DE19539939B4 - Codesender, insbesondere für ein Diebstahlschutzsystem eines Kraftfahrzeugs - Google Patents

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Abstract

Codesender, insbesondere für ein Diebstahlschutzsystem eines Kraftfahrzeugs, mit
– einem Steuerschwingkreis (1), dem unmittelbar ein RLC-Schwingkreis (T1, R5, R6, C2, C3, C4, L2) nachgeschaltet ist und diesem eine Schwingung mit seiner Resonanzfrequenz (fR1, fR2) aufzwingt, wodurch das Ausgangssignal des Steuerschwingkreises (1) über einen Verstärker (T1) verstärkt und als Codesignal über eine Sendeantenne (L2) des RLC-Schwingkreises ausgesendet wird,
– einer dem Steuerschwingkreis (1) zuschaltbaren Impedanz (3), die in Reihe vor dem Steuerschwingkreis (1) angeordnet ist und durch die seine Resonanzfrequenz (fR) verändert wird, und mit
– einer Steuereinheit, die mit einem einen HF-Schalter (2) verbunden ist, durch den die Impedanz (3) abhängig von einem Steuersignal dem Steuerschwingkreis (1) zugeschaltet wird, infolgedessen die Resonanzfrequenz (fR) des Steuerschwingkreises (1) geändert wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Codesender, insbesondere für ein Diebstahlschutzsystem eines Kraftfahrzeuges, der ein frequenzcodiertes oder frequenzmoduliertes Codesignal an einen Empfänger im Kraftfahrzeug aussendet.
  • Herkömmliche Codesender senden codierte Signale aus, deren einzelne Bits sich in der Amplitude oder der Frequenz unterscheiden. Die Codesignale werden dabei durch einen Schwingkreis erzeugt, der nach einem vorgegebenen Coderhythmus verstimmt wird. Dies geschieht derzeit noch sehr aufwendig.
  • Ein bekannter Codesender (Gebert, Lang: OFW-Komponenten: Schlüsselbauelemente für Funkfernsteuerungen, Components 32 (1994) Heft 6, S. 186 ff) für Funkfernsteuerungen soll bei einer Frequenz von 433,92 MHz arbeiten. Zur Stabilisierung des Sendeoszillators werden OFW-Resonatoren eingesetzt. Die Modulation eines solchen Senders wird durch Ein- und Austasten eines Oszillatortransistors, der über einen Steuereinheit angesteuert wird, vorgenommen. Ein solcher Sender arbeitet also bei 433,92 MHz im eingeschalteten Zustand (High-Zustand) und ist im Low-Zustand ausgeschaltet.
  • Der OFW-Resonator im Oszillatorkreis des Senders sorgt für die notwendige elektrische Stabilität des Senders. Da ein solcher OFW-Resonator auf der Grundwelle bei einer bestimmten Frequenz arbeitet, werden höhere harmonische Frequenzen bestens unterdrückt. Eine Frequenzmodulation findet jedoch nicht statt.
  • Bei einem weiteren, bekannten Codesender ( DE 40 12 265 A1 ) wird der Ausgangsschwingkreis in seiner Resonanzfrequenz durch Hinzu- oder Wegschalten eines Kondensators verändert.
  • Die auszusendenden Signale werden dem Schwingkreis über einen Schalter zugeführt. Bei frequenzcodierten Signalen kommen die Signale von einer die beiden Modulationsfrequenzen erzeugenden Schaltung über den Schalter und regen den Schwingkreis entsprechend der gerade gelieferten Frequenz zum Schwingen an. Damit der Sender optimal (d.h. mit möglichst hoher Güte) arbeiten kann, wird der Tankkreis angepaßt. Hierzu wird seine Resonanzfrequenz über den Schalter verändert, indem ein Kondensator oder eine Spule hinzu- oder weggeschaltet wird.
