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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Schaltung für einen Datenträger, welche
Schaltung einen Schaltungsanschluss zum Zuführen eines Trägersignals
aufweist, und Versorgungsspannungs-Erzeugungsmittel zum Erzeugen
einer Versorgungsgleichspannung unter Ausnutzung des Trägersignals
enthält,
und die einen Versorgungs-Schaltungspunkt aufweist, an dem die Versorgungsgleichspannung abgreifbar
ist, und die Regelmittel zum Regeln der Versorgungsgleichspannung
gemäß einem
an einem Regelmittel-Schaltungspunkt
auftretenden und das Trägersignal
repräsentierenden
Regelgrößensignal aufweist,
und die Belastungsmodulationsmittel zum Empfangen eines Modulationssignals
und zum Belastungsmodulieren des Trägersignals gemäß dem Modulationssignal
enthält.
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Die
Erfindung bezieht sich weiterhin auf einen Datenträger mit
einer elektrischen Schaltung wie im ersten Absatz definiert.
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Eine
solche Schaltung der eingangs erwähnten Art, die in einem Datenträger der
im zweiten Absatz angeführten
Art enthalten ist, wird in dem Patendokument FR-A-2 781 074 offenbart.
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Bei
dem bekannten Datenträger
wird ein mit Hilfe von Übertragungsmitteln
empfangenes Trägersignal,
das von Sendemitteln einer Kommunikationseinrichtung abgegeben wird,
mit Hilfe des Schaltungsanschlusses der Schaltung des Datenträgers der
Schaltung zugeführt
und mit Hilfe von Gleichrichtermitteln gleichgerichtet, wobei das
gleichgerichtete Signal an einen Speicherkondensator abgegeben wird.
Die Gleichrichtermittel und der Kondensator bilden Versorgungsspannungs-Erzeugungsmittel,
die zum Erzeugen einer Versorgungsgleichspannung vorgesehen sind
und die den Versorgungs-Schaltungspunkt aufweisen, an dem die Versorgungsgleichspannung
abgreifbar ist, die zum Versorgen von an dem Versorgungs-Schaltungspunkt
angeschlossenen ersten Nutzschaltungsteilen dient. An diesem Versorgungs-Schaltungspunkt
sind weiterhin die Regelmittel angeschlossen. Die Regelmittel gewinnen
aus der Versorgungsgleichspannung ein Regelgrößensignal, das an dem Regelmittel-Schaltungspunkt
auftritt und das über
die mit Hilfe des Trägersignals
gewonnene Versorgungsgleichspannung das Trägersignal repräsentiert.
Die Regelmittel sind zum Regeln der Versorgungsgleichspannung gemäß dem Regelgrößensignal
ausgebildet, wobei beim Regeln mit Hilfe eines Feldeffekttransistors
die Gleichrichtermittel in Abhängigkeit
von dem Regelgrößensignal
belastet werden. Dabei wird indirekt über die Belastung der Gleichrichtermittel
auch das Trägersignal
belastet bzw. geregelt. Darüber
hinaus sind Entkopplungsmittel vorgesehen, mit denen der Versorgungs-Schaltungspunkt
und der Regelmittel-Schaltungspunkt voneinander entkoppelt werden
können. Der
bekannte Datenträger
enthält
jedoch auch zweite Nutzschaltungsteile, die mit dem Schaltungsanschluss
direkt verbunden sein müssen,
wie dies beispielsweise bei einem Belastungsmodulationsmittel der
Fall ist, das zum Belastungsmodulieren des Trägersignals vorgesehen ist.
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Bei
dem bekannten Datenträger
besteht ein Problem darin, dass die Regelmittel wie auch die Belastungsmodulationsmittel
zwei unabhängige
Hochstromschleifen bilden, die beide einen Transistor aufweisen,
der für
hohe Stromwerte dimensioniert ist. Solche Transistoren benötigen bei
der Herstellung einer integrierten Schaltung eine relativ große Fläche auf
dem Chip. Ein weiteres Problem liegt darin, dass die Modulationsmittel
eine Modulation des Trägersignals
erzeugen, deren Intensität
von der Intensität
des empfangenen Trägersignals
unabhängig
ist. Daher können
die Empfangsmittel einer Kommunikationsschaltung übermoduliert
sein, wenn sie das belastungsmodulierte Trägersignal empfangen.
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Die
Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, die vorstehend angeführten Probleme
bei einer Schaltung entsprechend der eingangs im ersten Absatz angeführten Art
und bei einem Datenträger
entsprechend der eingangs im zweiten Absatz angeführten Art
zu lösen
und eine verbesserte Schaltung und einen verbesserten Datenträger zu schaffen.
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Die
vorstehend angeführte
Aufgabe wird mit einer Schaltung der eingangs angeführten Art
dadurch gelöst,
dass die Belastungsmodulationsmittel mit Hilfe von Teilen der Regelmittel
gebildet sind und dass die Regelmittel zum Empfangen des Modulationssignals
und zum Belastungsmodulieren des Trägersignals gemäß dem Modulationssignal
ausgebildet sind.
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Die
vorstehend angeführte
Aufgabe wird weiterhin mit einem Datenträger gelöst, der eine erfindungsgemäße Schaltung
umfasst.
