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Hintergrund der Erfindung
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1. Gebiet der Erfindung
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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Abfrageeinrichtung gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1. Entsprechend bezieht sich die vorliegende Erfindung im
Wesentlichen auf ein Funkerkennungssystem (Radio Frequency Identification,
RFID) und insbesondere auf eine verbesserte Doppelantennenspulenantenne
und eine signalverarbeitende RFID-Abfrageeinrichtung oder ein Lesegerät zum induktiven Koppeln
an einen Transponder, um Daten von dem Transponder zu gewinnen.
Ein von dem Lesegerät emitiertes
magnetisches Feld zum Versorgen des Transponders mit Energie wird
mittels durch zwei im Wesentlichen identische, jedoch voneinander
beanstandete Antennenspulen fließender Ströme erzeugt.
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2. Verwandter Stand der
Technik
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Eine
Abfrageeinrichtung des anfangs erwähnten Typs ist beispielsweise
aus der US-A-4,542,532 bekannt. In der automatischen Datenerkennungsindustrie
hat die Verwendung von kooperativen Erkennungssystemen, welche eine
Abfrageeinrichtung (auch als Lesegerät bekannt) und einen Transponder
(auch als Etikett bekannt) als ein Weg zum Aufspüren von Objekten und/oder Daten bezüglich eines
Objektes, an welchem der Transponder fixiert ist, in der Bedeutung
gewonnen. Ein Transponder weist im Wesentlichen einen Halbleiterspeicher,
in welchem digitale Informationen gespeichert werden können, auf.
Unter Verwendung einer Technik, welche als induktives Koppeln bekannt
ist, stellt ein Transponder die gespeicherten Daten einer Abfrageeinrichtung
in Antwort auf ein elektromagnetisches Feld, welches mittels der
Abfrageeinrichtung erzeugt ist, bereit. Dieser Typ induktiv gekoppelter Erkennungssysteme
ist sehr vielseitig. Die Transponder können passiv sein, wobei sie
aus dem von der Abfrageeinrichtung bereitgestellten elektromagnetischen
Feld Energie gewinnen, oder aktiv sein, wobei sie ihre eigene Energiequelle
aufweisen. Die passiven Transponder können entweder „Halbduplex-" oder „Vollduplex-"Transponder sein,
welche in sehr kleinen, leichten und günstigen Einheiten hergestellt werden
können.
Die Abfrageeinrichtung-Transpondersysteme können hergestellt werden, um
in einem weiten Frequenzbereich, von Kilohertz bis Gigahertz, zu
funktionieren. Die Abfrageeinrichtung kann tragbar und mittels einer
kleinen Batterie gespeist sein oder befestigt und mittels einer
Batterie oder einer Wechselstromquelle gespeist sein.
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Hinsichtlich
dieser Vorteile werden induktiv gekoppelte Erkennungssysteme in
vielen Anwendungstypen verwendet, in welchen es gewünscht ist, Informationen
bezüglich
eines sich bewegenden oder eines unzugänglichen Objekts aufzuspüren. Viele
Anwendungen können
eine Vermögens-
und eine Inventarüberwachung,
eine Zugangsüberwachung,
Sicherung und Verkehrsanwendungen, wie beispielsweise eine Fahrzeug-Mautgebührerfassung,
Parkplatz- und Fahrzeugparkverwaltung beinhalten. Eine andere Anwendung
ist ein Fixieren von Transpondern an Tieren, um Informationen wie
beispielsweise deren Gesundheit, Verhalten oder Standort bereitzustellen.
Eine Methode eines Anbringens des Transponders ist ein Implantieren
der Transponder innerhalb des Tieres. Beispielsweise kann der Transponder
unterhalb der Haut des Tieres implantiert sein oder der Transponder
kann ausgelegt so sein, dass er, wenn er geschluckt wird, in dem Magen
oder dem Verdauungstrakt des Tieres verbleibt. Passive Transponder
sind als einzige für
diesen Anwendungstyp geeignet, da sie keine interne Energieversorgung,
wie beispielsweise eine Batterie, benötigen, welche auslaufen kann.
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Das
induktiv gekoppelte Erkennungssystem kann eine Abfrageeinrichtung
verwenden, die mittels einer Antennenspule ein elektromagnetisches
Feld zum induktiven Koppeln an einen Transponder erzeugt. Der Transponder
kann passiv sein und eine an einer induktiven Antennenspule gekoppelte
Speichervorrichtung aufweisen, welche sowohl als Antenne als auch
als induktive Energieversorgung zum Abziehen von Energie aus einem
erzeugten elektromagnetischen Feld zum Bereitstellen von Energie
an den elektrischen Transponderschaltungen dient. Ein Verfahren
zum Bereistellen von Daten an der Abfrageeinrichtung für den Transponder
ist ein Weitersenden der Erkennungsdaten zu der Abfrageeinrichtung. Dieser
Ansatz benötigt
die Verwendung einer Übertragungs-
und Empfangsschaltung sowohl in der Abfrageeinrichtung als auch
in dem Transponder. Alternativ ist es vorteilhaft, da es gewünscht ist,
den Transponder zu miniaturisieren, so viele Bauelemente in dem
Transponder wie möglich
zu entfernen. Dementsprechend ist ein anderes Verfahren zum Bereitstellen
an der Abfrageeinrichtung ein Bereitstellen einer variable Belastung
innerhalb des Transponders. Zum Dekodieren der Daten misst die Abfrageeinrichtung
die Energieabgabe der Abfrageeinrichtung und die Belastung mittels
des Transponders. Das modulierte Energiesignal ist dekodiert, um
die Datenelemente für
eine spätere
digitale Auswertung zu separieren.
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Ein
Nachteil konventioneller induktiv gekoppelter Erkennungssysteme
ist, dass die induktive Kopplung zwischen der induktiven Antennenspule des
Transponders und dem elektromagnetischen Feld, welches mittels der
Feldantennenspule der Abfrageeinrichtung erzeugt ist, von dem relativen
Abstand zwischen der Feldantennenspule der Abfrageeinrichtung und
der induktiven Antennenspule des Transponders abhängig ist.
Wenn der Abstand zwischen der Feldantennenspule der Abfrageeinrichtung
und der induktiven Antennenspule des Transponders minimiert ist,
dann ist die induktive Kopplung maximiert. Wenn der Abstand jedoch
relativ groß ist, dann
ist die induktive Kopplung vernachlässigbar und die induktive Kopplung
ist weniger effektiv. Dementsprechend wäre es wünschenswert, eine Abfrageeinrichtung
bereitzustellen, welche die effektive Reichweite zum Lesen des Transponders
erhöht.
