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Die
Erfindung betrifft ein Transceiver-Transponder-System, das einen
Transceiver mit einem Transceiver-Schwingkreis und einen Transponder mit
einen Transponder-Schwingkreis und einem Energiespeicher umfasst,
die so ausgebildet sind, dass der Energiespeicher in dem Transponder
aufgeladen wird, während
der Transponder-Schwingkreis durch den Transceiver-Schwingkreis zum
Schwingen angeregt wird.
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Der
Transceiver-Schwingkreis und der Transponder-Schwingkreis sind induktiv
miteinander gekoppelt zum Übertragen
von Energiesignalen und Datensignalen. Eine Zeitdauer, die zum Aufladen
des Energiespeichers in dem Transponder benötigt wird, ist abhängig von
einer räumlichen
Anordnung des Transceivers und des Transponders zueinander, von einer
Erregerfrequenz, mit der der Transceiver-Schwingkreis und/oder der
Transponder-Schwingkreis zum Schwingen angeregt wird, von einer
Resonanzfrequenz des Transceiver-Schwingkreises und des Transponder-Schwingkreises
und von einer Güte
des Transceiver-Schwingkreises
und des Transponder-Schwingkreises.
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Eine
effiziente Übertragung
von den Energie- und Datensignalen erfordert, dass der Transceiver-Schwingkreis
und der Transponder-Schwingkreis die gleiche Resonanzfrequenz haben
und jeweils mit der Erregerfrequenz zum Schwingen angeregt werden,
die gleich der Resonanzfrequenz ist. Aufgrund von Bauelementetoleranzen
und Temperatureinflüssen
kann es jedoch vorkommen, dass die Resonanzfrequenz des Transceiver-Schwingkreises und
des Transponder-Schwingkreises und die Erregerfrequenz voneinander
abweichen.
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Die
DE 195 46 171 C1 offenbart
ein Diebstahlschutzsystem für
ein Kraftfahrzeug mit einem im Kraftfahrzeug angeordneten Transceiver
und einem tragbaren Transponder. Ein Transceiver-Schwingkreis wird durch einen Oszillator
zum Schwingen mit einer vorgegebenen Frequenz angeregt, wodurch Energiesignale
mit dieser Frequenz zu dem Transponder übertragen werden. Ein Energiespeicher
des Transponders wird durch das Energiesignal des Transceivers aufgeladen.
Der Transponder überträgt anschließend ein
Datensignal mit der Resonanzfrequenz des Transponder-Schwingkreises
an den Transceiver. Der Transceiver hat einen Frequenzzähler, dem
die Datensignale zugeführt
werden und der die Resonanzfrequenz des Transponder-Schwingkreises erfasst.
Eine Steuereinheit in dem Transceiver, die mit dem Frequenzzähler und
mit dem Oszillator verbunden ist, steuert den Oszillator derart, dass
der Transceiver-Schwingkreis zum Schwingen auf einer Frequenz angeregt
wird, die in etwa mit der gemessenen Resonanzfrequenz des Transponder-Schwingkreises übereinstimmt.
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Die
EP 0 840 832 B1 offenbart
ein Diebstahlschutzsystem für
ein Kraftfahrzeug, das eine stationär angeordnete Einheit umfasst
mit einer Antenne, die Teil eines ersten Schwingkreises ist, und
eine tragbare Einheit mit einer Spule, die Teil eines zweiten Schwingkreises
ist, und einem Energiespeicher. Der erste Schwingkreis wird durch
einen Oszillator mit einer Oszillatorfrequenz zum Schwingen angeregt.
Für eine
erste, vorbestimmte Zeitdauer wird eine Erregerfrequenz innerhalb
eines vorbestimmten Frequenzbereichs verändert um Energiesignale von der
Antenne zu der Spule induktiv zu übertragen, wodurch der Energiespeicher
der tragbaren Einheit zumindest teilweise aufgeladen wird.
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Eine
Information über
den Ladezustand des Energiespeichers in dem Transponder hat der
Transceiver nicht, so dass der Energiespeicher bei einer guten Kopplung
zwischen Transceiver und Transponder länger als erforderlich aufgeladen
wird.
