DE19538213B4

DE19538213B4 - Passiver Transponder und Verfahren zum Eichen eines Eigenschaftssensors eines passiven Transponders

Info

Publication number: DE19538213B4
Application number: DE1995138213
Authority: DE
Inventors: Donald J. Evergreen Urbas; David Lakewood Ellwood
Original assignee: Bio Medic Data Systems Inc
Current assignee: Bio Medic Data Systems Inc
Priority date: 1994-10-13
Filing date: 1995-10-13
Publication date: 2004-04-08
Anticipated expiration: 2015-10-14
Also published as: DE19538213A1

Abstract

Passiver Transponder (100) mit
einer Antenneneinrichtung (19) zum Empfang eines von einer Signalquelle (1000) ausgesendeten, Daten enthaltenden Eingabesignales und zum Übertragen eines Ausgabesignals an die Signalquelle (1000),
einer Speichereinrichtung (25) zum Speichern der empfangenen Daten,
wobei sich der Transponder (100) entweder in einem Lesemodus zum Ausgeben der Daten als Ausgabesignal an die Signalquelle (1000) oder in einem Programmiermodus befindet, in welchem die Speichereinrichtung (25) die Daten auf das Eingabesignal ansprechend speichert, und
einer Integritätseinrichtung (13), die der Signalquelle (1000) anzeigt, daß ausreichend Leistung von der Signalquelle (1000) verfügbar ist, um die Speichereinrichtung (25) zum Speichern der Daten zu veranlassen.

Description

Diese Erfindung ist auf einen passiven Transponder gerichtet und insbesondere auf einen passiven Transponder, der nach der Beendigung der Herstellung (und dem Einsetzen in den Träger) umprogrammierbar ist und zur Überwachung von Eigenschaften des Trägers, dem er eingepflanzt ist, verwendet wird, und insbesondere zur Identifizierung eines Tieres und dessen Eigenschaften.

Transponder und Abtastsysteme sind nach dem Stand der Technik bekannt. Diese Systeme enthalten eine Abfrageeinrichtung, die Signale von einem passiven Transponder überträgt und empfängt. Eine derartige Verwendung hat ein in ein Tier implantierter Transponder. Das US-Patent Nr. 5,252,962 beschreibt ein einmal programmierbares EEPROM, das einen Identifizierungscode speichern kann, der der Identifizierung des Tieres entspricht, in dem er eingesetzt ist. Auch ist nach dem Stand der Technik bekannt, einen Transponder unter Verwendung eines EEPROM oder dergleichen neu zu programmieren. Die Transponder nach dem Stand der Technik waren jedoch nicht völlig zufriedenstellend, da sie nur wenige oder keine Informationen an die Abfrageeinrichtung abgeben, die eine ordnungsgemäße Programmierung sicherstellen. Demgemäß waren bei einer in Betracht gezogenen Verwendung, wie etwa der Identifizierung von Tieren, Transponder nicht in der Lage, der Abfrageeinrichtung zuverlässig anzuzeigen, daß die Daten ordnungsgemäß in jedem Transponder gespeichert, verändert oder gelöscht wurden.

Auch haben Transponder bisher eine Schaltung gehabt, die zur Meßung der Temperatur des Tieres konstruiert ist, in dem der Transponder eingesetzt ist. Eine derartige Analogschaltung, die im US-Patent Nr. 5,252,962 beschrieben ist, arbeitete nicht völlig exakt.

Aus DE 41 25 746 A1 ist ein Überwachungssystem für programmierbare, implantierbare Transponder bekannt. Dabei umfaßt ein passiver Transponder eine Empfangsantenne zum Empfang eines Eingangssignals. Ein Frequenzgenerator und -modulator empfängt das Eingangssignal und gibt ein Datenträgersignal mit einer Frequenz aus, die unabhängig von der Frequenz des Eingangssignals ist. Ein programmierbarer Speicher und ein Thermistor sind vorgesehen, um Benutzer-Identifikationsdaten und Temperaturdaten bereitzustellen, welche mit dem Ausgangssignal kombiniert werden. Es handelt sich hierbei um einen einmalig programmierbaren Transponder. Es wäre jedoch wünschenswert, einen solchen Transponder neu programmieren zu können.

Die Nachteile der vorstehend beschriebenen bekannten Anordnung werden auch durch die aus GB 2,224,183 A bekannte Transpondervorrichtung nicht behoben. So ist in dieser Schrift nicht angegeben, ob ein Signal geeignet ist, den Betrieb zwischen Modi umzuschalten, sondern vielmehr ob es ein ausreichendes Signal für den Transponder gibt, insgesamt zu arbeiten. Bei der aus dieser Schrift bekannten Vorrichtung wird kein Signal verwendet, um dem Interogator anzuzeigen, ob das Signal ausreichend ist, in den zweiten Modus einzutreten. Alles was bei diesem Transponder dem Anwender und bei einer Ausführung dem Interogator mitgeteilt wird, ist, ob der Transponder innerhalb des Bereichs der elektrischen Feldintensität liegt, die einen optimalen Betrieb gestattet. Bei einer zweiten Ausführung der aus dieser Schrift bekannten Transpondervorrichtung gibt ein Alarmsignalgenerator einem Anwender eine nicht ausreichende Leistung an. Obwohl bei dieser Ausführungsform ein Antwortsignal zur Radioabfragevorrichtung geschickt werden kann, ist alles, was übertragen. wird, ob der Transponder genügend Energie empfängt, um insgesamt optimal zu arbeiten, und nicht, ob das Signal, das empfangen wird, ausreichend ist, um den Transponder zu veranlassen, vom Betrieb in einem Modus (Lesemodus) zum Arbeiten in einen zweiten Modus (Programmiermodus,) zu wechseln. Die Funktion dieser Vorrichtung besteht darin, ein fehlerhaftes Antwortsignal daran zu hindern, von dem Transponder übermittelt zu werden, und nicht das Verhindern eines fehlerhaften Programmiersignals, das von dem Transponder empfangen wird.

Schließlich ist aus US 5,073,781 ein Transponder bekannt, der eine Empfangs- und Auswertesektion sowie eine Übertragungssektion für eine, meßbare Charakteristik enthält. Die Übertragungssektion wird zur Übertragung der Meßdaten nur gelöscht, wenn die Versorgungsspannung an den Energiespeichereinrichtungen größer als ein zweiter vorgegebener Schwellenwert ist, der über dem ersten vorgegebenen Schwellenwert liegt. Deshalb ist der Gegenstand dieser Schrift auf Waffendetektion an den Portalen abgesicherter Bereiche gerichtet und es wird nicht gelehrt, was die Tiercharakteristikmessung betrifft.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen passiven Transponder mit einer Antenneneinrichtung anzugeben, der bei einfachem und kostengünstigen Aufbau zur Überwachung von durch ihn erfassbarer Daten sowohl einem Betrieb im Lesemodus als auch einen Programmiermodus durchführen kann und dabei stets mit hinreichender Leistung arbeitet.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Des weiteren liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Eichen eines Eigenschaftssensors eines passiven Transponders mit Speichereigenschaft für eine Umgebung anzugeben. Die Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens durch die Merkmale des Anspruchs 5 gelöst .

Allgemein wird gemäß vorliegender Erfindung ein passiver Transponder geschaffen, der eine Antenne zum Empfang eines Eingangssignals zur Leistungsversorgung des Transponders enthält, welches Signal ferner Daten und Befehle von der Signalquelle enthält, und der auch in der Lage ist, ein Ausgabesignal zur Signalquelle zu senden. Der Transponder enthält einen Speicher zum Speichern von Daten, die durch den Transponder von der Signalquelle empfangen wurden, wobei der Transponder entweder in einen LESE-Modus zum Ausgeben von Informationen von dem Transponder zu der Signalquelle oder in einem PROGRAMMIER-Modus arbeitet, in welchem der Speicher Daten ansprechend auf Informationen speichert, die in dem Eingangssignal enthalten sind. Der Transponder enthält ferner eine Integritätsschaltung, um der Signalquelle anzuzeigen, daß ausreichend Leistung von der Signalquelle verfügbar ist, um den Speicher zu veranlassen, die Daten zu speichern. Der Transponder enthält ferner eine Überwachungsschaltung zum Überwachen einer Eigenschaft eines Trägers. Der Speicher enthält eine Vielzahl von Speicherplätzen, welche Plätze sequentiell adressiert werden, um in dem Speicher gespeicherte Daten zu lesen, wobei die Adressierung mit einer Rate auftritt, die ein Submultiplum der Signalquellenfrequenz ist. Die Überwachungsschaltung überwacht die Eigenschaft während der Zeitperiode, die zur Adressierung einer vorbestimmten Anzahl von Adressen in dem Speicher erforderlich ist. Der Transponder enthält ferner einen Impedanzmodulator, um eine im wesentlichen gleichzeitige Zwei-Wege-Kommunikation zwischen dem Transponder und der Signalquelle zu erlauben.

Ferner wird ein Verfahren zur Eichung eines Transponders geschaffen, so daß ein Benutzer oder Programmierer exakte Temperaturinformationen über den Träger empfangen kann, in welchen der Transponder eingesetzt ist. Das Verfahren enthält die Schritte des Plazierens des Transponders in einem Flüssigkeitsbad mit einer bekannten Temperatur, des Berechnens der Temperatur des Flüssigkeitsbades auf der Basis des durch den Transponder abgegebenen Ausgangssignales, des Vergleichens der berechneten Temperatur mit der bekannten Temperatur, um eine Temperaturdifferenz zu erhalten, und des Speicherns der Differenz zwischen der berechneten Temperatur und der bekannten Temperatur (Temperaturkorrekturwert) an einer vorbestimmten Speicherstelle des Transponders.

Nach dem Einsetzen in den Träger kann ein exakter Temperaturablesewert des Trägers durch Hinzufügen des Temperaturkorrekturwertes, der in dem Transponder gespeichert ist, zu den von dem Transponder als Teil des Ausgabesignals ausgegebenen Temperaturdaten sichergestellt werden. Die Gesamtsumme des Temperaturkorrekturwertes und der durch den Transponder abgegebenen Temperaturdaten kann dem Benutzer auch angezeigt werden.

Die Erfindung umfaßt demgemäß die verschiedenen Schritte und die Beziehung eines oder mehrerer derartiger Schritte zueinander, die in dem nachfolgend aufgezeigten Verfahren als Beispiel dargestellt sind, und der Schutzbereich der Erfindung ist durch die Patentansprüche gegeben.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird auf die folgende Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen.