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In
konventionellen, induktiv gekoppelten Erkennungssystemen ist die
Abfrageeinrichtung nicht in der Lage oder nicht dafür ausgelegt,
mittels leitender Objekte, andere als die Transponderetiketten, bewirkte
Störungen
in dem magnetischen Feld aufzunehmen. Beispielsweise kann ein in
der Höhe
der Antennenspulen laufendes Tier oder Mensch magnetisch mit dem
mittels der Abfrageeinrichtung erzeugten magnetischen Feld reagieren.
Konventionellen RFID-Systemen
mangelt es jedoch an der Empfindlichkeit und/oder der Schaltung,
um jegliche magnetische Störungen
zu detektieren. Entsprechend wäre es
wünschenswert,
eine Abfrageeinrichtung bereitzustellen, welche leitende Objekte,
andere als die Transponderetiketten, detektieren kann.
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US-A-4,361,153
offenbart ein Implantat-Telemetriesystem mittels dessen ein extern
erzeugtes magnetisches Trägerwellensignal
im Längstwellenbereich
resonierend mittels einer eingestellten Spule in einem Implantat
reflektiert ist. Die externe Telemetrieeinheit weist bevorzugt eine
koaxial beabstandete Dreifachspulenanordnung auf. Die mittlere Spule überträgt die Trägerwelle.
Die äußeren Aufnahmespulen
sind zum Minimieren des Trägerwelleempfangs
balanciert.
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Zusammenfassung
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Die
vorliegende Erfindung stellt eine Abfrageeinrichtung mit den Merkmalen
gemäß Anspruch
1 bereit. Weitere Ausführungsformen
der Erfindung sind in den abhängigen
Ansprüchen
beschrieben. Die zwei Antennen können
angeordnet werden, so dass ein Transponderetikett gelesen werden
kann, wenn es in der Nähe
dieser platziert ist. Die Abfrageeinrichtung ist zudem in der Lage,
ein leitendes Objekt, ein anderes als ein Transponderetikett, zu
detektieren. In einer Ausführungsform
ist jede Antennenspule getrieben, ein identisches und vorzugsweise
gegenphasiges magnetisches Feld zu erzeugen. Eine Vorrichtung, wie
beispielsweise ein Umwandler in der Schaltung misst jegliche Differenzen
in dem Strom zwischen den Antennenspulen. Das magnetische Feld,
welches benötigt
wird, um einen Transponder mit Energie zu versorgen und/oder ein
leitendes Objekt zu detektieren, ist mittels durch die Antennen
fließende
Ströme
erzeugt, beispielsweise wie hier diskutierte Antennenspulen mit
variierenden Konfigurationen, welche in der Nähe der Umgebung angeordnet
sind, wo die Etiketten zu lesen sind oder ein Objekt zu detektieren
ist. Die Antennenspulen sind vorzugsweise identisch und gegenphasig,
es liegt jedoch innerhalb des Bereichs der vorliegenden Erfindung,
unterschiedliche Antennen und/oder Antennenspulen zu verwenden,
welche nicht gegenphasig sind.
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Wenn
ein Transponder in der Nähe
der zwei Antennenspulen platziert und aktiviert ist, wird eine Änderung
in dem/den magnetischen Feld(ern) der Antennenspule(n) induziert.
Diese Änderung
induziert einen sich in der Zeit ändernden Differenzstrom, welcher
zwischen den Antennenspulen gemessen wird und welcher die in dem
Transponder gespeicherten Daten widerspiegelt. Der Differenzstrom
wird ausgelesen, gefiltert und dekodiert. In einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist eine automatische Abstimmungsschaltung
bereitgestellt, welche die Antennen-/Antennenspulen-Treibersignale
in Resonanz bringt. Eine automatische Nullpunktabgleichsschaltung
ist ebenfalls bereitgestellt, welche jegliche Differenzströme abgleicht,
die mittels Erscheinungen, von anderen als Objekten, wie beispielsweise
Transponderetiketten oder leitenden Objekten, induziert sind.
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Andere
Systeme, Verfahren, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden für den Fachmann
aus der Auswertung der folgenden Figuren und der detaillierten Beschreibung
ersichtlich. Es ist beabsichtigt, dass all solche zusätzlichen
Systeme, Verfahren, Merkmale und Vorteile, welche in dieser Beschreibung
enthalten sind, innerhalb des Bereichs der Erfindung liegen und
mittels der beigefügten
Patentansprüche
geschützt
sind.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Die
Erfindung kann mit Bezug auf die folgenden Figuren besser verstanden
werden. Die Komponenten in den Figuren sind nicht zwingender Maßen maßstabsgerecht,
vielmehr ist die Betonung auf eine Illustration der Prinzipien der
Erfindung gelegt. Darüber
hinaus bezeichnen in den Figuren ähnliche Bezugszeichen entsprechende
Teile durchweg in den unterschiedlichen Ansichten.
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1 stellt
die Basiskomponenten des dualen Antennenspulenlesegeräts der vorliegenden
Erfindung dar;
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2 ist
ein exemplarisches Blockdiagramm der Lesegerätschaltung von 1;
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3 stellt
eine exemplarische Energieversorgung, einen Antennenspulentreiber
und eine automatische Abstimmungsschaltung der vorliegenden Erfindung
dar;
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4 stellt
exemplarisch eine Empfangs- und automatische Nullpunktabgleichsschaltung
der vorliegenden Erfindung dar;
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5 stellt
eine exemplarische Dekodierschaltung der vorliegenden Erfindung
dar;
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6 stellt
exemplarisch Prozessoren der vorliegenden Erfindung dar und
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7 stellt
einen exemplarischen Teiler, Spulenausgleich und Antennenspulen
der vorliegenden Erfindung dar.
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Detaillierte
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
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1 stellt
die Basiskomponenten der RFID-Abfrageeinrichtung der vorliegenden
Erfindung dar. Die gesamte Abfrageeinrichtung 100 kann aus analogen
elektrischen Komponenten, digitalen elektrischen Komponenten oder
einer Kombination aus diesen konstruiert sein. Entsprechend können die meisten
der elektrischen Hauptkomponenten der Abfrageeinrichtung 100 auf
einem einzelnen IC-Chip, einer PC-Karte oder einer geeigneten Schaltungskarte
und/oder einer einem Fachmann bekannten Anordnung konstruiert sein.
