FR2879378A1 - Radio frequency signal transmission method for electromagnetic transponder system, involves controlling gain of transmitter amplifier by microcontroller to control modulation factor of transmission signal - Google Patents
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Abstract
Description
ADAPTATION D'UN EMETTEUR EN MODULATION D'AMPLITUDEADAPTATION OF A TRANSMITTER IN AMPLITUDE MODULATION
Domaine de l'invention La présente invention concerne de façon générale les transmissions radiofréquence en modulation d'amplitude et, plus particulièrement, les transmissions effectuées avec un taux de modulation inférieur à l'unité. Field of the Invention The present invention generally relates to amplitude modulated radio frequency transmissions and, more particularly, to transmissions with a modulation rate of less than unity.
Un exemple d'application de la présente invention concerne les systèmes à transpondeurs électromagnétiques dans lesquels une porteuse haute fréquence est modulée au moins en amplitude par un terminal pour une transmission vers un transpondeur électromagnétique, par exemple porté par une carte à puce, dans le champ du terminal. An exemplary application of the present invention relates to electromagnetic transponder systems in which a high frequency carrier is modulated at least in amplitude by a terminal for transmission to an electromagnetic transponder, for example carried by a smart card, in the field of the terminal.
Exposé de l'art antérieur Les systèmes pour transpondeurs électromagnétiques sont basés sur la coopération entre un circuit oscillant côté terminal de lecture-écriture et un circuit résonnant côté transpondeur électromagnétique (généralement un élément portable), pour échanger des informations en utilisant un champ haute fréquence rayonné par le circuit oscillant du terminal. Le plus souvent, la porteuse haute fréquence sert également de porteuse de téléalimentation fournissant l'énergie d'alimentation du transpondeur. DISCUSSION OF THE PRIOR ART Systems for electromagnetic transponders are based on the cooperation between a terminal-read-write oscillating circuit and an electromagnetic transponder-side resonant circuit (generally a portable element), for exchanging information using a high frequency field. radiated by the oscillating circuit of the terminal. Most often, the high frequency carrier also serves as a remote power carrier providing the power supply of the transponder.
De tels systèmes sont décrits par exemple dans les brevets américains N 6,031,319 et 6,703,921. Such systems are described, for example, in US Pat. Nos. 6,031,319 and 6,703,921.
Un exemple d'application de l'invention concerne les systèmes à transpondeur basés sur des normes ISO 14443 et 15693 selon lesquelles la porteuse de téléalimentation rayonnée par le terminal est de 13,56 MHz, tandis qu'une sous-porteuse de rétromodulation peut être utilisée par les transpondeurs pour émettre des informations vers le terminal avec une fréquence de 847,5 kHz. Cette sous-porteuse n'est toutefois pas toujours présente selon les applications (de ces normes ou non). Dans le sens terminal vers transpondeur, la porteuse est modulée en amplitude avec un taux de modulation généralement de l'ordre de 10 % avec un débit de l'ordre de 106 kbits/seconde. Le taux de modulation se définit comme étant la différence d'amplitudes entre la transmission d'un état 1 et la transmission d'un état 0, divisée par la somme de ces amplitudes. An exemplary application of the invention relates to transponder systems based on ISO 14443 and 15693 standards according to which the remote power supply carrier radiated by the terminal is 13.56 MHz, while a back modulation subcarrier can be used by the transponders to transmit information to the terminal with a frequency of 847.5 kHz. This sub-carrier is however not always present according to the applications (of these standards or not). In the terminal direction to transponder, the carrier is modulated in amplitude with a modulation rate generally of the order of 10% with a rate of the order of 106 kbit / second. The modulation rate is defined as the difference in amplitudes between the transmission of a state 1 and the transmission of a state 0, divided by the sum of these amplitudes.
En fait, les normes fixent une plage de taux de modulation acceptables que les transpondeurs sont censés être capables d'interpréter, et que les terminaux sont censés respecter. Cette plage est, dans le cas des normes mentionnées ci-dessus, comprise entre 8 et 14 %. In fact, the standards set a range of acceptable modulation rates that transponders are expected to be able to interpret, and that the terminals are expected to meet. This range is, in the case of the standards mentioned above, between 8 and 14%.
