JP2002033680A - 読み出し機の場における電磁気トランスポンダの存在の確認 - Google Patents
読み出し機の場における電磁気トランスポンダの存在の確認Info
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Abstract
進入したトランスポンダから受信するデータの復調ギャ
ップに対して鈍感にする新規な制御方法を提供するこ
と。 【解決手段】 発振回路の電流と発振回路にかかる電圧
とにリンクした電流変数値を所定の値と比較して電磁場
内のトランスポンダの存在を検出することを含み、発振
回路の信号位相を制御するための回路を備えた、発振回
路を励起する信号を使用する電磁場発生ターミナルを制
御するための方法。
Description
ンダ、すなわち、読み出しおよび/または書き込みター
ミナルと呼ばれる、(一般には固定されている)ユニッ
トによって、無接触かつ無線の方法で、応答信号電波を
発信することができる(一般には移動できる)無線機を
用いたシステムに関する。一般に、トランスポンダは、
内蔵されている電子回路に必要な電力供給を、読み出し
および書き込みターミナルのアンテナによって放射され
る高周波場から抽出している。
出し/書き込みターミナル1とトランスポンダ10との
間のデータ交換システムの従来例を図式的に示す。
ンテナカプラ3の出力ターミナル2と、参照用電位(一
般に、アース)にあるターミナル4との間の、コンデン
サC1と抵抗R1を直列に接続したインダクタンスL1
で構成される直列発振回路で、基本的に構成される。ア
ンプ3は、変調器(MOD1)5より供給される高周波
伝送信号Eを受信し、この変調器5は、参照周波数(信
号OSC)を、例えば、(図示されない)水晶発振器か
ら受信する。変調器5は、必要なら、伝送されるデータ
信号Txを受信し、ターミナルからのデータ伝送がない
状態では、トランスポンダに遠隔に供給するよう適合さ
れた高周波搬送波(例えば、13.56MHz)を供給
する。受信モードにおいては、ターミナル1は復調器
(DEMOD1)6を利用し、この復調器6は、トラン
スポンダ10によって発生した負荷の変動を高周波信号
の上で検出するために使用される。復調器6は、例え
ば、コンデンサC1のターミナル7および4にかかる電
圧を取り出し、復調後の受信されるデータの信号Rxを
供給する。
ル1に接続される。これらの回路の中には、とりわけ、
制御信号とデータを処理するためのマイクロプロセッサ
に、ほとんどの場合、基づいて受信されるデータを制御
および活用するための回路が含まれている。これらの回
路は、一般に、図示されない別の入力/出力回路(キー
ボード、スクリーン、プロバイダへの伝送手段など)お
よび/または処理回路と通信する。読み出し/書き込み
ターミナルの回路は、それらの動作に必要な電力を、例
えば電力供給システムまたは電池に接続された(図示さ
れない)供給回路から引き出す。
トランスポンダ10は、基本的に、制御および処理回路
13の2つの入力ターミナル11、12の間に、コンデ
ンサC2と並列になったインダクタンスL2から構成さ
れる並列発振回路を含む。ターミナル11、12は、実
際には、(図示されない)整流手段の入力に接続され、
この整流手段の出力は、トランスポンダ内部の回路の直
流電源供給ターミナルを構成する。これらの回路は、一
般に、接続15を介して他の要素(例えば、メモリー)
と通信できるマイクロプロセッサ14(P)を基本的に
含む。トランスポンダ10は、さらに、ターミナル1か
ら受信される信号の復調器(DEMOD2)16を含
み、これは、信号Rx’を回路14に供給し、かつ、回
路14からそれが受信するデータTx’をターミナル1
に伝送するために、信号Rx’を変調器(MOD2)1
7に供給する。
路は、一般に、ターミナルの発振回路の励起信号の周波
数に対応して同じ周波数に同調されている。高周波信号
(例えば、13.56MHz)は、伝送搬送波としてだ
けでなく、ターミナルの場に位置するトランスポンダの
ための遠隔供給搬送波としても使用される。トランスポ
ンダ10がターミナル1の場内に位置する時は、その共
振回路のターミナル11および12の間に高周波電圧が
生じる。整流され、あるいはクリッピングされた後、こ
の電圧は、トランスポンダの電子回路13の供給電圧を
提供する。分かりやすくするために、整流、クリッピン
グ、および、供給手段は図1に示さない。一般に、復調
(ブロック16)は、ターミナルにより発信される高周
波搬送波上のデータの振幅変調を保存するためにクリッ
ピング手段の上流で行われる。この振幅変調は、トラン
スポンダへデータおよび/または制御信号を伝送するた
めに、別のコード化技術に従って行われる。帰路では、
トランスポンダからターミナルへのデータ伝送Tx’
は、一般に、共振回路L2、C2によって構成される負
荷を変調することによって行われる。これが、変調器1
7がこの共振回路と並列に示される理由である。負荷の
変化は、搬送波の周波数より小さい周波数(例えば、8
47.5kHz)の、いわゆる復帰変調二次搬送波の速
度で行われる。
は、例えば、コンデンサC1にかかる電圧の測定の手段
によって振幅変化または位相変化の形で、または、復調
器6の手段によって発振回路内の電流の形で、ターミナ
ルによって検出することができる。
題は、ターミナルによって遠隔で電力供給され、前記タ
ーミナルへのデータの伝送を行うトランスポンダがター
ミナルによって検出されない恐れがあることである。こ
れはすなわち、ターミナルの復調器がデータの変調の存
在を検出しないということである。この現象は、一般に
「復調ギャップ」と呼ばれる。特定のシステムについ
て、これはターミナルとトランスポンダの相対位置に対
応し、この位置で、ターミナルの復調器は「ブラインド
(blind)」である。
給ギャップ」と呼ばれるものとは異なる。この「遠隔電
力供給ギャップ」では、たとえ、トランスポンダがター
ミナルの電磁場内にあっても、トランスポンダが高周波
信号によって電力供給されるようにすることができな
