DE102006034826B3

DE102006034826B3 - Flankenevaluation von ASK-modulierten Signalen

Info

Publication number: DE102006034826B3
Application number: DE102006034826A
Authority: DE
Inventors: Thomas Leutgeb; Helmut Koroschetz; Walter Kargl
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2006-07-27
Filing date: 2006-07-27
Publication date: 2008-01-31
Anticipated expiration: 2026-07-28
Also published as: US8081725B2; US20080026712A1

Abstract

Eine Signalverarbeitungsschaltung (100) mit einem Demodulator (110), mit einem Eingang (112) für ein Empfangssignal, wobei das Empfangssignal Signalflanken aufweist, wobei der Demodulator (110) einen Ausgang (114) für ein demoduliertes Empfangssignal aufweist, das bei Signalflanken des Empfangssignals einen Übergang von einem ersten Pegel zu einem zweiten Pegel oder umgekehrt aufweist, wobei ein Zeitpunkt des Übergangs von der Steilheit der Signalflanken abhängt. Ferner weist die Signalverarbeitungsschaltung (100) einen Flankenevaluierer (120) auf, mit einem Eingang (122) für das Empfangssignal und einem Ausgang (124) für ein Evaluierungssignal, das Informationen über die Steilheit der Signalflanken aufweist. Ferner weist die Signalverarbeitungsschaltung (100) einen Signalgenerator (130) auf, mit einem ersten Eingang (132), der mit dem Ausgang (114) des Demodulators (110) gekoppelt ist, einem zweiten Eingang (134), der mit dem Ausgang (124) des Flankenevaluierers (120) gekoppelt ist, und einem Ausgang (136) für ein korrigiertes demoduliertes Empfangssignal, das Übergänge aufweist, deren Zeitpunkte bezüglich der Zeitpunkte der Übergänge des demodulierten Empfangssignals auf der Grundlage des Evaluierungssignals eingestellt sind, um Einflüsseunterschiedlicher Steilheiten der Signalflanken zu reduzieren.

Description

Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Signalverarbeitungsschaltung zur Demodulation von amplitudenmodulierten Signalen, wie sie beispielsweise bei RFID-Systemen vorkommen.
Die Amplitudenumtastung (Amplitude Shift Keying = ASK) ist eine digitale Modulationsart, die aufgrund ihrer aufwandsgünstigen Signalverarbeitung vielerlei Einsatzgebiete gefunden hat. Beispielsweise wird sie bei RFID-Systemen (Radio Frequency Identification) eingesetzt, die eine schnurlose Identifikation eines Transponders und eine Datenübertragung ermöglicht. Weitere Einsatzgebiete der Amplitudenumtastung sind beispielsweise im Bereich der Funkuhren zu finden, wo zur Zeitsynchronisation ein Trägersignal aktuelle Zeit- und Datumsinformation übermittelt. Ein weiteres Beispiel sind sogenannte Funkfeuer zur Ortsbestimmung. Hier wird ein Trägersignal zur leichteren Identifikation mit einem Dauerton im Audiobereich moduliert, der Audioton selbst wird wiederum entsprechend einem gewünschten Morsecode moduliert (getastet), so dass über das angepeilte Gesamtsignal sowohl die Richtung als auch die Identifikation des Senders selbst ermöglicht wird. Als einfachste Variante der Amplitudenumtastung ist das sogenannte On-Off-Keying (OOK) zu nennen. Bei diesem Verfahren wird ein Trägersignal an bzw. ausgeschaltet, um eine binäre "1" bzw. eine "0" zu übertragen.
Die Einhüllende eines ASK-modulierten Signals ist in 4 oben dargestellt. 4 zeigt zwei Signalverläufe. Der obere Signalverlauf U_ASK zeigt die Einhüllende eines ASK-modulierten Signals. Der untere Signalverlauf zeigt ein Signal U_DEM, wel ches beim Demodulieren aus dem Signal U_ASK extrahiert wird. Es werden dabei Schwellwertenscheidungen getroffen, das bedeutet, das das Signal U_ASK gegen Schwellen, die in 4 mit U_THR1 und ^UTHR2 bezeichnet sind, ausgewertet wird. Der Demodulator entscheidet nun auf einen Signalwert U₂, wenn eine abfallende Signalflanke im Signal U_ASK die Schwelle U_THR1 unterschreitet, wie in 4 beispielhaft an einem ersten Übergang dargestellt. ist. Wenn das Signal U_ASK in einer aufsteigenden Signalflanke eine zweite Schwelle U_THR2 überschreitet, so entscheidet der Demodulator auf den Wert U₁, wie exemplarisch in 4 an der zweiten aufsteigenenden Signalflanke des Signals U_ASK verdeutlicht wird. Zwei beispielhafte Signalwerte für U₁ und U₂ sind in 4 unten zur Verdeutlichung eingezeichnet Es ist zu erkennen, dass die Zeitpunkte der Pegelwechsel im demodulierten Signal U_DEM von der Flankensteilheit der Einhüllenden des ASK-modulierten Signals U_ASK abhängen. Je flacher beispielsweise eine abfallende Signalflanke im Signal U_ASK verläuft, umso später wird die Schwelle U_THR1 unterschritten, für eine ansteigende Signalflanke gilt selbiges im Bezug auf eine Überschreitung der zweiten Schwelle U_THR2, und umso später findet demzufolge ein Pegelwechsel im demodulierten Signal U_DEM statt.