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Durch
das Vorsehen der kennzeichnenden Merkmale gemäß der Erfindung wird auf vorteilhafte Weise
erreicht, dass auf separat ausgebildete Belastungsmodulationsmittel
zum Belastungsmodulieren des Trägersignals
verzichtet werden kann, da zum Belas tungsmodulieren ausschließlich die
Regelmittel verwendet werden, und dass dadurch eine entscheidende
Flächenersparnis
bei der Herstellung einer integrierten Schaltung erreicht ist, da
die für
hohe Stromwerte dimensionierten Belastungsmodulationsmittel vollständig mit
den bereits für
hohe Ströme dimensionierten
Teilen der Regelmittel gebildet sind. Weiterhin wird der Vorteil
erhalten, dass ein für
die Regelmittel typisches Sättigungsverhalten
zum Begrenzen einer Intensität
der Belastungsmodulation des Trägersignals
verwendet werden kann. Dies bietet weiterhin den Vorteil, dass bei
dem Datenträger eine
Belastungsmodulation des Trägersignals
erzeugbar ist, deren Intensität
variabel in Abhängigkeit von
einer Intensität
des empfangenen Trägersignals ist.
Dadurch wird weiterhin der Vorteil erhalten, dass ein Übersteuern
von Empfangsmitteln einer Kommunikationseinrichtung vermeidbar ist,
welche Empfangsmittel das mit Hilfe des Datenträgers belastungsmodulierte Trägersignal
empfangen.
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Das
Vorsehen der erfindungsgemäßen Merkmale
gemäß Anspruch
2 ermöglicht
auf vorteilhafte Weise ein zuverlässiges Entkoppeln des Versorgungs-Schaltungspunktes
von dem Regelmittel-Schaltungspunkt. Weiterhin wird der Vorteil
erhalten, dass die Diodenkonfiguration zugleich als Gleichrichter
zum Speisen des Kondensators der Versorgungsspannungs-Erzeugungsmittel
eingesetzt ist und dass die Diodenkonfiguration lediglich für im Vergleich
zu den Regelmitteln niedrige Stromwerte dimensioniert sein muss.
Dies erlaubt eine möglichst
flächensparende
Realisierung der Entkopplungsmittel bei der Herstellung einer integrierten Schaltung.
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Das
Vorsehen der erfindungsgemäßen Merkmale
gemäß Anspruch
3 ermöglicht
auf vorteilhafte Weise, dass zum Zweck des Belastungsmodulierens
des Trägersignals
mit Hilfe der von Teilen der Regelmittel gebildeten Belastungsmodulationsmittel ein
von den Regelmitteln empfangenes Modulationssignal zum Steuern des
Wertes des Regelgrößensignals
genutzt wird, sodass das von den Regelmitteln zum Regeln benutzte
Regelgrößensignal
das von den Belastungsmodulationsmitteln zum Belastungsmodulieren
benutzte Modulationssignal repräsentiert.
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Das
Vorsehen der erfindungsgemäßen Merkmale
gemäß Anspruch
4 ermöglicht
auf vorteilhafte Weise, dass zuverlässig und reproduzierbar ein erster
Wert des Regelgrößensignals
und ein zweiter Wert des Regelgrößensignals
erzeugbar ist.
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Durch
das Vorsehen der Merkmale gemäß Anspruch
5 wird auf vorteilhafte Weise erreicht, dass das gesteuerte Regelgrößensignal
auf einfache Weise und störungsfrei
erzeugbar ist.
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Bei
einer erfindungsgemäßen Schaltung
für den
Datenträger
kann das Abgriffsmittel beispielsweise mit Hilfe eines elektronisch
umschaltbaren Umschalters gebildet sein. Es hat sich jedoch als
vorteilhaft erwiesen, die Merkmale gemäß Anspruch 6 vorzusehen, weil
damit eine vollständige
Integration der Schaltung möglich
ist. Weiterhin wird der Vorteil erhalten, dass ein möglichst
einfaches Ansteuern der Abgriffsmittel mit dem vorzugsweise in digitaler
Form vorliegenden Modulationssignal ermöglicht ist.
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Bei
einer erfindungsgemäßen Schaltung
hat sich das Vorsehen der erfindungsgemäßen Merkmale gemäß Anspruch
7 als vorteilhaft erwiesen, weil dadurch eine möglichst kostengünstige Herstellung bei
entsprechend hohen Stückzahlen
gewährleistet ist.
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Es
muss festgestellt werden, dass die oben im Zusammenhang mit der
erfindungsgemäßen Schaltung
besprochenen Vorteile auch bei einem erfindungsgemäßen Datenträger vorliegen.
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Die
vorstehend angeführten
Aspekte und weitere Aspekte der Erfindung gehen aus dem (den) nachfolgend
beschriebenen Ausführungsbeispiel(en) hervor
und sollen anhand dieser Ausführungsbeispiele
erläutert
werden.
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Die
Erfindung wird im Folgenden anhand von in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispielen
näher beschrieben.
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Es
zeigt:
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1 auf
schematische Weise in Form eines Blockschaltbildes einen Datenträger und
eine Schaltung für
den Datenträger
gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der Erfindung.