い。確かに、トランスポンダとターミナルの間の相対位
置によっては、ターミナルでは、発振回路間の磁気カッ
プリングによりトランスポンダに電力供給されず、すな
わち、トランスポンダの発振回路のターミナル11と1
2間に発生した電圧が、トランスポンダを動作するには
小さすぎることがある。復調ギャップにおいては、トラ
ンスポンダは適切に電力供給される。トランスポンダ
は、一般に、振幅変調におけるターミナルによって伝送
されるデータを適切に検出する。トランスポンダは、そ
の発振回路の負荷の変動によって、ターミナルへ復帰変
調によりデータを適切に伝送する。しかし、ターミナル
の復調器は、この復帰変調を検出しない。
ーミナルは、その場内のトランスポンダの存在を検出で
きない。というのは、この検出は、従来、ターミナル側
のデータ復調器の結果を使用しているからである。特
に、これがスタンバイ状態にある時は、伝送を待ってい
ると、ターミナルは、遠隔電力供給搬送波の振幅を変調
することによって応答信号電波を発信させる依頼を周期
的に伝送する。続いて、ターミナルは、その復調器の出
力をモニタし、この復調器はターミナルにトランスポン
ダの存在を示す。確かに、トランスポンダがターミナル
の場に入ることによって、トランスポンダの「目が覚ま
される」所で、トランスポンダは、このターミナルによ
って周期的に伝送される応答信号電波を発信させるメッ
セージを復調し、トランスポンダにそれ自身が識別され
たことを応答する。
ナルからのデータを受信したため、トランスポンダは、
それがターミナルによって認識されたと確信するが、こ
れが真実ではないことである。この現象を除去する現在
の唯一の技術は、伝送を確認するために情報交換を増や
すことであるが、これは伝送持続時間の点では費用がか
かる。
ンダシステムは、例えば、米国特許第4,963,88
7号および第5,550,536号、並びに、ヨーロッ
パ特許出願第0,722,094号および第0,85
7,981号に述べられており、これらの全ては参考と
して本明細書に関連してている。
ーミナルでは、ターミナルと関係しているトランスポン
ダの発振回路の間の特定のカップリング係数について、
トランスポンダの発振回路L2−C2の自己共振周波数
を取り囲む搬送波(13.56MHz)の2つの周波数
コンフィグレーションがあり、復調器の出力電圧は無効
つまり復調ギャップとなる。理想的には、中央周波数
は、遠隔電力供給搬送波周波数のターミナルとトランス
ポンダの完全な同調に対応し、復調に利用可能な振幅は
最大値である。
給電力を最大にするため、ターミナルとトランスポンダ
の発振回路の双方を、遠隔電力供給搬送波周波数に同調
することが切望される。しかし、特に、一般に集積化さ
れているトランスポンダのコンデンサC2として、発振
回路に使用されるコンデンサの製造公差は、一般に10
%程度である。この程度の製造公差の結果として、完全
な同調は実際には尊重されず、ターミナルの場に進入す
るトランスポンダが、特定のカップリング位置におい
て、復調ギャップ内にはないことが保証できない。
プの位置は、発振回路間の相互インダクタンスに従って
変化する。今、この相互インダクタンスは、ターミナル
とトランスポンダのアンテナL1およびL2を分離して
いる距離に依存し、したがって、伝送中のターミナルに
関するトランスポンダの相対位置に依存する。
ーミナルでは、復調器の出力電圧は、ターミナルと関係
するトランスポンダの発振回路間の特定のカップリング
係数に対して、遠隔電力供給搬送波周波数のターミナル
とトランスポンダの完全な同調に対応する周波数で無効
つまり復調ギャップとなる。トランスポンダ側では、こ
の周波数は、トランスポンダの発振回路L2−C2の自
己共振周波数である。
恒久的に離調して、2つの回路が、ともに遠隔電力供給
搬送波周波数には同調されない技術が知られている。し
かし、これから結果として生じる短所は、これがトラン
スポンダ遠隔電力供給に、したがって、システムの範囲
にも悪影響を与えることである。
り、復調ギャップの危険を削減することが望まれるな
ら、搬送波周波数が実質的にシフトすることになる。
大な短所は、遠隔電力供給とターミナルによる位相復調
の能力との間に妥協がなくてはならないことである。さ
らに、位相復調の応答におけるギャップの位置が、これ
らの発振回路間の相互インダクタンスに依存して変化す
るため、この妥協は達成し難い。
の距離に関するこれらの復調ギャップの位置の変化の存
在の複合問題は、構成要素の製造公差に関連して、従来
のシステムを信頼できないものとしている。
出し/書き込みターミナルの復調器の応答における復調
ギャップの存在に関する従来システムの短所を克服する
ことである。
し/書き込みターミナルを、その場に進入したトランス
ポンダから受信するデータの復調ギャップに対して鈍感
にする新規な制御方法を提供することである。
たトランスポンダから受信するデータの復調ギャップに
鈍感な新規なターミナルを提供することである。
の修正を必要とせず、したがって、現行のトランスポン
ダと互換性のある解決策を提供することである。
達成するために、本発明は、発振回路の電流および所定
の値でそれにかかる電圧にリンクした電流変数値と比較
して電磁場内のトランスポンダの存在を検出することを
含む、発振回路の信号位相を制御する手段を備えた、発
振回路を励起するための信号を使用する電磁場発生ター
ミナルを制御するための方法を提供する。
値は、ターミナルの場にトランスポンダがない状態で、
ターミナルのオフロード動作中に測定され、保存され
る。
検出は、ターミナルに含まれる復調器がトランスポンダ
によって放射される信号を検出しない時に実行される。
は、トランスポンダの存在が検出された場合、位相制御
を不活性化することと、ターミナルの発振回路のインピ
ーダンスの虚数部分を所定の値に強制変更することを含
む。
分の強制変更は、発振回路の可変容量要素の値を強制変
更することによって行われる。
を備えたターミナルに適用すると、前記虚数部分を強制
変更した所定の値は、ターミナルのオフロード動作に対
