CN1659585A - 用于储存由信息电压表示的信息的数据载体 - Google Patents

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Abstract

在设置成以非接触方式接收信号(S)的一种数据载体(1)中，提供电路(2)，该电路(2)设置成通过使用信号(S)产生用于电路(2)的部件的电源电压(V)，电路(2)具有设置成容性地储存信息的存储装置(5)，该信息由在存储装置(5)出现的信息电压的值表示，并且电路(2)具有设置成接收控制信号(CS)的信息电压产生装置(6)，控制信号(CS)是至多等于电源电压(V)值的电压值，并且信息电压产生装置(6)设置成通过使用控制信号(CS)产生信息电压(UI)，其中信息电压产生装置(6)具有设置成使控制信号(CS)的电压值升高的升压装置(8)。

Description

用于储存由信息电压表示的信息的数据载体
本申请涉及一种数据载体，它设置成以非接触方式接收信号并具有电路，可以向该电路供给该信号并且该电路设置成通过使用该信号产生用于电路部件的电源电压，该电路包括设置成容性地储存信息的存储装置，该信息由在存储装置出现的信息电压的值表示，并且该电路包括设置成接收控制信号的信息电压产生装置，该控制信号是至多等于电源电压值的电压值，并且信息电压产生装置设置成通过使用控制信号产生信息电压。
本发明还涉及一种用于数据载体的电路，该数据载体设置成以非接触方式接收信号，可以向该电路供给该信号并且该电路设置成通过使用该信号产生用于电路部件的电源电压，该电路包括设置成容性地储存信息的存储装置，该信息由在存储装置出现的信息电压的值表示，并且该电路包括设置成接收控制信号的信息电压产生装置，该控制信号是至多等于电源电压值的电压值，并且信息电压产生装置设置成通过使用控制信号产生信息电压。
上面第一段所述的那种数据载体以及上面第二段所述的那种电路从目前正在制造的ISO/IEC18000标准的公报草图ISO/IEC CD18000中可知。
具有公知电路和设置成以非接触方式接收由读/写站发射的信号的已知数据载体具有存储装置，可以通过使用该信号由该电路产生用于电路部件的电源电压，所述存储装置由电容器形成并设置成储存涉及数据载体和读/写站之间的通信的通信相关信息，在这种情况下通信相关信息趋于能在一定时间周期内进行评估。该信息由在电容器出现的信息电压值表示。还提供一种形成信息-电压产生装置的n沟道场效应晶体管以及电流源，这两个部件彼此串联设置并连接在电容器和电源电压之间，可以借助于它们和通过使用数字控制信号来实现，其中数字控制信号可馈送给将要被充电到信息电压值的电容器的晶体管的控制电极，其中信息电压值从控制信号电压值减少等于特性晶体管阈值电压的量，该特性晶体管阈值电压位于晶体管到电容器的连接点和晶体管的控制电极之间。数字控制信号是至多等于电源电压值的电压值。
利用公知数据载体，存在的问题是，在产生它时，信息电压值低于控制信号的电压值，产生信息电压之后，后者的值连续下降，这是因为电容器不可避免地被电路中的漏电流恒定地放电。这产生不满意的情况，作为在产生信息电压时可获得的电源电压的函数和作为漏电流的大小的函数，只在短时间周期后不再能评估由电容器存储的信息。
本发明的目的是为了解决在前面第一段中所述的那种数据载体和前面第二段中所述的那种电路中的上述问题，并提供一种改进的数据载体和改进的电路。
为了实现上述目的，根据本发明在上面第一段中所述的那种数据载体中，提供一种信息电压产生装置，以便具有升压装置，该升压装置设置成升高控制信号电压的值。
为了实现上述目的，根据本发明在上面第二段中所述的那种电路中，提供一种信息电压产生装置，以便具有升压装置，该升压装置设置成升高控制信号电压的值。
根据本发明提供的上述部件以如下有利的方式实现：在存储装置出现的信息电压可以假设大体上为实质上与晶体管阈值电压无关的电源电压的值，或控制信号电压的值。这还提供如下优点：参考电位和电源电压之间的所有电压差可用于表示信息，因此提供用于评估信息的最大可能信噪电压比。特别是，当存在漏电流时，这基本上提供了更常的时间周期，在该时间周期期间可以以高可靠性确定被储存的信息，这意味着即使在短暂的电源电压故障之后，仍然可以评估被储存的信息，通过使用该信息，即使在这种电源电压故障之后也能连续进行读写站和数据载体之间的通信，而不用必须完全再进行的通信连接。
