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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Antennentreibervorrichtung für einen
Transponder nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Eine solche Antennentreibervorrichtung
ist aus der US-A-5 226 167 bekannt.
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Ein
Transponder wird durch elektromagnetische Energie eines Funksignals
betätigt,
welches von einem Abfragesender erzeugt wird und sendet verschiedene
Daten an den Abfragesender, wie z.B. in der ungeprüften japanischen
Patentanmeldung JP-A 5-281347 (1993) beschrieben ist. Wenn ein Transponder
in einem Autoschlüssel
integriert ist, kann der Schlüssel
automatisch identifiziert werden, was nützlich ist, um zu verhindern,
dass das Auto gestohlen wird. 10 zeigt
eine Grundanordnung mit einem solchen Transponder. In einem Abfragesender sind
eine Antennenspule 1 und ein resonanter Kondensator 2 in
Reihe geschaltet und eine Trägersignalquelle 4 ist über einen
Schalter 3 daran angeschlossen. Wenn der Schalter 3 geschlossen
ist, wird ein Magnetfeld 5 in der Antennenspule 1 gemäß einem
Signal von der Trägersignalquelle 4 erzeugt,
um eine Antennenspule 7 eines Transponders 6 zu
erregen. Der Transponder 6 sammelt Energie des Magnetfelds 5 als
elektrische Energie über
die Empfangsschaltung 8 und überträgt einen vorbestimmten Identifikationscode
und dergleichen von der Antennespule 7 auf die Antennenspule 1 unter
Verwendung der akkumulierten elektrischen Energie.
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In
der oberen bzw. unteren Hälfte
von 11 sind ein elektrischer Aufbau einer Steuerschaltung, die
die Antennenspule 1 steuert, um elektrische Leistung an
den Transponder 6 abzugeben und Signalwellenformen während der
Steuerung des magnetisch gekoppelten Transponders gemäß 10,
gezeigt. Der Schalter 3 besteht aus einem NPN-Transistor 9 und
einem PNP-Transistor 10. Wenn ein Trägersignal von der Trägersignalquelle 4 als
eine Rechteckwelle mit einer Oszillationswellenform bei einer Frequenz,
die nahe der Resonanzfrequenz der Antennenspule 1 und des
Resonanzkondensators 2 ist, sind der Transistor 9 und
der Transistor 10 abwechselnd durchgängig, um eine Wellenform zu
liefern, die einer Sinuskurve am Punkt S ähnelt. Die eingespeiste Spannung
Vcc hat die Größenordnung
von 5 V und ein Strom von beispielsweise 200 mA fließt in die
Reihenschaltung der Antennenspule 1 und des Resonanzkondensators 2.
Ein magnetisch gekoppelter Transponder ist mit einer Haltperiode
ausgestattet, während
der das Trägersignal
abgeschaltet ist und ein Signal vom Transponder empfangen wird und
Daten zum Transponder durch Ein- und Ausschalten des Trägersignals übermittelt
werden.
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Nach
dem in 11 gezeigten Stand der Technik
braucht die Wellenform am Punkt S eine lange Zeit Δt, um abzuklingen,
selbst wenn das Trägersignal
mit einer rechteckigen Wellenform abgeschaltet ist. Bei einer so
langen Abklingzeit Δt
während
der AM-Modulation durch Ein- und Ausschalten des Trägersignals,
vergeht eine lange Zeit vor dem vollständigen Halt, selbst wenn das
Trägersignal
abgeschaltet ist, wodurch eine Datenkommunikation mit hoher Geschwindigkeit
nicht möglich
ist.
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Die
US-A-5 226 167 beschreibt eine Antennentreibervorrichtung für einen
Transponder, die eine Antennenspule mit einem Trägersignal steuert, um ein Magnetfeld
für einen
magnetisch gekoppelten Transponder zu erzeugen, mit:
einem
Resonanzkreis mit einer Antennenspule und einem Resonanzkondensator;
einem
ersten Schalter zum Schalten des Resonanzkreises in einem geschlossenen
Kreis, mit einer Gleichspannungsquelle zur Erzeugung eines in einer Richtung
fließenden
Stroms; und
Steuermitteln zum Steuern von Schaltern, derart, dass
der geschlossene Kreis der Resonanzschaltung erhalten bleibt, wenn
das Trägersignal
stetig anliegt und derart, dass der geschlossene Kreis des Resonanzkreises
unterbrochen ist, wenn das Trägersignal angehalten
ist.
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist eine Antennentreibervorrichtung
für einen
Transponder anzugeben, der in der Lage ist, ein Ausgangssignal während Perioden,
in denen das Trägersignal
angehalten ist, schnell abklingen zu lassen.
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Diese
Aufgabe wird mit einer Antennentreibervorrichtung gemäß Anspruch
1 gelöst.