応する。
を備えたターミナルに適用すると、前記虚数部分を強制
変更した所定の値は、ターミナルのオフロード動作に対
応する限界値に関するこの虚数部分の位置の関数であ
る。
は、トランスポンダの存在が検出された場合、および、
ターミナルに含まれる振幅復調器と位相復調器内の活性
化された復調器によって何のデータも検出されない場合
に、データを検出するために他の復調器を選択すること
を含む。
が電磁場に進入する時に、少なくとも前記トランスポン
ダと協働するよう適合され、本発明の方法を実行する手
段を含む電磁波場発生ターミナルを提供する。
所は、添付の図面を参照して具体的な実施形態に関する
以下の制限を設けない記述において討論される。
ても同じ参照番号で示す。分かりやすくするために、タ
ーミナルとトランスポンダの要素のみ、および、本発明
の理解に必要な情報交換プロセスのステップのみを図面
に図示し、以下に述べる。特に、変調器と復調器の構成
の詳細は述べず、以下に述べる機能上の説明に基づく当
業者の能力の範囲内とする。さらに、本発明は、ターミ
ナルの発振回路にトランスポンダが構成する負荷を変化
させるためのいわゆる「抵抗性」復帰変調(back−
modulation)を使用するトランスポンダ(ト
ランスポンダの発振回路の容量は固定されている)に関
連して討論されるが、本発明は、さらに一般的に、いか
なるタイプの復帰変調に対しても、例えば、いわゆる
「容量性」復帰変調に対しても適用する。
ミナルの場内のトランスポンダの存在の直接決定を提供
することであり、すなわち、それが無い時にはトランス
ポンダから来る復調されたデータ伝送信号を解釈する必
要がないということである。さらに詳細には、本発明
は、ターミナルが使用できる復調された信号がない場
合、データ伝送の存在から独立した他の決定によって、
ターミナルの場内のトランスポンダの不在を確認するこ
とを提供する。
決定の結果の間に食い違いがある場合、ターミナルの復
調器が受信されたデータを正確に解釈するようにする修
正的動作を提供することである。この修正的動作は、タ
ーミナルの発振回路と、望ましくは、この回路の容量性
要素により行われる。
または不在の決定は、本発明に従って、ターミナルの発
振回路の電流および容量性要素にかかる電圧(または、
この電流と電圧に直接リンクした変数)の測定によっ
て、および、得られた電流値を事前に保存された値と比
較することによって行われる。後者は、好ましくは、読
み出し装置が特定のコンフィグレーションにある学習位
相内で測定された値に対応する。
ナルによって使用される復調のタイプ(位相または振
幅)に従って異なった計算と比較を要求することもあ
る。
スタンバイ状態に適用された、ターミナルの場内のトラ
ンスポンダの存在の確認のシークエンスの実行のモード
の簡略化したフローチャートである。
ナルは、電源が入れられ、動作状態に入るや否や、設定
および位相試験の開始後、スタンバイ手続きを開始し
(ブロック20、ST)、この間にこのターミナルは、
トランスポンダとの通信が確立されるのを待つ。この手
続きは、依頼のシークエンス(REQ)を、ターミナル
の場内に存在する考えられるトランスポンダに周期的に
送る(ブロック21)ことを含む。応答信号電波を発信
させる依頼21の各送出後に、読み出し装置は、その復
調器によって、場に進入したトランスポンダから来る受
け取り確認メッセージ(ACK)の受信をモニタする
(ブロック22)。
け取り確認がない場合、読み出し装置は、依頼21の送
出についてのループを作る。受け取り確認(ACK)を
受信すると、読み出し装置は、トランスポンダが真にそ
れのために意図されたトランスポンダであるかどうかチ
ェックを行うモード、並びに、場内に存在することがあ
るいくつかのトランスポンダを個別化するための、考え
られる反衝突モード(ブロック23、INIT/CO
M)へと転換する。ターミナルの場内に確かに、いくつ
かのトランスポンダが存在する場合、ターミナルによ
る、応答信号電波を発信させる依頼への反応として、そ
れらのトランスポンダは同時に、または、利用できない
読み出し装置による復調の結果を作るために十分小さな
時間間隔を以って、反応することがある。続いて、前記
読み出し装置は、通信を希望するトランスポンダを選択
するか、または、異なったトランスポンダに異なったチ
ャンネルを割り当てるかのいずれかを行わなければなら
ない。
る初期化と反衝突プロセスが終了した時にのみ開始す
る。特定のトランスポンダが適切に識別されるや否や、
それは、考えられる他のトランスポンダの検出に対する
妨害を避けるために、応答信号電波を発信させる依頼を
もはや受け取り確認しない状態に置かれる。
突プロセスは知られている。従来の方法の図は、例え
ば、参考として本明細書に関連するフランス特許出願第
2,760,280号および第2,773,627号に
見出される。
に、ターミナルはその復調器によって提供される結果を
利用する。
器からの結果を得ることを予想し、その結果が否定であ
るたびに(ブロック22)、本発明の確認手続き(ブロ
ック24、VALID)が実行される。
のトランスポンダの不在を確認すると、従来の応答信号
電波を発信させる依頼の送出(リンク25)が再開され
る。しかし、本発明によって行われるチェックが復調器
の結果を無効にし、トランスポンダがターミナルの場に
存在しているにちがいないことを示すなら、通信の初期
化を行う前に、ターミナルの発振回路に修正動作が行わ
れる(リンク26)。
差の問題と、ドリフトの問題を解決するために、さら
に、これらの要素の値はトランスポンダによって変化し
やすいため、本発明によって、参照値に関してターミナ
ルの発振回路の位相を制御することが提供される。本発
明によれば、この位相制御はループ手段により行われ、
このループは、トランスポンダからの考えられる復帰変
調を妨害することを避けるために十分ゆっくりで、ター
ミナルの場内のトランスポンダの通過速度に比較して十
分に速くなるよう選択された反応時間を有している。こ
れは、変調周波数(例えば、トランスポンダからターミ