1 ist ein Blockschaltbild eines gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufgebauten passiven Transponders;

2 ist ein Blockschaltbild eines Adress- und Zeitgebungsgenerators, der gemäß der Erfindung aufgebaut ist;

3 ist ein Schaltbild einer Temperaturtakt-Mastertakt-Auswähleinrichtung, die gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist;

4 ist ein Schaltbild eines Datensequenzgenerators, der gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist;

5 ist ein Schaltbild eines Modusdecoders, der gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist;

6 ist ein Schaltbild eines Phasenmodulators, der gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist;

7 ist ein Schaltbild eines Impedanzmodulators, der gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist;

8 ist ein Schaltbild eines Manchester-Codierers und Präambelgenerators gemäß vorliegender Erfindung;

9 ist eine Seitenansicht eines gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebauten passiven Transponders;

10 ist eine Draufsicht auf einen gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebauten passiven Transponder;

11 ist eine Unteransicht eines gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebauten passiven Transponders;

12 ist eine Schnittansicht entlang der Linie 12-12 in 11;

13 ist eine Schnittansicht entlang der Linie 13-13 in 11; und

14 ist ein Blockschaltbild einer Abfrageeinrichtung und eines passiven Transponders gemäß der vorliegenden Erfindung; Zunächst wird auf 1 Bezug genommen, die ein Blockschaltbild eines implantierbaren passiven Transponders ("Transponder"), allgemein mit 100 bezeichnet, zeigt. Der Transponder 100 kann beispielsweise unter der Haut eines Versuchstieres, wie etwa eines Nagetieres, plaziert werden.

In einer als Beispiel dienenden Ausführungsform kommuniziert der Transponder 100 mit einer Abfrageeinrichtung 1000, wie in 14 gezeigt, durch induktive Kopplung, die allgemein aus dem U.S.-Patent Nr. 4,730,198 bekannt ist. Dieses Patent wird hierin durch Bezugnahme in der Weise eingeschlossen, als ob es vollständig dargelegt wäre. Die Abfrageeinrichtung 1000 enthält die Strukturen, die in der Anmeldung Seriennummer 07/605,049, eingereicht am 29. Oktober 1990, aufgezeigt sind, die ebenfalls so eingeschlossen wird, als ob sie hier vollständig dargelegt wäre. Ein Signal mit einer ausgewählten Frequenz wird von der Abfrageeinrichtung durch eine Einspulenantenne 19 empfangen. Diese Frequenz ist die MASTERTAKT-Frequenz für den Transponder. In der als Beispiel hierin beschriebenen Ausführungsform ist die MASTERTAKT-Frequenz etwa 364 kHz. Die Wellenform der Signalquelle kann auch Daten und Steuerinformationen enthalten, die zu dem Transponder zu senden sind.

Der Transponder 100 bleibt in AUS-Zustand, bis vom Transponder 100 ein Signal mit einem ausreichenden Leistungspegel von der Abfrageeinrichtung empfangen wird. Die Abfrageeinrichtung, die ein tragbares Gerät sein kann, kann auch einen einstellbaren Erreger enthalten, der zusammen mit der Distanz zwischen der Abfrageeinrichtung und dem Transponder den Signalpegel an den Transponder steuert. Wenn die Abfrageeinrichtung ein Signal mit ausreichender Leistung zu dem Transponder 100 überträgt, wird der Transponder in einen "EIN"-Zustand gesetzt und kann an die Abfrageeinrichtung Daten übertragen oder von dieser Daten empfangen. Wie im Detail nachfolgend erläutert wird, sind der Empfang und die Speicherung von Daten nur dann möglich, nachdem der Transponder an die Abfrageeinrichtung ein Signal zurückgesendet hat, das angibt, daß der Transponder ein Signal mit einem ausreichenden Spannungspegel empfangen hat, um die Speicherung von Daten zu erlauben, und die Abfrageeinrichtung mit einem Befehl zum Eintreten in den Programmiermodus geantwortet hat. Wie nachfolgend erklärt wird, überträgt der Transponder 100 Daten an die Abfrageeinrichtung in einem LESE-Modus und empfängt und speichert Daten von der Abfrageeinrichtung in dem PRO-GRAMMIER-Modus.

Um das Verständnis von 1 zu erleichtern, wird der Transponder 100 zunächst beschrieben, nachdem der Transponder 100 programmiert wurde und nachdem ein vom Benutzer ausgewählter Identifizierungscode in einem elektrisch löschbaren programmierbaren Nurlesespeicher 25 ("EEPROM 25") gespeichert wurde.

Wie 1 zeigt, ist eine einzelne Antenne 19 zur Kommunikation mit und zum Empfang von Leistung von der Abfrageeinrichtung vorgesehen. Nach dem Empfang eines Signals mit einem geeigneten Leistungspegel wird der Transponder 100 EIN geschaltet und tritt in den Lesemodus ein und sendet Daten an die Abfrageeinrichtung. Das Signal von der Antenne 19 wird einer Leistungs- und Informationserfassungsschaltung 21 zugeführt. Die Leistungs- und Informationserfassungsschaltung enthält eine Vollwellenbrückengleichrichter. Die Erfassungsschaltung 21 stellt Gleichstromleistung für den Transponder 100 bereit, erfaßt die Hülle des Signals, aus dem das PROG DATEN-Signal gebildet wird, und erzeugt das MASTERTAKT-Signal durch Rechteckigmachen eines gleichgerichteten Halbwellenabschnittes des von der Antenne 19 empfangenen Signals. Die Erfassungsschaltung 21 enthält auch den erforderlichen Überspannungsschutz und die Pegelreferenzen, die für einen ordnungsgemäßen Betrieb des Transponders erforderlich sind. Das PROG DATEN-Signal wird an eine Modusdecoderschaltung 27 angelegt. In Abhängigkeit von den Daten, die von dem PROG DATEN-Signal übermittelt werden, bleibt der Transponder im LESE-Modus oder wird in den PROGRAMMIER-Modus gesetzt, indem das zugehörige PROG MODUS- und das PROG MODUS-Signal ausgegeben werden.

Ein Adress- und Zeitgebungsgenerator 23, der Teilungsschaltungen 70a, 70b (2) enthält, empfängt das 364 kHz MASTERTAKT-Signal von der Leistungs- und Informationserfassungsschaltung 21 und entwickelt durch die Teilungsschaltungen 70a und 70b und zugehörige Logikgatter eine Anzahl von Zeitgebungs- und Adressignalen: Das ÜBERTRAGUNGSTAKT- und das EMPFANGSTAKT-Signal werden in der Teilungsschaltung 70a entwickelt und beide MUX 70 zugeliefert, wobei MUX 70 auf der Basis des Status der PROG MODUS- und der PROG MODUS-Leitung entweder den ÜBERTRAGUNGSTAKT oder den EMPFANGSTAKT zur Eingabe in die Teilungsschaltung 70b auswählt sowie als Eingabe in andere Blöcke über die EMP/SND-Taktleitung, das durch 2 geteilte MASTERTAKT-Signal und das durch 4 geteilte MASTER-TAKT-Signal werden ebenfalls in der Teilungsschaltung 70a entwickelt und verwendet, um ein 91 kHz Signal in Phase und ein 91 kHz Signal außer Phase (90 Grad außer Phase) zur Verwendung durch einen Phasenmodulator 15 zum Codieren von Daten, die zurück zur Abfrageeinrichtung übertragen werden sollen, zu entwickeln. Die A₀-A₃-Ausgänge der Teilungsschaltung 70b, deren Eingabe entweder der EMPFANGSTAKT oder der ÜBER-TRAGUNGSTAKT ist, werden zur sequentiellen Adressierung der Bytes des EEPROM 25 über einen Adressbus 28 verwendet. Die Bitadressignale A-₁ bis A-₃ sind ebenfalls Ausgabessignale der Teilungsschaltung 70b und werden verwendet, um das erste und das achte Bit jedes Bytes zu identifizieren sowie die Zeitdauer, in der die ersten vier Bits der in dem Byte 15 des EEPROM 25 gespeicherten Daten übertragen werden könnten, jedoch tatsächlich durch eine Präambel ersetzt werden.

1 zeigt ein allgemeines Verschieberegister 11. Das Ver schieberegister 11 empfängt Daten von einem Datenbus 30 zur Ausgabe während des Lesemodus. Der Adress- und Zeitgebungsgenerator 23 legt ein PAR LAST-Signal an das Verschieberegister 11 an. Wenn das PAR LAST-Signal einen hohen Pegel hat und das ÜBERTRAGUNGSTAKT-Signal während des ersten Bit jeder Acht-Bit-Sequenz von einem niedrigen auf einen hohen Zustand übergeht, werden entweder gespeicherte Daten aus dem EEPROM 25 oder Temperaturdaten (nachfolgend beschrieben) über einen Puffer 9 oder einen Datenmultiplexer 9a auf den Datenbus 30 gelegt. Während des LESE-Modus gibt das Verschieberegister 11 seriell die Daten an einen Manchester-Codierer und Präambelgenerator 13 ("Codierer und Präambelgenerator 13") aus. Der Codierer und Präambelgenerator 13 codiert ansprechend auf ein PROG DATEN-Signal, ÜBERTRAGUNGSTAKT-Signal und ein geteiltes ÜBERTRAGUNGSTAKT-Signal die von dem Verschieberegister 11 empfangenen seriellen Daten, erzeugt eine Präambel und gibt die Präambel und die Manchester-codierten Daten an den Phasenmodulator 15 aus.

Der Phasenmodulator 15 erzeugt unter Verwendung des MASTER-TAKT/2-Signals und des MASTERTAKT/4-Signals von dem Adress- und Zeitgebungsgenerator 23 ein Signal in Phase und ein Signal außer Phase, die erforderlich sind, um die auf der Übertragungsdatenleitung erscheinenden Daten zu codieren. Die Phasencodierung tritt im Phasenmodulator 15 auf, wenn die Daten auf der Leitung über einen Multiplexer 55 (6) das geeignete Signal in Phase oder außer Phase auswählen. Der Phasenmodulator 15 gibt die phasencodierten Daten an einen Impedanzmodulator 17 aus.

Der Impedanzmodulator 17 moduliert die Scheinimpedanz der Antenne 19 durch selektives Anlegen eines Lastwiderstandes über die Antenne in Zeitgebungsintervallen, die durch das von der Antenne 19 empfangene Signal und die phasenmodulierten, Manchester-codierten Daten bestimmt sind. Die Veränderung der Lastimpedanz über die Antenne 19 ist das, was die Abfrageein richtung als das Empfangssignal erfaßt.

