FR2923334A1 - Circuit emetteur-recepteur destine a cooperer avec un transpondeur dans un systeme d'antivol electronique pour vehicule automobile - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un circuit émetteur-récepteur (21) mis en oeuvre pour collecter par couplage magnétique un code numérique contenu dans un transpondeur.Ce circuit émetteur-récepteur (21) comporte un circuit résonnant et un générateur de tension (22) alimentant ce circuit résonnant, ainsi qu'un démodulateur connecté au circuit résonnant pour en lire la tension. Le circuit résonnant comporte une première branche RLC (23) et une seconde branche RLC (36) connectées l'une à l'autre de telle façon que chaque branche RLC (23, 36) a ses extrémités alimentées par le générateur de tension.L'invention s'applique aux systèmes d'antivol de véhicules automobiles.
Description
L'invention concerne un circuit émetteur-récepteur destiné à coopérer avec un transpondeur pour collecter un code numérique contenu dans ce transpondeur. Un tel circuit est par exemple intégré à la co- lonne de direction d'un véhicule, le transpondeur équipant quant à lui une clé de contact du véhicule. Lorsqu'un utilisateur engage la clé dans une serrure pour démarrer le véhicule, le circuit émetteur et récepteur est activé pour collecter le code numéri- que mémorisé dans ce transpondeur. Le démarrage du véhicule est autorisé lorsque ce code correspond à une valeur mémorisée dans le véhicule. ARRIERE PLAN DE L'INVENTION Un tel circuit, qui est divulgué notamment dans la demande de brevet FR2741850, est représenté schématiquement en figure 1 en y étant repéré par 1. Il comporte un générateur de tension alternative 2 alimentant une branche 3 du type RLC série, c'est à dire comportant en série une résistance électrique 4, un condensa- teur 6 et une bobine inductive 7. Ce circuit coopère avec un transpondeur repéré par 8 dans la figure 2, comportant une bobine inductive 9 reliée en parallèle à un condensateur 11, et reliée en parallèle à un modulateur 12. Le modulateur 12 corn- porte un interrupteur commandé 13 pouvant occuper soit une première position, soit une seconde position. Dans la première position, l'interrupteur commandé 13 est relié à une première résistance 14, et dans la seconde position, il est relié à une seconde résistance 16. L'impédance du transpondeur 8 a ainsi soit une première valeur soit une seconde valeur, selon que l'interrupteur 13 occupe la première ou la seconde position.
Concrètement, lorsque le circuit émetteur-récepteur 1 est alimenté par son générateur de tension alternative 2, à une fréquence porteuse valant par exemple 125 kHz, un courant de même fréquence s'établit dans le transpondeur 8, du fait du couplage magnétique des bobines 7 et 9. Le modulateur 12 est alors commandé, à une fréquence significativement inférieure à la fréquence de la porteuse, pour occuper une succession de positions correspondant au code mémorisé dans le transpondeur, exprimé sous une forme binaire. Compte tenu du couplage inductif par lequel le circuit 1 est lié au transpondeur 8, la modulation, c'est-à-dire l'amplitude de la tension alternative en un point du circuit émetteur-récepteur 1 est condition-née par la valeur de l'impédance du transpondeur 8. Cette tension est lue en un point repéré par 17, situé entre la bobine 7 et le condensateur 6 du circuit 1, par un démodulateur 18 connecté à ce circuit, afin de reconstituer la valeur du code mémorisée dans le trans- pondeur 8 à partir de l'évolution de l'amplitude. Dans un tel système, il s'avère que le coefficient de couplage des bobines 7 et 9 est très faible, typiquement inférieur à cinq pourcent, de sorte que les variations de l'amplitude de la tension alternative au point 17 sont trop faibles pour permettre au démodulateur 18 de reconstituer le code du transpondeur dans des conditions de fiabilité satisfaisantes. OBJET DE L'INVENTION Le but de l'invention est de proposer une solu- tion pour remédier aux inconvénients ci-dessus RESUME DE L'INVENTION A cet effet, l'invention a pour objet un circuit émetteur-récepteur pour collecter par couplage inductif, un code numérique contenu dans un transpondeur distant, ce circuit émetteur-récepteur comportant un circuit résonnant et un générateur de tension alimentant ce circuit résonnant, ainsi qu'un démodulateur connecté au circuit résonnant pour en lire une tension, ce circuit résonnant comportant une branche RLC série alimentée par le générateur de tension et incluant une bobine inductive pour établir un couplage inductif avec le transpondeur distant, caractérisé en ce que le circuit résonnant comporte une seconde branche RLC série alimentée par le générateur de tension, les composants de cette seconde branche étant disposés selon un ordre inverse par rapport à l'ordre des composants de la première branche, ainsi qu'une branche de mesure ayant une première extrémité connectée à la première branche et une seconde extrémité connectée à la seconde branche en des points ayant des tensions en opposition de phase, cette branche de mesure comportant deux résistances en série, le démodulateur étant électriquement relié un point de connexion reliant les deux résistances l'une à l'autre. Avec cette solution, le circuit résonnant avec sa branche de mesure constitue un circuit