ナルへのデータ伝送に使用する13.56MHzの遠隔
電力供給搬送波周波数と847.5kHzの復帰変調周
波数)に関する静的制御と呼んでもよい。
御は、例えば、上述したヨーロッパ特許出願第0,85
7,981号に述べられているような周知の手段を使用
することによって実行することもできる。本発明を実行
するために、本明細書によって提供されるシステム、ま
たは、周知の他の位相制御システムの適用は、この記述
に含まれる機能上の説明に基づいて当業者の能力の範囲
内である。
発振回路の電流と電圧の測定値は、本発明に従って、場
内の1つまたはいくつかのトランスポンダの存在に関す
る情報をこの測定から推測するために利用することがで
きる。
る(例えば、強度トランスによって測定された)電流
は、いわゆる発電機電圧(Vg)にリンクしており、発
振回路を励起し、以下の関係によって発振回路の見かけ
のインピーダンスZ1appにリンクしている。
ダクタンスと抵抗が、固定された不変の値を取っている
ことを考慮すると、少なくとも特定のターミナルについ
て、発振回路の励起電圧は、一定した係数によって、タ
ーミナルの容量性要素にかかる電圧(VC1)に比例す
る。したがって、ターミナルの発振回路の見かけのイン
ピーダンスを評価することは、容量性要素にかかる電圧
と発振回路内の電流との間の比を評価することに等し
い。
存在の評価は、ターミナルの発振回路内の電流の情報と
それにかかる電圧の情報、さらに詳細には、その容量性
要素(または、不変で決定されている係数によって、こ
れらの変数に直接リンクした情報)を排他的に使用す
る。
トランスポンダも存在しない時に、電流と電圧のいわゆ
る「オフロード」値が、使用される。これらの電気的大
きさは、例えば、学習位相において、例えば、ターミナ
ルの利用場所への設置に続いて、読み出し/書き込みタ
ーミナル側で容易に測定可能である。
路内の電流との間の電流比(または、リンク情報)を評
価することにより、場内のトランスポンダの存在が推測
できる。
復調器のタイプに従って行われる2つの修正動作に対応
する本発明の2つの実施形態を述べる。ターミナルによ
る振幅復調に適用された第1の実施形態は、図3A、4
A、および5Aを参照して述べる。
幅復調器を備えた、本発明による読み出し/書き込みタ
ーミナルの第1の実施形態を簡単に、図式的に示す。
ーミナル32またはアンテナカプラ33と、参照用電位
(一般に、アース)にあるターミナル34との間にある
容量性要素31、および、抵抗性要素R1と直列になっ
た、インダクタンスまたはアンテナL1から構成される
発振回路を含む。発振回路内の電流を測定するための要
素35が、例えば、容量性要素31とアース34との間
に挿入される。測定要素35は、特に、例えば、(図示
されない)マイクロプロセッサで構成されるターミナル
側のデータ利用手段のために意図された電流(I)につ
いての情報を提供するために使用される。アンプ33
は、例えば、(図示されない)水晶発振器からの参照周
波数(信号OSC)を受信する変調器36(MOD1)
から来る高周波伝送信号Eを受信する。変調器36は、
必要であれば、伝送されるデータの信号Txを受信し、
ターミナルから何のデータ伝送もない状態では、トラン
スポンダに遠隔に電力供給するために適合された高周波
搬送波(例えば、13.56MHz)を提供する。容量
性要素31は、信号CTRLによって制御できる可変容
量要素である。
信号に関して行われる。この制御は、高周波信号の制御
であり、すなわち、伝送されるデータがない状態で信号
Eに対応する搬送波信号の制御である。この制御は、ア
ンテナ内の電流を、例えば、変調器の発振器によって供
給される信号OSCに対応する参照信号と一定の関係に
維持するために、ターミナル30の発振回路の容量を変
化させることによって行う。しかし、この制御は、復帰
変調搬送波に関して、静的位相変化を考慮するのみのた
めに十分ゆっくりしている。信号CTRLは、参照信号
に関して位相間隔を検出し、それに従って、要素31の
容量を修正する機能を有する回路(COMP)37が発
生源となっている。本例において、位相の測定は、要素
31と直列に装着された電流トランス35の手段によっ
て、回路内の電流Iの測定から行われる。このトランス
は、一般に、要素31とアースとの間の一次側コイル3
5’、および、二次側コイル35”で構成され、その第
1ターミナルは、アース34に直接接続されており、第
2ターミナルは電流Iに依存して信号MES1を供給
し、これは、これに従って、信号CTRLの手段によっ
て容量性要素31を制御する比較器37に送出される。
の確認方法を実行するために、前に示したように、マイ
クロプロセッサまたはそれに準ずるものに、同じく送出
される。第2の測定信号MES2は、容量性要素31に
かかる電圧VC1に関連した情報を提供しており、同じ
く、マイクロプロセッサに送出される。この信号は、例
えばインダクタンスL1と要素31の間で、サンプリン
グされる。
ミナル30は、入力として、例えば、容量性要素31
(さらに詳細には、容量性要素31と電流センサ35の
直列結合)にかかる電圧VC1(または、電流の影像)
を受信し、出力として、トランスポンダから、図示され
ないターミナルの電子回路へ受信されるデータの考えら
れる復帰変調を送り返す信号Rxを供給する振幅復調器
(DEMODA)38を含む。
の確認方法(ブロック24、図2)の実施形態のフロー
チャートである。
1は、最初に、発振回路内で測定される(ブロック4
0)。続いて、電流Iに対する電圧VC1の比は、学習
位相でオフロードで(VC1off−loadおよびI
off−load)測定された同じ値に比較される(ブ
ロック41)。この2つの比が同じであれば、これは、
ターミナルの場内にはトランスポンダが存在しないこと
を意味し、確認プロセスは、この情報を供給する(リン
ク25)。しかし、2つの比が異なれば、これは、たと
えトランスポンダがターミナルの場内に存在していて
も、復調器が復調ギャップ内にあることを意味する。