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Unteransprüche sind
auf Merkmale bevorzugter Ausführungs formen
der Erfindung gerichtet.
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Die
Antennentreibervorrichtung für
einen Transponder steuert eine Antennenspule mit einem Trägersignal,
um ein magnetisches Feld für
einen magnetisch gekoppelten Transponder zu erzeugen, wobei die
Vorrichtung aufweist:
eine Resonanzschaltung, in der eine Antennenspule und
ein Resonanzkondensator in Reihe geschaltet sind;
Schalter
zum abwechselnden Schalten zwischen einem Zustand, in dem die Resonanzschaltung
einen geschlossenen Kreis bildet, der eine Gleichstromquelle zum
Liefern eines in einer Richtung fließenden Stroms beinhaltet, und
einem Zustand, in dem ein geschlossener Kreis mit einer Erdung gebildet
wird, um einen Strom zu liefern, der in einer anderen Richtung, gesteuert
durch das Trägersignal,
fließt;
und
Steuermittel zum Steuern der Schalter derart, dass der
geschlossene Kreis der Resonanzschaltung aufrechterhalten beleibt,
wenn das Trägersignal
weiterläuft
und derart, dass der geschlossene Kreis der Resonanzschaltung unterbrochen
wird, wenn das Trägersignal
angehalten ist.
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Ferner
steuert die Antennentreibervorrichtung vorzugsweise eine Antennenspule
gemäß einem
Trägersignal,
um einen magnetisch gekoppelten Transponder mit elektrischer Energie
zu versorgen, wobei die Vorrichtung aufweist:
eine Resonanzschaltung,
in der eine Antennenspule und ein Resonanzkondensator in Reihe geschaltet sind;
Schaltern
zum abwechselnden Schalten zwischen einem Zustand, in dem die Resonanzschaltung
einen geschlossenen Kreis bildet, der eine Gleichstromquelle umfasst,
zur Versorgung mit einem Strom, der in einer Richtung fließt, und
einem Zustand, in dem ein geschlossener Kreis gebildet wird, um
einen Strom zu liefern, der durch das Trägersignal gesteuert in einer
anderen Richtung fließt;
und
Steuermitteln zum Steuern der Schalter, derart, dass der
geschlossene Kreis der Resonanzschaltung beibehalten wird, wenn
das Leitersignal weiterläuft
und derart, dass der geschlossene Kreis der Resonanzschaltung unterbrochen
wird, wenn das Trägersignal angehalten
ist.
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Der
Schalter weist auf:
ein Schaltelement zwischen dem Ausgang
der Gleichstromquelle und einem Ende der Resonanzschaltung, wobei
dieses zwischen einem leitenden Zustand und einem offenen Zustand
gemäß dem Trägersignal
abwechselnd geschaltet wird, und ein weiteres Schaltelement zwischen
der Erdung und einem Ende der Resonanzschaltung, welches abwechselnd zwischen
einem leitenden Zustand und einem offenen Zustand gemäß dem Trägersignal
geschaltet wird, derart, dass das weitere Schaltelement in Gegenphase
zu dem einen Schaltelement schaltet, und wobei die Steuermittel
das eine und das weitere Schaltelement gleichzeitig in den offenen
Zustand schalten, wenn das Trägersignal
angehalten ist.
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Vorzugsweise
weisen die Schaltelemente auf:
ein Wechselschaltelement, welches
so schaltet, dass ein Ende der Resonanzschaltung abwechselnd an den
Ausgang der Gleichstromquelle
und an die Erdung gemäß dem Trägersignal
geschaltet und wobei ein An-/Ausschaltelement an ein anderes Ende
der Resonanzschaltung und die Erdung geschaltet ist, wobei das An-/Ausschaltelement
sich im leitenden Zustand befindet, wenn das Trägersignal fortdauert,
und
wobei die Steuermittel so steuern, dass das An-/Ausschaltelement
sich im offenen Zustand befindet, wenn das Trägersignal angehalten ist.
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Vorzugsweise
weisen die Schaltelemente ein Wechselschaltelement und ein An-/Ausschaltelement
auf, wobei das Wechselschaltelement abwechselnd geschaltet wird,
um ein Ende der Resonanzschaltung an den Ausgang der Gleichstromquelle
zu schalten oder
um ein Ende der Resonanzschaltung an die Erdung durch
das An-/Ausschaltelement gemäß dem Trägersignal
zu schalten;
und wobei die Steuermittel so schalten, dass das An-/Ausschaltelement
sich im leitenden Zustand befindet, wenn das Trägersignal fortdauert und das An-/Ausschaltelement
sich im offenen Zustand befindet, wenn das Trägersignal angehalten ist.