Ein Thermistor 1 verändert ansprechend auf die Temperatur seinen Widerstand. Ein von dem Thermistor 1 gesteuerter Wandler 3 gibt ein Ausgabesignal TEMP FREQ ab. Die Frequenz des TEMP FREQ-Signals von dem Temperatur-Frequenzwandler 3 ("Wandler 3") ist eine Funktion der durch den Thermistor 1 erfaßten Temperatur. Eine Temperaturtakt-Mastertakt-Auswähleinrichtung 5 empfängt als eine erste Eingabe ein TEMP FREI-GABE-Signal von einem Datensequenzgenerator 26, entweder ein PROG MODUS-Signal, ein MASTERTAKT-Signal und ein TEMP FREQ-Signal. Die Auswähleinrichtung 5 wählt aus, welches dieser Signale für einen Binärzähler 7 hoch gehalten wird. In einer beispielhaften Ausführungsform zählt im LESE-Modus der Zähler 7 die zum positiven gehenden Übergänge in dem TEMP TAKT-Signal, das am Ausgang des Wandlers 3 (TEMP FREQ) während des Zeitgebungsintervalles erzeugt wird, in welchem die ersten 14 Bytes von dem EEPROM zu der Abfrageeinrichtung übertragen werden. Wie vorstehend beschrieben, koppeln der Puffer 9 und der Datenmultiplexer 9a selektiv die Temperaturdaten im Zähler 7 mit dem Datenbus 30. Wie ferner bereits angemerkt, werden die Temperaturdaten auf dem Datenbus 30 parallel in das Verschieberegister 11 geladen und anschließend seriell an den Manchester-Codierer und Präambelgenerator 13 ausgegeben.

Der Datensequenzgenerator 26 legt fest, wann in dem Übertragungszyklus des LESE-Modus die in dem EEPROM 25 gespeicherte Information (über das AUSGABE FREIGABE-Signal), die Präambel (über das PRÄAMBEL FREIGABE-Signal) und die Temperatur (über das TEMP FREIGABE-Signal) an die Abfrageeinrichtung übertragen werden. Das TEMP FREIGABE-Signal steuert die Eingabe an den Temperaturzähler 7 außerhalb des PROGRAMMIER-Modus über die Temperaturtakt-Mastertakt-Auswähleinrichtung 5. Der Datensequenzgenerator 26 identifiziert auch Byte 16 (über das BYTE 16-Signal), um der Schaltung des Modusdecoders 27 zu erlauben, nach der Befehlssequenz zu suchen, die den Transpon der in den PROGRAMMIER-Modus setzt, und gibt das PROG RST-Signal ab, das es dem Modusdecoder 27 erlaubt, nach der Befehlssequenz nur dann zu suchen, wenn das Datenbit 8 des sechzehnten Byte, das in dem EEPROM 25 gespeichert ist, nicht eine Null ist.

Das PRÄAMBEL FREIGABE-Signal, das dem Codierer und Präambelgenerator 13 eingegeben wird, erlaubt es dem Codierer 13, ein nicht Manchester-codiertes Präambel-Signal anzulegen, das sowoh1 die Transponderzeitgebung angibt, als auch, ob der Spannungspegel auf der PROG DATEN-Leitung oberhalb oder unterhalb von etwa 3 Volt ist, d.h. ausreichend, um den Transponder 100 zu programmieren. Vorausgesetzt, daß der Transponder 100 ausreichend Leistung empfängt, um EIN zu bleiben, bleibt er in dem LESE-Modus, sofern und bis er nicht in den PROGRAMMIER-Modus gesetzt wird. Eine vorbestimmte Impulssequenz auf der PROG DATEN-Leitung setzt den Transponder 100 in den PROGRAM-MIER-Modus, aber diese Sequenz sollte nicht von der Abfrageeinrichtung gesendet werden, sofern nicht der Transponder die Abfrageeinrichtung benachrichtigt hat, daß der Signalleistungspegel zur Programmierung des EEPROM 25 ausreichend ist. Die PROG DATEN-Leitung wird in die Modusdecoderschaltung 27 eingegeben, die die Sequenz decodiert, um zu bestimmen, ob der Befehl zum Eintritt in den Programmier-Modus empfangen wurde.

Im PROGRAMMIER-Modus erscheinen Daten von der Abfrageeinrichtung auf der PROG DATEN-Leitung; werden unter Verwendung des EMPFANGSTAKT-Signals in das allgemeine Verschieberegister 11 getaktet und anschließend als parallele Ausgabe ausgegeben und daher auf den Datenbus 30 und die Eingabe/Ausgabe-Leitungen (d0–d7) des EEPROM 25. Das Taktsignal des allgemeinen Verschieberegisters 11 ist das Signal auf der EMP/SND-Leitung und wird durch MUX 70 (2) ausgewählt, wenn der Transponder 100 im PROGRAMMIER-Modus ist. Sobald die acht Datenbits auf dem Datenbus 30 sind, gibt der Adress- und Zeitgebungsge nerator 23 ein SCHREIB FREIGABE-Signal an den Programmier-Zeitgebungsgenerator 80 aus.

Der Programmier-Zeitgebungsgenerator 80 gibt ansprechend auf das SCHREIB FREIGABE-Signal Signale an das EEPROM 25 ab, um die Zeitgebung der Schreibzyklen darin zu steuern. Während des Schreibzyklus schaltet die Besetzt-Ausgabe des EEPROM 25 die Teilungsschaltung 70a des Adress- und Zeitgebungsgenerators 23 durch Entfernen der MASTERTAKT-Eingabe aus, wodurch der EMPFANGSTAKT gespeichert wird und daher verhindert wird, daß die EEPROM Adresse geändert wird. Auch wählt während des Schreibzyklus die Temperaturtakt-Mastertakt-Wähleinrichtung 5, die ebenfalls MASTERTAKT und TEMP FREQ empfängt, den MA-STERTAKT zur Eingabe in den Zähler 7 aus, der die Zeitgebungsfunktionen zum Schreiben von Daten in das EEPROM 25 bereitstellt. Nachdem jedes Byte in das EEPROM 25 geschrieben ist, ist eine Reinigungsschaltung 90 vorgesehen, um das EE-PROM 25 in die Lage zu versetzen, ein nachfolgendes Datenbyte ansprechend auf das MASTERTAKT- und ein Besetzt-Signal vom EEPROM 25 (2) zu empfangen.

LESEMODUS

Wenn der Transponder 100 "eingeschaltet" wird, befindet er sich als Standardeinstellung im LESE-Modus. Demgemäß überträgt unmittelbar nach dem Empfang einer ausreichenden Leistung und während der Transponder 100 im LESE-Modus ist, der Transponder 100 drei unterschiedliche Arten von Daten: die Temperatur des Tieres, in welches der Transponder eingesetzt ist; in dem EEPROM 25 gespeicherte Daten, gewöhnlich Identifizierungsdaten des Tieres; und eine Präambel, die den durch den Transponder 100 empfangenen Spannungspegel anzeigt und eine Zeitgebungsreferenz für die Abfrageeinrichtung darstellt. Die Übertragung dieser Daten (Präambel, Temperaturdaten, Identifizierungsdaten) durch den Transponder 100 wird kontinuierlich wiederholt, solange das durch die Abfrageein richtung übertragene Signal eine ausreichende Leistung an den Transponder abgibt und von der Abfrageeinrichtung kein Befehl zum Eintritt in den PROGRAMMIER-Modus gesendet wird.

In einer bevorzugten Ausführungsform folgen auf die Präambel die Temperaturdaten und anschließend die Identifizierungsdaten, die im EEPROM 25 gespeichert sind. Die Temperaturdaten enthalten Informationen, die die Körpertemperatur des Tieres, in welches der Transponder eingesetzt ist, weitergeben. Anschließend und bis der Transponder in den PROGRAMMIER-Modus gesetzt wird oder vom Transponder eine nicht ausreichende Leistung empfangen wird, wird der gesamte Datenstrom kontinuierlich wiederholt.

In 2 ist die Schaltung des Transponders 100 zum Übertragen der vorstehend beschriebenen Daten an die Abfrageeinrichtung genauer dargestellt. Die Abgabe der verschiedenen Taktsignale ist die Funktion des Adress- und Zeitgebungsgenerators 23. Der Adress- und Zeitgebungsgenerator 23 enthält ein ODER-Gatter 240, welches das 364 kHz MASTERTAKT-Signal von der Leistungs- und Informationserfassungsschaltung 21 und ein BESETZT-Signal vom EEPROM 25 empfängt und in Abwesenheit eines BESETZT-Signals den MASTERTAKT an die Teilungsschaltung 70a abgibt. Die Teilungsschaltungen 70a und 70b und MUX 70 erzeugen eine Anzahl von Zeitgebungs- und Adressignalen: Das ÜBERTRAGUNGSTAKT- und das EMPFANGSTAKT-Signal werden in der Teilungsschaltung 70a entwickelt und beide werden MUX 70 zugeführt, wobei MUX 70 entweder den ÜBERTRAGUNGSTAKT oder den EMPFANGSTAKT zur Eingabe in die Teilungsschaltung 70 sowie auch als Eingabe in andere Blöcke ansprechend auf PROG MODUS auswählt. MASTERTAKT/2- und MASTERTAKT/4-Signale werden ebenfalls in der Teilungsschaltung 70a entwickelt und werden zur Entwicklung eines ersten 91 kHz Signals und eines zweiten 91 kHz Signals, das um 90 Grad außer Phase zu dem ersten Signal ist, für den Phasenmodulator 15 zum Codieren von Daten, die zurück zur Abfrageeinrichtung zu übertragen sind, verwendet.

Die A₀–A₃ Ausgänge der Teilungsschaltung 70, deren Eingabe entweder das EMPFANGSTAKT-Signal oder das ÜBERTRAGUNGSTAKT-Signal ist, werden zur sequentiellen Adressierung der Bytes des EEPROM 25 über den Adressbus 28 verwendet.

Der Adress- und Zeitgebungsgenerator 23 enthält auch ein UND-Gatter 24b, das die A-₁, A-₂ und Signale auf der EMP/SND-Leitung als Eingaben empfängt und ein Auswählbit-8-Signal erzeugt. Ein UND-Gatter 242 empfängt die PROG MODUS, PROG DATEN und Auswählbit-8-Signale als Eingabe und erzeugt ein SCHREIB FREIGABE-Signal. Ein UND-Gatter 244 empfängt die A₁-A-₃ Signale als Eingaben und erzeugt ein Bit 1 Signal. Ein UND-Gatter 248 empfängt ein umgekehrtes PROG MODUS-Signal und das Bit 1 Signal erzeugt das PAR LAST-Signal. Als Ergebnis werden die Bit-Adressignale A-₁ bis A-₃ Signale und die Ausgabesignale der Teilungsschaltung 70 verwendet, um das erste und das achte Bit jedes Bytes zu identifizieren. Der geeignete Takt wird durch MUX 70 auf der Basis des Status des PROG MODUS– und nicht PROG MODUS-Signals ausgewählt.

