CN1247651A - 数据通信装置 - Google Patents

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Abstract

一种可用于一波系统和两波系统的远程通信装置包括:第一和第二调谐电路(1,2);与第一调谐电路(1)连接并用由其接收的信号生成电能的电源电路(3);以及信息处理电路(15),通过开关电路(6)与第一调谐电路(1)或第二调谐电路(2)连接并包括检波电路(7)、译码器(8)、编码器(10),其中信息处理电路(15)包括检测电路(14),其根据第一调谐电路(1)的输出检测接收的无线电波是一波系统或二波系统和控制开关电路(6)使检波电路(7)与第一和第二调谐电路(1,2)之一连接。

Description

数据通信装置
本发明涉及一种数据通信装置，其接收从天线发送的无线电波以产生通信电能。
通常，一高频终端(RF.TAG)，其由从天线发送的无线电波产生电能并发送已存储在其中的信息，其已被开发并被用于架空索道的门、局站的门、包裹分类等。
高频终端具有一非易失存储器和一发送/接收机构，但是不具有如电池这样的电源。此外，电能是由接收的无线电波(高频信号)产生的。因此，其中不需设置电源并且信息交换可以长期进行。此外，由于它是由无线电波操作的，所以可以进行优越的遥控(无接触)数据通信。
对于采用这样的通信装置(后面称作应答器)的一系统，一种类型的无线电波(一波模式)或两种类型的无线电波(二波模式)可以从另一通信装置(后面称作询问器)发送。在一波模式中只有载有信息的载波从应答器发送，所以该载波被整流以生成电能并被检波以获取信息。
在另一方面，在二波模式中，用于生成电能的第一载波没有被调制，而具有信息的第二载波被发送。因此，第一和第二载波是分别接收的，所以第一载波被整流以产生电能，而第二载波被检波以获得信息。
由于在这些模式中用的应答器(例如，高频终端)在结构上必定是不相同的，所以在一种模式中使用的应答器不能用在另一种模式中。因此，为了在两种模式中进行通信，需要有两种类型的应答器。此外，必须生产构成应答器的两种类型的集成(IC)电路。其产生的缺点不仅是设计、制造和产品的成本增加，而且也使正常使用中产品(集成电路、通信装置等)管理复杂化。
本发明的目的是提供一种数据通信装置(应答器)，其在一波模式和二波模式中都能使用。
本发明的目的是通过用于与询问器数据通信的一数据通信装置实现的，其包括：一电能生成电路，其利用从询问器发送的具有第一频率的信号生成电能；以及一调制电路，其在从询问器发送的具有第一频率的信号已根据询问数据被调制时，按照对询问数据的应答信息调制具有第一频率的信号，并且在从询问器发送的具有第一频率的信号没有被调制时，按照对通过解调从询问器发送的具有第二频率的信号获得的询问数据的应答信息，调制具有第二频率的信号。
本发明的优点在于，一个数据通信装置(应答器)能够在一波模式和二波模式情况下通信，所以不需要两种类型的数据通信装置。此外，由于不必生产两种类型的集成电路以构成数据通信装置，所以实现了设计、制造和产品成本的降低，并且正常使用的产品(集成电路或通信装置)管理被简化。
图1是本发明第一实施例的高频终端的结构方块图。
图2A和2B是二波模式情况下信号的波形图。
图3是在一波模式情况下信号的波形图。
图4A和4B是结合询问器和应答器的操作的时序图。
图5示出了从高频终端发回询问器的信号的波形图。
图6是本发明第二实施例的高频终端的结构方块图。
图7示出了检测与接收的无线电波相关的模式的开关控制电路的结构方块图。
图8A和8B示出了输入到检波电路或从检波电路输出的波形图。
下面将参照所附的附图详细地描述本发明的实施例。其中相同的标号表示相同或相对应的部分。
第一实施例
图1是示出本发明第一实施例的高频终端(询问器)的整个结构的方块图。如图1所示，高频终端100通过无线电波从具有天线201的询问器200接收信号和向询问器200发送信号，并且其设有第一调谐电路1、第二调谐电路2和集成电路110。
第一调谐电路1包括大致调谐在13.56MHz并作为接收天线的调谐线圈L1，以及连接在调谐线圈L1两端之间的调谐电容C1。从调谐线圈L1输出具有由调谐线圈L1和调谐电容C1确定的调谐频率f1的信号。
第二调谐电路2包括大致调谐在3.99MHz并作为发送/接收天线的调谐线圈L2，以及连接在调谐线圈L2两端之间的调谐电容C2。从调谐线圈L2输出具有由调谐线圈L2和调谐电容C2确定的调谐频率f2的信号。
此外，集成电路110包括：连接到第一调谐电路1和通过接收的高频信号产生电能的一电源电路3；一信息处理电路15；以及一开关电路6，其是由一半导体开关构成，并且在初始状态连接于一连接点A。电源电路3包括：整流调谐信号的一整流电路4，以及与整流电路4连接用于稳定由整流器4整流并送出的电压的一调整器5。调整器5的输出电压提供给集成电路110中的每一电路。
此外，信息处理电路15包括：与开关电路6连接的一检波电路7，其检波(解调)从第一调谐电路1或第二调谐电路2提供的如图8A所示的一被调制的信号(载波)，以便获得如图8B所示的一信息信号；以及连接到检波电路7的一译码器8。图8B所示的信息信号是一数字信号，其是被整形电路(未示出)整形为一矩形波的一脉冲信号，然后被提供给译码器8。
此后，译码器8根据预定的协议将上述的脉冲信号译码并输出数字数据。通常，译码器8还进行串行-并行变换。
信息处理单元15包括连接于译码器8的一存储器12。存储器12是按照由译码器8输出的地址指定数据存取的，并且读取存储在指定地址中的数据。
