Spule L&sub3; an einer Position, an der die dritte Spule den ersten und zweiten Spulen zugekehrt sein kann. Beispielsweise ist die Schreib/Lesesteuereinheit 1 ferner mit einer Obersteuereinheit bzw. oberen Steuereinheit 4 verbunden. Nachdem die Steuereinheit 4 ein Übertragungssteuersignal CT an die Schreib/Lesesteuereinheit 1 übertragen hat, sendet die Steuereinheit Übertragungsdaten SD und liest Empfangsdaten RD, welche von der Schreib/Lesesteuereinheit 1 erhalten sind.
Wie im ausführlichen Blockdiagramm der Fig. 2 dargestellt, weist die Schreib/Lesesteuereinheit 1 einen Takterzeuger 11 zur Erzeugung eines bestimmten Taktsignals, eine Zeitsteuervorrichtung 12 zur Erzeugung eines Zeitsignals auf der Grundlage des Taktsignals, und einen Übertragungsimpulserzeuger 13 auf. Wenn das Übertragungssteuersignal CT aus der Obersteuereinheit 4 ausgegeben wird, sendet die Zeitsteuervorrichtung 12 ein Übertragungs/Empfangs-Schaltsignal an den Übertragungsimpulserzeuger bzw. -generator 13 und einen Empfangsgateerzeuger 14. Nach Absenden des Übertragungssteuersignals CT überträgt die Steuereinheit 4 die Übertragungsdaten SD an den Übertragungsimpulserzeuger bzw. -generator 13. Wenn das Übertragungs/Empfangsschaltsignal der Zeitsteuervorrichtung 12 den Übertragungsmodus anzeigt, zählt der Übertragungsimpulserzeuger 13 die vom Takterzeuger 11 erzeugten Takte über eine bestimmte Zeitdauer und erzeugt ein Übertragungsimpulssignal mit einem ersten oder zweiten Tastverhältnis (zum Beispiel 30% oder 70%) in Übereinstimmung mit den Übertragungsdaten SD zu einer bestimmten Zeitdauer. Eine Ausgabe bzw. ein Ausgangssignal des Übertragungsimpulserzeugers 13 wird auf einen Oszillator 15 gegeben. Wenn das Übertragungs/Empfangsschaltsignal den Empfangsmodus anzeigt, erzeugt der Erzeuger 13 ein Übertragungsimpulssignal mit einem dritten Tastverhältnis (beispielsweise 50%). Der Oszillator 15 schwingt mit einem Signal einer bestimmten Frequenz nur dann, wenn das Übertragungsimpulssignal vom Übertragungsimpulserzeuger 13 ausgegeben wird. Eine Oszillationsausgabe des Oszillators 15 wird über einen Verstärker 16 auf die erste Spule L1 zur Übertragung gegeben.
Die Schreib/Lesesteuereinheit 1 hat ferner eine zweite Spule L&sub2; zum Empfang. Ein Kondensator C&sub1; ist parallel mit der Spule L&sub2; geschaltet< wodurch eine erster Resonanzkreis 17 gebildet wird, welcher mit der Schwingungsfrequenz bzw. Oszillationsfrequenz des Oszillators 15 oszilliert. Eine über den ersten Resonanzkreis 17 entwickelte induzierte Spannung wird auf einen Verstärker 18 gegeben. Der Verstärker 18 verstärkt die induzierte Spannung und gibt über einen Analogschalter 19 eine Ausgabe- bzw. ein Ausgangssignal an eine Nachweisschaltung 20. Wenn das Übertragungs/Empfangsschaltsignal, welches durch die Zeitsteuervorrichtung 12 erzeugt wird, den Empfangsmodus anzeigt, erzeugt der Empfangsgateerzeuger 14 ein Empfangsgate-Signal, welches um eine bestimmte Zeit verzögert ist, welche beispielsweise einem Takt von der absteigenden Flanke des Übertragungsimpulses an entspricht. Das Empfangsgate-Signal wird als Gatesignal auf den Analogschalter 19 gegeben.
Das Taktsignal des Takterzeugers 11 und das Empfangsgate-Signal des Empfangsgate-Erzeugers 14 werden auch auf einen Abtastsignalerzeuger 21 gegeben. Der Erzeuger bzw. Generator 21 gibt ein Signal an einer bestimmten Zeit des Empfangsgatesignals, beispielsweise ein Signal einen Takt unmittelbar vor der abfallenden Kante, als Abtastsignal auf eine Abtast-Halte-Schaltung 22. Die Nachweisschaltung 20 weist das durch den Analogschalter 19 erhaltene Signal nach, wodurch sie ein Integrationssignal oder dessen Umhüllungssignal erhält. Das Nachweissignal wird in die Abtast-Halte- Schaltung 22 eingegeben. Die Abtast-Halte-Schaltung 22 hält das Eingangssignal auf der Grundlage des Abtastsignals. Eine Ausgabe der Abtast-Halte-Schaltung (S/H-Schaltung) 22 wird in einen ersten Komparator 23 eingegeben. Der Komparator 23 erhält durch Diskriminierung des gehaltenen Signals auf der Grundlage eines bestimmten Schwellenwertes ein Binärsignal. Eine Ausgabe des Komparators 23 wird als Empfangssignal RD auf die obere Steuereinheit 4 gegeben.
Wie in Fig. 3 gezeigt, weist die ID-Einheit 3 einen zweiten Resonanzkreis 30 auf, der aus einer Spule L&sub3; und einem Kondensator C&sub2; besteht, welche auf der der Schreib/- Lesesteuereinheit 1 zugekehrten Fläche vorgesehen sind. Eine über den zweiten Resonanzkreis 30 induzierte Spannung wird auf eine Nachweisschaltung 31 gegeben. Die Nachweisschaltung 31 weist das Eingangssignal nach, und ihr Ausgangssignal wird auf einen zweiten Komparator 32 gegeben. Ein bestimmter Schwellenwert wird in dem Komparator 32 eingestellt. Die Nachweisausgabe wird mit dem bestimmten Schwellenwert diskriminiert. Eine Ausgabe des Komparators 32 wird sowohl auf einen Zähler 33 als auch einen digitalen Komparator 34 gegeben. Der Zähler 33 wird durch eine ansteigende Flanke der Ausgabe des Komparators 32 zurückgesetzt. Der Zähler 33 zählt die Taktsignale des Takterzeugers 35, welche eingegeben werden, wenn die Ausgabe (Übertragungsimpulse) des Komparators 32 auf H-Pegel gehalten wird. Ein Zählwert wird in den digitalen Komparator 34 eingegeben. Der digitale Komparator 34 vergleicht den Zählwert des Zählers 33 mit einem bestimmten Wert zur Zeit der abfallenden Flanke der Ausgabe des Komparators 32, wodurch eine "L"- oder "H"-Pegelausgabe erhalten wird, je nachdem, ob der Zählwert den bestimmten Wert übersteigt oder nicht. Eine Ausgabe des digitalen Komparators 34 wird in eine Speichersteuereinheit 36 eingegeben. Ein Speicher 37, der als Speichermittel der ID-Einheit 3 dient, ist mit der Speichersteuereinheit 36 verbunden. Signale, die von der Schreib/Lesesteuereinheit 1 übertragen werden, sind Daten und Befehle. Die Speichersteuereinheit 36 schreibt die gegebenen Daten in den Speicher 37 oder liest auf der Grundlage des Befehls die Daten aus dem Speicher 37 aus. Eine Ausgabe der Speichersteuereinheit 36 wird auf einen Nachschwingungssteuerimpulserzeuger 38 gegeben. Auf der Grundlage der auf die Schreib/Lesesteuereinheit 1 zu übertragenden Übertragungsdaten, welche durch die Speichersteuereinheit 36 zu der Zeit, wenn die Ausgabe des Komparators 32 auf dem L-Pegel ist, aus dem Speicher 37 gelesen werden, erzeugt der Nachschwingungssteuerimpulsgenerator 38 einen Nachschwingungssteuerimpuls einer bestimmten Breite, wenn die Übertragungsdaten auf dem L-Pegel liegen. FETs 39 und 40 als Schaltelemente sind über Widerstände zwischen beiden Enden des Resonanzkreises 13 und der Masse jeweils angeschlossen. FETs 39 und 40 dienen jeweils zur Verbindung beider Enden des Resonanzkreises 30 mit der Masse auf der Grundlage des Nachschwingungssteuerimpulses des Erzeugers 38. In der Ausführungsform weist die ID-Einheit 3, wie im Diagramm gezeigt, eine Batterie 41 auf, und eine Spannungsbzw. Leistungsquelle wird von der Batterie auf jeden Abschnitt gegeben.
Zähler 33, digitaler Komparator 34 und Takterzeuger 35 bilden Datendemodulationsmittel zur Diskriminierung der Übertragungsdaten SD auf der Grundlage der Ausgabe des Komparators 32 mit dem ersten oder zweiten Tastverhältnis, d. h., das Übertragungsimpulssignal, das von der Lese/Schreibsteuereinheit 1 ausgegeben wird. Der Nachschwingungssteuerimpulserzeuger 38 und FETs 39 und 40 als Schaltelemente zur Verbindung beider Enden des Resonanzkreises 30 mit der Masse bilden Nachschwingungssteuermittel zur Steuerung der Nachschwingung des Resonanzkreises 30.