Wie 1 zeigt, hat das EEPROM 25 vorzugsweise 16 adressierbare Bytes, welche jeweils vom Adress- und Zeitgebungsgenerator 23 über den Adressbus 28, genauer gesagt über Ausgabesignale und A₀–A₃ der vier Bits höherer Ordnung der Teilungsschaltung 70b adressierbar sind. Die von dem Datensequenzgenerator 26 erzeugte AUSGABE FREIGABE nimmt einen hohen Pegel an, wodurch es dem EEPROM 25 die Ausgabe seiner Daten erlaubt, und wenn es einen niedrigen Pegel annimmt, erfolgt eine tri-state-Verarbeitung des Ausgangs des EEPROM 25, so daß kein Konflikt mit den Daten vom Puffer 9 und dem Multiplexer 9a auftritt. In der bevorzugten Ausführungsform adressiert der Adress- und Zeitgebungsgenerator 23 sequentiell die Adressen des EEPROM 25. Wenn jede Adresse des EEPROM 25 im LESE-Modus adressiert wird, werden die an dieser Adresse gespeicherten Daten auf den Datenbus 30 ausgegeben und zu dem Codierer und Präambelgenerator 13 nach außen ver schoben. Das Laden der Daten in das Verschieberegister 11 wird nachfolgend beschrieben.

Am Ende von 8 Taktimpulsen des MASTERTAKTES werden die Daten auf dem Bus 30 parallel in das Verschieberegister 11 geladen, wenn der hohe Pegel auf der PAR LADE-Signalleitung vom Adress- und Zeitgebungsgenerator 23 durch einen Übergang vom niedrigen zum hohen Pegel des ÜBERTRAGUNGS-Taktes, der auf der EMP/SND Signalleitung von dem Adress- und Zeitgebungsgenerator 23 erscheint, in das allgemeine Verschieberegister 11 getaktet wird. Anschließend werden die Daten in dem Verschieberegister 11 seriell an den Codierer und Präambelgenerator 13 mit der ÜBERTRAGUNGSTAKT-Rate von ≈ 11 kHz (MASTERTAKT/32) ausgegeben.

Die PRÄAMBEL FREIGABE-Signalausgabe des Datenfrequenzgenerators 26 gibt an, wenn die ersten Hälfte des Datenbytes 15 übertragen werden könnte, und zwingt den Codierer und Präambelgenerator 13, die 4 Bits der Präambel anstelle dessen in den seriellen Datenstrom einzufügen. Die Präambel setzt eine Zeitgebungsreferenz und gibt den Spannungspegel des empfangenen Signals an. Die Präambel und die zum Einfügen der Präambel in den Datenstrom erforderliche Schaltung wird nachfolgend beschrieben.

Wie 8 zeigt, ist die Präambel ohne weiteres durch die Abfrageeinrichtung erfaßbar, da, obgleich diese in einer Weise verarbeitet wird, die derjenigen ähnlich ist, die von den aktuellen Daten verwendet wird, das exklusiv ODER-Gatter (8) eine Taktrate verwendet, die die Hälfte derjenigen beträgt, die für die tatsächlichen Daten verwendet wird, und die Ausgabe des Gatters 200 (8) abtastet, welches tatsächlich die PROG DATEN-Leitung ist, und diese Leitung gibt den Signalpegel an, der vom Transponder 100 empfangen wird. Genauer gesagt bleibt der Präambelabschnitt für zwei Zyklen des ÜBERTRAGUNGSTAKTES in einem Zustand und verbleibt anschließend für zwei weitere Taktzyklen im entgegengesetzten Zustand.

Obgleich Präambelgeneratoren und Manchester-Codierer nach dem Stand der Technik bekannt sind, sei erläutert, daß ein Manchester-Codierer und Präambelgenerator 13 zur Umwandlung der seriellen Daten in positiv oder negativ gehende Übergänge in Abhängigkeit von dem logischen Pegel der Daten, die codiert werden, dient. Ob die Präambel in einem Übergang zu einem hohen Zustand oder einem Übergang zu einem niedrigen Zustand beginnt, hängt davon ab, ob das von dem Transponder empfangene Signal annähernd 3 Volt übersteigt.

Die Erzeugung der Präambel wird nachfolgend im Detail unter weiterer Bezugnahme auf 8 beschrieben. Der Codierer und Präambelgenerator 13 enthält ein ODER-Gatter 212, das das DATEN- (vom Verschieberegister 11) und PROG MODUS-Signal als Eingabe empfängt. Ein EXKLUSIV ODER-Gatter 216 empfängt das umgekehrte Ausgangssignal des ODER-Gatters 212 als erste Eingabe und das Signal auf der EMP/SND Leitung als seine andere Eingabe und gibt ein gatterverarbeitetes DATEN-Signal an MUX 214 ab. Ein UND-Gatter 200 empfängt das PROG DATEN-Signal und das PROG MODUS-Signal und gibt ein erstes Eingabesignal an das EXKLUSIV ODER-Gatter 210 ab. Das EXKLUSIV ODER-Gatter 210 empfängt den ÜBERTRAGUNGSTAKT/2 als eine zweite Eingabe und gibt die PRÄAMBEL an MUX 214 aus. MUX 214 empfängt auch das PRÄAMBEL FREIGABE-Signal.

Das vom Frequenzteiler 23 ausgegebene A-2 Signal ist ein Signal, das für das erste Viertel (zwei Taktzyklen) des Zeitraumes, während welchem eine einzelne Adresse des EEPROM 25 adressiert wird, niedrig ist, und für das zweite Viertel dieses Zeitraumes hoch ist. Wenn ferner PROG DATEN einen niedrigen Pegel hat, ist die Ausgabe des EXKLUSIV ODER-Gatters 210 für zwei Zyklen des A-2 Signals niedrig und anschließend für zwei Zyklen des A-2 Signals hoch. Im Gegensatz dazu hat dann, wenn PROG DATEN einen hohen Pegel hat, was auftritt, wenn die Versorgungsspannung von der Abfrageeinrichtung größer ist als annähernd 3 Volt, die Präambel, die vom XODER-Gatter 210 ausgegeben wird, für zwei Taktzyklen des A-₂ Signals einen hohen Pegel und anschließend für zwei Taktzyklen des A-₂ Signals einen niedrigen Pegel. Wenn daher die Versorgungsspannung des Transponders 100 niedriger ist als annähernd 3 Volt, beginnt die Präambel mit einem niedrigen Pegel und geht auf einen hohen Pegel über. Wenn die Transponder-Versorgungsspannung größer ist als annähernd 3 Volt, beginnt die Präambel mit einem hohen Pegel und geht auf einen niedrigen Pegel über. Auf diese Weise teilt der Transponder 100 die Versorgungsspannung der Abfrageeinrichtung mit, so daß die Abfrageeinrichtung bestimmen kann, ob der Signalpegel am Transponder 100 hoch genug ist, daß der Transponder in den PROGRAMMIER-Modus eintreten kann.

Die Kombination des ODER-Gatters 212 und EXKLUSIV ODER-Gatters 216 erzeugt als Ausgabe des XODER-Gatters 216 einen Manchester-codierten Datenstrom. MUX 214 wählt zwischen den Manchester-codierten Daten und der Präambel ansprechend auf das PRÄAMBEL FREIGABE-Steuersignal aus. Wenn das PRÄAMBEL FREIGABE-Signal einen niedrigen Pegel hat, wird eines der ersten vierzehn Bytes der Daten vom EEPROM 25 durch das Verschieberegister 11 ausgegeben, d.h. die Ausgabe des XODER-Gatters 216. Wenn das PRÄAMBEL FREIGABE-Signal einen hohen Pegel hat, wurden alle vierzehn Datenbytes vom Verschieberegister 11 ausgegeben und das PRÄAMBEL SIGNAL, die Ausgabe von XODER 210, wird in MUX 214 eingegeben.

In 4 ist die Schaltung des Datensequenzgenerators 26 zur Erzeugung des PRÄAMBEL FREIGABE-Signals im Detail dargestellt. Der Datenfrequenzgenerator 26 decodiert die Adresse von dem Adress- und Zeitgebungsgenerator 23 auf dem Adressbus 28 und gibt die geeigneten Freigabesignale entsprechend aus. Der Datensequenzgenerator 26 enthält ein ODER-Gatter 101, das die A-₀ und A-₁ Ausgaben des Adress- und Zeitgebungsgenerators 23 als seine beiden Eingaben empfängt und eine Eingabe an einen Inverter 102 erzeugt. Die Ausgabe des Inverters 102, die einen niedrigen Pegel hat, wenn alle geradzahligen Bytes adressiert werden oder wenn die letzten vier Datenbits übertragen werden, gibt eine erste Ausgabe an ein UND-Gatter 103 aus, welches UND-Gatter 103 A₁ bis A₃ als seine verbleibenden Eingänge empfängt, die während der Bytes 15 und 16 einen hohen Pegel haben. Die Ausgabe des UND-Gatters 103, das PRÄAMBEL FREIGABE-Signal, hat daher nur während der ersten Hälfte des fünfzehnten Bytes einen hohen Pegel, das UND-Gatter 103 erzeugt dann das PRÄAMBEL FREIGABE-Signal. Demgemäß gibt ansprechend darauf MUX 214 die Präambel aus.

TEMPERATURERFASSUNG

Ein Chipthermistor 1 ist vorgesehen, um Informationen betreffend die Temperatur des Tieres zu erfassen und zu erzeugen. Der Chipthermistor 1 ist ein veränderlicher Widerstand, dessen Widerstand ansprechend auf Temperaturveränderungen variiert. Die Kombination des Chipthermistors 1 und des Spannungs-Frequenzwandlers 3 bildet einen Temperatur-Frequenzwandler, dessen Ausgangssignal ein Frequenzsignal (TEMP FREQ) ansprechend auf den Widerstand des Chipthermistors 1 und somit die Temperatur des Tieres ist, in welches der Transponder eingesetzt ist. Das TEMP FREQ-Signal wird in die Temperaturtakt-Mastertakt-Auswähleinrichtung 5 eingegeben und an den Zähler 7 ausgegeben, wenn das TEMP FREIGABE-Signal einen hohen Pegel hat und wenn der Transponder 100 nicht im PROGRAM-MIER-Modus ist. Der Temperaturzähler 7 zählt die Anzahl der Frequenztakte des TEMP FREQ-Signals, um eine digitale Zahl zu erhalten, die die gemessene Temperatur anzeigt. Das Ausschalten des Zählers 7 ansprechend auf einen niedrigen Pegel auf der TEMP FREIGABE Signalausgabe durch den Datensequenzgenerator 26 an die Temperaturtakt-Mastertakt-Auswähleinrichtung 5 wird nachfolgend diskutiert. Der Zähler 7 zählt die Anzahl der Schwingungen des TEMP FREQ-Signals, die während der Adressierung der ersten vierzehn Bytes des EEPROM 25 auftreten.

