DE102009021152A1

DE102009021152A1 - Verfahren zur Gewinnung einer Feldstärkeinformation

Info

Publication number: DE102009021152A1
Application number: DE102009021152A
Authority: DE
Inventors: Helmut Moser; Daniel Dipl.-Ing. Moser
Original assignee: Atmel Automotive GmbH
Current assignee: Atmel Corp
Priority date: 2009-05-13
Filing date: 2009-05-13
Publication date: 2010-12-02
Anticipated expiration: 2029-05-14
Also published as: US20130015840A1; US8233867B2; US20100289586A1; DE102009021152B4; US9209759B2

Abstract

Verfahren zur Gewinnung einer Feldstärkeinformation aus einem empfangenen elektromagnetischen Signal mittels einer Empfangseinheit, bei dem in der Empfangseinheit aus dem empfangenen Signal mittels eines Eingangswiderstandes eine Eingangsspannung für einen Operationsverstärker erzeugt wird und von dem Operationsverstärker mittels eines festen Verstärkungsfaktor eine Ausgangsspannung erzeugt wird, sowie die Eingangsspannung solange verändert wird, bis die Ausgangsspannung innerhalb eines vorgegebenen, den Wert der Referenzspannung einschließenden Intervalls liegt, und hierbei die Eingangsspannung an einem mit einem Teilerknoten eines Spannungsteilers abgegriffen wird und zur Anpassung der Ausgangsspannung an die Referenzspannung die Gate-Spannung des in einem nichtlinearen Bereich arbeitenden mit dem Teilerknoten verbundenen MOS Transistors derart geändert wird, dass der Durchlasswiderstand des MOS-Transistors im wesentlichen logarithmisch geändert wird und aus einem Vergleich des Wertes der anliegenden Gate-Spannung mit den in einem Speichermittel den Werten der Gatespannung zugeordneten Größen, die von der Empfangseinheit empfangene Feldstärkewert bestimmt wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung einer Feldstärkeinformation, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und eine Schaltungsanordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 5.
Ein derartiges Verfahren ist aus der Druckschrift EP 1 318 623 B1 bekannt. Unter anderem wird mittels der Feldstärkeinformation eine Entfernungsbestimmung zwischen Sender und Empfänger möglich und als Mittel zur Erkennung einer Weiterleitung eingesetzt. Im Allgemeinen wird aus der empfangenen Signalstärke ein sogenannter „RSSI-(Received Signal Strength Indicator)” Wert bestimmt, der zu dem Eingangssignal einer Empfangsantenne proportional ist. Dabei wird aus einem empfangenen elektromagnetischen Signal mittels einer Empfangseinheit mit einem Eingangswiderstand eine Eingangsspannung für einen Operationsverstärker erzeugt und von dem Operationsverstärker mittels eines festen Verstärkungsfaktors eine Ausgangsspannung bereitgestellt. Die Eingangsspannung am Operationsverstärker wird solange verändert, bis die Ausgangsspannung innerhalb eines vorgegebenen, den Wert der Referenzspannung einschließenden Intervalls liegt. Hierzu wird die Eingangsspannung an dem Teilerknoten eines Spannungsteiler abgegriffen und zur Anpassung der Ausgangsspannung an die Referenzspannung der Widerstand des Spannungsteilers mittels einer Zuschaltung oder Wegschaltung von zueinander in einer aufwändigen Parallelschaltung verbundenen Widerstandszweigen verändert. Des Weiteren wird das Verfahren verwendet, um aus den ermittelten Feldstärkewerten die Entfernung der Empfangseinheit von einer Sendeeinheit zu bestimmen. Durch die fest vorgegebenen Werte der Widerstandszweige ist die Ortsauflösung in Abhängigkeit der Entfernung sehr unterschiedlich, insbesondere ist bei einem geringen Abstand die Ortsauflösung unzureichend.
