GEBIET DER ERFINDUNGFIELD OF THE INVENTION
Die
vorliegende Anmeldung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren
für eine Radiowellenübertragung.The
The present application relates to an apparatus and a method
for a radio wave transmission.
HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION
In
den letzten Jahren wurden vielfältige elektronische Schlüsselsysteme
wie beispielsweise ein Smart-Zugangssystem bei Fahrzeugen verwendet. Bei
diesen Systemen führt eine im Fahrzeug montierte Vorrichtung
eine Funkkommunikation mit einer tragbaren Vorrichtung (einem elektronischen
Schlüssel) durch, der von einem Anwender mitgetragen wird,
um die ID der tragbaren Vorrichtung zu verifizieren und um das Verriegeln/Entriegeln
der Fahrzeugtüren im Ansprechen auf Befehle von der tragbaren Vorrichtung
zu steuern.In
In recent years, many electronic key systems have been used
such as a smart entry system used on vehicles. at
These systems carries a vehicle-mounted device
a radio communication with a portable device (electronic
Key), which is carried by a user,
to verify the ID of the portable device and to lock / unlock
the vehicle doors in response to commands from the portable device
to control.
Die JP 11-71948 A offenbart
eine fahrzeugseitige Sendevorrichtung, die für solche elektronische
Schlüsselsysteme geeignet ist. Diese Sendevorrichtung stellt
in variabler Weise einen Bereich der Reichweite einer Funkwelle
(Suchfunkwelle) ein, die beim Suchen für eine tragbare
Vorrichtung gesendet wird. Diese Sendevorrichtung umfasst einen
Oszillator zum Erzeugen einer festen Ausgangsgröße
eines Sende-Trägerwellensignals, und einen Signalverstärker
zum Umsetzen der Oszillator-Ausgangsgröße in eine
Funkwelle, die von einer Antenne aus ausgegeben wird. Zum Einstellen
des Ausgangspegels der Funkwelle oder Radiowelle, um in variabler
Weise den Reichweitebereich der Funkwelle einzustellen, werden die
folgenden zwei Verfahren vorgeschlagen: (A) Einstellen der Ausgangsgröße
des Signalverstärkers durch einen variablen Wi derstand,
der an einer Ausgangsstufe des Signalverstärkers vorgesehen
ist; und (B) Einstellen einer Verstärkung des Signalverstärkers.The JP 11-71948 A discloses an on-board transmitter suitable for such electronic key systems. This transmitting device variably adjusts a range of the range of a radio wave (search radio wave) sent in searching for a portable device. This transmission apparatus comprises an oscillator for generating a fixed output of a transmission carrier wave signal, and a signal amplifier for converting the oscillator output into a radio wave output from an antenna. For adjusting the output level of the radio wave or radio wave to variably set the range of coverage of the radio wave, the following two methods are proposed: (A) adjusting the output of the signal amplifier by a variable resistor provided at an output stage of the signal amplifier; and (B) adjusting a gain of the signal amplifier.
Gemäß irgendeinem
der Verfahren (A) und (B) ist ein Verstärker mit großer
Ausgangsleistung erforderlich, sodass dessen Ausgangsgröße
dazu verwendet werden kann, um die Antenne zu treiben. Gemäß dem
Verfahren (A) bewirkt der variable Widerstand einen schlechten Energiewirkungsgrad
aufgrund von Energieverlusten, speziell auf der Niedrigenergieseite.
Gemäß dem Verfahren (B) wird, da selbst eine kleine
Schwankung in einem Eingangssignal verstärkt wird, die
Amplitude der Funkwelle die von der Antenne gesendet wird, durch
eine Betriebscharakteristik oder Temperaturcharakteristik des Signalverstärkers
verändert, was zu einem unstabilen Betrieb führt.According to any
Methods (A) and (B) is a large-scale amplifier
Output power required, so its output size
can be used to drive the antenna. According to the
Method (A) causes variable resistance to poor energy efficiency
due to energy losses, especially on the low energy side.
According to the method (B), since even a small one
Fluctuation is amplified in an input signal that
Amplitude of the radio wave transmitted by the antenna
an operating characteristic or temperature characteristic of the signal amplifier
changed, which leads to unstable operation.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION
Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung und
ein Verfahren zum Senden einer Radiowelle oder Funkwelle zu schaffen,
die bzw. welches dafür geeignet ist, um die Funkwellenausgangsgröße
stabil zu halten, die von einer Antenne gesendet wird und dafür
geeignet ist, um einen Reichweitebereich der Funkwelle variabel
einzustellen.It
An object of the present invention is an apparatus and
to provide a method of transmitting a radio wave or radio wave,
which is suitable for the radio wave output
stable, which is sent by an antenna and for that
is suitable to a range of the radio wave variable
adjust.
Gemäß der
vorliegenden Erfindung erzeugt in einer fahrzeugseitigen Vorrichtung
eine variable Leistungsschaltung eine Treiber-Ausgangsspannung von
einer Batteriespannung, eine Modulationsschaltung modelliert ein
Trägerwellensignal einer Trägerfrequenz durch
ein Basisband-Signal mit einer Frequenz, die niedriger ist als diejenige
des Basisbandsignals, um dadurch ein Schalt-Steuersignal zu erzeugen,
und umfasst eine Schalter-Schaltung, die eine Anwendung oder ein
Anlegen der Treiber-Ausgangsspannung an eine Antenne im Ansprechen
auf das Schaltsignal ein- und ausschaltet. Die variable Leistungsschaltung
stellt die Treiber-Ausgangsspannung ein, um einen Reichweitebereich
einer Funkwelle variabel einzustellen, die von der Antenne ausgesendet
wird, sodass die Funkwelle von einer tragbaren Vorrichtung, die
in den Reichweitebereich eindringt, empfangen werden kann.According to the
Present invention produced in an on-vehicle device
a variable power circuit has a driver output voltage of
a battery voltage, a modulation circuit models
Carrier wave signal of a carrier frequency by
a baseband signal having a frequency lower than that
the baseband signal to thereby generate a switching control signal,
and includes a switch circuit, which is an application or a
Applying the driver output voltage to an antenna in response
on the switching signal on and off. The variable power circuit
Sets the driver output voltage to a range of range
to adjust variably a radio wave emitted by the antenna
, so that the radio wave from a portable device, the
enters the range of coverage, can be received.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Die
oben genannten und weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden
Erfindung ergeben sich klarer aus der folgenden detaillierten Beschreibung
unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen. In den Zeichnungen
zeigen:The
above and other objectives, features and advantages of the present
The invention will become more apparent from the following detailed description
with reference to the attached drawings. In the drawings
demonstrate:
1 ein
Blockschaltbild, welches ein Funk-Verriegelungs-/Entriegelungs-System
eines Fahrzeugs mit Verwendung einer LF-Sendevorrichtung gemäß der
vorliegenden wiedergibt; 1 Fig. 10 is a block diagram showing a radio lock / unlock system of a vehicle using an LF transmission apparatus according to the present invention;
2 ein
Blockschaltbild, welches eine Ausführungsform der LF-(NF)-Sendevorrichtung
darstellt, die in 1 gezeigt ist; 2 a block diagram illustrating an embodiment of the LF (NF) transmitting device, which in 1 is shown;
3 ein
schematisches Diagramm, welches eine Modulationsschaltung wiedergibt,
die in 2 dargestellt ist; 3 a schematic diagram showing a modulation circuit, the in 2 is shown;
4 ein
Schaltungsdiagramm, welches eine Schalt-Schaltung und eine Treiberschaltung
der LF-(NF)-Sendevorrichtung zeigt, die in 2 dargestellt
ist; 4 a circuit diagram showing a switching circuit and a driving circuit of the LF (NF) -Sendevorrichtung shown in 2 is shown;
5 ein
Schaltungsdiagramm, welches eine Ladungs-Pumpschaltung zeigt, die
eine Gatespannungs-Booster-Schaltung bildet, die in 4 gezeigt
ist; 5 a circuit diagram showing a charge pump circuit forming a gate voltage booster circuit, which in 4 is shown;
6 einen
Zeitplan, der einen Betrieb der LF-Sendevorrichtung zeigt, die in 2 dargestellt; 6 a schedule showing an operation of the LF transmitting device, which in 2 shown;
7A und 7B Pläne,
welche die Betriebsweisen von MOSFETs in der Schalter-Schaltung
zeigen, die in 4 dargestellt; 7A and 7B Plans showing the operations of MOSFETs in the switch circuit incorporated in 4 shown;
8 ein
Blockschaltbild, welches eine andere Ausführungsform der
LF-(NF)-Sendevorrichtung wiedergibt, die in 1 gezeigt
ist; und 8th FIG. 4 is a block diagram showing another embodiment of the LF (NF) transmission apparatus shown in FIG 1 is shown; and
9 ein
Zeitsteuerdiagramm, welches einen Betrieb der LF-Sendevorrichtung
veranschaulicht, die in 8 wiedergegeben ist. 9 a timing diagram illustrating an operation of the LF transmitting device, which in 8th is reproduced.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER AUSFÜHRUNGSFORMDETAILED DESCRIPTION
OF THE EMBODIMENT
Um
zunächst auf 1 einzugehen, so enthält
ein Funk-Verriegelungs-/Entriegelungs-System 1 eine fahrzeugseitige
Vorrichtung 100, die in einem Fahrzeug montiert ist, und
eine tragbare Vorrichtung 200, die von einem Anwender mitgetragen
wird. Die tragbare Vorrichtung 200 speichert einen Identifizierungscode
(ID), der für jedes Fahrzeug spezifisch ist und führt
eine Funkkommunikation mit der fahrzeugseitigen Vorrichtung 100 durch.