Im LESE-Modus und während der Adressierung des fünfzehnten Bytes und der ersten Hälfte des sechzehnten Bytes des EEPROM 25 hat das TEMP FREIGABE-Signal einen niedrigen Pegel, was durch die Wirkung der Temperaturtakt-Mastertakt-Auswähleinrichtung 5 verhindert, daß das TEMP FREQ-Signal dem Zähler 7 eingegeben wird. Die Erzeugung des TEMP FREIGABE-Signals wird nachfolgend beschrieben. Die Erzeugung des AUSGABE FREIGABE-Signals des EEPROM 25, welches im wesentlichen die Umkehrung des TEMP FREIGABE-Signals ist, wird ebenfalls beschrieben.

Der Datensequenzgenerator 26 enthält ein NAND-Gatter 104 (4), das als seine Eingaben A_-0 und A_-1 empfängt und dessen Ausgabe daher während der zweiten Hälfte der Zeit, wenn alle geradzahligen Bytes adressiert werden, einen niedrigen Pegel hat. Ein UND-Gatter 105 empfängt A₁–A₃ als seine Eingaben, so daß seine Ausgabe, welche die erste Eingabe für das UND-Gatter 107 ist, während der Bytes 15 und 16 einen hohen Pegel hat. Die Ausgabe des NAND-Gatters 104 ist ebenfalls die Eingabe des UND-Gatters 107, so daß die Ausgabe des UND-Gatters 107 während des Zeitintervalles von Byte 15 und der ersten Hälfte des Zeitintervalles, der durch Byte 16 definiert ist, einen hohen Pegel hat. Die Ausgabe des UND-Gatters 107 wird der Eingabe des ODER-Gattes 41 zugeführt, dessen andere Eingabe das PROG MODUS-Signal ist. Die Ausgabe des ODER-Gatters 41, welche AUSGABE FREIGABE ist, folgt entweder der Ausgabe des UND-Gatters 107 oder wird im PROGRAMMIER-Modus auf hohem Pegel gehalten. Das AUSGABE FREI-GABE-Signal muß während des PROGRAMMIER-Modus einen hohen Pegel haben, um das Speichern von Daten im EEPROM 25 zu erlauben, und einen niedrigen Pegel, wenn Daten in dem EEPROM gelesen werden; während des Lesens der ersten vierzehn Bytes gespeicherter Daten und während Byte 16, wenn Bit acht von Byte 16 geprüft wird, um zu bestimmen, ob dort eine logische Null gespeichert ist.

Die Ausgabe des ODER-Gatters 41 ist zusammen mit dem PROG MODUS -Signal die Eingabe des NAND-Gatters 42 und die Ausgabe dieses NAND-Gatters ist das TEMP FREIGABE-Signal. Das TEMP FREIGABE-Signal hat daher während des gesamten Byte 15 und der ersten Hälfte des Byte 16 einen niedrigen Pegel und während dem durch die zweite Hälfte des Byte 16 definierten Zeitintervall einen hohen Pegel.

Im folgenden wird auch auf 3 Bezug genommen, die die Schaltung der Temperaturfrequenz-Mastertakt-Auswähleinrichtung 5 im Detail darstellt. Ein NAND-Gatter 42 empfängt das PROG MODUS und den Ausgang des ODER-Gatters 41 und gibt das TEMP FREIGABE-Signal als eine erste Eingabe für das NAND-Gatter 43 ab. Das NAND-Gatter 43 empfängt auch das TEMP FREQ-Signal und gibt ein Signal an das NAND-Gatter 44 ab. Das NAND-Gatter 44 empfängt auch das PROG MODUS-Signal und gibt ein Signal an das NAND-Gatter 46 ab. Ein NAND-Gatter 45 empfängt den MASTERTAKT und PROG MODUS und gibt ein Signal an das NAND-Gatter 46 ab, das TEMP FREQ abgibt. Nachdem die vierzehn Bytes Daten übertragen wurden, schaltet das Ausgangssignal des NAND-Gatters 42 (TEMP FREIGABE), welches während des gesamten Byte 15 und der ersten Hälfte des Byte 16 einen niedrigen Pegel hat, das TEMP FREQ-Signal von der Eingabe in den Zähler 7 aus. Daher tritt das TEMP FREQ-Signal nicht länger am Eingang des NAND-Gatters 44 auf und keine weitere Zählung der Übergänge des TEMP TAKT-Signals findet statt. Die Ausgabe des Zählers 7 wird auf den Datenbus 30 gelegt und wie nachstehend beschrieben ausgegeben.

Der Puffer 9 ist ein tri-state-Puffer und der Multiplexer 9a ist ein 4-Bit-Multiplexer mit zwei Eingängen und tri-state-Ausgaben. Während der zweiten Hälfte der Periode, während welcher das fünfzehnte Byte des EEPROM 25 adressiert wird, werden die vier höchstwertigen Bits von TEMP ZÄHLER 7 durch den Multiplexer 9 auf den Datenbus 30 gelegt und anschließend in das Verschieberegister 11 durch die Wirkung des PAR LADE-Signals und des ÜBERTRAGUNGSTAKTS geladen. Während der Periode, in welcher das sechzehnte Byte des EEPROM 25 adressiert würde, werden die mittleren vier Bits von TEMP ZÄHLER 7 durch den Puffer 9 auf den Datenbus 30 gelegt und die Bits niedriger Ordnung von TEMP ZÄHLER 7 werden durch den Multiplexer 9a auf den Datenbus 30 gelegt. Die niedrigen acht Bits von TEMP ZÄHLER, die sich nun auf dem Datenbus 30 befinden, werden in das Verschieberegister 11 durch das PAR LADE- und das ÜBERTRAGUNGSTAKT-Signal geladen. Die Daten auf dem Datenbus 30 werden in das Verschieberegister 11 zu Beginn jedes Byte geladen. Die Temperaturdaten werden anschließend seriell aus dem Verschieberegister 11 mit der Übertragungstaktrate zu dem Codierer und Präambelgenerator 13 verschoben. Nachdem die Daten für Byte 16 in das allgemeine Verschieberegister 11 verriegelt sind, wird der Temperaturzähler 7 durch das TEMP RST-Signal, welches durch den Programmierzeitgebungsgenerator 8 ausgegeben wird, auf Null rückgestellt, so daß er bereit ist, wiederum bei Beginn des nächsten Zyklus zu zählen zu beginnen. Ferner kann in einer als Beispiel dienenden Ausführungsform der Temperaturzähler 7 ebenfalls ansprechend auf das STROM EIN-Rückstellsignal rückgestellt werden, welches jedesmal dann, wenn das Abfrageeinrichtungssignal von der Antenne 19 den Transponder 100 zuerst mit Leistung versorgt, eine Rückstellung durchführt.

Die Ausgabe des Manchester-Codierers und Präambelgenerators 13 (der Datenstrom einschließlich der EEPROM-Daten, der nicht Manchester-codierten Präambel und der Temperaturdaten) wird mit einer Taktrate von 11 kHz (ÜBERTRAGUNGSTAKT), die durch MUX 70 des Adress- und Zeitgebungsgenerators 23 gewählt wurde, dem Phasenmodulator 15 eingegeben.

6 zeigt ein Schaltbild des Phasenmodulators 15. Das MA- STERTAKT/2- und das MASTERTAKT/4-Signal, die von dem Adress- und Zeitgebungsgenerator 23 ausgegeben werden, werden dem Phasenmodulator 15 eingegeben. Ein Phasenschieber 51 empfängt das MASTERTAKT/2-Signal und gibt als seine Ausgabe einen PHA-SENTAKT außer Phase mit 91 kHz, welcher 90 Grad außer Phase mit dem MASTERTAKT/4 (der PHASENTAKT in Phase) ist, welcher durch den Adress- und Zeitgebungsgenerator 23 ausgegeben wird. Das nicht verschobene 91 kHz PHASENTAKT-Signal wird direkt dem NAND-Gatter 52 eingegeben. Eine zweite Eingabe für das NAND-Gatter 52 ist die Ausgabe eines Inverters 55, der das Ausgangssignal von dem Codierer und Präambelgenerator 13 umkehrt. Ein zweites NAND-Gatter 53 empfängt das 91 kHz Signal außer Phase, das PHASENTAKT-Signal und die Ausgabe des Codierers 13. Ein NAND-Gatter 54 empfängt die Ausgaben beider NAND-Gatter 52, 53, so daß der Phasenmodulator 15 entweder ein 91 kHz Signal in Phase oder ein 91 kHz Signal außer Phase ansprechend auf das Signal von dem Codierer und Präambelgenerator 13 ausgibt und eine Ausgabe an den Impedanzmodulator 17 abgibt.

Der Impedanzmodulator 17 empfängt das Ausgabesignal vom Phasenmodulator 15. Der Impedanzmodulator 17 verhindert die Übermodulation auf der Antenne 19, die den ordnungsgemäßen Empfang des 364 kHz Taktsignals beeinträchtigen könnte, welches von der Abfrageeinrichtung empfangen wird. Der Impedanzmodulator 17 verhindert das Auftreten von Impedanzmodulation, wenn die Spannung über die Spule zu hoch ist.

Der Impedanzmodulator 17 wirkt auf die kombinierte Spulen- und Lastwiderstandimpedanz nur während Perioden ein, die das geringste Ausmaß an Störung des MASTERTAKT-Signals verursachen, so daß ein großes 91 kHz Rücklaufsignal erzeugt wird, ohne daß das 364 kHz MASTERTAKT-Signal unterbrochen wird.

In 7 ist der Impedanzmodulator 17 im Detail dargestellt. Der Impedanzmodulator 17 enhält einen MOSFET Transistor 63, einen Widerstand 64, einen Schmidt Trigger 62, der eine erste Eingabe an das UND-Gatter 61 abgibt. Die Ausgabe des Phasenmodulators 15 gibt die zweite Eingabe an das UND-Gatter 61 ab. Ein Ausgangsignal mit hohem Pegel des UND-Gatters schaltet den MOSFET 63 ein.