在根据本发明的解决方案的情况下，可以提供例如将由电压源形成的升压装置，它可以操作以相对于电路的参考电位而浮动，借此可以将控制信号电压值升高所希望的量。然而，已经证明，如果在各种情况下提供权利要求2和权利要求5中所述的特征，则是特别有利的。这提供的优点是：使用电源电压，可以按照简单和便宜并可以投入生产的方式实现控制信号电压值的可靠增加。
在根据本发明的解决方案的情况下，还证明如果在各种情况下提供权利要求3和6中所述的特征是有利的。这提供的优点是：当控制信号电压值升高时，升高的电压值只是如信息电压产生装置可用于产生信息电压那样，不会产生问题。
本发明的这些和其它方案从下面参照实施例的详细说明将更清楚。
附图中：
图1是根据本发明的数据载体的一个实施例的示意电路方框图。
图2是与图1类似的图，表示图1中所示的根据本发明的数据载体的第一细节。
图3是与图1类似的图，表示图1中所示的根据本发明的数据载体的第二细节。
图4表示实现图1中所示的根据本发明的数据载体的第二细节的电路。
图1所示的是一种数据载体1，它设置成用于与通信站(图1中未示出)非接触通信。为了这个目的，数据载体1设置成以非接触方式从通信站接收信号S，该信号是由高频载波形成的，以便可以借助信号S给数据载体1输送能量。还可以用于查询信息，该查询信息将借助信号S从通信站向数据载体1通信，在这种情况下该信号是载波的幅度调制。还可以用于答复信息，该答复信息将借助信号S从数据载体1向通信站通信，在这种情况下该信号是能由数据载体1产生的负载调制。
数据载体1具有电集成电路2。电路2具有发送/接收装置3的部件，这些部件设置成接收信号S。为了这个目的，发送/接收装置3具有耦合到电路2的发送线圈结构(图1中未示出)，因此能将信号S馈送给电路2。发送/接收装置3还设置成通过使用信号S相对于参考电位GND产生用于电路部件的电源电压V。发送/接收装置3还设置成解调在这种情况下被调制的接收信号S，并发射查询数据RD，该查询数据RD借助接收到的调制信号S进行通信。发送/接收装置3还设置成接收答复数据AD，并为了发送答复数据AD的目的，对在这种情况下未调制的接收信号S进行负载调制。
电路2还具有借助微处理器实现的数据处理装置4，该微计算机还具有存储器。数据处理装置4设置成接收查询数据RD和处理查询数据RD，并作为查询数据RD的函数，产生答复数据AD和向发送/接收装置3发射发射答复数据AD。
电路2还具有设置成容性地储存信息的存储装置5，该信息由在存储装置5中出现的信息电压UI的值表示。与由微处理器的存储器储存的信息不同，由存储装置5储存的信息趋于只用于在一定时间周期内可用，并且临时表示在通信期间发生的通信状态。存储装置5以图2中所示的存储电容器5A的形式实现。
电路2还具有设置成接收控制信号CS的信息电压产生装置6，该控制信号CS是至多等于电源电压V的值的电压值UCS。信息电压产生装置6还设置成通过使用控制信号CS产生信息电压UI。为了这个目的，信息电压产生装置6具有充电电流产生级7，该充电电流产生级7设置成产生和发射用于存储装置5的充电电流。如图2所示，充电电流产生级7是以第一n沟道场效应晶体管7A的形式实现的，其源端连接到存储电容器5A。充电电流产生级7还具有电流源7B，该电流源7B设置成产生用于存储电容器5A的充电电流并在第一n沟道场效应晶体管7A和电源电压V之间与第一n沟道场效应晶体管7A串联连接。信息电压UI可以相对于参考电位GND在电路中的点P被拾取，其中所述电路位于信息电压产生装置6和存储装置5之间。
信息电压产生装置6还具有升压装置8，该升压装置8设置成接收控制信号CS和升高控制信号CS的电压的值UCS。升压装置8还设置成发射升高电压的控制信号CS’。信息电压产生装置6还具有限压装置9，该限压装置9设置在升压装置8和充电电流产生级7之间，并设置成接收升高电压的控制信号CS'和向充电电流产生级7或第一n沟道场效应晶体管7A的栅极端发射受限电压的控制信号CS2”，控制信号CS2”表示控制信号CS。