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In 1 ist
ein Datenträger 1 dargestellt,
der zum kontaktlosen Kommunizieren mit einer in 1 nicht
dargestellten Kommunikationseinrichtung ausgebildet ist. Der Datenträger 1 weist Übertragungsmittel 2 und
eine elektrische Schaltung 3 auf. Die Übertragungsmittel 2 sind
mit Hilfe einer Spule S gebildet, die ein erstes Spulenende S1 und
ein zweites Spulenende S2 aufweist. Die elektrische Schaltung 3 ist
als integrierte Schaltung ausgebildet und weist einen ersten Schaltungsanschluss 4 und
einen zweiten Schaltungsanschluss 5 auf. An den ersten
Schaltungsanschluss 4 ist das erste Spulenende S1 und an
den zweiten Schaltungsanschluss 5 ist das zweite Spulenende
S2 angeschlossen. Die Übertragungsmittel 2 sind
im Betrieb zum kontaktlosen Empfangen eines Trägersignals TS ausgebildet,
wobei dieses empfangene Trägersignal
TS mit Hilfe des ersten Schaltungsanschlusses 4 der elektrischen
Schaltung 3 zuführbar
ist. Der zweite Schaltungsanschluss 5 ist mit einem Bezugspotential
GND der elektrischen Schaltung verbunden, so dass das Trägersignal
TS gegenüber
dem Bezugspotential GND der elektrischen Schaltung 3 an
dem ersten Schaltungsanschluss 4 abgreifbar ist.
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Die
Schaltung 3 enthält
Versorgungsspannungs-Erzeugungsmittel 6, die mit dem ersten
Schaltungsanschluss 4 verbunden sind, so dass diesen Mitteln 6 das
Trägersignal
TS zuführbar
ist. Die Versorgungsspannungs-Erzeugungsmittel 6 enthalten erste
Kopplungsmittel 7 und Energiespeichermittel 8. Die
ersten Kopplungsmittel 7 sind zum Koppeln der Energiespeichermittel 8 mit
dem ersten Schaltungsanschluss 4 vorgesehen. Die ersten
Kopplungsmittel 7 sind als erste Diodenkonfiguration 9 ausgebildet, wobei
die erste Diodenkonfiguration 9 durch eine in 1 nicht
dargestellte erste Brückengleichrichterschaltung
gebildet ist. Mit der Hilfe der ersten Diodenkonfiguration 9 wird
das Trägersignal
TS gleichgerichtet ein erstes gleichgerichtetes Trägersignal RTS1
an die Energiespeichermittel 8 abgegeben. Die Energiespeichermittel 8 sind
mit Hilfe eines Kondensators realisiert, der zum Glätten der
Welligkeit des ersten gleichgerichteten Trägersignals RTS1 und zum Speichern
von Energie vorgesehen ist. Die Versorgungsspannungs-Erzeugungsmittel 6 weisen
weiterhin einen Versorgungs-Schaltungspunkt 10 auf, an dem
das erste gleichgerichtete und bezüglich seiner Welligkeit geglättete Trägersignal
RTS1 als Versorgungsgleichspannung U abgreifbar ist. Demgemäß sind die
Versorgungsspannungs-Erzeugungsmittel 6 zum Erzeugen der
Versorgungsgleichspannung U unter Ausnutzung des Trägersignals
TS ausgebildet. Die Versorgungsspannungs-Erzeugungsmittel 6 sind weiterhin
zum Abgeben der an dem Versorgungs-Schaltungspunkt 10 abgreifbaren
Versorgungsgleichspannung U ausgebildet. Es kann im Zusammenhang
mit den Versorgungsspannungs-Erzeugungsmitteln 6 erwähnt werden,
dass auch ein Längsregler
vorgesehen sein kann, der zum Ausregeln einer nach dem Glätten der
Welligkeit des ersten gleichgerichteten Trägersignals RTS1 verbleibenden Restwelligkeit
des ersten gleichgerichteten und geglätteten Trägersignals RTS1 ausgebildet
ist, und dass die Versorgungsgleichspannung U über den Längsregler von den Versorgungsspannungs-Erzeugungsmitteln 6 abgebbar
ist.
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Die
Schaltung 3 enthält
Regelmittel 11, die einen Regelgrößensignal-Generator 12 und einen Stellgrößen-Generator 13 und
eine Regelungssignal-Ermittlungsstufe 14 und
eine Regelungssignal-Wandlerstufe 15 aufweisen. Der Regelgrößensignal-Generator 12 weist
einen Generatoreingang 16 und einen Generatorausgang 17 auf.
Die Schaltung 3 enthält
weiterhin zweite Kopplungsmittel 18 zum Koppeln des ersten
Schaltungsanschlusses 4 mit dem Generatoreingang 16.
Die zweiten Kopplungsmittel 18 sind mit Hilfe einer in 1 nicht
dargestellten zweiten Diodenkonfiguration gebildet, die im vorliegenden
Fall als zweite Brückengleichrichterschaltung
realisiert ist, so dass entsprechend dem Trägersignal TS ein zweites gleichgerichtetes
Trägersignal RTS2
an den Regelgrößensignal-Generator 12 abgebbar
ist. Die Schaltung 3 enthält weiterhin dritte Kopplungsmittel 19 zum
Koppeln des ersten Schaltungsanschlusses 4 mit der Regelungssignal-Wandlerstufe 15.
Die dritten Kopplungsmittel 19 sind mit Hilfe einer in 1 nicht
dargestellten dritten Diodenkonfiguration gebildet, die im vorliegenden
Fall als dritte Brückengleichrichterschaltung
realisiert ist, so dass entsprechend dem Trägersignal TS von den dritten
Kopplungsmitteln 19 ein drittes gleichgerichtetes Trägersignal
RTS3 an die Regelmittel 11 abgebbar ist.
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Der
Regelgrößensignal-Generator 12 ist zum
Erzeugen eines Regelgrößensignals
CV ausgebildet, welches Regelgrößensignal
CV über
den Generatorausgang 17 abgebbar ist. Der Generatorausgang 17 bildet
einen Regelmittel-Schaltungspunkt 20, an dem im Betrieb
das Regelgrößensignal
CV auftritt, das das Trägersignal
TS repräsentiert.