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Vorzugsweise
weisen die Schaltelemente auf: ein erstes Schaltelement zum Verbinden
oder Trennen eines Endes der Resonanzschaltung und den Ausgang der
Gleichstromquelle gemäß dem Trägersignal;
ein
zweites Schaltelement zum Verbinden oder Trennen des einen Endes
der Resonanzschaltung und der Erdung gemäß dem Trägersignal, derart, dass das
zweite Schaltelement in Gegenphase zu dem ersten Schaltelement geschaltet
ist;
ein drittes Schaltelement zum Verbinden oder Trennen des
anderen Endes der Resonanzschaltung und des Ausgangs der Gleichstromquelle
gemäß dem Trägersignal,
derart, dass das dritte Schaltelement in Gegenphase zu dem ersten
Schaltelement geschaltet ist;
ein viertes Schaltelement zum
Verbinden oder Trennen des anderen Endes der Resonanzschaltung und der
Erdung gemäß dem Trägersignal
derart, dass das vierte Schaltelement in der gleichen Phase wie das
erste Schaltelement geschaltet ist, die Steuermittel so steuern,
dass mindestens entweder die ersten und zweiten Schaltelemente oder
die dritten und vierten Schaltelemente gleichzeitig im offenen Zustand sind,
wenn das Trägersignal
angehalten ist.
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Vorzugsweise
steuern die Steuermittel die Schaltelemente so, dass die Resonanzschaltung
einen geschlossenen Kreis bildet, um den Empfang eines Signals und
Transponder zu ermöglichen.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung sind die Resonanzschaltung, in der eine Antennenspule
und ein Resonanzkondensator in Reihe geschaltet sind, so abwechselnd gemäß einem
Trägersignal
durch Schaltelemente zwischen einem Zustand, in dem Resonanzschaltung
einen geschlossen Kreis mit einer Gleichstromquelle bilden, um einen
Strom zu liefern, der in einer Richtung fließt und einem Zustand, in dem
ein geschlossener Kreis mit der Erdung gebildet wird, um einen Strom
bereitzustellen, der in der anderen Richtung fließt, wobei eine
magnetische Kopplung zum Transponder über das durch die Antennenspule
erzeugte Magnetfeld hergestellt wird. Da während eines Anhaltens des Trägersignals
der geschlossene Kreis der Resonanzschaltung durch die Steuermittel
getrennt ist, klingt der Strom, der durch die Antennenspule fließt, sofort ab,
um eine Datenübertragung
mit hoher Geschwindigkeit zu ermöglichen.
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Nach
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung sind eine Resonanzschaltung, in der eine Antennenspule
und ein Resonanzkondensator in Reihe geschaltet sind, abwechselnd gemäß einem
Trägersignal
durch Schaltelemente zwischen einem Zustand, in dem die Resonanzschaltung
einen geschlossenen Kreis bildet, der die Gleichstromquelle umfasst,
zum Liefern eines Stroms, der in einer Richtung fließt und einem
Zustand, in dem ein geschlossener Kreis mit der Erdung gebildet
wird, um einen Strom bereitzustellen, der in die Gegenrichtung fließt, geschaltet,
wodurch elektrische Energie von der Antennenspule zum Transponder
geliefert wird, da der geschlossene Kreis der Resonanzschaltung
durch Steuermittel während
eines Anhaltens des Trägersignals
unterbrochen ist, klingt der durch die Antennenspule fließende Strom
sofort ab, wodurch eine Datenübertragung
mit hoher Geschwindigkeit ermöglicht
wird.
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Nach
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung öffnet
sich ein weiteres Schaltelement, während ein Schaltelement geschlossen
ist, um einen Stromfluss durch die Resonanzschaltung in einer Richtung
zu ermöglichen.
Das andere Schaltelement leitet, während das eine Schaltelement
offen ist, und elektrische Energie, die in der Resonanzschaltung
angesammelt wurde, bewirkt einen Strom, der durch die Resonanzschaltung
in eine andere Richtung fließt.
Eine elektromagnetische Welle wird von der Antennenspule abgestrahlt,
um den Transponder elektrisch gemäß dem Trägersignal mit Energie zu versorgen.
Nachdem die Steuermittel derart steuern, dass eines der beiden Schaltelemente sich
in einem offenen Zustand befindet, gleichzeitig während eines
Anhaltens des Trägersignals,
wird der durch die Antennenspule der Resonanzschaltung fließende Strom
rasch gedämpft.
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Nach
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung schaltet die Resonanzschaltung durch ein Wechselschaltelement
zwischen einem Zustand, in dem ein Strom von der Gleichstromwelle
in einer Richtung fließt
und einem Zustand, in dem ein in der Resonanzschaltung angesammelter Strom
entladen wird und in die andere Richtung fließt, wodurch elektrische Energie
abgestrahlt wird, um den Transponder durch die Antennenspule zu treiben.
