ES2331728T3 - Portador de datos que comprende un circuito integrado con un condensador principal integrado y condensadores adicionales integrados. - Google Patents

Portador de datos que comprende un circuito integrado con un condensador principal integrado y condensadores adicionales integrados. Download PDF

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Abstract

Módulo (2) que comprende - terminales (10, 15) de módulo a los que puede conectarse una bobina (4), y - un circuito integrado (3) que comprende i) un condensador (35) principal integrado que está conectado a dos terminales de contacto (20, 25) del circuito integrado (3), pudiendo conectarse cada terminal de contacto (20, 25), en una manera eléctricamente conductora, a dicha bobina (4) mediante los terminales (10, 15) de módulo y mediante una conexión (40, 45) eléctricamente conductora, y ii) al menos un condensador (31, 32) adicional integrado que está conectado al menos a un terminal de contacto adicional (23, 24; 21, 22, 23, 24) del circuito integrado (3), pudiendo conectarse cada terminal de contacto adicional (23, 24; 21, 22, 23, 24), en una manera eléctricamente conductora, a dicha bobina (4) mediante los terminales (15; 10, 15) de módulo y mediante una conexión eléctricamente conductora (44, 46; 41, 44), caracterizado porque el condensador (35) principal y el al menos un condensador (31, 32) adicional integrado pueden conectarse eléctricamente en paralelo entre ellos fuera del circuito integrado (3).