Der Betrieb, bzw. die Wirkungsweise der Ausführungsform wird nun unter Bezugnahme auf die Zeitdiagramme erläutert. Wenn ein Signal von der Schreib/Lesesteuereinheit 1 auf die ID-Einheit 3 übertragen wird, wird das Übertragungssteuersignal CT von der oberen Steuereinheit 4 auf die Zeitsteuervorrichtung 12 übertragen. Somit gibt die Zeitsteuervorrichtung 12 das Übertragungs/Empfangsschaltsignal an den Übertragungsimpulserzeuger 13. Dann wird, wie in Fig. 4a gezeigt, das Signal der Übertragungsdaten SD (beispielsweise "HLLH", wie im Diagramm gezeigt) von der Obersteuereinheit bzw. oberen Steuereinheit 4 zum Übertragungsimpulserzeuger 13 übertragen. Dann erzeugt, wie in Fig. 4b dargestellt, der Übertragungsimpulserzeuger 13 das Übertragungsimpulssignal des ersten oder zweiten Tastverhältnisses, welches dem logischen H- oder L-Pegel der Übertragungsdaten entspricht, und sich von Zeiten t&sub1;, t&sub3;, t&sub5;, und t&sub6; an für eine bestimmte Zeitdauer bzw. Periode T voneinander unterscheidet. Die Schwingung bzw. Oszillation des Oszillators 15 wird durch das Übertragungsimpulssignal intermittierend ausgeführt, wie in Fig. 4c dargestellt. Wenn sich daher die ID-Einheit 3 nähert, wie in Fig. 4d, wird ein Signal einer bestimmten Amplitude über die Resonanzschaltung 30 für die Antriebszeit des Oszillators 15 erhalten, d. h., für die Zeitintervalle von t&sub1; bis t&sub2;, t&sub3; bis t&sub4; usw., und das Signal danach gedämpft. Das Signal wird dann durch eine Nachweisschaltung 31 nachgewiesen, und durch einen Komparator 32 auf der Grundlage des bestimmten Schwellenwertes verglichen. Daher wird das gleiche Signal wie das in Fig. 4e dargestellte Übertragungsimpulssignal vom Komparator 32 erhalten. Das Signal wird in den Zähler 32 und den digitalen Komparator 34 eingegeben. Wenn der Zählvorgang von der Zeit t&sub1; an gestartet wird, wird ein Zählwert, der größer als ein bestimmter Wert ist, im Zähler 33 zu einem Zeitpunkt t&sub2; erhalten, wenn die Ausgabe des Komparators 32 abfällt (der Übertragungsimpuls des ersten Tastverhältnisses, der dem H-Pegel entspricht, wird erhalten). Wenn der Zählvorgang von Zeit t&sub3; an gestartet wird, wird ein Zählwert zum Zeitpunkt t&sub4; am Zähler 33 abgeleitet, der kleiner ist als der bestimmte Wert (der Übertragungsimpuls des zweiten Tastverhältnisses, der dem L- Pegel entspricht, wird erhalten). Daher diskriminiert der digitale Komparator 34 den Zählwert zu Zeiten t&sub2; und t&sub4; und gibt ein das Ergebnis der Diskriminierung anzeigendes Signal auf die Speichersteuereinheit 36 zu einer bezüglich den Übertragungsdaten SD um eine Periode T verzögerten Zeit aus, wie in Fig. 4f dargestellt ist. Auf diese Weise können die Daten von der Schreib/Lese-Steuereinheit 1 auf die ID-Einheit 3 übertragen werden. Im Unterschied zum FSK-Signal, da das Signal einer bestimmten Frequenz lediglich intermittierend gegeben bzw. ausgeschaltet wird, indem bewirkt wird, daß die Resonanzfrequenz des Resonanzkreises 30 mit der Oszillationsfrequenz des Oszillators 15 übereinstimmt, kann eine hochwirksame bzw. hocheffiziente Datenübertrag durchgeführt werden. Durch Erhöhung der Ausgabe des Oszillators der Schreib/Lese-Steuereinheit 1 steigt der in der ID-Einheit 3 induzierte Spannungspegel, so daß die Kommunikationsdistanz mit der Oszillationsausgabe erhöht werden kann.
Wenn Daten von der ID-Einheit 3 auf die Schreib/Lese- Steuereinheit 1 übertragen werden, wird das Übertragungs/- Empfangs-Schaltsignal der Zeitsteuervorrichtung 12 der Schreib/Lese-Steuereinheit 1 auf den Empfangsmodus geschaltet. Der Übertragungsimpulserzeuger 13 erzeugt das Übertragungsimpulssignal einer bestimmten Zeitdauer T mit einem bestimmten dritten Tastverhältnis von beispielsweise 50%, wie in Fig. 5a dargestellt. Da die Schwingung bzw. Oszillation des Oszillators 15 periodisch intermittierend ausgeführt wird, wird ein wie in Fig. 5b dargestelltes Oszillationssignal von Spule L&sub1; auf die ID-Einheit übertragen. Daher gibt der Komparator 32 ein Lesetaktsignal des Tastverhältnisses von 50% aus, wie in Fig. 5c dargestellt. Auf der Grundlage des Lesetaktsignals wird das Datensignal aus dem Speicher 37 durch die Speichersteuereinheit 36 ausgelesen. Fig. 5d zeigt ein Beispiel des Signals, für den Fall, daß die aus der Speichersteuereinheit 36 ausgelesenen Daten "HLHL" sind. Das Datensignal wird auf den Nachschwingungssteuerimpulserzeuger 38 gegeben. Nur wenn der logische Pegel des Datensignals auf dem L-Pegel ist, erzeugt der Erzeuger 38 einen Nachschwingungssteuerimpuls einer bestimmten Breite zum Zeitpunkt der abfallenden Flanke des Ausgangssignals des Komparators 32, wie in Fig. 5e dargestellt. Die FETs 39 und 40 werden durch das Nachschwingungssteuerimpulssignal eingeschaltet. Wenn daher die FETs 39 und 40 im Aus-Zustand sind (das Datensignal ist auf dem H-Pegel), wird ein Dämpfungssignal in dem Resonanzkreis 30 bewirkt, wie nach Zeit t&sub9; usw. in Fig. 5f dargestellt. Da jedoch beide Enden des Resonanzkreises 30 nach Zeitpunkt t&sub1;&sub1; mit Masse verbunden sind, wenn die FETs 39 und 40 eingeschaltet werden (das Datensignal ist auf dem L- Pegel), tritt eine Nachschwingung in dem Resonanzkreis 30 der ID-Einheit kaum auf. Obwohl das in dem Resonanzkreis 17 durch das Antreiben der Spule L&sub1; der Schreib/Lese-Steuereinheit 1 induzierte Signal einen bestimmten hohen Amplitudenpegel für die Zeitintervalle von t&sub8; bis t&sub9;, t&sub1;&sub0; bis t&sub1;&sub1; usw., wenn der Oszillator 15 angetrieben wird, aufweist, bleibt andererseits die Nachschwingung eines niedrigen Pegels für die nachfolgenden Zeitintervalle von t&sub9; bis t&sub1;&sub0;, t&sub1;&sub1; bis t&sub1;&sub2; usw., in Übereinstimmung mit der Nachschwingung des Resonanzkreises 30 in der ID-Einheit 3. Für ein bestimmtes Zeitintervall, welches kürzer ist als das Zeitintervall, in dem der Übertragungsimpuls auf dem L-Pegel ist, wird das Empfangsgatesignal, welches wie in Fig. 5h dargestellt auf den H-Pegel gesetzt ist, vom Empfangsgatesignalerzeuger 14 erzeugt. Das in dem Resonanzkreis 17 induzierte Signal wird über Analogschalter 19, welcher nur für die Zeitdauer geschlossen wird, die dem H-Pegel-Empfangsgatesignal entspricht, auf die Nachweisschaltung 20 gegeben. Unmittelbar bevor das Empfangsgatesignal abfällt, wie in Fig. 5k gezeigt, wird das Abtastsignal auf die Abtast-Halte-Schaltung 22 gegeben, und die Ausgabe der Nachweisschaltung 20 wird abgetastet und gehalten. Daher wird die Ausgabe der S/H-Schaltung 22 durch den Komparator 23 auf der Grundlage des Schwellenwertes diskriminiert, so daß ein wie in Fig. 5l dargestelltes Signal, d. h. das Speicher/Lese-Signal der Fig. 5d zur Schreib/Lese-Steuereinheit 1 mit einer Verzögerungszeit von nur einer Übertragungsperiode T übertragen wird.
Bei dieser Ausführungsform wurden als Datendemodulationsmittel der ID-Einheit 3 der Zähler zum Zählen der Takte und der digitale Komparator verwendet. Es sind jedoch verschiedene Konstruktionen zur Demodulation der Impulsbreite in ein binäres Signal gleichfalls verwendbar. Beispielsweise können die Datendemodulationsmittel aufgebaut sein aus einer Integrationsschaltung zur Integration des im Komparator erhaltenen Signals und einem Komparator zur Diskriminierung der Integrationsausgabe mit einem bestimmten Schwellenwert.