Wenn das Trägersignal
angehalten ist, klingt der durch die Antennenspule fließende Strom
rasch ab, was zu einem raschen Abklingen des Ausgangssignals der
Antennenspule führt,
da ein An-/Ausschaltelement durch die Steuermittel getrennt wird, um
das andere Ende der Resonanzschaltung und die Erdung zu trennen.
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Nach
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung werden ein Zustand, in dem ein Strom
in eine Richtung durch das erste Schaltelement und das vierte Schaltelement fließt und ein
Zustand, in dem ein Strom in der anderen Richtung durch das zweite
Schaltelement und das dritte Schaltelement fließt, abwechselnd geschaltet
zwischen der Resonanzschaltung und der Gleichstromquelle, so dass
eine elektromagnetische Welle zur Steuerung des Transponders von
der Antennenspule ausgesandt wird. Da die Steuermittel gleichzeitig
mindestens entweder das erste Schaltelement und das zweite Schaltelement
unterbrechen oder das dritte und das vierte Schaltelement, klingt ein
Strom, der durch die Resonanzschaltung fließt, schnell ab.
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Erfindungsgemäß kann ein
Signal vom Transponder mit hoher Empfindlichkeit empfangen werden,
da die Steuermittel die Schaltelemente so steuern, dass ein geschlossener
Kreis durch die Resonanzschaltung im Empfangszustand gebildet wird.
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Kurzbeschreibung der Figuren
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1 zeigt
ein elektrisches Schaltkreisdiagramm und Wellenformdiagramme, die
die Grundkonfiguration einer Ausführungsform der Erfindung darstellen;
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2 zeigt
ein elektrisches Schaltkreisdiagramm einer elektrischen Konfiguration
der in 1 gezeigten Ausführungsform;
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3 zeigt
ein Flussdiagramm, welches eine Arbeitsweise eines in 2 gezeigten
Mikrocomputers darstellt;
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4 zeigt
Wellenformdiagramme zur Erläuterung
der Effekte der Ausführungsform
gemäß 1;
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5 zeigt
ein elektrisches Schaltkreisdiagramm einer weiteren Ausführungsform
der Grundkonfiguration gemäß 1;
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6 zeigt
ein elektrisches Schaltkreisdiagramm und Wellenformdiagramme, die
die Grundkonfiguration einer weiteren Ausführungsform der Erfindung darstellen;
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7 zeigt
einen elektrischen Schaltkreis, der eine Grundkonfiguration einer
weiteren Ausführungsform
der Erfindung darstellt;
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8 zeigt
ein elektrisches Schaltkreisdiagramm der in 7 gezeigten
Ausführungsform;
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9 zeigt
ein elektrisches Schaltkreisdiagramm und Wellenformdiagramme, die
den Grundaufbau einer weiteren Ausführungsform der Erfindung darstellen;
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10 zeigt
ein elektrisches Schaltkreisdiagramm, welches die Konfiguration
eines herkömmlichen
Transponders darstellt; und
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11 zeigt
ein elektrisches Schaltkreisdiagramm und Wellenformdiagramme, die
eine Grundkonfiguration einer herkömmlichen Antennentreibervorrichtung
für einen
Transponder darstellen.
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Beste Form zur Ausführung der
Erfindung
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1 zeigt
den Grundaufbau einer Ausführungsform
der Erfindung in der oberen Hälfte
und Wellenformen der Bestandteile der Ausführungsformen in der unteren
Hälfte.
In einem Abfragesender kann eine Gleichstromquelle 20 einen
geschlossenen Kreis bilden, der dadurch gebildet wird, dass er an
eine Serienresonanzschaltung angeschlossen ist, die eine Antennenspule 21 und
einen Resonanzkondensator 22 aufweist zwischen Vcc als
einen Ausgang und GND als einen anderen Ausgang. Ein Schaltelement 23 ist
zwischen einem Ende des einen Resonanzkreises und dem Vcc-Ausgang
der Gleichstromquelle 20 angeschlossen und das andere Ende der
Resonanzschaltung ist bei GND geerdet. Ein anderes Schaltelement 24 ist
zwischen das eine Ende der Resonanzschaltung und der Erdung der
Gleichstromquelle geschaltet. Das eine und das andere Schaltelement 23 bzw. 24 sind
aus Halbleiterschaltelementen, wie bipolaren Transistoren und FET-Transistoren
hergestellt.