Das System weist zudem zwei Antennenspulen 112 und 114 auf,
welche angeordnet sind, so dass ein Transponderetikett gelesen werden
kann, wenn es in dem mittels der Antennenspulen 112 und 114 erzeugten
Feld platziert ist. Die Trägerwellensignale,
welche die Antennenspulen 112, 114 treiben, sind
mittels des/der Prozessors/Prozessoren 102 erzeugt und
sind in eine Antennenspulentreiber-/Energieschaltung 104 zum
Erzeugen eines Antennenspulentreibersignals gespeist. Die Antennenspulentreiber-/Energieschaltung 104 beinhaltet
ein Impedanzanpassungsnetzwerk, welches erlaubt, die Impedanz der
Schaltung an die Antennenspulen 112, 114 anzupassen.
Weiterhin beinhaltet die Antennnenspulentreiber-/Energieschaltung 104 ein
automatisches Abstimmungsnetzwerk (unten beschrieben), welches ermöglicht,
die Schaltung automatisch auf die gewünschte Resonanz abzustimmen.
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Ein
Teiler 106 empfängt
das Antennenspulentreibersignal von der Antennnenspulentreiber-/Energieschaltung 104 und
teilt den Strom gleichmäßig zu den
Antennenspulen 112, 114 auf. Wenn ein Transponder
in dem in der Nähe
der zwei Antennenspulen 112, 114 erzeugten Feld
platziert und mittels der Signale von den Antennenspulen 112, 114 aktiviert
ist, ist eine messbare Änderung
in den mittels der Antennenspulen 112, 114 erzeugten
magnetischen Felder induziert. Diese Änderung induziert einen Differenzstrom,
welcher zwischen den zwei Antennenspulen 112, 114 gemessen
werden kann, welcher entweder die in einem Halbduplex- oder Vollduplex-Transponder beinhalteten
Daten widerspiegelt und/oder indikativ für ein durch die oder längsseits der
mittels der Antennenspulen 112, 114 erzeugten magnetischen
Felder passierenden Objektes ist.
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Die
vorliegende Erfindung ermöglicht
eine Detektion von Objekten, wie beispielsweise Tieren oder Menschen
und/oder jeglichen anderen Objekte, welche leitend sind. Beispielsweise
wird die Anwesenheit, wenn ein Tier, wie beispielsweise eine Kuh, zwischen
oder längsseits
der Antennenspulen läuft, eine
Reaktion in dem/den mittels der Antennenspule 112, 114 erzeugten
Feld/Feldern erzeugen und wird eine messbare Störung in dem/den magnetischen Feld/Feldern
bewirken. Diese Störung
wird einen Differenzstrom zwischen den zwei Antennenspulen 112, 114 induzieren,
welchen ein mit dem Teiler 106 kommunikativ gekoppeltes
Lesegerät
detektieren kann. Dieses Merkmal kann verwendet werden, um Tiere, Menschen
und/oder andere Objekte, welche die magnetische Reaktion auslösen, aufzuspüren. Das Merkmal
kann auch verwendet werden, um anzuzeigen, dass ein leitendes Objekt
durch die Antennenspulen gegangen ist, ohne ein Transponderetikett aufzuweisen.
Die Mittel zum Anzeigen der Detektion eines leitenden Objekts können ein
beliebiger Typ von Ausgabemitteln sein, wie beispielsweise eine
Sirene, eine Horn, Licht oder jegliche anderen Ausgabemechanismen,
die einem Fachmann bekannt sind.
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Die
vorliegende Ausführungsform
weist eine Antennenspulenausgleichsschaltung innerhalb des Teilers 106 auf,
welche es ermöglicht,
die Impedanz beider Antennenspulen 112, 114 vor
oder während des
Betriebs anzupassen. Dies kann beispielsweise mittels der Verwendung
einer einstellbaren Differenzdrosselspule und/oder einstellbaren
Widerstand/Widerständen
innerhalb des Teilers 106 erreicht werden.
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Die
RFID-Abfrageeinrichtung 100 weist eine Empfangsschaltung 108 auf,
welche mit dem Teiler 106 gekoppelt ist. Empfangsschaltung 108 empfängt die
mittels eines Halbduplex- oder Vollduplex-Transponders und/oder
eines leitenden Objekts, welches in der Nähe oder innerhalb des magnetischen
Feldes der Antennenspulen 112, 114 ist, erzeugten
Differenzsignale. Die RFID-Abfrageeinrichtung 100 weist weiterhin
eine mit der Empfangsschaltung 108 gekoppelte Dekoderschaltung 110 auf,
welche die Signale dekodiert. Eine Nullpunktabgleichsschaltung kann
ebenfalls in dem Empfänger 108 bereitgestellt sein,
welche durchgängig
(zwischen Transponderauslesungen) jegliche zwischen den die Antennenspulen 112, 114 treibenden
Signale bestehende Verschiebung abgleicht.
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2 ist
ein exemplarisches Blockdiagramm der Abfrageeinrichtung 100 von 1.
Es soll angemerkt werden, dass viele Schaltungskomponentenvariationen
vorgesehen sind und dass deren Einfügung den Bereich der vorliegenden
Erfindung nicht verlassen würde.
Entsprechend stellt die Abfrageeinrichtung 100' eine exemplarische
Ausführungsform der
in 1 gezeigten Abfrageeinrichtung 100 dar. Die
entsprechenden Schaltungsblöcke
zu den Komponenten 102, 104, 106, 108, 110, 112, 114 von 1 werden
detaillierter in 2 dargestellt. Die Abfrageeinrichtung 100 arbeitet
mit einer Gleichstromquelle 202, welche entweder von einer
Wechselstromleitung betriebenen Gleichspannungsquelle oder alternativ
von einer Speicherbatterie abgeleitet ist. Der Gleichstrom wird
weiterhin in unterschiedliche Spannungspegel mittels Regulatoren
(nicht gezeigt) aufgeteilt.
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Wie
angemerkt, weisen der/die Prozessor(en) 102 elektrisch
lösch- und beschreibbare Festwertspeicher
(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory EEPROM) 204 sowie
einen Steuerprozessor 206, einen Trägerwellengenerator 208,
einen Verwaltungs- (Housekeeping) Prozessor 210 und einen
Kommunikations-Eingabe/Ausgabe
(„COMM
I/O") Prozessor 212 auf.
Jede dieser Komponenten ist elektrisch verbunden, um Daten und Befehle
mit dem/den Prozessor(en) 102 zu teilen.
