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Die
Erfindung betrifft eine Transponderschaltungsanordnung und ein Verfahren
zum Bereitstellen einer Versorgungsspannung gemäß den
unabhängigen Patentansprüchen.
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Sogenannte
Radio-Frequency-Identification-Systeme, kurz "RFID"-Systeme, erlangen
eine immer weitere Verbreitung. Sie bestehen grundsätzlich
aus zwei Komponenten, nämlich einem so genannten Transponder
und einem Erfassungsgerät, bei dem es sich üblicherweise
um ein kombiniertes Schreib-/Lesegerät handelt.
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Der
Transponder kann mit einem Gegenstand verhaftet sein, der zur Identifizierung
vorgesehen ist, wobei das Erfassungsgerät diese Identifizierung
auf kontaktlosem Wege vornimmt. Das Erfassungsgerät umfasst
typischerweise ein Hochfrequenzmodul, mit Sender und Empfänger,
einer Kontrolleinheit sowie einem Koppelelement zum Transponder.
Der Transponder, der den eigentlichen Datenträger eines
RFID-Systems darstellt, umfasst üblicherweise ein Koppelelement
sowie ein elektronischen Bauelement, einen so genannten Chip. Üblicherweise
ist im Transponder keine eigene Spannungsversorgung vorgesehen.
Außerhalb des Ansprechsbereichs des Erfassungsgeräts
verhält er sich passiv. Die zum Betrieb des Transponders
benötigte Energie wird durch die Koppeleinheit kontaktlos zum
Transponder übertragen.
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Die
Kommunikation zwischen dem Transponder und dem Erfassungsgerät
erfolgt üblicherweise mittels eines modulierten Datensignals.
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Üblicherweise
wird eine Belastungsmodulation zur Datenübertragung eingesetzt,
bei der der Pegel des unmodulierten Signals beim Modulieren betragsmäßig
abgesenkt wird.
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Bei
der Energieversorgung insbesondere im Nahfeldbereich, können
vom Transponder hohe Energien aufgenommen werden, die eine Erhitzung
der Schaltungsanordnung oder Teile derer bewirken können.
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Die
Verlustleistung in folge des Feldes ist proportional zur Antennenspannung.
Bei kleinen Antennenspannungen ist aber keine Belastungsmodulation,
wie üblicherweise bei RFID-Transpondern verwendet, möglich.
Daher wird eine Entlastungsmodulation, beispielsweise beschrieben
in
WO2004/055712
A1 , angewendet, bei der der Pegel des unmodulierten Signals
geringer ist als ein Pegel des modulierten Signals, das zwischen
diesem Pegel und einem anderen Pegel bei der Modulation umgeschaltet
wird.
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Erfindungsgemäß ist
eine Transponderschaltungsanordnung mit Antennenanschlüssen
zum Anlegen eines Spannungssignals vorgesehen. Ferner ist eine Entlastungsmodulationseinrichtung
vorgesehen, die an die Antennenanschlüsse gekoppelt ist
und ausgebildet ist, das anliegende, unmodulierte Spannungssignal,
das einen ersten Pegel hat, zu modulieren. Eine Spannungswandlungseinrichtung
ist an die Entlastungsmodulationseinrichtung gekoppelt und ausgebildet,
eine Versorgungsspannung bereitzustellen, deren Pegel betragsmäßig
größer als der erste Pegel ist.
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Mit
einer derartigen Transponderschaltungsanordnung wird die zum Betrieb
des Transponders erforderliche Leistung aus dem vom Lesegerät
erzeugten Feld bereitgestellt. Die Bereitstellung erfolgt über
die in der Antenne induzierte unmodulierte Antennenspannung, welche
dem unmodulierten Spannungssignal entspricht. Eine zur Versorgung
der Transponderschaltung erforderliche Versorgungsspannung, die
höher ist als das unmodulierte Spannungssignal, wird durch
die Spannungswandlungseinrichtung bereitgestellt. Auf Grund des
geringen ersten Pegels wird die Verlustleistung in der Transponderschaltungsanordnung
im Vergleich zu konventionellen Transponderschaltungsanordnungen verringert.
