DE2439494A1

DE2439494A1 - Transponder mit grosser zeichenkapazitaet

Info

Publication number: DE2439494A1
Application number: DE2439494A
Authority: DE
Inventors: Richard Kent Davis; Ronald Eric Gareis
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1973-08-20
Filing date: 1974-08-17
Publication date: 1975-02-27
Also published as: JPS5746030B2; GB1447136A; US3855592A; JPS5073589A

Description

Patentanwalt
6 Frankfurt/Main 1

16. August 1974 Dr.Sch.-Schu.

2814-21-IYA-2192

GENERAL ELECTRIC COMPANY . ' 1 River Road, Schenectady, N.Y. / U.S.A.

Transponder mit großer Zei.chenkapazität

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Funkverkehrssysteme zum Identifizieren von Fahrzeugen und im einzelnen auf einen verbesserten Transponder vom passiven Typ.

Schon seit langem wurde es als höchst wünschenswert angesehen, Fahrzeuge automatisch zu identifizieren,. und zwar ohne Notwendigkeit einer monotonen und zu Fehlern neigenden manuellen überwachung. Das Zählen und Identifizieren von Eisenbahnwagen stellt eine sehr zweckmäßige Anwendung dar,, um ihre Aufenthaltsorte festzustellen und um eine automatische Umschaltung zwecks Umleitung verschiedener Wagen zu geeigneten Seitenstrecken vorzunehmen oder um vorgemerkte Züge zu bilden. Ferner werden seit langem automatische Zollstände auf Landstraßen angestrebt, bei denen keine Notwendigkeit für ein Empfangen und Wechseln von Geld besteht und die das aufenthaltslose Abfertigen eines Hochgeschwindigkeitsverkehrs erleichtern. Ferner hat das automatische Identifizieren von Fahrzeugen andere Vorteile, die nicht so augenscheinlich sind, was beispielsweise für die Identifizierung von bestimmten Fahrzeugen gilt, die gestohlen wurden, bei denen Verdacht auf eine falsche Ausrüstung bzw. Anlage besteht und dergleichen mehr, oder für das Zusammenstellen von Akten, die bei der periodischen Wartung von Kraftwagen und Bussen erforderlich sind.

Zahlreiche gravierende Hindernisse haben bisher die Verwirklichung derartiger Systeme verhindert. Die Kosten und die Notwendigkeit einer Vereinheitlichung der Systeme stellen ein schwieriges Problem

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dar, was auch für die Auswahl einer bestimmten Lösung gilt, die an verschiedene Verwendungszwecke anpaßbar ist und die eine Allgemeingültigkeit der Systeme an verschiedenen Stellen gewährleistet. Die Systeme sollten praktisch vollständig fehlerunanfällig sowie relativ unempfindlich gegenüber ungünstigen Temperatur- und Klimazuständen sein, und sie sollten eine körperliche Fehlbehandlung aushalten können und in Massenproduktion bei relativ niedrigen Kosten herstellbar sein.

Diese Kriterien können leichter bei festen Anlagen als bei solchen Teilen des Systems erfüllt werden, die mit einem Fahrzeug verbunden werden müssen. Es können große Kosten für relativ dauerhafte, feste Anlagen aufgewendet werden, damit diese relativ unanfällig gegen Fehler werden und dennoch höchist empfindlich bleiben, so daß sie die Daten von den Fahrzeugen sehr genau empfangen und wiedergeben. Entsprechendes gilt leider nicht für Einheiten, die auf Fahrzeugen angeordnet werden. Die Kosten für eine mobile Anlage müssen notwendigerweise sehr viel kleiner als diejenigen einer festen, dauerhaften Anlage sein. Ferner unterliegen in Fahrzeugen untergebrachte Geräte Vibrationen, Stoßen und anderen körperlichen Fehlbehandlungen, was nicht für feste Anlagen gilt. Darüberhinaus und insbesondere im Fall von kraftfahrtechnischen Anwendungen wird es erwartet, daß keine oder nur geringe Wartungsmaßnahmen für die Einheiten erforderlich sind. Zudem sollten die mobilen Einheiten passiv sein, das heißt sie sollten nicht an Energieversorgungen des Fahrzeugs angekoppelt sein, da hierdurch andere mögliche Fehler infolge schlechter Verbindung oder Zerstörung auftreten können.