différentiel se comportant comme un pont de Wheatstone : la tension lue par le démodulateur est représentative du déséquilibre de ce pont, c'est-à-dire de l'écart entre l'inductance de la bobine de la première branche RLC qui est couplée au transpondeur, et la bobine de la seconde branche RLC qui n'est pas couplée avec le transpondeur. Les deux branches RLC constituent une boucle résonnante excitée par le générateur, de sorte que le courant circulant dans cette boucle a une intensité plus importante du fait qu'il ne traverse pas le générateur. Les variations de l'amplitude du signal lu sont ainsi augmentées, ce qui facilite la lecture de ces variations par le démodulateur. L'invention concerne également un circuit tel que défini ci-dessus, dans lequel la première branche RLC série comporte successivement une première bobine inductive, une première résistance, et un premier condensateur connectés en série, la seconde branche RLC comportant successivement un second condensateur, une seconde résistance, et une seconde bobine inductive connectés en série, la première bobine inductive étant connectée au second condensateur, le premier condensa- teur étant connecté à la seconde bobine inductive. L'invention concerne également un circuit tel que défini ci-dessus, dans lequel la branche de mesure a sa première extrémité connectée entre la première ré- sistance et le premier condensateur, et sa seconde extrémité connectée entre la seconde résistance et le second condensateur. L'invention concerne également un circuit tel que défini ci-dessus, dans lequel la première et la deuxième branche RLC ont les mêmes valeurs de résistance, d'inductance et de capacité, et dans lequel les résistances du pont de mesure ont des valeurs différentes. L'invention concerne également un circuit tel que défini ci-dessus, comportant une première et une seconde résistance d'entrée interposées respectivement entre chaque borne du générateur et le circuit résonnant.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURES La figure 1 déjà décrite est une représentation schématique d'un circuit émetteur-récepteur de l'Etat de la technique ; La figure 2 déjà décrite est une représentation schématique d'un transpondeur de l'Etat de la technique
La figure 3 est une courbe représentative de l'amplitude de la tension dans le circuit émetteur- récepteur de l'Etat de la technique ; La figure 4 est une représentation schématique du circuit émetteur-récepteur selon l'invention ; La figure 5 est une représentation schématique d'un transpondeur coopérant avec le circuit émetteur- récepteur selon l'invention ; La figure 6 est une courbe représentative de l'amplitude de la tension dans le circuit émetteur-récepteur selon l'invention. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION L'idée à la base de l'invention de former un circuit différentiel de manière à favoriser, au niveau du signal lu par le démodulateur, les composantes représentatives de la modulation de la porteuse, et pour atténuer les composantes représentatives de la porteuse en elle-même. A titre de référence, la figure 3 montre la courbe M17 qui représente la modulation de la tension du point 17 du circuit émetteur-récepteur 1 connu de l'Etat de la technique, c'est à dire les variations d'amplitude de la porteuse lorsque ce circuit est couplé au transpondeur. Cette courbe M17 est obtenue lorsque le dimensionnement de ce circuit est le suivant : la résistance 4 vaut 25 ohms, la capacité du condensateur 6 vaut 2,1 nanofarads, et la bobine 7 a une inductance de 740 microhenrys ainsi qu'une résistance de 25 ohms. Comme le montre cette courbe M17, les variations de l'amplitude de la tension au point 17 s'étendent sur 28 milli- volts. Le circuit émetteur-récepteur selon l'invention qui est représenté dans la figure 4 en y étant repéré par 21, comprend un générateur de tension 22 alimentant une première branche RLC repérée par 23 et une seconde branche RLC repérée par 36 et constituant un circuit résonnant 57. La première branche 23 comprend un premier condensateur 24, une première résistance 26 et une première bobine inductive 27 montés en série. Comme visi- ble dans la figure 4, la première bobine inductive 27 est modélisée par un élément comportant une inductance pure 33 et une capacité parasite 34 montée en parallèle. La seconde branche RLC 36 comporte un second condensateur 38, une seconde résistance 39 et une seconde bobine inductive 41 montés en série. Cette seconde branche RLC série 36 est connectée en parallèle aux extrémités de la première branche RLC série 23, le second condensateur 38 étant relié à la première bobine inductive 27, la seconde bobine inductive 41 étant reliée au premier condensateur 24. Comme illustré sur la figure, le générateur de tension 22 comprend ici un premier interrupteur commandé 28 connecté à une extrémité de la première branche RLC 23 et à une extrémité de la seconde branche RLC 36, pour les relier soit à une masse M, soit à une source de tension continue non représentée. Ce générateur 22 comprend également un second interrupteur commandé 29, relié à l'autre extrémité de la première branche RLC 23 et à l'autre extrémité de la seconde branche RLC 36, et pouvant également relier ces autres extrémités soit à la masse M, soit à une source de tension continue.