Unter anderem werden Verfahren zur Gewinnung einer Feldstärkeinformation bei Systemen für eine kontaktlose Datenübertragung verwendet. Ein wichtiger Anwendungsbereich stellen Identifikationssysteme dar, die beispielsweise in einem Kraftfahrzeug bei der Zugangskontrolle eingesetzt werden. Derartige Identifikationssysteme bestehen aus einer Basiseinheit und einem oder mehreren Transpondern, wobei derartige Verfahren zu Bestimmung der Feldstärkewerke bzw. der Entfernung bevorzugt in den Transpondern eingesetzt werden, die beispielsweise passiv ausgeführt sind und hierdurch die zum Betrieb notwendige Energie durch Absorption aus dem elektromagnetischen Feld der Basisstation beziehen müssen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren anzugeben, mittels der sich die Feldstärke eines Eingangssignals vorteilhaft bestimmen lässt. Weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens anzugeben.
Die erstgenannte Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Die zweitgenannte Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 5 gelöst. Günstige Ausgestaltungsformen sind Gegenstand von Unteransprüchen.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Gewinnung einer Feldstärkeinformation aus einem empfangenen elektromagnetischen Signal mittels einer Empfangseinheit bereitgestellt, bei dem in der Empfangseinheit aus dem empfangenen Signal mittels eines Eingangswiderstands eine Eingangsspannung für einen Operationsverstärker erzeugt wird und von dem Operationsverstärker mittels eines festen Verstärkungsfaktor eine Ausgangsspannung erzeugt wird, sowie die Eingangsspannung solange verändert wird, bis die Ausgangsspannung innerhalb eines vorgegebenen, den Wert der Referenzspannung einschließenden Intervalls liegt. Hierbei wird die Eingangsspannung an einem mit einem Teilerknoten eines Spannungsteiler abgegriffen und zur Anpassung der Ausgangsspannung an die Referenzspannung die Gate-Spannung des in einem nichtlinearen Bereich arbeitenden mit dem Teilerknoten verbundenen vorzugsweise im subthreshold Bereich arbeitenden MOS Transistors derart geändert, dass der Durchlasswiderstand des MOS-Transistor in Abhängigkeit der Gate-Spannung sich nichtlinear ändert und aus einem Vergleich des Wertes der anliegenden Gate-Spannung mit den in einem Speichermittel den Werten der Gatespannung zugeordneten Größen, der von der Empfangseinheit empfangene Feldstärkewert bestimmt wird.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens bereitgestellt, aufweisend eine Empfangseinheit zum Empfangen eines elektromagnetischen Signal, ein als Spannungsteiler ausgebildeten Eingangswiderstands mit einem Teilerknoten, wobei ein mit dem Teilerknoten verbundener Zweig des Spannungsteilers einem mit einem Bezugspotential verschalteten MOS Transistor umfasst, und wobei der MOS Transistor einen Steuereingang zum Anlegen einer Gatespannung aufweist. Ferner weist die Schaltungsanordnung einen Operationsverstärker mit einem Eingang und einem Ausgang und einem festen Verstärkungsfaktor auf, wobei der Eingang des Operationsverstärkers mit dem Teilerknoten verbunden ist und der Operationsverstärker aus einer anliegenden Eingangsspannung eine Ausgangsspannung bereitstellt. Des Weiteren ist der Ausgang des Operationsverstärker mit einem Stellglied verschaltet, welches aus einem Vergleich der Ausgangsspannung mit einer Referenzspannung eine Gatespannung für den vorzugsweise im subthreshold Bereich arbeitenden MOS-Transistor bereitstellt und der MOS-Transistor einen Arbeitspunkt im nichtlinearen Bereich aufweist und unmittelbar mit dem Teilerknoten und mit dem Bezugspotential verschaltet ist, so dass eine Änderung der Eingangsspannung für eine Anpassung der Ausgangsspannung an die Referenzspannung ausschließlich durch eine Änderung der Gatespannung des MOS-Transistors bewirkt wird.