Ein die vorgenannten Probleme weitgehend überwindendes System ist im US-Patent 3 27o 338 beschrieben. Dieses Patent betrifft ein Identifizierungssystem, bei dem die mobile Identifizierungseinheit einen passiven Schaltkreis ohne gesonderte Energieversorgung enthält, der auf eine Abfrage hin ein einmaliges bzw. bestimmtes Signal erzeugen kann. Die feste Abfrageeinheit erzeugt ein relativ niederfrequentes Signal, das von einer Antenne im Transponder aufgenommen und zum Erregen sowie Versorgen des Transponderschaltkreises benutzt wird. Nach einem Erregen gibt der Transponder ein

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kodiertes, hochfrequentes Signal aus, das vom.festen Abfragesystem empfangen wird und das dazu dient, den Transponder sowie das hiermit ausgerüstete Fahrzeug zu identifizieren. Dieses an sich brauchbare System ist in der Anzahl der erzeugbaren Kombinationen von Identifizierungssignalen stark beschränkt. Es wird eine simulierte Übertragungsleitung von in Reihe geschalteten T-Netzwerken mit Induktivitäten und Kapazitäten vorgeschlagen, die ein Signal mit vorbestimmter Rate übertragen und an jeder Verbindung Impulse erzeugen. Den einzelnen T-Verbindungen sind Aufnahmespulen zugeordnet, die selektiv an die Übertragungs- bzw. Sendestufe angekoppelt sind, so daß die Impulse vom Sender in einer einem jeden Transponder eigenen Folge bzw. einem entsprechenden Muster empfangen werden.

Während das vorstehende System, für einige Zwecke zufriedenstellend ist, ist es jedoch vollständig ungeeignet für eine Verwendung in großem Rahmen. Aufgrund des erforderlichen relativ großen Leistungsaufwandes zum Versorgen eines solchen Systems muß der Transponder auf einem Fahrzeug befestigt werden, so daß er in relativ große Nähe eines Fahrbahnfühlers kommt, oder aber die Abfrageeinheit muß ein Abfragesignal von übermäßig großer Amplitude erzeugen. Ferner können gegebenenfalls auch beide Maßnahmen erforderlich sein. Sicherheitsbetrachtungen führen dazu, daß Hochenergieabfrageeinheiten unerwünscht sind. Außerdem besteht die Möglichkeit eines Auftretens von Streusignalen oder eines Quer- bzw. Übersprechens von einem Abfragesystem zum anderen, obwohl angenommen wird, daß dieses Problem durch geeignete Ausrichtung einer Abfrageantenne in Verbindung mit einer geeigneten Abschirmung gemildert werden kann.

Ein sehr viel wichtigeres Problem ist die begrenzte Kapazität eines solchen Systems. Gemäß den obigen Ausführungen ist es sehr erwünscht, daß Fahrzeug-Identifizierungssysteme allgemeingültig sind, so daß ein Standardsystem einer Fahrzeugidentifizierungskodierung entwikkelt werden kann. Bei Fehlen dieses kritischen-Merkmals würden automatische Fahrzeugidentifizierungssysteme in solchen Bereichen wertlos sein, wo sie mit vielen an andere Systeme angepaßten Fahrzeugen zusammentreffen. Im einzelnen bedeutet dieses, daß die meisten Landstraßen bzw. highways von vielen Fahrzeugen aus entfernten Gegenden

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befahren werden und daß deshalb ein gemeinsamer Typ einer Fahrzeugidentifizierung und daher eines Transponders für einen zufriedenstellenden Betrieb irgendeines automatischen Fahrzeugidentifizierungssystems erforderlich ist. Dieses Kriterium erfordert wiederum Transponder ähnlichen Aufbaues, die jedoch entsprechend anpaßbar sind, um eine große Anzahl von einmaligen bzw. bestimmten Kodierungen oder 'Worten' in Abhängigkeit von einem Abfragsignal zu erzeugen. Je mehr Informationen jedoch vom Fahrzeug erwünscht sind, desto länger muß das übertragene bzw. gesendete-'Wort' sein. Da die meisten praktischen Abfrage-Antwort-Systeme digital kodierte Signale benutzen, bedeutet dieses, daß die Anzahl der von einem Transponder bzw. Antwortgerät zu erzeugenden Zeichen oder 'Bits' mehrfach vervielfältigt werden muß, um das Leistungsvermögen des Transponders in der notwendigen Weise zu vergrößern.