Wenn der MOSFET 63 EIN geschaltet wird, wird eine Seite der Spule, die die Antenne 19 bildet, durch den Widerstand 64 mit Erde verbunden, wodurch die Antenne 19 geladen wird. Wenn der MOSFET 63 AUS geschaltet wird, lädt der Widerstand 64 die Spule nicht. Das Umschalten des Lastwiderstandes 64 in den Antennenschaltkreis und aus dem Antennenschaltkreis moduliert die Scheinimpedanz der Antenne 19. Die wechselnde Impedanz der Antenne wird an der Abfrageeinrichtung als die Empfangssignalträgerfrequenz von 91 kHz erfaßt. Die Abfrageeinrichtung erfaßt die phasencodierten Daten durch Erfassen der Phasenveränderung der Trägerfrequenz. Diese Phasenübergänge werden von der Abfrageeinrichtung erfaßt und in Abhängigkeit davon, wann relativ zu dem Präambelübergang die nachfolgenden Phasenübergänge auftreten, wird der Abfrageeinheit angezeigt, ob das Datum eine Eins oder eine Null ist.

Der Impedanzmodulator 17 schaltet die Last auf den Schaltkreis, wenn das Ausgangssignal des Phasenmodulators 15 einen hohen Pegel hat und die momentane Spannung an der Antenne 19 weniger als die Hochpegel-Eingangsschwelle für den Inverter 62 ist. Wenn die Spannung an der Antenne 19 zu hoch ist oder die Ausgabe des Phasenmodulators 15 niedrig wird, wird die Last von der Antenne getrennt.

PROGRAMMIERMODUS

Der zweite Modus, in dem der Transponder 100 arbeiten kann, ist der PROGRAMMIER-Modus. Da der Transponder 100 standardmäßig im LESE-Modus ist, muß zum Eintreten in den PROGRAMMIER-Modus die Abfrageeinrichtung erfassen, daß der Spannungspegel auf der PROG DATEN-Leitung annähernd 3 Volt übersteigt und muß anschließend drei Impulse übertragen, so daß der Spannungspegel des PROG DATEN-Signals über eine Schwellenspannung von annähernd drei Volt übergeht. Dies kann als "Gelegenheitsfenster" bezeichnet werden. In der bevorzugten Ausführungsform, die hierin beschrieben wird, ist der Spannungspegel eine Funktion des von der Abfrageeinrichtung ausgegebenen Signalpegels und des Abstandes von der Abfrageeinrichtung, und das "Gelegenheitsfenster" ist der Zeitintervall, in welchem der Transponder 100 das sechzehnte Datenbyte (entsprechend der Temperatur) überträgt. Der Status der tatsächlichen Spannung auf der PROG DATEN-Leitung wird der Abfrageeinrichtung durch den niedrig-zu-hoch- oder hoch-zu-niedrig-Übergang in der Mitte der Präambel mitgeteilt. Der Logikpegel der Präambel erscheint an dem Ausgabepegel des EXKLUSIV ODER-Gatters 210 (9). Da die Präambel in den Datenstrom während der ersten Hälfte des fünfzehnten Bytes eingefügt wird und die Präambelzeitgebung dieser Ausführungsform die Manchester-Codierzeitgebung in dieser Ausführungsform verletzt, kann die Abfrageeinrichtung eine Zeitgebung mit dem Transponder festlegen.

Die Verwendung eines beliebigen Signals zu einem vorbestimmten Übergangspunkt in dem Transponder-Zeitgebungszyklus, um den Transponder 100 in den PROGRAMMIER-Modus zu setzen, hilft zu verhindern, daß Rauschen auf der PROG DATEN-Leitung den Transponder 100 in den PROGRAMMIER-Modus setzt.

Wenn der Spannungspegel an dem PROG DATEN-Ausgabesignal des Transponders 100 nicht mindestens annähernd drei Volt beträgt, wie durch die Richtung des Überganges in der Mitte der Präambel angegeben, erkennt die Bedienungsperson der Abfrageeinrichtung, daß der Signalausgabepegel der Abfrageeinrichtung erhöht werden muß oder die Abfrageeinrichtung näher an den Transponder bewegt werden muß.

In 5 ist der Modusdecoder 27 im Detail dargestellt. Unter der Annahme, daß der Transponder eine ausreichende Leistung empfängt, tritt das Eintreten in den Programmiermodus auf, wenn drei Impulse während der Zeit empfangen wurden, in der das Byte 16 des EEPROM 25 adressiert wird, und das Bit 8 des Bytes 16 nicht ein logisch niedriger Pegel (oder eine binäre Null) ist. Der Programmiermodus wird durch einen hohen Pegel an der Ausgabe des FLIP FLOP 124 angezeigt. Ob ein hoher Pegel an der Ausgabe des FLIP FLOP 124 auftritt oder nicht, wird durch die Ausgabe des UND-Gatters 123 bestimmt, wenn Byte 16 am Ende des Zeitgebungsintervalles adressiert wird. Der Transponder bleibt im PROGRAMMIER-Modus, bis ihm die Leistung entzogen wird.

Ein Auswahl-Bit-8-Signal von dem Adress- und Zeitgebungsgenerator 23 wird durch den Inverter 130 dem ODER-Gatter 109 eingegeben. Die andere Eingabe des ODER-Gatters 109 empfängt die Ausgabe des höchstwertigen Bits des EEPROM 25, so daß die Ausgabe des ODER-Gatters 109 nur dann niedrig sein kann, wenn das Datenbit 8 niedrig ist, während das Zeitbit 8 adressiert wird (durch das Auswahl-Bit-8-Signal). Ein UND-Gatter 108 empfängt das Signal vom ODER-Gatter 109 und vom UND-Gatter 106, welches anzeigt, daß das sechzehnte Byte des EEPROM 25 adressiert wird, und gibt ein PROG RST-Signal mit niedrigem Pegel aus, um den Flip-Flop 122 zu löschen, wenn das Datenbit 8 von Byte 16 des EEPROM 25 niedrig ist, oder erlaubt dem PROG RST-Signal, über den Zeitintervall von Byte 16 hoch zu bleiben.

Unter der Annahme, daß die PROG RST-Leitung einen hohen Pegel hat, was nur während der Zeit auftreten kann, während Byte 16 adressiert wird, gibt ein logischer Eingabeimpuls auf der PROG DATEN Leitung eine logische Eins taktgemäß auf den Q-Ausgang des Flip-Flop 121. Mit dem ersten Impuls auf der PROG DATEN-Leitung geht ein Eingang des UND-Gatters 123 auf einen hohen Pegel. Mit dem zweiten Impuls auf der PROG DATEN- Leitung geht der Q-Ausgang des Flip-Flop 122 auf einen hohen Pegel, und verursacht damit die Verriegelung einer logischen Eins an dem Q -Ausgang des Flip-Flop 122. Daher geht der zweite Eingang des UND-Gatters 123 auf einen hohen Pegel, während der erste Eingang des UND-Gatters 123 auf einen niedrigen Pegel geht. Mit dem dritten Impuls auf der PROG DATEN-Leitung schaltet der Flip-Flop 121 erneut um und der Q-Ausgang des Flip-Flop 121 wird logisch eins. Da der Q-Ausgang des Flip-Flop 121 auf einen hohen Pegel geht, schaltet der Flip-Flop 122 nicht um, so daß der zweite Eingang des UND-Gatters 123 auf einem hohen Pegel bleibt, während der erste Eingang des UND-Gatters 123 ebenfalls auf einem hohen Pegel ist, was einen logisch hohen Pegel an dem Ausgang des UND-Gatters 123 anlegt, was anzeigt, daß drei Impulse aufgetreten sind.

Die Ausgabe des UND-Gatters 123 verbleibt eine logische Eins unter der Voraussetzung, daß PROG RST die Flip-Flops nicht vor dem Ende des sechzehnten Bytes rückstellt.

Nachfolgend wird das Verfahren beschrieben, durch welches die Taktgebung des Flip-Flop 124 erfolgt. Das NAND-Gatter 125 (5) empfängt zusätzlich zu dem hohen Pegel, der anzeigt, daß das sechzehnte Byte adressiert wird, das PROG MODUS-Signal, das einen logisch hohen Pegel hat, da der Transponder im LESE-Modus ist. Daher ändert am Ende des sechzehnten Byte die Ausgabe des NAND-Gattes 125 ihren Zustand von einem niedrigen auf einen hohen Pegel und taktet somit den Zustand der Ausgabe des UND-Gatters 123 in den Flip-Flop 124. Wenn daher die Ausgabe des UND-Gatters 125 einen niedrigen Pegel hat, entweder weil drei Impulse nicht während Byte 16 empfangen wurden oder eine Null in Bit 8 von Byte 16 gesetzt war, hält der Modusdecoder 27 den Transponder im LESE-Modus, und wenn der Ausgang des UND-Gatters 125 auf einem hohen Pegel ist, setzt der Modusdecoder 27 den Transponder in einen PROGRAM-MIER-Modus.

Wenn jedoch ein logisch niedriger Pegel in Bit 8 im sechzehnten Byte des EEPROM 25 gespeichert ist, bleibt die Ausgabe des UND-Gatters 108 während der Zeit, während welcher Bit 8 des sechzehnten Byte übertragen würde, niedrig, und dies würde die Flip-Flops 121 und 122 rückstellen, womit die Ausgabe des UND-Gatters 123 niedrig wird. Das niedrige Signal vom Gatter 123 wird an den Flip-Flop 124 am Ende von Byte 16 angelegt und daher verhindern, daß der Transponder in den PROGRAMMIER-Modus eintritt.

Das Verfahren, durch welches Byte 16 durch den Datensequenzgenerator 26 erkannt wird, wird nachfolgend beschrieben. Während des fünfzehnten und des sechzehnten Byte haben die Adressleitungen A₁-A₃ alle einen logisch hohen Pegel und die Ausgabe des UND-Gatters 105 ist hoch und wird dem UND-Gatter 106 (4) eingegeben. Da die andere Eingabe des UND-Gatters 106 A₀ ist, ist die Ausgabe des UND-Gatters 106 nur während der Zeit der Adressierung von Byte 16 hoch.

Im PROG MODUS wird der EMPFANGSTAKT von der Sequenzteilungsschaltung 23 verwendet, um Daten dem Register 11 taktmäßig einzugeben, und die Temperaturfrequenz-Mastertakt-Auswähleinrichtung 5 wählt den MASTERTAKT als die Takteingabe für den Temperaturzähler 5 aus.