Ein Vorteil des Verfahrens bzw. der Schaltungsanordnung ist es, dass sich auf einfache Weise aus einem Vergleich der anliegenden Gatespannung eines MOS-Transistors und gespeicherten der Gatespannung bereits vorab zugeordneten Feldstärkewerten die Feldstärke des jeweilig empfangenen elektromagnetischen Signals ohne weitere Berechnungen bestimmen lässt. Hierdurch lässt sich das Verfahren zur Bestimmung des räumlichen Abstandes zwischen der Empfangseinheit und einer Sendeeinheit verwenden, indem die in der Wertetabelle den der jeweiligen Gatespannung zugeordneten Feldstärkewerte mit einem Abstandswert verknüpft werden. Hierbei lässt sich mit den Werten aus der Wertetabelle ein Entfernungsbereich, bei dem eine Datenübertragung zugelassen ist, festlegen. Ferner lässt sich die Datenrate mit der Verringerung der Entfernung erhöhen. Des Weiteren ist das Verfahren durch den geringen Stromverbrauch besonders geeignet, um bei Transpondern eine Feldstärkeinformation zu gewinnen. Dem erfindungsgemäßen Verfahren liegt unter anderem zu Grunde, dass die Feldstärke mit dem Abstand zwischen einer Empfangsstation und einer Sendestation durch einen nichtlinearen funktionalen Zusammenhang verknüpft ist und der nichtlineare Zusammenhang teilweise umgekehrt proportional zu dem nichtlinearen Zusammenhang einer Änderung des Durchlasswiderstandes eines im nichtlinearen Bereichs, vorzugsweise im „subthreshold” Bereich, arbeitenden MOS Transistors entspricht. Hierdurch kompensieren sich die beiden nichtlinearen Abhängigkeiten teilweise, sodass die Gatespannung linear mit steigenden Werten bzw. fallenden Werten der empfangenen Feldstärke bzw. der Entfernung erhöht bzw. erniedrigt wird, bis die Ausgangsspannung des Operationsverstärkers innerhalb eines vorgegebenen Intervalls um die Referenzspannung liegt. Untersuchungen der Anmelderin haben gezeigt, dass die Höhe der Gatespannung in erster Näherung proportional zu dem Logarithmus der Entfernung ist. Da die Verstärkung des Operationsverstärkers konstant bleibt, weist die Ausgangsspannung des Operationsverstärkers zur Eingangsspannung ein festes Verhältnis auf. Hierdurch wird weder bei kleinen noch bei großen Eingangsspannungen die Verstärkung erhöht und das Verhältnis von Signalspannung zu Rauschspannung bleibt im gesamten Verstärkungsbereich gering. Ein weiterer wichtiger Vorteil besteht darin, dass durch die lineare Abhängigkeit des Wertes der Gatespannung zu der Entfernung eine gleichmäßige Ortsauflösung mittels dem erfindungsgemäßen Verfahren sowohl bei geringen Entfernungen zur Sendestation als auch bei großen Entfernungen der Sendestation gegeben ist.
Ferner wird insbesondere bei wechselnden Signalhöhen ein schnelles An- und Abschwingen am Ausgang des Operationsverstärkers erreicht, da die Ausgangsspannung und die Eingangsspannung des Operationsverstärkers nur wenig schwankt und die am Eingang bzw. Ausgang des Operationsverstärkers vorhandenen Kapazitäten nicht umgeladen und der Stromverbrauch wird verringert. Insbesondere bei Puls-Pausen modulierten Signalen lässt durch das kurze An- und Abschwingen die Feldlücke verringern und die Datenrate erhöhen. Ein weiterer Vorteil des festen Verstärkungsfaktors ist es, dass bei dem Operationsverstärker mittels einer hochohmigen Gegenkopplung die Verstärkung präzise mit einer ge ringen Stromaufnahme einstellbar ist. Ein weiterer Vorteil des Verfahrens ist es, dass die nichtlineare Änderung des Widerstandswertes eines einzelnen Widerstandes, der vorzugsweise als einzelner MOS-Transistor ausgeführt ist, hinreichend für eine Regelung der an den Operationsverstärker anliegenden Eingangsspannung ist. Ein besondere Vorteil im Unterschied des MOS-Transistors in einem Vergleich zu einem Bipolar Transistor ist, dass sich das Gate des MOS-Transistors nahezu verlustfrei angesteuert lässt und bei geringen empfangenen Feldstärken eine derartig ausgebildete Schaltung wenig Leistung zur Bestimmung der empfangenen Feldstärke benötigt. Gerade bei Schaltungen die passiv arbeiten, d. h. die zur benötigten Leistung ausschließlich aus dem elektromagnetischen Feld einer Sendestation entnehmen ist dies ein wichtiger Vorteil, um die Kommunikationsreichweite zwischen einem Empfänger der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitet, zu erhöhen.