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Die
Antennenspulentreiber-/Energieschaltung 104 weist zusätzlich zu
der Energieversorgung 202 Spulentreiberschalter 214,
eine Energiepegeleinstellung 216, ein Impedanzanpassungsnetzwerk 218 und
eine automatische Abstimmung 220 auf. Diese Komponenten
sind wie unten diskutiert zum Empfangen einer Eingabe von dem Trägerwellengenerator 208 zu
den Spulentreiberschaltern 214 und zum Ausgeben eines Spulentreibersignals
an den Teiler 106 miteinander verbunden.
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Der
Teiler 106 weist einen Signalteiler 222 auf, welcher
das Spulentreibersignal von der Antennenspulentreiber-/Energieschaltung 104 empfängt. Der
Teiler 106 kann eine Spulenausgleichsschaltung 234,
wie in 2 gezeigt, aufweisen, welche zwischen dem Teiler 222 und
den Antennenspulen 112, 114 angeordnet ist. Die
Antennenspulen 112, 114 können einen gemeinsamen Ausgang
zu einer Erdung 237 aufweisen.
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Der
Teiler 106 treibt nicht nur die Antennenspulen 112, 114,
er gibt Signale von den Antennenspulen 112 und 114 zu
der Empfangsschaltung 108 aus. Die Empfangsschaltung 108 weist
eine automatische Nullpunktabgleichung 224 auf, welche
die Signale von dem Teiler 106 empfängt und die Signale nach einer
Nullpunktabgleichsdurchführung
an einen Empfangsverstärkungsfilter 226 weiterleitet.
Der Empfangsverstärkungsfilter
gibt die Signale an einen synchronen Demodulator 228 aus,
welcher ebenfalls Eingabesignale von dem Trägerwellengenerator 208 des
Prozessors/der Prozessoren 102 empfängt. Der synchrone Demodulator 228 stellt
Ausgabesignale an einen Gleichrichter 230 bereit, welcher
wiederum die Signale an einen Addierer 232 weiterleitet.
Die Empfangsschaltung 108 gibt Signale von dem Empfangsverstärkungsfilter 226 und
dem Addierer 232 zu der Dekodierschaltung 110 aus.
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Die
Dekodierschaltung 110 weist einen Halbduplex(„HDX")-Dekoder 227 zum
Empfangen von Signalen von dem Empfangsverstärkungsfilter 226 auf sowie
Fullduplex(„FDX")-Dekoder 240 und 242,
welche Signale vom Addierer 232 empfangen, um ein Dekodieren
eines Phasenumtastungssignals (Phase Shift Key Signal, „PSK") mittels des FDX-Dekoders 240 bzw.
Frequenzumtastungssignale (Frequency Shift Key, „FSK") mittels des FDX Dekoders 242 bereitzustellen,
als anschauliche DATA-Ausgabe.
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Der
Prozessor/die Prozessoren 102 weisen einen Steuermikroprozessor 206 auf,
welcher zum Hauptsteuern der Abfrageeinrichtung 100 verwendet ist,
um Steuersignale zum Timen, zur Kommunikation, etc. bereitzustellen.
Die Zeitbasis für
diesen Steuermikroprozessor 206 ist verwendet, um ein Synchronisationssignal
zu erzeugen. Das mittels des Steuermikroprozessors 206 erzeugte
Synchronisationssignal ist auf die Trägerwellenfrequenz, beispielsweise
134,2 kHz, mittels eines zweiten Trägerwellengeneratormikroprozessors 208,
welcher unterschiedliche Signale bei heruntergeteilten Frequenzen
erzeugt, heruntergeteilt. Beispielsweise kann der Trägerwellengeneratormikroprozessor 208 mit
den Antennenspulentreiber-/Energieschaltungen 104' gekoppelt sein,
um Trägerwellensignale
bereitzustellen, die erzeugt sind, um die Antennenspulentreiberschaltungen 214 zur
geeigneten Zeit ein- und auszuschalten, um minimale Oberschwingungen
in einem mittels der Antennenspulentreiber-/Energieschaltung 104 erzeugten
Antennenspulentreibersignal zu erzeugen.
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Der
Trägerwellengeneratormikroprozessor 208 kann
zudem mit der Empfangsschaltung 108 gekoppelt sein, um
Trägerwellensignale
für den
synchronen Demodulator 228 der Empfangsschaltung und für andere
Timingzwecke bereitzustellen, welche ebenfalls bei den Peaks und
Nulldurchgängen
des Antennenspulentreibersignals erzeugt sind.
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Die
Antennenspulentreiberschalter 214 verbinden das Antennenspulenimpedanzanpassungsnetzwerk
in Folge mit der Gleichspannungsquelle, öffnen anschließend die
Schaltung, erden anschließend
die Schaltung, öffnen
anschließend
die Schaltung nochmals und wiederverbinden anschließend zurück zu der
Gleichspannungsquelle. Die Perioden des Schaltungsöffnens führen zu
einer signifikanten Reduktion der erzeugten Oberschwingungen der Trägerwelle
in dem Antennenspulentreibersignal. Während dieser Perioden des Schaltungsöffnens fließt der induzierte
Strom von der Antennenspule durch Dioden (nicht gezeigt) zur Erdung
oder, wie benötigt,
zu der Gleichspannungsquelle. Die Antennenspulentreiberschalter 214 speisen
den Strom in eine Energiepegelanpassung 216 und anschließend in
ein Impedanzanpassungsnetzwerk 218, welches in Serie geschaltete
Treiberkondensatoren, die Antennenspulen und die parallelen Primärkondensatoren
aufweist. Die Antennenspulenimpedanz ist relativ klein, um die Spitzenspannungen
auf geeignete Werte zu halten. Das Impedanzanpassungsnetzwerk erhöht die von
den Antennenspulentreiberschaltern 214 gesehene Impedanz
und verringert die Stromschaltung auf einen geeigneten Wert. Geringere
Werte des in Serie geschalteten Treiberkondensators erhöhen die von
den Antennenspulentreiberschaltungen 214 gesehene Impedanz,
so dass die Spitzenspannung und die Energiezirkulation in den Antennenspulen
reduziert ist. Da der in Serie geschaltete Treiberkondensator ein
Teil der Resonanzschaltung ist, müssen sich Veränderungen
in seiner Kapazität
auch in den parallelen Resonanzschaltungskondensatoren widerspiegeln.
Mittels Schaltens von Bereichen des in Serie geschalteten Treiberkondensators
zwischen Erdung und den Schaltern bleibt die gesamte Resonanzfrequenz
unverändert.
Somit kann die Energie zu den Antennenspulen geeignet eingestellt
werden, ohne die Abstimmung neu einzustellen.