ダンスZ1appの虚数部分X1a ppは、以下のよう
に表すことができる。
インピーダンスの虚数部分を表す。すなわち:
路の虚数部分を表す。
ンスポンダの発振回路がそれ自身の発振回路にかける負
荷を表し、インダクタンスL2とコンデンサC2に並列
な抵抗によってモデル化される。言い換えれば、抵抗R
2は、コンデンサC2およびインダクタンスL2に並列
に加えられた、トランスポンダの回路全体の等価な抵抗
を表す(マイクロプロセッサ、復帰変調手段、など)。
ロである。したがって: X1=a2.X2 (6)
ド時の値の差異は、以下のように表される。
であるため、係数aoff−loa dもゼロである。さ
らに、要素31にかかる電圧VC1は(強度トランス3
5の影響を無視すると)、I/ωC1と書ける。その結
果、上記の式(7)は以下のように書ける。
は、トランスポンダがターミナルの場に存在することだ
けでなく、このトランスポンダに対して、変数X2がゼ
ロではない、つまり、その発振回路の同調が、わずかで
あっても外れていることも意味する。これは、トランス
ポンダがデータをターミナルに放射する、すなわち、ト
ランスポンダがターミナルの発振回路に形成する負荷
を、それが修正するという事実と完全に付合する。
み無効となると考えることもできる。第1の場合は、ト
ランスポンダがターミナルの場に存在しない場合に対応
する。第2の場合は、トランスポンダの発振回路のコン
デンサC2が、遠隔電力供給搬送波に完全に同調してい
る場合である。この場合、X2=0である。
きと動作ドリフトが、同調値C2t unに関して、コン
デンサC2の容量の10%前後の変動をもたらす。さら
に、これらの変動を訂正するために、トランスポンダに
対しては、一般に何もできない。これが、特に、位相制
御ループが、読み出し/書き込みターミナル側の同調を
修正することで、考えられるこれらのドリフトを補正す
ることによって、トランスポンダの遠隔電力供給の最適
化を可能にする理由である。
従って行われる訂正は、要素31の容量C1の値を学習
位相の所定の値に強制変更することを含む。この選択肢
は、位相制御が発振回路の容量を修正することによって
行われるという事実とリンクする。したがって、発振回
路の位相を静的に制御するため、または、復調ギャップ
が存在する時に、容量性要素の値に回路の同調を変える
よう強制するためのいずれかのために、値が調整できる
可変容量性要素が供給される。
によって供給される信号CTRLと強制値との間の要素
31の制御設定点を選択するために、(図示しない)プ
ロセッサによって回路39に送出された信号COMの手
段によって行われる。この機能の現実的な実行は、当業
者の技能の範囲内である。例えば、容量C1の所定の設
定点を搬送する信号COMが、制御された設定点を搬送
する信号CTRLに関して、常に優先権を持つか、また
は、(図示しない)付加的な制御信号が、回路39の2
つの入力の1つを選択するために供給されてもよいと規
定することもできる。その代わりとして、位相制御器に
異なった設定点を課することを可能とするために、位相
制御器を修正することもでき、容量C1の強制された値
が信号CTRLによって供給されることを可能にする。
とによっては、制御されないことに注意すべきである。
しかし、本発明によるこの訂正は、復調器が「ブライン
ド」である非常に特別な場合にのみ干渉する。この容量
の制御値は、もちろん、この状況がなくなり次第、例え
ば、関係のあるトランスポンダとの通信が終了し次第、
回復する。
おいて、発振回路の要素31の容量C1は、それがオフ
ロードで持つ値C1off−loadに等しい値C1f
に強制変更される(ブロック42)。このオフロードの
容量の値は、オフロードの電流と電圧が測定された学習
位相に容易に保存することができる。初期化プロセス
(図2)は、この新しい容量値に基づいて進行する(リ
ンク26)。
ランスポンダの容量C2に従った振幅復調に利用可能
な、電流Iの偏差振幅dIの3つの例を示すことによっ
て、本発明による方法の第1の実施形態を示す。言い換
えれば、これは、振幅復調の手段によって、トランスポ
ンダから来る復帰変調を利用するために利用可能な信号
を示す。
かかる電圧偏差dVに対応し、振幅復調器38によって
検出される信号を表す。したがって、これは、(復帰変
調遠隔搬送波の速度、例えば、847.5kHzでの)
「動的な」偏差である。
ナルの発振回路のインピーダンスX1(式3)の虚数部
分がゼロである理想的な場合に対応する。これは、ター
ミナルの発振回路が、その動的動作中を含めて、完全に
同調していることを意味する。この例は、読み出し装置
が、(例えば、847.5kHzでの)復帰変調によっ
て生じた偏差に関しては静的である位相ループを備えて
いれば、見かけの値X1appが静的にはゼロ(式2)
であるため、理想的である。静的位相ループの基本的な
狙いは、トランスポンダの最適の遠隔電力供給範囲を得
るために、トランスポンダの負荷に従って同調を最適化
することであることを忘れてはならない。形状50は、
遠隔電力供給搬送波に完全に同調したトランスポンダの
容量の値C2tunが中心になった釣鐘状を形成する。
の曲線が定義でき、長短点線51と点線52は、それぞ
れ、ターミナルの発振回路の虚数部分X1が正または負
の2つの実際の場合に対応する。虚数部分X1が正であ
る場合は、要素31の容量C1の値が値C1
off−loadより大きいことを意味する。逆に、虚
数部分X1が負である場合は、C1off−loadよ
り小さいC1の値に対応する。曲線51および52のそ
れぞれにおいて、点53および54はそれぞれ、電流d
Iの偏差がゼロであるように見える。これらの点は復調
ギャップに対応する。曲線50は理想的な場合に対応
し、同じく、2つのゼロ交差点55および56、つま
り、2つの復調ギャップを示すことに注意すべきであ
る。しかし、点55および56は、現実には、公差とド
リフトの範囲から出てくる容量C2の値に対応する。ギ
ャップ55および56は、点53および54を取り囲
む。
み出し装置の動作点を、理想的な曲線(形状50)に到