Die fahrzeugseitige Vorrichtung 100 überprüft,
ob die tragbare Vorrichtung 200, die spezifisch für
das Fahrzeug ist, innerhalb eines vorbestimmten Bereiches von dem
Fahrzeug vorhanden ist, was mit Hilfe des ID-Codes erfolgt, und
führt eine vorbestimmte Steuerung (zum Beispiel Tür-Verriegelung/Entriegelung,
Immobilizer-Entriegelung und so weiter) basierend auf dem Prüfergebnis
des ID-Codes durch. Die fahrzeugseitige Vorrichtung 100 enthält
eine elektronische Steuereinheit (ECU) 10, eine Niederfrequenz-(LF)-Sendevorrichtung 20,
die mit der ECU 10 und einer LF-(NF)-Antenne 210 verbunden
ist, und eine Funkfrequenz-(HF)-Empfängervorrichtung 30,
die mit der ECU 10 und einer HF-Antenne 310 verbunden
ist.To first on 1 to deal, so includes a wireless locking / unlocking system 1 a vehicle-side device 100 mounted in a vehicle and a portable device 200. , which is supported by a user. The portable device 200. stores an identification code (ID) specific to each vehicle and conducts radio communication with the on-vehicle device 100 by. The vehicle-side device 100 Check if the portable device 200. which is specific to the vehicle, is present within a predetermined range of the vehicle, which is done by means of the ID code, and performs a predetermined control (for example, door lock / unlock, immobilizer unlock, and so on) based the test result of the ID code. The vehicle-side device 100 contains an electronic control unit (ECU) 10 , a low frequency (LF) transmission device 20 that with the ecu 10 and an LF (NF) antenna 210 and a radio frequency (RF) receiver device 30 that with the ecu 10 and an RF antenna 310 connected is.
Die
LF- bzw. NF-Sendevorrichtung 200 moduliert ein LF- bzw.
NF-Trägerwellensignal mit einem Basisbandsignal, welches
einen ID-Code des tragbaren Schlüssels und ähnliches
enthält, und sendet periodisch eine Anfragewelle von der
LF-Antenne 210 aus. Die Energie der Anfragewelle wird so
bestimmt, dass die Anfragewelle einen vorbestimmten Bereich erreichen
kann. Wenn die tragbare Vorrichtung 200 innerhalb dieses
vorbestimmten Bereiches vorhanden ist, empfängt die tragbare
Vorrichtung 200 die Anfragewelle und demoduliert das Basisbandsignal. Wenn
das Demodulationsergebnis anzeigt, dass die Anfragewelle spezifisch
für die tragbare Vorrichtung 200 selbst ist, sendet
die tragbare Vorrichtung 200 automatisch als Antwort eine
HF-Antwortwelle, die deren ID-Code enthält.The LF or LF transmitting device 200. modulates an LF carrier wave signal with a baseband signal containing a portable key ID code and the like, and periodically transmits a request wave from the LF antenna 210 out. The energy of the request wave is determined so that the request wave can reach a predetermined range. When the portable device 200. is present within this predetermined range, the portable device receives 200. the request wave and demodulates the baseband signal. When the demodulation result indicates that the request wave is specific to the portable device 200. itself is send the portable device 200. automatically in response an RF response wave containing its ID code.
Bei
der fahrzeugseitigen Vorrichtung 100 empfängt
die HF-Empfängervorrichtung 30 diese HF-Antwortwelle über
die HF-Antenne 310 und demoduliert ein Basisbandsignal
der HF-Antwortwelle, welches den ID-Code enthält. Die ECU 10 prüf,
ob der ID-Code in der HF-Antwortwelle bzw. -Antwortsignal einem
Haupt-ID-Code entspricht, der in einem Speicher 12 gespeichert
ist. Wenn das Prüfergebnis anzeigt, dass beide ID-Codes
einander entsprechen, steuert die ECU 10 die Betriebsweisen
einer Türverriegelungsvorrichtung 40 und einer
Immobilizer-Vorrichtung (60). Beispielsweise kann ein Anwender,
der die tragbare Vorrichtung 200 mit sich trägt,
einen Türgriff berühren, die ECU 10 empfängt
dann ein Ausgangssignal von einem Berührungssensor 50,
der an dem Türgriff vorgesehen sind und macht dieses Ausgangssignal
gültig und zwar als Berührung durch einen autorisierten
Anwender. Die ECU 10 gibt dann einen Befehl an die Türverriegelungsvorrichtung 40 aus,
um die Tür zu verriegeln oder zu entriegeln.In the vehicle-side device 100 receives the RF receiver device 30 this RF response wave over the RF antenna 310 and demodulates a baseband signal of the RF response wave containing the ID code. The ECU 10 checks whether the ID code in the RF response wave or response signal corresponds to a main ID code stored in a memory 12 is stored. If the test result indicates that both ID codes correspond to each other, the ECU controls 10 the operations of a door lock device 40 and an immobilizer device ( 60 ). For example, a user who owns the portable device 200. carries with it, touching a door handle, the ECU 10 then receives an output signal from a touch sensor 50 provided on the door handle and validates this output signal as a touch by an authorized user. The ECU 10 then issues a command to the door lock device 40 to lock or unlock the door.
Die
NF-Sendevorrichtung 20 ist an einer vorbestimmten Position
in dem Fahrzeug fixiert, sodass sie die Anfragewelle für
den Suchvorgang nach der tragbaren Vorrichtung senden kann. Die
Ausgangsleistung der Anfragewelle definiert den vorbestimmten Suchbereich
nach der tragbaren Vorrichtung 200.The NF transmitter device 20 is fixed at a predetermined position in the vehicle so that it can transmit the request wave for the portable device search operation. The output power of the request wave defines the predetermined search range after the portable device 200. ,
Wie
in 2 gezeigt ist, enthält die NF-Sendevorrichtung 20 eine
variable Leistungsschaltung 24, eine Schalter-Schaltung 25,
eine Treiberschaltung 22 und eine Modulatorschaltung 11.
