Both directions de - data transmission equipment

申请号 JP12631384 申请日 1984-06-19 公开(公告)号 JPH0640631B2 公开(公告)日 1994-05-25
申请人 エム アンド エフシ− ホ−ルディング カンパニ− インク.; 发明人 エム.スクイリ フエリス;
摘要
权利要求 【特許請求の範囲】
  • 【請求項1】両方向データ伝送装置において、 (イ)単一の飽和可能な誘導性結合手段であって、前記誘導性結合手段を介して第1装置から第2装置へと第1方向に第1信号が伝送され、また前記誘導性結合手段を介して前記第2装置から前記第1装置へと第2方向に第2
    信号が伝送される前記誘導性結合手段と、 (ロ)前記第1信号を発生してそれを前記誘導性結合手段に印加する第1の発生手段を含む前記第1装置であって、前記第1信号はデータの送受信に必要な電力を第1
    装置から第2装置へ供給するパルス列と、前記第2方向における前記第2信号の伝送のための伝送間隔を規定するパルス休止期間との繰り返しを含み、前記伝送間隔は誘導性結合手段が飽和状態を脱した後、前記第2信号の高能率伝送を可能ならしめるに十分な長さであるようになされた前記第1装置と、 (ハ)前記誘導性結合手段の伝送間隔を規定するパルス休止期間の発生に応答して、前記規定された伝送間隔の間に伝送されるべき前記第2信号を発生させて前記誘導性結合手段に印加する第2の発生手段を含む前記第2装置と、 を含む両方向データ伝送装置。
  • 【請求項2】特許請求の範囲第1項記載の装置において、各伝送間隔パルス休止期間は、第2方向において前記第2信号を伝送するための間隔を規定する幅を有している、両方向データ伝送装置。
  • 【請求項3】特許請求の範囲第1項記載の装置において、前記第1の発生手段は前記第1信号として正規クロツク・パルス列を発生し、前記第1装置が該クロツク・
    パルスのうちの選択されたものを変調して伝送間隔を規定するようになされた、両方向データ伝送装置。
  • 【請求項4】特許請求の範囲第3項記載の装置において、前記第1の発生手段は、前記クロツク・パルスのうちの選択されたもののパルス幅を制御して前記第2信号の伝送用の間隔を規定する装置を含み、前記伝送間隔を規定するパルス休止期間の幅が前記第1信号の前記クロツク・パルスの残りのもののパルス幅より大である、両方向データ伝送装置。
  • 【請求項5】特許請求の範囲第3項記載の装置において、前記第2の発生手段は、前記第1信号の前記正規クロツク・パルス列が前記誘導性結合手段に存在することに応答して第3クロツク信号を発生させるようにするクロツク検出手段を含むものである、両方向データ伝送装置。
  • 【請求項6】特許請求の範囲第5項記載の装置において、前記第2の発生手段は前記第3クロツク信号に応答して、前記第3クロツク信号と同期して前記第2信号を処理する装置を含むものである、両方向データ伝送装置。
  • 【請求項7】特許請求の範囲第5項記載の装置において、前記第2の発生手段は、前記誘導性結合手段に現われる前記第1信号を受信し、前記伝送間隔パルス休止期間に選択的に応答して前記規定された伝送間隔の間に前記第2信号を伝送するデータ伝送装置を含むものである、両方向データ伝送装置。
  • 【請求項8】特許請求の範囲第5項記載の装置において、前記第2装置は前記第2信号をデータで変調するデータ変調装置を含むものである、両方向データ伝送装置。
  • 【請求項9】特許請求の範囲第8項記載の装置において、前記データ変調装置は、前記第3クロツク信号の周波数より大きい周波数の高周波信号を発生する手段と、
    前記高周波信号を選択的に与えるためデータに応答する手段とを含む、両方向データ伝送装置。
  • 【請求項10】特許請求の範囲第9項記載の装置において、前記第2装置は、前記伝送間隔パルス休止期間に応答して、前記規定された伝送間隔の間に前記高周波信号を印加するものである、両方向データ伝送装置。
  • 【請求項11】特許請求の範囲第1項記載の装置において、前記第1装置は、前記第1信号を前記第2装置に伝送すべきデータで変調する手段を含み、前記第2装置は前記第1信号を復調する手段を含むものである、両方向データ伝送装置。
  • 【請求項12】特許請求の範囲第11項記載の装置において、前記第1の発生手段は第1信号として正規クロツク・パルス列を発生し、前記第1装置は前記第2装置へ伝送すべきデータで前記正規クロツク・パルスのうちの選択されたものを変調する手段を含み、前記第2装置は前記選択した変調信号を検波し、前記検波された変調信号を復調して送信データを表わす出力を生じる装置を含む両方向データ伝送装置。
  • 【請求項13】特許請求の範囲第12項記載の装置において、前記変調装置は前記選択したクロツク・パルスをパルス幅変調するものである、両方向データ伝送装置。
  • 【請求項14】特許請求の範囲第13項記載の装置において、前記両方向データ伝送装置は第1のデータ伝送モードと第2のデータ受信モードで動作し、前記第1の発生手段は前記第1モードで動作して、前記クロツク・パルスのうちから選択して前記データ伝送間隔を規定し、
    前記変調装置は前記第2モードで動作して前記第2装置へ伝送されるべきデータにより前記クロツク・パルスのうちから選択し、その選択したものを変調するものである、両方向データ伝送装置。
  • 【請求項15】特許請求の範囲第14項記載の装置において、前記第2の発生手段は、前記第1モードで前記伝送間隔を規定するパルスに応答し、前記第2装置から前記第1装置へ前記第2信号を送信するものである、両方向データ伝送装置。
  • 【請求項16】特許請求の範囲第15項記載の装置において、前記検波し復調する装置は前記第2モードで動作して、前記第1信号の前記選択された変調パルスを検波復調して、データを表わす出力を生じるものである、両方向データ伝送装置。
  • 【請求項17】特許請求の範囲第3項記載の装置において、前記第2装置は、前記正規クロツク・パルス列を受信し、前記クロツク・パルスを用いて前記第2装置をこれのみで付勢する電力変換手段を含むものである、両方向データ伝送装置。
  • 【請求項18】特許請求の範囲第17項記載の装置において、前記第2装置はデータを記憶する不揮発性メモリ装置と、前記第1信号の前記パルス休止期間に応答して前記定められた伝送間隔の間に前記誘導性結合手段を介して前記記憶データを伝送する手段とを含むものである、両方向データ伝送装置。
  • 【請求項19】特許請求の範囲第18項記載の装置において、前記両方向データ伝送装置は、第1データ伝送モードと第2データ受信モードで動作し、前記第1の発生手段は前記第1モードにおいて前記第1信号の前記クロツク・パルスのうちの選択されたものを変調して前記データ伝送間隔を規定し、さらに前記第2モードにおいて前記不揮発性メモリ装置に伝送され記憶されるべきデータにより前記第1信号の前記クロツク・パルスのうちの選択したものを変調する変調手段を含むものである、両方向データ伝送装置。
  • 【請求項20】特許請求の範囲第19項記載の装置において、前記第2の発生手段は、前記第1モードで動作して前記誘導性結合装置に現われる前記第1信号の前記パルス休止期間に応答して、前記不揮発性メモリ装置に記憶されたデータを読出し、前記の規定された伝送間隔の間に前記データを伝送するものである、両方向データ伝送装置。
  • 【請求項21】特許請求の範囲第20項記載の装置において、前記第2装置は、前記選択された変調信号を検出復調し、復調データを前記不揮発性メモリ装置に記憶する前記第2モードで動作する復調手段を含むものである、両方向データ伝送装置。
  • 【請求項22】特許請求の範囲第1項記載の装置において、前記第1の発生手段は1対の第1信号を発生し、前記第1信号の各々は他方に対してコンプリメンタリな一対の信号から作成されたものである、両方向データ伝送装置。
  • 【請求項23】特許請求の範囲第22項記載の装置において、前記第1の発生手段は前記コンプリメンタリな1
    対の正規クロツク・パルス列と伝送間隔パルス休止期間との繰り返しを含む一連のパルスを発生し、各伝送間隔パルス休止期間が前記伝送間隔の長さを規定するようになされた、両方向データ伝送装置。
  • 【請求項24】特許請求の範囲第23項記載の装置において、前記誘導性結合手段は、前記第1装置に結合した1次巻線と前記第2装置に結合した2次巻線とを有する変圧器を含み、前記1次巻線はタツプで互いに接続した第1及び第2コイルを有し、前記第1発生手段は前記タツプ付1次巻線の前記第1及び第2コイル上に各々対の第1信号を印加するようになされている、両方向データ伝送装置。
  • 【請求項25】特許請求の範囲第24項記載の装置において、前記第2装置は、前記1次巻線から前記2次巻線へ伝送される前記第1信号の少なくとも一部を検波し分離する前記2次巻線に結合された検波手段を含むものである、両方向データ伝送装置。
  • 【請求項26】両方向デイジタル・データ伝送装置において、 (イ) 質問装置に結合された1次巻線と、データ収集トランスポンダ装置に結合された2次巻線とを有する唯一の飽和可能な変圧器であって、前記質問装置から前記トランスポンダ装置への第1方向に質問信号を伝送し、前記トランスポンダ装置から前記質問装置への第2方向へ応答信号を伝送する前記変圧器と、 (ロ) 前記質問信号を発生するため前記1次巻線に結合された第1装置を含む前記質問装置であって、前記質問信号は正規クロツク・パルス列と伝送間隔パルス休止期間との繰り返しからなる一連のパルスを含み、各伝送間隔パルス休止期間は前記応答信号の伝送の伝送間隔を規定し、前記伝送間隔は変圧器があるレベルまで脱飽和する期間よりも長い期間を有しており、そのレベルにおいて前記第2信号の効率的伝達が可能となるものである前記質問装置と、 (ハ) 前記2次巻線に現われる前記質問信号の前記伝送されたクロツク信号に応答して前記トランスポンダ装置に唯一の付勢を与える前記2次巻線に結合されたエネルギ変換装置と、前記2次巻線に現われる前記伝送間隔パルス休止期間に応答して収集データを指示するデイジタル信号を前記伝送間隔の間に発生して前記2次巻線に印加し、前記変圧器を介して前記質問装置へ伝送する第2装置とを含む前記トランスポンダ装置と、 を含む両方向デイジタル・データ伝送装置。
  • 【請求項27】特許請求の範囲第26項記載の装置において、前記質問装置は、前記伝送間隔パルス休止期間を形成するため前記クロツク・パルスの選択されたもののパルス幅を設定する装置を含むものである、両方向デイジタル・データ装置。
  • 【請求項28】特許請求の範囲第27項記載の装置において、前記伝送間隔パルス休止期間の幅は、前記クロツク・パルスより大きくなるよう選択され、変圧器が第2
    信号の効率的伝送を可能とするレベルまで脱飽和するようになされている、両方向デイジタル・データ伝送装置。
  • 【請求項29】特許請求の範囲第26項記載の装置において、前記トランスポンダ装置は、前記伝送間隔パルス休止期間の存在に応答して付勢信号を与えるため前記2
    次巻線に現われる前記質問信号に応答する検波手段を含む両方向デイジタル・データ伝送装置。
  • 【請求項30】特許請求の範囲第29項記載の装置において、前記トランスポンダ装置は、収集データを指示する前記デイジタル信号を受信記憶し、前記付勢信号の各々に応答して前記デイジタル信号のビツトをシフト出力する直列シフトレジスタと、前記収集データ信号の各ビツトを変調し、前記変圧器を介して前記質問装置に伝送するように前記変調データを前記第2巻線に印加する変調手段とを含むものである、両方向デイジタル・データ伝送装置。
  • 【請求項31】特許請求の範囲第30項記載の装置において、前記変調手段は、前記質問信号の前記クロツク・
    パルスの周波数より周波数が大きい高周波信号の信号源と、前記収集データ信号のビツトが0または1であるかに応じて前記2次巻線に前記高周波信号を選択的に印加する装置と、を含む両方向デイジタル・データ伝送装置。
  • 【請求項32】特許請求の範囲第26項記載の装置において、前記第1装置は、一連の一定数のクロツク・パルスに続けて単一の伝送間隔パルス休止期間を発生し、前記クロツク・パルスの数は前記トランスポンダ装置の十分な付勢を保証するように選択されている、両方向デイジタル・データ伝送装置。
  • 【請求項33】特許請求の範囲第26項記載の装置において、前記質問装置は携帯型であり、前記トランスポンダ装置の前記2次巻線に対して前記1次巻線を整列させる整列手段を含んでその間の誘導性結合を確保するようにした、両方向デイジタル・データ伝送装置。
  • 说明书全文