Obwohl die Ausführungsform ein Beispiel zeigt, in dem eine interne Batterie als Spannungs- bzw. Leistungsquelle der ID-Einheit 3 vorgesehen ist, ist eine gleichrichtende glättende Schaltung mit dem Resonanzkreis 30 der ID-Einheit 3 verbunden, und eine DC-Spannung, welche aus dem Resonanzkreis abgeleitet ist, kann als Leistungs- bzw. Spannungsquelle jedem Block zugeführt werden. In einem solchen Fall wird es bevorzugt, so zu konstruieren, daß zur Erzeugung konstanter Durchschnittsperioden der Übertragungsimpulse die Übertragungsdaten SD, welche von der Steuereinheit 4 ausgegeben werden, weiter Manchester-codiert werden, und das Manchester-codierte Signal, d. h. das "HL"-Signal bezüglich des logischen H-Pegels und das "LH"-Signal bezüglich des logischen L-Pegels als Übertragungsdaten auf den Übertragungsimpulsgenerator 13 gegeben werden, wodurch die Übertragungsdaten übertragen werden. Obwohl die Datenübertragungsgeschwindigkeit bezüglich des Falles, in dem die Übertragungsdaten SD nicht Manchester-codiert sind, halbiert wird, fluktuiert bei dieser Methode der Durchschnittswert der Antriebszeiten des Oszillators 14 nicht in Abhängigkeit von der Zeit, und das Oszillationssignal eines bestimmten Durchschnittswertes ist gegeben. Daher kann die Datenübertragung ohne Fluktuation der DC-Spannung der ID-Einheit 3 durchgeführt werden.
Ein Beispiel, bei dem der Takterzeuger 35 (Fig. 3) bei der ID-Einheit weggelassen wird, wird im folgenden beschrieben.
Fig. 6 zeigt eine Abwandlung bzw. Modifikation der ID- Einheit 3. In diesem Diagramm sind gleiche Teile und Komponenten wie diejenigen der Fig. 3 mit gleichen Bezugsziffern versehen, und auf ihre Beschreibung wird verzichtet.
Die über die zweite Resonanzschaltung 30 induzierte Spannung wird auf die Nachweisschaltung 31 und eine Diodenbrücke 43 gegeben. Die Diodenbrücke 43 richtet die in dem Resonanzkreis 30 erhaltene Spannung gleich, und gibt sie auf einen Spannungsregulator 44. Der Spannungsregulator 44 glättet die gleichgerichtete Spannung und gibt sie als konstante Spannung auf jeden Block der ID-Einheit 3. Wie oben erwähnt, wird ein bestimmter Schwellenwert im Komparator 32 gesetzt bzw. eingestellt. Die Nachweisausgabe wird mit dem Schwellenwert diskriminiert. Die Ausgabe des Komparators 32 wird auf eine Taktdiskriminierungsschaltung 42, den Zähler 33 und den digitalen Komparator 34 gegeben. Wie in dem Diagramm gezeigt, ist ein Eingangsterminal der Taktdiskriminierungsschaltung 42 mit einem Ende des Resonanzkreises 30 verbunden. Wenn der Übertragungsimpuls gegeben ist bzw. wird, wird der Takt der Oszillationsfrequenz, welcher in dem Resonanzkreis 30 erhalten wird, durch die Schaltung 42 nachgewiesen. Das Taktsignal wird in den Zähler 33 eingegeben. Zähler 33 zählt das Taktsignal. Ein Zählwert des Zählers 33 wird, wie oben erwähnt, auf den digitalen Komparator 34 gegeben.
Ein ausführlicher Aufbau der Taktdiskriminierungsschaltung 42 wird nun unter Bezug auf Fig. 7 beschrieben. Wie in Fig. 7 gezeigt, ist ein Ende des Resonanzkreises 30 mit einem Eingangsterminal eines Trennverstärkers 42a über eine Parallelschaltung eines Widerstandes R&sub1; und einer Diode D&sub1; der Taktdiskriminierungsschaltung 42 verbunden. Ein Widerstand R&sub2; zum Hochsetzen der Spannung ist zwischen einem Eingangsterminal des Trennverstärkers 42a und einem Leistungsbzw. Spannungsquellenterminal bzw. -anschluß verbunden bzw. angeschlossen. Eine Klemmdiode D&sub2; ist zwischen dem Widerstand R&sub2; zum Hochsetzen der Spannung und einem Ausgangsanschluß des Komparators 32 angeschlossen. Wenn die Ausgabe des Komparators 32 auf dem L-Pegel ist, fixiert die Diode D&sub2; ein Eingangssignal des Trennverstärkers 42a auf einen Fast-Null- Pegel. Der Widerstand R&sub1; ist so vorgesehen, daß er nicht die Amplitude des Signals des Resonanzkreises 30 während dieser Zeitdauer reduziert. Andererseits ist die Diode D&sub1; vorgesehen bzw. ausgebildet, um das Eingangssignal des Trennverstärkers 42a schnell abfallend zu machen, eine durch die Eingangskapazität des Trennverstärkers 42a und des Widerstands R&sub1; bestimmte Zeitkonstante wird auf einen kleinen Wert gesetzt, und hierdurch wird vermieden, daß Q des Resonanzkreises 30 stark abnimmt.
Die Diode D&sub2; wird für ein Zeitintervall von t&sub1; bis t&sub2; ausgeschaltet, wenn das Ausgangssignal des Komparators 32 auf dem H-Pegel ist. Ein Signal einer bestimmten Amplitude, welches in Fig. 4d dargestellt ist, wird über den Widerstand R&sub1; auf den Trennverstärker 42a gegeben. Das Taktsignal wird wie in Fig. 4g dargestellt extrahiert, auf den Zähler 33 gegeben und gezählt.
Bei dieser Ausführungsform wird das von der Schreib/- Lese-Steuereinheit erhaltene Oszillationssignal gleichgerichtet und als Spannungs- bzw. Leistungsquelle der ID-Einheit 3 verwendet. Daher ist es, wie oben erwähnt, bevorzugt, so zu konstruieren, daß die Übertragungsdaten SD, die von der Steuereinheit 4 gegeben werden, ferner Manchester-codiert werden, so daß die durchschnittlichen Perioden der Übertragungsimpulse konstant werden, und das Manchestercodierte Signal als Übertragungsdaten auf den Übertragungsimpulserzeuger 13 gegeben wird, wodurch die Übertragungsdaten übertragen werden.
Bezüglich einer Modifikation der Schreib/Lese-Steuereinheit 1, welche das Signal/Rauschverhältnis der Datenübertragung von der ID-Einheit zu der Schreib/Lese-Steuereinheit 1 verbessern kann, wird nun eine Erläuterung angegeben.
Fig. 8 zeigt eine Modifikation bzw. Abwandlung der Schreib/Lese-Steuereinheit 1. In dem Diagramm sind gleiche Teile und Komponenten, wie sie in Fig. 2 gezeigt sind, mit gleichen Bezugsziffern gekennzeichnet, wobei auf ihre Beschreibung verzichtet wird.
Eine Reihenschaltung eines Widerstandes R&sub1;&sub1; und eines Analogschalters 26 ist über den Resonanzkreis 17, der aus der Spule L&sub2; und dem Kondensator C&sub1; besteht, verbunden bzw. angeschlossen. Dioden D&sub1;&sub1; und D&sub1;&sub2; sind in entgegengesetzten Richtungen mit beiden Enden des Resonanzkreises 17 verbunden, um die Amplitude des Signals auf einen konstanten Wert zu beschränken. Der Analogschalter 26 wird durch einen Inverter 24 zum Invertieren der Ausgabe des Empfangsgatesignalerzeugers 14 invertiert, und schaltet das Q des Resonanzkreises 17 in einen Zustand (Q-Lager- bzw. -Speicherzustand), in welchem der Widerstand R&sub1;&sub1; verbunden ist, und einen Zustand, in welchem der Widerstand R&sub1;&sub1; nicht verbunden bzw. angeschlossen ist. Die Ausgabe über den Resonanzkreis 17 wird auf den Verstärker 18 gegeben.
Wie oben erwähnt, wird das Empfangsgatesignal, welches vom Empfangsgatesignalerzeuger 14 erzeugt ist, invertiert und als Steuersignal auf den Analogschalter 26 gegeben. Das Empfangsgatesignal wird auch über einen Einschaltverzögerungszeitmesser 25 mit einer Mikrozeitverzögerung auf den Analogschalter 19 gegeben.
Der Widerstand R&sub1;&sub1; und der Analogschalter 26, welche bezüglich des Resonanzkreises 17 parallel vorgesehen sind, bilden Resonanzsteuermittel zur Steuerung des Q des Resonanzkreises 17.
Der Vorgang zur Übertragung von Daten aus der ID-Einheit 3 zur Schreib/Lese-Steuereinheit 1 wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 9a bis 9m beschrieben. Fig. 9a bis 9m, mit Ausnahme von Fig. 9h, sind im wesentlichen die gleichen wie Fig. 5a bis 5l.