Die variable Leistungsschaltung 24 empfängt elektrische
Energie VB von einer im Fahrzeug montierten Batterie (nicht gezeigt)
und schickt eine Treiber-Ausgangsspannung Vcc1 zu der Antenne, um
die NF-Antenne 210 anzutreiben. Die Schalter-Schaltung 25 ist
zwischen der variablen Leistungsschaltung 24 und der NF-Antenne 210 vorgesehen,
um die Richtung der Stromzufuhr zwischen zwei Richtungen X und Y
umzuschalten. Die Richtung X verläuft von einem ersten Anschluss 210a zu
einem zweiten Anschluss 210b, und die Richtung Y verläuft
von dem zweiten An schluss 210b zu dem ersten Anschluss 210a.
Die Treiberschaltung 22 enthält eine Ladungs-Pumpschaltung 23 und
sie treibt die Schalter-Schaltung 25 basierend auf einer
Trägerwellenfrequenz der Such-Radiowelle an. Die Modulatorschaltung 11 moduliert
die Schalt-Treiberausgangsgröße der Treiberschaltung
in einer Ein-/Aus-Weise basierend auf einem digitalen Basisbandsignal
mit einer Frequenz, die niedriger ist als die Trägerwellenfrequenz.As in 2 is shown contains the LF transmission device 20 a variable power circuit 24 , a switch circuit 25 , a driver circuit 22 and a modulator circuit 11 , The variable power circuit 24 receives electrical energy VB from a vehicle-mounted battery (not shown) and sends a driver output voltage Vcc1 to the antenna to the LF antenna 210 drive. The switch circuit 25 is between the variable power circuit 24 and the LF antenna 210 provided to switch the direction of the power supply between two directions X and Y. The direction X is from a first port 210a to a second connection 210b , and the direction Y is from the second terminal 210b to the first port 210a , The driver circuit 22 contains a charge pump circuit 23 and she drives the switch circuit 25 based on a carrier wave frequency of the search radio wave. The modulator circuit 11 modulates the switching driver output of the driver circuit in an on / off manner based on a digital baseband signal having a frequency lower than the carrier wave frequency.
Die
variable Leistungsschaltung 24 dient dazu in variabler
Weise einen Reichweitebereich der Such-Radiowelle einzustellen und
sie enthält eine Spannungs-Wandlerschaltung 24a,
eine Batteriespannung-Eingabeschaltung 24b und eine Befehl-Eingabeschaltung 24e.
Die Befehl-Eingabeschaltung 24e gibt eine Bezugsspannung
Vref als einen variablen Befehl, der eine Treiber-Ausgangsspannung
Vcc1 angibt, an die NF-Antenne 210 ab, welche auch an diese
anzulegen ist. Die Spannungs-Wandlerschaltung 24a enthält
einen Verstärker und einen Schalttransistor 24d und
sie wandelt die Batteriespannung VB in die Treiber-Ausgangsspannung
Vcc1 gemäß dem variablen Befehl um.The variable power circuit 24 serves to variably adjust a range of coverage of the search radio wave and includes a voltage conversion circuit 24a , a battery voltage input circuit 24b and a command input circuit 24e , The command input circuit 24e outputs a reference voltage Vref as a variable instruction, which is a driver output Voltage Vcc1 indicates to the LF antenna 210 which is also to create this. The voltage converter circuit 24a includes an amplifier and a switching transistor 24d and converts the battery voltage VB into the driver output voltage Vcc1 according to the variable command.
Die
NF-Antenne 21 besteht aus einer Resonanzantenne, die eine
Antennenspule 211 und einen Kondensator 212 enthält,
der so angekoppelt ist, um einen Reihenresonanzkreis zu bilden.
Die Treiberschaltung 22 treibt schaltend die Schalter-Schaltung 25 in
Einklang mit der Trägerwellenfrequenz, die einer Resonanzfrequenz
der NF-Antenne 210 entspricht. Obwohl die NF-Antenne 210 direkt
in einer Impuls-Wellenform (Ein/Aus) angetrieben wird, erzeugt sie
eine Trägerwelle in einer Resonanz-Sinuswellenform. Als
Ergebnis können höhere harmonische Komponenten,
die in der Impuls-Wellenform enthalten sind und die Störsignale
und eine elektromagnetische Interferenz (EMI) bewirken, effektiv
reduziert werden. Da ferner eine Resonanz-Schaltungskonfiguration
realisiert ist, die Windungslänge der Antennenwicklung 211 sehr
viel kürzer als eine gesendete Wellenlänge und
ist darin effektiv die Antennengröße zu reduzieren.
Als ein Beispiel wird die Bandbreite der Sendewelle auf ein NF-Band
eingestellt, welches von 50 kHz bis 500 kHz einer langen Welle reicht.
Ferner ist das NF-Band insofern vorteilhaft als die tragbare Vorrichtung 200 nicht
auf die Such-Radiowelle anspricht, wenn der Anwender (die tragbare
Vorrichtung) von dem vorbestimmten Bereich ent fernt ist. Es ist
auch insofern vorteilhaft, als die tragbare Vorrichtung 200 auf
die Such-Radiowelle immer dann antwortet, wenn sie von dem Anwender
getragen wird oder mitgeführt wird, da die Such-Radiowelle
sich einfach ausbreiten kann.The NF antenna 21 consists of a resonant antenna, which is an antenna coil 211 and a capacitor 212 which is coupled to form a series resonant circuit. The driver circuit 22 Switches the switch circuit 25 in accordance with the carrier wave frequency, that of a resonant frequency of the LF antenna 210 equivalent. Although the NF antenna 210 is driven directly in a pulse waveform (on / off), it generates a carrier wave in a resonant sine waveform. As a result, higher harmonic components contained in the pulse waveform and causing the spurious signals and electromagnetic interference (EMI) can be effectively reduced. Further, since a resonant circuit configuration is realized, the winding length of the antenna winding 211 much shorter than a transmitted wavelength and is effective in reducing the size of the antenna. As an example, the bandwidth of the transmission wave is set to a LF band ranging from 50 kHz to 500 kHz of a long wave. Furthermore, the LF band is advantageous in that respect as the portable device 200. does not respond to the search radio wave when the user (the portable device) is away from the predetermined area. It is also advantageous insofar as the portable device 200. respond to the search radio wave whenever it is carried or carried by the user, since the search radio wave can easily propagate.
Die
Schalter-Schaltung 25 ist aus einer H-Brückenschaltung
aus vier (erster bis vierter) Schalttransistoren 251 bis 254 gebildet
und ist an die NF-Antenne 210 über Impedanz-Anpassungswiderstände 261 und 262 angeschlossen.
Die erste Schalttransistor 251 ist zwischen der variablen
Leistungsschaltung 24 und dem Antennenanschluss 210a vorgesehen.
Der zweite Schalttransistor 252 ist zwischen dem Antennenanschluss 210a und
Erde oder Masse vorgesehen. Der dritte Schalttransistor 253 ist zwischen
der variablen Leistungsschaltung 24 und dem Antennenanschluss 210b vorgesehen.
Der vierte Schalttransistor 254 ist zwischen dem Antennenanschluss 210b und
Masse oder Erde vorgesehen. Die Antenne 210 wird mit elektrischer
Energie in der ersten Richtung X versorgt, wenn der erste und der vierte
Schalttransistor 251 und 254 eingeschaltet sind
und wenn der zweite und der dritte Schalttransistor 252 und 253 ausgeschaltet
sind. Die Antenne 210 wird mit elektrischer Energie in
der zweiten Richtung Y versorgt, wenn der erste und der vierte Schalttransistor 251 und 254 ausgeschaltet
sind und wenn der zweite und der dritte Schalttransistor 252 und 253 eingeschaltet
sind. Die Schalter-Schaltung ist auch in 4 gezeigt.The switch circuit 25 is from an H-bridge circuit of four (first to fourth) switching transistors 251 to 254 formed and is connected to the LF antenna 210 via impedance matching resistors 261 and 262 connected. The first switching transistor 251 is between the variable power circuit 24 and the antenna connector 210a intended. The second switching transistor 252 is between the antenna connector 210a and earth or ground provided. The third switching transistor 253 is between the variable power circuit 24 and the antenna connector 210b intended. The fourth switching transistor 254 is between the antenna connector 210b and ground or earth provided. The antenna 210 is supplied with electric power in the first direction X when the first and fourth switching transistors 251 and 254 are turned on and when the second and the third switching transistor 252 and 253 are turned off. The antenna 210 is supplied with electric power in the second direction Y when the first and fourth switching transistors 251 and 254 are turned off and when the second and the third switching transistor 252 and 253 are turned on. The switch circuit is also in 4 shown.