Während zwar eine körperliche Erweiterung des Transponderschaltkreises zum Erzeugen irgendeiner Anzahl von Signalen möglich ist, führen praktisch Leistungserfordernisse und Größenbegrenzungen zu einer starken Einschränkung der Transpondergröße. Um die erforderliche Anzahl von Signalkombinationen zu erzeugen, müssen Verzögerungsleitungssysteme wie dasjenige aus dem obigen US-Patent stark vergrößert werden. In ähnlicher Weise erfordern bekannte Lösungen, beispielsweise unter Verwendung von Schieberegistern, zum Bilden kodierter pigitalsignale große Transponder aufgrund der Notwendigkeit, viele Schieberegister in Reihe zu schalten, um die Leistungsfähigkeit hinsichtlich der notwendigen Anzahl von Bits erreichen zu können. Ferner werden durch ein bloßes Zufügen oder Verbinden von signalerzeugenden Einheiten die Leistungserfordernisse des Systems beträchtlich vergrößert, wodurch die Verwirklichung eines praktischen passiven Transponders noch weiter erschwert wird. Daraus ergibt sich das Bestreben, einen passiven Transponder zu schaffen, der nur eine kleine Leistung erfordert, der klein ist und der eine große Anzahl von einmaligen bzw. bestimmten Signalen erzeugen kann.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten passiven Transponder für automatische Fahrzeugidentifizierungssysteme zu schaffen. - 5 -

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Zur Lösung der gestellten Aufgabe werden gemäß einem Gesichtspunkt der Erfindung bei einem Transponder der genannten Art eine Fühlerbzw. Empfangseinrichtung zum Ableiten einer Leistung aus einemempfangenen Signal und eine Clock- bzw. Takteinrichtung vorgeschlagen, die in Abhängigkeit von dem empfangenen Signal ein Clock- bzw. Taktsignal fester Frequenz erzeugt- Die Takteinrichtung ist an einen Kodierer mit einer Anzahl von erregbaren Ausgängen angeschlossen. Das Taktsignal veranlaßt den Kodierer, seine Ausgänge aufeinanderfolgend mit bestimmter Frequenzrate zu erregen. Eine Anzahl von Signalauswerteeinrichtungen ist wahlweise an einzelne Ausgänge angekoppelt. Ein zweiter Kodier erregt aufeinanderfolgend die Signalauswerteeinrichtung stets dann, wenn alle Ausgänge der ersten Kodiereinrichtung erregt sind. Die Signalauswerteeinrichtung leitet ein Modulationssignal zu einem Funksender zwecks Modulierung des Funksignals in einer solchen Weise, daß die wahlweise bzw. ein^ programmierte Verbindung der Signalauswertestufen mit den Kodiererausgängen wiedergegeben wird.

Die Erfindung wird nachfolgend an einem bevorzugten Ausführungsbeispiel in Verbindung mit einer einzigen Zeichnung näher erläutert, die einen idealisierten schematischen Kreis zur Darstellung der erfindungsgemäßen Merkmale zeigt.

Die Zeichnung zeigt in schematischer Form einen passiven Transponder, der bei Empfang eines Erregungs- oder Abfragesignals ein einmaliges Signal erzeugen und übertragen kann. Eine Fühleinrichtung 2 bzw. ein Empfangsteil dient zum Erzeugen einer Versorgungsspannung und zum Ausgeben eines periodischen Signals, wenn ein elektromagnetisches Signal auf den Transponder auftrifft. Eine Signalerzeugungsstufe 4, die von der Fühleinrichtung 2 versorgt wird, kann ein einmaliges Modulationssignal erzeugen und dieses einer Senderstufe 6 zuführen. Das von der Senderstufe 6 erzeugte modulierte Funkfrequenzsignal gibt die von der Signalerzeugungsstufe 4 empfangenen einmaligen Signale wieder und kann daher zum Identifizieren des Transponders bzw. Antwortgerätes benutzt werden.

Der spezielle dargestellte Kreis enthält eine Antenne 8 sowie einen zugeordneten Kondensator 9, und diese Glieder sind so ausgelegt, daß

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sie auf der Frequenz eines Aktivierungs- oder Abfragesignals in Resonanz schwingen. Wenn der Transponder in das Feld eines solchen Signals gelangt, entsteht an der Antenne eine allgemein sinusförmige Spannung, die zu einem Brückengleichrichter Io geführt wird. Die so durch Doppelweggleichrichtung erhaltene Spannung wird mittels einer Zenerdiode 11 auf einen vorbestimmten Pegel begrenzt oder abgeschnitten und mit einem Kondensator 12 zum Eliminieren des größten Teils der Welligkeit gefiltert. Die sich dabei ergebende und vorliegend mit V, bezeichnete Spannung wird zum Erregen bzw. Versorgen der anderen Kreise des Transponders benutzt, so daß dieser nicht irgendeiner äußeren Versorgungsquelle zugeordnet werden muß. Aus diesem Grunde wird der Transponder als 'passiv' eingestuft.