Wenn Daten von der ID-Einheit 3 auf die Schreib/Lese- Steuereinheit 1 übertragen werden, wird zunächst das Übertragungs/Empfangsschaltsignal der Zeitsteuervorrichtung 12 der Schreib/Lese-Steuereinheit 1 auf Empfangsmodus geschaltet. Der Übertragungsimpulserzeuger 13 erzeugt ein Übertragungsimpulssignal einer bestimmten Zeitdauer T mit einem bestimmten Tastverhältnis von beispielsweise 50%, wie in Fig. 9a dargestellt. Somit wird die Schwingung bzw. Oszillation des Oszillators 15 periodisch intermittierend ausgeführt, so daß ein in Fig. 9b dargestelltes Oszillationssignal von der Spule L&sub1; auf die ID-Einheit 3 übertragen wird. Daher gibt der Komparator 32 ein Lesetaktsignal eines Tastverhältnisses von 50% aus, wie in Fig. 9c dargestellt. Auf der Grundlage des Lesetaktsignals werden die Datensignale durch die Speichersteuereinheit 36 aus dem Speicher 37 ausgelesen. Fig. 9d zeigt ein Beispiel eines Signals für den Fall, daß ein "HLHL"-Signal aus der Speichersteuereinheit 36 ausgelesen wird. Das Datensignal wird auf den Nachschwingungssteuerimpulserzeuger 38 gegeben. Nur wenn der logische Pegel des Datensignals auf dem L-Pegel ist, erzeugt der Erzeuger 38 einen Nachschwingungssteuerimpuls einer bestimmten Breite, wie in Fig. 9e dargestellt, zum Zeitpunkt der abfallenden Flanke des Ausgangssignals des Komparators 32. Die FETs 39 und 40 werden durch das Nachschwingungssteuerimpulssignal eingeschaltet. Wenn daher die FETs 39 und 40 im Aus-Zustand (das Datensignal ist auf dem H-Pegel) sind, erfolgt ein Dämpfungssignal in dem Resonanzkreis 30, wie nach Zeitpunkt T&sub9; usw. in Fig. 9f dargestellt ist. Nach Zeit T&sub1;&sub1; jedoch, wenn die FETs 39 und 40 eingeschaltet werden (das Datensignal ist auf dem L-Pegel) sind beide Enden des Resonanzkreises 30 mit Masse verbunden, so daß eine Nachschwingung in dem Resonanzkreis 30 der ID-Einheit 3 fast nicht auftritt. Andererseits wird in der Schreib/Lese-Steuereinheit 1 ein wie in Fig. 9g dargestelltes Empfangsgatesignal vom Empfangsgatesignalerzeuger 14 erzeugt. Die wie in Fig. 9h dargestellte invertierte Ausgabe des Empfangsgatesignals wird auf den Analogschalter 26 des Resonanzkreises 17 gegeben. Daher ist der Widerstand R&sub1;&sub1; über die Zeitintervalle von t&sub8; bis t&sub1;&sub3; und t&sub1;&sub0; bis t&sub1;&sub4; mit dem Resonanzkreis 17 verbunden, und Q wird gelagert bzw. zwischengespeichert, so daß das Q auf einen niedrigen Wert gesetzt wird. Da über das Zeitintervall von t&sub1;&sub3; bis t&sub1;&sub0; der Widerstand R&sub1;&sub1; nicht verbunden bzw. angeschlossen ist, ist das Q des Resonanzkreises 17 hoch, und die in dem Resonanzkreis 30 verursachte Nachschwingung kann leicht nachgewiesen werden. Der Analogschalter 19 wird bezüglich Zeit t&sub1;&sub3; mit einer bestimmten Mikroverzögerungszeit geschlossen. Daher kann, wie in Fig. 9i und 9j dargestellt, über das Zeitintervall t&sub1;&sub3; bis t&sub1;&sub0; die Nachschwingung über den Resonanzkreis 17 induziert werden, und das Signal wird durch Analogschalter 19 auf die Nachweisschaltung 22 gegeben. Unmittelbar bevor das in Fig. 9k und 91 dargestellte Signal erlischt, wird das Abtastsignal auf die Abtast-Halte-Schaltung 22 gegeben. Da die Ausgabe der Abtasthalteschaltung bzw. S/H-Schaltung 22 auf der Grundlage des Schwellenwertes durch den Komparator 23 diskriminiert wird, wird ein wie in Fig. 9m dargestelltes Signal vom Komparator 23 ausgegeben. Das heißt, ein Speicherlesesignal ähnlich wie das Signal der Fig. 9d ist um nur eine Übertragungsperiode T verzögert, und wird auf die Schreib/Lese- Steuereinheit 1 übertragen.
Im folgenden wird eine Ausführungsform einer Vorrichtung erläutert, die die Vollduplex-Datenübertragung der Schreib/Lese-Steuereinheit 1 und der ID-Einheit 3 ausführen kann. Obwohl die in Fig. 1 bis 3 dargestellten Schaltungsanordnungen wie sie sind verwendet werden, unterscheidet sich der Vorgang, wie im folgenden beschrieben wird. Nur die sich unterscheidenden Punkte werden beschrieben.
In Fig. 2 wandelt die obere Steuereinheit 4 das Übertragungssignal in einen modifizierten Biphasencode um, was im folgenden erläutert wird, und gibt die Übertragungsdaten SD auf den Übertragungsimpulserzeuger 13. Wenn das Übertragungs/Empfangsschaltsignal, das von der Zeitsteuervorrichtung 12 erhalten ist, den Übertragungsmodus anzeigt, zählt der Übertragungsimpulserzeuger 13 die Takte des Takterzeugers 11 und erzeugt ein Übertragungsimpulssignal des ersten oder zweiten Tastverhältnisses, so daß das Tastverhältnis auf 7 : 5 eingestellt wird, wenn die Übertragungsdaten SD auf dem H-Pegel sind, und 3 : 5 ist, wenn es auf dem L-Pegel ist. Die Ausgabe wird auf den Oszillator 15 gegeben. Der Oszillator 15 schwingt mit einem Signal einer bestimmten Frequenz nur, wenn das Übertragungsimpulssignal vom Übertragungsimpulserzeuger 13 gegeben ist. Die Oszillationsausgabe wird über Verstärker 16 zur Übertragung auf die erste Spule L&sub1; gegeben.
In Fig. 3 vergleicht der digitale Komparator 34 den Zählwert des Zählers 33 mit einem bestimmten Zählwert ansprechend auf die aufsteigende Flanke der Ausgabe des Komparators 32, und erhält den L- oder H-Ausgang, je nachdem, ob der Zählwert einen bestimmten Zählwert übersteigt oder nicht. Der Zähler 33, der digitale Komparator 34 und der Takterzeuger 35 bilden Datendemodulationsmittel zur Diskriminierung der Übertragungsdaten SD auf der Grundlage des Zählwerts des Zählers 33, d. h. des Übertragungsimpulssignals, welches von der Schreib/Lese-Steuereinheit 1 gegeben ist.
Der Betrieb der Ausführungsform wird nun unter Bezug auf die Zeitdiagramme der Fig. 10a bis 10g und 11a bis 11l erläutert. Wenn ein Signal von der Schreib/Lese-Steuereinheit 1 auf die ID-Einheit 3 übertragen wird, wird das Übertragungssteuersignal CT von der Obersteuereinheit 4 auf die Zeitsteuervorrichtung 12 gegeben. Somit gibt die Zeitsteuervorrichtung 12 das Übertragungs/Empfangs-Schaltsignal auf den Übertragungsimpulserzeuger 13. Dann werden die Übertragungsdaten SD als in Fig. 10b dargestellter modifizierter Biphasencode von der oberen Steuereinheit 4 in Übereinstimmung mit den in Fig. 10a dargestellten Übertragungsdaten gegeben. Die Übertragungsdaten SD stellen ein Signal dar, welches auf "HL" springt, wenn die Übertragungsdaten auf einem logischen "0"-Pegel sind, und auf "LH", wenn die Übertragungsdaten auf einem logischen 1-Pegel sind. Es sei angenommen, daß das Zeitintervall des H-Pegels und das Zeitintervall des L-Pegels sich in einem Verhältnis von 3 : 2 verändern. Die Übertragungsdaten SD werden auf den Übertragungsimpulserzeuger 13 gegeben. Dementsprechend erzeugt der Übertragungsimpulserzeuger 13 Übertragungsimpulse mit den ersten und zweiten Tastverhältnissen der Verhältnisse 7 : 5 und 3 : 5 für die Zeitintervalle von t&sub2;&sub1; bis t&sub2;&sub3; und von t&sub2;&sub3; bis t&sub2;&sub5;, welche den Übertragungsdaten "HL" entsprechen, wie in Fig. 10c dargestellt. Die Schwingung des Oszillators 15 wird intermittierend durch das erzeugte Übertragungsimpulsignal ausgeführt, wie in Fig. 10d gezeigt. Wenn sich daher die ID-Einheit 30 nähert, wird ein Signal einer bestimmten Amplitude, welches später gedämpft wird, über den Resonanzkreis 30 abgeleitet, wie in Fig. 10e gezeigt, dies über die Antriebszeitdauer des Oszillators, d. h. von Zeitintervallen t&sub2;&sub1; bis t&sub2;&sub2;, t&sub2;&sub3; bis t&sub2;&sub4;, t&sub2;&sub5; bis t&sub2;&sub6; usw. Das Signal wird mit der Nachweisschaltung 31 nachgewiesen und mit einem bestimmten Schwellenwert