La figure 1 représente, de façon très schématique et sous forme de blocs, un exemple de système à transpondeur électromagnétique auquel s'applique l'invention. Un transpondeur 1 ('l'x) est destiné à être placé dans le champ électromagnétique d'un terminal 2 (TERM) dont un élément inductif L2 d'un circuit oscillant émet un rayonnement haute fréquence que capte une antenne L1 du transpondeur 1. FIG. 1 very schematically shows in the form of blocks an example of an electromagnetic transponder system to which the invention applies. A transponder 1 ('x') is intended to be placed in the electromagnetic field of a terminal 2 (TERM) of which an inductive element L2 of an oscillating circuit emits a high-frequency radiation picked up by an antenna L1 of the transponder 1.
La figure 2 représente, de façon très schématique et en partie sous forme de blocs, un exemple d'architecture classique d'un transpondeur électromagnétique 1, destiné à communiquer avec un terminal de lecture-écriture (non représenté en figure 2). Le transpondeur comporte un circuit oscillant 10, constitué d'un élément inductif Ll formant antenne, en parallèle avec un condensateur Cl aux bornes d'entrée alternative d'un pont de redressement 11. Les bornes de sortie redressée du pont 11 sont reliées par un condensateur de stockage Cs. FIG. 2 very schematically shows, in part in the form of blocks, an example of a conventional architecture of an electromagnetic transponder 1 intended to communicate with a read / write terminal (not shown in FIG. 2). The transponder comprises an oscillating circuit 10 consisting of an inductive element L1 forming an antenna, in parallel with a capacitor C1 to the AC input terminals of a rectifying bridge 11. The rectified output terminals of the bridge 11 are connected by a storage capacitor Cs.
Le signal capté lorsque le transpondeur 1 est dans le champ d'un terminal est utilisé, d'une part, pour extraire une tension d'alimentation Vdd des circuits du transpondeur, généralement au moyen d'un régulateur 12 (REG) et, d'autre part, pour décoder les éventuelles informations transmises par le terminal. Pour ce faire, le transpondeur comporte un circuit de démodulation d'amplitude comportant, par exemple: un filtre formé d'une résistance R5 reliant la sortie du pont 11 à une première électrode d'un condensateur C3 dont l'autre électrode est connectée à la masse (deuxième borne de sortie du pont 1) ; un condensateur C4 véhiculant la composante alternative 15 de sortie du filtre précédent; une résistance R6 reliant l'électrode du condensateur C4 opposée au filtre à une première électrode d'un condensateur C5 dont l'autre électrode est connectée à la masse; deux comparateurs 13 et 14 du signal prélevé sur la 20 deuxième électrode du condensateur C4 à deux seuils Vdd/2-refl et Vdd/2+ref1; et une bascule 15 de type RS, dont les entrées S de mise à un et R de remise à zéro reçoivent les sorties respectives des comparateurs 13 et 14 et dont la sortie D fournit l'état détecté (démodulé) à un circuit d'interprétation numérique 16 (par exemple, une unité arithmétique et logique UART). The signal picked up when the transponder 1 is in the field of a terminal is used, on the one hand, to extract a supply voltage Vdd from the transponder circuits, generally by means of a regulator 12 (REG) and, on the other hand, to decode any information transmitted by the terminal. To do this, the transponder comprises an amplitude demodulation circuit comprising, for example: a filter formed of a resistor R5 connecting the output of the bridge 11 to a first electrode of a capacitor C3 whose other electrode is connected to the mass (second output terminal of bridge 1); a capacitor C4 carrying the alternating component 15 of the output of the preceding filter; a resistor R6 connecting the electrode of the capacitor C4 opposite the filter to a first electrode of a capacitor C5 whose other electrode is connected to ground; two comparators 13 and 14 of the signal taken from the second electrode of capacitor C4 with two thresholds Vdd / 2-refl and Vdd / 2 + ref1; and an RS type flip-flop 15, whose reset inputs S and R reset receive the respective outputs of the comparators 13 and 14 and whose output D provides the detected (demodulated) state to an interpretation circuit digital 16 (for example, an arithmetic unit and logic UART).