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Die
Induktion der Antennenspulen kann mit deren Position und der Umgebung
variieren, was eine Resonanzneuabstimmung von Zeit zu Zeit erfordert.
Die automatische Abstimmungsschaltung 220 stimmt die Schaltung
mittels Ein- oder Ausschaltens von Trimmkondensatoren, wie benötigt, automatisch neu
ab. Ein Phasendetektor (nicht gezeigt) vergleicht das Antennenspulensignal
mit dem digitalen Treibersignal, wobei ein Phasenfehlersignal, welches
die Richtung und den Betrag einer Korrektur anzeigt, welche für eine Resonanz
benötigt
wird, erzeugt. Das Fehlersignal wird zu dem Verwaltungsmikroprozessor 210 gesendet,
welcher die korrekte Kombination der Trimmkondensatoren zum Resonanzneuanpassen berechnet
und die Schalter demgemäß setzt. Diese
Schalteraktualisierung findet nur während der Periode statt, zu
der die Antennenspule ausgeschaltet ist, nicht, wenn ein Vollduplextransponderetikett gelesen
wird.
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Das
Antennenspulentreibersignal schreitet von der Impedanzanpassung 218 und
der automatischen Anpassungsschaltungen 220 zu einer Energieteilungsschaltung 222 fort.
Die Energieteilungsschaltung 222 teilt den Strom zu den
zwei angepassten Antennenspulen 112 und 114 auf
und subtrahiert die zwei Ströme,
um einen Differenzstrom zu bilden. Eine Vorrichtung, wie beispielsweise
ein Differenzumwandler, kann verwendet werden, um den Differenzstrom
zu gewinnen. Wenn kein das magnetische Feld modulierendes Etikett
vorhanden ist, werden die zu jeder Antennenspule geführten Ströme gleich
sein und demnach wird dort kein Differenzstrom vorhanden sein. Wenn
dort ein Etikett in der Nähe
des Feldes und/oder ein leitendes Objekt in der Nähe des Feldes
platziert ist, wird dort eine Differenz zwischen den die beiden
Antennenspulen treibenden Strömen sein.
Dieser Unterschied wird als ein Signal bei der Differenzstrommessvorrichtung
auftreten. Wenn beispielsweise ein Differenzumwandler verwendet
wird, wird der Differenzstrom in Form einer Spannung auf einer dritten
Windung bei dem Differenzumwandler auftreten. Die ersten und zweiten
Windungen des Differenzumwandlers sind mit jeder Antennenspule verbunden.
Dieses Differenzsignal trägt
die Etikettdaten für
eine Verstärkung,
Demodulation und Dekodierung zu dem Empfänger. Das Differenzsignal trägt zudem jegliches
Signal, welches ein leitendes Objekt in der Nähe der magnetischen Felder
anzeigt. Unzählige andere
Konfigurationen sind möglich,
welche sich nicht von dem Bereich der vorliegenden Erfindung entfernen,
inklusive die Verwendung einer separaten Empfangsantennenspule.
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Das
zum Versorgen eines Etikettes mit Energie notwendige magnetische
Feld ist mittels durch Antennenspulen 112 und 114,
welche in der Nähe des
Bereichs angeordnet sind, bei dem die Etiketten zu lesen sind, fließender Ströme erzeugt.
In einer Ausführungsform
können
beispielsweise die Antennenspulen auf gegenüberliegenden Seiten einer Viehbahn
(oder einem „raceway") angeordnet werden,
wobei die Etiketten (oder ein leitendes Objekt) zwischen den oder
längsseits
der Antennenspulen vorbeiläuft.
Obwohl in der vorliegenden Ausführungsform
die Antennenspulen so identisch wie möglich konstruiert sind, sind
aufgrund ihrer Umgebung oftmals kleine Unterschiede in der Induktivität und dem Wechselstromwiderstand
zwischen den Antennenspulen vorhanden. Induktivitätsausgleichs
und Widerstandsausgleichssteuerungen 234 ermöglichen zur
anfänglichen
Korrektur dieser Unterschiede eine Nullpunktsabgleichung der Differenzsignale.
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Wenn
dort ein Etikett oder ein leitendes Objekt in dem Feld ist, wird
sich die Differenz zwischen den Signalen von den zwei Antennenspulen
als das Differenzsignal an dem Empfängereingang zeigen. Im Falle
eines leitenden Objektes, wird das Signal aus einer magnetischen
Störung
bestehen. In dem Fall eines Etiketts, wird das Signal aufgrund der
Modulation auf der Trägerwelle
aus der Trägerwellenfrequenz
und aus Seitenbändern
bestehen, welche um die Trägerwelle
bei beispielsweise 134,2 kHz zentriert sind. Dieses empfangene Signal
geht durch einen Filter 226, welcher die Bandweite reduziert
und Rauschkomponenten außerhalb
des Durchlassbereiches dämpft.
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Das
gefilterte Signal ist in gleichphasigen (In-Phase, „I") und Blind- (quadrature, „Q") Komponenten mittels
eines synchronen Demodulators 228 demoduliert. Der Demodulator 228 ist
mittels von dem Trägerwellengenerator
erzeugten Signalen getrieben. Wenn dort eine beliebige Signalkomponente mit
der Trägerwelle
gleichphasig ist, wird das „I" Signal positiv und
wenn dort eine beliebige Signalkomponente mit der Trägerwelle
aus der Phase ist, wird das „I" Signal negativ.
Dies betrifft das „Q" Signal genauso,
umfasst jedoch die Blindkomponente (90 Grad von der Trägerwelle)
des Signals.
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Idealerweise
ist die Gesamtspannung bei der Trägerwellenfrequenz mittels der
Wurzel der Summen der Quadrate der „I" und „Q" Komponenten dargestellt. In dieser
exemplarischen Ausführungsform
kann die Summe der absoluten Werte von „I" und „Q" als eine Näherung verwendet werden. Zwei Präzisionsgleichrichter 230 nehmen
separat den absoluten Betrag der „I" und „Q" Komponenten auf und die Summe 232 ist
als demodulierte Signalamplitude ausgegeben. Die Amplitudeninformation
von dem Addierer 232 enthält die unter Verwendung einer Phasenumtastungssignalmodulation
(PSK) 240 kodierten Vollduplex-Etikettdaten. Der PSK-Dekoder
in Verbindung mit dem Verwaltungsmikroprozessor stellt die Daten
und die Uhr zur Eingabe in den Steuerungsprozessor wieder her.
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Wenn
die Antennenspulen 112 und 114 perfekt identisch
wären und
der Differenzumwandler perfekt gewunden wäre, wären die Antennenspulenströme identisch
und die Differenz wäre
0, wenn keine leitenden Objekte und/oder kein Etikett in der Nähe der Felder
wären.
