DE102006016219A1

DE102006016219A1 - Verfahren zum Ansteuern einer Sendeantenne sowie Schaltungsanordnung und schlüsselloses Identifikationssystem

Info

Publication number: DE102006016219A1
Application number: DE200610016219
Authority: DE
Inventors: Ulrich Joos; Jochen Zwick; Heinrich Haas; Ulrich Möller
Original assignee: Robert Bosch GmbH; Conti Temic Microelectronic GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH; Conti Temic Microelectronic GmbH
Priority date: 2006-04-06
Filing date: 2006-04-06
Publication date: 2007-10-11
Also published as: WO2007112717A1; DE112007000075A5

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Ansteuern einer Sendeantenne sowie eine Schaltungsanordnung und ein schlüsselloses Identifikationssystem mit einer solchen Schaltungsanordnung vorgestellt. Aus dem Eingangssignal (e) wird ein erstes Ausgangssignal (DRV+) und ein zum ersten Ausgangssignal (DRV+) im wesentlichen inverses zweites Ausgangssignal (DRV-) erzeugt und das erste Ausgangssignal (DRV+) über eine Hinleitung (L1) und das zweite, inverse Ausgangssignal (DRV-) über eine Rückleitung (L2) der Sendeantenne (ANT) zugeführt. Dazu werden vorzugsweise zwei zueinander zumindest im wesentlichen symmetrische Verstärker (1.1, 1.2) mit einem inversen Verstärkungsfaktor eingesetzt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ansteuern einer Sendeantenne gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Sendeantennen werden beispielsweise bei schlüssellosen Identifikationssystemen, bspw. für sogenannte Passiv-Entry Systeme in Kraftfahrzeugen eingesetzt. Meist werden Langwellen zur Ortsdetektion und Kommunikation mit intelligenten Identifikationsgebern versendet.
Der Aufbau einer solchen Schaltungsanordnung zur Ansteuerung einer Sendeantenne ist in 1 skizziert. Das Eingangssignal wird verstärkt und in die Antenne eingekoppelt.
Zur Ansteuerung von Sendeeinrichtungen im Langwellenbereich wird eine Sendespule in Parallel- oder Serienresonanz betrieben. Die Ansteuerung erfolgt vorzugsweise sinusförmig oder mit höherem Oberwellenanteil (z.B. rechteck- oder trapezförmig).
Rechteckförmige Ansteuerverfahren haben den Vorteil des geringen Schaltungsaufwandes und der geringen Verlustleistung in der Leistungsendstufe.
Allerdings erfordert der hohe Oberwellenanteil der Ausgangsspannung bei großen Zuleitungslängen einen hohen Filter- bzw. Schirmungsaufwand zum Betrieb der Anordnung in Kraftfahrzeugen.
Sinusförmige Verfahren und trapezförmige Verfahren insbesondere mit abgerundeten Ecken emittieren bedeutend weniger elektromagnetische Strahlung, dennoch können parasitäre Leitungskapazitäten Störungen erzeugen, die von den Antennen- oder Versorgungsleitungen abgestrahlt werden.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren sowie eine Schaltungsanordnung vorzustellen, bei denen die elektromagnetische Abstrahlung reduziert wird.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sind aus den Unteransprüchen, wobei auch Kombinationen und Weiterbildungen einzelner Merkmale miteinander denkbar sind.
Ein wesentlicher Gedanke der Erfindung besteht darin, dass die Sendeantenne über eine Hin- und eine Rückleitung mit der Schaltungsanordnung verbunden ist und aus dem Eingangssignal zwei zueinander im wesentlichen inverse, also invertierte und weitestgehend symmetrische Ausgangssignale erzeugt und über die zwei Leitungen der Sendeantenne zugeführt werden.
Das vorgeschlagene Verfahren steuert die Sendeantennen mit einem Signal an, das den Gleichtakt auf den Antennenleitungen näherungsweise konstant hält und so die elektromagnetische Emission minimiert.
Dabei ist das Prinzip unabhängig von einer ansteuernden Wellenform der Anordnung.
Die Erfindung wird nun nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles unter Zuhilfenahme der Figuren näher erläutert. Im Folgenden können für funktional gleiche und/oder gleiche Elemente mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet sein. Es zeigen
1: Schaltungsanordnung gemäß dem Stand der Technik
2: Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung.
1 zeigt eine Schaltungsanordnung gemäß dem Stand der Technik bei der aus einem Systemtakt (clock input) die für die Ansteuerung der Sendeantenne (ANT) erforderliche Signalform, bspw. ein Rechteck- oder Trapezsignal generiert wird. Dieses Eingangssignal wird von einem Verstärker auf die erforderliche Sendeleistung verstärkt, wobei der Ausgang des Verstärkers mit dem einen Anschluß der Antenne, üblicherweise als Hinleitung bezeichnet, verbunden ist, während der andere Anschluß der Antenne, üblicherweise als Rückleitung ausgebildet, mit dem Massepotential verbunden ist.
Bei 2 wird ebenfalls aus dem Systemtakt (clock input) in einem Signalformer (3) die für die Ansteuerung der Sendeantenne (ANT) erforderliche Signalform, bspw. ein Rechteck- oder Trapezsignal generiert.
In 2 wird jedoch im Gegensatz zu 1 die ansteuernde Wellenform (Sinus, Trapez, Recheck) zwei symmetrisch aufgebauten Verstärkern 1.1, 1.2 mit inversen Verstärkungsfaktoren zugeführt, wobei hier die Verstärkungsfaktoren beispielhaft auf „x 1" und „x –1" gesetzt wurden, wobei selbstverständlich auch von 1 verschiedene Verstärkungsfaktoren möglich sind, solange die Verstärkungsfaktoren betragsmäßig möglichst exakt übereinstimmen und vom Vorzeichen her invers zueinander sind.
Diese zueinander inversen Ausgangssignale DRV+, DRV– können durch je eine nachgeschaltete Ausgangstreiberstufe 2.1 und 2.2 noch weiter verstärkt werden, wobei die Symmetrie erhalten bleibt.
Da die entstehenden Ansteuersignale der Ausgangsstufen (DRV+, DRV–) symmetrisch sind, ist auch die Summe der Potentiale auf den Antennenleitungen annähernd konstant.
Durch geeignete Auswahl der Symmetrierungsverstärker und Endstufen können damit parasitäre Ströme in den Antennen- bzw. Versorgungsleitungen weitestgehend vermieden und so die EMC Emission minimiert werden. Gerade bei einer Begrenzung der Oberwellenanteile durch Verwendung trapezförmiger Eingangssignale, evt. mit abgerundeten Ecken können symmetrische Verstärker mit vertretbarem Kostenaufwand realisiert werden.
Der Gleichanteil auf den Antennenleitungen wird nahezu konstant und Ströme in den parasitäre Koppelkapazitäten werden vermieden.
Das Verfahren und die Schaltungsanordnung können dabei mit verschiedenen Wellenformen (Rechteck, Trapez, Trapez mit abgerundeten Ecken, Sinus) verwendet werden, wobei insbesondere die Trapezform, ggfs. mit abgerundeten Ecken einen guten Kompromiss zwischen der Verlustleistung in den Endstufen und den Oberwellenanteilen darstellt.
Besonders bevorzugt wird ein solches Verfahren bzw. die Schaltungsanordnung eingesetzt in einem schlüssellosen Identifikationssystem, wie es bspw. als Zugangssystem für Kraftfahrzeuge mit sogenannter Passive-Entry-Funktion eingesetzt wird. Das System weist eine Zentraleinheit mit zumindest einer, oft jedoch räumlich am Fahrzeug verteilt mehreren Sendeantennen auf. Der Fahrer besitzt einen Identifikationsgeber, wobei die Zentraleinheit über die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung mit zwei zueinander zumindest im wesentlichen symmetrischen Verstärkern (1.1, 1.2) mit einer Invertierung zur Erzeugung zweier inverser Ausgangssignale (DRV+, DRV–) der Sendeantenne und von dieser dem Identifikationsgeber Energie und/oder Daten übermittelt.