Die Verlustleistung ist durch Verringerung der Antennenspannung
reduziert.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Transponderschaltungsanordnung ergeben sich
aus den abhängigen Patentansprüchen.
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In
einem Ausführungsbeispiel wird wegen der Entlastungsmodulation
das modulierte Spannungssignal zwischen einem zweiten Pegel, der
betragsmäßig größer als der
erste Pegel ist, und einem dritten Pegel, der betragsmäßig
geringer als der zweite Pegel ist, hin und her geschaltet.
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Ein
Ausführungsbeispiel der Spannungswandlungseinrichtung umfasst
eine Ladungspumpe, um die an den Antennenanschlüssen anliegende Spannung
in die Versorgungsspannung zu wandeln. Insbesondere beim unmodulierten
Signal mit dem ersten Pegel ist diese erforderlich, um eine Versorgungsspannung
mit höherem Pegel bereitzustellen.
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Da
es sich bei dem Spannungssignal üblicherweise um ein Wechselspannungssignal
handelt und die transponderinterne Versor gungsspannung eine Gleichspannung
ist, ist in einem Ausführungsbeispiel eine Gleichrichtungseinrichtung
vorgesehen.
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Ein
Ausführungsbeispiel der Entlastungsmodulationseinrichtung
umfasst eine Anordnung mit veränderbarem Widerstand, um
zwischen den Pegeln des unmodulierten und des modulierten Spannungssignals
umzuschalten.
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In
einem Ausführungsbeispiel ist ein induktives Koppelelement
vorgesehen, das an die Antennenanschlüsse gekoppelt ist,
um das Spannungssignal zur Energieversorgung bereitszustellen.
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In
einem Ausführungsbeispiel ist der erste Pegel durch das
induktive Koppelelement und/oder die Schaltungsanordnung bauartbedingt
derart vorgegeben, dass der erste Pegel des unmodulierten Spannungssignals
für den Betrieb der Schaltungsanordnung im Normalbetrieb
gerade ausreichend ist. Diese für den Betrieb der Transponderschaltungsanordnung
minimale Antennenspannung nutzt den Effekt, dass eine kleine Antennenspannung
mit weniger Verlustleistung einhergeht, was auch eine Reduzierung
der Erwärmung bedeutet.
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In
einem Ausführungsbeispiel der Transponderschaltungsanordnung
sind eine Taktrückgewinnungseinrichtung und ein Oszillator
vorgesehen. Die Taktrückgewinnungseinrichtung ist ausgebildet,
ein Taktsignal aus dem Spannungssignal zu generieren, mit dem der
Oszillator synchronisierbar ist. Wenn der Pegel des Spannungssignals
derart gering ist, dass die Taktsynchronisation ausfällt,
stellt der zuvor synchronisierte Oszillator das Taktsignal im Freilauf
bereit. Auf diese Weise ist der getaktete Betrieb der Transponderschaltungsanordnung
auch bei geringem Pegel des Spannungssignals gewährleistet, selbst wenn
aus dem Spannungssignal kein Taktsignal mehr generierbar ist.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren zur Bereitstellung
einer Versorgungsspannung sieht vor, diese aus einem entlastungsmodulierbaren
Spannungssignal umzusetzen. Das unmodulierte Spannungssignal hat
einen ersten Pegel. Der Pegel der Versorgungsspannung ist betragsmäßig
größer als der erste Pegel.
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In
einem Ausführungsbeispiel erfolgt die Spannungsumsetzung
durch eine Ladungspumpe.
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Um
eine Gleichspannung als Versorgungsspannung bereitzustellen, wird
das als Wechselspannung vorliegende Spannungssignal in einem Ausführungsbeispiel
gleichgerichtet.
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Das
Spannungssignal wird bei einem Ausführungsbeispiel von
einer Antenne bereitgestellt.
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Nachfolgend
wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung anhand von
Ausführungsbeispielen erklärt.