    【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は質問装置と応答装置との間で両方向的にデータを転送する誘導性結合装置に関係し、特に応答装置から質問装置へと一方向に例えば道、ガス、電気等の公益事業対象物質の消費量を指示するデイジタル・データを転送し、質問装置から応答装置へと反対方向に電/クロツク信号及び/又はデータ保有信号を転送する誘導性結合装置に関係する。

    従来の技術とその問題点 例えば水、ガス、電気のような公益事業の対象とする物質あるいはエネルギの分配を扱う公益事業会社にとって、その各々の顧客の消費量指示を得て、顧客に消費に見合う正確な料金請求をすることは長年にわたっての懸案の課題であった。 公益会社にとって各顧客の居所又は家庭を訪問し、メータを目で見て消費量とそれに対応する顧客名との手書記録を表形式に記録することにより読取りを行なう「メータ検針員」を雇うことは、公益事業会社にとっては典型的な実務慣習であった。 このような方法は、メータ検針員がメータの置かれている顧客の家の内部に接近可能でなければならず、多くの場合に顧客が不在で、必要な読取りを行うために繰返し訪問しなければならないという点で非常に時間がかかり、従ってコストがかかるものである。

    本発明の出願人に譲渡されたワインバーガー他の米国特許第3,806,904号は、消費者が消費した水の量の指示を機械式結合レジスタにより増分的に記録して水量を測定する公益事業メータ、特に、水メータを開示している。 標準的には、携帯質問装置をメータ検針員が顧客位置まで運んで行き、顧客の家庭又は仕事場所の内部に配置されたレジスタケーブルで接続されている外部レセプタクルへ結合する。 装置を外部レセプタクルへ結合すると、顧客が消費した水量を表す読出信号がレジスタから質問装置へ伝送される。

    ワインバーガー他の特許に記述されているように、水メータに付随する機械式レジスタは一連の歯車を含み、その位置が消費した水量の連続する桁、例えば1位、10
    位、100位、1000位を表す。 例えば、水メータは顧客が消費した各100又は1000ガロンの水毎にレジスタを増分的に作動させる。 各々の歯車の位置、従って、消費した水量を指示する電気信号が、各歯車に1つづつ付随する複数個の抵抗はしごにより得られる。 顧客の家庭又は仕事場所の外部に配置された外部レセプタクルへ選択的接続が行なわれ、これにより公益事業検針員は容易に機械式レジスタへのアクセスが得られる。 加えて、例えば外部レセプタクル内に顧客を識別するような構成の又はそのように配線された回路板又は配線マトリクスを配置する。

    メータ読取りを得るために、取外し可能な面板を介して銃形式のコネクタを結合することによつて、メータ検針員は遠隔のレセプタクルへのアクセスを獲得して、そうすることにより接点を含む質問銃(Interrogation gun)
    は外部レセプタクル内の接点に結合され、従って携帯質問装置とを公益事業対象物質の需給メータに付随する機械式レジスタとの間で電気的接続がなされる。 質問銃を挿入すると、携帯質問装置に付随する制御論理部は機械式レジスタの歯車の各々に附随する抵抗ラダー回路からコード化読取信号を連続的に読出して、上述の配線マトリクスから6デイジツトの識別信号を得る。

    質問銃と外部レセプタクル内の接点の組との間でなされる相互接続には接触の問題が生じ、したがって、これらのかみ合せ接点の組は大気中の湿気又は汚染物により侵食されない適当なコーテイングにより保護されなければならない。 顧客を識別する唯一の識別番号により各公益メータをコード化する比較的高価な特性に別の問題が存在する。 このような装置に用いる配線マトリクスは標準的には手配線で唯一の6数字顧客識別番号を与える。 さらに、マトリクスを工場で製造し、次いで顧客位置で実装するよう製造過程を必要とする。

    セント・クレーレ他の米国特許第3,840,866号は、公益事業の対象物質(あるいは、エネルギ)の消費量を指示する2進化10進数信号を輻射エネルギ放出に転送することにより上述した型式の接触問題を克服するメータ読出装置を開示している。 特に、セント・クレーレ他は受信器と固定装置又は送信器を開示している。 固定装置は、送信側の4スイッチの各々をアクセスし、これによりダイオード群からメータ読取を指示する10進データを読出して4輻射エネルギ伝送装置の内の1個を選択的に付勢する10進列コントローラを含む。 セント・クレーレ他は電磁石と対応するリード・スイッチ又は光源と対応する光セルのどちらかの形式で輻射エネルギ装置を開示している。 特に、4スイッチの各々の出力は送信器内のアレイに配置された対応する組の輻射エネルギ装置へ接続される。 受信器は同様に配置された受信素子のアレイ、即ちリード・スイッチ又は光セルを有し、
    これらは対応する輻射エネルギ伝送装置の各々により発生された輻射エネルギを検出するように整合されている。 リード・スイッチは使用した公益事業対象物質の量を指示する2進データを解釈し、対応するデイジタル表示を与える2進対数字変換器へ図示のように接続されている。 動作時には、電磁リレーとリード・スイッチのアレイの組が互いに整合するよう携帯質問装置は送信器に対して配置され、次いで携帯装置のスイッチを閉じて始動前磁石を付勢して送信器内の関連スイッチを閉じ、これにより送信器電池を回路に接続して送信器の素子を付勢する。 読取の完了後、始動電磁石を消勢し、これにより送信器電池を回路から除去し送信器を消勢する。 セント・クレーレの他の装置の欠点は、周期的取替を必要とする有限寿命の電池を送信器に使用することに関係する。 この電池の代りに従来の交流源を代用したとしても、依然として停電の可能性もある。 加えて、セント・
    クレーレ他はそのメータに結合された10進スイツチを用い、このスイツチの各々は10個の接点の内の1個の上を移動するワイパ接点を用いている。 このようなエンコーダ・スイツチは金のような高価な金属コーティングしない限り空気中の湿気又は他の汚染物の存在により侵食されやすい。 特に、出力信号が対応する信号の伝送を阻止するような汚染による接点抵抗が発生する。

    カルマン他の米国特許第4,085,287号は、公益事業物質の需給メータに付随するトランスポンダ又は送信器内の電池又は他の電力源の使用により陥る問題を解決策を開示している。 特に、カルマン他はピンプラグとメータに付随する送信器への対応するソケツト・レセプタクルを介して結合される質問回路を開示している。 メータにはセント・クレーレ他の特許第3,840,86
    6号のものと同様の4本の指部又はワイパ・スイッチが付随している。 4個のスイツチはメータにより測定された0,10,100,1000立方フィートの水を表わす。 ピン・プラグととソケツト・レセプタクルの結合により、質問装置が作動されて入力チヤネルを介してメータに付随する送信器へクロツク/電力信号を送信する。
    クロツク/電力信号は整流されてコンデンサを充電し、
    これにより送信器の回路素子を付勢する直流電圧が発生される。 加えて、4個のスイツチを走査するのみならず、入力クロツク信号と同期して送信器から質問装置へのデイジタル信号の伝送を調時するためにもクロツク信号が使用される。 送信器の出力はコード発生論理回路から得られ、この回路はピンプラグとソケツト・レセプタクル内の出力チャネルから質問装置へとその出力を印加し、この出力チヤネルは入力チヤネルから分離している。 入力及び出力チヤネルの各々は当該技術において公知のおす/めす型の接続を含む。 出力又は帰還信号は各々が4ビツトを含む16文字の列の形式である。 16文字の内の4文字はスイツチの位置を指示するデータを与えるために用いる。 各スイツチから得られる出力は10
    進2進データの形式であり、論理発生器により直列に同期して伝送されるように2進コード化信号に変換される。 送信器の出力信号の残りの10文字は特定のメータを識別する唯一のコードに関係する。 この唯一のコードは導線の行と列の選択相互接続に依存するハード配線回路により与えられる。 特定のメータのコードは識別コード・マトリクス全体を交換することなしには容易に変更又はプログラムできない。 カルマン他の特許第4,08
    5,287号により開示された装置はその4個のデコーダ・スイツチと共にそのピン・プラグとソケツト・レセプタクルの侵食に関連する問題をこうむる。