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Der
Stellgrößen-Generator 13 ist
zum Generieren und zum Abgeben eines Stellgrößensignals CS ausgebildet.
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Die
Regelungssignal-Ermittlungsstufe 14 weist einen ersten
Ermittlungsstufeneingang 21 und einen zweiten Ermittlungsstufeneingang 22 und
einen Ermittlungsstufenausgang 23 auf. An dem ersten Ermittlungsstufeneingang 21 ist
der Regelungssignal-Ermittlungsstufe 14 das
Regelgrößensignal
CV zuführbar.
An dem zweiten Regelstufeneingang 22 ist der Regelungssignal-Ermittlungsstufe 14 das Stellgrößensignal
CS zuführbar.
Die Regelungssignal-Ermittlungsstufe 14 ist zum Ermitteln
eines eine Differenz zwischen dem Regelgrößensignal CV und dem Stellgrößensignal
CS repräsentierenden
Regelungssignals C ausgebildet, welches Regelungssignal C an dem
Ermittlungsstufenausgang 23 an die Regelungssignal-Wandlerstufe 15 abgebbar
ist. Die Regelungssignal-Ermittlungsstufe 14 kann ganz
allgemein als Differenzverstärker
ausgebildet sein. Im vorliegenden Fall ist die Regelungssignal-Ermittlungsstufe 14 jedoch
mit Hilfe eines in 1 nicht dargestellten Operationsverstärkers gebildet,
wobei der erste Ermittlungsstufeneingang 21 durch den nicht-invertierenden
Eingang des Operationsverstärkers
und der zweite Ermittlungsstufeneingang 22 durch den invertierenden
Eingang des Operationsverstärkers
gebildet ist. Der Ausgang des Operationsverstärkers bildet den Ermittlungsstufenausgang 23.
Die Rege lungssignal-Ermittlungsstufe 14 bzw. der die Regelungssignal-Ermittlungsstufe 14 bildende
Operationsverstärker
wird im Betrieb mit der Versorgungsgleichspannung U versorgt.
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Die
Regelungssignal-Wandlerstufe 15 weist einen ersten Wandlerstufeneingang 24 und
einen zweiten Wandlerstufeneingang 25 und einen Wandlerstufenausgang 26 auf.
Der Regelungssignal-Wandlerstufe 15 ist an dem ersten Wandlerstufeneingang 24 das
Regelungssignal C zuführbar.
Der Wandlerstufenausgang 26 ist mit dem Bezugspotential
GND verbunden. Der zweite Wandlerstufeneingang 25 ist mit
den dritten Kopplungsmitteln 19 verbunden. Die Regelungssignal-Wandlerstufe 15 weist zwischen
dem zweiten Wandlerstufeneingang 25 und dem Wandlerstufenausgang 26 einen
mit Hilfe des Regelungssignals C veränderbaren, jedoch in 1 nicht
dargestellten ersten Widerstand auf, so dass die Regelungssignal-Wandlerstufe 15 zum
Erzeugen eines gemäß dem Regelungssignal
C veränderbaren Regelungsstroms
CC zwischen dem ersten Schaltungsanschluss 4 und dem mit
dem Bezugspotential GND verbundenen Wandlerstufenausgang 26 ausgebildet
ist, wobei der Regelungsstrom CC über die dritten Kopplungsmittel 19 und
den ersten Widerstand fließt.
Der mit Hilfe der Regelungssignal-Wandlerstufe 15 verursachte
veränderliche
Regelungsstrom CC bewirkt über
die dritten Kopplungsmittel 19 eine veränderbare Dämpfung des zugeführten Trägersignals
TS gemäß dem Regelungssignal
C.
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Die
zweiten Kopplungsmittel 18, die Regelmittel 11 und
die dritten Kopplungsmittel 19 bilden einen Regelkreis.
Mit Hilfe der Regelmittel 11 kann das an dem ersten Schaltungsanschluss 4 auftretende Trägersignal
TS direkt geregelt werden. Da die ersten Kopplungsmittel 7 den
ersten Schaltungsanschluss 4 mit dem Versorgungs-Schaltungspunkt 10 koppeln,
regeln die Regelmittel auch die Versorgungsgleichspannung U gemäß dem an
dem Regelmittel-Schaltungspunkt 20 auftretenden und das
Trägersignal
TS repräsentierenden
Regelgrößensignals CV.
Demgemäß kann mit
Hilfe der ersten Kopplungsmittel 7 die Versorgungsgleichspannung
U indirekt geregelt werden. Die ersten Kopplungsmittel 7 und die
zweiten Kopplungsmittel 18 bilden Entkopplungsmittel 49 zum
Entkoppeln des Versorgungs-Schaltungspunktes 10 und des
Regelmittel-Schaltungspunktes 20 voneinander. Dies bietet
den Vorteil, dass das Trägersignal
TS mit Hilfe der Regelmittel 11 gemäß dem an dem Regelmittel-Schaltungspunkt 20 auftretenden
Regelgrößensignals
CV unbeeinflusst von der Versorgungsgleichspannung U direkt geregelt
werden kann.
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Die
Regelungssignal-Wandlerstufe 15 bzw. der veränderbare
erste Widerstand zwischen dem zweiten Wandlerstufeneingang 25 und
dem Wandlerstufenausgang 26 ist im vorliegenden Fall mit
Hilfe eines in 1 nicht dargestellten ersten
Feldeffekttran sistors gebildet, von dem eine Steuerelektrode (Gate)
den ersten Wandlerstufeneingang 24 und den eine erste Hauptelektrode
(Drain) den zweiten Wandlerstufeneingang 25 und eine zweite
Hauptelektrode (Source) den Wandlerstufenausgang 26 bildet.