Insbesondere wenn der Verlauf der Einhüllenden U_ASK unterschiedliche Signalflanken mit unterschiedlichen Steilheiten aufweist, kommt es zusätzlich zu einer Verfälschung der Symboldauern im demodulierten Signal U_DEM. In 4 ist dies beispielhaft dargestellt. Der Signalverlauf von U_ASK zeigt eine flache abfallende Eingangsflanke und eine steilere aufsteigende Ausgangsflanke im durch gestrichelte Linien markierten Bereich. Der erste Signalpegelwechsel im demodulierten Signal U_DEM, findet aufgrund der flachen abfallenden Signalflanke relativ spät statt, wohingegen der zweite Pegelwechsel im demodulierten Signal U_DEM relativ früh stattfindet, da die ansteigende Signalflanke steiler ist und demzufolge U_THR2 früher über schritten wird. Dies hat zur Folge, dass die Dauer, die das Signal U_DEM auf dem Pegel U₂ verbringt, wie in 4 mit ΔT₂, bezeichnet, kürzer ist, als die Dauer des ursprünglichen Pulses, in 4 mit ΔT₂ bezeichnet, der im Sender den Träger moduliert hat. Wird das Signal U_DEM so einem Detektor zugeführt, so kann es in Abhängigkeit der zeitlichen Verfälschung in Relation zur Symboldauer zu Fehlern kommen. Diese Art von Fehlern wird häufig im Zusammenhang mit RFID-Systemen beobachtet. Die dort im Standard ISO 1443 definierten ASK-Signale kombiniert mit den Toleranzen einer PICC (Proximity Integrated Chip Card), die bei RFID-Systemen zur Anwendung kommen, führen bei dem in 4 dargestellten Demodulationsverfahren zu einer hohen Fehleranfälligkeit.
Die EP 12 31 557 81 beschreibt ein Informationsverarbeitungsgerät, das eine mit Informationen modulierte Trägerwelle empfängt und Informationen sowie Leistung aus der Trägerwelle entnimmt, um dadurch einen vorbestimmten Prozess auszuführen. Das Informationsverarbeitungsgerät umfasst eine Empfangsschaltung, die die Trägerwelle empfängt und eine Gleichrichterschaltung, die von der Empfangsschaltung empfangene Trägerwelle gleichrichtet und einen Gleichstrom erzeugt. Eine Demodulationsschaltung, die von der Gleichrichterschaltung unabhängig ist, gewinnt aus der Trägerwelle die modulierten Informationen wieder. Eine Informationsverarbeitungsschaltung, die mit dem Gleichstrom als Leistungsquelle versorgt wird, verarbeitet dann die Informationen und eine Taktsignalerzeugungsschaltung erzeugt aus der empfangenen Trägerwelle ein Taktsignal. Die Demodulationsschaltung und die Takterzeugungsschaltung weisen dabei Doppelweg-Gleichrichtschaltungen auf, wobei jeweils ein Abschnitt der Doppelweg-Gleichrichtschaltungen gemeinsam genutzt werden.
Die US 2006/0028342 A1 offenbart eine Schaltung zur Detektion einer Einhüllenden, die für hochmodulierte Signale und hinsichtlich eines geringen Leistungsverbrauchs optimiert ist. Die beschriebene Detektionsschaltung kann deshalb insbesondere in RFID Anwendungen, wo geringe Leistungsaufnahmen gefordert sind, zum Einsatz kommen.
Die WO 2006/008685 A1 beschreibt eine Demodulationsschaltung für amplituden-modulierte Signale, die einen Schwellwertschalter aufweist und mit der Flanken in einem amplituden-modulierten Signal detektiert werden können, wobei die Detektionsschwellen für aufsteigende und absteigende Flanken einstellbar sind.