Les seuils Vdd/2-refl et Vdd/2+refl sont fixés par un pont diviseur constitué de quatre éléments résistifs R1, R2, R3 et R4 en série entre deux bornes d'application de la tension Vdd, les résistances R1 et R4 étant de même valeur et les résistances R2 et R3 étant de même valeur de sorte que le pont fixe, par l'intermédiaire de la résistance R6, un potentiel proportionnel à la moitié Vdd/2 de la tension d'alimentation Vdd. Thresholds Vdd / 2-refl and Vdd / 2 + refl are fixed by a divider bridge consisting of four resistive elements R1, R2, R3 and R4 in series between two terminals for applying the voltage Vdd, the resistors R1 and R4 being of the same value and the resistors R2 and R3 are of the same value so that the fixed bridge, through the resistor R6, a potential proportional to the half Vdd / 2 of the supply voltage Vdd.
Le rôle de l'élément résistif R6 est de reporter, sur le point de prélèvement du signal à interpréter, la valeur Vdd/2 de façon à centrer les variations dues aux fronts de changement d'état de l'enveloppe du signal modulé en amplitude. The role of the resistive element R6 is to transfer the Vdd / 2 value to the sampling point of the signal to be interpreted so as to center the variations due to the edges of change of state of the envelope of the modulated signal in amplitude. .
Un démodulateur tel que représenté en figure 2 est décrit, par exemple, dans le brevet américain N 6 031 419. A demodulator as shown in Figure 2 is described, for example, in U.S. Patent No. 6,031,419.
Pour simplifier la représentation de la figure 2, on a tenu compte uniquement de la partie réception du transpondeur. En particulier, les éléments de rétromodulation permettant de modifier la charge constituée par le transpondeur dans le champ électromagnétique d'un terminal pour une transmission dans le sens transpondeur vers terminal n'ont pas été représentés. To simplify the representation of FIG. 2, only the reception part of the transponder has been taken into account. In particular, the retromodulation elements making it possible to modify the load constituted by the transponder in the electromagnetic field of a terminal for transmission in the transponder-to-terminal direction have not been represented.
Les figures 3A, 3B, 3C et 3D illustrent le fonctionnement du démodulateur représenté en figure 2. La figure 3A représente un exemple d'allure d'un signal émis par un terminal à destination du transpondeur 1. La figure 3B illustre l'allure du signal reçu en sortie du pont redresseur 11 (en amont du filtre 13). La figure 3C illustre l'allure du signal appliqué sur les entrées de comparaison des comparateurs 13 et 14 (par exemple, l'entrée non-inverseuse du comparateur 13 et l'entrée inverseuse du comparateur 14) et les seuils de comparaison fixés par les résistances Rl, R2, R3 et R4 (par exemple, Vdd/2+refl au dessus de la moitié de la tension Vdd et Vdd/2-refl en dessous). La figure 3D illustre le résultat fourni par la sortie D de la bascule 15. FIGS. 3A, 3B, 3C and 3D illustrate the operation of the demodulator shown in FIG. 2. FIG. 3A represents an example of the appearance of a signal transmitted by a terminal to the transponder 1. FIG. 3B illustrates the speed of the signal received at the output of the rectifier bridge 11 (upstream of the filter 13). FIG. 3C illustrates the shape of the signal applied to the comparison inputs of the comparators 13 and 14 (for example, the non-inverting input of the comparator 13 and the inverting input of the comparator 14) and the comparison thresholds set by the comparators resistors R1, R2, R3 and R4 (for example, Vdd / 2 + refl above half the voltage Vdd and Vdd / 2-refl below). FIG. 3D illustrates the result provided by the output D of the flip-flop 15.
Couune l'illustre la figure 3A, la porteuse (par exemple à 13,56 MHz) est modulée en amplitude avec un taux de modulation selon l'état du bit transmis. Le rythme de la modulation d'amplitude est inférieur à la fréquence de la porteuse. On peut considérer arbitrairement que l'état haut (niveau a) correspond à un état 1, tandis que l'état bas (niveau b) correspond à un état O. Le taux de modulation (a-b/a+b) a été exagéré en figure 3A. Il est en pratique inférieur à 20 dans la norme ISO 14443, type B. Comme l'illustre la figure 3B, une fois redressé et filtré par les éléments R5 et C3, le signal se trouve, en principe, au-dessus ou en dessous de sa valeur moyenne selon l'état 1 ou 0 du bit transmis. As illustrated in FIG. 3A, the carrier (for example at 13.56 MHz) is amplitude modulated with a modulation rate according to the state of the bit transmitted. The rhythm of the amplitude modulation is lower than the frequency of the carrier. We can arbitrarily consider that the high state (level a) corresponds to a state 1, while the low state (level b) corresponds to a state O. The modulation rate (ab / a + b) has been exaggerated in Figure 3A. It is in practice less than 20 in ISO 14443, type B. As illustrated in FIG. 3B, once it has been straightened and filtered by elements R5 and C3, the signal is, in principle, above or below its average value according to state 1 or 0 of the transmitted bit.