Die dritten Kopplungsmittel 19 und die Regelungssignal-Wandlerstufe 15 bilden
einen Hochstromkreis, weil der Regelungsstrom CC, der im Betrieb
durch die dritten Kopplungsmittel 19 und durch die Regelungssignal-Wandlerstufe 15 in
Richtung des Bezugspotentials GND fließt, wesentlich höher sein kann,
als der in den zweiten Kopplungsmitteln 18 oder in den
ersten Kopplungsmitteln 7 im Betrieb fließende Strom.
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Die
Schaltung 3 weist weiterhin Datenverarbeitungsmittel 27 und
Belastungsmodulationsmittel 28 und vierte Kopplungsmittel 29 auf.
Die Datenverarbeitungsmittel 27 sind einerseits über eine
Versorgungsleitung L mit dem Versorgungs-Schaltungspunkt 10 und
andererseits mit dem Bezugspotential GND verbunden. Daher ist den
Datenverarbeitungsmitteln 27 im Betrieb die Versorgungsgleichspannung
U zuführbar.
Die Datenverarbeitungsmittel 27 sind mit Hilfe einer festverdrahteten
Logikschaltung und mit Hilfe von Speichermitteln realisiert. Die
Speichermittel können
beispielsweise mit Hilfe eines EEPROM realisiert sein. Es kann in
diesem Zusammenhang jedoch erwähnt
werden, dass die Datenverarbeitungsmittel 27 auch mit Hilfe
eines Mikroprozessors realisiert sein können, wobei der Mikroprozessor auch über Speichermittel
verfügt.
Die Datenverarbeitungsmittel 27 sind zum Erzeugen und zum
Abgeben eines Modulationssignals MS an die Belastungsmodulationsmittel 28 ausgebildet,
wobei das Modulationssignal MS einen Ruhezustand und einen Modulationszustand
aufweisen kann.
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Die
vierten Kopplungsmittel 29 sind zum Koppeln des ersten
Schaltungsanschlusses 4 mit den Belastungsmodulationsmitteln 28 vorgesehen.
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Die
Belastungsmodulationsmittel 28 sind zum Empfangen des Modulationssignals
MS ausgebildet. Die Belastungsmodulationsmittel 28 weisen zwischen
den vierten Kopplungsmitteln und dem Bezugspotential GND einen gemäß dem Modulationssignal
MS veränderbaren,
jedoch in 1 nicht dargestellten zweiten
Widerstand auf, so dass die Belastungsmodulationsmittel 28 zum
Erzeugen eines gemäß dem Modulationssignal
MS veränderbaren
Modulationsstroms MC ausgebildet sind. Der mit Hilfe der Belastungsmodulationsmittel 28 verursachte
veränderbare
Modulationsstrom MC bewirkt über
die vierten Kopplungsmittel 29 eine Belastung des zugeführten Trägersignals
TS gemäß dem Modulationssignal
MS. Die Belastungsmodulationsmittel 28 sind demgemäß zum Empfangen
des Modulationssignals MS und zum Belastungsmodulieren des zugeführten Trägersignals
TS gemäß dem Modulationssignal
MS ausgebildet.
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Im
vorliegenden Fall sind die Übertragungsmittel 2 zum
induktiven Koppeln mit der Kommunikationseinrichtung ausgebildet;
es können
aber auch zum kapazitiven Koppeln geeignete Übertragungsmittel 2 vorgesehen
sein. Weiterhin sei erwähnt,
dass Teile der Übertragungsmittel 2 als
Bestandteile der elektrischen Schaltung 3 vorgesehen sein
können. Weiterhin
sei erwähnt,
dass die elektrische Schaltung 3 auch nicht dargestellte
Empfangsmittel aufweist, die zum Empfangen von Datensignalen ausgebildet sind,
wobei die Datensignale über
das Trägersignal TS
zu dem Datenträger 1 übertragen
werden kann. Die Empfangsmittel weisen Demodulationsmittel auf und
sind zum Abgeben der empfangenen Datensignale an die Datenverarbeitungsmittel 27 ausgebildet.
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Vorteilhafterweise
weist die elektrische Schaltung 3 nur einen einzigen Hochstromkreis
auf, der einen nach dem Stand der Technik erforderlichen, zweiten
Hochstromkreis überflüssig macht. Daher
sind die vierten Kopplungsmittel 29 mit Hilfe der dritten
Kopplungsmittel 19 gebildet. Weiterhin sind die Modulationsmittel 28 mit
Hilfe von Teilen der Regelmittel 11 gebildet, nämlich mit
Hilfe der Regelungssignal-Wandlerstufe 15. Die Regelmittel 11 sind zum
Empfangen des Modulationssignals MS und zum Belastungsmodulieren
des Trägersignals
TS gemäß dem Modulationssignal
MS ausgebildet. Zu diesem Zweck umfasst der Regelgrößengenerator 12 Steuermittel 33 zum
Empfangen des Modulationssignals MS. Weiterhin weist der Regelgrößengenerator 12 einen
Spannungsteiler 34 auf, der mit Hilfe eines dritten Widerstandes 35 und
eines vierten Widerstandes 36 und eines fünften Widerstandes 37 gebildet ist.