Zusammenfassung der Erfindung
Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst die vorliegende Erfindung eine Signalverarbeitungsschaltung mit einem Demodulator, der einen Eingang für ein Empfangssignal aufweist, wobei das Empfangssignal Signalflanken aufweist und der Demodulator einen Ausgang für ein demoduliertes Empfangssignal aufweist, das bei Signalflanken des Empfangssignals einen Übergang von einem ersten Pegel zu einem zweiten Pegel oder umgekehrt aufweist, wobei ein Zeitpunkt des Übergangs von der Steilheit der Signalflanken abhängt. Ferner weist die Signalverarbeitungsschaltung einen Flankenevaluierer auf, mit einem Eingang für das Empfangssignal und einem Ausgang für ein Evaluierungssignal, das Informationen über die Steilheit der Signalflanken aufweist; ferner weist die Signalverarbeitungsschaltung einen Signalgenerator auf mit einem ersten Eingang, der mit dem Ausgang des Demodulators gekoppelt ist, einem zweiten Eingang, der mit dem Ausgang des Flankenevaluierers gekoppelt ist, und einem Ausgang für ein korrigiertes demoduliertes Empfangssignal, das Signalflanken aufweist, deren Zeitpunkte bezüglich Zeitpunkten der Übergänge des demodulierten Empfangssignals auf der Grundlage des Evaluierungssignals eingestellt sind, um Einflüsse unterschiedlicher Steilheiten der Signalflanken zu reduzieren.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel schafft die vorliegende Erfindung ferner ein Verfahren zum Erzeugen eines korrigierten demodulierten Empfangssignals mit einem Schritt des Empfangens eines Empfangssignals, das Signalflanken aufweist; einem Schritt des Demodulierens des Empfangssignals zum Erzeugen eines demodulierten Empfangssignals, das bei Signalflanken des Empfangssignals einen Übergang von einem ersten Pegel zu einem zweiten Pegel oder umgekehrt aufweist, wobei ein Zeitpunkt des Übergangs von der Steilheit der Signalflanken abhängt; ein Schritt des Evaluierens der Flanken des Empfangssignals zum Erzeugen eines Evaluierungssignals, und ferner ein Schritt des Einstellens der Zeitpunkte der Übergänge des demodulierten Empfangssignals auf der Grundlage des Evaluierungssignals zum Erzeugen eines korrigierten demodulierten Empfangssignals, um Einflüsse unterschiedlicher Steilheiten oder Signalflanken zu reduzieren.
Somit weisen Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung den Vorteil auf, dass durch zusätzliches Betrachten der Signalflanken des Empfangssignals eine höhere Störsicherheit erreicht werden kann, bzw. eine Bitfehlerrate (BER = Bit Error Ratio) reduziert werden kann. Die Reduktion der Bitfehlerrate hat unmittelbar zur Folge, dass Informationen schneller und sicherer übertragen werden können.
Kurzbeschreibung der Figuren
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend bezugnehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 ein prinzipielles Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
2 ein prinzipielles Blockschaltbild eines weiteren Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
3 prinzipielle Signalverläufe eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels; und
4 prinzipielle Signalverläufe eines herkömmlichen Demodulationsvorgangs eines amplitudenmodulierten Signals.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Ein prinzipielles Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung ist in 1 dargestellt. 1 zeigt eine Signalverarbeitungsschaltung 100. Die Signalverarbeitungsschaltung 100 umfasst einen Demodulator 110, der einen Eingangsanschluss 112 und einen Ausgangsanschluss 114 aufweist, einen Flankenevaluierer 120 mit einem Eingangsanschluss 122 und einem Ausgangsanschluss 124, und einen Signalgenerator 130 mit einem ersten Eingangsanschluss 132, einem zweiten Eingangsanschluss 134 und einem Ausgangsanschluss 136. An dem Eingang 112 des Demodulators 110, sowie an dem Eingang 122 des Flankenevaluierers 120 liegt ein Empfangssignal an, welches Signalflanken aufweist.
Der Ausgang 114 des Demodulators 110 ist mit dem Eingang 132 des Signalgenerators 130 verbunden. Der Demodulator 110 stellt an seinem Ausgang 114 ein demoduliertes Empfangssignal zur Verfügung, das bei Signalflanken des Empfangssignals einen Übergang von einem ersten Pegel zu einem zweiten Pegel oder umgekehrt aufweist, wobei ein Zeitpunkt eines Übergangs von der Steilheit der Signalflanken im Empfangssignal abhängt.
Der Flankenevaluierer 120 erhält an seinem Eingang 122 ebenfalls das Empfangssignal mit den Signalflanken. An seinem Ausgang 124 stellt der Flankenevaluierer 120 ein Evaluierungssignal zur Verfügung, das Informationen über die Steilheit der Signalflanken im Empfangssignal aufweist. Der Ausgang 124 des Flankenevaluierers 120 ist mit dem Eingang 134 des Signalgenerators 130 verbunden.
Der Signalgenerator 130 liefert an seinem Ausgang 136 ein korrigiertes demoduliertes Empfangssignal, das Signalflanken aufweist, deren Zeitpunkte bezüglich Zeitpunkten der Übergänge des demodulierten Empfangssignals auf der Grundlage des Evaluierungssignals eingestellt sind, um Einflüsse unterschiedlicher Steilheiten der Signalflanken zu reduzieren.