Comme l'illustre la partie gauche de la figure 3C, le condensateur C4 filtre la composante continue de sorte que le signal appliqué sur les entrées de comparaison des comparateurs 13 et 14 ne comporte, autour de la valeur Vdd/2, que des fronts lors des changements d'état. As illustrated in the left-hand part of FIG. 3C, the capacitor C4 filters the DC component so that the signal applied to the comparison inputs of the comparators 13 and 14 has only edges around the value Vdd / 2. state changes.
Cousue l'illustre la figure 3D, les comparateurs 13 et 14 détectent quand le signal sort de la fenêtre définie par les seuils Vdd/2- refl et Vdd/2+refl, et la bascule 15 fournit un état 0 ou 1 selon le sens du front détecté. Sewn as shown in FIG. 3D, comparators 13 and 14 detect when the signal leaves the window defined by the thresholds Vdd / 2- refl and Vdd / 2 + refl, and flip-flop 15 provides a state 0 or 1 depending on the direction. of the detected forehead.
Toutefois, si le terminal n'est pas capable de maintenir un taux de modulation suffisant (en pratique, d'au moins une dizaine de pourcent), on risque des erreurs d'interprétation sous l'effet du bruit, les écarts entre les niveaux reçus et les seuils devenant trop faibles. A l'extrême, les seuils peuvent encadrer le signal reçu dans les deux états 0 et 1. However, if the terminal is not able to maintain a sufficient modulation rate (in practice, of at least ten percent), there is a risk of errors of interpretation due to the effect of the noise, the differences between the levels. received and the thresholds becoming too weak. At the extreme, the thresholds can frame the signal received in the two states 0 and 1.
Ce phénomène est illustré par les parties droites des figures 3A à 3D qui représentent le cas d'un signal entre des amplitudes a' et b' définissant un taux de modulation plus faible qu'en partie gauche. Comme l'illustrent les figures 3B et 3C, d'éventuels bruits sont susceptibles de sortir de la plage définie par les seuils Vdd/2-refl et Vdd/2+refl quel que soit l'état du bit transmis, engendrant des détections erronées (figure 3D). This phenomenon is illustrated by the straight portions of FIGS. 3A to 3D which represent the case of a signal between amplitudes a 'and b' defining a lower modulation rate than in the left part. As illustrated in FIGS. 3B and 3C, any noises are likely to leave the range defined by the thresholds Vdd / 2-refl and Vdd / 2 + refl regardless of the state of the transmitted bit, resulting in erroneous detections. (figure 3D).
Le problème ci-dessus est de plus en plus présent en raison de la multiplication des types de terminaux et des types de transpondeurs qui sont censés coopérer les uns avec les autres. En effet, selon la fabrication et l'architecture du terminal et/ou du transpondeur, leurs caractéristiques de fonctionnement respectives sont susceptibles d'influencer l'autre élément de transmission (transpondeur ou terminal) d'une 10 façon différente. De plus, l'environnement dans lequel se trouvent le terminal et le transpondeur peut également influer sur le champ électromagnétique et sur le taux de modulation effectivement transmis par le terminal. The above problem is more and more present due to the multiplication of terminal types and types of transponders which are supposed to cooperate with each other. Indeed, depending on the manufacture and architecture of the terminal and / or the transponder, their respective operating characteristics are likely to influence the other transmission element (transponder or terminal) in a different way. In addition, the environment in which the terminal and the transponder are located can also affect the electromagnetic field and the modulation rate actually transmitted by the terminal.
En pratique, les terminaux sont réglés dans une phase de caractérisation pour que leur taux de modulation soit, dans les normes susmentionnées, compris entre 8 et 14 Toutefois, en fonctionnement réel, ce taux est susceptible de varier pour les raisons invoquées ci-dessus et de devenir indétectable par un transpondeur. In practice, the terminals are set in a characterization phase so that their modulation rate is, in the aforementioned standards, between 8 and 14 However, in actual operation, this rate is likely to vary for the reasons given above and to become undetectable by a transponder.