    本発明の出願人に譲渡されたホワイトの米国特許第4,
    132,981号は、デコーダ歯車スイツチと共にピンプラグとソケツト・レセプタクルの侵食により生じる問題の解決策を与える。 デコーダ歯車スイツチの組により形成される機械式レジスタは計測した公益事業の対象物質の流量を指示するカウントを累計し記憶する電子カウンタ、特に不揮発性MNOSメモリに取替えられる。 特に、ホワイトの特許第4,132,981号は公益事業物質の一定の消費量を示すパルス状の電気信号の形式で標準的に信号を与えるため公益事業物質の需給メータに結合されたパルス発生器を開示している。 これらのパルスはメータ・トランスポンダの不揮発性メモリに印加され記憶され、累計される。 加えてメモリは質問されている特定のメータを指示する第2語によりプログラム可能である。 トランスポンダはメモリと共に順序制御論理回路を含む。 パルス発生器は順序制御論理部により選択的に結合されて不揮発性メモリ中へパルスを記憶累計する。 ホワイトの特許第4,132,981号は、各顧客位置へ運ばれ、トランスポンダに結合されて質問信号をトランスポンダへ印加し、累計カウントを表わす帰還信号がメータ・トランスポンダから質問装置へ送信される携帯質問装置を開示している。 質問信号は例示として3
    0KHz のクロツク信号のバーストであり、トランスポンダの回路素子を付勢する役割も果たす。 同様に、パルス発生器から得られた各パルスもメータ・トランスポンダの回路素子を付勢し、従ってメータ・トランスポンダは別の電源を必要としない。 質問装置はその質問信号を誘導性結合の1次巻線へ印加し、一方誘導性結合の2次コイルはメータ・トランスポンダに関係している。 結合を実施するためには、1次及び2次巻線が互いに整合して質問装置がその高周波質問信号をメータ・トランスポンダへ送信するよう作動される。 メータ・トランスポンダは例えば発光ダイオードの形式を取りメータ・トランスポンダから質問装置へのデータの伝送用の別の異なったチヤネルを用い、この発光ダイオードは光応答トランジスタのベース域へ向けられた光バーストの列を送信するように作動され、このトランジスタは又質問装置の記録回路に接続されている。 従来技術のメータ・リーダに対して多くの利点を有してはいるが、上述の光結合の使用は、発光ダイオードからの光を光応答トランジスターへ焦点合せするのにレンズが必要であり、このレンズがほこりで汚れるか又は使用中にひびが入るという点で完全に満足できるものではなかった。

    それ故、多くのメータ・リーダ・トランスポンダの環境下で容易に考えられる腐食又はほこりの存在によりデータ伝送が悪い影響を受けないように質問装置をメータ・
    トランスポンダ装置へ結合する方法を提供することが大変望ましい。 ホワイトの特許第4,132,981号は誘導性結合の使用を示唆しているが、質問装置からメータ・トランスポンダへの電力信号の伝送にのみ誘導性結合を用いている。 光結合の代りに第2の誘導性結合を用いることが考えられるが、このような別の誘導性結合はメータ・トランスポンダのコストを増大するのみならず、メータ・トランスポンダへ又はトランスポンダから伝送される信号が互いに同期していることを保証しない。

    発明の解決課題と構成上の特徴 従って、本発明の目的は従来技術に存在した腐食や汚染の問題を避けうる新たな改良されたデータ伝送装置を提供することである。

    本発明の別の目的は、データの量方向伝送用誘導性結合装置を用いた新規なデータ伝送装置を提供することである。

    本発明のさらに別の目的は、読出を実行するためデータ・トランスポンダへのデイジタル・データの伝送と同じ誘導カップラを介して質問データの伝送を行う新たな改良されたデータ伝送装置を提供することである。

    本発明のさらに別の目的は、例えばメータ読出値とメータ設置時の顧客ID番号の形式を取る所要データのメータ・トランスンポンダのプログラムを実行するため質問装置からメータ・トランスポンダへデイジタル・データの伝送を行なう新たな改良されたデータ伝送装置が提供される。

    本発明のさらに別の目的は、携帯質問装置からメータ・
    トランスポンダへ質問信号及び/又はプログラム信号を送信するのみならず、メータ・トランスポンダから携帯質問装置へのデータ帰還信号、すなわち、データ返答信号も伝送するために単一の誘導カツプラ又は変圧器が用いられる、携帯質問装置とメータ・トランスポンダとの使用に特に適した新たな改良された両方向性デイジタル・データ誘導性結合装置が提供される。

    本発明のこれらの及び他の目的によると、質問装置、すなわち、第1の装置からデータ収集トランスポンダ装置、すなわち、第2の装置への第1の方向へ質問信号及び/又はプログラム信号を伝送し、前記データ収集又はメータ・トランスポンダからあ記質問装置へデータ帰還信号を伝送する両方向性デイジタル・データ伝送装置が開示されている。 本装置は質問装置に結合した1次巻線とメータ・トランスポンダに結合した2次巻線とを有する単一の変圧器を含む。 質問装置は、規則的に発生するデイジタル・クロツクパルスの第1列と伝送間隔パルスとを含む質問信号を発生し、各伝送間隔パルスはデータ帰還信号の伝送用の伝送間隔を定める。 伝送間隔は、質問装置へのデータ帰還信号の効率よい伝送を可能にするレベルまで変圧器の飽和が解消されるのに十分な長さに設定される。 メータ・トランスポンダは、2次巻線に現れる伝送間隔パルスに応答し、伝送間隔の間変圧器を経由して質問装置へ送信される収集データを指示するデイジタル信号を2次巻線に発生印加するデータ伝送回路を含む。

    本発明の別の様相では、質問装置はデータ受信モードのみならず、データ伝送モードでも動作する。 特に、質問装置は質問信号、特にメータ・トランスポンダへ送信されるデータによりそのクロツク信号の選択された質問信号を変調する。 本発明の適用して公益事業対象物の需給メータからデータを質問する例示実施例では、送信データは質問されているメータの表示の特定のID番号を指示する。 このようにして、メータ・トランスポンダは質問されているメータを表わすID番号により再プログラムされる又はプログラムされる。

    本発明の別の様相では、メータ・トランスポンダは質問信号のクラツク信号に応答してメータ・トランスポンダの素子をもっぱら付勢する電力変換回路を含む。 本発明を用いて公益事業対象物質の消費量を指示するパルスを記憶累計する例示実施例では、発生器が公益メータに付随して1組のパルス状信号を発生し、各信号が測定した公益事業の対象物質の流量を示す。 このようなパルス状信号の各々がメータ・トランスポンダを付勢する役割を果たし、これによりパルス状信号が不揮発性メモリに受信記憶される。 読出すためには、携帯質問装置を誘導性結合装置によりメータ・トランスポンダに結合し、質問信号をこれに印加する。 質問信号は、メータ・トランスポンダを付勢し、質問信号のクロツク信号にメータ・トランスポンダの動作を同期させる役割を果たす。 特に、
    伝送間隔パルスの各々は、伝送間隔の間に伝送される消費量を表わすデータのビツトをクロツクする。

    本発明のこれらの及び他の目的と利点は、以下の詳細な説明と添付図面を参照して明らかにされる。

    好適な実施例の説明 添付図面は、本発明の実施例の構成及びその動作を説明するためのもので、特に図1を参照すると、質問装置1
    2(すなわち、第1の装置)とメータ・トランスポンダ10(すなわち、第2の装置)との間のデイジタル・データの両方向伝送用に中央タツプ付変圧器14の形式の誘導性結合装置が図示されている。 メータ・トランスポンダ10はパルス発生器16に回路接続され、この発生器は公益事業対象物質の需給メータ(図示せず)と機械的に結合されて一連のパルス状信号を発生し、各信号は公益事業対象物質の消費量又は流量、例えば378.5
    又は3785リツトル(100又は1000ガロン)の水を示している。 メータ・トランスポンダ10はこのパルス状信号を不揮発性メモリ(non-volatile memory:
    NVM)48に累計記憶するのに十分な時間の間パルス発生器16から得られる各パルス状信号により付勢される。 メータ・トランスポンダは各入力パルス状信号に応答して不揮発性メモリNVM48に記憶されたカウントを増分させ、カウントを増分した後に増分カウントをN
    VM48のアドレス可能位置へ復帰させる。 標準的な応用例では、パルス発生器16はビル又は家庭内に配置されている需給メータに直接機械的に結合されている。 発生器16は、家の外側に取付けられ、従ってメータ検針員に容易にアクセス可能なメータ・トランスポンダ10
    へ1対の配線により接続される。 メータ検針員は標準的には電池電源の携帯質問装置12を担持し、誘導性結合装置14を介してメータ・トランスポンダ10へ質問信号を印加し、これにより不揮発性メモリNVM48に記憶された公益事業対象物質の消費量を指示するカウントが読出され、誘導性結合装置14を介して質問装置12
    へ伝送される。

    中央タップ付変圧器14の形式の誘導性結合は質問装置12からメータ・トランスポンダ10への第1方向に質問信号、すなわち、第1の信号を送信し、返事として、
    メータ・トランスポンダ10から質問装置12に向けて第2方向へ公益事業対象物質に関するデータ帰還信号、
    すなわち、第2の信号を送信する役割を果たす。 第1図に図示するように、変圧器14の1次巻線14a(14
    a′及び14a″よりなる)は質問装置12に結合されて一体となっており、一方変圧器14の2次巻線14b
    はメータ・トランスポンダ10の回路に接続されている。 例えば1次巻線14aはメータ・トランスポンダ1
    0のレセプタクルと係合するプローブ又は銃内に機械的に取付けられ、これにより1次巻線及び2次巻線14
    a,14bが互いに密な関係で誘導性結合され、すなわち、巻線14a,14b間に約. 05から. 25c
    m(.02から.10インチ)の空隙が設けられる。