Ferner ist es vorteilhaft, die Eingangsspannung dem Operationsverstärker von einem Teilerknoten als Spannungsteiler ausgebildeten Eingangswiderstands zuzuführen und hierbei nur den einzigen Widerstand des mit einem Bezugspotential verbundenen Teils des Spannungsteilers zu ändern.
Gemäß einer Weiterbildung wird die Gatespannung des MOS-Transistors mittels einer steuerbaren Stromquelle und einer steuerbaren Stromsenke erzeugt, indem ein mit dem Gate des MOS-Transistors verbundenes Speicherelement entladen oder geladen wird. Mittels des Speicherelementes, das vorzugsweise als Kondensator ausgebildet ist, lässt sich durch die integrierende Eigenschaft des Kondensators die Gatespannung kontinuierlich ändern, indem der Kondensator mittels der Stromquelle geladen oder mittels der Stromsenke entladen wird. Hierzu werden die Stromquelle bzw. die Stromsenke von einer Kontrolleinheit, in Abhängigkeit des Ergebnisses des Vergleichs der an der Kontrolleinheit anliegenden Ausgangspannung des Operationsverstärkers mit der an der Kontrolleinheit anliegenden Referenzspannung angesteuert.
In einer anderen Weiterbildung wird das Speicherelement zur Einstellung des Arbeitspunktes bzw. der Gatespannung des MOS Transistors mit dem Strom aus einer Konstantstromquelle beaufschlagt. Mittels der Konstantstromquelle lässt sich die Spannungshöhe des Kondensators und hierdurch der Arbeitspunkt des MOS-Transistors einstellen, ohne dass Ströme aus der steuerbaren Stromquelle bzw. Senke benötigt werden. In einer anderen bevorzugten Weiterbildung lässt sich das Speicherelement mittels eines Schaltmittels, vorzugsweise als MOS-Transistor ausgebildet, entladen, um insbesondere definierte Spannungsbedingungen oder auf starke Schwankungen der empfangenen Feldstärke schnell einregeln zu können.
Das erfindungsgemäße Verfahren soll nachfolgend anhand der Ausführungsbeispiele im Zusammenhang mit den schematisierten Zeichnungen erläutert werden. Es zeigen,
1 eine Empfangseinheit mit einer Verstärkerschaltung mit einem Spannungsteiler bei der am Eingang mittels eines Stellgliedes der Durchlasswiderstand eines MOS-Transistors verändert wird,
2 eine Ansteuerschaltung zur Erzeugung einer Gatespannung des MOS-Transistors der 1,
3 eine schematisierte Darstellung der Gatespannung in Abhängigkeit der Entfernung,
4 eine schematisierte Vergleich der Ortsauflösung gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren und dem Stand der Technik.
Die Aufgabe der in 1 dargestellten Empfangseinheit SE1 mit einer innenliegenden Schaltungsanordnung ist es, ein wechselspannungsförmiges Eingangssignal UIN, das proportional der Feldstärke eines von einer Empfangsantenne (nicht abgebildet) empfangenen elektromagnetischen Signals ist, mittels eines Operationsverstärkers V1 um einen festen Faktor zu verstärken und hierbei das Ausgangssignal UOUT mittels eines Stellgliedes STG, das den Widerstandswert eines als Spannungsteiler ausgebildeten Eingangswiderstands RI verändert, innerhalb eines vorgegebenen Intervalls zu halten. Im Folgenden wird die Schaltungsanordnung näher erläutert.