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Es
zeigen:
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1 ein
Ausführungsbeispiel einer Transponderschaltungsanordnung,
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2 eine
schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines
Transponders,
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3 ein
Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zur Bereitstellung
einer Versorgungsspannung,
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4 ein
Zeitdiagramm mit Signalen, die in einem Ausführungsbeispiel
der Transponderschaltungsanordnung auftreten,
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5 ein
Ausführungsbeispiel eines Transponders,
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6A Schalterstellungen
im Ausführungsbeispiel des Transponders,
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6B Schalterstellungen
im Ausführungsbeispiel des Transponders,
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6C Schalterstellungen
im Ausführungsbeispiel des Transponders,
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7 ein
Zeitdiagramm mit Signalen, die in einem Ausführungsbeispiel
der Transponderschaltungsanordnung auftreten,
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8 ein
Ausführungsbeispiel eines Transponders, und
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9 eine
weiteres Ausführungsbeispiel einer Transponderschaltungsanordnung.
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1 zeigt
eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels
einer Transponderschaltungsanordnung mit einer Entlastungsmodulationseinrichtung 1,
die an Antennenanschlüsse 2, 3 gekoppelt
ist. Die Entlastungsmodulationseinrichtung 1 ist ausgebildet,
ein zwischen den Antennenanschlüssen 2, 3 anliegendes
unmoduliertes Spannungssignal V23 mit einem ersten Pegel zu modulieren.
Ferner umfasst die Transponderschaltungsanordnung eine Spannungswandlungseinrichtung 4, die
an die Entlastungsmodulationseinrichtung 1 gekoppelt ist.
Diese ist ausgebildet, eine Versorgungsspannung Vd bereitzustellen,
deren Pegel betragsmäßig größer
als der erste Pegel ist.
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2 zeigt
ein Ausführungsbeispiel eines Transponders, welcher die
oben genannten Merkmale umfasst, sodass auf deren Beschreibung an
dieser Stelle verzichtet wird.
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Ferner
ist eine Antenne 5 vorgesehen, die an die Antennenschlüsse 2, 3 angeschlossen
ist. Über die Antenne 5 wird mittels eines elektromagnetischen Feldes
Energie an den Transponder übertragen, sodass das Spannungssignal
V23 induziert wird und ein Antennenstrom Is fließt.
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Ferner
ist eine, der Spannungswandlungseinrichtung 4 nachgeschaltete
Last 6 vorgesehen, die von der Versorgungsspannung Vd gespeist
wird. Bei der Speisung der Last 6 fließt ein Laststrom
I6.
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3 zeigt
schematisch wesentliche Schritte zur Bereitstellung der Versorgungsspannung
Vd für eine Transponderschaltung.
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Das
an den Antennenanschlüssen 2, 3 angelegte
Spannungssignal V23 wird als Speisespannung bereitgestellt. Diese
Bereitstellung wird durch den Block 110 repräsentiert.
Das Spannungssignal wird umgesetzt, um daraus die Versorgungsspannung
bereitzustellen, wie durch die Blöcke 120 beziehungsweise 130 veranschaulicht.
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4 zeigt
einen beispielhaften Verlauf von Spannungs- und Stromsignalen in
einem Ausführungsbeispiel der Transponderschaltungsanordnung zur
Spannnungsversorgung.
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Es
sind das Spannungssignal V23 über der Zeitachse t sowie
der Laststrom I6 zur Speisung der Last 6 über
der Zeit t und die Versorgungsspannung Vd zur Spannungsversorgung
des Lastelements 6 über die Zeit t dargestellt.
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Die
dargestellten Signale veranschaulichen das Prinzip der Entlastungsmodulation.
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Im
Zeitbereich I ist das Spannungssignal V23 unmoduliert und hat den
ersten Pegel V1. Dieses Spannungssignal V23 wird mittels der Spannungswandlungseinrichtung 4 in
die Versorgungsspannung Vd gewandelt, dessen Pegel betragsmäßig
größer ist. Es sei bemerkt, dass es sich bei der
Darstellung des Spannungssignals V23 um die Einhüllende
des oszillierenden Signals handelt. Auf die Darstellung des Wechselanteils
wurde der Anschaulichkeit halber verzichtet. Die Versorgungsspannung
Vd ist eine Gleichspannung.