Le fait qu'un transpondeur ne parvienne pas à interpréter les données reçues par un terminal, constitue un premier inconvénient. The fact that a transponder fails to interpret the data received by a terminal is a first disadvantage.
Un deuxième inconvénient est que le terminal ne recevant pas de réponse du transpondeur sait qu'il n'a pas été compris, mais il ne sait pas pourquoi. En particulier, d'autres dysfonctionnements peuvent entraîner une mauvaise détection du signal par le transpondeur, sans que cela soit lié au taux de modulation. A second drawback is that the terminal receiving no transponder response knows that it was not understood, but he does not know why. In particular, other malfunctions may lead to a poor detection of the signal by the transponder, without this being related to the modulation rate.
Il serait souhaitable que le terminal puisse modifier en temps réel le taux de modulation du signal qu'il émet afin que celui-ci puisse être capté correctement par un transpondeur. It would be desirable for the terminal to be able to modify in real time the modulation rate of the signal it emits so that it can be correctly picked up by a transponder.
Le réglage du taux de modulation ne constitue pas une difficulté pratique dans la mesure où les terminaux sont généralement équipés de microprocesseurs pour régler les circuits d'émission-réception et que cette capacité de réglage existe déjà le plus souvent pour la phase de caractérisation du terminal. Toutefois, les terminaux ne sont aujourd'hui pas capables de régler ce taux de modulation en temps réel, car ils ne disposent pas d'une information cohérente sur la raison qui entraîne une absence de réception correcte par un transpondeur. The adjustment of the modulation ratio does not constitute a practical difficulty insofar as the terminals are generally equipped with microprocessors for adjusting the transceiver circuits and this tuning capacity already exists most often for the phase of characterizing the terminal. . However, the terminals are not currently able to adjust this rate of modulation in real time because they do not have consistent information on the reason that results in a lack of correct reception by a transponder.
On utilise la notion de taux de modulation pour caractériser la différence d'amplitudes entre les états 0 et 1 transmis en modulation d'amplitude. Toutefois, d'autres paramètres comme, par exemple, l'index de modulation qui correspond au rapport (a/b) entre les deux amplitudes sont parfois utilisés. Faire référence à ces paramètres reviendrait au même, cela ne constituerait que d'autres manières d'exposer le problème. Résumé de l'invention La présente invention vise à pallier tout ou partie des inconvénients des systèmes connus de transmission par modulation d'amplitude sur charge variable. The notion of modulation rate is used to characterize the amplitude difference between the 0 and 1 states transmitted in amplitude modulation. However, other parameters such as, for example, the modulation index corresponding to the ratio (a / b) between the two amplitudes are sometimes used. To refer to these parameters would be the same, it would only be another way of exposing the problem. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention aims at overcoming all or part of the disadvantages of known variable-amplitude amplitude modulation transmission systems.
L'invention vise notamment à détecter une insuffisance de taux de modulation. The invention aims in particular to detect a lack of modulation rate.
L'invention vise également à proposer une solution dans laquelle cette détection s'effectue indépendamment du récepteur. The invention also aims to propose a solution in which this detection is carried out independently of the receiver.
L'invention vise également à proposer une solution particulièrement adaptée aux systèmes à transpondeur électro-15 magnétique. The invention also aims to propose a solution that is particularly suitable for electro-magnetic transponder systems.
Pour atteindre tout ou partie de ces objets ainsi que d'autres, la présente invention prévoit un procédé d'émission radiofréquence en modulation d'amplitude, consistant à asservir le taux de modulation. To achieve all or part of these objects as well as others, the present invention provides a method of radio frequency transmission in amplitude modulation, consisting of slaving the modulation rate.
Selon un mode de mise en oeuvre de la présente invention, une information représentative du champ d'émission instantané est mesurée pour déterminer une valeur courante d'une grandeur représentative du taux de modulation. According to an embodiment of the present invention, information representative of the instantaneous emission field is measured to determine a current value of a magnitude representative of the modulation rate.