Les deux interrupteurs 28 et 29 sont commandés pour s'ouvrir et se fermer en opposition de phase, de manière à appliquer à deux points du circuit résonnant 57 une tension alternative en forme de signal dit car-ré, constituant une porteuse, et dont la fréquence vaut par exemple 125 kHz. Dans la figure 4, on a également représenté deux résistances parasites 31 et 32 dans le circuit 1, montées en série respectivement, entre le premier interrupteur 28 et le circuit résonnant 57, et entre le second interrupteur 29 et le circuit résonnant 57. Ces deux éléments 31 et 32, modélisent les résistances parasites qu'introduisent les composants formant les interrupteurs 28 et 29. Le circuit comporte également une branche de mesure 37 connectée aux deux branches RLC série 23 et 36. La branche de mesure 37 est quant à elle reliée à la première branche RLC 23 par une première connexion repérée par 42, et elle est reliée à la seconde branche RLC 36 par une seconde connexion repérée par 43. La première connexion 42 est située d'une part entre le premier condensateur 24, et d'autre part la première résistance 26 et la première bobine inductive 27. La seconde connexion 43 est quant à elle située en- tre d'une part le second condensateur 38, et d'autre part la seconde bobine inductive 41 et la seconde résistance 39.
La branche de mesure 37 comporte deux résistances de mesure 44 et 46, de valeurs proches mais différentes, ainsi qu'un point de mesure de tension 47 situé entre ces deux résistances. Complémentairement, un dé- modulateur 48 est connecté au point de mesure 47 pour convertir le signal de tension en ce point 47 en une information binaire. Comme visible dans la figure 3, le premier interrupteur commandé 28 du générateur de tension 22 est connecté au premier condensateur 24 et à la seconde bobine inductive 41 par l'intermédiaire d'une première résistance d'entrée 49. De manière analogue, le second interrupteur commandé 29 de ce générateur 22 est relié à la première bobine inductive 33 et au second conden- sateur 38 par l'intermédiaire d'une seconde résistance d'entrée 51. Grâce à ces résistances d'entrée 49 et 51, le circuit résonnant 57 est sensiblement isolé du générateur de tension 22 qui constitue ainsi principalement un excitateur électrique de ce circuit résonnant 57. L'amplitude du courant circulant dans le générateur est ainsi limitée, en rendant ce circuit résonnant, c'est à dire flottant. La branche de mesure 37 permet quant à elle de lire, au point 47, une tension U47 qui est une combinai-son linéaire des tensions U42 et U43 des points 42 et 43 . U47=(U42.R44+U43.R46) / (R44+R46). La tension U47 du point de mesure 47 est lue par le démodulateur 48, pour reconstituer le code numérique contenu dans le transpon- Beur. A titre d'exemple, le circuit selon l'invention peut être dimensionné comme suit : la première bobine 33 a une impédance de 680 microhenrys ainsi qu'une ré- sistance de 25 ohms et une capacité parasite de 56 picofarads ; la première résistance 26 vaut 22 ohms, le premier condensateur 24 a une capacité de 2,33 nanofarads ; la seconde bobine 41 a une inductance de 680 mi- crohenrys et une résistance de 31 ohms ; la seconde résistance 39 vaut 18 ohms ; le second condensateur 38 a une capacité de 2,38 nanofarads ; les résistances d'entrée 49 et 51 valent 18 ohms chacune ; la résistance 44 vaut 47 kOhms et la résistance 46 vaut 39 kOhms ; et les résistances parasites 31 et 32 valent 2 ohms chacune. Ainsi, la première et la seconde bobine ont les mêmes valeurs d'inductance, ou des valeurs très proches, et le premier et le second condensateur ont éga- lement des valeurs de capacités qui sont très proches l'une de l'autre, voire identiques. Le transpondeur avec lequel ce circuit émetteur-récepteur 21 est destiné à coopérer est représenté en figure 5 en y étant repéré par 52. De façon analogue au cas du transpondeur 8 de la figure 2, il comporte une bobine inductive 53 à laquelle est connecté en série un condensateur 54, ainsi qu'un modulateur repéré par 56. Le modulateur 56 comporte par exemple un inter-rupteur et deux résistances, pour fonctionner comme le transpondeur 8 de la figure 2. Ce transpondeur 52 peut être dimensionné avec une bobine 53 ayant une inductance de 2,3 millihenrys et une résistance de 46 ohms, et un condensateur 54 de 470 picofarads.