  • Alle nicht benötigten Frequenzen werden durch den Tankkreis gedämpft. Da dieser Tankkreis am Schaltungsausgang sitzt und eine nachfolgende Last in Form der Senderantenne betreibt, ist die Güte dieses Tankkreises sehr schlecht im Vergleich zu einem SAW-Resonator. Bei einer solchen Senderanordnung werden also nicht nur die gewünschte Frequenzen ausgesendet, sondern auch – zwar gedämpft – Oberschwingungen. Ein solcher Sender setzt voraus, daß die für die Codierung benötigten Frequenzen in einer separaten Einheit zunächst erzeugt werden. Die nachgeschaltete Einheit mit dem Tankkreis selektiert die gerade benötigte Frequenz aus den angebotenen Frequenzen und sendet Signale bei eben dieser gewünschten Frequenz aus.
  • Ein anderer, bekannter Codesender ( US 3,451,012 ) weist einen LC-Schwingkreis auf, der durch Hinzu- und Wegschalten einer Impedanz im Takte eines vorgegebenen, codierten Rechtsignals in seiner Schwingfrequenz verändert wird. Auf diese Weise wird eine frequenzmodulierte Schwingung erzeugt, die unmittelbar einer Antenne zugeführt wird.
  • Diesem bekannten Codesender liegt allerdings das Problem zugrunde, Strom- und Spannung im gesamten Schwingkreis weitgehend konstant zu halten, damit beim Übergang von einer auf die andere Modulationsfrequenz keine Phasensprünge vorkommen. Somit soll das Modulationssignal weitgehend unverfälscht frequenzmoduliert übertragen werden.
  • Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, einen Codesender zu schaffen, der einfach und mit hoher Güte aufgebaut ist.
  • Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Merkmale von Patentanspruch 1 gelöst.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der schematischen Zeichnung näher erläutert. Die Figur zeigt eine Schaltungsanordnung des erfindungsgemäßen Codesenders.
  • Ein Codesender für frequenzmodulierte Signale weist einen Schwingkreis oder Oszillator mit einem Transistor T1, zwei Widerständen R5 und R6, drei Kondensatoren C2, C3 und C4 und einer Spule L2 auf. Die Kondensatoren C2, C3, C4 und die Spule L2 sind Energiespeicher, zwischen denen die Schwingungsenergie ausgetauscht wird. Der Transistor T1 hält die Schwingung durch seine Verstärkereigenschaften permanent am schwingen.
  • Ein SAW-Resonator 1 (Surface Acoustic Wave) zwingt diesem Oszillator eine Schwingung auf, so daß der Oszillator nach dem Einschalten mit einer durch den Resonator 1 bestimmten Frequenz (im folgenden als Resonanzfrequenz fR1 bezeichnet) schwingt.
  • Um ein frequenzcodiertes oder frequenzmoduliertes Signal (im folgenden als Codesignal bezeichnet) zu erzeugen, wird die Resonanzfrequenz fR1 des Resonators 1 verändert. Hierzu ist ein HF-Schalter 2 parallel zu einer Impedanz in Form eines Kondensators 3 angeordnet, die beide in Reihe zu dem Resonator 1 geschaltet sind.
  • Da die Resonanzfrequenz fR1 des Resonators 1 von seiner Impedanz (Kapazität und Induktivität) abhängt, wird durch das Zuschalten des Kondensators 3 die Impedanz des Resonators und damit die Resonanzfrequenz fR1 in eine zweite Resonanzfrequenz fR2 geändert.
  • Nach Einschalten des Oszillators über einen Ausgangsanschluß 4 eines nicht dargestellten Mikroprozessors schwingt der Oszillator mit seiner Resonanzfrequenz fR1. Über einen weiteren Ausgangsanschluß 5 des Mikroprozessors wird der HF-Schalter 2 abhängig von einem im Mikroprozessor gespeicherten oder erzeugten Code ein- oder ausgeschaltet. Dies geschieht durch Anlegen von Spannungspegeln an den HF-Schalter 2.