Der Flankenevaluierer 120 stellt in seinem Evaluierungssignal Informationen über die Flanken des Empfangssignals zur Verfügung. Diese Informationen können beispielsweise in einer Amplitude des Evaluierungssignals ausgedrückt werden. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel können die Informationen über die Signalflanken des Empfangssignals in Pulsen widergespiegelt werden, die der Flankenevaluierer 120 in einem Evaluierungssignal zur Verfügung stellt, woraufhin der Signalgenerator 130 Zeitpunkte der Übergänge in dem korrigierten demodulierten Empfangssignal auf der Grundlage der Amplitude der Pulse einstellt.
Zusätzlich könnte der Signalgenerator 130 bei einem weiteren Ausführungsbeispiel die Übergänge des korrigierten demodulier ten Empfangssignals gegenüber den Übergängen in dem demodulierten Empfangssignal zeitlich verzögern, auf diese Art und Weise können Verschiebungen in Abhängigkeit der Signalflanken kompensiert werden. Beispielsweise könnten die Verzögerungen im korrigierten demodulierten Empfangssignal so eingestellt werden, dass sie proportional zu einer Pulsintensität in dem Evaluierungssignal sind.
Der Flankenevaluierer 120 könnte bei der Evaluation beispielsweise ein differenziertes Empfangssignal zur Verfügung stellen, so dass die Signalflanken nach der Differenziation als Pulse im Evaluierungssignal auftauchen. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel könnte der Signalgenerator 130 prinzipiell berücksichtigen, dass die Zeitspanne zwischen zwei Übergängen im korrigierten demodulierten Empfangssignal nur einem ganzzahligen Vielfachen einer Symboldauer entsprechen kann. In einem Ausführungsbeispiel wird das korrigierte demodulierte Empfangssignal einem Abtaster zugeführt, dessen Abtastwerte wiederum einem Decoder zugeführt werden. Da bekannt ist, dass sich das Empfangssignal aus Symbolen einer bestimmten Symboldauer zusammensetzt, kann bereits der Signalgenerator 130 diese Symboldauern berücksichtigen, um basierend auf den Informationen über die Signalflanken des Empfangssignals, die er über das Evaluierungssignal erhalten hat, das korrigierte demodulierte Empfangssignal zu modifizieren.
Ein großer Vorteil der vorliegenden Erfindung, entsteht nun beispielsweise dadurch, dass im Falle von RFID-Anwendungen, die Transponder sicherer und schneller identifiziert werden können, bzw. Daten schneller verfügbar gemacht werden. Beispielsweise bei der Anwendung von Funkuhren, können diese das Signal, das sich aus einer aktuellen Zeitinformation und einer Datumsinformation zusammensetzt, schneller empfangen und angezeigen. Im Bereich der Funkfeuer, d.h. im Bereich der Ortung und Positionsbestimmung, kann durch die vorliegende Erfindung zum einen die Bestimmung der Position selbst beschleunigt und in kürzerer Zeit durchgeführt werden, ferner wird eine genauere Positionsbestimmung möglich. Gerade im Bereich des Katastrophenschutzes, wie z.B. bei der Ortung und Bergung von Verletzten, kann die hier vorgestellte Erfindung entscheidende Vorteile bedingen.
Ein weiterer Vorteil eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung kommt bei einem Einsatz von RFID-Systemen in Reisepässen zur kontaktlosen Bestimmung der Personalien von Reisenden, bzw. deren biometrischer Daten zur Geltung. Da mit der vorliegenenden Erfindung RFID-Chips schneller und störsicherer ausgelesen werden können, ergibt sich ein unmittelbarer Vorteil bei der Abwicklung von Reisenden, beispielsweise an Flughäfen, Bahnhöfen und in Zügen.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist in 2 dargestellt. Gemäß 2 ist zusätzlich zu den Elementen aus 1 ein Empfänger 140 vorgesehen. Der Empfänger 140 empfängt an einem Eingangsanschluss 142 ein Hochfrequenzsignal und stellt an seinem Ausgangsanschluss 144 das Empfangssignal für den Demodulator 110 und den Flankenevaluierer 120 zur Verfügung. Dieses Empfangssignal kann die Einhüllende eines amplitudenmodulierten Hochfrequenzsignals (z.B. nach der Norm ISO 14443) sein, wie es beispielsweise bei ASK-Verfahren Verwendung findet.
Zur Veranschaulichung einer Realisierung eines Ausführungsbeispiels sind in 3 vier Signalverläufe dargestellt. Der erste Signalverlauf 300 zeigt die Einhüllende U_ASK eines amplitudenmodulierten Signals. Das Empfangssignal U_ASK bildet das Eingangssignal für einen Flankenevaluierer 120, wie in den 1 und 2 dargestellt. Der Flankenevaluierer ist in der vorliegenden Realisierung eines Ausführungsbeispiels ein Differenzierer, und im Signalverlauf 310 in 3 ist das Evaluierungssignal U_DIFF dargestellt. Das Signal U_ASK bildet außerdem das Eingangs-/Empfangssignal für den Demodulator 110, wie in den 1 und 2 dargestellt. Das demodulierte Empfangssignal, bzw. das Ausgangssignal U_DEM des Demodulators 110 ist in 3 im Signalverlauf 320 ebenfalls dargestellt.