Wie
in 3 dargestellt ist, enthält die Modulatorschaltung 11 eine
Trägerwellensignalschaltung 11a, eine Modulationsschaltung 11b und
eine Logik-Schaltung 21. Die Trägerwellensignalschaltung 11a enthält
eine Bezugs-Oszillatorschaltung 111 und eine Frequenzteilerschaltung 112 und
erzeugt ein impulsförmig gestaltetes Trägerwellensignal
entsprechend der Trägerwellenfrequenz und zwar durch Teilen
der Frequenz eines Bezugstaktsignals der Bezugs-Oszillatorschaltung 111 vermittels
der Teilerschaltung 112. Die Modulationsschaltung 11b,
die aus einem UND-Gatter bestehen kann, unterzieht das Trägerwellensignal
der Trägerwellensignalschaltung 11a und das impulsförmig
gestaltete digitale Basisbandsignal mit einer niedrigen Frequenz
einer logischen UND-Verknüpfung oder Operation und erzeugt
ein moduliertes Wellensignal. Das digitale Basisbandsignal besitzt
eine EIN-Periode PA und eine AUS-Periode PB, die in Einklang mit
den zu sendenden Daten variieren. Das modulierte Wellensignal besitzt
eine Vielzahl an Impulsen in der Periode PA, jedoch keine Impulse
in der Periode PB. Die Modulationsschaltung 11b kann durch
einen Schalttransistor (zum Beispiel FET) gebildet sein, der in
dem Ausgangspfad des Trägerwellensignals vorgesehen ist.As in 3 is shown, contains the modulator circuit 11 a carrier wave signal circuit 11a , a modulation circuit 11b and a logic circuit 21 , The carrier wave signal circuit 11a contains a reference oscillator circuit 111 and a frequency divider circuit 112 and generates a pulse-shaped carrier wave signal corresponding to the carrier wave frequency by dividing the frequency of a reference clock signal of the reference oscillator circuit 111 by means of the divider circuit 112 , The modulation circuit 11b , which may consist of an AND gate, subjects the carrier wave signal to the carrier wave signal circuit 11a and the pulse-shaped baseband digital signal having a low frequency of logical AND operation and generates a modulated wave signal. The digital baseband signal has an ON period PA and an OFF period PB which vary in accordance with the data to be transmitted. The modulated wave signal has a plurality of pulses in the period PA, but no pulses in the period PB. The modulation circuit 11b may be formed by a switching transistor (for example, FET) provided in the output path of the carrier wave signal.
Die
Logik-Schaltung 21 enthält ein Invertier-Gatter 21i,
welches das modulierte Wellensignal empfingt und welches vier Eingangs-Treibersignale 1N1H,
1N2H, 1N1L und 1N2L, um die Schalttransistoren 251, 252, 253 und 254 jeweils
anzutreiben. Es werden somit die Eingangs-Treibersignale als Schalt-Steuersignale
verwendet. Spezifischer gesagt, wenn das modulierte Wellensignal
sich auf einem hohen Pegel (H) während der Periode PA befindet,
sind die Schalttransistoren 251 und 254 eingeschaltet
und zwar durch die Eingangs-Treibersignale 1N1H und 1N2L, um die
Antenne 210 in der Richtung X zu erregen. Wenn das modulierte
Wellensignal sich auf einem niedrigen Pegel (L) während
der Periode PA befindet, werden die Schalttransistoren 252 und 253 durch
die Eingangs-Treibersignale 1N2H und 1N1L eingeschaltet, um die
Antenne 210 in der Richtung Y zu erregen. Während
der Periode PB sind alle Schalttransistoren 251 bis 254 ausgeschaltet.The logic circuit 21 contains an inverter gate 21i which receives the modulated wave signal and which four input drive signals 1N1H, 1N2H, 1N1L and 1N2L to the switching transistors 251 . 252 . 253 and 254 each to drive. Thus, the input drive signals are used as switching control signals. More specifically, when the modulated wave signal is at a high level (H) during the period PA, the switching transistors are 251 and 254 turned on by the input driver signals 1N1H and 1N2L to the antenna 210 to excite in the direction X. When the modulated wave signal is at a low level (L) during the period PA, the switching transistors become 252 and 253 through the input driver signals 1N2H and 1N1L turned on to the antenna 210 in the direction of Y to excite. During the period PB all switching transistors are 251 to 254 switched off.
Wie
in 4 gezeigt ist, empfängt die Schalter-Schaltung 25 die
Treiber-Ausgangsspannung Vcc1 von der variablen Leistungsschaltung 24 als eine
Sende-Treiberspannung der NF-Atenne 210. Jeder Schalttransistor 251, 252, 253, 254 kann
aus einem N-Kanal-MOSFET bestehen und besitzt einen Source-Anschluss,
der mit der variablen Leistungsschaltung 24 verbunden ist,
und einen Drain-Anschluss, der mit Masse oder Erde oder einer Erdungsseite
verbunden ist. Die Treiberschaltung 22 ist mit den Gate-Anschlüssen
der Schalttransistoren 251 bis 254 verbunden,
um die Schaltungen zu treiben, inklusive einer Ladungs-Pumpschaltung (Gate-Booster-Schaltung) 23,
um eine Boost-Treiberspannung VEH, die höher ist als die
Batteriespannung VB, dem Gate-Anschluss des MOSFET 251, 252, 253 oder 254 zuzuführen,
der eingeschaltet werden soll, um die Antenne 210 zu erregen.As in 4 is shown receiving the switch circuit 25 the driver output voltage Vcc1 from the variable power circuit 24 as a transmission drive voltage of the NF antenna 210 , Each switching transistor 251 . 252 . 253 . 254 can consist of an N-channel MOSFET and has a source connection with the variable power circuit 24 is connected, and a drain terminal which is connected to ground or ground or a grounding side. The driver circuit 22 is with the gate terminals of the switching transistors 251 to 254 connected to drive the circuits, including a charge pump circuit (gate booster circuit) 23 to a boost drive voltage VEH which is higher than the battery voltage VB, the gate terminal of the MOSFET 251 . 252 . 253 or 254 supply, which is to be turned on to the antenna 210 to excite.
Jeder
MOSFET besteht aus einem Enhancement-Typ, der einen kleinen EIN-Widerstand
und eine hohe Gate-Eingangsimpedanz besitzt, sodass die Schalter-Schaltung 25 weniger
elektrische Energie verbraucht. Es sei hier angenommen, dass eine Source-Spannung,
eine Gate-Spannung und eine Schwellenwert-Gate-Source-Spannung zum
Einschalten eines MOSFET wie folgt ist Vcc2 bzw. VG bzw. Vk (circa
2,5 V). Im Falle eines P-Kanaltypen wird der MOSFET eingeschaltet,
wenn die Gate-Spannung VG niedriger wird als die Source-Spannung
Vcc2 und zwar um mehr als Vk, das heißt also Vcc2 – VG ≥ Vk.