  • Wenn der HF-Schalter 2 eingeschaltet ist, so weist er einen sehr kleinen Durchgangswiderstand auf und stellt somit einen Kurzschluß dar. Der parallele Kondensator 3 wird somit unwirksam. In diesem Falle wirkt der Kondensator 3 nicht auf den Resonator 1 ein. Ist dagegen der HF-Schalter 2 ausgeschaltet, so liegt der Kondensator 3 in Reihe zu dem Resonator 1 und ändert infolgedessen die Resonanzfrequenz des Resonators 1.
  • Die Schwingung des Oszillators, d.h. das durch den Oszillator und Resonator 1 erzeugte Codesignal, wird über eine Sendeantenne ausgesendet. Als Sendeantenne kann die Spule L2 verwendet werden.
  • Mit dieser Schaltungsanordnung werden zwei verschiedene Resonanzfrequenzen fR1 und fR2 des Resonators 1 erzeugt, die die „Bits", d.h. die Low- und High-Zustände, des Codesignals darstellen. Je nach Code, wird der HF-Schalter 2 über den zweiten Ausgangsanschlufl 5 des Mikroprozessors angesteuert und infolgedessen das Codesignal erzeugt.
  • Der HF-Schalter 2 ist hier als PIN-Diode ausgebildet, die im durchgeschalteten Zustand einen Kurzschluß darstellt und im gesperrten Zustand wie ein offener Schalter wirkt. Zum Durchschalten der PIN-Diode reicht es aus, wenn der zweite Ausgangsanschluß 5 des Mikroprozessors einen Spannungspegel größer als etwa +1,5 V an die Anode der PIN-Diode anlegt. Bei einem Spannung von etwa 0 V ist die PIN-Diode gesperrt.
  • Die PIN-Diode kann auch durch einen HF-Transistor oder einen funktionell gleichwertigen HF-Schalter 2 ersetzt werden. Wesentlich dabei ist, daß der HF-Schalter 2 eine geringe Streukapazität hat. Die Kapazität des HF-Schalters 2 muß also sehr gering sein, damit die Kapazität des Kondensators 3 nicht verändert wird. Somit liegen die Kapazitäten des Resonators 1 und des Kondensators 3 bereits im voraus genau fest und es werden genau definierte Resonanzfrequenzen fR1 und fR2 erzielt, die die logischen Zustände des Codesignals darstellen.
  • Der HF-Schalter 2 und der Kondensator 3 können auch durch eine einzige Kapazitätsdiode ersetzt werden, die beide Funktionen in sich vereinigt. Denn bei Anlegen einer Spannung an die Kapizitätsdiode sinkt deren Kapazitätswert.
  • Statt des Kondensators 3 kann auch eine nicht dargestellte Spule verwendet werden, die dem Resonator 1 im Takte des Codes hinzugeschaltet wird. Dadurch wird ebenfalls die Impedanz des Resonators 1 verändert und somit dessen Resonanzfrequenz fR.
  • Zwischen dem zweiten Ausgangsanschluß 5 des Mikroprozessors und dem Kondensator 3 sind ein Widerstand R4 und eine Spule L1 angeordnet. Die Spule L1 dient als Hochfrequenzfilter, der Einwirkungen des Oszillators auf den Mikroprozessor verhindert. Der Widerstand R4 begrenzt den Strom für den HF-Schalter 2, damit dieser nicht überlastet wird.
  • Eine Eingangsbeschaltung mit Widerständen R1 bis R3 dient zum Anpassen des Spannungspegels und zum Einstellen eines Arbeitspunktes an dem Transistor T1. Ein Kondensator C1 bei den Widerständen R1 bis R3 wirkt wie die Spule L1 als HF-Filter für den Mikroprozessor.