    パルス発生器16はパルス状信号を連続的に発生し、この信号はメータ・トランスポンダ10、特にそのNVM
    48に印加され累計される。

    メータ検針員は周期的に(標準的には月に1回)メータ位置を読むために訪問する。 前回の読取から需給メータにより測定された消費量の読取を得るため、メータ検針員は上述したように1次巻線14aを2次巻線14bに結合する。 以後、メータ検針員は質問装置12を作動して、変圧器14を介してメータ・トランスポンダ10に質問信号を送信する。 以後詳細に説明するように、メータ・トランスポンダ10は質問信号を用いてその素子を付勢し、かつ質問信号内に含まれるクロツク情報にその信号処理を同期させる。 特に、メータ・トランスポンダ10は、公益事業対象物質の消費量を指示するカウントが記憶されているNVM48内の位置をアドレスし、質問装置12への公益データ帰還信号としてこのカウントを指示するデータを読出して送信する。 質問装置12は消費量と共に特定のメータ及び/又は顧客を識別する番号を表わす信号を受信記憶するための標準的にはカセツト又は半導体アドレス可能メモリの形式のメモリを含む。

    メータ・トランスポンダ10は家庭では標準的に見出される交流線又は電池のような別個の電源を使用していない。 このようなエネルギ源を用いて停電した場合、メータ・トランスポンダ10はNVM48から記憶した公益事業対象物質の消費量カウントを累計及び/又は読取不能となる。 代わりに、メータ・トランスポンダ10は発生器16からのパルス状信号の印加により、又は携帯質問装置からの質問信号の印加により付勢されるようになっている。 特に、第1図に示す電源基準部と入力デコーダ20、すなわち、エネルギ変換装置は質問装置12又は発生器16のどちらかからの入力信号を整流して、N
    VMの消費量カウントの記憶及び/又は質問装置12又は直列質問ポート18のどちらかへのデータ伝送を含むメータ・トランスポンダ10の各種動作を実行するのに十分な時間の間メータ・トランスポンダ10の回路素子に付勢信号VDD及びVSSを供給する。 本発明の例示実施例では、公益事業対象物質の需給メータとそのパルス発生器は本発明の譲受人に譲渡されたゲストラの米国特許第3,685,353号に記載の型式のもので、パルス発生器16の出力は約+5Vの最大振幅を有する第1図に図示するような波形である。 このような出力信号はメータ・トランスポンダ10をオンするのに十分な付勢を与え、これにより不揮発性メモリNVM48内に記憶された消費量カウントは読出され、NVM48の指定位置内に復元される前に増分される。

    上記ホワイトの特許第4,132,981号で考慮されたのと同様に、メータ・トランスポンダ10は発生器1
    6から得られる各パルス状信号に応答してメータ・トランスポンダ10に公益事業対象物質の消費量カウントを増加させる。 特に、電源基準部及び入力デコーダ20はパルス状信号に応答して初期化信号INCを順序制御理論部28へ印加し、これによりパルス増分動作モードが実施される。 特に、前に受信した発生器のパルス状信号の数を指示する公益事業物質の消費量カウントがNVM
    48内に記憶されている位置をアドレス発生器44がアドレスし、その出力端子DOからデータ・ゲート36を介してシフトレジスタ38へそのカウントを転送する。
    以後、増加カウントがシフトレジスタ38からNVM4
    8の入力端子DIへ転送されてNVM48のカウント記憶位置に記憶される前に、加算器40が公益事業対象物質の消費量カウントを1だけ増分させる。

    質問装置12は第1又は送信データ・モードでクロツク信号の列を含む質問信号、すなわち、第1の信号を印加し、メータトランスポンダ10の動作を同期せしめ、特に記憶された消費カウントを指示するメータ・データ帰還信号、すなわち、第2の信号を質問装置12へ送信する。 以後詳細に説明するように、入力クロック検出回路22は誘導性結合装置14により送信されてその2次巻線14bに現れる質問信号に応答して、第3図A及び第3図Bに示すように第1クロツク信号CLK L1と第2クロツク信号CLK L2を再生する。 これらのクロツク信号は質問信号に対する公益事業対象物質に関するデータ復帰信号を同期させる役割を果たすデータ同期発生器30に印加される。 メータ・トランスポンダ10からの公益事業対象物質の消費カウントを指示するデータを送信するためには、第1図に示すように制御論理部4
    6がNVM48からアドレスされたデータの読出を実行してこのデータをシフトレジスタ38へ転送する。 シフトレジスタ38から読出すと、データ出力変調器24へ印加される前にスタート/ストツプ・ビツト回路42によりスタート及びストツプ・ビツトが直列デイジタル信号に印加される。 データ出力変調器24は第3図Eに示すように質問装置12へ送信される公益データ帰還信号を2次巻線14bへ印加する。

    メータ・トランスポンダ10への第1方向の質問信号の伝送がデータ帰還信号、例え消費カウントを指示するデータの第2方向の伝送に対して調時されている又は同期しているという点で単一の誘導性結合装置又は変圧器1
    4の使用が可能である。 同期なしでは、第1方向又は第2方向のどちらでもデータ伝送に過度の労力を必要とする程度まで誘導性結合装置14が飽和する。 従って、第1図に示した例示実施例、例えば標準的には電池電源の携帯用質問装置12を用いて限定された時間の間付勢することが入力信号にのみ依存しているメータ・トランスポンダ10に質問すること、にとって飽和レベルの阻止、より正確には減少は本当に大事なことであると考えられる。 以下の説明により明かとなるように、伝送間隔は質問信号の内部に設定されるが、この伝送期間を通じて誘導性結合装置14が相当程度不飽和状態となり、その結果、公益データ帰還信号を反対方向つまり第2の方向で質問装置12へと伝送することが可能となる。 この結果、メータ・トランスポンダ10と質問装置12との間の第1及び第2方向へデータを伝送するのに要する電力は最小となる。

    第1図に示すように、質問装置12は第1又は伝送データ・モードで動作してその質問信号をメータ・トランスポンダ10へ伝送し、これにより公益事業対象物質の消費カウントを指示するデータがメータ・トランスポンダ10から質問装置12へ公益事業物質のデータ帰還信号として送信される。 質問装置12とメータ・トランスポンダ10は第2は又は受信データ・モードで動作して、
    メータ・トランスポンダ10によりデコードされるように質問装置12はデータにより電力/クロツク信号を変調し、質問装置12からメータ・トランスポンダ10への第1方向に伝送されるこのデータはデコードされ以後NVM48内に記憶される。 例えば、受信データはメータ・トランスポンダ10の設置時のメータの機械式レジスタの実際の読取値と共に顧客又はメータ識別番号の形式を採る。 このようにして、NVM48を工場で予めプログラムする必要はなく、メータ・トランスポンダ10
    に付随するメータ及び/又は顧客を変更する時に新たなメータ識別番号によりプログラムする又は再プログラムすれば良い。 例えば、メータ識別番号は特定の顧客と関係している各トランスポンダとそのメータを識別するようにして、消費した公益事業物質の量を計算して対応する請求書を識別された顧客に送ることができる。 この目的のため、質問装置から送信される電力/クロツク信号は、データ同期発生器30により受信されてパルス幅復調器26へ印加される新たなメータ識別番号により変調されて、データ・ゲート36を介してシフトレジスタ3
    8へ送られる番号を表すデコード・データを与える。 以後、シフトレジスタ38は順序制御論理28の制御下でメータ識別番号を受信するようアドレスされたNVM4
    8の位置へ復調データをシフトして行く。

    加えて、電力基準部及び入力デコーダ20により付勢されて第3図Gに示すように比較的高周波のクロツク信号INT CLKを発生する内部クロツク発振器32が開示され、クロツク信号INT CLKは標準的には20
    0KHz のオーダーの周波数を有する。 内部クロツク発振器32の高周波出力は、質問装置12により発生されて入力クロツク検出器22の出力に現れるクロツク信号C
    KL L1とCLK L2の周波数と対比され、クロツク信号CLK L1とCLK L2の共通周波数は例えば20KHz のオーダーである。

    第2A図及び第3図A〜Pを参照して、本発明の誘導性結合の基本動作、特に質問装置12とメータ・トランスポンダ10との間で両方向的にデータを送信する変圧器14を以下に詳細に説明する。 質問装置12は第3図A
    と第3図Bに示すように互いに約180゜位相がシフトしている基本的にはコンプリメンタルなクロツク信号C
    LK L1とCLK L2の対を発生する。 第3図Aから第3図Pに図式的に示すように、信号は上述したようにその図面番号を識別する対応数字によりマークされるように回路図内の各点に現れる。 第2A図に示すように、クロツク信号CLK L1とCLK L2は変圧器14の1次巻線14aの一次コイル14a′、14a″
    に各々印加される。 2次巻線14bは当該技術において公知の方法で接続されダイオードD1,D2,D3,D
    4を含むダイオード・ブリッジ50へ誘導性結合のコンプリメンタリ・クロツク信号を印加し、ダイオードD
    3,D4間のブリツジの節点に2次巻線14bに現れる信号の正位相部を与える。 信号の正位相部は第3図Aに示すようにクロック信号CLK L1であり、ダイオードD1,D2間の節点に現れる負位相は第3図Bに示すようにクロック信号CLK L2である。 第2A図に示すようにクロツク信号は中央タツプ1次巻線14aの選択により上述したように整流分離され、適当な正電圧がその中央タツプ14cに印加される。