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Es
ist die Aufgabe der Erfindung, ein Transceiver-Transponder-System zu schaffen, bei
dem ein Ladezustand eines Energiespeichers auf einfache Weise ermittelbar
ist.
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Die
Aufgabe wird gelöst
durch die Merkmale der unabhängigen
Patentansprüche.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
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Die
Erfindung zeichnet sich aus durch ein Transceiver-Transponder-System,
das einen Transceiver mit einem Transceiver-Schwingkreis und mindestens
einen Transponder mit einem Transponder-Schwingkreis und einem Energiespeicher
umfasst. Der Transceiver und der Transceiver-Schwingkreis sind so
ausgebildet, dass der Transceiver-Schwingkreis für mindestens eine Ladezeitdauer zum
Schwingen mit einer vorgegebenen Frequenz angeregt wird. Der Transponder,
der Transponder-Schwingkreis
und der Energiespeicher sind so ausgebildet, dass der Energiespeicher
aufgeladen wird, während
der Transponder-Schwingkreis durch den Transceiver-Schwingkreis
zum Schwingen angeregt wird.
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Der
Transponder umfasst eine Zeitmessvorrichtung, die ausgebildet ist
zum Ermitteln eines Zeitdauerwerts, der charakteristisch ist für einen
Ladezustand des Energiespeichers. Aus der bekannten Ladezeitdauer
und dem Zeitdauerwert kann ermittelt werden, zu welchem Zeitpunkt
innerhalb der Ladezeitdauer ein vorgegebener Ladezustand des Energiespeichers
erreicht ist. Wird dieser vorgegebene Ladezustand des Energiespeichers zu
einem frühen Zeitpunkt
innerhalb der Ladezeitdauer erreicht, dann ist die Kopplung zwischen
Transceiver und Transponder gut und es kann viel Energie in einer
kurzen Zeitdauer von dem Transceiver auf den Transponder übertragen
werden. Ist der vorgegebene Ladezustand des Energiespeichers jedoch
zu einem späten Zeitpunkt
innerhalb der Ladezeitdauer erreicht, so ist die Kopplung zwischen
Transceiver und Transponder schlecht und es kann nur wenig Energie
in der kurzen Zeitdauer von dem Transceiver auf den Transponder übertragen
werden.
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Die
Zeitmessvorrichtung kann als ein einfacher Zähler ausgebildet sein, der
mit einer vorgegebenen Zählfrequenz
getaktet ist. Wenn der Transponder einen Mikrocontroller umfasst,
kann dieser die Funktion des Zählers übernehmen.
In diesem Fall kann in dem Transponder auf eine zusätzliche
Schaltung für
den Zähler
verzichtet werden. Die Zeitmessvorrichtung ist dadurch sehr einfach
und billig. Außerdem
wird durch den Verzicht auf zusätzliche
Bauelemente ein zusätzlicher
Energieverbrauch vermieden.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung des Transceiver-Transponder-Systems
ist der Transponder ausgebildet zum Übertragen des Zeitdauerwerts an
den Transceiver und der Transceiver ist ausgebildet zum Auswerten
des übertragenen
Zeitdauerwerts. Auf diese Weise ist dem Transceiver der Ladezustand
des Energiespeichers in dem Transponder bekannt. Die Information über den
Ladezustand des Energiespeichers in dem Transponder kann beispielsweise
genutzt werden, um die Kopplung zwischen dem Transceiver und dem
Transponder zu verbessern, einen Abstand zwischen dem Transceiver
und dem Transponder oder die räumliche
Orientierung von dem Transceiver und dem Transponder zueinander
zu bewerten.
