DE102011051456A1

DE102011051456A1 - Transponder

Info

Publication number: DE102011051456A1
Application number: DE102011051456A
Authority: DE
Inventors: Rahim Akbari-Dilmaghani
Original assignee: Maxim Integrated GmbH
Current assignee: Maxim Integrated GmbH
Priority date: 2011-06-30
Filing date: 2011-06-30
Publication date: 2013-01-03
Anticipated expiration: 2031-07-01
Also published as: CN103107828A; US20150022318A1; CN103107828B; US20130162395A1; DE102011051456B4; US8830029B2; US9335744B2

Abstract

Transponder zum Empfangen eines drahtlosen elektrorahtlosen elektromagnetischen Antwortsignals mit einer ersten als Antenne wirkenden Spule zum Erzeugen eines ersten drahtgebundenen elektrischen Empfangssignals aus dem Abfragesignal und mit wenigstens einer weiteren als Antenne wirkenden Spule zum Erzeugen eines weiteren drahtgebundenen elektrischen Empfangssignals aus dem Abfragesignal, wobei eine Achse der ersten Spule und eine Achse der weiteren Spule im Raum unterschiedlich ausgerichtet sind, wobei den Spulen wenigstens eine Einrichtung zum Begrenzen der Spannung der jeweiligen Empfangssignale zugeordnet ist, wobei die Empfangssignale über jeweils einen ersten Vollweggleichrichter zum Erzeugen eines gleichgerichteten Empfangssignals geführt sind, wobei die gleichgerichteten Empfangssigr Erzeugung eines mit dem jeweiligen Empfangssignal korrespondierenden Stromsignals zugeführt ist, wrt-Detektor zur Erzeugung eines Stromspitzenwertsignals zugeführt sind, wobei die Stromspitzenwertsignale einer Vergleichsanordnung zum Vergleichen der erzeugten Stromspitzenwertsignale zugeführt sind, und wobei die Vergleichsanordnung zur Erzeugung eines Steuersignals ausgebildet ist, welches das stärkste Stromspitzenwertsignal der erzeugten Stromspitzenwertsignale angibt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Transponder zum Empfangen eines drahtlosen elektromagnetischen Abfragesignals und zum Senden eines drahtlosen elektromagnetischen Antwortsignals mit einer ersten als Antenne wirkenden Spule zum Erzeugen eines ersten drahtgebundenen elektrischen Empfangssignals aus dem Abfragesignal und mit wenigstens einer weiteren als Antenne wirkenden Spule zum Erzeugen eines weiteren drahtgebundenen elektrischen Empfangssignals aus dem Abfragesignal, wobei eine Achse der ersten Spule und eine Achse der weiteren Spule im Raum unterschiedlich ausgerichtet sind.
Ein Transponder mit drei jeweils orthogonal zueinander angeordneten Spulen ist aus der EP 0 783 190 A1 bekannt. Dabei werden die Signale der drei Spulen jeweils mittels einer Diode gleichgerichtet und zum Laden einer Kondensatoranordnung verwendet. Die an der Kondensatoranordnung anliegende Gleichspannung wird dann als Versorgungsspannung für den Transponder verwendet. Die Versorgungsspannung kann durch die Verwendung der drei jeweils orthogonal zueinander angeordneten Spulen im Wesentlichen unabhängig von der Position und der räumlichen Orientierung des Transponders in Bezug auf das das Abfragesignal erzeugende Abfragegerät bereitgestellt werden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen derartigen Transponder zu verbessern.
Die Aufgabe wird bei einem Transponder der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass den Spulen wenigstens eine Einrichtung zum Begrenzen der Spannung der jeweiligen Empfangssignale zugeordnet ist, wobei die Empfangssignale über jeweils einen ersten Vollweggleichrichter zum Erzeugen eines gleichgerichteten Empfangssignals geführt sind, wobei die gleichgerichteten Empfangssignale jeweils einer stromgesteuerten Stromquelle zur Erzeugung eines mit dem jeweiligen Empfangssignal korrespondierenden Stromsignals zugeführt ist, wobei die Stromsignale jeweils einem Stromspitzenwertdetektor zur Erzeugung eines Stromspitzenwertsignals zugeführt sind, wobei die Stromspitzenwertsignale einer Vergleichsanordnung zum Vergleichen der erzeugten Stromspitzenwertsignale zugeführt sind, und wobei die Vergleichsanordnung zur Erzeugung eines Steuersignals ausgebildet ist, welches das stärkste Stromspitzenwertsignal der erzeugten Stromspitzenwertsignale angibt.
Unter einem Transponder wird eine Sende- und Empfangseinrichtung verstanden, welche beim Empfang eines drahtlosen elektromagnetischen Abfragesignals ein drahtloses elektromagnetisches Antwortsignal sendet. Das Abfragesignal wird dabei von einem speziell dafür ausgebildeten Abfragegerät erzeug, welches in der Regel auch zum Empfangen des Antwortsignals ausgebildet ist. Derartige Kombinationen von Transpondern und Abfragegeräten können insbesondere zur schlüssellosen Zugangskontrolle und/oder zur schlüssellosen Benutzungskontrolle bei Kraftfahrzeugen eingesetzt werden.
Spulen, insbesondere zylinderförmige Spulen, können allgemein als Antennen zum Empfangen von drahtlosen elektromagnetischen Signalen eingesetzt werden, wobei sie im Wesentlichen auf die magnetische Komponente des Feldes ansprechen und in ein drahtgebundenes elektrisches Signal umwandeln. Dabei weisen sie allerdings eine ausgeprägte Richtwirkung auf. Weist die Achse der Spule zum Sender, so ergibt sich ein Empfangsminimum, steht sie rechtwinklig zur Richtung zum Sender, so ergibt sich hingegen ein Empfangsmaximum.
Da nun der erfindungsgemäße Transponder wenigstens zwei Spulen aufweist, deren Achsen im Raum unterschiedlich ausgerichtet sind, also nicht parallel verlaufen, ist sichergestellt, dass unabhängig von der Position und der räumlichen Orientierung des Transponders in Bezug auf das das Abfragesignal erzeugende Abfragegerät wenigstens eine Spule außerhalb des Empfangsminimums arbeitet. Auf diese Weise wird aus dem Abfragesignal wenigstens ein drahtgebundenes elektrisches Empfangssignal erzeugt, welches einen Pegel aufweist, der deutlich über dem Pegel beim Empfangsminimums liegt.