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Die
Entlastungsmodulation wird im Zeitbereich II veranschaulicht. Bei
der Entlastungsmodulation wird der Pegel des Signals V23 in Abhängigkeit von
zu übertragenen Daten zwischen einem zweiten Pegel V2 und
einem dritten Pegel V3 umgeschaltet. Der zweite Pegel V2 des modulierten
Signals V23 ist betragsmäßig größer
als der dritte Pegel V3. Der erste Pegel V1 des ummodulierten Signals
ist im dargestellten Ausführungsbeispiel größer
als der dritte Pegel V3 und geringer als der zweite Pegel V2. In
einem Ausführungsbeispiel ist erste Pegel V1 des unmodulierten
Signals geringer als der dritte Pegel V3, welcher geringer als der
zweite Pegel V2 ist.
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Zur
Datenübertragung ist die Transponderschaltungsanordnung
ausgebildet, die an den Antennenanschlüssen 2, 3 anliegende
Spannung V23 zu modulieren, um mit einem Erfassungsgerät
beziehungsweise Lesegerät zu kommunizieren.
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Bei
konventionellen Schaltungsanordnungen, die eine so genannte Belastungsmodulation
verwenden, wird bei der Modulation der Pegel im Vergleich zum unmodulierten
Betrieb abgesenkt. In den Zeitabschnitten mit abgesenkten Pegeln
steht nicht genügend Antennenspannung zur Speisung der
Last zur Verfügung, was mit einem Einbruch des Laststroms
und der Versorgungsspannung einhergehen kann.
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Im
Gegensatz dazu treten beim dargestellten Ausführungsbeispiel
während der Modulation deutlich weniger, von der Modulation
herrührenden Schwankungen des Laststroms I6 oder der Versorgungsspannung
Vd auf.
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Dies
rührt daher, dass die Spannungsversorgung des Transponders
auf das unmodulierte Spannungssignal ausgelegt ist. Im Zeitbereich
I, in dem keine Modulation erfolgt, wird üblicherweise
mehr Energie als zum Betrieb der Schaltung erforderlich absorbiert.
Um eine Überlastung der auf dem Transponder befindlichen
Schaltung zu verhindern, wird die nicht erforderliche, überschüssige
Leistung in einen so genannten Shunt in Wärmeenergie umgewandelt
was mit einer parasitären Hitzeentwicklung einhergeht.
Die parasitäre Erhitzung verhält sich proportional
zum Betrag der Antennenspannung V23 und wird durch verringern von
V23 in Kombination mit der Entlastungsmodulation wesentlich verringert.
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Die
Entlastungsmodulation erlaubt ferner durch den im Vergleich zur
Belastungsmodulation möglichen größeren
Spannungshub zum zweiten Pegel V2 eine höhere Datenreichweite.
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5 zeigt
ein Ausführungsbeispiel eines Transponders mit einer Antenne,
deren elektrische Eigenschaften durch einen Antennenwiderstand und eine
Induktivität 52, 51 veranschau licht werden.
Die Antenne ist an die Antennenanschlüsse 2, 3 gekoppelt.
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Zwischen
den Antennenanschlüssen 2, 3 ist ein
Abstimmungskondensator 7 vorgesehen, der den Antennenkreis
des Transponders auf eine Resonanzfrequenz abstimmt.
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Des
Weiteren ist eine Entlastungsmodulationseinrichtung 1 mit
Spannungs-Klemmeinrichtungen 11, 12, 13 vorgesehen,
von denen eine als Shunt 12 dient. Über den zwischen
die Antennenanschlüsse 2, 3 gekoppelten
Shunt 12 fließt ein zum Betrieb des Transponders
nicht erforderlicher Teil des Antennenstromes ab, was mit einer
Hitzeentwicklung einhergeht. Durch den Shunt 12 wird der
erste Pegel V1 der unmodulierten Spannung eingestellt.
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Die
Entlastungsmodulationseinrichtung 1 umfasst ferner eine
erste Spannungs-Klemmeinrichtung 11, die über
einen ersten Schalter 101 zwischen die Antennenanschlüsse 2, 3 koppelbar
ist. Eine zweite Spannungs-Klemmeinrichtung 13 ist über
einen zweiten Schalter 103 zwischen die Antennenanschlüsse 2, 3 koppelbar. Über
die Schalter 101, 103 können die Klemmeinrichtungen 12, 13 vom
Antennenanschluss 2 entkoppelt werden. Mittels der Klemmeinrichtungen 11, 13 ist
die Spannung zwischen dem zweiten Pegel V2 und dem dritten Pegel V3
bei der Modulation umschaltbar.