如图2所示，升压装置8以电荷泵10的形式实现，电荷泵10具有电荷泵电容器11、第一开关12和第二开关13。控制信号CS可以馈送给两个开关12和13。两个开关12和13在图2中的剩余位置示出。电荷泵电容器11连接在电源电压V和参考电位GND之间，结果是施加于电荷泵电容器11的电压假设为电源电压V的值。如果接收到控制信号CS，则两个开关12和13设置成从它们的静止状态转换到激活状态，如图2中由虚线所示的。利用这种激活状态下的开关，电荷泵电容器11连接在限压装置9和数据处理装置4之间，这意味着电压值UCS在到限压装置9的输入端可以被升高电源电压V的值。两个开关12和13以场效应晶体管的形式实现。限压装置9以二极管结构(图2中未示出)的形式实现，因此能将升高电压的控制信号CS’的电压值限制到与用在充电电流控制级7中兼容的值。
这提供的优点是可以以最佳方式使用获得的电源电压V，从而产生信息电压U1。
图1中所示的数据载体1还具有评估装置14，在电路中的点P出现的信息电压UI可以输送给给评估装置14，并且通过比较电压UC的帮助，评估装置14设置成为由所述信息电压U1表示的信息评估信息电压UI。评估装置14设置成接收比较电压UC。为了产生比较电压UC的目的，数据载体1具有比较电压产生装置15，该比较电压产生装置15与评估装置14分开地实现并设置成产生比较电压UC并将其发射给评估装置14。
评估装置14以差分放大器级16的形式实现，如图3所示。差分放大器级16具有第一输入16A，在该第一输入16A可以给其馈送信息电压UI。差分放大器级16还具有第二输入16B，在该第二输入16B可以给其馈送比较电压UC。差分放大器级16还具有第一输出16C，差分放大器级16可从第一输出16C发射由存储装置5以信息数据ID形式储存的信息。如果信息电压UI的值高于比较电压UC的值，则信息数据ID表示第一逻辑状态，如果信息电压UI的值低于比较电压UC的值，则信息数据ID表示第二逻辑状态。差分放大器级16还具有第三输入16D，在该第三输入16D接收控制测试信号TS。差分放大器级16还具有第二输出16E，差分放大器级16设置成在该第二输出16E发射表示信息电压UI的电压。电路2具有连接到第二输出16E的测试端T，从该测试端T可拾取表示信息电压UI的电压。因此，评估装置14设置成可按照由测试信号TS控制的方式在测试端T获得信息电压UI。
差分放大器级16在图4中详细示出。差分放大器级16以第一p沟道场效应晶体管17和第二p沟道场效应晶体管18的形式实现，其中第一p沟道场效应晶体管17的控制电极形成第一输入16A和第二p沟道场效应晶体管18的控制电极形成第二输入16B。两个p沟道场效应晶体管17和18的源极端连接在一起并形成第二输出16E。在两个p沟道场效应晶体管17和18和电源电压V之间连接电流源21。两个p沟道场效应晶体管17和18的漏极端连接到电流反射镜，该电流反射镜以第二n沟道场效应晶体管19和第三n沟道场效应晶体管20的形式实现。第三开关22连接在参考电位GND和第一p沟道场效应晶体管17的漏极端之间。第四开关23连接在参考电位和第二n沟道场效应晶体管19的源极端之间。第五开关24连接在参考电位GND和第三n沟道场效应晶体管20的源极端之间。三个开关22、23和24以它们静止状态示出。三个开关22、23和24以另一场效应晶体管(图4中未示出)的形式实现，当存在测试信号TS时，该测试信号TS将三个开关22、23和24设置成它们的激活状态，差分放大器级16可以被开关22、23和24从评估信息电压UI去激活，结果是，可以同时在第二输出16E获得信息电压UI的表示。这提供的优点是可以从电路2的外部测量信息电压UI或其随时间变化的波形用于测试目的。不存在控制测试信号TS时，将三个开关22、23和24控制到它们的静止状态，并且在第一输入16A和第二输入16B之间出现的电压差可以以信息数据ID的形式在第一输出16C通过所谓的“开环放大(open-loop amplification)”而放大。