Der Spannungsteiler besteht aus einem Widerstand R1 und einem mit einem Bezugspotential verschalteten als steuerbaren Widerstand RV ausgebildeten MOS-Transistor T1. Ferner weist der Spannungsteiler einen Knoten K1 auf, der mit dem nichtinvertierenden Eingang des Operationsverstärker V1 und mit einem Anschluss des MOS-Transistors T1 verbunden ist. Der Operationsverstärker V1 weist einen festen Verstärkungsfaktor auf. Das Stellglied STG ist mittels einer Steuerleitung G, die eine Gatespannung UG bereitstellt, mit dem Steuereingang bzw. Gate des mit dem Bezugspotential verschalteten MOS-Transistor T1 verbunden und weist einen Eingang auf, an dem eine Spannung UREF anliegt. Des Weiteren weist das Stellglied einen Ausgang zur Ausgabe eines Spannungswertes RSSI auf. Das Stellglied STG weist eine Kontrolleinheit CU und eine Spannungserzeugungseinheit VC auf. Die Kontrolleinheit CU, an der die Ausgangsspannung UOUT und die Referenzspannung UREF anliegen, ist mit einer Steuerleitung UP und einer Steuerleitung DO mit der Spannungserzeugungseinheit VC verschaltet. Des Weiteren ist die Spannungserzeugungseinheit VC mit der Steuerleitung G und mit dem Ausgang zur Ausgabe des Spannungswertes RSSI verschaltet.
Im Folgenden wird die Funktionsweise erläutert. Dem Operationsverstärker V1 wird die Eingangsspannung IN aus dem Eingangssignal UIN mittels des Widerstandes R1 zugeführt, wobei die Spannungshöhe an dem Knoten K1 durch den Widerstand RV bzw. dem Durchlasswiderstand des MOS-Transistors T1 bestimmt wird. Das Stellglied STG erzeugt um die anliegende Referenzspannung UREF ein Spannungsintervall. Liegt die Ausgangsspannung UOUT oberhalb des Spannungsintervalls, wird von dem Stellglied STG mittels der Steuerleitung G die Gatespannung des MOS-Transistors T1 erhöht. Liegt die Ausgangsspannung UOUT unterhalb des Spannungsintervalls, wird von dem Stellglied STG die Gatespannung UG des MOS-Transistors T1 erniedrigt und folglich dessen Durchlasswiderstands erhöht, so dass der Spannungsabfall am Transistor T1 und hierdurch die Eingangsspannung IN des Transistors T1 erhöht wird. Ferner wird der von dem Stellglied STG angelegte Gatespannung UG mittels des Spannungswertes RSSI an den Prozessor (nicht dargestellt) mitgeteilt. Nachfolgend bestimmt der Prozessor aus dem Spannungswert RSSI den empfangenen Feldstärkewert bzw. die Entfernung zur Sendestation, indem dem Spannungswert RSSI ein, vorzugsweise in einem Speicher abgelegter zugeordneter Feldstärkewert bzw. Entfernungswert ausgelesen wird.
In der 2 ist ein Ausführungsbeispiel der Spannungserzeugungseinheit VC aus der 1 dargestellt. Für die äußere Beschaltung der Spannungserzeugungseinheit VC gelten die in Zusammenhang mit der 1 gemachten Erläuterungen. Im Folgenden wird der Aufbau der zu einer Erzeugung einer Gatespannung UG verwendeten Spannungserzeugungseinheit VC näher erläutert. Mit dem Gate des MOS-Transistors T1 ist mittels des Steuerleitung G eine mit dem Bezugspotential verschaltete Konstantstromquelle IC verbunden. Die Konstantstromquelle IC ist in einer Reihenschaltung mit einem als Diode verschalteten Transistor T2 verschaltet. Der Transistor T2 ist in Reihenschaltung mit einem mit dem Bezugspotential verbundenen Kondensator C verschaltet. Des Weiteren ist ein Transistor T2, eine steuerbare Stromquelle IU und eine steuerbare Stromsenke ID parallel zu dem Kondensator C geschaltet. Der Steuereingang der Stromquelle IU bzw. Der Steuereingang der Stromsenke ID ist mit dem Leitung UP bzw. mit der Leitung DO verbunden.