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Ferner
kann die Information über
den Ladezustand des Energiespeichers in dem Transponder genutzt
werden, um eine Platzierung einer Antenne des Transceivers oder
des Transponders zu bewerten. Wird die Antenne beispielsweise sehr
dicht an Metall platziert, etwa in einem Abstand von 1 bis 2 cm,
dann kann dadurch der Verlauf der Feldlinien so stark beeinflusst
werden, dass sich die Kopplung zwischen dem Transceiver und dem
Transponder verschlechtert. Dieser Effekt wird auch als "Close-to-Metal"-Effekt bezeichnet.
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Außerdem ist
es möglich,
eine Anpassung einer Schwingungsfrequenz des Transceiver-Schwingkreises
an die Resonanzfrequenz des Transponder-Schwingkreises zu bewerten.
Insbesondere kann dies dazu genutzt werden, um Änderungen der Resonanzfrequenz
des Transponder-Schwingkreises, die beispielsweise durch Temperaturänderungen
verursacht werden, durch eine entsprechende Korrektur der Schwingungsfrequenz des
Transceiver-Schwingkreises
auszugleichen. So ist auch bei wechselnden Umgebungsbedingungen ein
zuverlässiges
Aufladen des Energiespeichers des Transponders möglich.
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In
diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, wenn der Transceiver ausgebildet
ist zum Ändern mindestens
eines Ladeparameters abhängig
von dem übertragenen
Zeitdauerwert. Dadurch kann die Funktion des Transceiver-Transponder-Systems auch
bei sich ändernden
Umgebungsbedingungen sichergestellt werden, da der Energiespeicher
des Transponders zuverlässig
aufgeladen wird. Ferner kann verhindert werden, dass mehr Energie
von dem Transceiver auf den Transponder übertragen wird als für den Betrieb
des Transponders erforderlich ist. Die Übertragung der Energie erfolgt
so effizienter und energiesparender.
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In
diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, wenn ein Ladeparameter die
vorgegebene Zeitdauer ist. Dies hat den Vorteil, dass der Energiespeicher
in dem Transponder so kurz wie möglich
aufgeladen werden kann. Es kann jedoch so gleichzeitig sichergestellt
werden, dass der Transponder so lange aufgeladen wird, dass die
für einen
Betrieb des Transponders erforderliche Energiemenge in dem Transponder
zur Verfügung
steht. Ist die Kopplung zwischen dem Transceiver und dem Transponder
gut, dann kann die Ladezeitdauer kurz sein. Dies ermöglicht eine
größere Abfragefrequenz
des Transponders durch den Transceiver. Außerdem spart der Transceiver
Energie, wenn die Ladezeitdauer kurz ist. Die Ladezeitdauer ist
ein Ladeparameter, der sehr einfach geändert werden kann.
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Alternativ
oder zusätzlich
ist es vorteilhaft, wenn ein Ladeparameter die vorgegebene Frequenz ist.
Durch die Anpassung der Schwingungsfrequenz des Transceiver-Schwingkreises
an die Resonanzfrequenz des Transponder-Schwingkreises wird die Kopplung
zwischen dem Transceiver und dem Transponder verbessert, so dass
beispielsweise die Ladezeitdauer verkürzt werden kann. Dadurch kann
außerdem
die Abfragefrequenz des Transponders durch den Transceiver vergrößert werden.
Ferner ist es möglich,
temperaturabhängige Änderungen
der Resonanzfrequenz des Transceiver-Schwingkreises und des Transponder-Schwingkreises auszugleichen und
die Resonanzfrequenzen aneinander anzupassen.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung des Transceiver-Transponder-Systems
ist der Transponder ausgebildet zum Erfassen einer Temperatur und zum Übertragen
der Temperatur an den Transceiver. Der Transceiver ist ausgebildet
zum Auswerten der übertragenen
Temperatur und zum Ändern
mindestens ei nes Ladeparameters abhängig von dem übertragenen
Zeitdauerwert und der übertragenen
Temperatur. Die übertragene
Temperatur kann genutzt werden, um temperaturabhängige Änderungen der Resonanzfrequenz
des Transponder-Schwingkreises gezielt auszugleichen, also unter
Berücksichtigung
der ermittelten Temperatur.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Transceiver-Transponder-Systems
ist der Transceiver ausgebildet zum Verringern der vorgegebenen Frequenz,
wenn die übertragene
Temperatur größer ist
als eine zu einem früheren
Zeitpunkt übertragene Temperatur,
und zum Vergrößern der
vorgegebenen Frequenz, wenn die übertragene
Temperatur kleiner ist als eine zu einem früheren Zeitpunkt übertragene Temperatur.