比较电压产生装置15设置成考虑电源电压V的值，这是由于：可以由比较电压产生装置15产生和发射的比较电压UC的值与电源电压V的值成比例。这提供的优点是：信息电压UI的值和比较电压UC的值之间存在实际上允许它们彼此比较的关系。比较电压产生装置15还设置成以可编程方式产生比较电压UC。为此，比较电压[sic]产生装置15设置成接收可由数据处理装置4产生和发射的编程信号PS。这提供的优点是：可以以可编程方式改变比较电压UC的值，使由存储装置5储存的信息的项目的有效周期运作，如果比较电压UC的值相对高，则将会比比较电压的值在相关项目上低的情况更早地播放由漏电流产生的信息电压UI的任何下降。
下面将参照图1的数据载体1的第一应用例介绍数据载体1的操作。
在该应用例中，假设将在一定时间周期内由存储装置5存储的通信相关信息将表示在防撞击通信事件中发生的用于数据载体1的通信状态，该状态在数据载体1中内部的使用并用于表示在数据载体1和通信装置之间已经进行成功的通信。在通信装置的通信区内同时存在多个数据载体1和通信装置首先必须确定用于进行通信的数据载体1时，需要这种防撞击通信，被储存在数据载体1中的唯一的系列号用于识别数据载体1。
在通信装置的通信区中的实际静态位置存在的每个数据载体1首先接收未调制信号S，作为其结果，由发送/接收装置3产生用于电路2的电源电压V，由此可以在数据处理装置4中处理数据。这样做的第一个原因是为了产生编程信号PS和将其发射给比较电压产生装置15，其中编程信号PS趋于用于对比较电压产生装置15进行编程以产生比较电压UC。编程信号PS使比较电压产生装置15产生比较电压UIC，它的值等于电源电压V的值的0.25倍。
通信装置首先借助信号S输出所谓的GROUP SELECT指令。这个指令被每个数据载体1中的发送/接收装置3接收并以查询数据RD的形式发射到数据处理装置4。然后由数据处理装置4向发送/接收装置3发射答复数据AD，该答复数据AD表示数据载体1的系列号。
在这种情况下可能发生：多个数据载体1实际上同时答复并因此产生对应它们的系列号的信号S的负载调制，然后在这种情况下通信装置不接收有效系列号并发射FAIL指令。在数据载体1中，表示FAIL指令的查询数据RD然后被数据处理装置4处理，例如在随机号的基础上，然后使数据载体1将它们的系列号在不同的时间范围发射给通信装置，结果是，对于通信站来说可以明确地识别每个系列号。
由通信装置接收的系列号用于从数据载体1读出答复数据AD，为此，READ WITH SERIAL NUMBER指令发送给数据载体1，在这种情况下只有其内部储存的系列号与接收到的系列号匹配的数据载体1将答复数据AD发送给通信装置。
准确地说在这个数据载体1中，控制信号CS由数据处理装置4产生并发射给信息电压测试装置6，控制信号CS的电压值等于电源电压V的值。在信息电压产生装置6中，控制信号CS的电压值被升压装置8升高到电源电压V的两倍。通过这种方式获得的升高电压的控制信号CS'馈送给限压装置9，借此将升高电压的控制信号CS’的值限制到等于电源电压V增加0.7V的值。通过这种方式获得的限压控制信号CS”馈送给充电电流产生级7中的第一n沟道场效应晶体管7A并将其驱动到导电状态。然后借助从电流源7B馈送的充电电流对存储电容器5A进行充电，直到在电流中的点P出现的信息电压UI的值实际上等于电源电压V的值为止，这是因为限压控制信号CS”的电压值比电源电压V值高0.7V，或者换言之，比其高第一n沟道场效应晶体管7A的栅源阈值电压。因此，在这种数据载体1的情况下，使用数据载体1的系列号已经由通信站产生成功通信的信息被存储装置5使用电源电压V的全部获得值而储存。
然而，由于存在的所有其它数据载体1也尽力实现这种状态，再次进行防撞击通信，直到使用它们的各个系列号、利用所有数据载体1已经发生成功通信为止。在该过程中，当再次接收到GROUP SELECT指令时，首先在数据载体1中询问由评估装置发射的信息数据，如果信息数据ID表示信息电压UI的值高于比较电压UC的值，则不参与防撞击通信。