Es wäre
schlicht keine Trägerwelle
in dem empfangenen Signal vorhanden. In der Realität sind die
Antennenspulen 112 und 114 und der durch diese
geführte
Strom nicht präzise ausgeglichen
und einige Trägerwellen
entweichen, was zu einer Gleichspannungsverschiebung in den „I" und „Q" Signalen führt. Diese
Gleichspannungsverschiebung wird mittels des Verwaltungsmikroprozessors
gelesen, welcher zwei multiplizierende digital zu analog Konverter
treibt und ausreichende „I" und „Q" Komponenten auf
die ausgehenden Trägerwellen
in das einkommende Signal addiert, um die verbleibende Trägerwelle
abzugleichen. Diese korrigierenden „I" und „Q" Komponenten kombinieren, um ein gleiches,
jedoch in Phase exakt gegenüberliegendes
Signal zu dem verbleibenden Trägerwellensignal
von dem Differenzumwandler auszubilden, wodurch die Gleichstromverschiebungen
in den demodulierten „I" und „Q" Signalen zurück auf 0
erzwungen ist.
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Die
ersten zwei Bereiche des Empfänger/Verstärker-Filters
passieren die HDX Frequenzen zwischen ungefähr 124 und 135 kHz. Dieses Band
ist einem phasengekoppelten Regelkreis, welcher auf ungefähr 128 kHz
Mittenfrequenz eingestellt ist, eingespeist, welcher die Frequenzumtastungssignal(FSK)-Daten
und Zeitsignale in Verbindung mit einem sich in dem Trägerwellengeneratormikroprozessor
Platz teilenden Programm extrahiert und dekodiert. Die HDX Etikettendekodierung
findet nur dann statt, wenn die Trägerwelle ausgeschaltet ist,
so dass keine Interferenz zwischen den zwei Funktionen in dem gleichen
Chip verbunden ist.
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In
einer anderen Ausführungsform
stellt ein Kommunikationsinterface eine Zweiwegekommunikationsverbindung
zu einem externen Computer, Terminal oder einer sonstigen Datensammlung
und aus dem Stand der Technik bekannte Steuerungsvorrichtung bereit.
Weiterhin speichert ein EEPROM unterschiedliche Betriebsparameter
und Optionen während
des Energieabschaltungszustandes. Er kann in einem der Mikroprozessoren
und/oder in einem separaten Chip auf einer PC-Karte angeordnet sein.
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3 zeigt
exemplarisch eine Energieversorgung, Antennenspulentreiber und eine
automatische Abstimmungsschaltung 104 gemäß der wie oben
für 2 beschriebenen
Blockkomponenten 104. Die entsprechenden Schaltungsblöcke zu der Energieversorgung 202,
dem Spulentreiberschalter 214, der Energiepegeleinstellung 216,
dem Impedanzanpassungsnetzwerk 218 und der automatischen Abstimmungsschaltung 220 in 2 werden
detaillierter in 3 als 202, 214, 216, 218 bzw. 220 kenntlich
gemacht. 3 ist ein exemplarisches Schaltungsdiagramm
und es soll angemerkt werden, dass viele Schaltungs- und Komponentenvariationen
vorgesehen sind und deren Einfügung
nicht den Bereich der vorliegenden Erfindung verlassen würde.
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Eine
Gleichstromenergieversorgungsspannung ist an die Anschlüsse 300 und 302 angelegt,
die den Strom durch eine rücksetzbare Sicherung 304 leiten.
Der Strom wird anschließend
mittels eines Kondensators 305 geglättet und ein Differenzverstärker 309 stellt
einen 0–5
Volt Ausgang proportional zu dem durch den Widerstand 310 fließenden Strom
bereit, während
die Widerstände
bei 311 und 312 die Eingabespannung auf 5 Volt
skalieren. Der Eingabestrom ist in die Antennenspulentreiber-nMOSFET-Schalter 314 und 315 und
zu einem 10 Volt Regulator 316 gespeist. Diese 10 Volt
Leitung speist einen CMOS-Treiber 316, einen 5 Volt Regulator 318 und
andere Komponenten. Der 5 Volt Regulator 318 speist direkt
einen digitalen VCC und einen analogen 5 Volt Anschluss über einen
Filter 320. Durch den Filter 322 speist der Spannungsregulator 318 auch
einen Spannungsinverter 323, welcher eine –4,5 Volt Spannung
an den Filter 324 und einen –4,5 Volt Ausgang 325 bereitstellt.
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CMOS-Treiber 317 stellt
separate Gatetreiber für
die Antennenspulentreiber-nMOSFET-Schalter 314 und 315 bereit.
Diode 330 und Kondensator 332 heben die Gatetreiberspannung über die
Speiseleitung an, so dass beide MOSFETs n-kanalig sein können. Kondensatoren 334 und 335 stellen
eine Kleinimpedanzspannungsversorgung für die Schalter bereit, um ein
Koppeln der Trägerwellenfrequenz
an der Karte zu minimieren. Spule 336 reduziert die Hochfrequenzschaltungskanten
aus dem gleichen Grund. Interne Dioden (nicht gezeigt) über die
MOSFET stellen einen Strompfad zu der Gleichspannungsversorgung
oder der Erdung bereit, wenn beide Schalter ausgeschaltet sind.
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Kondensatoren 340, 341 und 342 bilden
einen Teil eines abgestimmten Impedanzanpassungsnetzwerk zusammen
mit parallel geschalteten Abstimmungskondensatoren und eine Antennenspule (Antennenspulen).
Kondensator 340 ist immer vorhanden und stellt die höchste Impedanzeinstellung (kleinste
Antennenspulentreiberenergie) dar, während Kondensatoren 341 und 342 mittels
Schalter 343 und 344 entweder parallel zu der
Antennenspule oder parallel zu Kondensator 340 geschaltet
werden können.
Auf diese Weise halten sie die Resonanzfrequenz konstant und, wenn
sie parallel zu Kondensator 340 geschaltet sind, sie reduzieren
die Treiberimpedanz in der Antennenspule, wobei die Energie bei einer
bestimmten Spannung erhöht
wird. Dies stellt vier auswählbare
Energieeinstellungen für
eine beliebige Eingangsspannung bereit, ohne die Antennenspulenabstimmung
zu beeinflussen. Widerstände 346 und 348 teilen
die Antennenspulentreiberspannung auf einen Referenzpegel. Energie
wird den übertragenden
Antennen bei 350 bereitgestellt.