Parallel an eine der Dioden der Gleichrichterbrücke Io ist ein Formerkreis 13 angekoppelt. Dieser soll die von der Antenne 8 empfangenen schlecht geformten Oszillationswellenformen in eine Impulsfolge verwandeln, die sich für die Durchführung einer Clock- bzw. Takt- oder Zeitgeberfunktion eignen.

In einem Versuchssystem enthielt der Formerkreis ein Logikelement, das üblicherweise als NOR-Gatter bezeichnet wird. Dem Fachmann ist es geläufig, daß ein derartiges NOR-Gatter aus einem üblichen OR- bzw. ODER-Gatter mit einem angekoppelten Inverter bzw. Umkehrglied zusammengesetzt werden kann. Eine solche Vorrichtung erzeugt ein Signal mit einem ersten, vorbestimmten Zustand bzw. Wert, wenn Signale eines zweiten vorbestimmten Zustande oder Wertes an einem der Eingänge anliegen. Wenn ein Signalpegel als digitale ¹I¹ und der andere Pegel als digitale Ό¹ bezeichnet werden, kann der Betrieb des NOR-Gatters so beschrieben werden, daß er einen o-Ausgang erzeugt, wenn 1-Signale an einem der Eingänge anliegen, während im anderen Fall ein 1-Ausgangssignal entsteht. Der dargestellte Formerkreis wird von abwechselnden Halbwellen des an der Antenne 8 erscheinenden Signals betrieben, wodurch Digitalimpulse mit derselben Frequenz wie diejenige des empfangenen Signals erzeugt werden. Während diese Anordnung aufgrund ihrer Einfachheit besonders zweckmäßig ist, können selbstverständlich auch Teiler- oder Vervielfa-

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cherstufen vorgesehen sein, um ein Clock- bzw. Taktsignal mit einer anderen Frequenz zu bilden. ' ■

■Das vom NOR-Gatter 13 erzeugte digitale Taktsignal wird einem ¹ Clock¹-Eingang einer Kodiereinrichtung 14 zugeführt.· Dieser arbeitet im Geradeaus- bzw. Vorwärtsbetrieb und ist dem Fachmann geläufig. Beim Anlegen von Clocksignalen an den 'Clock'-Eingang werden aufeinanderfolgende Ausgänge der Kodiereinrichtung erregt. Bei Empfang eines ersten Impulses wird der erste Ausgang erregt, während beim Empfang eines zweiten Impulses der erste Ausgang entregt und der zweite Ausgang erregt werden. Diese aufeinanderfolgenden Erregungsvorgänge setzen sich synchron mit den empfangenen Clockimpulsen fort, bis alle Ausgänge erregt sind, wonach die Kodiereinrichtung umkehrt und wieder mit dem ersten -Ausgang beginnt.

Ein Beispiel einer bei dem vorliegenden System verwendbaren Kodiereinrichtung ist der CA-4ol7 CMOS (komplementärer Metalloxidhalbleiter) Zählkodierer, der von der RCA-Solid State Division, Somerville, New Jersey, hergestellt wird. Eine solche Vorrichtung enthält integrierte Kreise, die wiederum Feldeffekttransistoren vom Metalloxidtyp (MOS) aufweisen. Diese Transistoren sind in komplementärer Weise angekoppelt, so daß die erforderliche Leistung ex- ' trem gering ist.

Eine Signalausnutzungs- bzw. auswertestufe 15 ist an vorgewählte Ausgänge der Kodiereinrichtung 14 über eine Reihe von Dioden angeschlossen. Die vorliegend als NAND-Gatter dargestellte Signalauswertestufe wirkt in.der nachfolgend beschriebenen Weise als Pufferstufe und als Schalter. Das Ausgangssignal der Signalauswertestufe 15 wird der Senderstufe 6 zugeleitet, um deren Äusgangssignal in Übereinstimmung mit den von der Kodiereinrichtung 14 empfangenen Signalenzu modulieren.

Der Sender 6 weist eine Frequenzmodulation auf und enthält eine Induktivität bzw. Spule 16 sowie Kondensatoren 17, 18. Parallel zur Spule sind ein Umkehrverstärker 19 und ein Widerstand' 2o angekoppelt, die als Mitkopplung arbeiten und Schwingungen bewirken, deren Frequenz durch die rückwirkenden Komponenten des Kreises be-