信息处理单元15包括：与存储器12连接的一编码器10；与译码器8和编码器10连接的一协议提供部分9；与编码器10连接的一脉冲电路11；以及栅极连接到脉冲电路11的一N沟道MOS晶体管13。对于从存储器112中读出的数据的编码处理是由编码器10根据协议提供部分9提供的协议执行的。在大多数情况下，编码器10还进行并行-串行变换。已被变换为串行数据的数据被脉冲电路11依次变换为一脉冲串信号并被提供给N沟道MOS晶体管13的栅极。
信息处理电路15包括与开关电路6和检波电路7连接的一信号传输线16，而且所述N沟道MOS晶体管的源极与地节点相连和其漏极与信号传输线16相连。在N沟道MOS晶体管13导通期间和阻断期间，通过开关电路6连接到信号传输线16的第一调谐电路1或第二调谐电路2的阻抗是不同的。
信息处理电路15包括与检波电路7连接的一开关控制电路14，并且为由开关电路6选择连接的连接点A和连接点B检测接收的无线电波的模式。开关控制电路14检查第一调谐电路1的输出信号，如果该输出信号与一波模式相关，其用开关电路6连接连接点A，如果输出信号是与二波模式相关，其利用开关电路6连接连接点B。应看到连接点A是在初始状态由开关电路6连接的，且第一调谐电路1的输出信号是由检波电路7检出的。
开关控制电路14包括：一锁存器电路32、一寄存器33和一连接锁存器32和寄存器33的比较器34，如图7所示。锁存器电路32锁存检波电路7的输出信号中的预定数目的比特，寄存器33为一波模式(或二波模式)存储参考数据。比较器34将锁存器电路32的输出信号与寄存器33的输出信号进行比较，如果他们一致的话则输出“1”，如果他们不一致的话，则输出“0”。例如，如果寄存器33存储与一波模式相关的数据，在输出“1”时，连接点A被开关6连接，而在输出“0”时，连接点B被开关电路6连接。
下面将描述根据第一实施例的高频终端100的工作过程。
最初，在询问器200有二波模式时，从天线201发射没有被调制并且是频率f1的载波的第一信号(如图2A所示)和为任意信息信号(如图2B中所示的“10101”)和具有频率f2的幅度调制的载波。
此时，在高频终端100中，第一调谐电路1接收第一信号而第二调谐电路2接收第二信号。接收的第一信号被电源电路3变换成电能，以便于为包括在高频终端100的检波电路7、开关控制电路14等提供电能作为工作电源。
另一方面，在初始状态，由于连接点A被开关电路6连接，所以由第一调谐电路1接收的第一信号是通过开关电路6提供给检波电路7，并且询问器200的二波模式被开关控制电路14检出。所以，连接点B被开关电路6连接，而由第二调谐电路2接收的第二信号通过信号传输线16提供给信号处理电路15。此后，由译码器8从图2B所示的第二信号中译出信息“10101”，并由脉冲电路11脉动产生出图5所示的对该信息的应答信息“10110”。N沟道MOS晶体管13由脉冲电路11脉动出的脉冲串信号导通或阻断，而且第二调谐电路2的阻抗被改变。
对于从询问器200发送的第二信号，对于询问器200其发送周期T0-T1、T2-T3和接收周期T1-T2交替地排列如图4A所示。虽然在发送周期T0-T1、T2-T3调制信号(如图2B所示的调制信号)被发送，而在接收周期T1-T2没有被调制的频率为f2的载波信号被发送。然而，在接收周期T1-T2，由于将作为询问器200的负载的第二调谐电路2的阻抗是根据N沟道MOS晶体管13的导通/阻断由无线电波改变的，所以已经按照图5所示的“10110”幅度调制的信号通过自询问器200发送的信号电平的检测被识别出。应认识到，通过无线电波从高频终端100到询问器200的应答信号的发送也是等同的。更具体地说，来自高频终端100的应答信息是由来自询问器200的无线电波传送的，从高频终端100没有发送无线电波。
图4B是高频终端100操作过程的时序图。如图4B所示，高频终端100的工作过程与图4A所示的询问器200的工作过程是相反的关系。
应看到高频终端100的模式是根据指令在接收和发送模式之间切换的，该指令是从询问器200发送的并作为信息的一部分。
当询问器200具有一波模式时，只有一个如图3所示信息调制幅度的频率为f0的载波信号提供给高频终端100。频率f0是与二波模式的包括载波的信号频率f1相同或相近的频率。因此，图3所示的信号被第一调谐电路1接收。此时，第二调谐电路2没有接收到任何信号，所以其输出是0。
由第一调谐电路1接收的信号被电源电路3变换成电能。与二波模式不同，尽管在用于整流调制信号的整流电路4的输出电平有轻微的变化，但是调整器5将该电压保持在一预定的电平上。
接收的信号还通过开关电路6由检波电路7检出，并根据由开关控制电路14检测的一波模式，连接点A仍然被开关电路6连接。
N沟道MOS晶体管13被脉冲电路11输出的脉冲串信号导通或阻断，而且第一调谐电路1的阻抗被改变。此外，对询问器200的应答信息的发送是由被第一调谐器1接收的无线电波完成的。
第二实施例
图6是本发明第二实施例的高频终端(应答器)的整体结构的方块图。如图6所示，此高频终端具有与第一实施例的高频终端相似的结构，只是第二调谐电路2的一端没有连接到地接点，信号传输线16a和16b分别通过开关电路6a和6b连接到第二调谐电路2的两端，而且高频终端设置有：输入端连接到信号传输线16a和16b的比较器17，串联连接在脉冲电路11和信号传输线16a之间的反相器18和电阻R1，串联连接在脉冲电路11和信号传输线16b之间的电阻R2，其中开关控制电路14控制开关电路6a和开关电路6b。
更具体地说，开关控制电路14使开关电路6a和6b连接在同一侧的连接点。换句话说，如，当连接点A被开关电路6a连接时，连接点A也被开关电路6b连接。
具有这种结构的高频终端101也能够如第一实施例中的高频终端100一样，在一波模式和二波模式两种模式下与询问器200通信。