達するように移動させることに対応する。この行為は、
例としてあげた点53の高さにある二重矢印57によっ
て表す。復調ギャップが識別されると、容量C1の値
は、そのオフロード値に強制変更される。続いて、ター
ミナルは復調ギャップから引きもどされ、続いて、その
復調器は、トランスポンダによって送出されたメッセー
ジを読むのに十分な信号振幅を有する。
またはトランジスタで構成されている特定の実施形態に
よれば、そのジャンクション容量は、そのターミナルに
印加された電圧を修正することによって変化され、この
制御電圧は、電圧VC1に対応すると考えてもよい。こ
の場合、オフロード容量並びにオフロード電流の値を学
習位相で保存のみすることができる。次に、復調ギャッ
プが検出されるや否や、要素C1は、以下の式で計算さ
れる値VC1off−loadにバイアスされる。
発明の第2の実施形態は、今述べた図3A、4A、およ
び5Aに比較される図3B、4B、および5Bを参照し
て以下に述べる。
に適用された、本発明によるターミナル30の一実施形
態を示す。図3Bのターミナルおよび図3Aのそれとの
間の差異は、主に、使用される復調器にリンクする。図
3Bの場合、位相復調器(DEMODP)は、トランス
ポンダによって放射された復帰変調の速度での位相シフ
トの評価に基づき、復調されたデータ信号Rxを供給す
る。図3Bに図示されるような好ましい実施形態によれ
ば、位相制御ループの比較器(DEMODPCOMP)
37は、トランスポンダから来る信号を復調するために
使用される位相検出器と同じ位相検出器が使用される。
したがって、信号Rxは比較器37によって供給され
る。しかし、検出結果の解釈は異なることを忘れてはな
らない。復調器が(二次搬送波周波数での)動的偏差を
考慮する一方、位相制御器は静的偏差を考慮する。その
代わりとして、2つの別個の位相検出器が、もちろん、
使用されてもよい。ターミナル30の残りは、振幅復調
に適用された図3Aに関して討論された構造と同様であ
る。
のターミナルの容量性要素の値に、本発明に従って適用
された訂正をフローチャートで示す。ブロック40およ
び41は、図4Aに関して討論されたものと同様であ
る。しかし、位相復調の場合、容量C1の値をそのオフ
ロード値に強制変更することは、ターミナルの発振回路
の同調を搬送波周波数に強制変更することに等しい。そ
こで、ターミナルとトランスポンダの発振回路の完全な
同調を中心にした復調ギャップに近づくことは危険であ
る。
量C2が取る値に従って、ターミナルの発振回路内の位
相の偏差dφの形状の3つの例を示す。図5Bは、振幅
変調に適用された図5Aと比較される。
ナルの発振回路のインピーダンスX1(式3)の虚数部
分がゼロである理想的な場合に対応する。前と同様に、
これは、ターミナルの完全な同調の理想的な場合に対応
する。
同調したトランスポンダの容量の値C2tunにある最
小値65の両側に、双曲線型かつ対称に伸び、これは、
位相復調において、復調ギャップに対応する。
タイプ、長短点線の61と点線の62は、ターミナルの
発振回路の虚数部分がそれぞれ正と負である現実の場合
に対応している。これらの曲線61および62のそれぞ
れにおいて、点63および64は、それぞれ、その位相
偏差dφがゼロであるように見える。これらの点は復調
ギャップに対応し、点65を取り囲む。曲線61および
62は、それぞれ、それらの第1最小値63および64
に関して、点65の反対側に第2最小値を示すことに注
意すべきである。しかし、これらの第2最小値は、トラ
ンスポンダの構成部品の公差とドリフトの範囲外であ
る。したがって、それらは、現実には不可能であると考
えられる。示される例において、最小値65に関した最
小値63および64の対称的な位置が検討された。これ
は、曲線61および62が、同調値C2tunに対応す
る容量C2の値を横切ることを示す。
線60のゼロ横断65は、公差とドリフトの範囲に含ま
れる容量C2の値に対応することに注意すべきである。
4、および、65は、位相復調の応答に存在する可能性
が高い。本発明によれば、理想的な曲線上を通過するこ
とは述べられていないため、もたらされる訂正は、除去
が望まれる復調ギャップに従って異なる。したがって、
ブロック41のテストが否定的な応答をする時、どのよ
うな復調ギャップが含まれているかを決定する必要が未
だにある。この目的のために、本発明は、学習曲線で計
算される値、および、電流値との比較に未だに基づき、
行われるべき訂正を決定するために、ターミナルおよび
トランスポンダの発振回路のふるまいの新しい分析を提
供する。
えることを避けるためには、訂正が、もし可能なら、タ
ーミナルの発振回路の静的離調を導入しなければならな
いことを忘れてはならない。確かに、トランスポンダの
遠隔電力供給上の位相制御ループの有益な効果は、保存
されることが望まれる。トランスポンダの発振回路の構
成部品に干渉することなく遠隔電力供給を維持するため
に、ターミナルの発振回路のインピーダンスの虚数部分
X1の振幅は、訂正によって修正されてはならない。こ
れは、虚数部分X1のモジュールを維持することと等し
い。
点65に関して対称な曲線上を、すなわち、同じモジュ
ールだが反対の符号の虚数部分を表す曲線上を通過する
ことが提供される。この効果は、曲線62上に移動する
ことによって曲線61のギャップ63から出ることを示
す矢印67によって図5Bに示す。
1に対して、以下の強制変更値C1 fを選択することに
等しい。
路37の段階で利用可能であるから、または、以下の式
からのいずれかによりこの値は知られている。
づいて、虚数部分X1を計算(ブロック44)すること
が提供されている。この計算に必要な全ての変数が知ら
れている、または、測定できる(ブロック40、図4
B)ことに注意すべきである。
合は、有用な信号の振幅が対称的な曲線上に不充分のま
ま残るため、上記に提供された訂正は十分ではない。こ
の場合、本発明は、反対の符号で、「理論的」または
「理想的」な同調ギャップ65から離すのに十分大きい