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stimmt werden. Eine vorliegend als Feldeffekttransistor (FET) 21 dargestellte Schaltanordnung dient zum Ankoppeln der zusätzlichen Kondensatoren 22-, 23 an die Spule 16. Von einer Versorgungsspannung V, erfolgt eine Versorgung über einen Widerstand 24. Wenn die Auswertestufe 15 ein Signal erzeugt/ was den Schalter 21 zum Durchschalten veranlaßt und wodurch die Kondensatoren 22, 23 an die Oszillatorstufe angelegt werden, erfolgt ein Verändern ihrer Eigenfrequenz. Wenn dagegen von der Auswertestufe 15 kein Signal abgegeben wird, bleibt die Schalteinrichtung 21 geöffnet, und die Oszillationsfrequenz des Sendekreises nimmt wieder ihren früheren Wert an. Auf diese Weise wird die vom Kreis erzeugte Oszillationsfrequenz als Funktion einer Tätigkeit der Signalauswertestufe 15 und daher als Funktion der verschiedenen vorbestimmten Impulse moduliert, die an den Ausgängen der Kodiereinrichtung 14 erzeugt werden.

Ein zweiter Umkehrverstärker 25 koppelt die Schwingungen am zuvor genannten Kreis an die Antenne 26 an, und zwar über einen Koppelkondensator 27 und einen Widerstand 28. Parallel zur "Antenne liegen Abstimmkondensatoren 29, 3o. Der Verstärker 25 dient außer zum Verstärken der Amplitude der empfangenen Schwingungen auch als Pufferstufe, um eine Belastung des Antennensystems zu verhindern oder die Oszillatoreigenschaften der die Frequenz erzeugenden Stufe vor schädlichen Einflüssen zu bewahren.

Der Betrieb des obigen Systems wird nachfolgend unter Bezug auf die verschiedenen Elemente detailliert erläutert. Es ist vorauszuschikken, daß alle aufgezählten Elemente in einem einzigen Modul untergebracht und in einer geeigneten Lage angeordnet werden, so daß der Transponder in den Bereich eines von einer erregten Abfragevorrichtung erzeugten Abfragesignals gelangt. Das gesamte System kann auf einer Print- oder Schaltkreistafel befestigt und eingekapselt sein, oder es kann auch in einem schützenden Behälter eingeschlossen sein. Die Antenne 8, die eine Reihe von leitenden Schleifen oder einen Ferritkern aufweisen kann, ist vorzugsweise in derselben, die anderen Kreiselemente enthaltenden Baugruppe untergebracht. Wenn die Antenne 8 in die Nähe der Ausgangsantenne

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— Q _

einer erregten Abfrageeinheit gelangt, wird die von der Abfrage— antenne erzeugte Funkfrequenzenergie von der Antenne.8 erfaßt, so daß an dieser eine Spannung entsteht. Diese Wechselspannung wird durch den Brückengleichrichter Io gleichgerichtet und führt zu einem Anstieg der Vorspannung- V, gemäß Darstellung. Da sich das empfangene Signal verändert, erfolgt durch die Schwingungen eine Triggerung des Formerkreises 13, der seinen Zustand schnell ändert und diskrete Clockimpulse erzeugt, die mit derselben Frequenz wie das empfangene Signal erscheinen. In einem Versuchssystem betrug beispielsweise die der Antenne 8 zugeführte Frequenz des Abfragesignals Io KHz. Daher werden auch Io KHz-Clockimpulse der Kodiereinrichtung 14 zugeleitet, die aufeinanderfolgend an jedem der verschiedenen Ausgänge Impulse erzeugt. Wenn alle Ausgänge an die Auswertestufe 15 angekoppelt wären, würde dieser ein Io KHz-Signal zugeführt und von dieser ein entsprechendes Signal abgegeben. Das würde jedoch lediglich eine bedeutungslose Impulsfolge sein, die zwar'zum Anzeigen der Anwesenheit des Transponders, jeÜoch in keiner Weise zum Identifizieren desselben benutzt werden könnte.

Es ist deshalb notwendig, das System zum Erzeugen eines einmaligen Satzes von Digitalimpulsen bzw. eines 'Wortes¹ zu veranlassen. Dieses Erfordernis könnte durch Veränderung der Kodiereinrichtung erreicht werden, damit diese eine Impulsfolge mit einem bestimmten bzw. einmaligen Abstand erzeugt. Dieses Vorgehen würde jedoch für eine Massenproduktion unangemessen teuer werden und nur zu einem geringen Vorteil gegenüber bisher benutzten künstlichen Übertragungsleitungen bzw. -strecken führen. Nach der vorliegenden Erfindung ist vielmehr eine Anzahl von Kreiseinrichtungen vorgesehen, die sich von jedem der Ausgänge zur Signalauswertestufe erstrecken. In der dargestellten Ausführungsform weist die Kreiseinrichtung Dioden auf, die eine Isolations- oder Pufferfunktion zusätzlich zum Ankoppeln der Ausgangssignale vom Ausgang zur Signalauswerteeinrichtung gewähren.

