(57)【要約】振幅偏移変調を用いて信号を符号化するための装置が開示される。前記装置はスイッチングトランジスタを備えるＥ級増幅器を含み、スイッチングトランジスタのゲートには、Ｅ級増幅器を作動するための動作周波数を持つ電圧が供給される。Ｅ級増幅器の出力信号において振幅偏移変調を実現するために、Ｅ級増幅器の、スイッチングトランジスタのゲートに供給される電圧の動作周波数（ＦＴ）、または共振周波数（ＦＲ）を、第一の値と第二の値の間で切り替える回路が、動作周波数と共振周波数の間の偏移度を第一の値と第二の値の間で切り替えるために備えられる。
2010534419.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
振幅偏移変調を用いて信号を符号化するための装置であって、
スイッチングトランジスタを含むＥ級増幅器を含み、前記スイッチングトランジスタのゲートには、前記Ｅ級増幅器を作動するための動作周波数を持つ電圧が供給され、
前記Ｅ級増幅器の出力信号において振幅偏移変調を実現するために、前記Ｅ級増幅器の、前記スイッチングトランジスタの前記ゲートに供給される前記電圧の前記動作周波数（ＦＴ）、または共振周波数（ＦＲ）を、第一の値と第二の値の間で切り替える回路が、前記動作周波数と前記共振周波数の間の偏移度を第一の値と第二の値の間で切り替えるために備えられる、
ことを特徴とする装置。
【請求項２】
第一の偏移度と第二の偏移度の間で切り替えることが、前記Ｅ級増幅器の一つの動作周波数と第二の動作周波数の間で切り替えることを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記切り替えがデータ通信のクロック速度で起こることを特徴とする、請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
両方の動作周波数が前記Ｅ級増幅器の前記共振周波数を上回るか、または、両方の動作周波数が前記Ｅ級増幅器の前記共振周波数を下回ることを特徴とする、請求項２または３に記載の装置。
【請求項５】
前記スイッチングトランジスタの前記ゲートが一定の動作周波数で作動され、かつ、前記偏移度を切り替えるために、前記Ｅ級増幅器の前記共振周波数が周波数影響部品のオン／オフを切り替えることで変更されることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記周波数影響部品はキャパシタを含む、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記周波数影響部品はコイルを含む、請求項５に記載の装置。
【請求項８】
Ｅ級増幅器のスイッチングトランジスタのゲートを、少なくとも一つの動作周波数ＦＴで作動するステップであって、前記Ｅ級増幅器は少なくとも一つの共振周波数ＦＲを持つ、ステップと、
データ通信のクロック速度で、前記動作周波数ＦＴと前記共振周波数ＦＲの間の第一の偏移度と第二の偏移度を切り替えるステップと、を含み、
前記偏移度を切り替えるステップは、前記Ｅ級増幅器の、二つの異なる動作周波数間を切り替えるステップ、および／または、二つの異なる共振周波数間を切り替えるステップによって起こり得る、
振幅偏移変調によって信号を符号化するための方法。
【請求項９】
前記偏移度を切り替えるステップが、二つの異なる動作周波数間を切り替えるステップによって起こることを特徴とする、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記偏移度を切り替えるステップが、前記Ｅ級増幅器の二つの異なる共振周波数間を切り替えることによって起こることを特徴とする、請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
第一の側面プラグコネクタ素子と第二の側面プラグコネクタ素子を含むプラグコネクタ結合の、第一の側面プラグコネクタ素子であって、前記第二の側面プラグコネクタ素子へデータとエネルギーを伝送するための誘導変圧器を含み、前記エネルギー伝送は、データ伝送のために振幅偏移変調で符号化されたＡＣ信号を用いて起こり、振幅偏移変調のために、振幅偏移変調で符号化された信号を生成するための本発明の装置が備えられ、前記Ｅ級増幅器の前記動作周波数は前記ＡＣ信号の周波数であることを特徴とする、第一の側面プラグコネクタ素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振幅偏移変調で符号化された信号を生成するための装置と方法に関し、上記装置を使用して、振幅偏移変調で符号化された信号を誘導伝送（inductive transfer）するための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術における振幅偏移変調のための装置はＥ級増幅器を含み、これは、動作周波数でゲートが作動されるスイッチングトランジスタと、疑似入力信号に依存して切り替えられる少なくとも一つの可変抵抗とを含んでおり、Ｅ級増幅器の出力信号の振幅変調をもたらす。