Im Folgenden wird die Funktionsweise erläutert. Mittels der Konstantstromquelle IC wird die Gatespannung UG an das Gate des Transistors T1 angelegt. Gleichzeitig wird über den Transistor T2 der Spannungswert RSSI am Kondensators C bestimmt, sofern der Kondensator C mittels des Transistors T3 nicht schneller entladen wird. Aus dem Verhältnis des durch die Konstantstromquelle IC zugeführten Stroms und des mittels dem Transistor T3 abgeleiteten Stroms wird der Wert der Spannung RSSI und die Höhe der Gatespannung des Transistors T1 bestimmt, d. h. der Arbeitspunkt bzw. der Durchlasswiderstand des Transistors T1 eingestellt, unter der Annahme, dass die Stromquelle IU und die Stromsenke ID keine Ströme einprägen. Die Höhe der Spannung RSSI ist dabei um den Wert des Spannungsabfalls an dem Transistor T2 kleiner, als die Höhe der an dem Gate des Transistors T1 anliegenden Spannung. Mittels der Ansteuerung über die Steuerleitungen UP bzw. DO der Stromquelle IU bzw. der Stromsenke ID, lässt sich das Spannungsniveau jeweils auf den gewünschten Wert einstellen. Hiernach wird das eingestellte Niveau von der Schaltung zur Arbeitspunkteinstellung gehal ten. Hierbei erniedrigt sich der Durchlasswiderstand des Transistors T1 mit ansteigender Gatespannung UG und als Folge verringert sich die Eingangsspannung IN bzw. die Ausgangsspannung UOUT des Operationsverstärkers V1. Der anliegende Spannungswert RSSI bzw. die Entfernung ist somit direkt proportional der empfangenen Feldstärke bzw. der anliegenden Eingangspannung UIN.
In der 3 ist der Zusammenhang einer an dem Transistor T1 anliegenden Gatespannung UG über dem Logarithmus der Entfernung DI zwischen einer Sendestation und einem Empfänger aufgetragen, wobei die Bezeichnung an den Achsen rein willkürlich gewählt ist. Gemäß der Abbildung ergibt sich in der einfach logarithmischen Auftragung ein nahezu linearer Verlauf zwischen der Höhe der Gatespannung UG und der Entfernung d. h. dem Abstand zwischen einer Basisstation und einem Transponder. Hierdurch ist es möglich, die Entfernung über einen weiten Wertebereich mittels einer linearen Änderung der Gatespannung auf einfache und zuverlässige Weise zu bestimmen. Insbesondere bei einer Verwendung der Entfernungsbestimmung im Bereich der Sicherheit, d. h. bei dem Erkennen einer unzulässigen Weiterleitung, ist dies von Vorteil.
In der 4 ist entlang der Y-Achse in einer linearen Darstellung der Abstand zweier Regelpunkte VAL gemäß der vorliegenden Erfindung über dem Logarithmus der Entfernung DI zwischen einer Sendestation und einer Basisstation entlang der X-Achse aufgetragen, wobei die Werte an den Achsen rein willkürlich gewählt sind. Den Zusammenhang zwischen dem Abstand zweier Gatespannungswerten und der Entfernung und hierdurch die Ortsauflösung gemäß der vorliegenden Erfindung wird mittels einer Linie N veranschaulicht, während mittels einer Kurve P der Verlauf der Ortsauflösung gemäß dem Stand der Technik, beispielsweise bekannt aus der Druckschrift EP 1 318 623 B1 , darstellt wird. Im Unterschied zu dem bisherigen Stand der Technik wird gemäß der vorliegenden Erfindung die Bestimmung der Entfernung auch bei größeren Distanzen zuverlässig und mit wesentlich verbesserter Werte Dichte möglich. Letzteres ist im Stand der Technik nur sehr ungenau möglich.