Selon un mode de mise en oeuvre de la présente 25 invention, le gain d'un amplificateur d'émission est asservi pour asservir le taux de modulation. According to an embodiment of the present invention, the gain of a transmission amplifier is slaved to control the modulation rate.
L'invention prévoit également un émetteur radiofréquence en modulation d'amplitude, comportant: un amplificateur d'émission connecté à une antenne 30 d'un circuit oscillant; un élément de mesure d'une information représentative de la puissance dans le circuit oscillant; et un microcontrôleur d'exploitation de cette information pour asservir le taux de modulation. The invention also provides a radio frequency transmitter in amplitude modulation, comprising: a transmission amplifier connected to an antenna 30 of an oscillating circuit; an element for measuring information representative of the power in the oscillating circuit; and a microcontroller operating this information to enslave the modulation rate.
Selon un mode de réalisation de la présente invention, ledit élément de mesure est un transformateur d'intensité mesurant le courant dans l'antenne. According to an embodiment of the present invention, said measuring element is an intensity transformer measuring the current in the antenna.
Selon un mode de réalisation de la présente invention, 5 le microcontrôleur commande le gain de l'amplification d'émission pour asservir le taux de modulation. According to one embodiment of the present invention, the microcontroller controls the gain of the transmit amplification to slave the modulation rate.
Brève description des dessinsBrief description of the drawings
Ces objets, caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres de la présente invention seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite à titre non-limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles: la figure 1 qui a été décrite précédenunent représente, de façon très schématique et sous forme de blocs, un exemple de système à transpondeur électromagnétique du type auquel s'applique préférentiellement la présente invention; la figure 2 qui a été décrite précédemment représente partiellement, de façon très schématique et sous forme de blocs, un exemple d'architecture classique d'un transpondeur électro- maynétique; les figures 3A, 3B, 3C et 3D qui ont été décrites précédemment illustrent le fonctionnement du démodulateur du transpondeur de la figure 2; et la figure 4 représente, de façon très schématique et 25 sous forme de blocs, un mode de réalisation d'un terminal d'un système à transpondeur électromagnétique selon la présente invention. These and other objects, features, and advantages of the present invention will be set forth in detail in the following description of particular embodiments which is non-limiting in connection with the accompanying drawings, in which: FIG. described aboveunent represents, very schematically and in block form, an example of an electromagnetic transponder system of the type to which the present invention preferentially applies; FIG. 2 which has been described above partially and very schematically shows in block form an example of a conventional architecture of an electromechanical transponder; FIGS. 3A, 3B, 3C and 3D which have been previously described illustrate the operation of the transponder demodulator of FIG. 2; and FIG. 4 very schematically shows in block form an embodiment of a terminal of an electromagnetic transponder system according to the present invention.
Description détailléedetailed description
Les mêmes éléments ont été désignés par de mêmes références aux différentes figures. Par souci de clarté, seuls les éléments nécessaires à la compréhension de l'invention ont été représentés et seront décrits par la suite. En particulier, les structures respectives des systèmes numériques (micropro- cesseur ou logique câblée) d'interprétation des données transmises n'ont pas été détaillées, l'invention étant compatible avec les systèmes classiques. The same elements have been designated by the same references in the different figures. For the sake of clarity, only the elements necessary for understanding the invention have been shown and will be described later. In particular, the respective structures of the digital systems (microprocessor or hard-wired logic) for interpreting the transmitted data have not been detailed, the invention being compatible with conventional systems.
La présente invention sera décrite par la suite en relation avec un exemple d'application aux transpondeurs électromagnétiques. On notera toutefois qu'elle s'applique plus généralement à tout système de transmission, notauuient radio-fréquence, en modulation d'amplitude dans lequel une modification du taux de modulation est susceptible d'engendrer des erreurs d'interprétation. The present invention will be described later in connection with an example of application to electromagnetic transponders. However, it will be noted that it applies more generally to any transmission system, including radio frequency, amplitude modulation in which a change in the modulation rate is likely to cause misinterpretation.
La figure 4 représente, de façon schématique et sous forme de blocs, un mode de réalisation d'un terminal 3 d'émission radiofréquence, par exemple une borne de lecture-écriture de transpondeurs électromagnétiques, selon l'invention. FIG. 4 schematically shows in the form of blocks an embodiment of a radiofrequency transmission terminal 3, for example a read-write terminal for electromagnetic transponders, according to the invention.