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Die
erste Klemmeinrichtung 11 beginnt, wenn der daran gekoppelte
erste Schalter 101 geschlossen ist, bei einer vorgegebenen
Spannung V1 Strom zu führen. Die zweite Klemmeinrichtung 13 beginnt,
wenn der daran gekoppelte zweite Schalter 103 geschlossen
ist, bei einer vorgegebenen Spannung V3 Strom zu führen.
Sie beeinflussen damit die Güte des Antennenkrei ses und
begrenzen somit die Antennenspannung bei der Modulation auf den
zweiten Pegel V2 oder auf den dritten Pegel V3.
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Die
Modulation der zwischen den Antennenanschlüssen anliegenden
Spannung V23 erfolgt in einem Ausführungsbeispiel über
eine schaltbare Widerstandsanordnung, in der statt der Klemmeinrichtungen 11, 13 verschiedene
Widerstände vorgesehen sind. Wenn der Zweig mit dem geringeren
Widerstand geschlossen ist, bestimmt dieser Widerstand die Antennenspannung.
In einem Ausführungsbeispiel sind die Widerstandselemente
als Zenerdioden ausgebildet.
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Die 6A, 6B und 6C veranschaulichen
verschiedene Schalterstellungen des ersten und des zweiten Schalters 101, 103 im
Ausführungsbeispiel der 5.
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In 6A ist
der erste Schalter 101 geschlossen und der zweite Schalter 103 geöffnet.
Dadurch wird die Antennenspannung V23 auf den ersten Pegel V1 begrenzt.
Die Schalterstellung wird zur Generierung des unmodulierten Signals
verwendet.
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In 6B sind
die Schalter 101, 103 geöffnet. Dadurch
wird die Antennenspannung V23 über die zweite Klemmeinrichtung 12 bestimmt.
Der Strom fließt über die zweite Klemmeinrichtung,
sodass zwischen den Antennenanschlüssen 2, 3 auf
den zweiten Pegel V2 begrenzt wird.
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In 6C ist
der zweite Schalter 103 geschlossen und der erste Schalter 101 geöffnet.
Dadurch wird die Antennenspannung V23 auf den dritten Pegel V3 begrenzt.
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Während
der Modulation wird zwischen den Schalterstellungen in den 6B und 6C in
Abhängigkeit von dem zu generierenden Datensignal umgeschaltet,
sodass das modulierte Signal zwischen dem zweiten Pegel V2 und dem
dritten Pegel V3 hin und her geschaltet wird, was auch als „toggeln"
bezeichnet wird.
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Ferner
ist eine Spannungswandlungseinrichtung 4 mit einem Gleichrichter 41 und
einer Ladungspumpe 42 vorgesehen. Der Gleichrichter 41 kann
in die Ladungspumpe integriert sein oder dieser vor- oder nachgeschaltet
sein. Die Spannungswandlungseinrichtung 4 ist parallel
zu den Widerstandselementen 11, 12 gekoppelt.
Zur Speisung der Last 6 wird ausgangsseitig der Spannungswandlungseinrichtung 4 der
Laststrom I6 sowie die Versorgungsspannung Vd bereitgestellt. Parallel
zur Last 6 ist ein Pufferkondensator 61 vorgesehen,
der Spannungsschwankungen der Versorgungsspannung Vd glättet.
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Die
von der Umrandung 8 umfassten Blöcke 7, 12, 11, 4, 6, 61 sind üblicherweise
innerhalb eines Chips oder eines Bauteils integriert.
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Im
Folgenden wird die Funktionsweise der Schaltungsanordnung beschrieben.
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In
der Antenne wird bei elektromagnetischer Feldübertragung
von einem Erfassungsgerät ein Antennenstrom Is und eine
Spannung V5 induziert. Die zwischen den Antennenanschlüssen 2, 3 anliegende Spannung
V23 hängt von der Impedanz der Entlastungsmodulationseinrichtung 1 ab,
die von den Schalterstellungen des ersten und des zweiten Schalters 101, 103 bestimmt
werden.