Der Demodulator 110 demoduliert die Einhüllende U_ASK beispielsweise durch eine Schwellwertentscheidung. Dabei ist bekannt, dass das Signal U_DEM zwei Signalwerte annimmt. Unterschreitet das Signal U_ASK mit einer abfallenden Signalflanke einen ersten Schwellwert, der im Signalverlauf 300 als U_THR1 eingezeichnet ist, so nimmt das demodulierte Signal U_DEM einen Signalwert U₂ an, überschreitet das Signal U_ASK einen zweiten Schwellwert U_THR2 mit einer aufsteigenden Signalflanke, so nimmt das Ausgangssignal U_DEM einen Signalwert U₁ an. Beide Signalwerte U₁ und U₂ sind beispielhaft im Signalverlauf 320 eingezeichnet. Der Signalgenerator 130, wie in den 1 und 2 dargestellt, generiert nun ein korrigiertes demoduliertes Signal U_{DEM_COR}, basierend auf dem differenzierten Eingangssignal, bzw. dem Evaluierungssignal U_DIFF und dem demodulierten Empfangssignal U_DEM. Durch Differenzieren der Einhüllenden U_ASK entsteht das Evaluierungssignal U_DIFF, das Informationen über die Signalflanken des einhüllenden Signals, bzw. Empfangssignals U_ASK enthält.
Wie in 3 gezeigt ist, weist das Empfangssignal U_ASK eine abfallende Signalflanke 322 und eine aufsteigende Signalflanke 324 auf. Die abfallende Signalflanke 322 weist einen flachen Verlauf auf, wohingegen die aufsteigende Signalflanke 324 einen steileren Verlauf aufweist. Dieser Effekt spiegelt sich im Signalverlauf 310 des differenzierten Signal U_DIFF wider. Es ist zu erkennen, dass das Evaluierungssignal U_DIFF für die eingehende flache Signalflanke 322 einen flachen breiten Puls 326 lie fert, wohingegen das Evaluierungssignal U_DIFF für die ausgehende steilere Signalflanke 324 einen kürzeren Puls 328 mit größerer Amplitude liefert. Das differenzierte Empfangssignal, bzw. das Evaluierungssignal U_DIFF wird nun benutzt, um die Signalflanken im demodulierten Empfangssignal U_DEM, wie im Signalverlauf 320 in 3 gezeigt, zu verschieben. Je höher die Amplitude eines Pulses im differenzierten Signal U_DIFF, umso weiter wird eine Signalflanke im Signal U_DEM verschoben, woraus das korrigierte demodulierte Signal U_{DEM_COR} im Signalverlauf 330 resultiert. Aus dem Puls mit geringer Amplitude 326 im Evaluierungssignal U_DIFF für die eingehende Signalflanke 322, resultiert daher eine relativ kurze Verzögerung t_initial für die erste Signalflanke im korrigierten demodulierten Signal U_{DEM_COR}. Aus dem zweiten Puls 328 im differenzierten Empfangssignal U_DIFF, der eine höhere Amplitude aufweist als der erste Puls, resultiert eine entsprechend größere zeitliche Verzögerung t_delay für die zweite Signalflanke im korrigierten demodulierten Signal U_{DEM_COR}. Auf diese Art und Weise wird im korrigierten demodulierten Signal U_{DEM_COR} ein Signalverlauf erreicht, der einem ursprünglichen Signalverlauf, der in einem Sender zur Modulation verwendet wurde, wieder entspricht.
Im Signalverlauf 330 ist dies durch die Zeit t_ref dargestellt. Die maximale Signalflankenverschiebung im korrigierten demodulierten Signal U_{DEM_COR} ist so gewählt, dass sie einer maximalen zeitlichen Verschiebung, die durch extrem flache Signalflanken hervorgerufen wird, entspricht. Die Referenzzeit t_ref entspricht einem ganzzahligen Vielfachen von Symboldauern. Dieser Effekt ist durch eingezeichnete Abtastwerte in den Signalverläufen 320 und 330 verdeutlicht. Einzelne Symboldauern sind in den Signalverläufen 320 und 330 durch gestrichelte Linien gekennzeichnet. In den Signalverläufen 320 und 330 ist zu erkennen, dass pro Symboldauer drei Abtastwerte gebildet werden, was durch schwarze Punkte in den Signalverläufen 320 und 330 angedeutet ist. Im Signalverlauf 320 des demodulierten Signals U_DEM ist weiterhin veranschlaulicht, dass aufgrund der unterschiedlichen Signalflanken des Empfangssignals U_ASK, die Signalflanke des demodulierten Signals U_DEM des letzten Symbols verfrüht auftritt. Dies hat zur Folge, dass während des letzten Symbols mindestens zwei Abtastwerte einen falschen Signalwert zeigen, und es aus diesem Grund zu Fehlern kommen kann.