Lorsque le couplage magnétique du circuit émet- teur-récepteur 21 ainsi dimensionné, avec le transpon- deur 52 ainsi dimensionné vaut 2,4 pourcents, la courbe M47 représentative de la modulation, c'est-à-dire des variations de l'amplitude de la tension U47 correspond à celle représentée en figure 5, et ces variations s'étendent sur 164 millivolts. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit mais englobe toute variante entrant dans le champ de l'invention tel que revendiquée. En particulier, les points de connexion 42, 43 peuvent être disposés différemment le long des branches 23, 36.
Claims (5)
1. Circuit émetteur-récepteur (21) pour collecter par couplage inductif, un code numérique contenu dans un transpondeur (52) distant, ce circuit émetteur-récepteur (21) comportant un circuit résonnant (57) et un générateur de tension (22) alimentant ce circuit ré-sonnant (57), ainsi qu'un démodulateur (48) connecté au circuit résonnant (57) pour en lire une tension, ce circuit résonnant (57) comportant une branche RLC série (23) alimentée par le générateur de tension (22) et incluant une bobine inductive (27) pour établir un cou-plage inductif avec le transpondeur (52) distant, caractérisé en ce que le circuit résonnant (57) comporte une seconde branche RLC série (36) alimentée par le générateur de tension (22), les composants de cette seconde branche (36) étant disposés selon un ordre in-verse par rapport à l'ordre des composants de la première branche (23), ainsi qu'une branche de mesure (37) ayant une première extrémité connectée à la première branche (23) et une seconde extrémité connectée à la seconde branche (36) en des points (42, 43) ayant des tensions en opposition de phase, cette branche de me-sure {37) comportant deux résistances {44, 46) en sé- rie, le démodulateur étant électriquement relié à un point de connexion (47) reliant les deux résistances (44, 46) l'une à l'autre.
2. Circuit selon la revendication 1, dans le-quel la première branche RLC série (23) comporte suc- cessivement une première bobine inductive (27), une première résistance, et un premier condensateur (24) connectés en série, la seconde branche RLC (36) comportant successivement un second condensateur (38), uneseconde résistance (39), et une seconde bobine inductive (41) connectés en série, la première bobine inductive (27) étant connectée au second condensateur (38), le premier condensateur (24) étant connecté à la se- conde bobine inductive (41).
3. Circuit selon la revendication 2, dans le-quel la branche de mesure (37) a sa première extrémité connectée entre la première résistance (26) et le premier condensateur (24), et sa seconde extrémité connec- tée entre la seconde résistance (39) et le second condensateur (43).
4. Circuit selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la première et la deuxième branche RLC (23, 36) ont les mêmes valeurs de résistance, d'inductance et de capacité, et dans lequel les résistances (44, 46) du pont de mesure (37) ont des valeurs différentes.
5. Circuit selon l'une des revendications précédentes, comportant une première et une seconde résis- tance d'entrée (49, 51) interposées respectivement entre chaque borne du générateur et le circuit résonnant.
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