Pour simplifier, seule la partie émission du terminal en aval d'un amplificateur (souvent associé à un coupleur d'antenne) a été détaillée, la partie codage et modulation pour fournir le signal radiofréquence à émettre n'étant pas modifiée par la mise en oeuvre de l'invention. For simplicity, only the transmission part of the terminal downstream of an amplifier (often associated with an antenna coupler) has been detailed, the coding and modulation part for providing the radiofrequency signal to be transmitted is not modified by the implementation. of the invention.
Un microcontrôleur 31 (pC) génère un signal à émettre, appliqué en entrée d'un amplificateur 32 (A) dont la sortie est reliée à une borne d'un circuit oscillant série comprenant une antenne d'émission L2. En pratique, l'élément inductif L2 formant antenne est en série avec un élément capacitif et un élément résistif, symbolisés par une impédance 34 (Z). A microcontroller 31 (pC) generates a signal to be emitted, applied at the input of an amplifier 32 (A) whose output is connected to a terminal of a series oscillating circuit comprising a transmitting antenna L2. In practice, the inductive antenna element L2 is in series with a capacitive element and a resistive element, symbolized by an impedance 34 (Z).
Dans le mode de réalisation représenté, une information représentative du courant dans l'antenne L2 est extraite du circuit oscillant du terminal pour asservir le taux de modulation du signal émis. Par exemple, cette information est prélevée au moyen d'un transformateur d'intensité 35 (IT), placé en série avec l'enroulement inductif L2. Le transformateur 35 fournit, par exemple, une tension proportionnelle au courant dans l'antenne L2. En variante, l'information relative au courant dans le circuit oscillant est obtenue par une mesure de la tension aux bornes du condensateur qu'il comporte. In the embodiment shown, an information representative of the current in the antenna L2 is extracted from the oscillating circuit of the terminal to control the modulation rate of the transmitted signal. For example, this information is taken by means of an intensity transformer (IT), placed in series with the inductive winding L2. The transformer 35 provides, for example, a voltage proportional to the current in the antenna L2. As a variant, the information relating to the current in the oscillating circuit is obtained by measuring the voltage across the capacitor that it comprises.
Selon un premier mode de réalisation représenté, la tension fournie par le transformateur 35 est convertie en un mot numérique au moyen d'un convertisseur analogique-numérique 37 (ADC) afin d'être exploitée par le microcontrôleur 31. Ce dernier calcule le taux de modulation réel en calculant la différence entre la tension maximale et la tension minimale, la somme de ces deux tensions, et le rapport entre la différence et la somme. De préférence, le taux de modulation calculé est utilisé pour asservir l'amplitude de modulation, par exemple, en modifiant le gain de l'amplificateur d'émission 32. According to a first embodiment shown, the voltage supplied by the transformer 35 is converted into a digital word by means of an analog-digital converter 37 (ADC) in order to be exploited by the microcontroller 31. The latter calculates the actual modulation by calculating the difference between the maximum voltage and the minimum voltage, the sum of these two voltages, and the ratio between the difference and the sum. Preferably, the calculated modulation ratio is used to control the modulation amplitude, for example by modifying the gain of the transmission amplifier 32.
Dans le cas (représenté en traits pleins) d'un amplificateur 32 à conunande de gain numérique, le microcontrôleur 31 commande directement ce gain en fonction du taux de modulation calculé. In the case (represented in solid lines) of an amplifier 32 with digital gain control, the microcontroller 31 directly controls this gain as a function of the calculated modulation rate.
Dans le cas (représenté en pointillés) d'un amplificateur 32 à commande de gain analogique, un signal numérique d'asservissement est fourni par le microcontrôleur 31 à un convertisseur numérique-analogique 38 (DAC) dont la sortie fournit, soit directement un signal analogique de commande de gain de l'amplificateur 32, soit un signal analogique à comparer (comparateur 39) à un seuil TH définissant une consigne d'asservissement pour le gain de l'amplificateur 32. In the case (shown in dotted lines) of an amplifier 32 with analog gain control, a digital servocontrol signal is supplied by the microcontroller 31 to a digital-to-analog converter 38 (DAC) whose output provides either a signal directly analog gain control circuit of the amplifier 32, an analog signal to be compared (comparator 39) to a threshold TH defining a servo setpoint for the gain of the amplifier 32.
