用于应答器接收路径中负载调节的电路装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及用于设置在应答器的接收路径中的电路部分负载调节的电路装置，它具有一个输入路径，通过该输入路径可抽取第一电压信号，具有一个设置在输入路径中的电压传感器，用于测量第一电压信号，具有至少一个输出路径，通过它们可抽取放电电流，具有至少一个设在输入路径与输出路径之间的可控的辅助电流源，用于提供至少一个放电电流信号，这些可控的辅助电流源的控制侧与电压传感器的一个输出端这样地连接，即随着第一电压信号电压的增大放电电流信号的值成指数地增大。本发明专利技术还涉及检测电路，应答器及用于运行应答器的方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于设置在应答器接收路径中的电路部分负载调节的电路装置，还涉及尤其用于无源和/或半无源应答器的信号检测的检测电路，还涉及应答器及用于运行应答器的方法。本专利技术处于应答器的
及尤其是用于识别用途的非接触式通信的领域。对于该所谓的RFID技术的一般背景可参考KlausFinkenzeller著的“RFID-Handbuch”，2002年第3更新版。
技术介绍
在无源及半无源应答器的情况下，一个由基台发射出的电磁信号被应答器接收及解调。无源应答器不具有自己的能源，由此在该应答器中用于对接收的电磁信号解调及解码所需的能量必需从电磁信号本身吸取。吸取来自电磁波的能量可通过天线线圈的感应或磁性地通过使用偶极天线来实现。在现在使用的无源的125KHz系统中，在电磁近场中的能量接收是通过感应耦合来实现的。由此达到的能量作用范围在几厘米至约0.5米的范围中。为了实现更大的作用范围或用于数据传输的更高数据传输率，在RFID技术中使用的载波频率增大到UHF频段或微波段。对于这样高的载波频率典型使用偶极天线来作能量及数据信号的耦合馈入。在无源应答器的情况下借助这种偶极天线可实现至几米范围的作用距离。在现在及将来的RFID系统中的目标是用无源应答器达到尽可能大的作用范围及同时达到尽可能高的数据传输率。大的作用范围尤其可通过提高基台的发射功率来实现。因为RFID系统产生并发射电磁波及由此可理解为无线电装置，一个国家的及欧洲的HF规章的基本边界条件在于，RFID系统不能干扰或影响其它的无线电业务。对于其它无线电业务所需要的考虑限制了用于RFID系统工作频率的选择及其发射功率的强度。基于这些国家的及欧洲的HF规章在相应频率上的最大发射功率受到很大限制。图1表示一个被设置在一个应答器的接收路径中的、公知的检测电路(Detektorschaltung)1的概要电路框图。检测电路1包括一个输入侧的偶极天线2，用于接收一个被发射的高频载波信号XHF。通过该偶极天线2根据载波XHF的场强产生出一个高频信号V1，该信号被输入到连接在偶极天线2后面的整流器3。在整流器3的输出端之间设有一个信号电容器4。在该信号电容器4上降落一个电压U1，该电压由所接收并整流的信号V1导出及由此作为高频载波信号XHF场强的量度。在该信号电压U1中，一方面包括数据信息，该数据信息被调制地存在于高频载波信号XHF中。另一方面该信号电压U1还包括用于应答器能量供给的能量。为了信号电压U1的求值及由此获得数据信息还设有一个求值电路5。在大多数RFID系统中，数据的传输使用脉冲间隔调制的信号。在这些系统中借助调幅的载波信号XHF在基台与应答器之间交换数字数据。各个数据位通过载波信号XHF的脉冲间隔调制来产生，其方式是基台中的发射机在一定时间间隔中“接通”电磁场并接着又“关断”它。如果应答器接收到这样调制的载波信号，则在应答器中在输入侧产生一个由载波XHF的场强导出的信号电压U1，该信号电压在发射侧电磁场被关断的这些时间位置上具有电压下凹部分。这种电压下凹部分以下也被称为“凹口”。现在数据信息处于两个这样的电压下凹部分之间的时间间隔中。因此该时间间隔的长度确定了相应数据位的位值。在此情况下例如可考虑第一时间间隔相应于逻辑“0”，以及比第一时间间隔长的第二时间间隔相应于逻辑“1”。在其中基台的发射机关断并由此不发射电磁载波信号的场间隙于是在一定程度构成两个彼此相继的数据位之间的间隔部分。随着在识别中对可靠性要求的增长，在现代RFID系统中要求愈来愈高的数据传输率，以使得识别发生的相应时间保持尽可能短，以便在愈来愈短的时间间隔中在载波上调制传输大量信息包。因此在用低功率工作的RFID系统中尽管有限的发射功率仍要求愈来愈大的数据通信作用范围。