Erfindungsgemäß ist den Spulen wenigstens eine Begrenzungsseinrichtung zum Begrenzen der Spannung der jeweiligen Empfangssignale zugeordnet. Unter einer Begrenzungsseinrichtung zum Begrenzen einer Spannung wird allgemein eine Anordnung verstanden, welche ein oder mehrere Signale derart verarbeitet, dass deren jeweilige Spannung einen Maximalwert für die Spannung nicht überschreitet. Vorliegend kann die Begrenzungsseinrichtung dazu ausgebildet sein, nachgeschaltete Bauteile vor hohen Spannungen zu schützen, die beim Empfang starker Abfragesignale und/oder Störsignale entstehen können. Dabei kann für jedes der Empfangssignale eine eigene Begrenzungsseinrichtung zum Begrenzen von dessen Spannung vorgesehen sein. Ebenso kann für mehrere oder für alle Empfangssignale eine gemeinsame Begrenzungsseinrichtung zum Begrenzen von deren Spannungen vorgesehen sein.
Unter einem Vollweggleichrichter wird allgemein ein Gleichrichter verstanden, bei dem beide Halbwellen des zugeführten Signals mit dem selben Vorzeichen versehen werden, so dass ein pulsierendes Gleichsignal entsteht, welches die doppelte Frequenz des zugeführten Signals aufweist. Der Vollweggleichrichter kann ein Brückengleichrichter sein, der durch vier in Graetzschaltung angeordnete Dioden gebildet ist. Erfindungsgemäß ist für jede Spule ein erster Vollweggleichrichter zum Erzeugen eines gleichgerichteten Empfangssignals vorgesehen, so dass aus jedem Empfangssignal ein gleichgerichtetes Empfangssignal gewonnen wird, welches mit der doppelten Frequenz des Abfragesignals pulsiert und gegebenenfalls Amplitudenschwankungen auf Grund einer Modulation des Abfragesignals aufweist.
Die gleichgerichteten Empfangssignale werden jeweils einer stromgesteuerten Stromquelle zugeführt, um diese zu steuern. Unter einer stromgesteuerten Stromquelle wird dabei eine Stromquelle verstanden, die ausgangsseitig einen lastunabhängigen Konstantstrom liefert, der von dem eingangsseitig zugeführten Steuerstrom abhängt. Vorliegend wird hierdurch aus jedem der gleichgerichteten Empfangssignale jeweils ein korrespondierendes Stromsignal erzeugt, welches ebenfalls mit der doppelten Frequenz des Abfragesignals pulsiert und gegebenenfalls Amplitudenschwankungen auf Grund einer Modulation des Abfragesignals aufweist.
Wesentlich hierbei ist, dass die Stromsignale umso stärker sind, je mehr Energie die jeweils zugeordnete Spule aufgenommen hat. Dies gilt selbst dann, wenn die Spannungen mehrerer der Empfangssignale jeweils so hoch sind, dass sie durch die Begrenzungsseinrichtung zum Begrenzen der Spannung der Empfangssignale auf den vorgesehenen Maximalwert begrenzt sind. Anders als bei Lösungen, bei denen die Spannung der Empfangssignale ausgewertet werden, kann somit bei einem erfindungsgemäßen Transponder auch dann festgestellt werden, welche der Spulen die höchste Energie aus dem Abfragesignal aufgenommen hat, wenn mehrere der Empfangssignale so hoch sind, dass sie durch die Begrenzungsseinrichtung begrenzt werden.
Die Stromsignale sind nun jeweils Stromspitzenwertdetektor zur Erzeugung eines Stromspitzenwertsignals zugeführt. Unter einem Spitzenwertdetektor wird allgemein eine Erfassungseinrichtung für einen Scheitelwert einer sich periodisch ändernden Größe verstanden. Vorliegend dienen die Stromspitzenwertdetektoren zur Erfassung der Scheitelwerte der pulsierenden Stromsignale, welche dann als Information in den Ausgangssignalen der Stromspitzenwertdetektoren enthalten sind. Die so erhaltenen Stromspitzenwertsignale sind dabei um so stärker, je mehr Energie die jeweils zugeordnete Spule aus dem Abfragesignal aufgenommen hat. Da die Stromspitzenwertsignale, anders als die Stromsignale, im Allgemeinen nicht pulsieren und keine Amplitudenschwankungen auf Grund einer Modulation des Abfragesignals aufweisen, können sie einfach miteinander verglichen werden.
Hierzu werden die Stromspitzenwertsignale einer Vergleichsanordnung zur Erzeugung eines Steuersignals zugeführt, wobei das Steuersignal die Information enthält, welches der verglichenen Stromspitzenwertsignale das stärkste Stromspitzenwertsignal, also das mit dem höchsten Wert, ist. Das Steuersignal enthält somit die Information, welche der Spulen im jeweils betrachteten Zeitraum in Bezug auf das das Abfragesignal sendende Abfragegerät im Raum am günstigsten positioniert und ausgerichtet ist. Damit kann das Steuersignal dazu herangezogen werden, einen Sender des Transponders so zu steuern, dass ein Antwortsignal auf das Abfragesignal über die am günstigsten ausgerichtete Spule gesendet wird. Dies ist selbst dann möglich, wenn mehrere der Empfangssignale so stark sind, dass sie durch die Begrenzungseinrichtung auf den vorgesehenen Maximalwert begrenzt sind.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Begrenzungseinrichtung zum Begrenzen der Spannung der jeweiligen Empfangssignale je Spule einen zweiten Vollweggleichrichter zum Erzeugen einer Versorgungsspannung für den Transponder aufweist, wobei die zweiten Vollweggleichrichter ausgangsseitig parallel geschaltet und mit einem Spannungsbegrenzer zum Begrenzen der Versorgungsspannung verbunden sind. Unter einem Spannungsbegrenzer zum Begrenzen einer Spannung wird allgemein eine Anordnung verstanden, welche ein Signal derart verarbeitet, dass es einen Maximalwert für die Spannung nicht überschreiten. Durch die ausgangsseitige Parallelschaltung der zweiten Vollweggleichrichter wird an deren gemeinsamen Ausgang eine stabile Versorgungsspannung unabhängig von der räumlichen Anordnung des Transponders in Bezug auf das Abfragegerät erzeugt. Dabei wird durch den Spannungsbegrenzer verhindert, dass die Versorgungsspannung einen vorgesehenen Höchstwert überschreitet, was zu Schäden an dem Transponder führen könnte. Zudem werden durch den ausgangsseitig mit den Vollweggleichrichtern verbundenen Spannungsbegrenzer auch die Spannungen der eingangsseitig an den Vollweggleichrichtern anliegenden Empfangssignale in ihrer Spannung begrenzt. So kann mit nur einem Spannungsbegrenzer eine stabile und begrenzte Versorgungsspannung für den Transponder erzeugt und gleichzeitig eine Begrenzung der jeweiligen Spannung mehrerer Empfangssignale erreicht werden.