X1の値に強制変更することを提供する。これは、点6
5によって電流の最小値から分離された他の曲線の最小
値を有するだけでなく、見かけのインピーダンスの異な
った値を有して、他の曲線上を通過することに等しい。
したがって、トランスポンダの遠隔電力供給の減少は、
許容される。しかし、これを最小限の減少にすることが
試みられる。
う傾向にあり、kの範囲が0からk maxまでで、k
maxが、ターミナルとトランスポンダの発振回路間の
最大カップリング係数、つまり、これらの2つの回路の
それぞれのアンテナL1およびL2が最大限の近接度に
ある時のこれら2つの回路間のカップリング係数を表す
時、復調ギャップが値C2tunに向う傾向にあること
を示すことができる。
の値に影響を及ぼす。
適合がリアルタイムで自動的に行われることを意図する
ため、保存された、および、測定された値に基づいた計
算によって容易に決定できる強制変更値C1fが提供さ
れなければならない。X1の十分な値を有すために、k
の値は、トランスポンダが復調ギャップから出たことが
知られている最大カップリングにあるトランスポンダの
条件と同じ条件であるために、kmaxに強制変更して
もよい。
ルがそれ以下に落ちてはならない、ターミナルの発振回
路のインピーダンスの虚数部分の限界値X1limを事
前に決定することが提供される。この値は、以下の関係
によって与えられる。
ルが意図されたトランスポンダの特定のファミリについ
ては、近似的だが十分に知られている。これは、一般
に、約0.1と0.4の範囲である。
振回路のインピーダンスの電流の虚数部分X1を計算し
た後、そのモジュールは、限界値X1limのモジュー
ルに比較される(ブロック45)。
きい、または、同じである場合、それは、上述したよう
に進めてもよく、上述の関係10の強制変更値が適用さ
れる(ブロック46)。
さい場合、オフロード値のどちらの側にそれが見つかる
かを決定することが試みられる。したがって、測定され
た電圧およびオフロード電圧VC1と電流Iとの比が測
定される(ブロック47)。これは、虚数部分X1が正
か負かを決定することに等しい。
下の強制変更値が適用される(ブロック48)。
下の強制変更値が適用される(ブロック49)。
化プロセス(図2)は、この新しい容量値に基づいて進
む(リンク26)。
一般に認識されている値の例を適用することによって、
関係13および14の適用は、第1の場合では、値C1
of f−loadの約0.8と0.9倍の間の範囲の値
C1fを、第2の場合では、値C1off−loadの
約1.1と1.2倍の間の範囲の値C1fを選択する結
果となる。
圧VC1またはそれに準ずるものについて測定できるこ
とに注意すべきである。したがって、本発明は、同じ
く、電流センサ以外の手段が位相シフトを検出するため
に使用される場合にも適用する。これは、使用される位
相復調器のタイプに依存する。
ら来る信号の復調のために、位相復調器(DEMOD
P)と振幅復調器(DEMODA)の双方を備えた読み
出し/書き込みターミナル70に適用される本発明の第
3の実施形態を図式的に示す。ここで、ターミナルの場
内のトランスポンダの存在の解釈は、ターミナルの発振
回路の可変要素の容量を修正するためではなく、信号R
xを抽出するために使用される復調器を選択するために
使用される。確かに、上述の図5Aおよび5Bの討論か
ら分かるように、復調器ギャップは、ターミナルが振幅
で復調するか、位相で復調するかによって、(容量C2
の値が)同じ位置を有さない。さらに、復調器の変化が
見かけのインピーダンスの虚数部分X1appを修正し
ないため、振幅復調ギャップ(それぞれは位相復調ギャ
ップ)の存在において、反対のタイプの復調器は「ブラ
インド」ではない。例えば、図5Aおよび5Bに基づく
と、ギャップにある時に復調器を変更すること、例え
ば、53または54は、同じ容量値C2について、それ
ぞれ曲線61、62上にそれ自身を置くことに等しい。
3Aおよび3Bのターミナル30に共通な要素と同じ要
素を含む。これは、さらに、図3Aにあるように接続さ
れた振幅復調器38、および、位相復調器、好ましくは
図3Bのものに同様のものを含む。選択回路71は、振
幅および位相復調器のそれぞれの出力72および73を
受信し、信号Rxを(図示しない)プロセッサへ供給す
る。回路71は、プロセッサから来る2状態信号COM
によって制御され、好ましくは、上述の実施形態の方法
と同様の方法で得られる。優先権のある復調器、すなわ
ち、復調ギャップの不在において選択される復調器が決
定される。続いて、図4Aおよび4Bのフローチャート
に比較されるように、復調ギャップの存在を検出するこ
とから構成される簡略化された確認プロセスが実行され
る。ギャップが1つある場合、信号COMは、他の復調
器の出力の選択を行わせるように働く。代わりとして、
選択回路は、復調器の上流に配置することもできる。
変数の決定によって、電磁気トランスポンダの読み出し
/書き込みターミナルの動作の信頼性が向上することで
ある。
ターミナル側でのみ実行可能なことである。したがっ
て、ターミナルの場内に存在するトランスポンダの動作
は修正されず、本発明は、現行の従来のトランスポンダ
に対して実行することができる。
の変数の設定を選択することによって、ターミナルの構
造的修正は最小化されることである。
ポンダシステムの動作を復調ギャップに対して鈍感にす
ることである。
トランスポンダ遠隔電力供給に悪影響を及ぼさないこと
である。
感度によって適合が必要ないことである。本発明は、復
調器ギャップの偏差に自動的に適合することを検討さえ
することができる。確かに、本発明によって行われる訂
正が復調の結果に基づき実行されるため、これは復調器
の検出閾値から独立している。
ぐに思い浮かぶ様々な改変、修正、および、改良を有す
る可能性が高い。特に、読み出し/書き込みターミナル
の従来の構成部品の手段によって、本発明の確認プロセ
スの現実的な実行は、前述された機能に関する説明と検
討された応用例に基づき、当業者の能力の範囲内のもの
である。