In den bisher angeführten Ausführungsbeispielen lassen sich die dargestellten MOS-Transistoren durch Bipolartransistoren ersetzen. Nachteilig ist, dass eine derartige Ausführungsform mit Bipolartransistoren eine erhöhte Stromaufnahme aufweist und bei passiven Transpondern die Kommunikationsreichweite verringert.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- EP 1318623 B1 [0002, 0024]

Claims

Verfahren zur Gewinnung einer Feldstärkeinformation aus einem empfangenen elektromagnetischen Signal mittels einer Empfangseinheit (SE1), bei dem in der Empfangseinheit aus dem empfangenen Signal (UIN) mittels eines Eingangswiderstands (R1) eine Eingangsspannung (IN) für einen Operationsverstärker (V1) erzeugt wird, von dem Operationsverstärker (V1) mittels eines festen Verstärkungsfaktor eine Ausgangsspannung (UOUT) erzeugt wird, • die Eingangsspannung (IN) verändert wird, bis die Ausgangsspannung (UOUT) innerhalb eines vorgegebenen, den Wert der Referenzspannung (UREF) einschließenden Intervalls liegt, • die Eingangsspannung (IN) an einem Teilerknoten (K1), eines Spannungsteiler abgegriffen wird, dadurch gekennzeichnet, dass • zur Anpassung der Ausgangsspannung (UOUT) an die Referenzspannung (UREF) die Gate-Spannung des in einem nichtlinearen Bereich arbeitenden mit dem Teilerknoten (K1) verbundenen MOS Transistors (T1) derart geändert wird, dass der Durchlasswiderstand des MOS-Transistor (T1) nichtlinear geändert wird, und • aus einem Vergleich des Wertes der anliegenden Gate-Spannung mit den in einem Speichermittel den Werten der Gatespannung zugeordneten Größen, die von der Empfangseinheit (SE1) empfangene Feldstärkewert bestimmt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gatespannung (UG) mittels einer steuerbaren Stromquelle und einer steuerbaren Stromsenke erzeugt wird, indem ein mit dem Gate des MOS-Transistors (T1) verbundenes Speicherelement (C) entladen oder geladen wird.
Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Speicherelement (C) zur Einstellung des Arbeitspunktes des MOS Transistors (T1) mit dem Strom aus einer Konstantstromquelle (IC) beaufschlagt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 2 oder Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Speicherelement (C) mittels eines Schaltmittels (T3) entladen wird.
Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4 mit einer Empfangseinheit (SE1) zum Empfangen eines elektromagnetischen Signal, aufweisend ein als Spannungsteiler ausgebildeten Eingangswiderstands (R1) mit einem Teilerknoten (K1), wobei ein mit dem Teilerknoten (K1) verbundener Zweig des Spannungsteilers einem mit einem Bezugspotential verschalteten MOS Transistor (T1) umfasst und der MOS Transistor (T1) einen Steuereingang zum Anlegen einer Gatespannung umfasst, einen Operationsverstärker (V1) mit einem Eingang und einem Ausgang und einem festen Verstärkungsfaktor, wobei der Eingang mit dem Teilerknoten (K1) verbunden ist und der Operationsverstärker (V1) aus einer anliegenden Eingangsspannung (IN) eine Ausgangsspannung (UOUT) bereitstellt, ein mit dem Ausgang des Operationsverstärker (V1) verbundenes Stellglied (STG), das aus einem Vergleich der Ausgangsspannung (UOUT) mit einer Referenzspannung (UREF) eine Gatespannung für den MOS Transistor (T1) bereitstellt, dadurch gekennzeichnet, dass • der MOS-Transistor (T1) einen Arbeitspunkt im nichtlinearen Bereich aufweist und unmittelbar mit dem Teilerknoten (K1) und mit dem Bezugspotential verschaltet ist, so dass eine Änderung der Eingangsspannung (IN) für eine Anpassung der Ausgangsspannung (UOUT) an die Referenzspannung (UREF) ausschließlich durch eine Änderung der Gatespannung des MOS-Transistors (T1) bewirkt wird.
Schaltungsanordnung gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Steuereingang des MOS-Transistors (T1) zur Erzeugung der Ga tespannung ein Speicherelement (C), eine steuerbare Stromquelle (IU) und eine steuerbare Stromsenke (ID) verschaltet sind.
Schaltungsanordnung gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Speicherelement (C) zur Einstellung des Arbeitspunktes des MOS-Transistors (T1) mit einer Konstantstromquelle (IC) verschaltet ist.
Schaltungsanordnung gemäß Anspruch 6 oder Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schaltmittel (T3) parallel zum Speicherelement (C) verschaltet ist, um das Speicherelement (C) zu entladen.