Bei der dargestellten Ausführungsform koppeln Dioden die Ausgänge 1 bis 4 zusammen an das NAND-Gatter 15 an. Eine Anzahl getrennter

- Io -

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- Io -

Leiter, denen jeweils eine Diode zugeordnet ist, überkreuzt die Ausgänge 5-9 zwecks Bildung einer Matrix. Jeder Kreis am Schnittpunkt eines Leiters und eines Ausgangs bedeutet einen möglichen Verbindungspunkt. Mit diesem Aufbau können die Ausgänge 5 - 9 leicht programmiert oder wahlweise über einzelne der Dioden an das NAND-Gatter 15 angekoppelt werden. Derartige Ankopplungspunkte sind durch runde Flecken bzw. ausgefüllte Kreise dargestellt.

Es ist vorauszuschicken, daß bei der dargestellten Ausführungsform ein bestimmtes Signal abgegeben wird, um den Beginn einer Nachricht von irgendeinem Transponder anzuzeigen. Dieses ist zur Sicherstellung einer Synchronisation der Dekodier- und Empfangseinheiten im festen Abfragesystem erforderlich. Im aufgezeigten Beispiel wird der Beginn eines Wortes durch Abgabe einer digitalen ο angezeigt, der vier digitale 1-Signale folgen. Die dann folgenden fünf Plätze oder Bits werden zur Identifizierung des Transponders benutzt und festgelegt bzw. bestimmt, indem vorgewählte Ausgänge des Kodierers 14 über die Dioden durch einfaches Verbinden der überkreuzenden Leiter an vorbestimmten Verbindungspunkten an das NAND-Gatter 15 angekoppelt werden. Gemäß der Figur werden die den achten und neunten Bits eines lo-Bit-Wortes entsprechenden Ausgänge 7 und 8 an jeweils eine der Dioden angekoppelt. Das empfangende NAND-Gatter 15 erzeugt somit für die Modulation der Senderstufe ein Digitalwort mit der Bit-Folge olllloollo. Ein Digitalsignal dieser Art wird dann zur Sendereinrichtung geleitet, wodurch das sich ergebende Signal in der Amplitude oder in der Frequenz moduliert wird. In einem Versuchssystem hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, das Sendesignal zum Anzeigen einer digitalen 1 von 42o bis 48o KHz zu verschieben.

Es ergibt sich, daß 'die Anzahl der Bits eines gesendeten Wortes bei dem beschriebenen System durch die Anzahl der Ausgänge der benutzten Kodiereinrichtung begrenzt wird. Entsprechend dem Stand der Technik könnten zusätzliche Kodiereinrichtungen in Reihe geschaltet werden, bis die gewünschte Anzahl der Bits erreicht ist, was jedoch zu einer Vergrößerung der erforderlichen Leistung und zu einer beträchtlichen Vergrößerung des Transponders führen würde.

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Um dieses Problem zu umgehen, ist nach der vorliegenden Erfindung die Verwendung einer zweiten Kodiereinrichtung 31 beabsichtigt. Während die Kodiereinrichtung 31 als identisch zur Kodiereinrichtung 14 dargestellt ist, muß dieses selbstverständlich nicht notwendigerweise der Fall sein. Jedoch werden durch Verwendung üblicher bzw. allgemeiner oder möglichst übereinstimmender Elemente die Kosten des Systems etwas reduziert.

Die Kodiereinrichtung 14 weist einen Ausgang D auf, der jeweils nach jedem Zyklus einer aufeinanderfolgenden Erregung der Ausgänge ο - 9 ein Ausgangssignal erzeugt. Bei einem Kodierer mit n-Ausgängen entspricht somit die Frequenz der am Ausgang D erscheinenden Signale dem 1/n-fachen der Clock- bzw. Taktfrequenz, und zwar bei der aufgezeigten Ausführungsform 1 KHz. Dieses Signal wird dem 'Clock'-Eingang der Kodiereinrichtung 31 zugeführt, die mit einer Frequenz gespeist wird, welche einem Zehntel derjenigen der Kodiereinrichtung 14 entspricht. Die Ausgänge des Kodierers 31 werden entsprechend mit einer Frequenzrate von l/lo derjenigen des Kodierers 14 erregt. Entsprechend wird bei einem ersten Zyklus des Ko-^ dierers 14 ein erster Ausgang ο des Kodierers 31 erregt. Beim zweiten Erregungszyklus des Kodierers 14 erfolgt eine Erregung des zweiten Ausgangs vom Dekodierer 31, usw.