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass dem Spannungsbegrenzer eine Spannungsglättungseinrichtung zugeordnet ist. Auf diese Weise können Schwankungen der Versorgungsspannung, welche sich beispielsweise auf Grund einer Modulation des Abfragesignals ergeben könnten, verringert oder gar vermieden werden. Die Spannungsglättungseinrichtung kann insbesondere durch einen oder mehrere Kondensatoren gebildet sein, welche parallel zum Spannungsbegrenzer angeordnet sein können.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind insgesamt zwei Spulen vorgesehen, wobei die Vergleichsanordnung einen Komparator zum Vergleichen der Stromspitzenwertsignale aufweist und wobei ein Ausgangssignal des Komparators das Steuersignal ist. Ein Komparator ist allgemein eine Schaltung zum Vergleichen zweier Eingangssignale. Je nach dem, welches der beiden Eingangssignale größer ist, nimmt das Ausgangssignal des Komparators einen ersten Wert oder einen zweiten Wert an. Vorliegend geben die beiden möglichen Werte an, welche der beiden Spulen aktuell die größere Energie aufnimmt und somit günstiger zum Abfragegerät positioniert und ausgerichtet ist. Es ergibt sich dabei ein einfacher Aufbau des Transponders, wobei das Steuersignal ein einfach zu verarbeitendes binäres Steuersignal ist. Der Komparator kann mittels eines herkömmlichen Operationsverstärkers gebildet sein.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass mehr als zwei Spulen vorgesehen sind, wobei die Vergleichsanordnung mehrere Komparatoren zum Vergleichen von jeweils zweien der Stromspitzenwertsignale aufweist und wobei die Ausgangssignale der Komparatoren einer Logikschaltung zugeführt sind, deren Ausgangssignal das Steuersignal ist. Unter einer Logikschaltung wird hierbei eine Schaltung zur Verarbeitung von binären Signalen verstanden. Vorliegend werden die binären Signale durch die Komparatoren erzeugt und der Logikschaltung zugeführt, welche daraus ermittelt, welche der Spulen aktuell die größte Energie aufnimmt und somit am günstigsten zum Abfragegerät positioniert und ausgerichtet ist. Auf diese Weise kann die am günstigsten positionierte Spule auch dann in einfacher Weise ermittelt werden, wenn mehr als zwei Spulen verwendet werden. Durch die nunmehr mögliche beliebige Anzahl von Spulen kann die Richtwirkung der Spulen insgesamt gegenüber einem Transponder mit zwei Spulen weiter verringert werden. Die Komparatoren können mittels eines herkömmlichen Operationsverstärkers gebildet sein.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind insgesamt drei Spulen vorgesehen sind, deren Achsen jeweils rechtwinklig zueinander angeordnet. Auf diese Weise entsteht eine Spulenanordnung, welche in ihrer Gesamtheit eine allenfalls sehr geringe Richtwirkung aufweist, so ein Empfang des Abfragesignals bei beliebiger Orientierung des Transponders im Raum zuverlässig erfolgen kann.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die stromgesteuerten Stromquellen Stromspiegel sind, welche jeweils zusätzlich zum Stromsignal wenigstens ein gespiegeltes Stromsignal erzeugen, wobei ein Summierglied zum Aufsummieren der durch die Stromspiegel erzeugten gespiegelten Stromsignale vorgesehen ist, um so ein pulsierendes Summensignal zu erzeugen, dessen Frequenz der doppelten Frequenz des Abfragesignals entspricht. Unter einem Stromspiegel wir allgemein eine Schaltung verstanden, welche aus einem Referenzstrom wenigstens zwei unabhängig voneinander abgreifbare identische Ströme erzeugt. Im vorliegenden Fall sind die gleichgerichteten Empfangssignale jeweils das Referenzsignal eines der Stromspiegel. Die Stromspiegel liefern jeweils das Stromsignal, welches wie oben beschrieben zur Ermittlung der am günstigsten positionierten und ausgerichteten Spule verwendet wird. Zusätzlich liefert jeder der Stromspiegel ein gespiegeltes Stromsignal, welches dem Stromsignal entspricht, aber davon unabhängig weiterverarbeitet werden kann.
Dabei werden die gespiegelten Stromsignale mittels eines Summiergliedes aufsummiert, so dass ein pulsierendes Summensignal erzeugt ist, dessen Frequenz der doppelten Frequenz des Abfragesignals entspricht. Dabei ist durch die Vollweggleichrichtung sichergestellt, dass die Beträge der Empfangssignale unabhängig von ihrem Vorzeichen aufaddiert werden. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass sich die Empfangssignale beim Aufaddieren nicht gegenseitig schwächen oder gar auslöschen, was ohne Gleichrichtung passieren würde, wenn der Transponder so ausgerichtet ist, dass eine der Empfangsspulen vom Abfragesignal in der einen Richtung und eine andere der Empfangsspulen in der anderen Richtung durchdrungen wird. In diesem Fall würden nämlich das (nicht gleichgerichtete) Empfangssignal der einen Spule und das (nicht gleichgerichtete) Empfangssignal der anderen Spule eine Phasenverschiebung von 180° aufweisen, so dass sich die beiden Empfangssignale beim Aufaddieren teilweise, im Extremfall sogar vollständig, auslöschen würden. Dabei würde die vollständige Auslöschung dann eintreten, wenn die Pegel der beiden Empfangssignale den selben Wert aufweisen.
Demgegenüber wird beim erfindungsgemäßen Transponder jede Halbwelle jedes der Empfangssignale zur Erhöhung des Pegels des Summensignals genutzt, so dass unabhängig von der Position und der räumlichen Orientierung des Transponders in Bezug auf das das Abfragesignal erzeugende Abfragegerät ein stabiles Summensignal erzeugt wird. Die Frequenz des Summensignals entspricht dabei der doppelten Frequenz des empfangenen Abfragesignals, so dass es als Zeitbasissignal insbesondere zur Synchronisation des Transponders mit dem Abfragegerät verwendet werden kann.