Description

Portador de datos que comprende un circuito integrado con un condensador principal integrado y condensadores adicionales integrados.
La invención se refiere a un módulo que comprende terminales de bobina a los que puede conectarse una bobina, comprendiendo dicho módulo un circuito integrado, comprendiendo dicho circuito integrado un condensador principal integrado que está conectado a dos contactos del circuito integrado, estando conectado cada contacto de entre dichos dos contactos, en una manera eléctricamente conductora, a un terminal de bobina mediante una conexión eléctricamente conductora.
La invención se refiere además a un portador de datos que comprende dicho módulo.
A partir del documento US 6.133.834, contra el cual se delimitan las presentes reivindicaciones, se conoce un portador de datos con un condensador integrado adicional. Este sirve para afinar la frecuencia de resonancia del circuito resonante.
El documento US 5.854.480 (correspondiente al documento DE 196 285 04) describe la implementación de estructuras de condensadores en una etiqueta electrónica. La etiqueta tiene un chip IC, en el que el chip está conectado mediante un acoplamiento electromagnético. El chip contiene un diodo rectificador y un condensador para el almacenamiento de energía. El módulo comprende dos contactos intercambiables. Un contacto está situado en la parte superior y el otro en la parte inferior del chip. La antena está acoplada capacitivamente al chip.
El documento EP 1.374.161, relevante según el art. 54 (3) EPC, describe una tarjeta IC con caras eléctricamente conductoras en sus lados, y estructuras eléctricamente conductoras para transferir datos y energía al IC desde una estación base.
Dichos dispositivos se comercializan y son conocidos. En las realizaciones conocidas, el valor del condensador principal integrado que, junto con una bobina, está previsto para formar un circuito resonante para una comunicación sin contactos con un sistema de comunicación, está en un intervalo de tolerancia más o menos amplio. El intervalo de tolerancia del condensador principal integrado resulta de aspectos relacionados con la fabricación y juega un papel muy importante en el comportamiento del sistema y en la eficiencia de un portador de datos durante una comunicación, ya que la eficiencia se ve seriamente afectada a una frecuencia de resonancia desviada de una frecuencia de resonancia
normal deseada del circuito resonante constituido por el condensador principal y la bobina. Este deterioro de la eficiencia es una desventaja. Una posible medida para evitar este problema es la separación o la selección de los circuitos integrados para un portador de datos cuya capacidad de resonancia no tiene una capacidad deseada del condensador princi-
pal integrado, lo que, sin embargo, lleva a una salida reducida, que es una desventaja y es, por lo tanto, no deseable.
Otro medio para la identificación de alta frecuencia con almacenamiento de datos electrónico pasivo se describe en el documento WO 98/40846. El medio para la identificación de alta frecuencia comprende un procesador, una unidad de control electrónica y una memoria, así como una antena receptora para recibir la energía para el funcionamiento y para la transmisión sin contactos de señales de alta frecuencia a una estación de escritura/lectura asignada, que tiene una antena de transmisión. El medio para la identificación de alta frecuencia hace uso de una capacidad heredada dentro del medio y de condensadores exteriores en paralelo añadidos con el fin de mejorar la capacidad global.
Es un objeto de la invención eliminar las desventajas indicadas anteriormente y proporcionar un portador de datos mejorado, un módulo mejorado y un circuito integrado mejorado para un portador de datos.
La invención consigue este objeto según se define en las reivindicaciones.
En virtud de los elementos característicos de la invención, se consigue, en una manera relativamente simple, que el intervalo de tolerancia de la capacidad del condensador de resonancia integrado pueda restringirse de manera que la frecuencia de resonancia determinada por esta capacidad esté siempre muy cerca de un valor nominal deseado.
Las reivindicaciones dependientes están dirigidas a realizaciones preferentes. De esta manera, es posible una determinación muy precisa y exactamente ajustada de la capacidad del condensador principal integrado cercana al valor nominal deseado, y es suficiente un número mínimo de contactos adicionales.
Estos y otros aspectos de la invención son evidentes y se aclararán con referencia a las realizaciones descritas más adelante en la presente memoria.
En los dibujos:
La Fig. 1 es un diagrama de bloques de una parte esencial de un portador de datos según una realización de la invención.
La Fig. 2 muestra, de manera análoga a la Fig. 1, una parte de un portador de datos según una segunda realización de la invención.
La Fig. 1 muestra un portador 1 de datos. El portador 1 de datos está formado para la comunicación sin contactos con una estación de comunicación, que no se muestra en la Fig. 1, ya que no es esencial para describir la invención. El portador 1 de datos incluye una bobina 4 que tiene dos terminales 4A y 4B y con los cuales puede establecerse una comunicación con un sistema de comunicación en una manera inductiva.
El portador 1 de datos incluye además un módulo 2. El módulo 2 comprende dos terminales 10 y 15, a los que se conectan los terminales 4A y 4B de la bobina 4. El módulo 2 incluye además un circuito integrado 3. El circuito integrado 3 comprende un primer contacto 20, que está conectado, en una manera eléctricamente conductora, al primer terminal 10 de módulo del módulo 2 mediante una conexión 40 eléctricamente conductora. El circuito integrado comprende además un segundo contacto 25 que está conectado, en una manera eléctricamente conductora, al segundo terminal 15 del módulo 2 mediante una conexión 45 eléctricamente conductora. El circuito integrado 3 comprende además medios de procesamiento 5 que están conectados a los dos contactos 20 y 25 del circuito integrado 3 y comprende todos los medios esenciales requeridos para una comunicación con un sistema de comunicación.
En el circuito integrado 3 hay un condensador 35 principal integrado dispuesto en paralelo a los dos contactos 20 y 25 del circuito integrado 3, cuyo condensador 35 principal integrado está conectado directamente, en una manera eléctricamente conductora, a uno de los dos contactos 20 y 25 mediante cada uno de sus dos electrodos 35A y 35B. Junto con la bobina 4, el condensador 35 principal integrado constituye un circuito resonante paralelo cuya frecuencia de resonancia debería corresponderse a la frecuencia f_{0} de una señal de comunicación que ocurre durante una comunicación con la estación de comunicación (no mostrada). Debido a que la capacidad del condensador 35 principal integrado está sometida a una tolerancia definida por la fabricación, la frecuencia de resonancia del circuito resonante paralelo está definida asimismo por la tolerancia, lo cual es una desventaja y es, por lo tanto, no deseable.