Die Ausgänge des Kodierers 14 sind an einzelne der Signalauswerteeinrichtungen angekoppelt. Obwohl nur zwei Verbindungen dargestellt sind, kann für jeden Ausgang des Kodierers 31 eine Verbindung vorgesehen sein. Da die als NAND-Gatter dargestellten Auswerteeinrichtungen nur bei Empfang von digitalen 1-Signalen an beiden Eingängen Digitalimpulse erzeugen können, wird jedes NAND-Gatter aufeinanderfolgend in Übereinstimmung mit dem Ausgang des Kodierers 31 erregt, an den es angeschlossen ist. Die an die Ausgänge der NAND-Gatter 15, 32, 33 angeschlossenen Dioden 34, 35 und 36 dienen in bekannter Weise zur gegenseitigen Isolierung bzw. Entkopplung der Gatter. *

Um die Bit-Zahl des ausgangsseitigen Kodewortes des Systems zu vervielfachen, können zusätzliche Kreiseinrichtungen zum überkreuzen . der Ausgänge des Kodierers 14 ausgebildet werden, und zwar jeweils eine für jede Signalauswertungsstufe. Beispielsweise ist eine

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Kreiseinrichtung an das zweite NAND-Gatter 3 2" angeschlossen und kann an einzelne Ausgänge des Kodierers 14 angekoppelt werden. Wenn vorbestimmte Ausgänge des Kodierers 14 durch überbrücken geeigneter Verbindungen an das NAND-Gatter 32 angekoppelt werden, ergibt sich eine andere lo-Bit-Digitalinformation. Obwohl entsprechende Bits zur selben Zeit an allen NAND-Gattern anliegen, wird nur die jeweilige bzw. besondere Kodierung der angekoppelten Matrix übertragen, da in jedem Augenblick nur eines der NAND-Gatter durchschaltbar ist. Bei der dargestellten Ausführungsform ist durch Verwendung dreier NAND-Gatter 15, 32 und 33 eine Gesamtzahl von

30 Bits zum Modulieren des Sendeausgangssignals erzielbar. Die ersten Io Bits werden gesendet, wenn die zweite Kodiereinrichtung

31 das erste NAND-Gatter 15 erregt. Die zweiten Io Bits werden ausgegeben, wenn der nächste Ausgang des Kodierers 31 anspricht, um das NAND-Gatter 32 zu erregen, während der dritte Satz von Io Bits beim Erregen des dritten NAND-Gatters 33 gesendet wird.

Es ergibt sich, daß bei dem dargestellten System eine Verwendung von Io Signalauswertungseinrichtungen oder NAND-Gattern ein Senden eines Digitalwortes mit loo Bits ermöglicht. Wenn man diese Leistungsfähigkeit mit bekannten Schieberegistern oder künstlichen Übertragungsleitungen erreichen wollte, müßte die ursprüngliche impulserzeugende Einrichtung neunfach verdoppelt werden, wodurch sich ein entsprechend komplexerer Aufbau, größere Leistungserfordernisse und Kosten ergeben. Durch Verwendung des beschriebenen überzähligen Matrixsystems kann jedoch ein loo-Bit-Wort erreicht werden, indem nur zwei Kodiereinrichtungen benutzt werden.

Ferner ist es durch Ausbilden der Matrix in der dargestellten Weise möglich, identische Systeme in Massenproduktion herzustellen und sie dann entsprechend anzupassen, um durch wahlweises Koppeln der Verbindungen innerhalb der Matrix eine bestimmte Digitalnachricht zu erzeugen bzw. zu programmieren. Diese Lösung erfordert keine speziell angepaßten Schieberegister oder Kodierer und ist wegen der preiswerten sowie wirkungsvollen Herstellbarkeit von genau unterscheidbaren Transpondern mit großer Zeichenkapazität bewundernswert.