verglichen. Somit wird das gleiche Signal wie ein Übertragungsimpulssignal, wie in Fig. 10f gezeigt, aus dem Komparator 32 abgeleitet. Das Signal wird dann auf den Zähler 33 und den digitalen Komparator 34 gegeben. Wenn der Zählvorgang von Zeitpunkt t&sub2;&sub1; gestartet wird, wird ein Zählwert, der größer als ein bestimmter Wert ist, in dem Zähler 33 zum Zeitpunkt t&sub2;&sub2; erhalten, wenn die Ausgabe des Komparators 32 abfällt. Wenn der Zählvorgang von Zeit t&sub2;&sub3; an gestartet wird, wird ein Zählwert, der kleiner als ein bestimmter Wert ist, zum Zeitpunkt t&sub2;&sub4; erhalten. Daher diskriminiert der digitale Komparator 34 die Zählwerte zu Zeiten t&sub2;&sub2; und t&sub2;&sub4; und gibt das gleiche Signal wie die Übertragungsdaten zu einer Zeit aus, welche bezüglich der Übertragungsdaten SD um eine Periode verzögert ist, wie in Fig. 10g dargestellt. Auf diese Weise können Daten von der Schreib/- Lese-Steuereinheit 1 auf die ID-Einheit 3 übertragen werden. Da der Übertragungsimpuls des Tastverhältnisses von 7 : 5 für den H-Pegel der Übertragungsdaten SD und das Tastverhältnis von 3 : 5 für den L-Pegel der Übertragungsdaten SD verwendet wird, unterscheiden sich die Zeitintervalle, zu denen der Oszillator 15 seine Schwingungsausgabe ausgibt, im wesentlichen wie 7 : 3. Somit kann die Diskriminierung ohne Verwechslung dieser Zeitintervalle mit Sicherheit ausgeführt werden, und die korrekten Empfangsdaten können abgeleitet werden.
Als nächstes wird, wenn Daten von der ID-Einheit 3 auf die Schreib/Lese-Steuereinheit 1 übertragen werden, das Übertragungs/Empfangs-Schaltsignal der Zeitsteuervorrichtung 12 der Schreib/Lese-Steuereinheit 1 auf den Empfangsmodus geschaltet. Der Übertragungsimpulserzeuger 13 erzeugt abwechselnd Übertragungsimpulssignale der ersten und zweiten Tastverhältnisse, welche beliebigen Übertragungsdaten entsprechen, z. B. "HLHL . . . ", wie in Fig. 11a dargestellt. Da die Schwingung des Oszillators 15 periodisch intermittierend ausgeführt wird, wird daher ein Oszillationssignal, wie in Fig. 11b gezeigt, von der Spule L&sub1; auf die ID-Einheit 3 übertragen. Daher gibt Komparator 32 ein Lesetaktsignal aus, das dem Übertragungsimpuls entspricht, wie in Fig. 11c gezeigt. Die Datensignale bzw. das Datensignal werden auf der Grundlage des Lesetaktsignals durch die Speichersteuereinheit 36 aus dem Speicher 37 ausgelesen. Fig. 11d zeigt ein Beispiel eines Signals für den Fall, daß das aus der Speichersteuereinheit 36 ausgelesene Signal "HLLHL . . . " ist, und das Signal wird auf den Nachschwingungssteuerimpulserzeuger 38 gegeben. Erzeuger 38 gibt einen Nachschwingungssteuerimpuls einer bestimmten Breite, wie in Fig. 11e dargestellt, ansprechend auf die abfallende Kante des Ausgangssignals des Komparators 32 aus, wenn der Logikpegel des Lesesignals auf dem L-Pegel ist. Das Nachschwingungssteuerimpulssignal wird auf die FETs 39 und 40 gegeben und die FETs werden eingeschaltet. Wenn daher die FETs 39 und 40 im Aus-Zustand sind, tritt ein Dämpfungssignal in dem Resonanzkreis 30 auf, wie in Fig. 11f im Zeitintervall nach Zeit t&sub2;&sub9; usw. dargestellt ist. Da jedoch beide Enden des Resonanzkreises 30 nach Zeit t&sub3;&sub1; mit Masse verbunden sind, wenn die FETs 39 und 40 eingeschaltet sind, tritt in Resonanzkreis 30 der ID-Einheit 3 eine Nachschwingung kaum auf. Andererseits hat das in dem Resonanzkreis 17 der Schreib/Lese-Steuereinheit 1 erhaltene Signal einen bestimmten hohen Amplitudenpegel für die Zeitintervalle von t&sub2;&sub8; bis t&sub2;&sub9;, t&sub3;&sub0; bis t&sub3;&sub1; usw., wenn der Oszillator 15 angetrieben wird. Die Nachschwingung eines niedrigen Pegels verbleibt jedoch, oder nicht, abhängig von der Anwesenheit bzw. Abwesenheit der Nachschwingung im Resonanzkreis 30 der ID-Einheit 3 für die nachfolgenden Zeitintervalle von t&sub2;&sub9; bis t&sub3;&sub0;, t&sub3;&sub1; bis t&sub3;&sub2; usw. Das Empfangsgatesignal wird im Empfangsgatesignalerzeuger 14 erzeugt, wie in Fig. 11h gezeigt, dies zu einer bestimmten Periode, welche kürzer als die Periode ist, zu der das Übertragungssignal auf dem L-Pegel ist. Das Nachschwingungssignal wird über Analogschalter 19, der für nur die Zeitperiode geschlossen ist, wenn das Empfangsgatesignal erzeugt wird, auf Nachweisschaltung 20 gegeben. Unmittelbar bevor das Empfangsgatesignal abfällt, wird das Abtastsignal auf die Abtast-Halteschaltung 22 gegeben, wie in Fig. 11k gezeigt. Da die Ausgabe der S/H-Schaltung 22 von Komparator 23 mit einem Schwellenwert verglichen wird, wird ein wie in Fig. 11 dargestelltes Signal, d. h. ein Speicherlese-Signal, welches ähnlich dem Signal der Fig. 11d ist, um eine Übertragungsperiode verzögert, und das verzögerte Signal wird auf die Schreib/Lese-Steuereinheit 1 übertragen.
Bei der Ausführungsform wurde der Betrieb für den Fall der wechselnden Ausführung der Datenübertragung zwischen der ID-Einheit 3 und der Schreib/Lese-Steuereinheit 1 beschrieben. Wenn jedoch Daten von der ID-Einheit 3 zur Steuereinheit 1 übertragen werden, wie in Fig. 11a dargestellt, kann der Übertragungsimpuls auch auf der Grundlage der tatsächlichen Übertragungsdaten, die von Steuereinheit 1 zu ID-Einheit 3 übertragen werden sollen, gebildet werden, so daß die Datenübertragung zwischen der ID-Einheit 3 und der Schreib/- Lese-Steuereinheit 1 gleichzeitig bzw. simultan durch eine Vollduplex-Kommunikation ausgeführt werden kann. Wenn daher Daten von der Schreib/Lese-Steuereinheit 1 übertragen werden, werden, indem die von der ID-Einheit 3 empfangenen Daten von der ID-Einheit 3 mit Verzögerung um eine Zeitperiode zurückgegeben bzw. zurückgesendet werden, die Daten überprüft, und die Datenübertragung kann mit Sicherheit ausgeführt werden. In einer ähnlichen Weise wie oben kann, selbst bei Übertragung von Daten von der ID-Einheit 3, durch unmittelbares Zurückschicken der empfangenen Daten von der Schreib/Lese-Steuereinheit 1 die Zuverlässigkeit der Datenübertragung verbessert werden.
In der Ausführungsform werden, wenn Daten von der Schreib/Lese-Steuereinheit 1 auf die ID-Einheit 3 übertragen werden, die Daten unter Verwendung des modifizierten Manchester-Codes übertragen. Das Übertragungssignal kann jedoch auch direkt als Übertragungsdaten übertragen werden. In einem solchen Fall können Daten verglichen mit dem Fall der Verwendung eines Manchester-Codes mit hoher Geschwindigkeit übertragen werden.
Ein bevorzugtes praktisches Beispiel des Oszillators 15 (einschließlich des Verstärkers 16) wird nun als letztes Beispiel beschrieben.