Der Transponder ermöglicht damit neben der Ermittlung der am günstigsten ausgerichteten Spule die Erzeugung eines Zeitbasissignals, insbesondere aus einem amplitudenmodulierten Abfragesignal, bei dem die Amplitude verändert wird, um verschiedene Werte zu übertragen, da das Summensignal auch dann zuverlässig erzeugt werden kann, wenn die Amplitude des Abfragesignals modulationsbedingt sehr gering ist.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist ein Komparator zum Vergleichen des pulsierenden Summensignals mit einem Referenzsignal vorgesehen, um so ein erstes Taktsignal zu erzeugen, dessen Frequenz der doppelten Frequenz des Abfragesignals entspricht. Indem nun das Summensignal mittels des Komparators mit einem Referenzsignal verglichen wird, ergibt sich am Ausgang des Komparators ein binäres Taktsignal, dessen Frequenz der doppelten Frequenz des Abfragesignals entspricht, wobei das binäre Taktsignal einfach weiterverarbeitet werden kann. Der Komparator kann mittels eines herkömmlichen Operationsverstärkers gebildet sein.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist das erste Taktsignal einem Frequenzteiler zugeführt, um so ein zweites Taktsignal mit niedrigerer Frequenz zu erzeugen. Ein Frequenzteiler ist allgemein eine Anordnung, welche die Frequenz eines Eingangssignals um einen Faktor, vorzugsweise um einen ganzzahligen Faktor herabsetzt. Die Verwendung eines Frequenzteilers ermöglicht es, das zweite Taktsignal mit einer bedarfsgerechten Frequenz zu erzeugen, wobei auch im zweiten Taktsignal die Information enthalten ist, welche Frequenz das Abfragesignal aufweist.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der Frequenzteiler ein Frequenzhalbierer, so dass das zweite Taktsignal die Frequenz des Abfragesignals aufweist. Bei einem Frequenzhalbierer weist das Ausgangssignal allgemein eine Frequenz auf, die der halben Frequenz des Eingangssignals entspricht. Im vorliegenden Fall wird so in einfacher Weise ein zweites Taktsignal erzeugt, dessen Frequenz der Frequenz des Abfragesignals entspricht.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der Transponder zumindest teilweise als CMOS-integrierte Schaltung ausgeführt. Eine integrierte Schaltung ist ein integrierter Schaltkreis, worunter verstanden wird, dass eine elektronische Schaltung, welche mehrere elektronische Bauelemente sowie eine zugehörige Verdrahtung umfasst, auf einem gemeinsamen Substrat, auch Chip genannt, ausgebildet ist. Dabei kann eine vollintegrierte Bauweise vorgesehen sein, bei der sämtliche elektronischen Bauelemente des Transponders auf genau einem Substrat angeordnet sind.
Weiterhin kann der erfindungsgemäße Transponder in CMOS-Technik gefertigt sein, worunter verstanden wird, dass sowohl PMOS-Transistoren, auch p-Kanal-Metalloxydhalbleiter-Transistoren genannt, als auch NMOS-Transistoren, auch n-Kanal-Metalloxydhalbleiter-Transistoren genannt, auf einem gemeinsamen Substrat angeordnet sein können.
Die Erfindung und ihre Weiterbildungen wird anhand folgender Figuren näher erläutert. Es zeigen:
1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Transponders sowie eines zugehörigen Abfragegerätes in einer schematischen Darstellung sowie
2 ein Schaltbild des Transponders der 1.
1 zeigt ein Transpondersystem 1, welches aus einem Abfragegerät 2 und aus einem Transponder 3 besteht. Eine derartige Kombination 1 von Abfragegerät 2 und Transponder 3 kann insbesondere zur schlüssellosen Zugangskontrolle und/oder zur schlüssellosen Benutzungskontrolle bei Kraftfahrzeugen eingesetzt werden. Es sind aber auch andere Anwendungen möglich.
Die prinzipielle Funktionsweise ist die, dass vom Abfragegerät 2 ein drahtloses Abfragesignal AS mit einer Frequenz f₀ abgestrahlt wird. Befindet sich nun ein Transponder 3 in Reichweite, so empfängt er das Abfragesignal AS, wertet es aus und generiert seinerseits ein drahtloses Antwortsignal, welches vom Transponder 3 abgestrahlt und vom Abfragegerät empfangen und ausgewertet wird.
Das Abfragegerät 2 weist hierzu wenigstens eine als Antenne wirkende Spule mit den Anschlüssen P⁺ und P^– auf. Der Transponder 3 weist eine erste als Antenne wirkende, insbesondere zylinderförmige, Spule L1 mit einer Achse A1 sowie Anschlüssen S1⁺ und S1^–, eine zweite als Antenne wirkende, insbesondere zylinderförmige, Spule L2 mit einer Achse A2 sowie Anschlüssen S2⁺ und S2^– und eine dritte als Antenne wirkende, insbesondere zylinderförmige, Spule L3 mit einer Achse A3 sowie Anschlüssen S3⁺ und S3^– auf.
Die Spulen L1, L2, L3 weisen jeweils für sich eine ausgeprägte Richtwirkung auf. Weist die jeweilige Achse A1, A2, A3 einer Spule L1, L2, L3 zum Abfragegerät 2, so ergibt sich ein Empfangsminimum, steht sie rechtwinklig zur Richtung zum Abfragegerät 2, so ergibt sich hingegen ein Empfangsmaximum.
Da die Achsen A1, A2, A3 der Spulen L1, L2, L3 rechtwinklig zueinander angeordnet sind, ist unabhängig von de Position und Ausrichtung des Transponders 3 im Raum sichergestellt, dass höchstens eine der Spulen L1, L2, L3 bei einem Empfangsminimum betrieben wird, und dass die zwei verbleibenden der Spulen L1, L2, L3 unter günstigen Bedingungen betrieben werden. Auf diese Weise können Abfragesignale AS im Wesentlichen unabhängig von der Position und der räumlichen Orientierung des Transponders 3 in Bezug auf das das Abfragesignal AS erzeugende Abfragegerät 2 empfangen werden.