-Patentansprüche-

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Claims

Patentansprüche

( 1. /Passiver Transponder zum Erzeugen eines kodierten Signals in ^N> Abhängigkeit von einem Empfang eines Abfragesignals, gekennzeichnet durch eine Fühler- bzw. Empfangseinrichtung (2) zum Entwickeln einer Spannung in Abhängigkeit vom Empfang eines Abfragesignals, durch eine an die Empfangseinrichtung angekoppelte Impulsformereinrichtung (13) zum Erzeugen einer Impuls- · folge, durch eine erste an die Impulsformereinrichtung angekoppelte Kodiereinrichtung (14) mit einer Anzahl von n-Ausgängen, wobei die Kodiereinrichtung in Abhängigkeit der Impuls- · folge betrieben wird, um jeden ihrer Ausgänge aufeinanderfolgend synchron mit den Impulsen der Impulsfolge bei einer Frequenz f zu erregen, durch eine an die erste Kodiereinrichtung (14) angekoppelte zweite Kodiereinrichtung (31) mit einer Anzahl von Ausgängen, wobei die zweite Kodiereinrichtung in Abhängigkeit von den von der ersten Kodiereinrichtung erzeugten Impulsen mit einer Frequenz von f/n erregt wird, um einzelne der Ausgänge synchron mit den von der ersten Kodiereinrichtung empfangenen Impulsen zu erregen, durch eine Anzahl von Signalauswerteeinrichtungen (15, 32, 33), durch eine erste Kreisein-• richtung zum Ankoppeln von einzelnen Ausgängen der zweiten Kodiereinrichtung (31) an einzelne Eingänge der Signalauswerteeinrichtungen, um diese aufeinanderfolgend anzusteuern, ferner durch eine zweite Kreiseinrichtung, die vorbestimmte Ausgänge der ersten Kodiereinrichtung (14) mit einzelnen der Signalauswerteeinrichtungen verbindet und durch eine an die Signalauswerteeinrichtungen angekoppelte Sendeeinrichtung (6) zum Aussenden von Funksignalen, die entsprechend dem Betrieb der Signalauswerteeinrichtungen moduliert sind.
2. Transponder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Kodiereinrichtungen (14, 31) monolithische integrierte Schaltkreise enthalten.
3. Transponder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Kreiseinrichtung eine Anzahl von Dioden und diesen zu-

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geordnete Leitungen enthält, wobei jede der Leitungen eine Anzahl von Ausgängen der ersten Kodiereinrichtung (14) zur Bildung einer Matrix überquert und wobei vorbestimmte Schnittpunkte der Kreiseinrichtung und der Ausgänge leitend miteinander ver-Dunden sind.
4. Transponder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalauswerteeinrichtungen eine Anzahl von NAND-Gattern (15, 32, 33) enthalten.
5. Transponder nach einem der Ansprüche 1 bis 4 zum Erzeugen eines ersten hochfrequenten Signals zum Identifizieren des Transponders in Abhängigkeit von einem Empfang eines zweiten niederfrequenten Signals, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangseinrichtung (2) eine Antennenanordnung (8) zum Empfangen des niederfrequenten Signals und zum Aufrechterhalten einer Spannung an der Antennenanordnung während der Anwesenheit eines solchen Signals aufweist, daß zum Entwickeln einer Gleichspannung eine Gleichrichtereinrichtung (lo) an die Antenne angekoppelt ist, daß eine Impulsformereinrichtung (13) an die Antenne angekoppelt ist, die auf Veränderungen der auftretenden Spannung anspricht, um eine durchgehende Impulsfolge mit einer Frequenz f in Abhängigkeit von der Anwesenheit des Abfragesignals zu erzeugen, daß sich ein erster Satz von Leitungen von jedem der Ausgänge der ersten Kodiereinrichtung (14) erstreckt, daß ein zweiter Satz von Leitungen den ersten Satz überlappt bzw. überkreuzt, um eine Anzahl von Schnittpunkten zu schaffen, wobei vorbestimmte Schnittpunkte elektrische Verbindungen zwischen einem Ausgang und einer zweiten Leitung bilden, und daß in einer Richtung leitende Glieder einzelne der leitfähig verbundenen Schnittpunkte mit Eingängen der Signalauswerteeinrichtungen (15, 32, 33) verbinden.
6. Transponder nach Anspruch 5, ferner gekennzeichnet durch eine Spannungsstabilisiereinrichtung (11) , die zum Erzeugen einer Versorgungsspannung vorbestimmten Wertes an die Gleichrichtereinrichtung (lo) angeschlossen ist.

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7. Transponder nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulsformereinrichtung (13) bistabile Glieder zum Erzeugen einzelner Impulse vorbestimmter Amplitude enthält.
8. Transponder nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Kodiereinrichtungen (14, 31) monolithische integrierte Schaltkreise enthalten.
9. Transponder nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalauswerteeinrichtungen NAND-Gatter (15, 32, 33) enthalten.
10. Transponder nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die der Sendeeinrichtung (6) von den Signalauswerteeinrichtungen (15, 32, 33) zugeführten Signale zum Modulieren der Frequenz des von einer Transistöreinrichtung ausgegebenen Funksignals dienen.
11. Transponder nach Anspruch lo, dadurch gekennzeichnet, daß das niederfrequentere Signal eine Frequenz von etwa Io KHz und das höherfrequentere Signal eine Frequenz von etwa 42o KHz haben.

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