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Das
eine Schaltelement 23 wird so gesteuert, dass es abwechselnd
in An- und Auszuständen ist,
wie durch die Wellenform S1 dargestellt. Das andere Schaltelement 24 wird
so gesteuert, dass es in Gegenphase zu dem einem Schaltelement 23 schaltet,
was durch die Wellenform S2 dargestellt ist. Somit wird am Punkt
S eine Ausgangswellenform erhalten, die einer Sinuswelle ähnelt. Die
Antennenspule 21 erzeugt ein Magnetfeld 25, welches
der Wellenform am Punkt S entspricht. Dieses Magnetfeld 25 wird
von einer Antennenspule 27 eines Transponders 26 empfangen
und als Energiequelle benutzt, um eine Empfängerschaltung 28 zu
betreiben.
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Wenn
beide das eine Schaltelement 23 und das andere Schaltelement 24 in
den offenen Zustand geschaltet sind, was dem Aus-Zustand des Abfragesenders
entspricht, bildet die Resonanzschaltung, bestehend aus der Antennenspule 21 und
dem Resonanzkondensator 22 nicht mehr einen geschlossenen
Kreis, was zu einem schnellen Abklingen der Ausgangswellenform am
Punkt S führt.
Somit kann ein Wiederholungszyklus während der Datenübertragung
zum Transponder 26 durch Wiederholung der Aufrechterhaltung
und des Anhaltens des Trägersignals
für die
Steuerung verkürzt
werden, wodurch die Datenübertragungsgeschwindigkeit
steigt.
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2 zeigt
ein Beispiel einer speziellen Konfiguration des Abfragesenders der
Ausführungsform nach 1.
Das Einschaltelement 23 besteht aus einem PNP-Transistor 29 und
das andere Schaltelement 24 ist hergestellt unter Verwendung
eines NPN-Transistors 30. Ein Mikrocomputer 31 als
Steuermittel weist Ausgangsschaltungen 32, 33 auf, durch
die die Transistoren 29, 30 getrennt gesteuert werden.
Ein Eingangswiderstand 34 ist zwischen der Ausgangsschaltung 32 und
einer Basis des Transistors 29 geschaltet und ein Bias-Widerstand 35 ist
zwischen die Basis und dem Emitter des Transistors 29 geschaltet.
Ein Eingangswiderstand 36 ist zwischen die Ausgangsschaltung 33 und
einer Basis des Transistors 30 geschaltet und ein Bias- Widerstand 37 ist zwischen
die Basis und einem Emitter des Transistors 30 geschaltet.
Ein Kollektor des Transistors 29 und ein Kollektor des
Transistors 30 sind gemeinsam mit dem einen Ende des Resonanzkondensators 22 verbunden.
Der Emitter des Transistors 29 ist an +B geschaltet, der
ein Ausgang des Gleichstroms ist und der Emitter des Transistors 30 ist
bei GND geerdet, der den anderen Ausgang der Gleichstromquelle darstellt.
Ein Eingangssignal an der Empfängerschaltung
wird von einem Punkt abgegriffen, an dem das andere Ende des Resonanzkondensators 22 und
ein Ende der Antennenspule 21 angeschlossen sind. Das andere
Ende der Antennenspule 21 ist geerdet.
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Mit
der in 2 gezeigten Konfiguration kann ein Hochgeschwindigkeitsschalten
durchgeführt
werden, ohne zusätzliche
Teile und Schaltungen, indem das Ausgangstiming der Ausgangsschaltungen 32, 33 des
Mikrocomputers 31 einjustiert wird.
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3 zeigt
die Funktionsweise des Mikrocomputers 31 gemäß 2.
TR1, TR2 stellen die Transistoren 29 und 30 dar.
Der Betrieb beginnt mit Schritt a1 und ein Prozess gemäß einem
voreingestellten Hauptprogramm wird im Schritt a2 ausgeführt. Im
Schritt a3 wird festgestellt, ob das Trägersignal an oder aus ist.
Das Trägersignal
für die
Steuerung ist z.B. eine Rechteckwelle mit einer Frequenz von 120
bis 130 kHz. Da die Betriebszykluszeit des Mikrocomputers 31 kleiner
ist als die Zeit T, die einer Periode des Trägersignals entspricht, können viele Betriebsschritte
durchgeführt
werden, wenn das Trägersignal
entweder im Ein- oder
Aus-Zustand ist.
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Wenn
im Schritt a3 festgestellt wird, dass das Trägersignal an ist, schreitet
das Programm zu Schritt a4 fort, um zu bestimmen, ob eine Zeit T/2, was
der Hälfte
einer Periode T des Trägersignals
entspricht, abgelaufen ist oder nicht. Wenn bestimmt wird, dass
diese Zeitspanne noch nicht abgelaufen ist, geht das Programm zu
Schritt a2 zurück.
Wenn im Schritt a4 festgestellt wird, dass die Zeitspanne T/2 abgelaufen
ist, wird in einem Schritt a5 bestimmt, ob TR1 im An-Zustand ist.