Im Falle eines N-Kanaltypen wird der MOSFET eingeschaltet, wenn
die Gate-Spannung Vg höher wird als Source-Spannung Vcc2
und zwar um mehr als Vk, das heißt VG – Vcc2 ≥ Vk.Each MOSFET is made of an enhancement type having a small ON resistance and a high gate input impedance, so that the switch circuit 25 consumes less electrical energy. Assume here that a source voltage, a gate voltage, and a threshold gate-source voltage for turning on a MOSFET are Vcc2, VG, and Vk, respectively, as follows (approximately 2.5V). In the case of a P-channel type, the MOSFET is turned on when the gate voltage VG becomes lower than the source voltage Vcc2 by more than Vk, that is, Vcc2 - VG ≥ Vk. In the case of an N-channel type, the MOSFET is turned on when the gate voltage Vg becomes higher than the source voltage Vcc2 by more than Vk, that is, VG - Vcc2 ≥ Vk.
Die
Treiberspannung VX (entsprechend zu Vcc1), die geschaltet werden
soll, ist im Allgemeinen sehr viel höher als die Signal-Stromversorgungsspannung
Vcc2 (zum Beispiel +5 V und entsprechend zu VG). Indem man in diesem
Fall P-Kanal-MOSFETs für die hochliegende Seite (Leistungsschaltungsseite 24)
und N-Kanal-MOSFETs für die niedrige Seite (Erdungsseite)
verwendet, wird es möglich die Signal-Stromversorgungsspannung Vcc2
als Gate-Spannung zu verwenden, um die Schalter-Schaltung 25 zu
treiben. Es kann jedoch in einem Fall unmöglich sein, bei
dem die Sende-Treiberspannung VX, die geschaltet werden soll, variabel ist,
um in variabler Weise den Reichweitebereich der Radiowelle einzustellen.
Das heißt im Falle des P-Kanal-MOSFET auf der hochliegenden
Seite, wenn die Sende-Treiberspannung VX für einen kleinen
Bereich eingestellt ist, muss die Spannung VG negativ eingestellt
werden, um den Ausdruck Vcc2 – VG ≥ VK zu befriedigen,
um den MOSFET auf der spannungsmäßig hochliegenden
Seite einzuschalten. Diese negative Spannung erfordert eine Negativ-Leistungsschaltung.The drive voltage VX (corresponding to Vcc1) to be switched is generally much higher than the signal power supply voltage Vcc2 (for example, +5 V and corresponding to VG). By in this case, P-channel MOSFETs for the high side (power circuit side 24 ) and N-channel MOSFETs for the low side (ground side), it becomes possible to use the signal power supply voltage Vcc2 as the gate voltage to the switch circuit 25 to drive. However, it may be impossible in a case where the transmission driving voltage VX to be switched is variable to variably set the range of the radio wave. That is, in the case of the P-channel MOSFET on the high side, when the transmission drive voltage VX is set for a small range, the voltage VG must be set negative to satisfy the expression Vcc2-VG ≥ VK to form the MOSFET on the high voltage side. This negative voltage requires a negative power circuit.
Um
die Schalter-Schaltung 25 ohne eine Negativ-Leistungsschaltung
anzutreiben, werden bei allen Schalttransistoren 251 bis 254 N-Kanal-MOSFETs
verwendet. Um den N-Kanal-MOSFET anzutreiben ist es erforderlich
die Gate-Spannung VG anzulegen, die höher ist als die Sende-Treiberspannung
VX (Source-Spannung Vcc2) und zwar um die Schwellenwertspannung
Vk. Die Gate-Spannung VG wird durch die Ladungs- Pumpschaltung 23 zugeführt,
welche die Boost-Gate-Treiberspannung VEH zuführt. Somit
können alle MOSFETs ohne eine Negativ-Leistungsschaltung
ungeachtet einem Einstellwert der Sende-Treiberspannung VX angetrieben werden.
Somit kann eine unterste Grenzspannung Vxmin der Treiber-Ausgangsspannung
Vcc1 so eingestellt werden, dass sie niedriger ist als die Gate-Treiberspannung
VEH und der Bereich der Variation der Treiber-Ausgangsspannung Vcc1
kann in bemerkenswerter Weise auf einer niedrigen Spannungsseite
erweitert werden. Wenn beispielsweise die Spannung Vk bei 2,5 V
liegt, kann die unterste Grenze von Vxmin zwischen 1,5 V und 2,5
V eingestellt werden. Als ein Beispiel kann die Treiber-Ausgangsspannung
Vcc1 variabel in Inkrementen oder Dekrementen von 0,3 V zwischen
der untersten Grenze Vxmin von 1,7 V und einer obersten Grenze Vxmax
von 6,8 V eingestellt werden.To the switch circuit 25 without driving a negative power circuit, all the switching transistors are turned on 251 to 254 N-channel MOSFETs used. In order to drive the N-channel MOSFET, it is necessary to apply the gate voltage VG which is higher than the transmission drive voltage VX (source voltage Vcc2) by the threshold voltage Vk. The gate voltage VG is through the charge pump circuit 23 which supplies the boost gate drive voltage VEH. Thus, all of the MOSFETs can be driven without a negative power circuit regardless of a set value of the transmission drive voltage VX. Thus, a lowest limit voltage Vxmin of the drive output voltage Vcc1 can be set to be lower than the gate drive voltage VEH, and the range of the variation of the drive output voltage Vcc1 can be remarkably extended to a low voltage side. For example, if the voltage Vk is 2.5V, the lowest limit of Vxmin may be set between 1.5V and 2.5V. As an example, the driver output voltage Vcc1 may be variably set in increments or decrements of 0.3V between the lowest limit Vxmin of 1.7V and an upper limit limit Vxmax of 6.8V.
Die
Ladungs-Pumpschaltung 23 liegt die Gate-Treiberspannung
VEH, die um 2,5 V höher liegt als die Treiber-Ausgangsspannung
Vcc1 der variablen Leistungsschaltung 24, an die Gate-Anschlüsse der
N-Kanal-MOSFETs an, um diese einzuschalten, sodass die MOSFETs in
stabiler Weise die jeweiligen Schaltoperationen durchführen.
Die Gate-Treiberspannung VEH kann in variabler Weise in Einklang mit
der Treiber-Ausgangsspannung Vcc1 eingestellt werden oder kann auf
einen fixierten Pegel eingestellt werden. In diesem Fall muss der
fixierte Pegel (Gate-Treiberspannung VEH) höher liegen
als die oberste Grenze Vxmax und zwar um mehr als die Schwellenwertspannung
Vk selbst wenn die Treiber-Ausgangsspannung Vcc1 auf die oberste
Grenzspannung Vxmax eingestellt ist. Beispielsweise kann Vxmax 6,8
V betragen und VEH kann zwischen 10 V und 25 V liegen (zum Beispiel
20 V). Diese Spannung VEH muss niedriger liegen als die Haltespannung
eines Gates eines MOSFETs, der verwendet wird.The charge pump circuit 23 is the gate drive voltage VEH which is higher by 2.5 V than the drive output voltage Vcc1 of the variable power circuit 24 to the gate terminals of the N-channel MOSFETs to turn them on so that the MOSFETs stably perform the respective switching operations. The gate drive voltage VEH may be variably set in accordance with the drive output voltage Vcc1, or may be set to a fixed level. In this case, the fixed level (gate drive voltage VEH) must be higher than the upper limit Vxmax by more than the threshold voltage Vk even when the drive output voltage Vcc1 is set to the upper limit voltage Vxmax. For example, Vxmax may be 6.8V and VEH may be between 10V and 25V (for example, 20V). This voltage VEH must be lower than the holding voltage of a gate of a MOSFET that is used.