    ブリツジ50の出力は各々ダイオードD5、抵抗R2、
    インバータ58を含み第1クロツク信号CLK L1を与える第1路と、ダイオーD5、抵抗R2、インバータ60とを含み第2クロツク信号CLK L2を与える第2路へ印加される。 クロツク信号CLK L1とCLK
    L2の各々は基本的には矩形波クロツク信号で、電源基準部及びデコーダ20に印加され、この基準部及びデコーダは第1図に示すようにメータ・トランスポンダの回路素子の付勢を可能とするレベルまでツエナーダイオードZ1により設定されるレベルまで整流しコンデンサC2を充電する。 特に、コンデンサC1と抵抗R1とを組み合わせたダイオードD2,D3により全波整流回路が形成され、これによりコンデンサC1は正に充電される。 ツエナーダイオードZ1はコンデンサC2上に現れる電圧を調節する役割を果たす。

    第3図A及び第3図Bに示すように、コンプリメンタリ・クロツク信号CLK L1とCLK L2はコンデンサC2を完全に充電するのに充分な始動時間の間発生される。 以後、クロツク信号CLK L1とCLK L2
    から選択パルスが除去され(以下で説明するように)、
    第3図Dに示すように変調又は伝送間隔を規定する役割を有する比較的幅広い(長い)パルスを与える。 以下で説明するように、クロツク信号CLK L1とCLK
    L2の長いパルスの一致は伝送間隔を定めるために行われる。 この伝送間隔とは、データ出力変調器24によりデータを変調してメータ・トランスポンダ10から変圧器14を介して質問装置12に第2方向へデータ信号を送信するための時間である。 第3図A、第3図B、第3
    図Dから、伝送間隔の間2次巻線14bの各端子は比較的低電圧又は接地基準レベルにあり、従って変圧器14
    は不飽和の状態におかれる。 すなわち、1次及び2次巻線14a、14bのどちらにも電流は流れず、変圧器1
    4のコアは飽和しない。 本発明の例示実施例では、変圧器は、2次巻線14bをメータ送信器10内に含ませることを可能とし、一方1次巻線14aを質問装置12に接続するFERROXCUBE 3C8 リニア・フェライトのようなポット・コア材を用いて製造される。 このような変圧器はメータ・トランスポンダ10から質問装置12への第2方向にデータの伝送を可能とするレベルまで質問信号の全サイクルの一部分(例えば20%以下)の時間の間で飽和状態から脱する。 従って第3図E
    に示すように、例えば伝送間隔の最初の20%の間には不飽和の状態となり、この間隔の残りを帰還データ信号の伝送に利用できる。

    データ伝送間隔の間、第3図Dに示すように変調付勢信号ENDATが発生され、これにより0,1の形式のデイジタル・データは第2方向へ一時に1ビツト送信される。 特に第2図に示すようにデータ出力変調器24のA
    NDゲート56は変調間隔の間選択的に付勢されて、第3図Gに示すように一連のバーストで発生された比較的高周波の内部クロツク信号INT CLKの印加を可能とし、これにより高周波バーストの存在は「1」を、不在は「0」を指示する。 伝送データは第3図Eに示すように第1クロツク信号CLK L1を変調し、第3図F
    に示すような一連の1と0を与えるため質問装置12で変調されるような1次巻線14aに結合される。 特に第3図Fに示すデータ信号は第3図Dに示す付勢信号EN
    DATの各々と内部クロツク信号INT CLKとでアンドされ、増幅器54と抵抗R6を介して駆動トランジスタ52のベースへ信号バーストを選択的に供給する。
    又、トランジスタ52のコレクタは抵抗R6と保護ダイオードD7を介して変圧器14の巻線14bへ出力を印加する。

    再び第1図を参照すると、メータ・トランスポンダ10
    は需給メータに付随するパルス発生器と、インターフェース18を介して自動メータ読取(AMR)インターフェース18にも結合されている。 ここで発生器16から得られるパルス状信号の処理について考えると、各パルス状信号は公益事業対象物質の一定の流量を指示していることが理解できる。 第1図にみられるように、パルス発生器16の出力パルス状信号はメータ・トランスポンダ10、特にその電力基準入力デコーダ20に印加され、このデコーダは発生器入力を認識し線路20aを介して順序制御論理28へ信号INCを印加し、この制御論理は発生器16からパルス状信号を受信する度にNV
    M48内の記憶カウントをメータ・トランスポンダ10
    に増加させる。 従って、NVM48は各パルス状信号に応答して、NVM48の既知アドレス位置へ増加カウントを復元する前に記憶された公益事業対象物質の消費カウントを1だけ増分させる。 電力基準及び入力デコーダ20は入力がAMRインターフェース18を介して行なわれたことを認識し、メータ・トランスポンダ10の動作を対応するモードで実行する。 AMRインターフェース18は、中央位置に配置されて電力線又はTVケーブルのような適当な導線を介して複数個のメータ・トランスポンダ10に結合されるAMRに接続される。 AMR
    はそのメータ・トランスポンダ10の各々を連続的にアクセスしてそのNVM48内に記憶された消費カウントの読出を得ることが可能である。 メータ・トランスポンダ10、特に電力基準部と入力デコーダ20はAMRインターフェース18、発生器16、質問装置12の各々から得られる入力に応答して、対応する信号AMRIN
    T,ENDAT,INCを線路20c、20b、20a
    から順序制御論理28へと発生・印加し、この制御論理はポート、発生器、質問装置の内のどれがその信号をメータ・トランスポンダ10へ送っているかに応じてメータ・トランスポンダ10の動作順序を制御する。 標準的には、発生器16はメータ・トランスポンダ10へ永久的に結合され、そのパルス状信号の入力時に電力基準及び入力デコーダ20はINC信号を順序制御論理28へ印加し、これは、アドレス位置へ復元する前にNVM4
    8のアドレス位置内に公益事業対象物質の消費カウントとして記憶された指示を1つだけ増加させる。 特に、順序制御論理28はアドレス発生器44にカウントが記憶されているNVM48の位置をアドレスさせる。

    NVM48は2個のメモリを含んでおり、第1メモリは不揮発性の又は影のメモリであり、第2メモリは揮発性ランダム・アクセス・メモリ(RAM)である。 AND
    ゲート230、RSフリップフロップ334及びNAN
    D236からなるネットワークのブランチは、NVM4
    8の

    入力に信号を印加してその不揮発性メモリからRAMへデータを転送する。 次いで、制御論理46はNVM48


    の入力へ1組のクロツク信号を印加して、データ・


    ゲート36を介してシフトレジスタ38へRAMのアドレス位置からデータを転送する。 次いで順序制御論理2


    8は加算器40へ増分又はADD指令を発し、これによりシフトレジスタ38内に記憶されたカウントは加算器40へ並列にシフトされ、ここでカウントは1だけ増分されてシフトレジスタ38内に復元される。 以後、増分カウントはシフトレジスタ38からNVM48内へ復元される。 発生器16により出力される単一のパルス状信号は、累計パルス・カウントの上述の読取、増分、復元の段階を可能とするのに十分な時間の間メータ・トランスポンダの素子を付勢する役割を果たす。 制御論理46


    は発生器のパルス状信号の終了とメータ・トランスポンダ10の消勢の前に増分カウントを含むRAMの内容を影のメモリ又は不揮発性メモリへ転送する。

    メータ・トランスポンダ10はAMRにより質問されるAMRインターフェース18により結合され、これによりNVM48の内容、特に公益事業対象物質の消費カウントはAMRインターフェース18と相互接続部を介して中央に配置したAMRへ読出され送信される。 以後詳細に説明するように、AMRはAMRインターフェース18を介して質問信号を電力基準部及び入力デコーダ2
    0へ伝送し、この入力デコーダはメータ・トランスポンダ10の素子を付勢するように応答すると共に、AMR
    INT信号の形式で開始信号を順序制御論理28へ印加し、データ・ゲートを介してシフトレジスタ38へN
    VM48からカウントの読出を開始し、以後スタート/
    ストツプ・ビツト回路42、データ出力ドライバ43、
    AMRインターフェース18を介して中央に配置したA
    MRへカウントを伝送する。

    メータ・トランスポンダ10と質問装置12は第1又はデータ伝送モードと第2データ受信モードで動作する。
    データ伝送モードでは、公益事業対象物質の消費量を読出す建物又は位置にメータ検針員により質問装置12が運ばれる。 質問装置12はハウジングを有し、例えば銃内に配置されている1次巻線14aへの適当なケーブルにより接続される比較的軽量のものである。 1次巻線1
    4aを含む銃のノズルは2次巻線14bを収容するレセプタクル内に受け入れられるようにされ、これにより1
    次及び2次巻線14a、14bは誘導性結合関係になされる。 メータ検針員はメータ・トランスポンダ10に質問し、公益事業対象物質の消費量を指示するカウントのNVM48からの読出を得ることにのみ興味を有している。 消費量の読出を得た後、メータ検針員は1次巻線1
    4aを含む銃を離し、次の位置に進んで別のメータ読取りを行う。 メータ検針員が特定のメータ・トランスポンダ10とその識別番号をプログラムする又は再プログラムしたい場合、メータ検針員は1次巻線14aの2次巻線14bと誘導性結合したままにしておく。 そこで、メータ・トランスポンダ10は自動的に第2の又は受信データ・モードへ進行する。

    動作の第2モードはプログラム・モードであり、これはメータ・トランスポンダ10の初期設置時に用いられて、メータ・トランスポンダ10をメータ又は顧客ID
    と設置時のメータ読取時にプログラムする。 第2動作モードでは、メータ検針員は質問装置12を制御して第3
    図A及び第3図Bの右側に示すようにコンプリメンタリ・クロツク信号CLK L1とCLK L2を変調する。 第1図に見られるように、変調されたコンプリメンタリ・クロツク信号は入力クロツク検出部22で検出されデータ同期発生器30へ印加され、この発生器は第3
    図Hに示すようにパルス変調信号を出力する。 データ同期発生器30は以下で説明するように各第3番目のパルスを識別し、第3図Hに示すように対応する幅の信号を出力する。 パルス幅変調信号は、入力信号の幅を一定基準と比較し、第3図1−1に示すように大きい場合に「1」信号を発生し、小さい場合に「0」信号を発生するパルス幅復調器26に印加される。 パルス幅復調器2
    6により出力される連続的なパルス列はデータ・ゲート36を介してシフトレジスタ38へ連続的にシフトされる。 例えば、この出力は3種の16ビツト・パルス列の形式を取る。 第2又は受信データ・モードの動作では、
    順序制御論理28はRCL−READ/WRITE/S
    TORE制御論理46を作動してNVM48の書込付勢端子を付勢し、これにより3組の16ビツト信号がシフトレジスタ38から連続的にシフト出力され、アドレス発生器44によりアドレスされるNVM48の位置へ書込まれる。 標準的にはメータ読取と顧客又はメータIDの形式でデータ信号を伝送した後、メータ検針員は1次巻線14aを含む銃を取外し、これによりメータ・
    トランスポンダ10は消勢される。 消勢の前に、順序制御論理28と制御論理46はNVM48の記憶入力を付勢し、従って新たなIDがRAMからNVM48の不揮発性又は影のメモリ(shadow memory)へ転送される。