Fig. 12 ist ein Schaltungsdiagramm, das einen als Oszillator 15 verwendeten Oszillator darstellt. In diesem Diagramm sind gleiche Teile und Komponenten wie die der herkömmlichen in Fig. 16 dargestellten Vorrichtung mit gleichen Bezugsziffern versehen. Auch in der Ausführungsform sind auch die Resonanzspule L&sub1; und die Kondensatoren C&sub2;&sub1; und C&sub2;&sub2; vorgesehen und bilden den Resonanzkreis 51. Ein Ende des Resonanzkreises 51 ist mit dem Kollektor des Transistors Tr&sub1; verbunden. Der Mittelpunkt der Kondensatoren C&sub2;&sub1; und C&sub2;&sub2; ist mit dem Emitter des Transistors Tr&sub1; über den Widerstand R&sub2;&sub1; verbunden. Der Emitterwiderstand R&sub2;&sub2; ist zwischen dem Emitter und der Masse angeschlossen. Eine Spannungsteilerschaltung, die aus den Vorspannungswiderständen R&sub2;&sub3; und R&sub2;&sub4; besteht, ist mit der Basis des Transistors Tr&sub1; verbunden. Ein Kondensator C&sub2;&sub3; zur Verbindung der Basis mit der Masse in einer Hochfrequenzweise ist zwischen der Basis und der Masse in ähnlicher Weise wie bei der oben erwähnten herkömmlichen Vorrichtung angeschlossen bzw. verbunden. In der Ausführungsform ist ein aus einem FET 53 bestehendes Schaltelement zwischen der Spule L&sub1; und dem Kondensator C&sub2;&sub1; des Resonanzkreises 51 angeschlossen, wie in dem Diagramm dargestellt. Ein Drainanschluß des FET 53 ist mit der Spule L&sub1; verbunden, und ein Sourceanschluß ist mit dem Kondensator C&sub2;&sub1; und der Spannungsbzw. Leistungsquellenseite verbunden. Ein Widerstand R&sub2;&sub5; ist zwischen dem Gateanschluß und dem Sourceanschluß des FET 53 angeschlossen. Ein FET 54, dessen Sourceanschluß mit Masse verbunden ist, ist als Schaltelement zum Ein- oder Ausschalten des FET 53 vorgesehen. Ein Drainanschluß des FET 54 ist mit dem Gateanschluß des FET 53 über einen Widerstand R&sub2;&sub6; verbunden. Ein Gateanschluß des FET 54 ist mit dem Signaleingangsterminal zur intermittierenden Ausführung der Schwingung bzw. Oszillation verbunden.
Der Betrieb der Ausführungsform wird nun beschrieben. Wie in Fig. 13a gezeigt, wird zunächst, durch Geben bzw. Aufgeben eines H-Pegel-Oszillationssteuersignals auf den Gateanschluß des FET 54 zum Zeitpunkt t&sub4;&sub1; FET 54 eingeschaltet, und FET 53 wird ebenfalls leitend gemacht. Da eine bestimmte Spannung auf die Basis des Transistors Tr&sub1; gelegt wird, wird der Transistor Tr&sub1; bald eingeschaltet, und ein Kollektorstrom fließt durch Transistor Tr&sub1;. Zu diesem Zeitpunkt, zu dem ein Strom durch den FET 53, der in Fig. 14a als Schalter dargestellt ist, und die Spule L&sub1; fließt, fließt ein Strom I&sub1; durch die Kondensatoren C&sub2;&sub2; und C&sub2;&sub1; und wird in den Resonanzkreis 51 zurückgeströmt (zum Zurückströmen gebracht), ein Strom I&sub2; fließt in den Kollektor des Transistors Tr&sub1; und fließt als Resonanzstrom über Widerstand R&sub2;&sub1; und Kondensator C&sub2;&sub1; in den Resonanzkreis 51, und ein Strom I3 fließt durch Transistor Tr&sub1; und Widerstand R&sub2;&sub2; und fließt auf Masse. Wie in Fig. 13b und 13c gezeigt, steigt daher die Kollektorspannung des Transistors Tr&sub1; plötzlich an, und die Emitterspannung steigt ebenfalls. Obwohl der Transistor Tr&sub1; zum Zeitpunkt T&sub4;&sub2; ausgeschaltet wird, wenn die Emitterspannung die Basisspannung übersteigt, wird der durch die Spule L&sub1; des Resonanzkreises 51 fließende Strom zu I&sub1;, welcher durch die Kondensatoren C&sub2;&sub2; und C&sub2;&sub1; zirkuliert wird, sowie zu einem Strom I&sub4;, der durch den Kondensator C&sub2;&sub2;, Widerstand R&sub2;&sub1; und Emitterwiderstand R&sub2;&sub2; fließt, wie in Fig. 14b gezeigt, so daß das Kollektorpotential und das Transistorpotential des Transistors Tr&sub1; daraufhin wie in Fig. 13b und 13c gezeigt ansteigen. Wenn die Kollektorspannung die Höhe bzw. den Pegel erreicht, der ungefähr doppelt so hoch ist wie die Spannungsquellenspannung, wird die Richtung des Stromes, der durch den Resonanzkreis 51 fließt, invertiert. Wie in Fig. 14c gezeigt, fließt ein Strom I&sub5; von der Spannungsquelle durch die Kondensatoren C&sub2;&sub1; und C&sub2;&sub2; zu Spule L&sub1;. Ein Strom I&sub6; fließt auch durch den Kondensator C&sub2;&sub1; und Widerstände R&sub2;&sub1; und R&sub2;&sub2;. Wie in Fig. 13d gezeigt, nimmt die Emitterspannung des Transistors Tr&sub1; wegen des Spannungsabfalls im Mittelpunkt der Kondensatoren C&sub2;&sub1; und C&sub2;&sub2; allmählich ab. Transistor Tr&sub1; wird zum Zeitpunkt T&sub4;&sub3; wieder eingeschaltet, wenn die Emitterschaltung niedriger als die Basisspannung ist. Somit fließt zusätzlich zu Strömen I&sub5; und I&sub6; ein Strom I&sub7; durch Kondensatoren C&sub2;&sub1; und C&sub2;&sub2;, der Transistor Tr&sub1; und Emitterwiderstand R&sub2;&sub2;&sub1; wie in Fig. 14d gezeigt, und die Schwingungs- bzw. Vibrationsenergie wird auf den Kondensatoren C&sub2;&sub1; und C&sub2;&sub2; zugeführt. Der von Kondensator C&sub2;&sub1; über Widerstände R&sub2;&sub1; und R&sub2;&sub2; fließende Strom 16 nimmt ab, und der Strom I&sub7; steigt an, wodurch die Kollektorspannung erniedrigt wird, wie in Fig. 13b dargestellt. Nach vollständiger Aufladung der Kondensatoren C&sub2;&sub1; und C&sub2;&sub2; wird die Stromrichtung wieder umgekehrt. Wie in Fig. 14a gezeigt, fließt der Strom von der Spannungsquelle über Spule L&sub1; zu Kondensatoren C&sub2;&sub2; und C&sub2;&sub1; und Transistor Tr&sub1;&sub1; und der Betriebsmodus kehrt zum ursprünglichen Betrieb zurück. Daher steigt die Oszillation bzw. Schwingung unmittelbar nach Einschalten des Schaltelements auf die maximale Amplitude an. Die Oszillation kann mit extrem hoher Geschwindigkeit gestartet werden.
Wenn die Oszillation bzw. Schwingung gestoppt wird, wird das Gatesignal des FET 54, wie in Fig. 13a gezeigt, auf den L-Pegel gesetzt. Da somit FETs 54 und 53 ausgeschaltet sind, ist der durch den Resonanzkreis 51 fließende Strom abgeschaltet. Wenn FET 53 für das Zeitintervall, in dem Transistor Tr&sub1; im EIN-Zustand ist, ausgeschaltet wird, fließt keiner der Ströme I&sub1;, I&sub2; und I&sub5;, durch den Resonanzkreis 51, so daß die Ladungen der Kondensatoren C&sub2;&sub1; und C&sub2;&sub2; sofort über den Transistor Tr&sub1; entladen werden, und die Schwingung gestoppt wird. Wenn FET 53 für das Zeitintervall ausgeschaltet wird, für das der Transistor Tr&sub1; im AUS-Zustand ist, wird der Transistor Tr&sub1; einmal eingeschaltet, wenn die Emitter-Spannung des Transistors abnimmt. Da jedoch die Ladungen der Kondensatoren C&sub2;&sub1; und C&sub2;&sub2; zu diesem Zeitpunkt in ähnlicher Weise entladen werden, wird die Oszillation bzw. Schwingung bald beendet. Daher wird, wenn das Gate-Eingangssignal des FET 54 auf den L-Pegel eingestellt ist, die Oszillation innerhalb einer Oszillationsperiode gestoppt. Somit ist, wie in Fig. 15a und 15b dargestellt, die Oszillation intermittierend entsprechend der Gate-Eingabe des FET 54 ausgeführt. Wenn erwähnter Oszillator als Oszillator 15 in Fig. 2 bis 8 verwendet wird, wenn die Oszillation des Oszillators intermittierend entsprechend den Übertragungsimpulsen ausgeführt wird, und die Datenübertragung ausgeführt wird, wird die Oszillation schnell gestartet oder gestoppt, so daß die Datenübertragungsgeschwindigkeit verbessert werden kann. Da andererseits der Amplitudenwert der Oszillation bzw. Schwingung nicht allmählich abnimmt, kann die Möglichkeit des Auftretens einer fehlerhaften Funktion vermindert werden. Da die genannte Kommunikationsvorrichtung das Datensignal von der ID-Einheit 3 durch Verwendung der Nachschwingung während des Anhaltens der Schwingung bzw. Oszillation erhält, kann der Empfangsmodus sehr früh eingestellt werden, unmittelbar nachdem die Oszillation des Oszillators gestoppt bzw. angehalten wurde. Daher kann die Zuverlässigkeit der Datenübertragung ebenfalls verbessert werden.
Obwohl die Ausführungsform unter Bezugnahme auf den Colpitts-Oszillator beschrieben wurde, kann die Erfindung auch durch Verwendung eines Kondensators anstelle der Spule L&sub1; des Oszillators, und durch Verwendung einer Spule mit einer Mittelpunktanzapfung (bzw. Mittelpunktabgriff) anstelle der beiden Kondensatoren C&sub2;&sub1; und C&sub2;&sub2; bei einem Hartley- Oszillator angewendet werden.