De manera ventajosa, el circuito integrado 3 comprende una pluralidad de condensadores adicionales integrados, de los cuales sólo se muestran un primer condensador 32 adicional y un último condensador 31 adicional en la Fig. 1. Para cada condensador 31, 32 adicional, solo hay previsto un contacto adicional 23, 24 en este caso. Un primer electrodo 31B, 32B de cada condensador 31, 32 adicional está conectado, en una manera eléctricamente conductora, a un contacto 23, 24 adicional, respectivamente. Un segundo electrodo 31A, 32A de cada condensador 31, 32 adicional está conectado internamente en el circuito integrado 3 al condensador 35 principal integrado, en este caso al segundo electrodo 35A del condensador 35 principal integrado, de manera que los segundos electrodos 31A y 32A están también conectados, en una manera eléctricamente conductora, al contacto 20 conectado al segundo electrodo 35A.
En la descripción siguiente se explicará con qué medios simples se consigue una restricción del intervalo de tolerancia del condensador 35 principal integrado, mientras que la frecuencia de resonancia del circuito resonante paralelo está fijada exactamente.
El método que se describe a continuación en la presente memoria está definido por los elementos característicos de la invención.
En la fabricación de un módulo 2 o un portador 1 de datos, se usa un circuito integrado 3 para realizar, por ejemplo, un módulo 2, mientras que se usa un bastidor de conexiones metálico, en el que el módulo 2 tiene dos terminales
10 y 15.
Se supone que la capacidad nominal C_{nom} del condensador 35 principal integrado del circuito integrado 3 es de C_{nom} = 100 nF en los dos contactos 20 y 25 del circuito integrado 3.
Se supone que el intervalo de tolerancia definido por la fabricación de la capacidad es de TB = \pm 10%. La capacidad efectiva del condensador 35 principal integrado puede escribirse, por lo tanto, como se indica a continuación:
1
Esto significa que, cuando no se toman medidas específicas, la capacidad efectiva entre un valor límite superior C_{eff}^{OG} = 110 nF y un valor límite inferior C_{eff}^{UG} = 90 nF está presente en los dos contactos 20 y 25 y los dos terminales 10 y 15 de módulo, respectivamente.
Se supone además que el condensador 35 principal integrado actual del circuito integrado 3 tiene una capacidad que está reducida en un factor F con respecto a la capacidad efectiva. Se supone, por ejemplo, que F = 0,95. Entonces, se obtiene una nueva capacidad efectiva:
2
Por lo tanto, teniendo en cuenta la tolerancia definida por la fabricación de la capacidad con TB = \pm 10%, se cumple que
3
En otras palabras, esto significa que en el caso de una medida de la capacidad del condensador 35 principal integrado, debe tomarse en cuenta una fluctuación de la capacidad efectiva entre un valor límite superior C_{eff}^{*OG} = 104,5 nF y un valor límite inferior C_{eff}^{*UG} = 85,5 nF en los dos contactos 20 y 25.
Durante la fabricación del módulo 2 y el portador 1 de datos, se mide la capacidad del condensador 35 principal integrado. Cuando esta capacidad entre los dos contactos 20 y 25 cae por debajo de un valor umbral CS de la capacidad, el primer electrodo 32B del primer condensador 32 adicional se conecta, en una manera eléctricamente conductora, del terminal 24 adicional del circuito integrado al segundo terminal 15 de módulo mediante una conexión 44 eléctricamente conductora. Debido a que el segundo electrodo 32A del primer condensador 32 adicional está conectado internamente al condensador 35 principal integrado, se provee una disposición paralela del condensador 35 principal integrado con el primer condensador 32 adicional. El primer condensador 32 adicional tiene una fracción de la capacidad nominal del condensador 35 principal integrado. Por ejemplo, se supone que el primer condensador 32 adicional tiene un valor \DeltaC_{1}, concretamente,
4
Bajo estas condiciones supuestas en esta conexión, se obtiene un nuevo valor límite inferior de
5
en vez del valor límite de 85,5 nF determinado previamente en la medición. El valor umbral CS está fijo, por ejemplo, a un valor de CS = 94,5 nF.
Finalmente, en general se cumple que la reducción de la capacidad del condensador 35 principal integrado en un factor F (0 < F < 1) con respecto a la capacidad nominal del condensador 35 principal integrado lleva a una restricción del intervalo de tolerancia superior y a una extensión del intervalo de tolerancia inferior. Debido a la disposición paralela de un condensador adicional, cuya capacidad \DeltaC es una fracción K de la capacidad nominal del condensador 35 principal integrado, se consigue una restricción del intervalo de tolerancia inferior, si es necesario. En el ejemplo explicado, se ha conseguido, en base al procedimiento descrito, que la capacidad efectiva en los dos terminales 10 y 15 de módulo tenga un intervalo de tolerancia de solo \pm4,5%, particularmente debido a la disposición paralela opcional del pri-
mer condensador 32 adicional dependiendo de si la capacidad medida excede o es inferior al valor umbral CS fijo.
Las relaciones siguientes para una disposición en paralelo de un condensador adicional se proporcionan más adelante, a modo de ejemplo
6
En estas relaciones, G representa el intervalo de tolerancia deseado (en %) y n representa el intervalo de tolerancia (en %) definido por la fabricación. G puede seleccionarse adecuadamente entre el valor límite superior n y un valor límite inferior G_{UG}, en el que se cumple, por ejemplo, para G_{UG}
7
La relación siguiente se cumple para el valor umbral CS
8
Debería notarse que, al igual que el condensador principal, un condensador adicional puede tener una tolerancia definida por la fabricación que consiguientemente debería ser tenida en cuenta.
Será evidente para las personas con conocimientos en la materia que puede conseguirse una mejora para un intervalo de tolerancia restringido previsto usando no solo el primer condensador 32 adicional sino una pluralidad de condensadores adicionales, por ejemplo, también el último condensador 31 adicional. De manera análoga al procedimiento descrito anteriormente en esta memoria, pueden añadirse así, una pluralidad de condensadores adicionales mediante una disposición paralela opcional con el condensador 35 principal integrado, tal como se indica por medio de una conexión 46 eléctricamente conductora indicada mediante una línea de puntos y rayas en la Fig. 1. Las capacidades \DeltaC de los condensadores adicionales son seleccionadas para que sean de diferentes valores, de manera que la selección adecuada de los valores más favorables de los condensadores adicionales lleve a una capacidad global óptima para que puedan conseguirse condiciones óptimas para un comportamiento óptimo de transmisión.
El portador 1 de datos, mostrado en la Fig. 2, es una modificación del portador 1 de datos mostrado en la Fig. 1, en el que hay previstos también condensadores 31 y 32 adicionales pero cuyos segundos electrodos 31A y 32A no están conectados internamente al segundo electrodo 35A del condensador 35 principal integrado, sino a dos contactos 21 y 22 adicionales separados del circuito integrado 3.