Die
Ladungs-Pumpschaltung 23 kann durch einen Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzer
von Booster-Typ ersetzt werden. Die Ladungs-Pumpschaltung 23 ist
jedoch ausreichend, da ein MOSFET eine hohe Gate-Eingangsimpedanz
besitzt und keinen so hohen Ausgangsstrom erfordert. Die Ladungs-Pumpschaltung 23 benötigt
lediglich Dioden, Kondensatoren, Schalttransistoren und ähnliches
und ist in ihrem Aufbau einfach und mit niedrigen Kosten verbunden. Ferner
kann diese auch in einfacher Weise in ei nem C-MOS-Monolith-IC mit
der Schalter-Schaltung 25, der Treiberschaltung 26 und
der Logik-Schaltung 21 integriert werden.The charge pump circuit 23 can be replaced by a DC-DC converter of booster type. The charge pump circuit 23 however, it is sufficient because a MOSFET has a high gate input impedance and does not require such high output current. The charge pump circuit 23 only needs diodes, capacitors, switching transistors and the like and is simple in construction and connected at low cost. Furthermore, this can also be easily done in egg nem C-MOS monolith IC with the switch circuit 25 , the driver circuit 26 and the logic circuit 21 to get integrated.
Spezifischer
gesagt enthält gemäß der Darstellung
in 5 die Ladungs-Pumpschaltung 23 Kondensatoren 101 und 102 für
eine Spannungsmultiplikation, ferner Dioden 103 und 104,
um einen Rückfluss des Stromes zu verhindern, Schalttransistoren 105 und 106 und
ein Inverter-Gatter 107. Ein Satz (erster Satz) aus Kondensator 101 und
Diode 103 und ein anderer Satz (zweiter Satz) aus Kondensator 102 und
Diode 104 sind abwechselnd in Reihe geschaltet. Solche
Schaltungselemente sind so verbunden, dass die Spannung Vcc2 in
Entsprechung zu der Zahl der Stufen des ersten und des zweiten Satzes
multipliziert wird und zwar indem in komplementärer Weise
die Transistoren 105 und 106 im Ansprechen auf
ein Taktsignal CLK eingeschaltet und ausgeschaltet werden.More specifically, as shown in FIG 5 the charge pump circuit 23 capacitors 101 and 102 for a voltage multiplication, further diodes 103 and 104 To prevent backflow of the current, switching transistors 105 and 106 and an inverter gate 107 , One Set (first sentence) of capacitor 101 and diode 103 and another set (second set) of capacitor 102 and diode 104 are alternately connected in series. Such circuit elements are connected to multiply the voltage Vcc2 in correspondence with the number of stages of the first and second sets by complementarily connecting the transistors 105 and 106 be turned on and off in response to a clock signal CLK.
Um
erneut auf 4 einzugehen, so enthält die
Treiberschaltung 22 erste und zweite Eingangs-Treibertransistoren 221 und 222,
zu denen Eingangs-Signalpegel 1N1H und 1N2H mit entgegengesetzten
Werten (H oder L) angelegt werden. Die Eingangsspannung zu den Transistoren 221 und 222 wird
niedriger eingestellt als die Gate-Treiberspannung VEH. Jeder Transistor 221 und 222 enthält einen
EIN-Treiber-Transistor 231 und einen AUS-Treiber-Transistor 232.
Die Transistoren 231 sind zwischen der Ladungs-Pumpschaltung 23 und den
Schalttransistoren 251 und 252 angeordnet. Wenn
die Transistoren 231 im Ansprechen auf die jeweiligen Eingangs-Treibersignale
1N1H und 1N2H eingeschaltet werden, wird die Gate-Treiberspannung
VEH jeweils an die Schalttransistoren 251 und 252 angelegt.
Die Transistoren 232 sind zwischen den Gate-Anschlüssen
der Schalttransistoren 251 und 252 und Masse oder
Erde angeordnet. Wenn die Transistoren 232 im Ansprechen
auf die jeweiligen Eingangs-Treibersignale 1N1H und 1N2H eingeschaltet
werden, wird die Gate-Treiberspannung VEH verkürzt und
wird nicht an die jeweiligen Schalttransistoren 251 und 252 angelegt.
Indem man somit den EIN-Treibertransistor und den AUS-Treibertransistor
in der Treiberschaltung 22 für jeden Schalttransistor
der Schalter-Schaltung 25 vorsieht, kann der Schalttransistor
ohne Fehler zwischen EIN und AUS umgeschaltet werden.To turn up again 4 to enter, so contains the driver circuit 22 first and second input driver transistors 221 and 222 to which input signal levels 1N1H and 1N2H are applied with opposite values (H or L). The input voltage to the transistors 221 and 222 is set lower than the gate drive voltage VEH. Every transistor 221 and 222 includes an ON driver transistor 231 and an OFF driver transistor 232 , The transistors 231 are between the charge pump circuit 23 and the switching transistors 251 and 252 arranged. When the transistors 231 are turned on in response to the respective input drive signals 1N1H and 1N2H, the gate drive voltage VEH to the switching transistors, respectively 251 and 252 created. The transistors 232 are between the gate terminals of the switching transistors 251 and 252 and earth or earth arranged. When the transistors 232 are turned on in response to the respective input drive signals 1N1H and 1N2H, the gate drive voltage VEH is shortened and is not applied to the respective switching transistors 251 and 252 created. Thus, by making the ON driver transistor and the OFF driver transistor in the driver circuit 22 for each switching transistor of the switch circuit 25 provides, the switching transistor can be switched between ON and OFF without error.
Die
Signalspannung der Logik-Schaltung 21 besteht aus einer
stabilisierten Spannung Vcc2 (zum Beispiel 5 V), die niedriger ist
als die Batteriespannung VB und die Ladungs-Pumpschaltung 23 boostet
diese stabilisierte Spannung Vcc2 auf die Gate-Treiberspannung VEH.
Als Ergebnis kann die Gate-Treiberspannung VEH stabil relativ zu
der stabilisierten Spannung Vcc2 als eine Bezugsgröße
erzeugt werden. Speziell die Ladungs-Pumpschaltung 23,
die aus- einer Spannungs-Multiplikationsschaltung aus einer Kombination
von Dioden und Kondensatoren besteht, die Gate-Treiberspannung VEH
als ein ganzzahliges Vielfaches der stabilisierten Spannung erzeugen.The signal voltage of the logic circuit 21 consists of a stabilized voltage Vcc2 (for example, 5 V) which is lower than the battery voltage VB and the charge pump circuit 23 boosts this stabilized voltage Vcc2 to the gate drive voltage VEH. As a result, the gate drive voltage VEH can be stably generated relative to the stabilized voltage Vcc2 as a reference. Especially the charge pump circuit 23 consisting of a voltage multiplier circuit of a combination of diodes and capacitors, which generate gate drive voltage VEH as an integer multiple of the stabilized voltage.
Die
Treiberschaltung 22 enthält ferner einen dritten
und vierten Eingangs-Treibertransistor 223 und 224,
an die Eingangs-Signalpegel 1N1L und 1N2L mit entgegengesetzten
Werten (H oder L) angelegt werden. Die Eingangsspannung zu dem Transistor 223 und 224 ist
niedriger eingestellt als die Gate-Treiberspannung VEH. Jeder der
Transistoren 223 und 224 enthält einen
EIN-Treibertransistor 231 und einen AUS-Treibertransistor 232.
Die Transistoren 231 sind zwischen der Batterieschaltung
der Spannung VB und den Schalttransistoren 253 und 254 angeordnet.