Claims

Verfahren zum Ansteuern einer Sendeantenne, wobei ein Eingangssignal verstärkt und ein erstes Ausgangssignal (DRV+) erzeugt und der Sendeantenne zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem Eingangssignal (e) ein zweites Ausgangssignal (DRV–) erzeugt wird, welches zum ersten Ausgangssignal (DRV+) im wesentlichen invers ist und das erste Ausgangssignal (DRV+) über eine Hinleitung (L1) und das zweite, inverse Ausgangssignal (DRV–) über eine Rückleitung (L2) der Sendeantenne (ANT) zugeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Eingangssignal (e) trapezförmig ist.
Schaltungsanordnung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, mit einem Eingang für das Eingangssignal (e) und zwei zueinander zumindest im wesentlichen symmetrischen Verstärkern (1.1, 1.2) mit einem inversen Verstärkungsfaktor zur Erzeugung zweier inverser Ausgangssignale (DRV+, DRV–) an den Ausgängen zur Sendeantenne (ANT).
Schlüsselloses Identifikationssystem mit einer Zentraleinheit mit zumindest einer Sendeantenne (ANT) und einen Identifikationsgeber, wobei die Zentraleinheit über die Sendeantenne (ANT) dem Identifikationsgeber Energie und/oder Daten übermittelt, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schaltungsanordnung nach Anspruch 3 mit zwei zueinander zumindest im wesentlichen symmetrischen Verstärkern (1.1, 1.2) mit inversem Verstärkungsfaktor zur Erzeugung zweier inverser Ausgangssignale (DRV+, DRV–) zur Ansteuerung der Sendeantenne (ANT) vorgesehen ist.