Claims (5)

1. Módulo (2) que comprende
- terminales (10, 15) de módulo a los que puede conectarse una bobina (4), y
- un circuito integrado (3) que comprende
i)
un condensador (35) principal integrado que está conectado a dos terminales de contacto (20, 25) del circuito integrado (3),
pudiendo conectarse cada terminal de contacto (20, 25), en una manera eléctricamente conductora, a dicha bobina (4) mediante los terminales (10, 15) de módulo y mediante una conexión (40, 45) eléctricamente conductora, y
ii)
al menos un condensador (31, 32) adicional integrado que está conectado al menos a un terminal de contacto adicional (23, 24; 21, 22, 23, 24) del circuito integrado (3),
pudiendo conectarse cada terminal de contacto adicional (23, 24; 21, 22, 23, 24), en una manera eléctricamente conductora, a dicha bobina (4) mediante los terminales (15; 10, 15) de módulo y mediante una conexión eléctricamente conductora (44, 46; 41, 44),
caracterizado porque
el condensador (35) principal y el al menos un condensador (31, 32) adicional integrado pueden conectarse eléctricamente en paralelo entre ellos fuera del circuito integrado (3).
2. Módulo (2) según la reivindicación 1, en el que el al menos un condensador (31, 32) adicional integrado tiene una fracción de la capacidad nominal del condensador (35) principal integrado.
3. Módulo (2) según la reivindicación 1, en el que el circuito integrado (3) comprende una pluralidad de condensadores (31, 32) adicionales integrados que están conectados a una pluralidad de terminales de contacto (23, 24; 21, 22, 23, 24) adicionales del circuito integrado (3), pudiendo conectarse cada terminal de contacto (23, 24; 21, 22, 23, 24) adicional de entre dicha pluralidad de terminales de contacto (23, 24; 21, 22, 23, 24) adicionales, en una manera eléctricamente conductora, a los terminales (10, 15) de módulo mediante una conexión eléctricamente conductora (44, 46; 41, 44).
4. Módulo (2) según la reivindicación 1, en el que el circuito integrado (3) comprende una pluralidad de condensadores (31, 32) adicionales integrados y cada condensador (31, 32) adicional comprende solo un terminal de contacto (23, 24) adicional, y en el que un primer electrodo (31B, 32B) de cada condensador (31, 32) adicional esta conectado a un terminal de contacto (23, 24) adicional, y en el que un segundo electrodo (31A, 32A) de cada condensador (31, 32) adicional está conectado internamente en el circuito integrado (3) al condensador (35) principal integrado.
5. Portador (1) de datos que comprende
- un módulo según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, y
- la bobina (4), en el que la bobina (4) comprende dos terminales (4A, 4B) de bobina conectados a los terminales (10, 15) de módulo.
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