为了能满足这个要求，应答器必需在很弱的电和/或磁场的情况下仍可从发射的载波信号XHF的场中吸取足够的能量。但这仅当应答器的整流器3要具有尽可能高的效率时才有可能。此外还必需能检测出很小的信号电压并可复现该电压。现代应答器必需不仅在存在载波信号强电场的近场中而且在电场有时被很强衰减的远场中均可工作。但当一个应答器无论工作在近场还是远场中时将产生以下问题，对此将借助图2来说明图2表示发射的高频载波信号XHF包络线的曲线及信号电压U1的曲线，其中后者应尽可能好地复现该包络线。在此情况下图2(a)表示应答器工作在远场的情况下的曲线图及图2(b)表示应答器工作在近场的情况下的曲线图。其中总是用a指示包络线或电压信号的凹口；用b指示高频载波信号XHF及用c指示复现该载波信号的信号电压U1。这里用c指示的实线曲线表示在小放电电流情况下的信号电压的特性曲线，及用c指示的虚线所示曲线表示在大放电电流情况下的相应信号电压特性曲线。在此情况下信号电压c应尽可能好地复现载波电压的曲线或它的包络线b，其中这里重要的是，起分隔部分作用的电压下凹a也很好地显现在信号电压c中。对于工作在远场中的应答器，载波信号XHF的包络线b一方面具有小幅值及另一方面构成一个足够宽的凹口a(图2(a))。现在为了在信号电压U1这样小的电压幅值情况下还可检测到相应的电压下凹，应答器的检测器1典型地具有一个小的时间常数，以便很小的凹口也能被识别。为了实现小的时间常数，因此使用具有尽可能小电容量的电容器4。由此通过该电容器4提供的放电电流也很小。在远场中这样小的放电电流也足以使载波信号XHF的包络线b很好地复现。此外大的放电电流具有其缺点，即应答器需要很多的功率，这将总地导致数据通信的作用范围的下降。但成问题的是对于工作在近场中的应答器的载波信号包络线b的复现(图2(b))。在近场中包络线b的幅值非常大，以致在单个凹口a的范围中包络线b的边沿被形成得非常陡。为了产生信号电压c现在需要很大的放电电流(见虚线表示的特性曲线)，以便能跟上包络线的快速变化。但是基于现有的小电容器4，由检测器仅能提供小的放电电流。这可直接导致电压下凹部分c根本不能或仅是附带地被复现。这是在于复现包络线b的信号电压c不再确定地下降到零，因为基于小的电容量仅存在很小的放电电流，这使得信号电压不能在为此所需的短时间中复现在凹口a的区域中很快变化的载波信号。因此当应答器工作在近场中的情况下电压下凹部分不再像这样地能被识别。这将直接导致在相应位信息检测时的错误，因此在该情况下必需考虑到误码率(BER＝Bit Error Rate)的增大。为了避免该情况，在其中不仅在远场中而且在近场中也运行电磁信号的许多RFID系统中对于信号检测器使用很大的放电电流，这与应答器现在处于近场中还是远场中无关。但这具有严重的缺点，即由此数据通信的作用范围受到很大限制，因为在远场中现在也要消耗大的放电电流。为了避免该情况，因此现有的系统通常被这样地设计，以使得在远场中的工作及在近场中的工作得到尽可能好的妥协。但对此同样要容忍诸如作用范围小，误码率高，能耗大的缺点。这当然也是一种需要避免的状况。
技术实现思路
在该技术背景下本专利技术的任务在于，给出一种既可在远场中也可在近场中工作的应答器，它尽可能地对数据通信的作用范围无不利的影响和/或具有尽可能小的误码率。根据本专利技术，该任务将通过分别具有下述特征的电路装置、用于信号检测的检测电路、本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于设置在一个应答器（１０）的一个接收路径（２４）中的电路部分负载调节的电路装置（１７），－具有一个输入路径（３０），通过该输入路径可抽取一个第一电压信号（Ｖ２，Ｕ２），－具有一个设置在该输入路径（３０）中的电压传感器（３２－３４），用于测量该第一电压信号（Ｖ２，Ｕ２），－具有至少一个输出路径（３１，３７），通过它们可抽取一个放电电流信号（Ｉ１，Ｉ２），－具有至少一个设在该输入路径（３０）与该输出路径（３１，３７）之间的可控的辅助电流源（３６，３９），用于提供所述至少一个这放电电流信号（Ｉ１，Ｉ２），所述可控的辅助电流源的控制侧与该电压传感器（３２－３４）的一个输出端这样地连接，即随着该第一电压信号（Ｖ２，Ｕ２）电压的增长该放电电流信号（Ｉ１，Ｉ２）的值成指数地增长。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：马丁菲舍尔，
申请(专利权)人：ATMEL德国有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]