Dadurch wird eine gezielte Anpassung der vorgegebenen Frequenz an
die Resonanzfrequenz des Transponder-Schwingkreises möglich abhängig von
der Richtung der Temperaturänderung. Der
Vorteil ist, dass nicht verschiedene Frequenzen durchprobiert werden
müssen,
um die Richtung der Änderung
der Resonanzfrequenz feststellen zu können.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Transceiver-Transponder-Systems
ist der Transponder ausgebildet zum Starten der Zeitmessvorrichtung
abhängig
von dem Ladezustand des Energiespeichers. So kann beispielsweise
einfach ein Rücksetzsignal
ausgelöst
werden, wenn der Ladezustand des Energiespeichers einen vorgegebenen
Mindestwert oder Schwellenwert übersteigt.
Dieses Rücksetzsignal
kann dazu genutzt werden, eine Steuereinheit des Transponders in
einen vorgegebenen Ausgangszustand zu versetzen und die Zeitmessvorrichtung
zu starten.
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In
diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, dass der Transponder ausgebildet
ist zum Stoppen der Zeitmessvorrichtung, wenn ein Aufladen des Energiespeichers
durch den Transceiver beendet wird. Das hat den Vorteil, dass das
Ende der Übertragung des
Energiesignals von dem Transponder sehr einfach erfasst werden kann.
Alternativ kann der Transponder ausgebildet sein zum Stoppen der
Zeitmessvorrichtung, nachdem der Transceiver eine Nachricht an den
Transponder übertragen
hat. Dadurch kann der Transceiver unabhängig von der Übertragung des
Energiesignals vorgeben, zu welchem Zeitpunkt der Transponder die
Zeitmessvorrichtung stoppt.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind im Folgenden anhand der schematischen Zeichnungen erläutert. Es
zeigen:
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1 ein
Transceiver-Transponder-System,
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2 eine
Resonanzkurve eines Schwingkreises,
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3 ein
Spannungs-Zeit-Diagramm,
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4 ein
Ablaufdiagramm.
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Elemente
gleicher Konstruktion oder Funktion sind figurenübergreifend mit den gleichen
Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt
ein Transceiver-Transponder-System mit einem Transceiver 1 mit
einem ersten Kondensator 2 und einer Antenne 3,
die einen Transceiver-Schwingkreis 2, 3 bilden,
mit einer Verstärkereinheit 4,
die einen Leistungsverstärker 5 und
einen Empfangsverstärker 6 umfasst,
mit einem Oszillator 7, einem Demodulator 8 und
einer Transceiver-Steuereinheit 9. Die Transceiver-Steuereinheit 9 steuert den
Oszillator 7 so, dass der Transceiver-Schwingkreis 2, 3 mit
einer Erregerfrequenz f_E zum Schwingen angeregt wird. Durch den
Leistungsverstärker 5 wird
diese Schwingung so verstärkt,
dass ein Transponder 10 mit einem zweiten Kondensator 11 und
einer Spule 12, die einen Transponder-Schwingkreis 11, 12 bilden,
mit Energie versorgt werden kann.
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Die Übertragung
der Energie von dem Transceiver 1 zu dem Transponder 10 erfolgt
beispielsweise durch induktive Kopplung des Transceiver-Schwingkreises 2, 3 und
des Transponder-Schwingkreises 11, 12.
Der Transponder 10 umfasst ferner einen Energiespeicher 13,
der durch die ihm zugeführte
elektrische Energie aufgeladen wird, die in den Transponder-Schwingkreis 11, 12 eingekoppelt
wird. Der Energiespeicher 13 ist beispielsweise ein Kondensator
oder ein anderer Akkumulator.