Claims

1. Induktive Datenkommunikationsvorrichtung zur Durchführung einer Halbduplex-Datenübertragung von seriellen Daten zwischen einer ersten Vorrichtung (1) und einer zweiten Vorrichtung (3),

bei der die erste Vorrichtung (1)

einen Oszillator (15), der eine erste Spule (L&sub1;) aufweist, die auf einer Fläche angeordnet ist, die der zweiten Vorrichtung (3) zugekehrt sein kann,

Übertragungsimpulserzeugungsmittel (13) zur Erzeugung von Übertragungsimpulssignalen einer bestimmten Periode und zum Aufgeben des Übertragungsimpulssignals der bestimmten Periode auf den Oszillator zur intermittierenden Durchführung der Oszillation,

einen ersten Resonanzkreis (17) mit einer Resonanzfrequenz, die im wesentlichen gleich einer Schwingungsfrequenz des Oszillators ist,

eine Nachweisschaltung (20) zum Feststellen eines in dem ersten Resonanzkreis gewonnenen elektromagnetischen Induktionssignals aufweist,

und die zweite Vorrichtung (3)

einen zweiten Resonanzkreis (30), welcher eine Resonanzfrequenz hat, die im wesentlichen gleich der Schwingungsfrequenz des Oszillators der ersten Vorrichtung ist, und welche eine dritte Spule (L&sub3;) enthält, die auf der Oberfläche, die der ersten Vorrichtung zugekehrt sein kann, angeordnet ist, und

eine Nachweisschaltung (31) zum Feststellen eines in dem zweiten Resonanzkreis gewonnenen Signals aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß

die Übertragungsimpulserzeugungsmittel (13) die Übertragungsimpulssignale mit einem ersten und zweiten Tastverhältnis in Entsprechung zu einem Übertragungsdatensignal bei der Datenübertragung und einem bestimmten dritten Tastverhältnis beim Datenempfang erzeugen,

der erste Resonanzkreis eine zweite Spule (L&sub2;) enthält, die auf der Oberfläche, die der zweiten Vorrichtung (3) zugekehrt sein kann, angeordnet ist,

die erste Vorrichtung (1) ferner

Empfangs-Gatesignalerzeugungsmittel (14) zum Empfangen eines Signals, welches einem Übertragungsimpuls der Übertragungsimpulserzeugungsmittel (13) entspricht, und zum Erzeugen eines Empfangs-Gatesignals mit einer zeitlichen Lage in der Anhaltephase des Oszillators, wobei die Nachweisschaltung (20) das elektromagnetische Induktionssignal nachweist, welches im ersten Resonanzkreis für eine Zeit erhalten wird, zu der das Empfangs-Gatesignal der Empfangs-Gatesignalerzeugungsmittel gegeben wird,

eine Abtast-Halte-Schaltung (22) zum Abtasten einer Ausgabe der Nachweisschaltung mit einer bestimmten Zeit des Empfangs-Gatesignals,

einen ersten Komparator (23) zum Diskriminieren eines von der Abtast-Halte-Schaltung gehaltenen Signals auf der Grundlage eines bestimmten Schwellenwerts aufweist,

die zweite Vorrichtung (3) ferner

einen zweiten Komparator (32) zum Reproduzieren des Übertragungsimpulssignals durch Diskriminieren einer Nachweisausgabe der Nachweisschaltung mit einem bestimmten Schwellenwert,