ンダの存在に対する上記の説明において参考が提示され
ているが、本発明は、同じく、いくつかのトランスポン
ダが同じターミナルと通信しなければならない場合にも
適用する。簡単に言えば、トランスポンダの1つが、復
調ギャップの問題を提示しているとして識別されるや否
や、容量C1の値を強制変更することを提供できる。そ
こで、他のトランスポンダにもたらされることがある有
用な信号の減衰は我慢できるものであると考えられる。
しかし、好ましい実施形態においては、トランスポンダ
のために強制変更された値が、他のトランスポンダを復
調ギャップ内に配置する危険をわずかながら有するとい
う事実が考慮される。ターミナルの要素31の容量の値
を、異なったトランスポンダに対して個別化することが
提供される。これは、同じターミナルといくつかのトラ
ンスポンダの通信が、時間チャンネル内に分離される時
に可能である。また、容量C1の値はトランスポンダを
検出すると保存することができ、これらの値の1つは、
各チャンネルスイッチング(したがって、および、トラ
ンスポンダスイッチング)に課してもよい、または、確
認ステップ(ブロック24、図2)は、トランスポンダ
からターミナルへのデータシークエンスの伝送の各開始
に提供してもよい、のいずれかである。この最後の解決
策の長所は、続いて、これが、通信中のトランスポンダ
の考えられる動きを考慮していることである。この最後
の解決策は、この最後の長所を考慮するために1つのト
ランスポンダの場合で実行することが可能であることに
注意すべきである。
値は固定されている、すなわち、復帰変調が等価の抵抗
R2を変化させることによって行われることが検討され
た。しかし、本発明は、二次搬送波の速度で容量C2の
値を修正する「容量性」復帰変調の場合に置き換える。
この場合、復調ギャップは抵抗R2に依存し、したがっ
て、トランスポンダ回路の消費によって変動する。上記
で討論された検出原理は修正されない。訂正は、単にタ
ーミナル側に適合されるだけである。
づいた決定が特に容易に実行できる解決策であるとして
も、他の点でサンプリングされた等価な電圧がターミナ
ル発振回路にかかる電圧とリンクし、トランスポンダの
復帰変調によって生じた偏差に(動的に)応答すること
を条件に、この等価な電圧を考慮してもよい。
本明細書の開示の一部であることが意図され、本発明の
精神と範囲の中に入ることを意図される。したがって、
上記の説明は例を利用したのみであり、制限を加えるこ
とは意図されない。本発明は、冒頭の請求範囲および本
明細書にある等価のものに定義されるもののみに限定さ
れる。
に図式的に示す図である。
る方法の一実施形態を、簡略化したフローチャートの形
で示す図である。
ターミナルの一実施形態を、部分的に、図式的に示す図
である。
ターミナルの一実施形態を、部分的に、図式的に示す図
である。
実行のモードを、フローチャートの形で示す図である。
実行のモードを、フローチャートの形で示す図である。
ンスポンダの発振回路の容量に従った、このターミナル
の振幅復調器の入力で利用可能な、復調される信号の振
幅の形状の例を示す図である。
たトランスポンダの発振回路の容量に従った、このター
ミナルの位相復調器の入力で利用可能な、復調される信
号の位相の振幅の形状の例を示す図である。
ナルの一実施形態を非常に図式的に示す図である。
Claims (9)
- 【請求項1】 発振回路の信号の位相を制御するための
手段(37)が備えられた、発振回路を励起する信号で
電磁場を発生させるターミナル(30、60)を制御す
るための方法であって、発振回路の電流および電圧に関
連する変数の電流値(I、VC1)を所定の値(I
off−load、VC1off−loa d)と比較し
て、電磁場におけるトランスポンダの存在を検出するこ
とを特徴とする方法。 - 【請求項2】 前記ターミナル(30、60)の場内に
トランスポンダ(10)が存在していない間の、前記タ
ーミナル(30、60)のオフロード動作中の、前記所
定の値(Ioff−load、VC
1off−load)が、測定され、保存される請求項
1に記載の方法。 - 【請求項3】 前記ターミナル(30、60)に含まれ
る復調器(DEMODP、38)が、前記トランスポン
ダ(10)によって伝送される信号を検知しない時に、
前記存在の検出が実行される請求項1または2に記載の
方法。 - 【請求項4】 前記トランスポンダの存在が検出された
場合、 前記位相制御を不活性化することと、 前記ターミナル(30)の前記発振回路のインピーダン
ス(Z1)の虚数部分(X1)を、所定の値に強制変更
することを含む請求項3に記載の方法。 - 【請求項5】 前記虚数部分(X1)の強制変更が、前
記発振回路の可変容量要素(31)の前記値(C1)を
強制変更することによって行われる請求項4に記載の方
法。 - 【請求項6】 前記虚数部分(X1)を強制変更した前
記所定の値が、前記ターミナルのオフロード動作に対応
する、振幅復調器(38)を備えた前記ターミナル(3
0)に適用される請求項4または5に記載の方法。 - 【請求項7】 前記虚数部分(X1)を強制変更した前
記所定の値が、前記ターミナルのオフロード動作に対応
する限界値に関して前記虚数部分の位置の関数である、
位相復調器(DEMODP)を備えた前記ターミナル
(30)に適用される請求項4または5に記載の方法。 - 【請求項8】 トランスポンダの存在を検出した場合、
および、ターミナル(60)に含まれる前記振幅復調器
(38)と前記位相復調器(37)のうちの活性復調器
によって、データが検出されない場合、前記データを検
出するために他の復調器を選択することからなる請求項
3に記載の方法。 - 【請求項9】 トランスポンダ(10)が電磁場に進入
する時に、少なくとも1つの前記トランスポンダ(1
0)と協働するよう適合され、請求項1から8のいずれ
かに記載の方法を実行するための電磁場発生ターミナル
(30、60)。
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