由信息电压UI表示的信息在已经产生之后是临时获得的，因为信息电压UI易受由电路2中的漏电流产生的退化。然而，在信息的这个“寿命”期间，电源电压甚至下降到用于数据处理装置4的电源所需的临界值以下，如果例如数据载体1从信号S暂时被屏蔽或如果存在频繁跳跃处理，则这在通信过程中可能发生上述情况，没有信息损失或在寿命期间变为无效。选择电源电压V的值的0.25倍的数值作为比较电压UC的值，确保了即使在通信区中存在相对大量的数据载体1，被储存的信息的寿命也足够长以便持续到与所有数据载体1进行成功的通信。
在这一点应该注意的是，在与所有数据载体1的成功通信之后，通信装置输出INITIALIZE指令，使被存储装置5储存的信息在位于通信装置的通信区内的所有数据载体1中删除，这可以借助删除晶体管(图1中未示出)利用公知方式进行，通过该删除晶体管对存储电容器5A进行放电。
下面将参照图1的数据载体1的第二应用例介绍数据载体1的操作。
在这个应用例中，假设数据载体1每种情况下位于产品上，并且多个这种产品在传送带上以相对高的速度穿过两个通信区而运动，这两个通信区属于两个不同的通信装置，这两个通信区设置成在运动方向、一个在另一个的后面而不是彼此重叠。
在这种情况下，如果在通信区中同时存在多个数据载体1，则也必须进行防撞击通信。但是，为了避免如下情况：当存在借助信息电压UI在数据载体1中储存的信息时，其中已经与第一通信装置发生了成功的通信，在穿过第二通信装置的通信区时这个信息将仍然是有效的，在进入第一通信区即属于第一通信装置的入口处由编程信号产生其值等于电源电压V的值的0.75倍的比较电压UC。
这是确保信息寿命足够短的简单方式，以便保证即使数据载体1没有接收到INITIALIZE指令，信息电压UI的值也将在进入第二通信装置的通信区的入口处的比较电压UC的值以下。这就保证了在没有合适的通信即随着它发生的需要防撞击通信的情况下，数据载体1不能通过第二通信装置的通信区。
还应该注意存储装置可具有大量存储部位并且可提供等于存储部位数量的大量信息电压产生装置和评估装置。
还应该注意的是信号可以是相位调制的或频率调制的。

Claims (7)

1、一种数据载体(1)，它设置成以非接触方式接收信号(S)和具有电路(2)，给该电路(2)馈送信号(S)并且电路(2)设置成通过使用信号(S)产生用于电路(2)的部件的电源电压(V)，电路(2)包括设置成容性地储存信息的存储装置(5)，该信息由在存储装置(5)出现的信息电压(UI)的值表示，并且电路(2)包括设置成接收控制信号(CS)的信息电压产生装置(6)，控制信号(CS)是至多等于电源电压(V)值的电压值，并且信息电压产生装置(6)设置成通过使用控制信号(CS)产生信息电压(UI)，其特征在于信息电压产生装置(6)具有设置成使控制信号(CS)的电压值升高的升压装置(8)。
2、根据权利要求1所述的数据载体(1)，其特征在于升压装置(8)以电荷泵(10)的形式实现，该电荷泵(10)设置成使控制信号(CS)的电压值升高电源电压(V)的值。
3、根据权利要求1所述的数据载体(1)，其特征在于信息电压产生装置(6)具有设置成限制控制信号(CS)的电压值升高的限压装置(9)。
4、一种用于数据载体(1)的电路(2)，数据载体(1)设置成以非接触方式接收信号(S)，给电路(2)馈送信号(S)并且电路(2)设置成通过使用信号(S)产生用于电路(2)的部件的电源电压(V)，电路(2)包括设置成容性地储存信息的存储装置(5)，该信息由在存储装置(5)出现的信息电压(UI)的值表示，并且电路(2)包括设置成接收控制信号(CS)的信息电压产生装置(6)，控制信号(CS)是至多等于电源电压(V)值的电压值，并且信息电压产生装置(6)设置成通过使用控制信号(CS)产生信息电压(UI)，其特征在于信息电压产生装置(6)具有设置成使控制信号(CS)的电压值升高的升压装置(8)。
5、根据权利要求4所述的电路(2)，其特征在于升压装置(8)以电荷泵(10)的形式实现，该电荷泵(10)设置成使控制信号(CS)的电压值升高电源电压(V)的值。
6、根据权利要求4所述的电路(2)，其特征在于信息电压产生装置(6)具有设置成限制控制信号(CS)的电压值升高的限压装置(9)。
7、根据权利要求4所述的电路(2)，其特征在于该电路以集成电路的形式实现。
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