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Der
Transponder 10 umfasst ferner eine Transponder-Steuereinheit 14 mit
einer Zeitmessvorrichtung 15. Die Transponder-Steuereinheit 14 ist beispielsweise
eine Zustandsmaschine oder ein Mikrocontroller und ist vorzugsweise
als integrierter Schaltkreis ausgebildet. Die Transponder-Steuereinheit 14 wird
durch den Energiespeicher 13 mit Energie versorgt.
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In 2 ist
eine Resonanzkurve dargestellt (durchgezogen eingezeichnete Resonanzkurve),
bei der die Intensität
der Schwingung des Transceiver-Schwingkreises oder des Transponder-Schwingkreises,
das heißt
die Feldstärke
oder Amplitude, gegen die Frequenz f aufgetragen ist. Ein Arbeitspunkt P_i
eines Schwingkreises ist abhängig
von der Erregerfrequenz f_E. Die größte Intensität 2 wird
erreicht, wenn in einem Arbeitspunkt P_0 die Erregerfrequenz f_E
gleich einer Resonanzfrequenz f_R ist. In dem Arbeitspunkt P_0 kann
viel Energie in kurzer Zeit übertragen
werden und der Energiespeicher in dem Transponder kann entsprechend
schnell aufgeladen werden.
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Weicht
jedoch die Erregerfrequenz f_E von der Resonanzfrequenz f_R ab,
so sinkt die Intensität I
und die Energieübertragung
ist weniger effizient. Dies ist durch die Arbeitspunkte P_1 und
P_2 dargestellt. Weicht die Erregerfrequenz f_E von der Resonanzfrequenz
f_R so weit ab, dass die Intensität unterhalb einer Leistungsgrenze 17 liegt,
kann nicht mehr genügend
Energie von dem Transceiver 1 auf den Transponder 10 übertragen
werden, um den Energiespeicher 13 in dem Transponder 10 zuverlässig aufzuladen.
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Ist
eine Güte
des Transceiver-Schwingkreises 2, 3 oder des Transponder-Schwingkreises 11, 12 groß (gestrichelt
eingezeichnete Resonanzkurve), dann kann in dem Arbeitspunkt P_0
eine größere Intensität I erreicht
werden und mehr Energie in kurzer Zeit übertragen werden. Jedoch sinkt
die Intensität
I in den Arbeitspunkten P_1 und P_2 stärker ab als in der Resonanzkurve
des Schwingkreises, der eine kleinere Güte hat (durchgezogen eingezeichnete
Resonanzkurve). Die hohe Güte
des Schwingkreises ermöglicht
eine bessere Kopplung zwischen dem Transceiver 1 und dem
Transponder 10 und die Übertragung
der Energie über
eine größere Entfernung.
Der Arbeitspunkt P_0 muss jedoch gut eingestellt werden.
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3 zeigt
ein Spannungs-Zeit-Diagramm mit einem zeitlichen Verlauf einer Ladespannung U_L
und einer Rücksetzspannung
U_R. Die Ladespannung U_L ist charakteristisch für den Ladezustand des Energiespeichers 13.
Die Rücksetzspannung
U_R kann beispielsweise genutzt werden, die Transponder-Steuereinheit 14 in
einen vorgegebenen Ausgangszustand zu versetzen und/oder die Zeitmessvorrichtung 15 zu
starten.
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Zu
einem Zeitpunkt t_0 wird der Transponder-Schwingkreis 11, 12 von
dem Transceiver-Schwingkreis 2, 3 zum Schwingen
ange regt und Energie von dem Transceiver 1 auf den Transponder 10 übertragen.
Die übertragene
Energie wird in dem Energiespeicher 13 gespeichert, wodurch
die Ladespannung U_L steigt. Je größer die Ladespannung U_L ist,
desto mehr Energie ist in dem Energiespeicher 13 gespeichert.
Die Ladespannung U_L steigt nicht linear an hin zu einer nicht dargestellten
Sättigungsgrenze.
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Zu
einem Zeitpunkt t_1 ist die Ladespannung U_L größer oder gleich einer Schwellenspannung U_S.