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Triacs 360–365 und
Kondensatoren 366–371 ermöglichen
eine automatische Abstimmung der Antennenspule mittels digitaler
Signale. Die Schaltung verhält
sich wie ein Digital-zu-Kapazitätskonverter, da
die Kondensatoren in einer binären
Sequenz sind. Diese auf die Triac-Gates mittels eines Mikroprozessors
angewendeten digitalen Kombination schaltet die entsprechenden Kondensatoren
ein, um den benötigten
Abstimmungswert bereitzustellen. Resonanz tritt ein, wenn das digitale
Antennenspulenschaltersignal in Blindphase (90°) mit der Ausgabeträgerwellenphase
bei Referenzpunkt 372 ist.
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Triac 373 ist
kurz eingeschaltet, wenn die Antennenspulenenergie ausgeschaltet
ist, um die gespeicherte resonante Energie im Widerstand 374 zu absorbieren,
wobei Oszillationen in den Antennenspulen gedämpft werden. Die Lesetrigger 375 und Zusatzeingangs 376 -Schaltungen
ermöglichen
dem Steuerungsmikroprozessor auf externe Schaltungseingaben zu antworten,
während
er sich selbst vor externen Schwankungen schützt. In der Zusatzausgabeschaltung 377 ist
die AUX-OUT Leitung auf niedrig gesetzt, um dem Mikroprozessor zu
ermöglichen,
die externen Ereignisse zu steuern.
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4 stellt
exemplarisch eine Empfangs- und automatische Nullpunktabgleichsschaltung 108 gemäß der oben
für 2 beschriebenen
Blockkomponenten 108 dar. Die entsprechenden Schaltungsblöcke zu der
automatischen Nullpunktabgleichsschaltung 224, den Empfangsverstärker und
-filtern 226, dem Demodulator 228, dem Gleichrichter 230 und
der Addiererschaltung 232 in 2 werden
detaillierter in 4 dargestellt. 4 ist
ein exemplarisches Schaltungsdiagramm und es soll angemerkt werden,
dass viele Schaltungs- und Komponentenvariationen vorgesehen sind
und ihre Einfügung
nicht den Bereich der vorliegenden Erfindung verlassen würde.
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Ein
unausgeglichenes Signal von dem Differenzumwandler des Teilers (beschrieben
in 7) ist am Punkt 400 empfangen. Für exemplarische
Zwecke kann dieses Signal bei 134,2 kHz gelesen werden. Kondensator 402 stellt
eine anfängliche Rauschunterdrückung bereit,
während
Verstärker 404 die
Signale zur weiteren Rauschreduzierung verstärkt und tiefpassfiltert. Kondensatoren 406 und 408 passen
die Impedanzen zwischen den Verstärkern 404 und einem
Schwingkreis, aufweisend eine Spule 410 und einen Kondensator 412,
welcher einen Filterpol bereitstellt, an.
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Der
FET (Feld Effekt Transistor) 414 schaltet sich kurz ein,
nachdem die Antennenspulenenergie entfernt ist, um jegliche resultierende Übergänge zu beruhigen.
Der Verstärker 414 erhöht die Spannung an
einem Filter, welcher aus Spule 416 und Kondensator 418 besteht.
Wenn das empfangene Transpondersignal ein Halbduplexsignal (HDX)
ist, ist das HDX-Signal vor dem letzten Filterpol genommen, und
wenn das empfangene Transpondersignal ein Vollduplexsignal (FDX)
ist, setzt sich das FDX-Signal bei 422 fort. Ein Verstärker 420 stellt
eine Verstärkung
bereit, um einen Inverter 424 und einen Demodulator 426 zu
treiben.
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CMOS-Schalter
im Demodulator 426 wählen entweder
das direkte Signal oder das invertierte Signal aus, in Abhängigkeit
der Phase des Quadrats der Welle der Inphasensignale und des Quadrats
der Welle der Blindphasensignale von einem Trägerwellengeneratorchip. Dies
demoduliert das empfangene Signal in eine Komponente, in Phase mit
der Trägerwelle,
und eine Komponente, in Blindphase mit der Trägerwelle. Widerstände 428 und 430 und
Kondensatoren 432 und 434 integrieren die Inphasen-
(I) und Blindphasen- (Q) Komponenten zur Verwendung bei einem automatischen
Nullpunktabgleichungsmerkmal (unten beschrieben). Die I- und Q-Signale
werden zudem in den Verstärkern 436 und 438 gleichgerichtet
und in dem Verstärker 440 summiert.
Das Resultat ist ein demoduliertes Vollduplexsignal (bei einem Basisband)
bei 442, welches zur Phasenumtastungs- (PSK) oder Frequenzumtastungs-
(FSK) Dekodierung (beschrieben in 4) geeignet
ist.
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Geringe
Veränderungen
in der Antennenspulenumgebung kann Impedanzverschiebungen bewirken
und infolge dessen eine Trägerwellendurchführung ermöglichen.
Die vorliegende Erfindung stellt das automatische Nullpunktabgleichungsmerkmal
heraus, welches eine derartige Trägerwellendurchführung entfernt,
wenn es gewünscht
ist. Schaltung 444 bildet einen zustandsvariablen aktiven Filter,
der eine Abtastung REF_I446 der ausgehenden Trägerwelle nimmt und stellt I-
und Q-Referenzspannungen (I+, I–,
Q+, Q–)
an einem dualen multiplizierenden digital zu analog Konverter 448 bereit, wobei
der Stromausgang den Summieranschluss bei 404 speist. Diese
Ströme
addieren zum Ausbilden eines Signals, welches gegenphasig, aber
in der Amplitude gleich ist, zu der Trägerwelle zum Nullpunktabgleichen
der Durchführung.
Ausgabe von dem Demodulator 426 ist mittels eines Prozessors
(Verwaltungsmikroprozessor, mittels des Multiplexers) über einen
lokalen seriellen Bus mittels Messens der Spannungen bei OFFSET_I450
und OFFSET_Q452 gesteuert.
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5 stellt
eine exemplarische Dekodierschaltung 110'' gemäß der oben
für 2 beschriebenen
Blockkomponenten 110' dar.
Die entsprechenden Schaltungsblöcke
für den
HDX-Dekoder 227, den PSK-Dekoder 240 und den FSK-Dekoder 242 in 2 werden
detaillierter in 5 dargestellt. 5 ist
ein exemplarisches Schaltungsdiagramm und es soll angemerkt werden,
dass viele Schaltungs- und Komponentenvariationen vorgesehen sind
und ihre Einfügung
nicht den Bereich der vorliegenden Erfindung verlassen würde.