2 zeigt ein Schaltbild des Transponders 1 der 1. Dabei ist nur derjenige Teil der Schaltung des Transponders 1 gezeigt, der für das Verständnis der Erfindung wesentlich ist. Die Spulen L1, L2, L3 sind als Antennen zum Empfangen des Abfragesignals AS eingesetzt, wobei sie im Wesentlichen auf die magnetische Komponente des Abfragesignals AS ansprechen und jeweils in ein drahtgebundenes elektrisches Empfangssignal E1, E2, E3 umwandeln. Darüber hinaus sind die Spulen L1, L2, L3 als Antennen zum Senden eines drahtlosen elektromagnetischen Antwortsignals vorgesehen, wobei der Sender des Transponders 3 nicht gezeigt ist.
Die Empfangssignale E1, E2, E3 werden jeweils einem ersten Vollweggleichrichter 4.1, 4.2, 4.3 zugeführt, so dass aus jedem Empfangssignal E1, E2, E3 ein gleichgerichtetes Empfangssignal G1, G2, G3 gewonnen wird, welches mit der doppelten Frequenz des Abfragesignals AS pulsiert und gegebenenfalls Amplitudenschwankungen auf Grund einer Modulation des Abfragesignals AS aufweist.
Die gleichgerichteten Empfangssignale G1, G2, G3 werden jeweils einer stromgesteuerten Stromquelle 5.1, 5.2, 5.3 zugeführt, um diese zu steuern. Vorliegend wird hierdurch aus jedem der gleichgerichteten Empfangssignale G1, G2, G3 jeweils ein korrespondierendes Stromsignal SI1, SI2, SI3 erzeugt, welches ebenfalls mit der doppelten Frequenz des Abfragesignals AS pulsiert und gegebenenfalls Amplitudenschwankungen auf Grund einer Modulation des Abfragesignals AS aufweist.
Wesentlich hierbei ist, dass die Stromsignale SI1, SI2, SI3 umso stärker sind, je mehr Energie die jeweils zugeordnete Spule L1, L2, L3 aufgenommen hat.
Die Stromsignale SI1, SI2, SI3 sind nun jeweils Stromspitzenwertdetektor 6.1, 6.2, 6.3 zur Erzeugung eines Stromspitzenwertsignals SP1, SP2, SP3 zugeführt. Vorliegend dienen die Stromspitzenwertdetektoren 6.1, 6.2, 6.3 zur Erfassung der Scheitelwerte der pulsierenden Stromsignale SI1, SI2, SI3, welche dann als Information in den Ausgangssignalen, nämlich in den Stromspitzenwertsignalen SP1, SP2, SP3, der Stromspitzenwertdetektoren 6.1, 6.2, 6.3 enthalten sind. Die so erhaltenen Stromspitzenwertsignale SI1, SI2, SI3 sind dabei um so stärker, je mehr Energie die jeweils zugeordnete Spule L1, L2, L3 aus dem Abfragesignal AS aufgenommen hat. Da die Stromspitzenwertsignale SI1, SI2, SI3, anders als die Stromsignale SI1, SI2, SI3, im Allgemeinen nicht pulsieren und keine Amplitudenschwankungen auf Grund einer Modulation des Abfragesignals AS aufweisen, können sie einfach miteinander verglichen werden.
Hierzu werden die Stromspitzenwertsignale SP1, SP2, SP3 einer Vergleichsanordnung 7.1, 7.2, 7.3, 8 zur Erzeugung eines Steuersignals ST zugeführt, wobei das Steuersignal ST die Information enthält, welches der verglichenen Stromspitzenwertsignale SP1, SP2, SP3 das stärkste Stromspitzenwertsignal SP1, SP2, SP3, also das mit dem höchsten Wert, ist. Das Steuersignal ST enthält somit die Information, welche der Spulen L1, L2; L3 im jeweils betrachteten Zeitraum in Bezug auf das das Abfragesignal AS sendende Abfragegerät 2 im Raum am günstigsten positioniert und ausgerichtet ist. Damit kann das Steuersignal ST dazu herangezogen werden, einen Sender des Transponders 3 so zu steuern, dass ein Antwortsignal auf das Abfragesignal AS über die am günstigsten ausgerichtete Spule L1, L2, L3 gesendet wird.
Im Ausführungsbeispiel sind drei Spulen L1, L2, L3 vorgesehen, wobei die Vergleichsanordnung 7.1, 7.2, 7.3, 8 drei Komparatoren 7.1, 7.2, 7.3 zum Vergleichen von jeweils zweien der Stromspitzenwertsignale SP1, SP2, SP3 aufweist und wobei die Ausgangssignale VS1, VS2, VS3 der Komparatoren 7.1, 7.2, 7.3 einer Logikschaltung 8 zugeführt sind, deren Ausgangssignal das Steuersignal ST ist.
Im Ausführungsbeispiel ist den Spulen L1, L2, L3 eine Begrenzungsseinrichtung 9.1, 9.2, 9.3, 10 zum Begrenzen der Spannung der jeweiligen Empfangssignale E1, E2, E3 zugeordnet. Unter einer Begrenzungsseinrichtung 9.1, 9.2, 9.3, 10 zum Begrenzen einer Spannung wird allgemein eine Anordnung verstanden, welche ein oder mehrere Signale derart verarbeitet, dass deren jeweilige Spannung einen Maximalwert für die Spannung nicht überschreitet. Vorliegend kann die Begrenzungsseinrichtung 9.1, 9.2, 9.3, 10 dazu ausgebildet sein, nachgeschaltete Bauteile vor hohen Spannungen zu schützen, die beim Empfang starker Abfragesignale AS und/oder Störsignale entstehen können. Dabei kann für jedes der Empfangssignale E1, E2, E3 eine eigene Begrenzungsseinrichtung 9.1, 9.2, 9.3, 10 zum Begrenzen von dessen Spannung vorgesehen sein. Im Ausführungsbeispiel ist jedoch für alle Empfangssignale E1, E2, E3 eine gemeinsame Begrenzungsseinrichtung 9.1, 9.2, 9.3, 10 zum Begrenzen von deren Spannungen vorgesehen.
Das Steuersignal ST enthält die Information, welche der Spulen L1, L2; L3 im jeweils betrachteten Zeitraum in Bezug auf das das Abfragesignal AS sendende Abfragegerät 2 im Raum am günstigsten positioniert und ausgerichtet ist., auch dann, wenn die Spannungen mehrerer der Empfangssignale E1, E2, E3 jeweils so hoch sind, dass sie durch die Begrenzungsseinrichtung 9.1, 9.2, 9.3, 10 zum Begrenzen der Spannung der Empfangssignale E1, E2, E3 auf den vorgesehenen Maximalwert begrenzt sind. Dies liegt daran, dass erfindungsgemäß die Ströme der Empfangssignale E1, E2, E3 zur Ermittlung der günstigsten Spule L1, L2, L3 – und nicht die Spannungen der Empfangssignale E1, E2, E3 – ausgewertet werden.