    再び第2A図、第2B図、第2C図、第2D図を参照すると、誘導性結合装置14を介して両方向に伝送される信号を変復調する回路の構造と動作に特別の注意を払って、メータ・トランスポンダ回路の動作のより詳細な説明が与えられている。 上述したように、クロツク信号C
    LK L1とCLK L2に基づく信号が第2A図に示すようにデータ同期発生器30に印加され、この発生器はメータ・トランスポンダ10から質問装置12へデータの伝送時間を規定する第3図Dに示した出力信号EN
    DATを与える。 上述したように、伝送時間は不当な電力の消費なしに両方向伝送可能とするようにある程度脱飽和している状態に誘導性結合装置14がなるように設定された時間である。 従って、クロツク信号の印加と以後のコンデンサC1の充電に応答してその電力基準部及び入力デコーダ20により付勢されたメータ・トランスポンダ10は、コンデンサC1に貯蔵した利用可能エネルギの一部である比較的低電力レベルで伝送間隔の間にデイジタル信号のビツトを伝送できる。 この点に関して、メータ・トランスポンダ10は電力基準入力デコーダ20のコンデンサC1に貯えた電力以外の電源は有していないことを理解されたい。 クロツク信号CLK L
    1とCLK L2は第2A図に示されるようにNAND
    ゲート62に印加されて一致信号を発生し、この一致信号はORゲート66を介してカウンタ68をリセットするために印加される。 カウンタ68は第3図Gに示した内部クロツク発生器32により発生される相当高周波の内部クロツクINT CLKをカウントする。 内部クロツク発振器32は当該技術で公知の方法で適当な抵抗とコンデンサにより相互接続された1対のNORゲート1
    06,108を含み、高周波内部クロツク信号INT
    CLKと

    を発生する。 一致信号はNORゲート64を介してカウンタ68の付勢入力へ印加され、このカウンタは一致信号のパルス幅が高周波内部クロツクINT CLKの所定数、例えば5カウントより大きいかどうかを決定する機能を有する。 クロツク信号CLK L1とCLK L


    2の3番目毎の長いパルスの発生に対応する一致信号が十分な持続時間を有する場合、カウンタ68はそのQ


    O,Q2出力に出力を発生し、NANDゲート70は付勢されてフリツプフロツプ72をクロツクする。 信号C


    1により第3図Cに示したNANDゲート62から出力される一致信号の第1の発生は第1又は伝送データ・モードの開始を指示する。

    データ同期発生器30のフリツプフロツプ72は、パワーオン・リセツト回路34からのRESET信号の発生を含む多くの条件の発生でリセツトされる。 第2A図に示すように、コンデンサC2上に電圧VDDとVSSが認定されると、回路34のコンデンサC3、C4は各々抵抗R10,R11を介してANDゲート114へ充電し、フリツプフロツプ118は次の高周波クロツク信号の発生時にセツトされる。 リセツト信号RST−SYN
    Cは第3図Jに見られるように発生される。 RST−S
    YNC信号は第2B図に示されるようにNORゲート2
    00を介して10連カウンタ190へ印加され、次の高周波クロツク信号の発生時に10進カウンタ190はそのQO出力にRESET2信号を出力し、これによりR
    ESET信号がANDゲート192から発生される。 第2A図に見られる通り、RESET信号はNORゲート80を介してフリツプフロツプ72をリセツトするため印加される。 リセツトされたフリツプフロツプ72はクロツク入力に応答して3分割カウンタ74を付勢し、このカウンタはクロツク信号CKL L2によりクロツクされる。 CLK L2信号の第3クロツク信号の発生時に、ANDゲート76はフリツプフロツプ78をクロツクしてそのQ出力にENDAT信号を発生させる。 クロツク信号CLK L2の降下時にENDAT信号も降下する。 データ同期発生器30により発生されるENDA
    T信号は第2Bに示すように順序制御論理28へ印加されてメータ・トランスボンダ10をその第1の又は伝送データ・モードで動作させ、これによりデータはMVM
    48から読出され、まずシフトレジスタ38へシフトされ、そこからデータ出力変調器24へシフトされて変調され、上述したように伝送間隔の間2次巻線14bへ1
    ビットずつ印加される。 第2B図に示すように、END
    AT信号はインバータ184とANDゲート186を介してAND/OR反転ゲート188の入力CBへ印加される。 第2C図に示すように、RESET信号はカウンタ216もリセツトし、高周波内部クロック信号INT
    CLKはカウンタ216のクロック入力に印加されて第3図Mに示す出力クロック信号AND−CRを与える。 第2D図に示すようにNANDゲート142とAN
    Dゲート144を介してクロック信号ADR−CRを印加してカウンタ150,152を含むカウンタをクロックする。 ADR−CRクロックの16番パルスの発生時にカウンタ152のQO出力は第2B図に示すようにA
    NDゲート186を付勢する信号CT16を与えて、その入力をAND/OR反転ゲート188のCB入力へ印加する。 この結果、ゲートの出力は高状態となり、次の高周波クロック信号INT CLKの発生時に10進カウンタ190は次の出力状態へクロックされる。

    発生器16がパルスを出力した時に生じる増分信号IN
    Cの不在時にはリセット信号

    はNORゲート200を介して印加される。 従って、リセット信号RST−SYNCは10進カウンタ190をリセットしてそのQO端子から出力を与え、この出力はANDゲート192へ印加されてRESET信号を与え、これによりカウンタ150,152を含むメータ・


    トランスポンダ10の各種論理素子がリセットされる。


    次の16ADR−CRクロック・パルスの開始時に、1


    0進カウンタ190は再びクロックされてそのQ1端子に出力を与え、これによりORゲート194は第2C図に見られるようにANDゲート230へRECALL信号を印加する。 この結果、NVM48のアレイ・リコール入力に信号が印加され、データ、例えば48ビットのデータが不揮発性すなわち影のメモリからNVM48のRAMへ転送される。

    再びクロックされると、10進むカウンタ190はそのQ2出力からREAD1信号をNORゲート196へ印加し、このNORゲートはREADB信号をNORゲート178へ出力し、これにより第2C図に示すようにR
    EAD信号がAND/OR反転ゲート250の入力に印加される。 クロック信号CS−WRTは第3図Nに示すようにゲート250の他方の入力に印加され、これにより16クロック信号がゲート250から出力されてNV
    M48のチップ選択入力に印加され、NVM48のRA
    Mから16ビットのデータの読出を実行し、このデータはANDゲート132とORゲート120を介して第2
    D図に示すようにシフトレジスタ38へ送信される。

    第2C図に示すように、カウンタ248を用いて一対のクロック信号CS−WRTとCS−RDを発生する、このカウンタ248は高周波内部クロック信号INT C
    LKによりクロックされ、第2B図に示すANDゲート192により発生されるRESET信号によりリセットされる。 第3図Nと第3図Oに示すロック信号CS−W
    RTとCS−RDは第2C図に示すAND/OR反転ゲート250へ印加され、このゲートの出力はインバータ252によって反転されて第3図Pに示すクロック信号CSを与える。 クロック信号CSはNVM48のチップ選択入力に印加され、READ,WRT,RECA
    LL又はSTR信号のどれがゲート250に印加されているかに応じてNVM48の各種読取、書込、記憶機能をクロックする役割を果たす。

    第3図Pに示すように、単一のCSリコール信号、16
    CS読取信号、16CS書込信号、2CS記憶信号を含む一連のCS記号が発生される。 上述したように、CS
    信号はNVM48を付勢してアレイ・リコール信号を受信し、これによりデータがその影、すなわち不揮発性メモリからRAMへ転送される。 以後、READ信号がゲート250へ印加され、16CS信号が印加されてNV
    M48をクロツクし、16ビツトの読出して直列シフトレジスタ38へシフトされる。 16ビツトのデータを読出後、別のCT16信号がANDゲート186に印加され、10進カウンタ190が増分されてそのQ3端子から出力を与え、これによりSHIFT信号がORゲート198の出力に発生されて第2D図に示すシフトレジスタ38に付随するNANDゲート140に印加される。
    この結果、第3図Dに見られる信号ENDATはAND
    ゲート144を介して印加されて、第2A図に見られるようにスタート/ストツプ・ビット回路42を介してデータ出力変調器24へ、特にANDゲート56へシフトレジスタ38内に記憶されたデータのシフトを実行し、
    出力データは上述のように変調されて誘導性結合装置を介して質問装置12へ送信される。

