GEBIET DER ERFINDUNGFIELD OF THE INVENTION
Die vorliegende Anmeldung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren für eine Radiowellenübertragung.The present application relates to an apparatus and a method for 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/Entriegelnder Fahrzeugtüren im Ansprechen auf Befehle von der tragbaren Vorrichtung zu steuern.In recent years, various electronic key systems such as a smart entry system have been used on vehicles. In these systems, a vehicle-mounted device performs radio communication with a portable device (electronic key) 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 vehicle to control portable device.
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 Widerstand, 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) setting 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 one of the methods (A) and (B), a high output power amplifier is required so that its output can be used to drive the antenna. According to the method (A), the variable resistor causes poor energy efficiency due to energy loss, especially on the low energy side. According to the method (B), since even a small fluctuation in an input signal is amplified, the amplitude of the radio wave transmitted from the antenna is changed by an operation characteristic or temperature characteristic of the signal amplifier, resulting in an unstable operation.
Die EP 1 260 016 B1 offenbart ein Verfahren und eine Sendeschaltung zur Erzeugung eines Signals. Die Sendeschaltung umfasst einen Sendeverstärker, an dessen Eingang ein amplitudenmoduliertes Signal anliegt, welches aus der Versorgungsspannung erzeugt wird. Das von dem Sendeverstärker erzeugte Signal wird zu einer Antenne weitergeleitet, wobei ein Teil des Sendesignals als Rückkopplungssignal ausgekoppelt wird und nach einer weiteren Verarbeitung als Amplitudenmodulationssignal, d. h. als Stellgröße für den Versorgungsspannungseingang des Sendeverstärkers zur Verfügung steht, wodurch die Stabilität des Sendesignals aufrechterhalten wird.The EP 1 260 016 B1 discloses a method and a transmission circuit for generating a signal. The transmission circuit comprises a transmission amplifier, to whose input an amplitude-modulated signal is applied, which is generated from the supply voltage. The signal generated by the transmission amplifier is forwarded to an antenna, wherein a part of the transmission signal is coupled out as a feedback signal and after further processing as amplitude modulation signal, ie as a control variable for the supply voltage input of the transmission amplifier is available, whereby the stability of the transmission signal is maintained.
Aus der DE 602 11 355 T2 sind ein Leser und ein Transponder in Gehäusen bekannt, wobei der Leser ein Signal erzeugt, welches von einer mit dem Leser verbundenen Antenne ausgesendet wird. Eine elektronische Schaltung erzeugt die Trägerwelle und moduliert diese mit der für den Transponder bestimmten Steuerinformation.From the DE 602 11 355 T2 For example, a reader and a transponder are known in housings wherein the reader generates a signal which is emitted by an antenna connected to the reader. An electronic circuit generates the carrier wave and modulates it with the control information intended for the transponder.
EP 1 538036 A1 offenbart eine passive schlüssellose Zugangsvorrichtung, aufweisend einen in einem Fahrzeug montierten Sender-Empfänger und einen tragbaren Sender-Empfänger, der für die Betätigung von im Fahrzeug montierten Vorrichtungen eines Fahrzeugs ausgebildet ist, in dem der im Fahrzeug montierte Sender-Empfänger installiert ist, wobei der im Fahrzeug montierte Sender-Empfänger ein Niedrigfrequenz-Wecksignal an den tragbaren Sender-Empfänger sendet, der tragbare Sender-Empfänger ein Hochfrequenzbefehlssignal sendet, um die im Fahrzeug montierten Vorrichtungen als Antwort auf den Empfang des Wecksignals zu steuern, der im Fahrzeug montierte Sender-Empfänger das Befehlssignal empfangt, wobei der im Fahrzeug montierte Sender-Empfänger eine Taktgeberschaltung für das Ausgeben eines Taktsignals, eine Steuerschaltung für das Ausgeben eines Steuersignals, eine Modulationsschaltung für das Modulieren des Taktsignals mit dem Steuersignal, um ein Modulationssignal zu erzeugen, eine von dem Modulationssignal gesteuerte Sendeschaltung für das Liefern eines Niedrigfrequenzsignals an eine Niedrigfrequenzantenne, die eine LC-Resonanzschaltung bildet, und einen Schalt-FET mit einer Gate-Elektrode, an die das Steuersignal geliefert wird, aufweist, wobei die Sendeschaltung mittels einer Halbbrückenschaltung konfiguriert ist, die aus einem Paar von FETs mit einer gemeinsamen Gate-Elektrode gebildet ist, der das Modulationssignal zugeführt wird, und die Niedrigfrequenzantenne mit einem Ausgangsanschluss der Halbbrückenschaltung verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalt-FET mit der LC-Resonanzschaltung in Reihe geschaltet ist und ausgeschaltet wird, wenn die Obertragung des Niedrigfrequenzsignals gestoppt wird, wenn das Liefern des Steuersignals gestoppt wird. EP 1 538036 A1 discloses a passive keyless entry device comprising a vehicle-mounted transceiver and a portable transceiver configured to operate vehicle-mounted devices of a vehicle in which the transceiver mounted in the vehicle is installed vehicle-mounted transceiver transmits a low-frequency wake-up signal to the portable transceiver, the portable transceiver transmits a radiofrequency command signal to control the vehicle-mounted devices in response to receiving the wake-up signal, the transceiver mounted in the vehicle the command signal is received, wherein the vehicle-mounted transceiver comprises a timing circuit for outputting a clock signal, a control circuit for outputting a control signal, a modulation circuit for modulating the clock signal with the control signal to generate a modulation signal, one of the M a modulation signal controlled transmission circuit for supplying a low-frequency signal to a low-frequency antenna, which forms an LC resonance circuit, and a switching FET having a gate electrode to which the control signal is supplied, wherein the transmission circuit is configured by means of a half-bridge circuit consisting of a pair of FETs having a common gate electrode to which the modulation signal is supplied, and the low-frequency antenna being connected to an output terminal of the half-bridge circuit, characterized in that the switching FET is connected in series with the LC resonance circuit and turned off when the transmission of the low-frequency signal is stopped when the supply of the control signal is stopped.