Wenn festgestellt wird, dass TR1 sich im An-Zustand befindet, wird
TR1 im Schritt a6 in den Aus-Zustand
geschaltet und TR2 wird in einem Schritt a7 angeschaltet. Wenn im
Schritt a5 festgestellt wird, dass TR1 sich nicht im An-Zustand befindet,
wird TR2 im Schritt a8 in den Aus-Zustand versetzt und TR1 wird
im Schritt a2 in den An-Zustand versetzt. Das Programm kehrt zu
Schritt a2 zurück, wenn
die Schritte a7 oder der Schritt a9 abgearbeitet ist.
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Wenn
im Schritt a3 festgestellt wird, dass das Trägersignal aus ist, geht das
Programm weiter zum Schritt a10, um festzustellen, ob ein Empfang stattfindet
oder nicht. Wenn festgestellt wird, dass ein Empfang nicht stattfindet,
wird TR1 im Schritt a11 in den Aus-Zustand versetzt und TR2 wird
im Schritt a12 in den Aus-Zustand
versetzt. Das heißt,
die Transistoren 29 und 30 sind beide ausgeschaltet.
Wenn im Schritt a10 festgestellt wird, dass ein Empfang stattfindet,
wird TR1 ausgeschaltet in einem Schritt a13 und TR2 wird im Schritt
a14 angeschaltet. Das heißt,
einer der Transistoren 29 und 30 ist angeschaltet.
Das Programm kehrt zu Schritt a2 zurück, wenn die Schritte a12 oder
a14 abgeschlossen sind.
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Wie
oben beschrieben, steuert der Mikrocomputer 31 TR1, TR2
derart, dass sie abwechselnd an- und ausgeschaltet werden, zu jeder
Zeit T/2, was der Hälfte
der Periode des Steuersignals entspricht, um das alternierende Magnetfeld 25 gemäß dem Trägersignal
zu erzeugen. Wenn das Trägersignal
während
der Übertragung
angehalten ist, sind beide Transistoren TR1 und TR2 ausgeschaltet,
um den Resonanzkreis zu unterbrechen. Das führt dazu, dass die Stärke des
Magnetfelds 25 rapide abklingt. Ferner sind TR1 oder TR2
während
des Empfangs im An-Zustand, um den Resonanzkreis aktiv zu halten. Das
Schalten zwischen dem An-Zustand und dem Aus-Zustand wird eingestellt,
wenn ein Trägersignal während des
Empfangs erforderlich ist.
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4 zeigt
einen Zustand, bei dem eine Differenz in den Daten auftritt, welche
im Transponder bestimmt wird, zwischen einem Fall, in dem ein Transponder
in kurzer Entfernung angeordnet ist, wie bei (1) gezeigt und einem
Fall, bei dem der Transponder in großer Entfernung angeordnet ist,
wie bei (2) gezeigt, was auftritt, wenn das Abklingen während einer
Haltperiode des Trägersignals
verzögert
wird, wie das bei einem Transponder nach dem Stand der Technik der
Fall ist. In kurzer Entfernung wird im Transponder bestimmt, dass
ein Eingangssignal vorliegt, selbst in seinem abklingenden Bereich,
wenn das Signal ausreichend stark ist. Bei großer Entfernung wird festgestellt,
dass kein Eingangssignal vorliegt, aufgrund der geringen Signalstärke. Dies
führt zu
dem Unterschied. Gemäß dieser
Ausführungsform
kann das Auftreten einer solchen Differenz zwischen einer kurzen
und einer großen
Entfernung vermieden werden, da das Abklingen rasch auftritt.
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5 zeigt
eine weitere Ausführungsform nach
dem Grundaufbau, wie in 1 gezeigt ist. Bei dieser Ausführungsform
enthalten die Steuermittel ein NAND-Gatter 61, ein NOR-Gatter 62 und
einen Inverter 63. Die Schaltelemente weisen einen p-Kanal-NOS-Transistor 39 als
das eine Schaltelement 23 auf und einen n-Kanal-NOS-Transistor 40 als
das andere Schaltelement 24. Die Gatter der Transistoren 39, 40 werden
durch die Ausdehnung des NAND-Gatters 61 und des NOR-Gatters 62 jeweils gesteuert.
Ein Trägersignal
in Form einer rechteckigen Welle, wodurch die logischen Werte 1
und 0 abwechselnd wiederholt werden, wird an die Eingänge der
NAND-Gatter 61 und der NOR-Gatter 62 bei A angelegt.
Ein logischer Wert 1 oder 0 wird in Abhängigkeit von den Daten an den
Eingang des NAND-Gatters 61 und an den Eingang B des NOR-Gatters 62 durch
den Inverter 62 angelegt.