  • Die Resonanzfrequenz fR1 des Resonators 1 liegt bei etwa 433 MHz. Der Kondensator 3 hat eine Kapazität von etwa 2,7 pF. Wenn diese Kapazität auf den Resonator 1 einwirkt, verändert sich die Resonanzfrequenz fR um etwa 34 kHz. Somit unterscheiden sich der Low-Zustand und der High-Zustand in ihren Frequenzen um 34 kHz. Durch Verwendung von anderen Resonatoren kann die Resonanzfrequenz fR1 verändert werden. Ebenso kann der Frequenzunterschied von 34 kHz durch Verwendung von Kondensatoren 3 mit größeren oder kleineren Kapazitätswerten verändert werden.
  • Statt eines SAW-Resonators 1 kann auch ein diskret aufgebauter Schwingkreis mit Kondensatoren, Induktivitäten und Widerständen oder ein Schwingquarz eingesetzt werden, dessen Resonanzfrequenz fR1 durch Hinzuschalten einer Kapazität oder einer Induktivität abhängig von dem Code zur Resonanzfrequenz fR2 geändert wird.
  • Mit dem erfindungsgemäßen Codesender kann ein sogenanntes „Frequency Shift Keying" verwirklicht werden, bei dem zwi schen zwei verschiedenen Resonanzfrequenzen fR1 und fR2 hin- und hergeschaltet wird. Dabei wird eine der Frequenzen als logischer Low-Zustand und die andere als logischer High-Zustand des Codesignals betrachtet.
  • Der Codesender kann auf einem Tür- und Zündschlüssel integriert sein, durch den ein Codesignal zum Entriegeln der Türen oder zum Starten des Kraftfahrzeuges erzeugt und zu einem Empfänger im Kraftfahrzeug übertragen wird. Bei Übereinstimmung des empfangenen Codesignals mit einem Sollcodesignal, werden die Türschlösser entriegelt oder die Wegfahrsperre des Kraftfahrzeuges freigegeben, so daß das Kraftfahrzeug benutzt werden kann.
  • Der erfindungsgemäße Codesender kann auch für andere Zwecke verwendet werden, wie z.B. eine digitale Sprachübertragung bei Telefonsystemen.

Claims (7)

  1. Codesender, insbesondere für ein Diebstahlschutzsystem eines Kraftfahrzeugs, mit – einem Steuerschwingkreis (1), dem unmittelbar ein RLC-Schwingkreis (T1, R5, R6, C2, C3, C4, L2) nachgeschaltet ist und diesem eine Schwingung mit seiner Resonanzfrequenz (fR1, fR2) aufzwingt, wodurch das Ausgangssignal des Steuerschwingkreises (1) über einen Verstärker (T1) verstärkt und als Codesignal über eine Sendeantenne (L2) des RLC-Schwingkreises ausgesendet wird, – einer dem Steuerschwingkreis (1) zuschaltbaren Impedanz (3), die in Reihe vor dem Steuerschwingkreis (1) angeordnet ist und durch die seine Resonanzfrequenz (fR) verändert wird, und mit – einer Steuereinheit, die mit einem einen HF-Schalter (2) verbunden ist, durch den die Impedanz (3) abhängig von einem Steuersignal dem Steuerschwingkreis (1) zugeschaltet wird, infolgedessen die Resonanzfrequenz (fR) des Steuerschwingkreises (1) geändert wird.
  2. Codesender nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der HF-Schalter (2) eine PIN-Diode ist.
  3. Codesender nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der HF-Schalter (2) ein HF-Transistor ist.
  4. Codesender nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuersignal ein Binärsignal und das Codesignal ein frequenzcodiertes Signal ist.
  5. Codesender nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerschwingkreis ein SAW-Resonator ist.
  6. Codesender nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Impedanz (3) ein Kondensator oder eine Spule ist und daß der HF-Schalter (2) parallel zu der Impedanz (3) angeordnet ist.
  7. Codesender nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der HF-Schalter (2) und die Impedanz (3) durch eine Kapazitätsdiode realisiert sind.
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