Wenn die Transistoren 231 im Ansprechen auf die jeweiligen
Eingangs-Treibersignale 1N1L und 1N2L eingeschaltet werden, wird
die Batteriespannung VB an die Schalttransistoren 253 und 254 jeweils
angelegt. Die Transistoren 232 sind zwischen den Gate-Anschlüssen
der Schalttransistoren 253 und 254 und Masse oder
Erde angeordnet. Wenn die Transistoren 232 im Ansprechen
auf die jeweiligen Eingangs-Treibersignale 1N1L und 1N2L eingeschaltet
werden, wird die Batteriespannung VB verkürzt und wird
nicht an die Schalttransistoren 253 und 254 jeweils
angelegt.The driver circuit 22 further includes third and fourth input driver transistors 223 and 224 to which input signal levels 1N1L and 1N2L are applied with opposite values (H or L). The input voltage to the transistor 223 and 224 is set lower than the gate drive voltage VEH. Each of the transistors 223 and 224 includes an ON driver transistor 231 and an OFF driver transistor 232 , The transistors 231 are between the battery circuit of the voltage VB and the switching transistors 253 and 254 arranged. When the transistors 231 are turned on in response to the respective input drive signals 1N1L and 1N2L, the battery voltage VB is applied to the switching transistors 253 and 254 each created. The transistors 232 are between the gate terminals of the switching transistors 253 and 254 and earth or earth arranged. When the transistors 232 are turned on in response to the respective input drive signals 1N1L and 1N2L, the battery voltage VB is shortened and is not applied to the switching transistors 253 and 254 each created.
Indem
man somit den EIN-Treibertransistor und den AUS-Treibertransistor
in der Treiberschaltung 22 für jeden Schalttransistor
der Schalter-Schaltung 25 vorsieht, kann der Schalttransistor
zwischen EIN und AUS ohne einen Fehler umgeschaltet werden. Mit
Hilfe des dritten und des vierten Transistors 223 und 224 können
die Schalttransistoren 253 und 254 durch die Spannung
Vcc2 angetrieben werden, die niedriger ist als die Gate-Treiberspannung
VEH. Die Gate-Treiberspannung, welche die EIN-Treiber transistoren 231 des
dritten und des vierten Transistors 223 und 224 steuern,
kann durch Teilen der Gate-Treiberspannung VEH erzeugt werden. Da
jedoch jeder N-Kanal-MOSFET des dritten und des vierten Schalttransistors 253 und 254 an
dessen Source-Anschluss geerdet ist, wenn er eingeschaltet wird,
ist es möglich denselben durch die Batteriespannung VB
zu treiben. In diesem Fall wird die Verdrahtung in der Treiberschaltung 22 vereinfacht.Thus, by making the ON driver transistor and the OFF driver transistor in the driver circuit 22 for each switching transistor of the switch circuit 25 provides, the switching transistor between ON and OFF can be switched without an error. With the help of the third and the fourth transistor 223 and 224 can the switching transistors 253 and 254 are driven by the voltage Vcc2, which is lower than the gate drive voltage VEH. The gate drive voltage transistors the ON drivers 231 the third and the fourth transistor 223 and 224 can be generated by dividing the gate drive voltage VEH. However, since each N-channel MOSFET of the third and fourth switching transistor 253 and 254 at its source terminal is grounded when it is turned on, it is possible to drive the same by the battery voltage VB. In this case, the wiring in the driver circuit 22 simplified.
Bei
dieser Ausführungsform sind der EIN-Treibertransistor 231 und
der AUS-Treibertransistor 232 untereinander an den jeweiligen
Basisanschlüssen verbunden und es handelt sich dabei um einen
PNP-Bipolartransistor und einen NPN-Bipolartransistor. Ferner sind
die Kollektoranschlüsse der Transistoren 231 und 232 miteinander über
einen Stromdetektionswiderstand 260 verbunden. Der Transistor 232 wird
auch dazu verwendet, um die Gates der Schalttransistoren 251 bis 254 vor übermäßigen
Strömen zu schützen.In this embodiment, the ON driver transistor 231 and the OFF driver transistor 232 connected to each other at the respective base terminals and it is a PNP bipolar transistor and an NPN bipolar transistor. Further, the collector terminals of the transistors 231 and 232 with each other via a current detection resistor 260 connected. The transistor 232 is also used to switch the gates of the switching transistors 251 to 254 to protect against excessive currents.
Die
variable Leistungsschaltung enthält eine Verstärkerschaltung 24a,
die differenziell die Batteriespannung VB verstärkt, sodass
eine Differenz zwischen der Treiber-Ausgangsspannung Vcc1 und der Bezugsspannung
Vref reduziert wird. In der Verstärkerschaltung 24a empfängt
der Transistor 24d, der aus einem Bipolar-Typ bestehen
kann, die Batteriespannung VB an seinem Emitter und erzeugt die
Treiber-Ausgangsspannung Vcc1 an seinem Kollektor. Der Verstärker 24c legt
seine Differenz-Ausgangsspannung Vamp an die Basis des Transistors 24 an, um
eine Rückkopplungssteuerung oder Regelung der Verstärkungsoperation
des Transistors 24d zu erreichen. Somit wird die Treiber-Ausgangsspannung Vcc1
in Entsprechung zu der Bezugsspannung Vref erzeugt. Der Transistor 24d kann
aus einem FET bestehen. Der Verstärker 24c braucht
nicht aus einem großen Leistungstyp bestehen, da es lediglich
erforderlich ist, da es lediglich erforderlich ist, das Eingangssignal
(den Basisstrom) des Transistors 24d zu steuern.The variable power circuit includes an amplifier circuit 24a that differentially amplifies the battery voltage VB so that a difference between the driver output voltage Vcc1 and the reference voltage Vref is reduced. In the amplifier circuit 24a the transistor receives 24d , which can consist of a bipolar type, the battery voltage VB at its emitter and generates the Trei ber output voltage Vcc1 at its collector. The amplifier 24c sets its differential output voltage Vamp to the base of the transistor 24 to provide feedback control of the amplification operation of the transistor 24d to reach. Thus, the driver output voltage Vcc1 is generated in correspondence with the reference voltage Vref. The transistor 24d can consist of a FET. The amplifier 24c does not need to consist of a large power type, since it is only necessary, since it is only necessary, the input signal (the base current) of the transistor 24d to control.
Als
nächstes wird die Betriebsweise der NF-Sendevorrichtung 20 beschrieben.Next, the operation of the LF transmission apparatus 20 described.
In
der variablen Leistungsschaltung 24, die in den 2 und 4 gezeigt
ist, wird die Bezugsspannung Vref variabel eingestellt, um die Ausgangsleistung
der Radiowelle festzulegen, die von der NF-Antenne 210 ausgesendet
wird, das heißt den Suchbereich für die tragbare
Vorrichtung 200. Die Batteriespannung VB wird verstärkt
und wird rückkopplungsmäßig auf die Treiber-Ausgangsspannung Vcc1
geregelt, die der Befehls-Ausgangsleistung entspricht, welche durch
die Bezugsspannung Vref angezeigt wird.In the variable power circuit 24 that in the 2 and 4 is shown, the reference voltage Vref is variably set to determine the output power of the radio wave from the LF antenna 210 is sent, that is the search area for the portable device 200. , The battery voltage VB is amplified and is feedback controlled to the driver output voltage Vcc1, which corresponds to the command output power indicated by the reference voltage Vref.