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6 zeigt
den Grundaufbau einer weiteren Ausführungsform der Erfindung in
ihrer oberen Hälfte und
Wellenform seiner Bestandteile in der unteren Hälfte. Ein Wechselschaltelement 41 ist
zwischen einer Resonanzschaltung und einem Ausgang Vcc der Stromquelle
geschaltet. Ein An-/Ausschaltelement 42 ist zwischen dem
anderen Ende des Resonanzkreises und der Erdung geschaltet, die
einen anderen Ausgang der Stromquelle darstellt. Das Wechselschaltelement 41 wird
zwischen einem Zustand geschaltet, in dem es das eine Ende des Resonanzkreises
zu einem Vcc der Gleichstromquelle verbindet und einem Zustand,
in dem es den anderen Ausgang GND der Gleichstromquelle in Abhängigkeit
von dem Trägersignal
miteinander verbindet. Das Schalten des Wechselschaltelements 41 ist
als Wellenform S1 in der unteren Hälfte der Figur dargestellt.
Das An-/Ausschaltelement 42 wird zwischen einem An-Zustand
und einem Aus-Zustand
geschaltet, wie in der unteren Hälfte
durch S2 dargestellt ist. Das heißt, in dem Bereich, in dem
das Trägersignal
fortdauert, schaltet das Wechselschaltelement 41 abwechselnd
zwischen Vcc und GND und das An-/Ausschaltelement 42 fährt fort
im leitenden Zustand zu sein. Während
der Haltperiode des Trägersignals sind
sowohl das Wechselschaltelement 41 und das An-/Ausschaltelement 42 in
einem offenen Zustand (Aus-Zustand). Daraus folgt, dass die Ausgangswellenform
an einem Punkt S rasch abklingt.
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7 zeigt
den Grundaufbau einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. Bei
dieser Ausführungsform
sind das An-/Ausschaltelement 42 gemäß der Ausführungsform, die in 6 gezeigt
ist, zwischen das Wechselschaltelement 41 und der Erdung geschaltet
und das andere Ende des Resonanzkreises ist direkt geerdet. Die Kontrolle über das
Wechselschaltelement 41 und das An-/Ausschaltelement 42 wird
wir in der Ausführungsform
gemäß 6 durchgeführt.
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Die
Ausführungsformen
nach den 6 und 7 sind effektiv
in Fällen,
wo beide Ausgangstransistoren eine Halbbrücke bilden und nicht gleichzeitig ausgeschaltet
werden können
aufgrund des Schaltungsaufbaus oder ähnlichem.
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8 zeigt
einen Aufbau, bei dem das Wechselschaltelement 41 gemäß 7 ausgeführt ist
unter Verwendung eines p-Kanal-MOS-Transistors 51 und
eines n-Kanal-MOS-Transistors 52 und wobei das An-/Ausschaltelement 42 ausgeführt ist unter
Verwendung eines n-Kanal-MOS-Transistors 52. Gatter des
Transistors 51 und des Transistors 52 werden gemeinsam
durch einen Eingang A gesteuert. Wenn die Gatter der Transistoren 51 und 52 kurzgeschlossen
sind oder das gleiche Logiksignal anlegt, besteht die Möglichkeit,
dass die Transistoren 51 und 52 gleichzeitig angeschaltet
sind. In diesem Fall ist der Transistor 53 vorgesehen,
der das Gatterpotential auf den logischen Wert 0 bringt, wodurch der
Resonanzkreis unterbrochen wird. Während des Empfangs ist der
A-Eingang auf einen der logischen Werte fixiert, um einen Eingang
an das Gatter des Transistors 53 in einem An-Zustand zu
legen, der den logischen Wert 1 hat, wodurch bewirkt wird, dass
der Resonanzkreis aktiviert ist. Ein Trägersignal von einem Oszillationsschaltkreis
wird an den A-Eingang gelegt,
selbst während
des Empfangs, wenn ein Trägersignal
erforderlich ist.
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9 zeigt
den Grundaufbau nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung in
der oberen Hälfte
und Wellenform, deren Bestandteile in der unteren Hälfte. Bei
dieser Ausführungsform
ist eine vollständige
Brückenschaltung
durch ein erstes Schaltelement 71, ein zweites Schaltelement 72,
ein drittes Schaltelement 73 und ein viertes Schaltelement 74 dargestellt.
Der Betrieb der ersten bis vierten Schaltelemente 71 bis 74 erfolgt
wie bei S1 bis S2 in der unteren Hälfte von 9 gezeigt.
Genauer gesagt, S1 und S2 werden in abwechselnden An- und Aus-Zuständen in
Gegenphase wiederholt und befinden sich beide im Aus-Zustand während der
Haltperiode des Trägersignals.