Im Signalverlauf 330 des korrigierten demodulierten Signals U_{DEM_COR} sind die Signalflanken entsprechend verschoben, und es ist zu erkennnen, dass auch für das letzte Symbol drei richtige Abtastwerte gebildet werden. Dies bedeutet, dass das korrigierte demodulierte Empfangssignal U_{DEM_COR} im Vergleich zum demodulierten Signal U_DEM nach hinten verschoben wird, wobei die Zeit zwischen den einzelnen Signalflanken korrigiert wird, so dass der Zeitraum zwischen zwei Signalflanken wieder ein ganzzahliges Vielfaches von Symboldauern aufweist. Dadurch wird eine höhere Stabilität und eine geringere Fehleranfälligkeit erreicht. Die einzelnen Abtastwerte in den Signalverläufen 320 und 330 verdeutlichen diesen Effekt. Würde im hier aufgeführten Ausführungsbeispiel das demodulierte Signal U_DEM einem Decoder zugeführt, welcher die einzelnen Sendesymbole nach einem Mehrheitsprinzip entscheidet, so würde sich dieser für das letzte Symbol falsch entscheiden. Im korrigierten demodulierten Signal U_{DEM_COR} wäre dies nicht mehr der Fall, was nochmals den Vorteil der hier vorliegenden Erfindung verdeutlicht.
Im hier vorliegenden erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel werden Informationen über verschiedene Signalflanken und verschiedene Flankensteilheiten, sowohl der ansteigenden als auch der fallenden Signalflanken, durch Differenzieren an den Signalgenerator 130 gegeben. Dieser ist nun in der Lage, basierend auf den Informationen, ein korrigiertes demoduliertes Signal U_{DEM_COR} zu generieren und damit die Stabilität einer Ü bertragung zu erhöhen. Die Amplitude des differenzierten einhüllenden Signals U_ASK kontrolliert dabei die zeitliche Verschiebung in dem korrigierten demodulierten Signal U_{DEM_COR} und reduziert dabei die nachteiligen Effekte, welche durch unterschiedliche Signalflanken im Empfangssignal U_ASK hervorgerufen werden. Dieses Prinzip ist in allen Anwendungsgebieten der kontaktlosen Kommunikation anwendbar.
Alternativ zur Differenziation, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel im Flankenevaluierer 120 vorgenommen wird, könnte ein Evaluierungssignal auch auf andere Weise generiert werden. Beispielsweise wäre es denkbar, eine Signalflanke durch mehrere Schwellwerte zu charakterisieren. Je steiler eine Signalflanke verläuft, umso kürzer wäre die Zeit zwischen zwei Schwellwertüber- bzw. unterschreitungen. Auf diese Art und Weise ließe sich ebenfalls ein Signal generieren, welches Informationen über die Signalflanken des einhüllenden Signals ^UASK enthält und aus dem ein Signalgenerator ein entsprechendes korrigiertes Empfangssignal erzeugen könnte.
Durch die vorliegende Erfindung wird ein großer Vorteil hinsichtlich der Stabilität bei kontaktloser Kommunikation, wie beispielsweise in RFID-Anwendungen, bei Funkuhren oder bei der Positionbestimmung erreicht. Da durch die vorliegende Erfindung die Stabilität und die Robustheit einer Übertragung gesteigert werden, wird die Zuverlässigkeit solcher Anwendungen erhöht. Gerade die Zuverlässigkeit bei einer Positionsbestimmung kann z.B. im Hinblick auf Anwendungen im Katastrophenschutz erhebliche Vorteile bewirken.

100: Signalverarbeitungsschaltung
110: Demodulator
112: Eingang Demodulator
114: Ausgang Demodulator
120: Flankenevaluierer
122: Eingang Flankenevaluierer
124: Ausgang Flankenevaluierer
130: Signalgenerator
132: Eingang Signalgenerator
134: Eingang Signalgenerator
136: Ausgang Signalgenerator
140: Empfänger
142: Eingang Empfänger
144: Ausgang Empfänger
300: U_ASK
310: U_DIFF
320: U_DEM
322: abfallende Signalflanke
324: aufsteigende Signalflanke
326: breiter Puls
328: kurzer Puls
330: U_{DEM_COR}

Claims

Signalverarbeitungsschaltung (100) mit folgenden Merkmalen: einem Demodulator (110) mit einem Eingang (112) für ein Empfangssignal, wobei das Empfangssignal Signalflanken aufweist, wobei der Demodulator (110) einen Ausgang (114) für ein demoduliertes Empfangssignal aufweist, das bei Signalflanken des Empfangssignals einen Übergang von einem ersten Pegel zu einem zweiten Pegel oder umgekehrt aufweist, wobei ein Zeitpunkt des Übergangs von der Steilheit der Signalflanken abhängt; einem Flankenevaluierer (120) mit einem Eingang (122) für das Empfangssignal und einem Ausgang (124) für ein Evaluierungssignal, das Informationen über die Steilheit der Signalflanken aufweist; einem Signalgenerator (130) mit einem ersten Eingang (132), der mit dem Ausgang (114) des Demodulators gekoppelt ist, einem zweiten Eingang (134), der mit dem Ausgang (124) des Flankenevaluierers gekoppelt ist, und einem Ausgang (136) für ein korrigiertes demoduliertes Empfangssignal, das Übergänge aufweist, deren Zeitpunkte bezüglich Zeitpunkten der Übergänge des demodulierten Empfangssignals auf der Grundlage des Evaluierungssignals eingestellt sind, um Einflüsse unterschiedlicher Steilheiten der Signalflanken zu reduzieren.