Der dritte Widerstand 35 ist mit dem Generatoreingang 16 und
mit dem vierten Widerstand 36 verbunden. Der vierte Widerstand 36 ist
mit dem fünften Widerstand 37 verbunden
und der fünfte
Widerstand 37 ist mit dem Bezugspotential GND verbunden.
Der Spannungsteiler 34 weist weiterhin zwischen dem dritten
Widerstand 35 und dem vierten Widerstand 36 einen
ersten Abgriffspunkt P und zwischen dem vierten Widerstand 36 und
dem fünften
Widerstand 37 einen zweiten Abgriffspunkt Q auf.
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Die
Steuermittel 33 sind zum Steuern des an dem Generatorausgang 17 auftretenden
Regelgrößensignals
CV ausgebildet und weisen zu diesem Zweck Abgriffsmittel 38 auf.
Die Abgriffsmittel 38 sind in Abhängigkeit von dem Modulationssignal
MS zum Abgreifen des Regelgrößensignals
CV an dem ersten Abgriffspunkt P bzw. an dem zweiten Abgriffspunkt
Q ausgebildet. Die Abgriffsmittel 38 sind mit Hilfe einer
Transistorkonfigu ration 39 gebildet, die aus einem dritten
Feldeffekttransistor 40 und einem vierten Feldeffekttransistor 41 besteht.
Der dritte Feldeffekttransistor 40 weist eine Steuerelektrode 42, der
das Modulationssignal MS direkt zuführbar ist, und eine erste Hauptelektrode 43 (Drain),
die mit dem ersten Abgriffspunkt P verbunden ist, und eine zweite
Hauptelektrode 44 (Source) auf, die mit dem Generator-Ausgang 17 verbunden
ist. Der vierte Feldeffekttransistor 41 weist eine Steuerelektrode 45 (Gate)
und eine erste Hauptelektrode 46 (Drain), die mit dem zweiten
Abgriffspunkt Q verbunden ist, und eine zweite Hauptelektrode 47 (Source)
auf, die mit dem Generator-Ausgang 17 verbunden ist.
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Die
Steuermittel 33 weisen weiterhin eine Invertierstufe 48 auf,
der das Modulationssignal MS zuführbar
ist und die zum Erzeugen und zum Abgeben eines Komplementär-Modulationssignals
CMS ausgebildet ist. Die Steuerelektrode 45 des vierten
Feldeffekttransistors 41 ist mit der Inverterstufe 48 verbunden.
Damit ist mit Hilfe der Steuermittel 33 erreicht worden,
dass bei Vorliegen des Modulationszustandes des Modulationssignals
MS der dritte Feldeffekttransistor 40 in einen leitenden
Zustand und der vierte Feldeffekttransistor 41 in einen
gesperrten Zustand gesteuert wird und dass bei Vorliegen des Ruhezustandes
des Modulationssignals MS der dritte Feldeffekttransistor 40 in
einen gesperrten Zustand und der vierte Feldeffekttransistor 41 in
einen leitenden Zustand gesteuert wird. Demgemäß ist in Abhängigkeit
von dem Modulationssignal MS der Generatorausgang 17 entweder
mit dem ersten Abgriffspunkt P oder mit dem zweiten Abgriffspunkt
Q verbunden.
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Im
Folgenden wird anhand eines ersten Anwendungsbeispiels für den Datenträger 1 von 2 die Arbeitsweise des Datenträgers 1 erläutert.
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Gemäß dem ersten
Anwendungsbeispiel wird beschrieben, wie das Regeln der Versorgungsgleichspannung
U bei Vorliegen eines Modulationssignals, das den Ruhezustand aufweist,
erfolgt. Vorausgesetzt sei, dass das Stellgrößensignal CS einen Spannungswert
Ucs aufweist, der im vorliegenden Fall etwa 1,22 Volt beträgt. Weiterhin
sei vorausgesetzt, dass ein Gesamtwiderstandswert des Spannungsteilers 34 doppelt
so groß wie
ein mit Hilfe des dritten Widerstands 37 gebildeter Abgriffswiderstandswert
ist. Gemäß dem Ruhezustand
des Modulationssignals MS erfolgt mit Hilfe der Abgriffsmittel 38 ein
Abgreifen des Regelgrößensignals
CV an dem zweiten Abgriffspunkt Q des Spannungsteilers 34. Weiterhin
sei vorausgesetzt, dass sich der Datenträger 1 innerhalb eines
Kommunikationsbereichs einer das Trägersignal TS sendenden Kommunikationseinrichtung
befindet und von einem Minimalabstand zu der Kommunikationseinrichtung
bis hin zu einem Ma ximalabstand zu der Kommunikationseinrichtung
bewegt wird. Der Minimalabstand ist so definiert, dass die Übertragungsmittel 2 des
Datenträgers 1 in
unmittelbarer Nähe
der Kommunikationseinrichtung angeordnet sind. Der Maximalabstand
zu der Kommunikationseinrichtung ist derart definiert, dass die Übertragungsmittel 2 des
Datenträgers 1 so
weit von der Kommunikationseinrichtung entfernt sind, dass ein sicheres
Erzeugen der Versorgungsgleichspannung U mit einem Nominalwert von
etwa dem Zweifachen von Ucs, also 2*Ucs, gerade noch möglich ist.