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG SUMMARY 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 is an object of the present invention to provide an apparatus and a method for transmitting a radio wave or radio wave suitable for stably keeping the radio wave output transmitted from an antenna and suitable for a range of coverage to set the radio wave variable.
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, in a vehicle-side device, a variable power circuit generates a driver output voltage from a battery voltage, a modulation circuit models a carrier wave signal of a carrier frequency by a baseband signal having a frequency lower than that of the baseband signal, thereby generating a switching control signal and includes a switch circuit that turns on or off an application or application of the driver output voltage to an antenna in response to the switching signal. The variable power circuit adjusts the drive output voltage to variably set a range of coverage of a radio wave transmitted from the antenna so that the radio wave can be received by a portable device entering the coverage area.
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 objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description made with reference to the accompanying drawings. In the drawings show:
1 ein Blockschaltbild, welches ein Funk-Verriegelungs-/Entriegelungs-System eines Fahrzeugs mit Verwendung einer LF-Sendevorrichtung. gemäß der vorliegenden wiedergibt; 1 a block diagram showing a radio lock / unlock system of a vehicle using an LF transmitter. according to the present reproduces;
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 Anschluss 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 port 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 command indicative of a driver output voltage Vcc1 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 210 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 entfernt 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 210 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 der variablen Leistungsschaltung 24 und dem Antennenanschluss 210b vorgesehen. Der dritte Schalttransistor 253 ist zwischen dem Antennenanschluss 210a und Erde oder Masse 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 variable power circuit 24 and the antenna connector 210b intended. The third switching transistor 253 is between the antenna connector 210a and earth or ground provided. 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 empfängt 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 includes 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 Drain-Anschluss, der mit der variablen Leistungsschaltung 24 verbunden ist, und einen Source-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 may consist of an N-channel MOSFET and has a drain connected to the variable power circuit 24 is connected, and a source terminal connected to ground or earth or a grounding side. The driver circuit 22 is connected to 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 passed 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 2.5 V higher than the driver 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 einem 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, it can also be easily implemented in a 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 , A sentence (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.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.
Wenn die Transistoren 232 im Ansprechen auf die jeweiligen Eingangs-Treibersignale 1N1H und 1N2H eingeschaltet werden, wird die Gate-Treiberspannung VEH verkürzt bzw. kurzgeschlossen 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.When the transistors 232 are turned on in response to the respective input drive signals 1N1H and 1N2H, the gate drive voltage VEH is short-circuited and 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 Spannngs-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 , which consists 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 bzw. kurzgeschlossen 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 short-circuited and 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-Treibertransistoren 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, which is the ON driver transistors 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 may consist of a bipolar type, the battery voltage VB at its emitter and generates the driver 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 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 Batterie 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 embodiment explained above can be modified in various ways.
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-Schaltung 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, nicht erfindungsgemäßen 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 jeweils 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, non-inventive embodiment, the driver output voltage Vcc1 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 on and off. Due to the resonance characteristic of the antenna 210 However, the current i flows in opposite directions X and Y and 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 transmission apparatus can be applied to various remote control systems other than a keyless entry system for a vehicle.