Im Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die Begrenzungseinrichtung 9.1, 9.2, 9.3, 10 zum Begrenzen der Spannung der jeweiligen Empfangssignale E1, E2, E3 je Spule L1, L2, L3 einen zweiten Vollweggleichrichter 9.1, 9.2, 9.3 zum Erzeugen einer Versorgungsspannung vdd für den Transponder 3 aufweist, wobei die zweiten Vollweggleichrichter 9.1, 9.2, 9.3 ausgangsseitig parallel geschaltet und mit einem Spannungsbegrenzer 10 zum Begrenzen der Versorgungsspannung vdd verbunden sind. Unter einem Spannungsbegrenzer 10 zum Begrenzen einer Spannung wird allgemein eine Anordnung verstanden, welche ein Signal derart verarbeitet, dass es einen Maximalwert für die Spannung nicht überschreiten. Durch die ausgangsseitige Parallelschaltung der zweiten Vollweggleichrichter 9.1, 9.2, 9.3 wird an deren gemeinsamen Ausgang eine stabile Versorgungsspannung vdd unabhängig von der räumlichen Anordnung des Transponders 3 in Bezug auf das Abfragegerät 2 erzeugt. Dabei wird durch den Spannungsbegrenzer 10 verhindert, dass die Versorgungsspannung vdd einen vorgesehenen Höchstwert überschreitet, was zu Schäden an dem Transponder 3 führen könnte. Zudem werden durch den ausgangsseitig mit den Vollweggleichrichtern 9.1, 9.2, 9.3 verbundenen Spannungsbegrenzer 10 auch die Spannungen der eingangsseitig an den Vollweggleichrichtern 9.1, 9.2, 9.3 anliegenden Empfangssignale E1, E2, E3 in ihrer Spannung begrenzt. So kann mit nur einem Spannungsbegrenzer 10 eine stabile und begrenzte Versorgungsspannung vdd für den Transponder 3 erzeugt und gleichzeitig eine Begrenzung der jeweiligen Spannung der Empfangssignale E1, E2, E3 erreicht werden.
Vorteilhafterweise vorgesehen, dass dem Spannungsbegrenzer 10 eine Spannungsglättungseinrichtung C zugeordnet ist. Auf diese Weise können Schwankungen der Versorgungsspannung vdd, welche sich beispielsweise auf Grund einer Modulation des Abfragesignals AS ergeben könnten, verringert oder gar vermieden werden. Die Spannungsglättungseinrichtung C ist im Ausführungsbeispiel durch Kondensator C gebildet, welcher parallel zum Spannungsbegrenzer 10 angeordnet sein kann.
Im Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die stromgesteuerten Stromquellen 5.1, 5.2, 5.3 Stromspiegel 5.1, 5.2, 5.3 sind, welche jeweils zusätzlich zum Stromsignal SI1, SI2, SI3 ein gespiegeltes Stromsignal SG1, SG2, SG3 erzeugen, wobei ein Summierglied 11 zum Aufsummieren der durch die Stromspiegel 5.1, 5.2, 5.3 erzeugten gespiegelten Stromsignale SG1, SG2, SG3 vorgesehen ist, um so ein pulsierendes Summensignal PS zu erzeugen, dessen Frequenz der doppelten Frequenz des Abfragesignals AS entspricht. Im vorliegenden Fall sind die gleichgerichteten Empfangssignale G1, G2, G3 jeweils das Referenzsignal eines der Stromspiegel 5.1, 5.2, 5.3. Die Stromspiegel 5.1, 5.2, 5.3 liefern jeweils das Stromsignal SP1, SP2, SP3, welches wie oben beschrieben zur Ermittlung der am günstigsten positionierten und ausgerichteten Spule L1, L2, L3 verwendet wird. Zusätzlich liefert jeder der Stromspiegel 5.1, 5.2, 5.3 ein gespiegeltes Stromsignal SG1, SG2, SG3, welches dem Stromsignal SI1, SI2, SI3 entspricht, aber davon unabhängig weiterverarbeitet werden kann.
Dabei werden die gespiegelten Stromsignale SG1, SG2, SG3 mittels eines Summiergliedes 11 aufsummiert, so dass ein pulsierendes Summensignal PS erzeugt ist, dessen Frequenz der doppelten Frequenz des Abfragesignals AS entspricht. Dabei ist durch die Vollweggleichrichtung sichergestellt, dass die Beträge der Empfangssignale E1, E2, E3 unabhängig von ihrem Vorzeichen aufaddiert werden. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass sich die Empfangssignale E1, E2, E3 beim Aufaddieren nicht gegenseitig schwächen oder gar auslöschen, was ohne Gleichrichtung passieren würde, wenn der Transponder 3 so ausgerichtet ist, dass eine der Empfangsspulen L1, L2, L3 vom Abfragesignal AS in der einen Richtung und eine andere der Empfangsspulen L1, L2, L3 in der anderen Richtung durchdrungen wird. In diesem Fall würden nämlich das (nicht gleichgerichtete) Empfangssignal E1, E2, E3 der einen der Spulen L1, L2, L3 und das (nicht gleichgerichtete) Empfangssignal E1, E2, E3 der anderen der Spulen L1, L2, L3 eine Phasenverschiebung von 180° aufweisen, so dass sich die beiden Empfangssignale E1, E2, E3 beim Aufaddieren teilweise, im Extremfall sogar vollständig, auslöschen würden. Dabei würde die vollständige Auslöschung dann eintreten, wenn die Pegel der beiden Empfangssignale E1, E2, E3 den selben Wert aufweisen.
Demgegenüber wird beim erfindungsgemäßen Transponder jede Halbwelle jedes der Empfangssignale E1, E2, E3 zur Erhöhung des Pegels des Summensignals PS genutzt, so dass unabhängig von der Position und der räumlichen Orientierung des Transponders 3 in Bezug auf das das Abfragesignal AS erzeugende Abfragegerät 2 ein stabiles Summensignal PS erzeugt wird. Die Frequenz des Summensignals PS entspricht dabei der doppelten Frequenz des empfangenen Abfragesignals AS, so dass es als Zeitbasissignal insbesondere zur Synchronisation des Transponders 3 mit dem Abfragegerät 2 verwendet werden kann.