S3 und S4 werden abwechselnd in An- und Aus-Zuständen in Gegenphase wiederholt
und S1 und S3 sind in Gegenphase und S1 und S4 sind in gleicher
Phase. Das Signal am Punkt S hat eine Amplitude wie ein Signal einer
Halbbrücke und
klingt rasch ab, wenn S1 und S2 beide ausgeschaltet sind. Die ersten
bis vierten Schaltelemente 71 bis 74 werden ausgeführt als
Halbleiterschaltelemente wie beispielsweise bipolare Transistoren
und FET-Transistoren.
Die Kombination der Schaltelemente wird getrennt, wenn das Trägersignal
angehalten ist, etwa durch das dritte Schaltelement 73 und das
vierte Schaltelement 74. Alternativ dazu können alle
Schaltelemente 71 bis 74 gleichzeitig ausgeschaltet
sein.
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Gewerbliche Anwendbarkeit
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Wie
oben beschrieben, klingt ein Magnetfeld, welches durch eine Magnetspule
erzeugt wird, schnell ab, da die Steuermittel so arbeiten, dass
die Schaltelemente die Resonanzschaltung nicht dazu führen, einen
geschlossenen Kreis zu bilden, wenn das Trägersignal angehalten ist, einen
Transponder den Haltzustand des Trägersignals genau zu erkennen.
Dies ermöglicht
also dem Transponder, das Trägersignal
genau zu empfangen, selbst wenn der Wiederholungszyklus des Fortdauerns
und des Haltens des Trägersignals
abgekürzt
ist, wodurch die Datenübertragungsgeschwindigkeit
verbessert wird.
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Ferner,
da eine Dämpfung
während
eines Haltzustands des Trägersignals
schnell auftritt, besteht keine Möglichkeit, dass der Transponder
ein gedämpftes
Signal während
eines Haltzustands des Trägersignals
empfängt,
selbst wenn der Transponder nahe dem Signal der Antennenspule angeordnet ist,
was die Übermittlung
eines genauen Signals zum Transponder ermöglicht.
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Ferner
klingt erfindungsgemäß eine elektromagnetische
Welle, die von der Antennenspule erzeugt wird, schnell ab, da die
Steuermittel so arbeiten, dass die Schaltelemente den Resonanzkreis nicht
dazu bringen, einen geschlossenen Kreis zu bilden, wenn das Trägersignal
angehalten ist, was es dem Transponder ermöglicht, den Haltzustand des Trägersignals
genau zu erkennen.
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Somit
wird es dem Transponder ermöglicht, das
Trägersignal
genau zu empfangen, selbst wenn der Wiederholungszyklus der Dauer
und des Halts des Trägersignals
verkürzt
sind, wodurch die Datenübertragungsgeschwindigkeit
erhöht
wird. Ferner besteht nicht die Möglichkeit,
dass der Transponder ein gedämpftes
Signal während
eines Haltzustands des Trägersignals
empfängt,
selbst wenn der Transponder dicht an dem Signal der Antennenspule
angeordnet ist, da die Dämpfung
während
des Haltzustands des Trägersignals
schnell auftritt, was die Übertragung
eines akkuraten Signals an den Transponder ermöglicht.
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Ferner
wird erfindungsgemäß der Resonanzkreis
durch ein Trägersignal
gesteuert durch Schalten des einen Schaltelements und des anderen Schaltelements
derart, dass beide in Gegenphase sind und sowohl das eine als auch
das andere Schaltelement offen geschalten sind, wenn das Trägersignal
angehalten ist. Dies macht es möglich,
eine elektromagnetische Welle, die durch die Antennenspule erzeugt
wird, schnell zu dämpfen.
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Ferner
greift erfindungsgemäß das Wechselschaltelement
ein, wenn ein geschlossener Kreis, der die Gleichstromquelle einschließt, im Resonanzkreis gebildet
wird und das Wechselschaltelement und das An-/Ausschaltelement greifen
ein, wenn ein geschlossener Kreis ohne die Gleichstromquelle gebildet
wird. Zuverlässiges
Schalten ist möglich,
selbst wenn der elektrische Widerstand nicht notwendigerweise ausreichend
groß ist
bei Implementierung der Schaltelemente mit Halbleiterschaltelementen.
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Ferner
ist erfindungsgemäß eine so
genannte vollständige
Brücke
durch erste bis vierte Schaltelemente gebildet, was es ermöglicht,
eine Spannung zu erzeugen, die doppelt so groß ist wie die Ausgangsspannung
der Gleichstromquelle an der Antennenspule. Da jeweils die ersten
und zweiten Schalter oder die dritten und vierten Schalter gleichzeitig
im Aus-Zustand sind, wird der geschlossene Kreis im Resonanzkreis
unterbrochen, um es dem Trägersignal
zu ermöglichen,
schnell abzuklingen.
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Ferner
kann erfindungsgemäß ein Signal von
einem Transponder mit hoher Empfindlichkeit empfangen werden, da
der Resonanzkreis einen geschlossenen Kreis enthält.