【０００３】
そうした装置は、例えば欧州公開出願ＥＰ  １４８０１５６Ａ２に開示されており、その装置では、いわゆるトライステート回路を介して、動作周波数を持つ電圧がスイッチングトランジスタのゲートに供給される。トライステート回路は可変抵抗回路網であり、入力信号に依存して電圧Ｕ１−Ｕ４が加算され、スイッチングトランジスタのゲートに供給される。スイッチングトランジスタの可変ゲート電圧に対応して、Ｅ級増幅器の出力信号は異なる大きさの振幅を有する。それに伴い、記載されている装置は振幅偏移変調での符号化に適しているものの、トライステート回路とその作動はある程度の複雑性を意味しており、これは避けられるべきである。
【０００４】
出願人は、Memosensという商品名で測定装置を製造しており、その装置では、センサーモジュールに電子モジュールが備え付けられ、電子モジュールはセンサーモジュールと固定して結合され、プラグヘッドハウジング内に配置される。プラグヘッドハウジングは、データとエネルギーを伝送するための、誘導結合するプラグコネクタ結合の第二の側面を形成する。プラグコネクタ結合の第一の側面素子は、ケーブルを介して測定変換器を経由して接続され、従来技術の装置を含むが、振幅偏移変調は、Ｅ級増幅器内の直列につながれた切り替え可能な負荷として実装される少なくとも一つの可変抵抗を介して起こる。
【０００５】
上記の手順は基本的には機能し、測定操作で実証されているが、とは言え、次のような改善の可能性があげられる。
【０００６】
第一に、効率損失を伴う負荷電流が変調のために必要である。
【０００７】
第二に、変調度は負荷抵抗によって制限される。
【０００８】
第三に、回路内で寄生キャパシタンスによるエッジ（立ち上がり）のオーバーシュートが起こる可能性がある。
【０００９】
第四に、追加部品、すなわちスイッチングトランジスタ、ダイオード、および三つの抵抗が変調のために必要である。
【発明の概要】
【００１０】
従って本発明の目的は、従来技術の欠点を克服する、振幅偏移変調による変調のための装置を提供することである。
【００１１】
この目的は、本発明に従って、独立請求項１で規定される装置と、独立請求項８で規定される方法とによって、実現される。
【００１２】
本発明の装置は、スイッチングトランジスタを含むＥ級増幅器を含み、スイッチングトランジスタのゲートには、Ｅ級増幅器を作動するための動作周波数を持つ電圧が供給される。Ｅ級増幅器の出力信号において振幅偏移変調を実現するために、Ｅ級増幅器の、スイッチングトランジスタのゲートに供給される電圧の動作周波数（ＦＴ）、または共振周波数（ＦＲ）を、第一の値と第二の値の間で切り替える回路が、動作周波数と共振周波数の間の偏移度を第一の値と第二の値の間で切り替えるために備えられる。偏移度は（ＦＴ−ＦＲ）／ＦＲと定義される。
【００１３】
本発明の第一の実施形態では、異なる偏移度間の切り替えが、Ｅ級増幅器の二つの動作周波数間での切り替えによって起こり、切り替えはデータ通信のクロック速度で起こる。
【００１４】
目下、二つの動作周波数の両方がＥ級増幅器の共振周波数を上回るか、または、二つの動作周波数の両方がＥ級増幅器の共振周波数を下回ることが好ましい。これは、共振周波数が変動する場合に、第一の動作周波数と第二の動作周波数の出力電圧の振幅比が反転してしまうことを防ぐために有利である。
【００１５】
本発明の第二の実施形態では、スイッチングトランジスタのゲートが一定の動作周波数で作動される。ここで、偏移度を切り替えるために、Ｅ級増幅器の共振周波数が、周波数影響部品のオン／オフを切り替えることで変更される。周波数影響部品は、例えば、とりわけスイッチングトランジスタによって切り替えられるキャパシタンスもしくはインダクタンスであり得る。
【００１６】
振幅偏移変調によって信号を符号化するための本発明の方法は、次のステップを含む。
【００１７】
Ｅ級増幅器のスイッチングトランジスタのゲートを、少なくとも一つの動作周波数ＦＴで作動するステップ。ここで、Ｅ級増幅器は少なくとも一つの共振周波数ＦＲを持つ。
【００１８】
データ通信のクロック速度で、動作周波数ＦＴと共振周波数ＦＲの間の第一の偏移度と第二の偏移度を切り替えるステップ。ここで、
【００１９】
偏移度を切り替えるステップは、Ｅ級増幅器の、二つの異なる動作周波数間を切り替えるステップ、および／または、二つの異なる共振周波数間を切り替えるステップによって起こり得る。