Der Transponder 3 ermöglicht damit neben der Ermittlung der am günstigsten ausgerichteten Spule L1, L2, L3 die Erzeugung eines Zeitbasissignals, insbesondere aus einem amplitudenmodulierten Abfragesignal AS, bei dem die Amplitude verändert wird, um verschiedene Werte zu übertragen, da das Summensignal PS auch dann zuverlässig erzeugt werden kann, wenn die Amplitude des Abfragesignals AS modulationsbedingt sehr gering ist.
Das Summensignal PS wird einem Komparator 12 zugeführt, der das pulsierende Summensignal PS mit einem Referenzsignal RS vergleicht, um so ein erstes Taktsignal TS1 zu erzeugen, dessen Frequenz der doppelten Frequenz des Abfragesignals AS entspricht. Ein Komparator 12 ist allgemein eine Schaltung zum Vergleichen zweier Eingangssignale PS, RS. Je nach dem, welches der beiden Eingangssignale PS, RS größer ist, wird das Ausgangssignal TS1 des Komparators 12 einen ersten Wert oder einen zweiten Wert an. Indem nun das Summensignal PS mittels des Komparators 12 mit einem Referenzsignal RS verglichen wird, ergibt sich am Ausgang des Komparators 12 ein binäres Taktsignal TS1, dessen Frequenz der doppelten Frequenz des Abfragesignals AS entspricht, wobei das binäre Taktsignal TS1 einfach weiterverarbeitet werden kann. Der Komparator 12 kann mittels eines herkömmlichen Operationsverstärkers gebildet sein.
Weiterhin ist das ist das erste Taktsignal TS1 einem Frequenzteiler 13 zugeführt, um so ein zweites Taktsignal TS2 mit niedrigerer Frequenz zu erzeugen. Ein Frequenzteiler 13 ist allgemein eine Anordnung, welche die Frequenz eines Eingangssignals TS1 um einen Faktor, vorzugsweise um einen ganzzahligen Faktor herabsetzt. Die Verwendung eines Frequenzteilers 13 ermöglicht es, das zweite Taktsignal TS2 mit einer bedarfsgerechten Frequenz zu erzeugen, wobei auch im zweiten Taktsignal TS2 die Information enthalten ist, welche Frequenz und Phase das Abfragesignal AS aufweist.
Bevorzugt ist der Frequenzteiler 13 ein Frequenzhalbierer 13. Bei einem Frequenzhalbierer 13 weist das Ausgangssignal TS2 allgemein eine Frequenz auf, die der halben Frequenz des Eingangssignals TS1 entspricht. Im vorliegenden Fall wird so in einfacher Weise ein zweites Taktsignal TS2 erzeugt, dessen Frequenz der Frequenz des Abfragesignals AS entspricht.
Bevorzugt ist der Transponder 1 zumindest teilweise als CMOS-integrierte Schaltung ausgeführt. Eine integrierte Schaltung ist ein integrierter Schaltkreis, worunter verstanden wird, dass eine elektronische Schaltung, welche mehrere elektronische Bauelemente sowie eine zugehörige Verdrahtung umfasst, auf einem gemeinsamen Substrat, auch Chip genannt, ausgebildet ist. Dabei kann eine vollintegrierte Bauweise vorgesehen sein, bei der sämtliche elektronischen Bauelemente des Transponders 1 auf genau einem Substrat angeordnet sind.
Weiterhin kann der erfindungsgemäße Transponder 1 in CMOS-Technik gefertigt, worunter verstanden wird, dass sowohl PMOS-Transistoren, auch p-Kanal-Metalloxydhalbleiter-Transistoren genannt, als auch NMOS-Transistoren, auch n-Kanal-Metalloxydhalbleiter-Transistoren genannt, auf einem gemeinsamen Substrat angeordnet sein können.
Bezugszeichenliste

1: Transpondersystem
2: Abfragegerät
3: Transponder
4.1: erster Vollweggleichrichter für das erste Empfangssignal
4.2: erster Vollweggleichrichter für das zweite Empfangssignal
4.3: erster Vollweggleichrichter für das dritte Empfangssignal
5.1: stromgesteuerte Spannungsquelle, Stromspiegel für das erste gleichgerichtete Empfangssignal
5.2: stromgesteuerte Spannungsquelle, Stromspiegel für das zweite gleichgerichtete Empfangssignal
5.3: stromgesteuerte Spannungsquelle, Stromspiegel für das dritte gleichgerichtete Empfangssignal
6.1: Stromspitzenwertdetektor das erste Stromsignal
6.2: Stromspitzenwertdetektor das zweite Stromsignal
6.3: Stromspitzenwertdetektor das dritte Stromsignal
7.1: erster Komparator der Vergleichsanordnung
7.2: zweiter Komparator der Vergleichsanordnung
7.3: dritter Komparator der Vergleichsanordnung
8: Logikschaltung
9.1: erster Vollweggleichrichter für das erste Empfangssignal
9.2: zweiter Vollweggleichrichter für das zweite Empfangssignal
9.3: dritter Vollweggleichrichter für das dritte Empfangssignal
10: Spannungsbegrenzer
11: Summierglied
12: Komparator
13: Frequenzteiler
L: Spule des Abfragegeräts
P: Anschlüsse der Spule des Abfragegeräts
AS: Abfragesignal
f₀: Frequenz des Abfragesignals
L1: erste Spule des Transponders
L2: zweite Spule des Transponders
L3: dritten Spule des Transponders
S1: Anschlüsse der ersten Spule des Transponders
S2: Anschlüsse der zweiten Spule des Transponders
S3: Anschlüsse der dritten Spule des Transponders
A1: Achse der ersten Spule des Transponders
A2: Achse der zweiten Spule des Transponders
A3: Achse der dritten Spule des Transponders
E1: erstes Empfangssignal
E2: zweites Empfangssignal
E3: drittes Empfangssignal
G1: gleichgerichtetes erstes Empfangssignal
G2: gleichgerichtetes zweites Empfangssignal
G3: gleichgerichtetes drittes Empfangssignal
SI1: erstes Stromsignal
SI2: zweites Stromsignal
SI3: drittes Stromsignal
SG1: erstes gespiegeltes Stromsignal
SG2: zweites gespiegeltes Stromsignal
SG3: drittes gespiegeltes Stromsignal
SP1: erstes Stromspitzenwertsignal
SP2: zweites Stromspitzenwertsignal
SP3: drittes Stromspitzenwertsignal
VS1: erstes Ausgangssignal