    再び第2B図を参照すると、CS信号の16パルスの完了時に、10進カウンタ190はシフトされてそのQ4
    端子からREAD2信号を出力し、これによりORゲート196はREAD B信号を出力し、ORゲート17
    8は第2D図に示すゲート250へREAD信号を出力する。 次いで、第2組の16READ CS信号がNV
    M48に印加されてさらに16ビツトを読出してシフトレジスタ38内に記憶される。 次いで、10進カウンタ190は1つだけ増分されてSHIFT2信号を発生し、これにより第2群の16ビツトがシフトレジスタ3
    8からスタート/ストツプ・ビット回路42、データ出力変調器24、誘導性結合装置14を質問装置12へシフトされる。 第2D図に示すように、ENDAT信号が付勢ANDゲート144を介して印加され、ENDAT
    信号のパルス幅により定まる伝送間隔の間シフトレジスタ38からのデータを一時に1ビツトずつシフト出力する。 以後、10進カウント190は再び増分されてNV
    M48からシフトレジスタ38へ第3群の16ビツトをシフト出力し、10進カウンタ190を続けてさらに増分させ、別のSHIFT信号がORゲート198により発生されて、ENDAT信号の制御下でシフトレジスタ38に記憶された16ビツトのデータとスタート、ストツプ・ビツトの伝送を実行する。 10進カウンタ190
    の次の増分時には、EN3RST信号が印加されて第2
    又は受信データ・モードに付随する各種回路が適当に初期化される。 10進カウンタ190をさらに増分させると、PRGMEN信号が発生されANDゲート208を介して印加されて、以下に説明するように第2の又はデータ受信モードを開始する。

    順序制御論理28、特にその10進カウンタ206の動作によりメータ・トランスポンダ10はその第2又は受信データ・モードで機能して、質問装置12から誘導性結合装置14を介してメータ・トランスポンダへ復調されるデイジタル・データを伝送する。 順序制御論理28
    はメータ・トランスポンダ10の回路素子、特にデータ同期発生器30とパルス幅変調器26の回路素子をリセツトし、各々第3図A及び第3図Bの右側に示したクロツク信号CLK L1とCLK L2に現れる伝送データの受信と復調を可能とする。 10進カウンタ206の第1段では、NORゲート210が第2図Dに示すNA
    NDゲート134へ印加されるDATA IN信号を発生し、これによりパルス幅復調器26から得られた第3
    図I−1に示す復調データはシフトレジスタ38へクロツク入力される。 第2図Aに示すように、パルス幅復調器26は第2の受信データ・モードで動作するため、クロツク信号CLK L1とCLK L2の各第3パルスはパルス幅変調される。 すなわち狭い第3パルスは「0」を示し、一方相当広い第3パルスは「1」を示す。 第2のクロツク信号CLK L2は3分割回路74
    へ印加され、第3パルスの発生の度にANDゲート76
    から出力が得られる。 AND回路76の出力はフリツプフロツプ78のクロツク入力に印加され、このフリツプフロツプは第3図Hに示す可変パルス幅のデータ量子化間隔を与える。 データ量子化間隔信号はパルス幅復調器回路26、特にカウンタ92の付勢入力Eに印加され、
    カウンタ92が付勢されて高周波内部クロツクINT
    CLKのパルスをカウントし、固定カウント、例えば5
    と比較した対応出力を与え、大きい場合には第3図I−
    1に示すようにカウンタ94のA>B出力にパルスが発生される。 このようにして一連の0と1がパルス幅復調回路26の出力に発生され、付勢NANDゲート134
    を介してシフトレジスタ38へデータ出力信号として印加される。 上述したように、本発明の例示実施例では、
    このデータは質問される特定のメータに付随するID番号を指示する。

    シフトレジスタ38へ16ビツトがシフト入力されたことを指示するCT16信号の発生後、10進カウンタ2
    06を増加してNORゲート212からWRITE D
    I信号の発生を実行し、これは又NORゲート180からゲート250へ印加されるWRT信号を発生する。 第3図Pに示すように、ゲート250はNVM48への1
    6CS−WRT信号を印加し、これにより16ビツトのデータがシフト出力されシフトレジスタ38から入力D
    Iを介してNVM48のRAMへ転送される。 10進カウンタ206を連続して増加していくと、DATA I
    2信号、そしてWR−DI2信号が発生されて第2群の16ビツトのデータのシフトレジスタ38への転送、そしてそこからNVM48への転送を実行する。 同様に、
    10進カウンタ206の次の2つの増分では、DATA
    13及びWR−DI3信号が発生されてデータをシフトレジスタ38へ、そこからNVM48へ転送する。 10
    進カウンタ206の以後の増分では、記憶信号STR
    DIが発生され、NVM48のSTORE入力に信号が印加されてRAM内のデータをNVM48の影又は不揮発性メモリへ転送する。 以後の増分の発生時には、第2
    記憶信号STR D2が発生されてNVM48の記憶入力STOREへ第2信号を印加する前に遅延時間が実装され、これによりデータは再びRAMからNVM48の影の、すなわち不揮発性メモリへ転送される。 このようにして、10進カウンタ206はパルス幅復調器26によるデータ復調の動作順序、データ・ゲート36を介してシフトレジスタ38へのデータのシフト、以後のシフトレジスタ38からNVM48へのデータの連続シフトを制御する。 16ビツトのデータを一時に処理する3組の異なる操作が発生することを理解されたい。

    第3図A及び第3図Bに示すコンプリメンタリ・クロツク信号CLK L1とCLK L2の周波数と波形は誘導性結合装置14のみならず、メータ・トランスポンダ10によるデータ処理の考慮も基にして決定されている。 まず、コンプリメンタリ・クロツク信号CLK L
    1とCLK L2の周波数は例えば20KHzのオーダーにセツトされている。 クロツク信号CKL L1とCL
    K L2の周波数が10KHzよりかなり下に減少した場合、例えば上述した誘導性結合装置14の効率が減少し、一方100KNz以上に周波数を増大した場合、NV
    M48からのデータ読出やアドレシングに困難が生じる。 さらに、内部クロツク発生器32により発生され第3図Gに示す高周波内部クロツクINT CLKの周波数は、200KHzのオーダーにセツトされている。 クロツクINT CLKの周波数は、パルス幅復調器26が十分な分解能で動作して質問信号を復調するためにクロツク信号CLK L1とCLK L2の周波数の10倍にしてある。 上述したように、パルス幅復調器26のカウンタ92はクロツクINT CLKのパルス数をカウントして、コンプリメンタリ・クロツク信号CLK L
    1とCLK L2の幅広パルスと狭パルスとの間を区別する。 高周波内部クロツクINT CLKの周波数をクロツク信号CLK L1とCLK L2の10倍と決定したことにより、高精度の分解能が得られる。

    加えて、コンプリメンタリ・クロツク信号CLK L1
    とCLK L2の各第4パルスを伝送間隔パルスとして選択したことは相当短時間内にデータの読出を可能とする。 本発明の例示実施例では、公益事業対象物質の消費カウントとメータの識別表示は48ビツトによりコード化される。 48ビツトの各々が対応する伝送間隔の間で一時に1つずつ読出されるとすると、相当な短時間内でカウントとメータ識別データを送信するためにはコンプリメンタリ・クロツク信号CLK L1とCLK L2
    の大体192クロツク・パルスを必要とし、コンプリメンタリ・クロツク信号の周波数を20KHz に選択している時には、データ伝送時間は10ミリ秒のオーダーである。 さらに、データ伝送間隔パルスとして各第4パルスを選択したことは、電力基準部及び入力デコーダ20が十分に付勢され、特にメータ・トランスポンダ10の素子を付勢するためコンデンサC2が十分に充電されることを保証する。 従って、コンプリメンタリ・クロツク信号CLK L1とCLK L2はコンデンサC2を75
    %の時間の間充電し、25%の時間をメータ・データ帰還信号を送信するために確保してある。

    以上簡単に説明したように、公益事業対象物質の需給量測定により一定量の消費を指示するパルス発生器16からのパルスは、電力基準部及び入力デコーダ20に印加されてメータ・トランスポンダ10を付勢し、そのパルスはNVM48に記憶されたカウントを増分させる。 特に第2A図に示すように、パルス状信号はメータ・トランスポンダ10に誘導性結合され、特にダイオードD
    8、D9、D10、D11を含むダイオード・ブリッジ100上に印加される2次巻線16b上に現れる。 ダイオード・ブリッジ100は入力パルス状信号を整流する役割を果たし、ダイオードD13を介して直流電圧を印加し、メータ・トランスポンダ10の素子を付勢する付勢電圧VDD、VSSとして現れる。 加えて、パルスはダイオードD9、D10の相互接続節点から読み取られ抵抗R7上に印加されて、インバータ102により反転される電圧を発生し、カウント増分の動作モードを開始する増分信号を与える。

    第2図Bを参照すると、増分信号INCがNORゲート200へ印加され、これにより10進カウンタ206、
    190の動作が無効とされる。 対照的に増分信号がNORゲート201へ印加されて10進カウンタ17
    6をリセットし、このカウンは高周波内部クロツクIN
    T CLKにより増分されて、その端Q0かQ8に現れる出力信号に対応する一連の状態を通してカウンタ17
    6をシフトさせ、これにより制御信号の対応する組が発生される。 最初に、信号RESET1が発生され、これによりANDゲート192がメータ・トランスポンダ1
    0の各部を初期化するRESET信号を発生する。 10
    進カウンタ176が以後増分すると、RECALL信号が発生されてNVM48のARRAY RECALL端子に印加され、公益事業対象物質の消費量を指示するカウントがNVM48の不揮発性メモリからRAMへ転送される。 10進カウンタ176が以後増分すると、RE
    AD信号が発生されてアドレス発生器44へ印加され、
    これによりRAMの対応する位置がアドレスされてカウントが読出される。 この点に関しては、READ信号は第2図Cに示すゲート250にも印加され、16パルスがNVM48の入力に印加されて16ビツトのカウント・データをシフトレジスタ38に伝送する。 10進カウンタ176が以後増分すると、ADD指令が発生され第2図Dに示すANDゲート130を介して印加されて、シフトレジスタ38に公益消費カウントを加算器4
    0へ並列に転送させ、加算器は、シフトレジスタ38へ並列に増分カウントを転送する前にカウントを1つだけ増分させる。 10進カウンタ176が以後増分すると、
    WRITE指令が発生され、シフトレジスタ38からN
    VM48のRAMへデータが連続的にシフトされる。 次の増分の発生時に、10進カウンタ176は信号STO
    RE1を発生し、これにより信号STRがNVM48の入力に印加されてRAMの内容をNVM48
    の不揮発性メモリへ転送する。 適当な遅延の後、第2信号STORE2が発生されてデータがRAMからNVM
    48の不揮発性メモリへ冗長に転送される。 さらに遅延した後、メータ・トランスポンダ10の回路は消勢される。