【００２０】
最後に、本発明は、第一の側面プラグコネクタ素子と第二の側面プラグコネクタ素子を持つプラグコネクタ結合の、第一の側面プラグコネクタ素子を含み、第一の側面プラグコネクタ素子は、第二の側面プラグコネクタ素子へデータとエネルギーを伝送するための誘導変圧器を含み、エネルギー伝送は、データ伝送のために振幅偏移変調で符号化されたＡＣ信号を用いて起こる。振幅偏移変調のために、振幅偏移変調で符号化された信号を生成するための本発明の装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
ここで本発明を、図示された一実施形態例に基づいて説明していく。図面中の各図は以下を示す。
【図１】本発明の変調装置の回路図。
【図２】動作周波数ＦＴの変動による振幅変調を図示する、本発明の装置のＥ級増幅器の周波数応答の図。
【図３】共振周波数ＦＲの切り替えによる振幅偏移変調を図示する、本発明の装置の一実施形態の第二の実施例のＥ級増幅器の周波数応答の図。
【図４ａ】Ｅ級増幅器に負荷を接続することによる、従来技術に従う振幅偏移変調のオシロスコープ記録図。
【図４ｂ】Ｅ級増幅器の動作周波数を切り替えることによる、本発明の振幅偏移変調のオシロスコープ記録図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１に示す装置は、スイッチングトランジスタＸ１を介して作動されるＥ級増幅器を含み、スイッチングトランジスタＸ１はとりわけ電界効果トランジスタである。電界効果トランジスタＸ１のソース接続Ｓは接地され、キャパシタンスＣ１を介してドレイン接続Ｄに接続される。ここで供給電圧Ｖ１がコイルＬ２を介してドレイン接続Ｄに接続される。Ｅ級増幅器はさらにコイルＬ１を含み、コイルＬ１はキャパシタンスＣ２を介して電界効果トランジスタＸ１のドレイン接続Ｄに接続され、コイルＬ１の他方は接地される。コイルＬ１は同時に、振幅偏移変調で変調される信号を減結合するための送信アンテナとして機能する。
【００２３】
Ｅ級増幅器を作動するために、電界効果トランジスタＸ１のゲート接続Ｇが動作周波数ＦＴで作動される。振幅偏移変調を実施するために、データ通信のクロック速度で、ＦＴ＝Ｆ０とＦＴ＝Ｆ１の間で周波数偏移が行われる。図２に示すように、これにより、減結合された低下電圧ＵＡの振幅偏移変調ΔＵがもたらされる。動作周波数は、例えば次の値：Ｆ０＝２５０ｋＨｚ、Ｆ１＝２８５ｋＨｚと想定できる。つまりＦ０とＦ１の両方とも、Ｅ級増幅器の共振周波数ＦＲを上回る。従ってＦＴ＝Ｆ０の場合の偏移度は（Ｆ０−ＦＲ）／ＦＲであり、（Ｆ１−ＦＲ）／ＦＲであるＦＴ＝Ｆ１の場合の偏移度よりも十分に小さい。
【００２４】
図３は、Ｅ級増幅器の共振周波数の変化による偏移度の切り替えによる、振幅偏移変調の原理を示す。これについて、キャパシタンスＣ２を例えば二つの並列接続キャパシタンスを用いて切り替え可能なように具体化することができ、キャパシタンスのうちの一方はスイッチングトランジスタを介してオン／オフに切り換えることができる。これにより、ＦＲ０とＦＲ１の間で切り替え可能なＥ級増幅器の共振周波数がもたらされ、それに伴い、動作周波数ＦＴが変化しない場合には、（ＦＴ−ＦＲ０）／ＦＲ０と（ＦＴ−ＦＲ１）／ＦＲ１の間で切り替え可能な偏移度がもたらされる。
【００２５】
締めくくりに、従来技術と比較した本発明に従う振幅偏移変調の利点を、図４ａと４ｂの測定データに基づいて再度あらわす。
【００２６】
図４ａは、従来技術に従う振幅偏移変調の、Ｅ級増幅器の出力電圧ＵＡの曲線を示す。この場合、Ｅ級増幅器内の負荷のオン／オフを切り替えることができる。変調度は約１０％にしか達せず、信号はおそらくは寄生キャパシタンスによるエッジ（立ち上がり）のオーバーシュートを含む。
【００２７】
最後に図４ｂは、Ｅ級増幅器の動作周波数の周波数偏移による、本発明の振幅偏移変調の出力信号を示し、変調度は約２３％に達する。
【００２８】
要約すると、本発明の最も重要な利点は以下の通りである。負荷電流もしくは負荷抵抗が必要ないこと；変調度が動作周波数または偏移度に依存し、それゆえ最適に選択可能であること；データ符号化がソフトウェアを用いてより早く変更されること；振幅偏移変調によって得られる出力信号のエッジ（立ち上がり）の勾配が急で、オーバーシュートがないこと。さらに、周波数を適合させることで、Ｅ級増幅器の部品の公差とその温度ドリフトを相殺することができる。結果として、特に変調に使用される部品にとって、部品の複雑性を軽減することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【国際調査報告】
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