Datendemoduliermittel (33, 34, 35) zum Demodulieren des Übertragungsdatensignals mit den Übertragungsimpulssignalen, die das erste und zweite Tastverhältnis haben, auf der Grundlage einer Ausgabe des zweiten Komparators mit Empfang der Daten von der ersten Vorrichtung, und

Nachschwingsteuermittel (38), welche zwischen dem zweiten Resonanzkreis und Masse angeschlossene Schaltelemente (39, 40) aufweisen, zur Steuerung eines Nachschwingens, die in dem zweiten Resonanzkreis bewirkt wird, durch Ein/Ausschalten der Schaltelemente in Entsprechung zu den Übertragungsdaten zu der Zeit des Anhaltens der Schwingung des Oszillators auf der Grundlage des Übertragungsimpulssignals des dritten Tastverhältnisses, das am zweiten Komparator abgeleitet wird, mit Datenübertragung auf die erste Vorrichtung aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die zweite Vorrichtung ferner

eine Taktdiskrimierschaltung (42) zum Diskriminieren eines im zweiten Resonanzkreis erhaltenen Schwingungssignals auf der Grundlage eines Vergleichsignals des zweiten Komparators und zum Formen des diskriminierten Schwingungssignals, und

die Datendemoduliermittel zum Demodulieren des Übertragungsdatensignals mit dem Übertragungsimpulssignal des ersten und zweiten Tastverhältnisses auf der Grundlage der Ausgabe des zweiten Komparators und eines Taktsignals der Taktdiskriminierschaltung mit Empfang der Daten von der ersten Vorrichtung aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die erste Vorrichtung ferner

Resonanzsteuermittel, welche parallel zum ersten Resonanzkreis geschaltet sind und welche eine Reihenschaltung mit einem Widerstand (R&sub1;&sub1;) und einem Analogschalter (26), der durch das Empfangs-Gatesignal ein/ausgeschaltet wird, aufweisen und welche Q des ersten Resonanzkreises steuern.

4. Induktive Datenkommunikationsvorrichtung zur Durchführung einer Datenübertragung von seriellen Daten zwischen einer ersten Vorrichtung (1) und einer zweiten Vorrichtung (3), wobei

die erste Vorrichtung (1)

einen Oszillator (15), welcher eine erste Spule (L&sub1;) aufweist, die auf einer Fläche angeordnet ist, die der zweiten Vorrichtung (3) zugekehrt sein kann,

Übertragungsimpulserzeugungsmittel (13) zum Erzeugen von Übertragungsimpulssignalen und zum Aufgeben des Übertragungsimpulssignals auf den Oszillator zur Bewirkung, daß der Oszillator die Schwingung intermittierend ausführt,

einen ersten Resonanzkreis (17) mit einer ersten Resonanzfrequenz, die im wesentlichen gleich einer Schwingungsfrequenz des Oszillators ist,

eine Nachweisschaltung (20) zum Nachweisen eines elektromagnetischen Induktionssignals, daß im ersten Resonanzkreis erhalten ist, aufweist,

und die zweite Vorrichtung (3)

einen zweiten Resonanzkreis (30), welcher eine Resonanzfrequenz hat, die im wesentlichen gleich einer Schwingungsfrequenz des Oszillators der ersten Vorrichtung ist, und welcher eine dritte Spule (L&sub3;) enthält, die auf einer Fläche angeordnet ist, die der ersten Vorrichtung zugekehrt sein kann,

eine Nachweisschaltung (31) zum Feststellen eines Signals, das in dem zweiten Resonanzkreis gewonnen ist, aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß

die Übertragungsimpulserzeugungsmittel (13) kontinuierlich die Übertragungsimpulssignale mit einem ersten oder zweiten Tastverhältnis erzeugen und das erste und zweite Tastverhältnis in Entsprechung zu dem Übertragungsdatensignal bei Datenübertragung umschalten,

der erste Resonanzkreis (17) eine zweite Spule (L&sub2;) enthält, die auf einer Fläche angeordnet ist, die der zweiten Vorrichtung zugekehrt sein kann,

die erste Vorrichtung ferner

Empfangs-Gatesignalserzeugungsmittel (14) für den Empfang eines einem Übertragungsimpuls der Übertragungsimpulserzeugungsmittel entsprechenden Signals und für sie Erzeugung eines Empfangs-Gatesignals mit einer zeitlichen Lage in der Anhaltephase der Schwingung des Oszillators, wobei die Nachweisschaltung (20) das elektromagnetische Induktionssignal feststellt, das in dem ersten Resonanzkreis für eine Zeit, zu der das Empfangs-Gatesignal durch die Empfangs- Gatesignalerzeugungsmittel gegeben wird, gewonnen ist,

eine Abtast-Halte-Schaltung (22) zum Abtasten einer Ausgabe der Nachweisschaltung zu einer vorgegebenen Zeit des Empfangs-Gatesignals,

einen ersten Komparator (23) zum Diskriminieren eines durch die Abtast-Halte-Schaltung gehaltenen Signals auf der Grundlage eines bestimmten Schwellenwerts aufweist,

die zweite Vorrichtung (3) ferner

einen zweiten Komparator (32) zum Reproduzieren des Übertragungsimpulssignals durch Diskriminieren der Nachweisausgabe auf der Grundlage eines bestimmten Schwellenwerts,

Datendemoduliermittel (33, 34, 35) zum Demodulieren des Übertragungsdatensignals durch die Übertragungsimpulssignale mit dem ersten und zweiten Tastverhältnis auf der Grundlage einer Ausgabe des zweiten Komparators mit Empfang der Daten von der ersten Vorrichtung, und

Nachschwingsteuermittel (38), welche Schaltelemente (39, 40) aufweisen, die zwischen dem zweiten Resonanzkreis und Masse angeschlossen sind, zum Steuern eines Nachschwingens, das in dem zweiten Resonanzkreis bewirkt wird, durch Ein/Ausschalten der Schaltelemente in Entsprechung zu den Übertragungsdaten zur Zeit für das Anhalten der Schwingung des Oszillators auf der Grundlage des Übertragungsimpulssignals, das vom zweiten Komparator hergeleitet ist, bei Datenübertragung auf die erste Vorrichtung aufweist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei der Oszillator (15) der ersten Vorrichtung

einen Parallelresonanzkreis (51) mit Spule und Kondensator enthaltenden Resonanzelementen (L&sub1;, C&sub2;&sub1;, C&sub2;&sub2;),

einen Transistor (Tr&sub1;), dessen Kollektor mit einem Ende des Parallelresonanzkreises verbunden ist und der auf eine Basis von einem Mittelpunkt, der für die Resonanzelemente der Resonanzschaltung vorgesehen ist, rückgekoppelt ist, und

ein Schaltelement (53), welches zwischen der Spule und den Kondensatoren des Resonanzkreises angeordnet ist, zum Öffnen und Schließen des Resonanzkreises aufweist,

und wobei die Schwingung durch das Schaltelement intermittierend durchgeführt wird.

6. Oszillator der in einer Datenkommunikationsvorrichtung zur Übertragung eines Signals durch intermittierendes Ausführen einer Schwingung verwendet wird, wobei der Oszillator einen Parallelresonanzkreis (51) mit Spule und Kondensator enthaltenden Resonanzelementen (L&sub1;, C&sub2;&sub1;, C&sub2;&sub2;) und einen Transistor (Tr&sub1;), dessen Kollektor mit einem Ende des Parallelresonanzkreises verbunden ist, aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Transistor (Tr&sub1;) auf einen Emitter von einem Mittelpunkt, der für die Resonanzelemente des Resonanzkreises vorgesehen ist, rückgekoppelt ist, aufweist,

wobei ein Schaltelement (53) zum Öffnen oder Schließen des Resonanzkreises zwischen der Spule (L&sub1;) und dem Kondensator (C&sub2;&sub1;) des Resonanzkreises vorgesehen ist,

und die Schwingung durch das Schaltelement (53) intermittierend ausgeführt wird.