Während des PROGRAMMIER-Modus veranlaßt die Abfrageeinrichtung, daß Daten auf PROG DATEN erscheinen, indem die Amplitude des empfangenen Signals verändert wird, was verursacht, daß sich die Versorgungsspannung des Transponders oberhalb oder unterhalb von annähernd 3 Volt bewegt. Auch beginnt, wie vorstehend dargelegt, sobald der PROGRAMMIER-Modus iniitiert ist, das Verschieberegister 11 Daten mit der durch den Empfangstakt vorbestimmten Rate hereinzuverschieben. Die Abfrageeinrichtung bestimmt, wann jedes Datenbit zu senden ist, da die Abfrageeinrichtung den Empfangstakt des Transponders empfängt. Genauer ist dies die Takteingabe für das EXKLUSIV ODER-Gatter 216. Die Abfrageeinrichtung sendet das erste Datenbit, das höchstwertige Bit zuerst, und wartet anschließend auf einen positiven Übergang des EMPFANGSTAKTES, bevor das nächste Bit gesendet wird. Nachdem sie einen positiven Übergang empfangen hat, sendet die Abfrageeinrichtung das nächste Bit, und dieser Prozess wird fortgeführt, bis das erste Datenbyte gesendet wurde.

Nachdem alle acht Datenbits in das allgemeine Verschieberegister 11 verschoben wurden und auf den Datenbus gelegt wurden, wird ein logisch hoher oder niedriger Pegel (was das neunte Bit wäre) von der Abfrageeinrichtung gesendet, um anzuzeigen, ob die vorangegangenen acht Bits zu speichern sind. Wenn es erwünscht ist, die vorangegangenen acht Bits zu speichern, wird eine logische Eins gesendet, und wenn es nicht gewünscht ist, daß ein bestimmtes Adressbyte programmiert oder umprogrammiert wird, überträgt die Abfrageeinrichtung eine logische Null. Wenn ein hoher Pegel von der Abfrageeinrichtung gesendet wird, der anzeigt, daß es gewünscht ist, die vorangehenden acht Bits zu speichern, gibt der Adress- und Zeitgebungsgenerator 23 das SCHREIB FREIGABE-Signal an den Programmierzeitgebungsgenerator 80 aus und startet so den Schreibzyklus. Die Entwicklung des SCHREIB FREIGABE-Signals wird wie folgt beschrieben.

Ein UND-Gatter 246 des Adress- und Zeitgebungsgenerators 23 bestimmt, wann die zweite Hälfte von Bit 8 empfangen wird, indem die Adressleitungen A₁-A₃ und der EMPFANGSTAKT abgetastet werden. Die Ausgabe des UND-Gatters 246 wird dem UND-Gatter 242 zugeführt, das als Eingaben ebenfalls das PROG DATEN und PROG MODUS-Signal hat. Demgemäß wird dann, wenn alle Eingaben einen hohen Pegel haben, eine SCHREIB FREIGABE erzeugt.

Wenn SCHREIB FREIGABE eine hohen Pegel erhält, wird die Schreibzykluszeitgebungssequenz gestartet, wobei die Zeitgebung für den Schreibzyklus des EEPROM 25 durch den MASTERTAKT und Zähler 7 in Verbindung mit den Q7 und Q12 Ausgaben des Zählers 7 bestimmt wird. Die logischen Pegel auf Q7 und Q12 werden innerhalb des Programm- und Zeitgebungsgenerators 80 erfaßt, um zu bestimmten, wann eine bestimmte Anzahl von MASTERTAKT-Übergängen gezählt wurde und daher eine bestimmte Zeitperiode verstrichen ist. Die Temperaturtakt-Mastertakt-Auswähleinrichtung 5 wirkt als ein Multiplexer, der zwischen MASTERTAKT oder TEMP FREQ als Ausgabe auswählt. Ansprechend auf ein hohes Signal auf der PROG MODUS-Leitung ist die Ausgabe des NAND-Gatters 46 der MASTERTAKT.

Wenn SCHREIB FREIGABE auf einen hohen Pegel übergeht, beginnt der Schreibzyklus mit der EHV1-Ausgabe des Programmierzeitgebungsgenerators 80, die einen hohen Pegel hat, und der EHV2 Ausgabe des Programmierzeitgebungsgenerators 80, die einen niedrigen Pegel für eine Periode von 5,63 ms hat (1). Wenn das EHV1 Signal einen hohen Pegel annimmt, beginnt das EEPROM 25 den Schreibzyklus und gibt einen hohen Pegel auf der BESETZT-Signalleitung aus, was die Ausgabe des ODER-Gatters 240 (des Adress- und Zeitgebungsgenerators 23) auf hohem Pegel hält und die MASTERTAKT-Signaleingabe an die Teilungsschaltung 70a des Adress- und Zeitgebungsgenerators 23 abschaltet. Der MASTERTAKT wird abgeschaltet, so daß sich das adressierte Byte des EEPROM 25 während des Schreibzyklus nicht verändert, und der EMPFANGSTAKT, der zur Abfrageeinrichtung zurückgesendet wird, verändert seinen Zustand ebenfalls nicht. Für die nächsten 176μs sind EHV1 und EHV2 auf einem niedrigen Pegel. Dann ist für die nächsten 5,63 ms das EHV2-Signal auf einem hohen Pegel und das EHV1-Signal ist auf einem niedrigem Pegel. Wenn das EHV1 auf einem hohen Pegel ist, löscht das EEPROM 25 die Daten in dem Byte, das zu der Zeit adressiert wurde, als das MASTERTAKT-Signal abgeschaltet wurde. Der Schreibzyklus ist 11,43 ms auf der Basis eines MASTERTAKT-Signals von 364 kHz.

Da der MASTERTAKT von dem Adress- und Zeitgebungsgenerator 23 abgeschaltet wurde, werden durch den Adress- und Zeitgebungsgenerator 23 keine Zeitgebungssignale übertragen, während Daten in das EEPROM 25 geschrieben werden. Dementsprechend wird das EMPFANGSTAKT-Signal nicht durch den Transponder 100 übertragen. Demgemäß wird durch die Abfrageeinrichtung kein EMPFANGSTAKT-Signal erfaßt und die Abfrageeinrichtung ist in der Lage zu bestimmen, daß der Schreibzyklus ausgeführt wird.

Wenn die Person, die die Abfrageeinrichtung programmiert, nur in dieses eine Byte schreiben möchte, muß die Abfrageeinrichtung warten, bis sie den Empfangstakt wiederum erfaßt, was anzeigt, daß der Schreibzyklus vollendet wurde, und anschließend die Leistung des Transponders abschalten, was den Transponder 100 aus dem PROGRAMMIER-Modus löst. Der Transponder 100 kann anschließend erneut eingeschaltet werden, um die Veränderung zu prüfen, da der Transponder 100 standardmäßig beim erneuten Einschalten in den LESE-Modus eintritt. Wenn die Person, die den Transponder 100 programmiert, Daten in das nächste Byte schreiben möchte, verwendet die Abfrageeinrichtung den EMPFANGSTAKT als ein Signal zum Übertragen des nächsten Datenbytes und sendet anschließend eine logische Eins nach den Daten und wartet darauf, daß der Transponder 100 den nächsten Schreibzyklus vollendet. Auf diese Weise kann in jede Adresse des EEPROM 25 geschrieben werden. Auf die Bytes 15 und 16, obgleich sie niemals ausgegeben werden, da die Präambel und die Temperatur während der Zeit übertragen werden, während der die Daten in diesen Adresstellen andernfalls übertragen würden, kann zur Programmierung zugegriffen werden. Wie vorstehend angemerkt, können durch Schreiben einer Null in das höchstwertige Bit von Byte 16 die Daten innerhalb des EEPROM 25 permanent gemacht werden.

Das EEPROM 25 erfordert einen REINIGUNGS-Impuls, nachdem die Daten darin programmiert wurden, so daß das EEPROM 25 für den nächsten Schreibzyklus bereit ist. Eine REINIGUNGS-Schaltung 90 gibt einen Reinigungsimpuls ansprechend sowohl auf das BESETZT-Signal des EEPROM 25 und das MASTERTAKT/8-Signal ( 1, 2) aus. Wenn ferner das BESETZT-Signal auf einen niedrigen Pegel gebracht wird, kann der MASTERTAKT zu dem Adress- und Zeitgebungsgenerator 23 weitergeleitet werden und die nächste Adresstelle des EEPROM 25 wird adressiert.

Ein Verfahren zur Eichung jedes Transponders, so daß ein Benutzer oder Programmierer eine exakte Temperaturinformation über den Träger empfangen kann, in welchen der Transponder eingesetzt ist, wird nachfolgend beschrieben. Es wurde beispielsweise festgestellt, daß die Toleranzen von elektrischen Bauteilen in einen bestimmten Transponder zu einer inakkuraten Temperaturerfassung durch diesen bestimmten Transponder führen können. Beispielsweise kann das TEMP FREQ-Signal nicht exakt geeicht sein, der Temperaturzähler 7 kann nicht in der Lage sein, die Anzahl der Frequenzzyklen des TEMP FREQ-Signals exakt zu zählen, oder eine akzeptable Schwankung der Toleranzen der tatsächlichen Bauteile kann zu einer Schwankung der Temperaturbestimmung durch den Transponder in einem Ausmaß führen, das für den Benutzer des Transponders nicht akzeptabel ist.

Entsprechend muß, um sicherzustellen, daß die Temperaturcharakteristik eines Trägers exakt dem Benutzer oder Programmierer angezeigt wird, ein Eichungsvorgang vorgenommen werden, um eine Verschiebung in dem Temperaturausgabesignal des jeweiligen Transponders zu berücksichtigen.

Daher wird vor dem Einpflanzen des Transponders 100 in den Träger der Transponder 100 in einem kontrollierten Flüssigkeitsbad, vorzugsweise Wasser, plaziert. Der Programmierer kennt die exakte Temperatur des Flüssigkeitsbades.

Wie vorstehend beschrieben gibt der Transponder 100 ein Si gnal aus, das Daten darstellt, die für die Temperatur des Bades, in welches der Transponder 100 eingetaucht ist, charakteristisch sind. Der Programmierer vergleicht anschließend die bekannte Temperatur des Flüssigkeitsbades mit der durch die Abfrageeinrichtung 1000, basierend auf dem Ausgabesignal, das vom Transponder 100 abgegeben wird, angezeigten Temperatur. Die Differenz zwischen der bekannten Temperatur des Flüssigkeitsbades und der durch die Abfrageeinrichtung 1000 angezeigten Temperatur ist als Temperaturkorrekturwert bekannt. Dieser Temperaturkorrekturwert kann größer als Null sein, kleiner als Null oder gleich Null.