Zu dem Zeitpunkt t_1 steigt deshalb die Rücksetzspannung U_R nahezu sprunghaft
an. Dies kann beispielsweise durch einen einfachen Schwellenwertschalter
erreicht werden, der einen elektrischen Kreis schließt oder öffnet abhängig von
einer Potentialdifferenz, die der Schwellenspannung U_S entspricht.
Die Schwellenspannung U_S, die beispielsweise etwa 2 oder 3 V beträgt, kann
eine Mindestspannung sein, die eine elektronische Schaltung oder
ein Mikrocontroller in der Transponder-Steuereinheit 14 benötigt, um
vorgegebene Programmschritte abarbeiten zu können.
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Zu
einem Zeitpunkt t_2 beendet der Transceiver 1 das Aussenden
des Energiesignals zum Aufladen des Energiespeichers 13.
Nach dem Zeitpunkt t_2 überträgt der Transponder 10 ein
Datensignal an den Transceiver 1.
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Eine
Ladezeitdauer T_L ist definiert als die Zeitdauer zwischen dem Zeitpunkt
t_0 und dem Zeitpunkt t_2, also die Zeitdauer, während der das Energiesignal
durch den Transceiver 1 erzeugt und an den Transponder 10 übertragen
wird. Ein Zeitdauerwert T_D ist definiert als die Zeitdauer zwischen
dem Zeitpunkt t_1 und dem Zeitpunkt t_2, also zwischen dem Zeitpunkt,
zu dem die Ladespannung U_L größer oder
gleich der Schwellenspannung U_S ist, und dem Ende des Aussendens
des Energiesignals durch den Transceiver 1.
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Aus
der Ladezeitdauer T_L und dem Zeitdauerwert T_D kann sehr einfach
der Zeitpunkt t_1 ermittelt werden, der gleich ist einer Summe aus
dem Zeitpunkt t_0 und der Ladezeitdauer T_L abzüglich des Zeitdauerwerts T_D.
Ist die Zeitdauer zwischen dem Zeitpunkt t_0 und dem Zeitpunkt t_1
klein, dann verläuft
die Kurve der Ladespannung U_L steil und der Energiespeicher 13 wird
schnell aufgeladen. Ist die Zeitdauer zwischen dem Zeitpunkt t_0
und dem Zeitpunkt t_1 jedoch groß, so ist die Kurve der Ladespannung
U_L flach und der Energiespeicher 13 wird nur langsam aufgeladen.
Ist der Zeitdauerwert T_D groß,
so ist der Energiespeicher 13 gut aufgeladen. Ist jedoch
der Zeitdauerwert T_D klein, so ist nur wenig mehr Energie in dem
Energiespeicher 13 gespeichert, als für das Starten der elektronischen
Schaltung oder des Mikrocontrollers mindestens erforderlich ist.
Der Zeitdauerwert T_D ist somit charakteristisch für den Ladezustand
des Energiespeichers 13 in dem Transponder 10.
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Nach
dem Zeitpunkt t_1 kann die Kurve der Ladespannung U_L abknicken
und einen flacheren Verlauf nehmen. Dies kann verursacht werden
durch das Starten der elektronischen Schaltung oder des Mikrocontrollers
und der damit verbundenen Entladung des Energiespeichers 13.
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Die
Zeitmessvorrichtung 15 ist ausgebildet zum Ermitteln des
Zeitdauerwerts T_D, der charakteristisch ist für den Ladezustand des Energiespeichers 13.
Der ermittelte Zeitdauerwert T_D kann beispielsweise genutzt werden,
um die Kopplung zwischen dem Transceiver-Schwingkreis 2, 3 und
dem Transponder-Schwingkreis 11, 12 zu
bewerten und zu verbessern. Beispiels weise kann die Transponder-Steuereinheit 14 den
Zeitdauerwert T_D mittels des Transponder-Schwingkreises 11, 12 an
den Transceiver 1 übertragen.