    第4図及び第5図Aから第5図Fを参照すると、質問装置12の詳細な回路素子と共に質問装置12の回路内の各種点で発生する信号の波形が各々図示されている。 質問装置12は第3図A及び第3図Bのクロツク信号CL
    K L1とCLK L2を発生しこれを誘導性結合装置14の1次巻線14aへ印加する。 例示したように、メータ・トランスポンダ10の付勢は上述したような質問装置12からの質問又は電力/クロック信号の印加か又はパルス発生器16からの単発のパルス状信号の印加に依存しているのに対し、質問装置12は携帯要で電池のような適当な電源により付勢される。 質問装置12のクロツク機能はスイツチ式レギュレータ制御回路264により実装され、この制御回路は各々第5図A及び第5図Cに示すクロツク信号とを与えるためインバータ268,270に各々印加される一対のコンプリメンタリ正規矩形波クロツク信号01と02を出力する。 クロツク信号はマイクロプロセツサ制御回路254の入力に送られ、この制御回路は例えば本発明の譲受人製造のモデル番号AIM−65の形式を取りうる。 マイクロプロセツサ制御回路254はこれらのクロツク信号に応答して各々第5図B及び第5図Dに示す消勢/付勢及び消勢/付勢信号を発生する。 第5図Aと第5
    図B、第5図Cと第5図Dの比較をすると、消勢/付勢信号はそのクロツク信号の各第4パルスの後縁で発生していることが示される。 タイミング・クロツク信号とその対応する消勢/付勢信号はORゲート272
    の2本の入力に印加されて、第5図Eに示す出力信号A
    DRIVEを与える。 同様に、クロツク信号と消勢/付勢信号はNORゲート274へ印加されて第5図Fに示す信号B DRIVEを与える。 第3図Aと第3図Bに対して第5図Eと第5図Fを比較するとこれらの信号の類似性が示され、特にNORゲート272,
    274の出力信号は連続する3つの負に移行する比較的短いパルスに続く第4の延びた正のパルス列を有し、これは上述したようにメータ・トランスポンダ10から質問装置12への第2方向へ信号を伝送する伝送間隔を規定する。

    第4図に示すように、NORゲート272の出力は1対のインバータ276,278に印加され、その各々はプッシュプル回路に接続されたトランジスタ277,27
    9のベースを駆動する。 特に、トランジスタ277,2
    79のコレクタは互いに結合され、並列接続された抵抗R16とコンデンサC15を含む結合回路が結合される。 又、結合回路の出力はFET289のゲートに印加され、そのドレインは1次巻線14aの一方のコイル1
    4a′に結合される。 同様に、NORゲート274の出力はインバータ280,282によって印加されてトランジスタ281,283のベースを駆動する。 トランジタ281,283のコレクタはプッシュプル配置に接続され、並列接続された抵抗R17とコンデンサC16を含む結合回路に結合される。 この結合回路の出力はFE
    T286のゲートに接続され、そのドレインは1次巻線14aの他方のコイル14a″に結合される。コイル1
    4′、14a″の相互接続の中央タツプ又は点は適当な供給電圧+Vに接続される。

    FET284,286と組み合わせた中央タツプ6の誘導性結合装置又は変圧器14の使用は、質問信号の形式のエネルギの有効な転送を保証し、この質問信号は質問装置12からメータ・トランスポンダ10へ伝送されるコンプリメンタリ・クロツク信号CLK L1とCLK
    L2を含む。 クロツク信号CLK L1とCLK L
    2の波形はレギュレータ制御回路264により制御されて重なり合ないクロツク信号とを与え、これにより駆動FET284,286の過剰電流ドレインを減少する。 第4図に示すように、FET284が導通した時に正電圧V+をまず一方のコイル14a′へ、次いでFET286が導通した時にコイル14a″を通して交互に印加する。電流がまず一方のコイル14a′を通して流れ、次いで他方のコイルを通して流れるために、対応する極性の磁束が発生され、2次コイル14b内に対応する電流を誘起する。当該技術において公知なように、1次巻線14aに印加される電圧が変化するときに磁束が発生され2次巻線14bと結合される。従って、
    中央タップの変圧器は、各コンプリメンタリクロツク信号CLK L1とCLK L2が2次巻線14b内に交互に電流を誘起して交流電圧出力を与える配置を与える。

    対照的に、質問信号は単一のクロツク信号のみを含み、
    この信号は電圧が単一の1次巻線上に印加される度にその1次巻線を通して電流を誘起する。 しかしながら、単一クロツク信号はコンプリメンタリ・クロツク信号CL
    K L1とCLK L2が1次コイル14a′、14
    a″に印加される速度の半分で1次巻線上に電圧変化を課す。この結果単一クロツク信号のみの使用は上述したコンプリメンタリ・クロツク信号の使用と比べて誘導性結合装置14上のエネルギの転送に関連して65%の効率しかないことが証明された。コンプリメンタリ・クロツク信号CLK L1とCLK L2は2次巻線14b
    上に誘起されダイオード・ブリツジ50に印加され、このダイオード・ブリツジは信号波形を分離し、第2A図に見られるインバータ58,60の出力上に現れる対応する信号CLK L1とCLK L2を与える。 即ち、
    2次巻線に励起され、ダイオードD4とD3とを相互接続する節点に現れる複合波形信号の正部分はダイオードD5にて整流され、インバータ58の入力へクロツク信号CLK L1を与える。 同様に、ダイオードD1とD
    2を相互接続する節点に現れる複合信号の正部分はダイオードD6にて整流され、インバータ60の入力へクロツク信号CLK L2として印加される。

    第5図A、第5図B、第5図Eに示すように、消勢/付勢信号01は、各クロック信号の各第4パルスを抑止して伝送間隔を定める幅広のパルスを与える役割を果たす。 第4図の質問装置12により発生される2個のコンプリメンタリ・クロツク信号は第4図に示すように1
    次巻線14aに印加され、上述したように質問装置12
    を付勢する電池に体して実質的に小さいドレインを課すように、2個のコンプリメンタリ・クロツク信号CLK
    L1とCLK L2を2次コイル14bにより送信し、検出することを可能とする。

    帰還信号は上述したようにメータ・トランスポンダ10
    から送信され、高周波バーストの存在又は不在によりコード化した一連の1と0を有するデータ・クロツク信号を与える。 伝送間隔中の高周波バーストの存在は第5図Gに示すように「1」を表し、その不在は「0」を現わす。 第5図Gに示した信号は1次巻線14a上に現れ、
    増幅回路262に印加され、その出力はカウンタ258
    をクロツクするために印加される。 カウンタ258は高周波信号が現れるか又は現れない伝送間隔に対応する時間の間付勢される。 従って2進級ビツト1を指示する高周波信号の存在時には、カウンタ258が高周波信号の数をカウントしてそのカウントをデイジタル比較器25
    6に与え、この比較器はカウントを所定数と比較し、大きい場合には高周波信号の存在とコード化「1」の存在を指示し、そのA>B出力から「0」又は「1」のどちらかを指示する信号列を出力する。 図示していないが、
    この「0」と「1」の列はマイクロプロセツサ制御回路254へ印加され、メータ・トランスポンダ装置に付随するメータの識別表示と共に記憶されてデータを与え、
    これにより請求書が計算され特定の顧客に送られる。 質問装置12からトランスポンダ10へデータが送られる第2の又はデータ受信モードでは、マイクロプロセッサ254は被変調データを又は付勢/消勢線に与える。 付勢/消勢パルスの存在は「1」を指示し、一方その不在は「0」を指示する。

    発明の効果 このように、データの両方向伝送を可能とする方法で誘導性結合装置を介して信号を伝送する方式が開示された。 図示実施例では、質問装置は誘導性結合装置を介して第1方向へ電力/クロツク信号の形式の質問信号を伝送し、質問信号はメータ・トランスポンダから質問装置への第2方向へデータを伝送する間隔を規定する。 本発明の別の様相では、質問信号はメータ・トランスポンダの回路素子を付勢する役割を果たす。 第2方向へ伝送されたデータはデイジタル形式であり、規定された間隔で比較的高周波信号(クロツク信号に対して)を選択的に印加することにより発生される。 又、本発明の別の様相では、データ、特にデイジタル・データが、質問信号の選択したクロツク・パルスのパルス幅を変調することにより第1方向に伝送される。 規定された伝送間隔の間に、誘導性結合装置は不飽和となり、これは所要の伝送を行なうための電気エネルギの不当な浪費なしに第2方向へデータの伝送を可能とする。 トランスポンダが既成のエネルギ源に結合されておらず、質問信号の印加により付勢される場合にはこの電力節減の要件は非常に重要である。 質問装置が携帯型で電池により付勢される場合にもこの特徴は重要である。

    本発明を考える際に、本開示は例示用のみのものであり、本発明の範囲は添付した特許請求の範囲により定められるべきであると考えられる。

    【図面の簡単な説明】

    第1図は質問装置とメータ・トランスポンダとの間で信号を両方向的に伝送する本発明の誘導結合装置を含む両方向データ伝送装置を図示するブロツク形式の概略図であり、第2図Aから第2図Dは一緒にした時に第1図に概略的に示したメータ・トランスポンダを形成する素子の詳細な回路図を図示し、第3図Aから第3図Pは第2
    図Aから第2図Dに示したメータ・トランスポンダの回路素子により与えられる信号とそのタイミングを示し、
    第4図は第1図に概略的に示した質問装置の回路素子の詳細な回路図であり、第5図Aから第5図Gは第4図に示した質問装置の回路素子により発生される信号とそのタイミングを示す図である。 10……トランスポンダ(第2装置)、 12……質問装置(第1装置)、 14……変圧器、16……パルス発生器、 20……電力基準部・デコーダ、 22……クロツク検出器、24……出力変調器、 26……復調器、28……順序制御理論、 38……シフトレジスタ、 48……不揮発性メモリ。

    フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−143941(JP,A) 特公 昭57−37264(JP,B2) 米国特許4132981(US,A) 米国特許4150358(US,A)

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