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Die
induzierte Wechselspannung wird vom Spannungswandler 4,
in die Versorgungsspannung Vd umgesetzt. Dieses erfolgt im Falle
des unmodulierten Signals mit der Ladungspumpe 42.
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Der
erste Pegel V1 der Antennenspannung V23 ist in einem Ausführungsbeispiel
derart vorgegeben, dass die Antennenspannung V23 minimal, das heißt
von gerade ausreichender Größe, ist, um die Schaltungsanordnung
im Normalbetrieb zu betreiben.
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Durch
die geringe Antennenspannung, das heißt hohe Bedämpfung,
ist das Transpondersystem breitbandiger und gegenüber Verstimmungs-Effekten,
also Detuning-Effekten, unempfindlicher.
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7 zeigt
einen Signalverlauf, der sich von dem Signalverlauf in 4 lediglich
darin unterscheidet, dass das modulierte Signal zwischen dem ersten Pegel
V1, der mit dem Pegel des unmodulierten Signals übereinstimmt,
und dem zweiten Pegel V2 umgeschaltet wird. In diesem Ausführungsbeispiel
entspricht also der dritte Pegel dem ersten Pegel V1.
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Ein
derartiger Signalverlauf lässt sich beispielsweise durch
das Ausführungsbeispiel eines Transponders in 8 generieren.
Gleiche Bezugszeichen kennzeichnen gleiche Merkmale. Im Folgenden
wird lediglich auf Unterschiede dieses Ausführungsbeispiels
zum Ausführungsbeispiel in 5 eingegangen.
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Das
Ausführungsbeispiel in 8 weist
lediglich zwei Klemmeinrichtungen 11, 12 auf.
Eine erste Klemmeinrichtung ist über einen Schalter 13 zwischen
den Antennenanschlüsse 2, 3 gekoppelt.
Die zweite Klemmeinrichtung 12 ist zwischen die Antennenanschlüsse 2, 3 gekoppelt
und dient als Shunt.
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Die
zwischen den Antennenanschlüssen 2, 3 anliegende
Spannung V23 hängt von dem Widerstand der Entlastungsmodulationseinrichtung 1 ab. Wenn
die erste Klemmeinrichtung 11 durch den Schalter 13 entkoppelt
ist, wird die Spannung V23 lediglich vom Shunt 12 bestimmt.
Wenn die erste Klemmeinrichtung 12, zwischen die Antennenanschlüsse 2, 3 gekoppelt
ist, bestimmt diese die Antennenspannung V23.
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In
einem Ausführungsbeispiel fällt über
dem ersten Widerstandelement 11 eine Spannung von ungefähr
1 Volt und über dem zweiten Widerstandselement 12 eine
Spannung von ungefähr 3 Volt, in Abhängigkeit
der Feldstärke und Ausführungsform, ab.
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Zum
Betrieb der Transponderschaltungsanordnung ist in einem Ausführungsbeispiel
eine Taktrückgewinnung vorgesehen, die ein Taktsignal aus dem
Spannungssignal generiert, um den Systemtakt, z. B. auch für
den Digitalteil, für den Transponder bereitzustellen. Zum
Betrieb der Modulationseinrichtung, die zwischen dem zweiten und
dem dritten Pegel V2, V3 toggelt, ist das Taktsignal in einem Ausführungsbeispiel
erforderlich, um die Pulslänge des modulierten Signals
vorzugeben. Wenn das Spannungssignal den dritten Pegel V3 hat, kann
die Taktrückgewinnung erschwert sein, wenn der dritte Pegel
V3 derart gering ist, dass keine Taktrückgewinnung mehr
erfolgen kann. In solch einem Fall kann die Schaltung außer
Takt geraten oder gar den Betrieb einstellen.
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9 zeigt
ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Transponderschaltungsanordnung,
das auch mit geringem drittem Pegel V3 betreibbar ist.
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Die
Transponderschaltungsanordnung umfasst eine Spannungswandlungseinrichtung 4 zur Bereitstellung
der Versorgungsspannung Vd.