Das Datensignal des Transponders 10 wird in dem Empfangsverstärker 6 verstärkt, von
dem Demodulator 8 demoduliert und der Transceiver-Steuereinheit 9 zugeführt.
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Die
Transceiver-Steuereinheit 9 ist ausgebildet zum Auswerten
des übertragenen
Zeitdauerwerts T_D. Die Transceiver-Steuereinheit 9 kann beispielsweise
den Oszillator 7 oder die Verstärkereinheit 4 über eine
Steuerleitung 16 so ansteuern, dass der Transceiver-Schwingkreis 2, 3 mit
einer Frequenz nahe der Resonanzfrequenz des Transponder-Schwingkreises 11, 12 schwingt.
Die Kopplung zwischen dem Transceiver und dem Transponder kann so
verbessert werden. Ferner kann eine Ladezeitdauer so eingestellt
werden, dass nur die von dem Transponder 10 benötigte Energiemenge
an den Transponder übertragen
wird. Dazu wird beispielsweise der Leistungsverstärker 5 in
der Verstärkereinheit 4 nur
für die
Ladezeitdauer T_L aktiviert. Die Ladezeitdauer T_L wird vorzugsweise
so gewählt,
dass der ermittelte Zeitdauerwert T_D innerhalb eines vorgegebenen
Zeitdauerbereichs liegt. Die Steuerleitung 16 kann ferner
dazu benutzt werden, zwischen einem Verstärken des Energiesignals durch
den Leistungsverstärker 5 und
dem Verstärken des
Datensignals von dem Transponder 10 durch den Empfangsverstärker 6 umzuschalten.
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4 zeigt
ein Ablaufdiagramm mit Programmschritten, die in dem Transceiver 1 und
dem Transponder 10 ausgeführt werden, um die Ladeparameter
in dem Transceiver 1 an die aktuelle Kopplung des Transceivers 1 und
des Transponders 10 anzupassen. Der Transceiver 1 startet
in einem Schritt 51, in dem beispielsweise die aktuellen
Ladeparameter, die Erregerfre quenz f_E und die Ladezeitdauer T_L
aus einem Speicher abgerufen werden. In einem Schritt S2 wird ein
Energiesignal erzeugt, indem der Oszillator 7 eine Schwingung
mit der Erregerfrequenz f_E erzeugt, die von dem Leistungsverstärker 5 verstärkt wird.
Das Energiesignal hat beispielsweise eine Leistung von einigen zehn
Watt, z.B. 30 Watt.
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In
einem Schritt S3 wird überprüft, ob die
Ladezeitdauer T_L abgelaufen ist. Nachdem das Energiesignal für die Ladezeitdauer
T_L erzeugt wurde, wird in einem Schritt S4 die Erzeugung des Energiesignals
beendet. Anschließend
wird in einem Schritt S5 der Empfangsverstärker 6 aktiviert,
um ein Datensignal des Transponders 10 zu verstärken und
in dem Demodulator 8 zu demodulieren. In einem Schritt
S6 wird das demodulierte Datensignal in der Transceiver-Steuereinheit 9 ausgewertet.
Insbesondere wird der von dem Transponder 10 übertragene
Zeitdauerwert T_D ausgewertet und in einem Schritt S7 werden die
Ladeparameter, also beispielsweise die Ladezeitdauer T_L und die
Erregerfrequenz f_E gegebenenfalls angepasst. Der Programmablauf
des Transceivers 1 endet in einem Schritt S8 und kann nach
einer Wartezeitdauer T_W in dem Schritt S1 erneut ausgeführt werden.
In dem Schritt S1 werden dann die angepassten Ladeparameter für die Erzeugung
des Energiesignals genutzt.
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Das
Ablaufdiagramm des Transponders 10 beginnt in einem Schritt
S9. In einem Schritt S10 wird der Energiespeicher 13 durch
die Energie aufgeladen, die von dem Transceiver 1 in den
Transponder-Schwingkreis 11, 12 eingekoppelt wird.