VS2: zweites Ausgangssignal
VS3: drittes Ausgangssignal
ST: Steuersignal
PS: pulsierendes Summensignal
RS: Referenzsignal
TS1: erstes binäres Taktsignal
TS2: zweites binäres Taktsignal

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 0783190 A1 [0002]

Claims

Transponder zum Empfangen eines drahtlosen elektromagnetischen Abfragesignals (AS) und zum Senden eines drahtlosen elektromagnetischen Antwortsignals mit einer ersten als Antenne wirkenden Spule (L1) zum Erzeugen eines ersten drahtgebundenen elektrischen Empfangssignals (E1) aus dem Abfragesignal (AS) und mit wenigstens einer weiteren als Antenne wirkenden Spule (L2, L3) zum Erzeugen eines weiteren drahtgebundenen elektrischen Empfangssignals (E2, E3) aus dem Abfragesignal (AS), wobei eine Achse (A1) der ersten Spule (L1) und eine Achse (A2, A3) der weiteren Spule (L2, L3) im Raum unterschiedlich ausgerichtet sind, dadurch gekennzeichnet, dass den Spulen (L1, L2, L3) wenigstens eine Begrenzungseinrichtung (9.1, 9.2, 9.3, 10) zum Begrenzen der Spannung der jeweiligen Empfangssignale (E1, E2, E3) zugeordnet ist, wobei die Empfangssignale (E1, E2, E3) über jeweils einen ersten Vollweggleichrichter (4.1, 4.2, 4.3) zum Erzeugen eines gleichgerichteten Empfangssignals (G1, G2, G3) geführt sind, wobei die gleichgerichteten Empfangssignale (G1, G2, G3) jeweils einer stromgesteuerten Stromquelle (5.1, 5.2, 5.3) zur Erzeugung eines mit dem jeweiligen gleichgerichteten Empfangssignal (G1, G2, G3) korrespondierenden Stromsignals (SI1, SI2, SI3) zugeführt ist, wobei die Stromsignale (SI1, SI2, SI3) jeweils einem Stromspitzenwertdetektor (6.1, 6.2, 6.3) zur Erzeugung eines Stromspitzenwertsignals (SP1, SP2, SP3) zugeführt sind, wobei die Stromspitzenwertsignale (SP1, SP2, SP3) einer Vergleichsanordnung (7.1, 7.2, 7.3, 8) zum Vergleichen der erzeugten Stromspitzenwertsignale (SP1, SP2, SP3) zugeführt sind, und wobei die Vergleichsanordnung (7.1, 7.2, 7.3, 8) zur Erzeugung eines Steuersignals (ST) ausgebildet ist, welches das stärkste Stromspitzenwertsignal (7.1, 7.2, 7.3, 8) der erzeugten Stromspitzenwertsignale (7.1, 7.2, 7.3, 8) angibt.
Transponder nach vorstehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Begrenzungseinrichtung (9.1, 9.2, 9.3, 10) zum Begrenzen der Spannung der jeweiligen Empfangssignale (E1, E2, E3) je Spule (L1, L2, L3) einen zweiten Vollweggleichrichter (9.1, 9.2, 9.3) zum Erzeugen einer Versorgungsspannung (vdd) für den Transponder (3) aufweist, wobei die zweiten Vollweggleichrichter (9.1, 9.2, 9.3) ausgangsseitig parallel geschaltet und mit einem Spannungsbegrenzer (10) zum Begrenzen der Versorgungsspannung (vdd) verbunden sind.
Transponder nach vorstehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass dem Spannungsbegrenzer (10) eine Spannungsglättungseinrichtung (C) zugeordnet ist.
Transponder nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass insgesamt zwei Spulen (L1, L2, L3) vorgesehen sind, wobei die Vergleichsanordnung (7.1, 7.2, 7.3, 8) einen Komparator (7.1, 7.2, 7.3) zum Vergleichen der Stromspitzenwertsignale (SP1, SP2, SP3) aufweist und wobei ein Ausgangssignal (VS1, VS2, VS3) des Komparators (7.1, 7.2, 7.3) das Steuersignal (ST) ist.
Transponder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mehr als zwei Spulen (L1, L2, L3) vorgesehen sind, wobei die Vergleichsanordnung (7.1, 7.2, 7.3, 8) mehrere Komparatoren (7.1, 7.2, 7.3) zum Vergleichen von jeweils zweien der Stromspitzenwertsignale (SP1, SP2, SP3) aufweist und wobei die Ausgangssignale (VS1, VS2, VS3) der Komparatoren (7.1, 7.2, 7.3) einer Logikschaltung (8) zugeführt sind, deren Ausgangssignal das Steuersignal (ST) ist.
Transponder nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass insgesamt drei Spulen (L1, L2, L3) vorgesehen sind, deren Achsen (A1, A2, A3) jeweils rechtwinklig zueinander angeordnet sind.
Transponder nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die stromgesteuerten Stromquellen (5.1, 5.2, 5.3) Stromspiegel (5.1, 5.2, 5.3) sind, welche jeweils zusätzlich zum Stromsignal (SI1, SI2, SI3) wenigstens ein gespiegeltes Stromsignal (SG1, SG2, SG3) erzeugen, wobei ein Summierglied (11) zum Aufsummieren der durch die Stromspiegel (6.1, 6.2, 6.3) erzeugten gespiegelten Stromsignale (SI1, SI2, SI3) vorgesehen ist, um so ein pulsierendes Summensignal (PS) zu erzeugen, dessen Frequenz der doppelten Frequenz des Abfragesignals (AS) entspricht..
Transponder nach vorstehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass ein Komparator (12) zum Vergleichen des pulsierenden Summensignals (PS) mit einem Referenzsignal (RS) vorgesehen ist, um so ein erstes Taktsignal (TS1) zu erzeugen, dessen Frequenz der doppelten Frequenz des Abfragesignals (AS) entspricht.
Transponder nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Taktsignal (TS1) einem Frequenzteiler (13) zugeführt ist, um so ein zweites Taktsignal (TS2) mit niedrigerer Frequenz zu erzeugen.
Transponder nach vorstehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Frequenzteiler (13) ein Frequenzhalbierer (13) ist, so dass das zweite Taktsignal (TS2) die Frequenz des Abfragesignals (AS) aufweist.
Transponder nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er (3) zumindest teilweise als CMOS-integrierte Schaltung (3) ausgeführt ist.