Signalverarbeitungsschaltung (100) gemäß Anspruch 1, bei der die Übergänge auf der Grundlage einer Amplitude des Evaluierungssignals eingestellt sind.
Signalverarbeitungsschaltung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, bei der das Evaluierungssignal Übergängen in dem demodulierten Empfangssignal zugeordnete Pulse aufweist, und bei der Zeitpunkte der Übergänge in dem korrigierten demodulierten Empfangssignal auf der Grundlage der Amplitude der Pulse eingestellt sind.
Signalverarbeitungsschaltung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der in dem korrigierten demodulierten Empfangssignal Übergänge gegenüber Übergängen in dem demodulierten Empfangssignal Verzögerungen aufweisen.
Signalverarbeitungsschaltung (100) gemäß Anspruch 4, bei dem die Verzögerungen so eingestellt sind, dass sie proportional zu einer Pulsamplitude in dem Evaluierungssignal sind.
Signalverarbeitungsschaltung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der Zeitpunkte von Übergängen in dem korrigierten demodulierten Empfangssignal so eingestellt sind, dass eine Zeit zwischen zwei Übergängen einem ganzzahligen Vielfachen einer Symboldauer entspricht.
Signalverarbeitungsschaltung (100) gemäß Anspruch 6, bei der der Flankenevaluierer (120) einen Differenzierer aufweist.
Signalverarbeitungsschaltung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, die einen Empfänger (140) aufweist, der einen Eingang (142) für ein amplitudenmoduliertes Signal und einen Ausgang (144) für eine Einhüllende des amplitudenmodulierten Signals aufweist.
Signalverarbeitungsschaltung (100) gemäß Anspruch 8, bei der der Empfänger (140) einen Eingang (142) für ein ASK-Signal (ASK = Amplitude Shift Keying) aufweist.
Signalverarbeitungsschaltung (100) gemäß einem der Ansprüche 8 oder 9, bei der der Empfänger (140) einen Eingang (142) für ein Signal gemäß der Norm ISO 14443 aufweist.
Signalverarbeitungsschaltung (100) gemäß einem der Ansprüche 8 bis 10, bei der der Empfänger (140) einen Eingang (142) für ein OOK-Signal (OOK = On-Off Keying) aufweist.
Signalverarbeitungsschaltung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, bei der der Demodulator (110) einen Schwellwertentscheider aufweist.
Vorrichtung zum Erzeugen eines korrigierten demodulierten Empfangssignals mit folgenden Merkmalen: einer Einrichtung zum Empfangen (140) eines Empfangssignals, das Signalflanken aufweist; einer Einrichtung zum Demodulieren (110) des Empfangssignals zum Erzeugen eines demodulierten Empfangssignals, das bei Signalflanken des Empfangssignals einen Übergang von einem ersten Pegel zu einem zweiten Pegel oder umgekehrt aufweist, wobei ein Zeitpunkt eines Übergangs von der Steilheit der Signalflanken abhängt; einer Einrichtung zum Evaluieren (120) des Empfangssignals zum Erzeugen eines Evaluierungssignals; und einer Einrichtung zum Generieren (130) des korrigierten demodulierten Empfangssignals, das Übergänge aufweist, de ren Zeitpunkte gegenüber Zeitpunkten der Übergänge des demodulierten Empfangssignals auf der Grundlage des Evaluierungssignals eingestellt sind, um Einflüsse unterschiedlicher Steilheiten der Signalflanken zu reduzieren.
Vorrichtung (100) gemäß Anspruch 13, bei der die Einrichtung zum Generieren (130) eine Einrichtung zum Generieren des korrigierten demodulierten Empfangssignals auf Basis einer Amplitude des Evaluierungssignals aufweist.
Vorrichtung (100) gemäß einem der Anspruche 13 oder 14, bei der die Einrichtung zum Evaluieren (120) eine Einrichtung zum Erzeugen von Pulsen in dem Evaluierungssignal zu Zeitpunkten, an denen in dem Empfangssignal Übergänge stattfinden, aufweist.
Vorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 13 bis 15, bei der die Einrichtung zum Generieren (130) eine Einrichtung zum Erzeugen von Übergängen in dem korrigierten demodulierten Empfangssignal aufweist, die gegenüber den Übergängen im demodulierten Empfangssignal Verzögerungen aufweisen.