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Das
Basisbandsignal speist sowohl Tiefpassfilter 500 als auch
Dekodierer 502. Der Tiefpassfilter 500 treibt
einen Komparator 504, welcher die Phasenumtastungssignale
für den
Mikroprozessor zum Dekodieren von PSK_COMP 506 quadriert.
Der Dekoder 502 dekodiert Frequenzumtastungssignale. Das
spannungsgesteuerte Oszillatorsignal ist für den Mikroprozessor bei 508 quadriert
(viele Typen von Verschlüsselungen
können
verwendet werden).
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Das
Halbduplexsignal ist frequenzumgetastet, verschoben zwischen ungefähr 124 kHz
und 134,2 kHz, so dass es von dem Empfangsfilter bei der zweiten
Stufe aufgeteilt ist und einem phasengekoppelten Regelkreis 510 mit
einer Center-Frequenz von ungefähr
128 kHz eingespeist ist. Die spannungsgesteuerte Oszillatorausgangsfrequenz
geht zum Prozessor 610 (6), wie
die Datenuhr HDX_CAR 512, während die VCO Steuerungspannung
mittels Verstärker 514 quadriert
ist und zu dem Prozessor 610 gesendet ist (6),
wie der Datenstrom HDX_COMP 516. Prozessor 610 (6)
funktioniert auch als Trägerwellentreiberzeitgenerator,
da jedoch das Halbduplexetikett nur gelesen ist, während die
Trägerwelle
ausgeschaltet ist, kann der Prozessor 610 (6)
diese doppelte Funktion liefern.
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6 zeigt
exemplarisch einen Prozessor, einen Speicher und eine Kommunikationsschaltung 102 gemäß der oben
zu 2 beschriebenen Blockkomponenten 102.
Die entsprechenden Schaltungsblöcke
für den
Speicher 204, den Controller 206, den Trägerwellengenerator 208,
den Verwaltungsmikroprozessor 210 und den Kommunikations-I/O-Prozessor 212 in 2 sind
detaillierter in 3 dargestellt. 6 ist
ein exemplarisches Schaltungsdiagramm und es soll angemerkt werden,
dass viele Schaltungs- und Komponentenvariationen vorgesehen sind
und dass deren Einfügung
nicht den Bereich der vorliegenden Erfindung verlassen würde.
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Basistiming
und Steuerung des Systems wird mittels Kristall 600 und
einem Hauptmikroprozessor 206 bereitgestellt. Der Mikroprozessor 206 lässt die
Software ablaufen, welche externe Kommunikationen, die Kommunikation
mit anderen Mikroprozessoren, Audioausgang, Blinklichter, Lesen
externer Steuerungsschaltungen, Dekodieren und Formatieren empfangener
Etikettdaten, Datenanzeigen auf einem LCD, Speichern von Benutzeroptionen und
Parametern entweder in einem internen EEPROM 204 oder in
anderen Speichervorrichtungen unterstützt und im Wesentlichen die
Gesamtsystemsteuerung überwacht.
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Verwaltungsmikroprozessor 210 misst
Analogspannungen mittels Multiplexer 608, koppelt an die
automatische Abstimmungs- und automatische Nullpunktabgleichungshardware
und wickelt im Wesentlichen interne Angelegenheiten des Lesegeräts ab. Trägerwellenzeitgenerator 610 teilt
die Zeitfrequenz, um präzise
Timingsignale zum Erzeugen der Trägerwelle (PULL-UP und PULL-DOWN)
bereitzustellen und zum Demodulieren der empfangenen Signale (SQI,
SQQ). Zusätzlich,
wenn dieser nicht mit den Antennenspulensignalen beschäftigt ist,
dekodiert er das Halbduplexetikett in Verbindung mit Prozessor 510,
welcher zuvor beschrieben ist. Der Komparator 612 erkennt
Nullpunktdurchgänge,
welche mit SQI im XOR-Gatter 614 verglichen werden, um eine
Phasenfehlerspannung (TUN_ERR) 616 beim Multiplexer 608 zu
erzeugen, so dass Prozessor 606 die automatischen TRIAC
Abstimmungsschalter bei 3 steuern kann.
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7 stellt
einen exemplarischen Teiler und eine spulenausgleichende Schaltung
und Antennenspulen 106 gemäß der in 2 beschriebenen Blockkomponenten 106 dar.
Die entsprechenden Schaltungsblöcke
für den
Teiler 222, den Spulenabgleich 234 und die Antennenspulen 112 und 114 von 2 werden
detaillierter in 7 dargestellt. 7 ist
ein exemplarisches Schaltungsdiagramm und es soll angemerkt werden,
dass viele Schaltungs- und Komponentenvariationen vorgesehen sind
und deren Einfügung
nicht den Bereich der vorliegenden Erfindung verlassen würde.
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In
der vorliegenden Ausführungsform
ist der die zwei Antennenspulen 708 treibenden Strom mittels
eines Widerstandsausgleichsnetzwerks 702 und einer einstellbaren
Differenzspule 706, welche einem Benutzer erlaubt, den
die zwei Antennenspulen treibenden Strom auszugleichen, ausgeglichen.
Ein Differenzumwandler 704 misst die Stromdifferenz zwischen
den zwei Antennenspulen 112 und 114, welche entweder
die Daten in einem Halbduplex- oder einen Vollduplextransponder
wiedergibt und/oder auf ein Objekt hinweist, welches durch die magnetischen Felder
läuft.
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Obwohl
eine Antennen"spule" in der vorliegenden
Erfindung beschrieben ist, ist es so zu verstehen, dass jeglicher
Typ von Antennen, gewunden oder andersweitig dem Stand der Technik
bekannt, verwendet werden kann.
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Die
vorangegangene Beschreibung der 3 bis 7 und
die Figuren selbst stellen eine repräsentative Schaltung dar, und
die primären
Bauteile, welche der Fachmann erkennt, können für weitere Anwendungen modifiziert
sein. Für
eine detaillierte Vollständigkeit
sind die hier als anhängende 3a, 4a, 5a, 6a und 7a als detaillierte Schaltungsdiagramme
eingefügt,
welche Referenzwerte für
die Schaltungselemente der entsprechenden 3 bis 7 einschließen.
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Während unterschiedliche
Ausführungsformen
der Erfindung beschrieben wurde, ist es für einen Fachmann ersichtlich,
dass viele weitere Ausführungsformen
und Implementationen innerhalb des Bereichs der beigefügten Ansprüche möglich sind.