Der Programmierer veranlaßt anschließend die Abfrageeinrichtung 1000, den Temperaturkorrekturwert, der für den entsprechenden Transponder bestimmt wurde, in eine vorbestimmte Speicherstelle im EEPROM 25 des entsprechenden Transponders zu schreiben, wie in den vorstehenden Abschnitten aufgezeigt. Auf diese Weise kann jeder spezielle Temperaturkorrekturwert, der für jeden einzelnen Transponder einzigartig ist, solange im Speicher des entsprechenden Transponders verbleiben, bis dieser Transponder erneut geeicht wird. Wenn beispielsweise die bekannte Temperatur des Flüssigkeitsbades 21 °C beträgt und die in dem Ausgabesignal enthaltenen Temperaturdaten angeben, daß die Temperatur 20 °C beträgt, wird ein Temperaturkorrekturwert 1 in der vorbestimmten Speicherstelle gespeichert. Wenn die bekannte Temperatur des Flüssigkeitsbades 21 °C ist und die Temperaturdaten angeben, daß die Temperatur 22 °C beträgt, wird ein Temperaturkorrekturwert –1 in der vorbestimmten Speicherstelle gespeichert.

Für den Betrieb kann, wie in den vorstehenden Abschnitten dargelegt, der Transponder 100 anschließend in einen Träger eingesetzt werden. Der Transponder 100 gibt an die Abfrageeinrichtung 1000 ein Ausgabesignal aus, das, wie vorstehend aufgezeigt, Temperaturdaten enthält. Die Abfrageeinrichtung 1000 empfängt auch den Inhalt des Speichers des Transponders einschließlich des in der vorbestimmten Speicherstelle des EEPROM 25 gespeicherten Temperaturkorrekturwertes.

Die Abfrageeinrichtung bestimmt anschließend die dem Ausgabesignal entsprechende Temperatur als die festgestellte Temperatur und führt eine arithmetische Operation durch, bei welcher der Temperaturkorrekturwert zu den festgestellten Temperaturdaten des Transponders 100 addiert wird, um eine tatsächliche Temperatur zu erzeugen. Diese Gesamtsumme wird anschließend durch die Abfrageeinrichtung 1000 angezeigt, um so eine genauere und exaktere Temperatur des Trägers anzugeben, in welchen der Transponder 100 eingesetzt ist.

Alternativ kann die vorbestimmte Speicherstelle einen Standardwert Null haben, wenn während des Eichungsvorganges der Transponder 100 die exakte Temperatur des Flüssigkeitsbades ausgibt. Der Programmierer muß die Abfrageeinrichtung 1000 nicht programmieren, um einen Nullwert in die vorbestimmte Speicherstelle zu schreiben, da ein Standardwert Null vorab darin gespeichert wurde. Entsprechend können dieser alternative Aufbau und dieses alternative Verfahren zur Eichung jedes einzelnen Transponders den Zeitaufwand, der zur Eichung jedes Transponders erforderlich ist, verringern.

Bei den vorstehenden Ausführungen ist die Eichung der Temperatur nur als Beispiel genannt. Die Verwendung eines programmierten Korrekturwertes, der aus einer kontrollierten Umgebung bestimmt wird, kann zur Eichung anderer Eigenschaften, wie etwa Druck, pH oder dergleichen verwendet werden. Durch Speicherung des Korrekturwertes in der Schaltung des Transponders folgt die Eichung dem Transponder, wodurch der Aufbau der Abfrageeinrichtung vereinfacht wird, die selbst nur allgemein die Funktion des Hinzufügens des gespeicherten Korrekturwertes zu der Temperatur, die von dem Transponderausgabesignal hergeleitet wird, ausführt.

In 9-12 ist ein Transponder 100 dargestellt, der gemäß vorliegender Erfindung aufgebaut ist. Der Transponder 100 enthält ein Substrat 700. Ein Chipthermistor 1 ist auf dem Substrat 700 angebracht. Ein Chip 710, in dem alle Strukturen einschließlich des EEPROM 25 und des Manchester-Codierers und Präambelgenerators 13 untergebracht sind, ist ebenfalls am Substrat 700 gehaltert. Kondensatoren 711 und 712 sind ebenfalls an dem Substrat angebracht. Diese Kondensatoren wurden nicht in in den Chip eingeschlossen, da die erforderliche Kapazitanz zu groß war. Der Kondensator 712 wird zur Abstimmung der Spule 731 auf 364 kHz verwendet, und der Kondensator 711 wird zum Filtern der Ausgabe des Vollbrückengleichrichters auf dem Chip verwendet. Der Chip 710, der Chipthermistor 1, der Kondensator 711 und der Kondensator 712 sind elektrisch miteinander durch Leiterbahnen 727 verbunden, die auf dem Substrat 700 ausgebildet sind. Die Antenne 19 ist um einen Ferritstab 721 gebildet. Die Antenne 19 ist durch Wickeln einer Spule 731 um den Ferritstab 721 gebildet. Die Spule 731 ist mit dem Chip 710 und dem Kondensator 712 durch Anschlußpunkte 724 verbunden.

In einer beispielhaften Ausführungsform ist der Transponder 100 in einer Glaskapsel 750 eingekapselt. Die Kapsel ist nicht größer als etwa 1,52 cm (0,6 Zoll) und hat einen Innendurchmesser zwischen 0,17 und 0,18 cm (0,068 und 0,072 Zoll) und einen Außendurchmesser zwischen 0,21 und 0,22 cm (0,082 und 0,086 Zoll). Die Glaskapsel kann entweder mit einem Schutzepoxyd beschichtet sein, vollständig durch ein Schutzepoxyd ersetzt werden oder so behandelt werden, daß die Wanderung in Tieren verhindert wird. Ferner kann ein Glasröhrchen unter Verwendung von direkter Wärme, Flamme oder Laser versiegelt werden.

Ein wie vorstehend aufgebauter und angeordneter passiver Transponder hat viele Vorteile, die bisher nicht verfügbar waren. Durch Vorsehen eines Transponders, der die Präambel ansprechend auf den Spannungspegel eines einlaufenden Signals ändert, ist dieser in der Lage, der Abfrageeinrichtung anzuzeigen, ob eine ausreichende Leistung empfangen wird, um eine Programmierung vorzunehmen. Durch Überwachung der Adressierung der Speicheradressen und Nutzen der Zeitdauer, während welcher bestimmte Speicher adressiert werden, wird die Überwachung der Eigenschaften des Transponders in einer exakteren und effizienteren Weise ausgeführt. Durch Anordnen eines Impedanzmodulators, der mit der Antennenspule gekoppelt ist, ist es möglich, Informationen mit der Signalquelle im wesentlichen gleichzeitig auszutauschen.

Claims

Passiver Transponder (100) mit einer Antenneneinrichtung (19) zum Empfang eines von einer Signalquelle (1000) ausgesendeten, Daten enthaltenden Eingabesignales und zum Übertragen eines Ausgabesignals an die Signalquelle (1000), einer Speichereinrichtung (25) zum Speichern der empfangenen Daten, wobei sich der Transponder (100) entweder in einem Lesemodus zum Ausgeben der Daten als Ausgabesignal an die Signalquelle (1000) oder in einem Programmiermodus befindet, in welchem die Speichereinrichtung (25) die Daten auf das Eingabesignal ansprechend speichert, und einer Integritätseinrichtung (13), die der Signalquelle (1000) anzeigt, daß ausreichend Leistung von der Signalquelle (1000) verfügbar ist, um die Speichereinrichtung (25) zum Speichern der Daten zu veranlassen.
Passiver Transponder (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichereinrichtung ein eine Vielzahl von Byteadressen aufweisendes EEPROM ist, das Daten während des Programmiermodus speichert, indem es einem Schreibryklus unterzogen wird, welche Daten in ein adressiertes Byte des EEPROM (25) während des Schreibryklus geschrieben werden, und ferner umfassend eine Anzeigeeinrichtung, die mit dem EEPROM (25) verbunden ist, um das Auftreten des Schreibzyklus anzuzeigen.
Passiver Transponder (100) nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Überwachungseinrichtung zum Überwachen einer Eigenschaft einer kontrollierten Umgebung, wobei die Überwachungseinrichtung mit der Speichereinrichtung (25) gekoppelt ist, die eine Vielzahl von Speicheradressen enthält, jede der Vielzahl der Adressen sequentiell ansprechend auf das Eingabesignal adressiert wird, die Überwachungseinrichtung die Eigenschaft während der Zeitperiode überwacht, die zum Adressieren einer vorbestimmten Anzahl der Adressen der Speichereinrichtung (25) erforderlich ist, und eine Eigenschaftsmessung erzeugt, wobei das Ausgabesignal die Eigenschaftsmessung einschließt.
Passiver Transponder (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Impedanzmodulationseinrichtung, um der Antenneneinrichtung zu erlauben, das Ausgabesignal auszugeben und das Eingabesignal im wesentlichen gleichzeitig zu empfangen, indem eine Last an die Antenneneinrichtung ansprechend auf das Ausgabesignal angelegt wird, um die Störung des Eingabesignals zu verringern.
Verfahren zum Eichen eines Eigenschaftssensors eines passiven Transponders (100), der eine Speichereigenschaft für eine kontrollierte Umgebung hat, wobei das Verfahren die Schritte umfaßt: – Einsetren des Transponders (100) in eine kontrollierte Umgebung mit einem bekannten Wert einer zu messenden Eigenschaft, – Messen des Wertes der kontrollierten Umgebung mit dem Transponder (100), – Ausgeben des gemessenen Wertes durch den Transponder (100) als ein Ausgabesignal, – Empfangen des Ausgabesignals und Berechnen des Wertes der Eigenschaft der kontrollierten Umgebung auf der Basis des Ausgabesignals des Transponders (100), – Vergleichen des berechneten Wertes mit dem bekannten Wert, und – Speichern der Differenz zwischen dem berechneten Wert und dem bekannten Wert in einer vorbestimmten Speicherstelle in dem Transponder (100).
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die bekannte Umgebung ein Flüssigkeitsbad mit einer gesteuerten Temperatur ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 oder 6, gekennzeichnet durch folgende Schritte: – Einsetzen des Transponders (100) in eine kontrollierte Umgebung, – Ausgeben des Ausgabesignals von dem Transponder (100) an eine Abfrageeinrichtung, und – Hinzufügen der in der vorbestimmten Speicherstelle in dem Transponder (100) gespeicherten Differenz zu einem durch den Transponder (100) gemessenen Wert, um einen tatsächlichen Temperaturwert zu erhalten.