Vorrichtung (100) gemäß Anspruch 16, bei der die Einrichtung zum Generieren (130) eine Einrichtung zum Einstellen der Verzögerungen deart, dass sie proportional zu einer Pulsintensität in dem Evaluierungssignal sind, aufweist
Vorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 16 oder 17, bei der die Einrichtung zum Generieren (130) eine Einrichtung zum Einstellen der Verzögerungen derart, dass die Zeit zwischen zwei Übergängen im korrigierten demodulierten Empfangssignal einem ganzzahligen Vielfachen einer Symboldauer entsprechen, aufweist.
Vorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 13 bis 17, bei der die Einrichtung zum Evaluieren (120) einen Differenzierer aufweist.
Vorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 13 bis 19, bei der die Einrichtung zum Empfangen (140) eine Einrichtung zum Empfangen amplitudenmodulierter Signale aufweist.
Vorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 13 bis 20, bei der die Einrichtung zum Empfangen (140) eine Einrichtung zum Empfangen von ASK-Signalen (ASK = Amplitude Shift Keying) oder Signale nach der Norm ISO 14443 aufweist.
Signalverarbeitungsschaltung (100) mit folgenden Merkma len: einem Demodulator (110) mit einem Eingang (112) für ein Empfangssignal, wobei das Empfangssignal Signalflanken aufweist, wobei der Demodulator (110) einen Ausgang (114) für ein demoduliertes Empfangssignal aufweist, das bei Signalflanken des Empfangssignals einen Übergang von einem ersten Pegel zu einem zweiten Pegel oder umgekehrt aufweist, wobei ein Zeitpunkt des Übergangs von der Steilheit der Signalflanken abhängt, einem Flankenevaluierer (120), der einen Differenzierer aufweist, mit einem Eingang (122) für das Empfangssignal und einem Ausgang (124) für ein Evaluierungssignal, das Informationen über die Steilheit der Signalflanken aufweist; einem Signalgenerator (130) mit einem ersten Eingang (132), der mit dem Ausgang (114) des Demodulators gekop pelt ist, einem zweiten Eingang (134), der mit dem Ausgang (124) des Flankenevaluierers gekoppelt ist, und einem Ausgang (136) für ein korrigiertes demoduliertes Empfangssignal, das Übergänge aufweist, deren Zeitpunkte bezügliche Zeitpunkten der Übergänge des demodulierten Empfangssignals auf der Grundlage des Evaluierungssignals Verzögerungen aufweisen, die proportional zu einer Pulsamplitude in dem Evaluierungssignal sind, und die Verzögerungen eingestellt sind, um Einflüsse unterschiedlicher Steilheiten der Signalflanken zu reduzieren.
Verfahren zum Erzeugen eines korrigierten demodulierten Empfangssignals, mit folgenden Schritten: Empfangen eines Empfangssignals, das Signalflanken aufweist, Demodulieren des Empfangssignals zum Erzeugen eines demodulierten Empfangssignals, das bei Signalflanken des Empfangssignals einen Übergang von einem ersten Pegel zu einem zweiten Pegel oder umgekehrt aufweist, wobei ein Zeitpunkt des Übergangs von der Steilheit der Signalflanken abhängt, Evaluieren der Flanken des Empfangssignals zum Erzeugen eines Evaluierungssignal, das Informationen über die Steilheit der Signalflanken aufweist; und Erzeugen des korrigierten demodulierten Empfangssignals durch Einstellen von Zeitpunkten von Übergängen in dem korrigierten demodulierten Empfangssignal bezüglich der Zeitpunktevon Übergängen des demodulierten Empfangssignals auf der Grundlage des Evaluierungssignals, um Ein flüsse unterschiedlicher Steilheiten der Signalflanken zu reduzieren.
Verfahren gemäß Anspruch 23, wobei der Schritt des Einstellen der Zeitpunkte der Übergänge des korrigierten de modulierten Empfangssignals auf der Grundlage zugeordneter Pulse im Evaluierungssignal stattfindet.
Verfahren gemäß Anspruch 24, wobei der Schritt des Einstellens ferner beinhaltet, dass zwischen den Übergängen in dem demodulierten Empfangssignal und in dem korrigierten demodulierten Empfangssignal Verzögerungen eingefügt werden, deren Dauer auf einer Intensität der Pulse in dem Evaluierungssignal basieren.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 23 bis 25, wobei der Schritt des Evaluiererts einen Schritt des Differenzierens des Empfangssignals aufweist.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 23 bis 26, wobei der Schritt des Empfangens einen Schritt des Bestimmens einer Einhüllenden eines ASK-Signals (ASK = Amplitude Shift Keying) aufweist.
Computerprogramm mit einem Programmcode zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 23 bis 27, wenn der Programmcode auf einem Computer ausgeführt wird.