In einem Schritt S11 wird überprüft, ob die
Ladespannung U_L größer oder
gleich ist als die Schwellenspannung U_S. Wenn diese Bedingung erfüllt ist,
dann wird in einem Schritt S12 ein Zähler initialisiert und gestartet, der
einen Zeitdauerwert T_D ermittelt. In einem Schritt S13 wird überprüft, ob das Übertragen
des Energiesignals von dem Transceiver 1 beendet wurde.
Der Zähler
zur Ermittlung des Zeitdauerwerts T_D wird in vorgegebenen Zeitintervallen
erhöht.
Ist die Bedingung in dem Schritt S13 erfüllt, dann überträgt der Transponder in dem Schritt
S14 den ermittelten Zeitdauerwert T_D und gegebenenfalls weitere Daten
mittels eines Datensignals an den Transceiver 1. In einem
Schritt S15 wird der Energiespeicher 13 entladen, so dass
die Ladespannung U_L einen vorgegebenen minimalen Wert einnimmt,
damit bei einem erneuten Aufladen des Transponders in dem Schritt
S10 definierte Ausgangsbedingungen für die Ermittlung des Zeitdauerwerts
T_D gegeben sind. Nach dem Ende des Entladevorgangs in dem Schritt S15
ist das Ablaufdiagramm in einem Schritt S16 beendet.
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Der
Transceiver 1 kann auch ausgebildet sein zum Übertragen
eines Datensignals an den Transponder 10, zum Beispiel
in Form einer Nachricht oder eines Codewortes. Die Übertragung
des Datensignals von dem Transceiver 1 zu dem Transponder 10 kann
sehr einfach dadurch erreicht werden, dass die Transceiver-Steuereinheit 9 über die Steuerleitung 16 den
Leistungsverstärker 5 in
der Verstärkereinheit 4 in
zeitlicher Abfolge so an- und abschaltet, dass die Amplitude der
Schwingung des Transceiver-Schwingkreises (2, 3)
entsprechend der kodierten Nachricht oder des Codewortes moduliert wird.
Eine so übertragene
Nachricht oder ein so übertragenes
Codewort kann beispielsweise auch dazu genutzt werden, um die Zeitmessvorrichtung 15 in der
Transponder-Steuereinheit 14 zu steuern, beispielsweise
zu stoppen.
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Ferner
kann beispielsweise die Zeitmessvorrichtung 15 gestoppt
werden, wenn die Ladespannung U_L größer oder gleich einer weiteren
vorgegebenen Schwellenspannung ist, die größer ist als die Schwellenspannung
U_S. Der Zeitdauerwert T_D kann in diesem Fall abhängig von
der Zeitdauer zwischen einem Erreichen der Schwellenspannung U_S und
dem Erreichen der weiteren vorgegebenen Schwellenspannung ermittelt
werden.
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Es
ist auch möglich,
dass der Transponder 10 den ermittelten Zeitdauerwert T_D
nutzt, um beispielsweise die Resonanzfrequenz des Transponder-Schwingkreises 11, 12 an
die Erregerfrequenz f_E des Transceivers 1 anzupassen.
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Das
Transceiver-Transponder-System kann beispielsweise eingesetzt werden
zum Überwachen eines
Reifendrucks in den Rädern
eines Kraftfahrzeugs. Der Transponder 10 ist in einer Felge
oder in einem Reifen eines Rades angeordnet und umfasst einen Drucksensor
zum Erfassen eines Luftdrucks in dem Reifen und vorzugsweise einen
Temperatursensor zum Erfassen einer Temperatur in dem Reifen. Da
die Resonanzfrequenz des Transponder-Schwingkreises 11, 12 abhängig ist
von der Temperatur, kann die mit dem Temperatursensor ermittelte
Temperatur beispielsweise genutzt werden, um die Erregerfrequenz
f_E und die Resonanzfrequenz f_R des Transponder-Schwingkreises 11, 12 einander anzupassen.
Vorzugsweise werden der ermittelte Druck, die ermittelte Temperatur
und der ermittelte Zeitdauerwert T_D an den Transceiver 1 übertragen.