Le fait d'asservir le gain de l'amplificateur d'émission suffit à faire varier le taux de modulation. Cette solution tire profit du fait que les amplificateurs d'émission radiofréquence disposent généralement d'une possibilité de réglage de gain qu'exploite alors l'invention. Slaving the gain of the transmit amplifier is enough to vary the modulation rate. This solution takes advantage of the fact that radiofrequency transmission amplifiers generally have a possibility of gain control that the invention then exploits.
En variante, l'information sur le courant dans le circuit oscillant sert au microcontrôleur 31 pour adapter directement (en amont de l'amplificateur 32) les amplitudes respectives des niveaux haut et bas de modulation. En fait, il suffit de disposer d'une information représentative du champ instantané d'émission pour être capable de déterminer si les amplitudes varient suffisamment entre les niveaux haut et bas transmis. In a variant, the information on the current in the oscillating circuit serves the microcontroller 31 to directly adapt (upstream of the amplifier 32) the respective amplitudes of the high and low modulation levels. In fact, it is sufficient to have information representative of the instantaneous emission field to be able to determine if the amplitudes vary sufficiently between the transmitted high and low levels.
Bien entendu, au lieu de calculer le taux de modulation, on pourra calculer tout autre grandeur donnant une information sur la profondeur de modulation, par exemple, l'index de modulation. Of course, instead of calculating the modulation rate, it will be possible to calculate any other quantity giving information on the modulation depth, for example, the modulation index.
La fréquence d'échantillonnage du convertisseur 37 dépend du rythme de la modulation d'amplitude. La connaissance de cette information ne pose pas de problème dans la mesure où elle est contrôlée par le microcontrôleur 31. The sampling frequency of the converter 37 depends on the rhythm of the amplitude modulation. The knowledge of this information is not a problem insofar as it is controlled by the microcontroller 31.
La périodicité de l'asservissement est à choisir en 10 fonction de l'application, par exemple, en tenant compte de l'occupation du microcontrôleur. The periodicity of the servocontrol is to be chosen according to the application, for example, taking into account the occupation of the microcontroller.
Un avantage de la présente invention est qu'un asservissement de l'amplitude de modulation améliore la fiabilité de la détection par le récepteur. An advantage of the present invention is that a slaving of the modulation amplitude improves the reliability of the detection by the receiver.
Un autre avantage de la présente invention est qu'elle ne nécessite aucune modification des transpondeurs. Another advantage of the present invention is that it does not require any modification of the transponders.
Bien entendu, la présente invention est susceptible de diverses variantes et modifications qui apparaîtront à l'homme de l'art. En particulier, la mise en oeuvre pratique de l'invention à partir des indications fonctionnelles données ci-dessus est à la portée de l'homme du métier en utilisant des outils classiques. De plus, la transposition de l'invention à une autre application que des transpondeurs électromagnétiques pour résoudre des problèmes de taux de modulation est également à la portée de l'homme du métier. En outre, bien que l'invention ait été décrite en utilisant un vocabulaire correspondant plus à une réalisation matérielle, sa mise en oeuvre pourra faire appel partiellement ou totalement à des moyens logiciels. Of course, the present invention is susceptible of various variations and modifications which will be apparent to those skilled in the art. In particular, the practical implementation of the invention based on the functional indications given above is within the abilities of those skilled in the art using conventional tools. In addition, the transposition of the invention to another application that electromagnetic transponders to solve modulation rate problems is also within the reach of the skilled person. In addition, although the invention has been described using a vocabulary corresponding more to a hardware embodiment, its implementation may appeal partially or totally to software means.
Claims (6)
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| FR0452953A FR2879378A1 (en) | 2004-12-14 | 2004-12-14 | Radio frequency signal transmission method for electromagnetic transponder system, involves controlling gain of transmitter amplifier by microcontroller to control modulation factor of transmission signal |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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| FR2879378A1 true FR2879378A1 (en) | 2006-06-16 |
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Country Status (1)
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO2010120252A1 (en) | 2009-04-14 | 2010-10-21 | Austriamicrosystems Ag | Method and circuit for amplitude modulation of a carrier signal with a specified modulation factor |
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2004
- 2004-12-14 FR FR0452953A patent/FR2879378A1/en not_active Withdrawn
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