In
der Modulatorschaltung 11, die in 3 gezeigt
ist, wird das digitale Basisbandsignal der Perioden PA und PB entsprechend
Anfragedaten, die gesendet werden sollen, in Impulsform erzeugt. Durch
dieses Basisbandsignal wird das Trägerwellensignal EIN/AUS-moduliert,
um das modulierte Wellensignal zu erzeugen. Basierend auf diesem
modulierten Wellensignal werden die vier Eingangs-Treibersignale
1N1H bis 1N2L für die Schalttransistoren 251 bis 254 gemäß der
Darstellung in 6 erzeugt. Als ein Ergebnis
wird ein Satz der Schalttransistoren 251 und 254 und
der andere Satz der Schalttransistoren 252 und 253 eingeschaltet und
ausgeschaltet, sodass abwechselnd die Potenziale auf Hoch (Hi) und
Niedrig (Lo) an den Antennenanschlüssen 210a und 210b geändert
werden. Somit fließt ein wechselnder Strom i in der Sinus-Wellenform
mit einer Größe entsprechend der Spannung Vcc1
in der NF-Antenne 210, die im Ansprechen darauf die Such-Radiowelle
aussendet. Die NF-Antenne 210 sendet keine Such-Radiowelle
aus, wenn alle Schalttransistoren 251 bis 254 ausgeschaltet
sind. Es werden somit digitale Daten gesendet und zwar durch abwechselndes
Durchführen eines Sendevorgangs und eines Nicht-Sendevorgangs
der Such-Radiowelle von der NF-Antenne 210 aus, wie dies
durch die EIN-Modulationsperiode PA und durch die AUS-Modulationsperiode
PB des digitalen Basisbandsignals festgelegt wird.In the modulator circuit 11 , in the 3 is shown, the digital baseband signal of the periods PA and PB corresponding to request data to be sent is generated in pulse form. By this baseband signal, the carrier wave signal is ON / OFF modulated to produce the modulated wave signal. Based on this modulated wave signal, the four input drive signals become 1N1H to 1N2L for the switching transistors 251 to 254 as shown in 6 generated. As a result, a set of the switching transistors 251 and 254 and the other set of switching transistors 252 and 253 switched on and off, so that alternately the potentials on high (Hi) and low (Lo) at the antenna connections 210a and 210b be changed. Thus, an alternating current i in the sine waveform flows with a magnitude corresponding to the voltage Vcc1 in the LF antenna 210 which in response sends the search radio wave. The NF antenna 210 does not send out any search radio wave when all switching transistors 251 to 254 are turned off. Thus, digital data is transmitted by alternately performing a transmission operation and a non-transmission operation of the search radio wave from the LF antenna 210 as determined by the ON modulation period PA and the OFF modulation period PB of the digital baseband signal.
Wie
in 7A gezeigt ist, empfangen die Schalttransistoren 251 und 253 auf
der hohen Seite die Gate-Spannung von der Ladungs-Pumpschaltung 23 an
ihren jeweiligen Gate-Anschlüssen. Wenn diese Spannung
VEH zu VEF wird, werden die Schalttransistoren 251 und 253 eingeschaltet,
sodass die Treiber-Ausgangsspannung Vcc1 an die jeweiligen Source-Anschlüsse
angelegt wird. Wie in 7B gezeigt ist, empfangen die
Schalttransistoren 252 und 254 auf der niedrigen
Seite die Gate-Spannung von der Bat terie an den jeweiligen Gate-Anschlüssen.
Wenn diese Spannung zu VB wird, werden die Schalttransistoren 252 und 254 eingeschaltet,
sodass die jeweiligen Source-Anschlüsse geerdet werden.As in 7A is shown receive the switching transistors 251 and 253 on the high side, the gate voltage from the charge pump circuit 23 at their respective gate terminals. When this voltage VEH becomes VEF, the switching transistors become 251 and 253 is turned on, so that the driver output voltage Vcc1 is applied to the respective source terminals. As in 7B is shown receive the switching transistors 252 and 254 on the low side, the gate voltage from the battery at the respective gate terminals. When this voltage becomes VB, the switching transistors become 252 and 254 switched on so that the respective source connections are grounded.
Die
oben erläuterte Ausführungsform kann auf verschiedene
Weise modifiziert werden.The
The above-explained embodiment may be various
Be modified.
Obwohl
beispielsweise die geboostete Gate-Spannung VEH der Ladungs-Pumpschaltung 23,
die fixiert ist, an die Gate-Anschlüsse der Schalttransistoren 251 und 252 angelegt
wird, und zwar ungeachtet der Treiber-Ausgangsspannung Vcc1 der variablen
Leistungsschaltung 24, kann auch eine kombinierte Spannung
(zum Beispiel Vcc1 + VEH) an die Gate-Anschlüsse der Schalttransistoren 251 und 252 angelegt
werden. In diesem Fall ist die Gate-Spannung ebenfalls mit der Treiber-Ausgangsspannung
Vcc1 variabel.For example, although the boosted gate voltage VEH of the charge pump circuit 23 which is fixed to the gate terminals of the switching transistors 251 and 252 regardless of the driver output voltage Vcc1 of the variable power circuit 24 Also, a combined voltage (for example, Vcc1 + VEH) may be applied to the gate terminals of the switching transistors 251 and 252 be created. In this case, the gate voltage is also variable with the driver output voltage Vcc1.
Obwohl
die Schalter-Schalrung 25 als H-Brückenschaltung
gemäß der Darstellung in den 2 und 4 konfiguriert
ist, sodass die Treiber-Ausgangsspannung Vcc1 der NF-Antenne 210 kontinuierlich
zugeführt wird oder an dieser angelegt wird, jedoch in
entgegengesetzten Richtungen X und Y und zwar abwechselnd, kann
die Schalter-Schaltung 25 auch gemäß der
Darstellung in 8 konstruiert sein, indem lediglich
zwei Schalttransistoren 251 und 252 verwendet
werden. Gemäß dieser abgewandelten Ausführungsform
wird die Treiber-Ausgangsspannung Vcc1 an die NF-Antenne 210 lediglich
in einer Richtung X angelegt, jedoch wird das Anlegen derselben
unterbrochen. Spezifischer gesagt ist die Schalter-Schaltung 25 als
Halb-Brückenschaltung aus den Schalttransistoren 251 und 252 konstruiert. Der
Schalttransistor 251 ist zwischen der variablen Leistungsschaltung 24 und
dem Antennenanschluss 210 vorgesehen, und der Schalttransistor 252 ist
zwischen den Antennenanschlüssen 210a und 210b vorgesehen.
Obwohl der Anschluss 210 mit der Schalter-Schaltung 25 über
den Widerstand 261 verbunden ist, kann der Anschluss 210 direkt
mit Masse oder Erde verbunden sein. Wie in 9 gezeigt
ist, wird die Treiber-Ausgangsspannung Vcc1 an den Anschluss 210a der
NF-Antenne 210 lediglich dann angelegt, wenn die Schalttransistoren 251 und 252 je weils
ein- und ausgeschaltet werden. Aufgrund der Resonanzcharakteristik
der Antenne 210 fließt jedoch der Strom i in entgegengesetzten
Richtungen X und Y und zwar abwechselnd in Synchronisation mit den
Schaltoperationen. Die Amplitude des Stromes beträgt angenähert
die Hälfte von derjenigen bei der Ausführungsform
gemäß 2 solange die Treiber-Ausgangsspannung
Vcc1 die gleiche ist.Although the switch circuit 25 as H-bridge circuit as shown in the 2 and 4 is configured so that the driver output voltage Vcc1 of the LF antenna 210 is supplied continuously or is applied to this, but in opposite directions X and Y, and in turn alternately, the switch circuit 25 also as shown in 8th be constructed by only two switching transistors 251 and 252 be used. According to this modified embodiment, the driver output voltage Vcc1 is applied to the LF antenna 210 only applied in one direction X, but the application of the same is interrupted. More specifically, the switch circuit 25 as a half-bridge circuit of the switching transistors 251 and 252 constructed. The switching transistor 251 is between the variable power circuit 24 and the antenna connector 210 provided, and the switching transistor 252 is between the antenna connections 210a and 210b intended. Although the connection 210 with the switch circuit 25 about the resistance 261 connected, the connection can 210 be directly connected to ground or earth. As in 9 is shown, the driver output voltage Vcc1 to the terminal 210a the NF antenna 210 only applied when the switching transistors 251 and 252 each Weil switched on and off. Due to the resonance characteristic of the antenna 210 However, the current i flows in opposite directions X. and Y alternately in synchronization with the switching operations. The amplitude of the current is approximately half of that in the embodiment according to FIG 2 as long as the driver output voltage Vcc1 is the same.
Die
Sendevorrichtung kann auf vielfältige Fernsteuersysteme,
die von einem schlüssellosen Zugangssystem für
ein Fahrzeug verschieden sind, angewendet werden.The
Transmitting device can be used on a variety of remote control systems,
the from a keyless entry system for
a vehicle are different, to be applied.
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- JP 11-71948
A [0003] - JP 11-71948 A [0003]