Claims (3)

1、一种用于与询问器(200)数据通信的数据通信装置，其特征在于包括：
电能生成装置(3)，其利用从所述询问器(200)发送的具有第一频率的信号生成电能；以及
调制装置(1、2、6、15)，其在从所述询问器(200)发送的所述具有第一频率的信号已根据所述询问数据被调制时，按照对询问数据的应答信息调制所述具有第一频率的信号，并且在从所述询问器(200)发送的所述具有第一频率的信号没有被调制时，按照对通过解调从所述询问器(200)发送的所述具有第二频率的信号获得的询问数据的应答信息，调制具有第二频率的信号。
2、根据权利要求1所述的数据通信装置，其特征在于所述调制装置(1、2、6、15)包括：
用于发送和接收具有第一频率的所述信号的第一调谐装置(1)；
用于发送和接收具有第二频率的所述信号的第二调谐装置(2)；
用于解调由所述第一调谐装置和所述第二调谐装置中的一个接收信号的解调装置(7)；
开关装置(6，6a，6b)，用于将所述解调装置与所述第一调谐电路和所述第二调谐电路中的一个相连，并在所述初始状态将所述解调装置与所述第一调谐装置连接；以及
与所述解调装置连接的开关控制装置(14)，其用于控制所述的开关装置，以在由所述解调装置解调的具有第一频率的所述信号已被调制时，将所述解调装置与所述第一调谐装置连接，并在所述信号没有被调制时将所述解调制装置与所述第二调谐装置连接。
3、根据权利要求2所述的数据通信装置，其特征在于所述调制装置(15)还包括连接在所述开关装置(6a，6b)和所述解调装置(7)之间的差分放大装置(17)，用于差分地输入由所述第一调谐装置(1)或所述第二调谐装置(2)接收的信号。
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