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Bei
einem Bewegen des Datenträgers 1 von dem
Minimalabstand bis hin zu dem Maximalabstand verändert sich ein Wert des an
dem ersten Schaltungsanschluss 4 abgreifbaren Trägersignals
TS von einem Maximalwert bis hin zu einem Minimalwert. Mit Hilfe
der Regelmittel 11 erfolgt nun ein Regeln des an dem ersten
Schaltungspunkt 4 auftretenden Trägersignals TS in der Weise,
dass ein Spannungswert von 2*Ucs an dem Generatoreingang 16 abgreifbar ist.
Bei dem Regeln tritt für
den Maximalwert des empfangenen Trägersignals TS ein Maximalwert
des Regelungssignals C auf, zu dem korrespondierend ein Maximalwert
des Regelstroms CC mit Hilfe der Regelungssignal-Wandlerstufe 15 erzeugt
wird. Folglich wird das zugeführte
Trägersignal
TS einer maximalen Dämpfung
unterworfen. Bei dem Regeln tritt für den Minimalwert des empfangenen
Trägersignals TS
ein Minimalwert des Regelungssignals C auf, zu dem korrespondierend
ein Minimalwert des Regelstroms CC mit Hilfe der Regelungssignal-Wandlerstufe 15 erzeugt
wird. Folglich wird das zugeführte Trägersignal
TS einer minimalen Dämpfung
unterworfen.
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Dazu
ist zu bemerken, dass die Regelmittel 11, also der Spannungsteiler 34,
der Stellgrößen-Generator 13,
die Regelungssignal-Ermittlungsstufe 14, und abgestimmt
auf das mit Hilfe der Regelungssignal-Ermittlungsstufe 14 erzeugbare
Regelungssignal C auch die Regelungssignal-Wandlerstufe 15 derart dimensioniert
sind, dass für
jede Entfernung zwischen dem Datenträger 1 und der Kommunikationseinrichtung
innerhalb des Kommunikationsbereiches der Kommunikationseinrichtung
sichergestellt ist, dass das Regelgrößensignal CV als Folge des Regelns
den Spannungswert Ucs des Stellgrößensignals annehmen kann.
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Unter
der Annahme, dass ein Spannungsabfall an dem zweiten Kopplungsmittel 18 und
ein Spannungsabfall an dem ersten Kopplungsmittel 7 gleich
groß sind,
erfolgt demgemäß auch das
indirekte Regeln der Versorgungsgleichspannung U auf einen Wert
von 2*Ucs.
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Durch
das Vorsehen der Entkopplungsmittel 49 wird auf vorteilhafte
Weise erreicht, dass das zugeführte
Trägersignal
TS mit Hilfe der Regelmittel 11 bzw. mit Hilfe des Regelkreises
unbeeinflusst von den Versorgungsspannungs-Erzeugungsmitteln 6 geregelt
werden kann. Dies ist besonders dann von Wichtigkeit, wenn davon
ausgegangen wird, dass sich der Datenträger 1 in unmittelbarer
Nähe einer nicht-sendenden
Kommunikationseinrichtung befindet und dass die Kommunikationseinrichtung
in dieser Position des Datenträgers 1 zu
senden beginnt. In diesem Fall könnte
das zugeführte
Trägersignal TS
Werte annehmen, die für
zumindest einen Teil der Schaltung 3 zu hoch sind, was
zu einer Zerstörung von
Teilen der Schaltung 3 oder gesamten Schaltung 3 führen könnte. Durch
das Vorsehen der Entkopplungsmittel 49 ist jedoch ein verzögerungsfreies
Regeln der Regelmittel 11 möglich geworden, so dass das
zugeführte
Trägersignal
TS niemals die für
die Schaltung 3 zulässigen
Maximalwerte überschreiten kann.
Dies bietet weiterhin den Vorteil, dass die die Regelungssignal-Wandlerstufe 15 und
die Modulationsmittel 28 bildenden Transistoren identische
Maximalspannungswerte aufweisen können und dass die Transistoren
mit einem zu dem Herstellungsprozess für die übrige Schaltung 3 identischen
Herstellungsprozess hergestellt werden können.
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Im
Folgenden wird anhand eines zweiten Anwendungsbeispiels für den Datenträger 1 von 2 die Arbeitsweise des Datenträgers 1 erläutert.
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Gemäß dem zweiten
Anwendungsbeispiel sei angenommen, dass der Datenträger 1 von
dem Maximalabstand aus bis hin zu dem Minimalabstand zu der Kommunikationseinrichtung
bewegt wird. Weiterhin sei angenommen, dass bei dem Hinbewegen des
Datenträgers 1 zu
der Kommunikationseinrichtung das Modulationssignal MS zu beliebigen
Zeitpunkten von dem Ruhezustand in den Modulationszustand und zurück in den
Ruhezustand wechselt.