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Ferner
umfasst die Transponderschaltungsanordnung zwei Antennenanschlüsse 2, 3,
zwischen denen eine Entlastungsmodulationseinrichtung 1 gekoppelt
ist. Ferner ist eine Steuerschaltung 21 vorgesehen, die
die Entlastungsmodulationseinrichtung 1 ansteuert, sodass
die Entlastungsmodulationseinrichtung 1 das Spannungssignal
zwischen dem ersten Pegel V1 bei unmoduliertem Signal und dem zweiten
und drittem Pegel V2, V3 bei moduliertem Signal umschaltet. Die
Steuerschaltung 21 wird in Abhängigkeit eines
schaltungsintern anliegenden Taktsignals CLK betrieben.
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Bei
passiven RFID-Transpondern wird der interne Systemtakt aus dem Feld
des Lesegerätes gewonnen, was auch als Clock-Recovery bezeichnet wird.
Wenn während der Modulation der dritte Pegel V3 sehr klein
gewählt wird, das heißt gegen 0 Volt geht, kann
der Systemtakt nicht mehr aus dem Feld gewonnen werden und muss
für diese Zeit über einen internen Oszillator
generiert werden.
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Hierfür
sind eine Taktrückgewinnungseinrichtung 22 und
ein Oszillator 23 vorgesehen. Die Taktrückgewinnungseinrichtung 22 generiert
aus dem Antennensignal ein erstes Taktsignal CLK0, wobei die detektierte
Taktfrequenz des Spannungssignals in einem Ausführungsbeispiel
durch eine Teilereinrichtung in das erste Taktsignal CLK0 mit geringerer
Taktfrequenz umgewandelt wird.
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Der
Oszillator 23 wird durch das generierte erste Taktsignal
CLK0 synchronisiert. Dieser Oszillator 23 ist im normalen
Be trieb in einem Ausführungsbeispiel über eine
PLL, das heißt einem Phasenregelkreis, mit dem aus dem
Feld des Lesegerätes gewonnen Systemtakt synchronisiert.
Wenn der dritte Pegel V3 anliegt und keine Taktrückgewinnung
mehr möglich ist, läuft der zuvor synchronisierte
Oszillator 23 weiter und stellt im Freilauf das interne
Taktsignal CLK bereit. Diese Bereitstellung dauert in einem Ausführungsbeispiel
nur wenige Takte, während derer der dritte Pegel V3 anliegt,
an bis die Taktrückgewinnungseinrichtung 22 bei
verändertem Signalpegel wieder in Betrieb ist. In einem
Ausführungsbeispiel läuft der Oszillator 23 während
der Rückmodulation, das heißt beim Toggeln zwischen
dem zweiten Pegel V2 und dem dritten Pegel V3 frei und generiert
für diese Zeitdauer den Systemtakt.
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Es
sei bemerkt, dass die Merkmale der Ausführungsbeispiele
in den 1, 2, 5 und 8 mit
den Merkmalen des Ausführungsbeispiels in 9 kombinierbar
sind.
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- 1
- Entlastungsmodulationseinrichtung
- 11,
13
- Spannungs-Klemmeinrichtung
- 12
- Spannungs-Klemmeinrichtung/Shunt
- 101,
103
- Schalter
- 100
- Schalterblock
- 2,
3
- Antennenanschluss
- 21
- Steuerschaltung
- 22
- Taktrückgewinnungseinrichtung
- 23
- Oszillator
- 4
- Spannungswandlungseinrichtung
- 41
- Gleichrichtungseinrichtung
- 42
- Ladungspumpe
- 5
- Antenne
- 51
- Antenneninduktivität
- 52
- Antennenwiderstand
- 6
- Last
- 61
- Pufferkondensator
- 7
- Abstimmungskondensator
- 8
- Umrandung
- V23
- Spannungssignal
- V5
- induzierte
Spannung
- Vd
- Versorgungsspannung
- Is
- Antennenstrom
- I6
- Laststrom
- V1,
V2, V3
- Pegel
- CLK0,
CLK
- Taktsignal
- t
- Zeit
- 110,
120, 130
- Verfahrensschritte
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - WO 2004/055712
A1 [0007]