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Zunächst sei
angenommen, dass sich der Datenträger 1 in der Nähe des Maximalabstands
befindet. Bei einem Auftreten eines Modulationszustandes des Modulationssignals
MS erfolgt im Unterschied zu dem Auftreten des Ruhezustandes des Modulationssignals
MS ein Abgreifen des Regelgrößensignals
CV an dem ersten Abgriffspunkt P, wodurch an dem Regelmittel-Schaltungspunkt 20 momentan
ein Spannungswert auftritt, der höher als ein ausgeregelter Spannungswert
Ucs ist. Folglich wird von der Regelungssignal-Ermittlungsstufe 14 auf Grund
der Differenz zwischen dem Regelgrößensignal CV und dem Stellgrößensignal
CS ein Regelungssignal C derart gebildet, dass der Regelungsstrom
CC während
der Zeitdauer des Modulationszustandes des Modulationssignals MS
erhöht wird
und dass als eine Folge davon der Spannungswert an dem Generatoreingang 16 während der
Zeitdauer des Modulationszustandes einen Spannungswert von etwa
2*Ucs annimmt, um an dem Regelmittel-Schaltungspunkt 20 wieder
einen Spannungswert von Ucs zu erhalten. Dabei erfolgt gemäß dem veränderten
Regelungsstrom CC eine während
des Modulationszustandes wirksame und über die Dämpfung des Ruhezustandes hinausgehende
Belastung des zugeführten
Trägersignals
TS an dem ersten Schaltungsanschluss 4, welche Belastung
in der Kommunikationseinrichtung als Belastungsmodulation des Trägersignals
TS detektierbar ist. Weiterhin ist zu bemerken, dass der Modulationszustand
des Modulationssignals MS lediglich während kurzer Zeitintervalle auftritt,
so dass ein nachhaltiges Verändern
der Versorgungsgleichspannung U bedingt durch die Speicherwirkung
der Energiespeichermittel 8 vermieden wird. Weiterhin wird
mit Hilfe der Entkopplungsmittel 49 der Vorteil erhalten,
dass die verzögernde
Wirkung der Energiespeichermittel 8 an dem Versorgungsspannungs-Schaltungspunkt 10 nicht
auch an dem Regelmittel-Schaltungspunkt 20 wirksam
ist, wodurch ein störungsfreies
Belastungsmodulieren möglich
ist.
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Im
Folgenden sei angenommen, dass der Datenträger 1 von dem Maximalabstand
hin zu dem Minimalabstand bewegt wird. Bedingt durch den ansteigenden
Wert des empfangenen Trägersignals
TS bei einer Annäherung
an die Kommunikationseinrichtung erhöht sich auch der Wert des Regelungssignals C
bei Vorliegen des Ruhezustandes des Modulationssignals MS. Der Wert
des Regelungssignals C wird daher bei dem Hinbewegen des Datenträgers 1 zu
der Kommunikationseinrichtung und bei Vorliegen des Modulationszustands
des Modulationssignals MS immer mehr zu seinem Maximalwert hin erhöht, der
im Idealfall etwa dem Wert 2*Ucs entspricht. Dieser Maximalwert
des Regelungssignals C wird genau bei einem Nominalabstand zwischen
dem Datenträger 1 und
der Kommunikationseinrichtung erreicht, welcher Nominalabstand zwischen
dem Minimalabstand und dem Maximalabstand liegt. Demgemäß tritt bei
in dem Bereich zwischen dem Nominalabstand und dem Maximalabstand
befindlichem Datenträger 1 ein
konstanter Spannungshub an dem Schaltungsanschluss 4 auf,
da in diesem Bereich bei einem Übergang
von dem Ruhezustand des Modulationssignals MS in den Modulationszustand
das Regelungssignal C immer einen zum Regeln des an dem Regelmittel-Schaltungspunkt 20 auftretenden
Spannungswerts auf einen Wert von Ucs benötigten Regelungssignalhub durchführen kann.
Dies bedingt bei vorliegendem Nominalabstand einen Maximalstromhub als
Differenz zwischen dem Regelungsstrom CC und dem Modulationsstrom
MC.
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Bei
einer Annäherung
des Datenträgers 1 an die
Kommunikationseinrichtung von dem Nominalabstand hin zu dem Minimalabstand
weist jedoch bei dem Vorliegen des Ruhezustands des Modulationssignals
MS das Regelungssignal C einen Wert auf, der höher als der bei dem Nominalabstand
auftretende Nominalwert des Regelungssignals C ist, so dass bei einem
Auftreten des Modulationszustandes des Modulationssignals MS nicht
mehr der notwendige maximale Regelungssignalhub durchführbar ist.
In diesem Fall tritt eine Sättigung
des bei einem Vorliegen des Modulationszustandes des Modulationssignals MS
erzeugten Regelungssignals C auf, wobei der Sättigungswert des Regelungssignals
C durch einen Wert von etwa 2*Ucs gegeben ist.
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Bei
dem Hinbewegen des Datenträgers 1 zu der
Kommunikationseinrichtung verringert sich der zur Verfügung stehende
Regelungssignalhub kontinuierlich. Demgemäß. ergibt sich auch im Vergleich zu
dem Maximalstromhub ein verringerter Stromhub als Differenz zwischen
dem Regelungsstrom CC und dem Modulationsstrom MC, wodurch eine
geringere Belastung des an dem ersten Schaltungsanschluss 4 auftretenden
Trägersignals
TS im Vergleich zu der in dem Bereich zwischen dem Nominalabstand
und dem Maximalabstand auftretenden Belastung des Trägersignals
TS erfolgt. Bei einer Annäherung
des Datenträgers 1 an
die Kommunikationseinrichtung beginnend beim Nominalabstand bis
hin zu dem Minimalabstand verringert sich die Belastung des Trägersignals
TS kontinuierlich, so dass, obwohl sich der Datenträger 1 an
die Kommunikationseinrichtung annähert, eine bei der Kommunikationseinrichtung
feststellbare Intensitätsbegrenzung
der Belastung des belastungsmodulierten Trägersignals TS als Folge der
Sättigung
des Regelungssignals C erhalten wird und daher ein mögliches Übersteuern
der Belastungsmodulation-Detektionsmittel der Kommunikationseinrichtung
für jede
Position des Datenträgers 1 zwischen
dem Minimalabstand und dem Maximalabstand zu der Kommunikationseinrichtung
zuverlässig vermeidbar
ist.