JP2003517231A - 応答機のためのプログラマブルトリマ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 物体（たとえば、タイヤ、１０４）の１つまたは複数のパラメータ（たとえば、温度、圧力）を測定でき、データストリーム（図３Ｃ、４Ｂ）を外部の読み取り機／無線送信機（１０６）に送信することができる応答機（１０２、２００、４００）のためのプログラマブルトリミングである。この応答機は通常、受動モードで動作し、その電力（Ｖｘｘ、Ｖｃｃ、Ｖｄｄ）をアンテナシステム（２１０、４１０）によって受信されたＲＦ無線送信信号から得るが、バッテリーで電力を供給される能動モードでも動作できる。この応答機は、測定値と、校正データと、プログラマブルトリム設定（４３６ｂ）と、応答機ＩＤ等を保存するメモリ（２３８、４３８）を含む。トリム設定は、各応答機のＥＥＰＲＯＭメモリ（４３６）でプログラムされ、変調指数、能動／受動モード、温度に対する電流スケーリング、圧力に対する電流スケーリングのような、応答機の動作特性を制御するために用いられる。プログラムマブルトリム設定は、ＥＥＰＲＯＭ回路とは独立に電力を供給される検出回路（４９８）を有する、各トリミングビットの専用線（４８５、４８５．ｎ）で、トリム設定を含む、ＥＥＰＲＯＭセルへの直接かつ連続的なアクセスを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 関連出願の相互参照 この出願は、本発明の出願日と同じ出願日を有する、「応答機のための緩和発
振器」（RELAXATION OSCILLATOR FOR TRANSPONDER）という名称のＰＣＴ出願（
代理人参照番号ＤＮ１９９９１１６ＰＣＴ号）、「応答機のためのパワーオンリ
セット」（POWER ON RESET FOR TRANSPONDER）という名称のＰＣＴ出願（代理人
参照番号ＤＮ１９９９１１７ＰＣＴ号）、「応答機のためのプログラムマブル変
調指数」（PROGRAMMABLE MODULATION INDEX FOR TRANSPONDER）という名称のＰ
ＣＴ出願（代理人参照番号ＤＮ１９９９１１８ＰＣＴ号）に関連する。

【０００２】 発明の技術分野 本発明は、圧力と温度をモニターすることに関し、特に、圧力および温度測定
値を外部（たとえば、車載）の受信器（読み取り機、または、読み取り機／無線
送信機）に送信する、タイヤと関連する応答機と組み合わせて、圧力と温度をモ
ニターすることに関する。

【０００３】 発明の背景 自動車の安全で、効率的かつ経済的な運転は、かなりの程度、自動車の全ての
（各）タイヤ内の適切な空気圧を維持することに依存している。低いタイヤ圧で
自動車を運転すると、タイヤの磨耗が激しくなり、操向が困難となり、走行安定
性が悪くなり、燃料消費量が増大する結果となり、これら全ては、タイヤ圧が「
パンクした」場合にゼロになると、さらに悪化する。

【０００４】 タイヤの使用中にタイヤ圧をモニターする必要性が、「ランフラット」（空気
の無い状態で走行する）タイヤ、すなわち、完全に空気の無い状態でも使用する
ことができるタイヤに関連して強調されている。このようなランフラットタイヤ
は、たとえば、引用によってすべてが本明細書に含まれる共有の米国特許５，３
６８，０８２号に開示されているように、強化されたサイドウォールと、タイヤ
ビードをリムに密着させる機構と、破滅的な圧力低下の後にも運転者が自動車の
運転を維持できるようにする、空気タイヤ内の非空気タイヤ（ドーナツ）を含み
、タイヤの空気がなくなったことに運転者がますます気づかなくなるような点に
まで進歩してきている。ランフラットタイヤを使用することの背後にある大きな
目的は、自動車の運転者が、空気の無くなったタイヤの修理のために路肩に停車
するよりも、タイヤを修理できるようになるまで空気の無くなったタイヤで限ら
れた距離（たとえば、５０マイル、すなわち８０ｋｍ）走行を継続できるように
することである。したがって、車内に、空気タイヤ内の空気圧が低下したことを
運転者に（たとえば、ライトまたはブザーで）警告する低タイヤ圧警報器を備え
ることが一般に望ましい。

【０００５】 このために、空気タイヤの圧力をモニターし、乗り物の運転者に現在のタイヤ
圧を示し、または、圧力が所定のしきい値レベルよりも低下すると運転者に警告
する多くの電子装置およびシステムが知られている。

【０００６】 たとえば、すべてが本明細書に含まれる米国特許４，５７８，９９２号（１９
８６年４月Ｇａｌａｓｋｏら）は、キャパシタのキャパシタンス値に加えられた
変化によってタイヤ圧とともに変化する固有共振周波数を有する受動発振回路を
形成するコイルと圧力検知キャパシタを含むタイヤ圧指示装置を開示している。
この回路は、タイヤの外部に配置され、乗り物に固定されるコイルによって供給
されるパルスにより励振され、受動発振回路の固有周波数が検出される。コイル
／キャパシタ回路の固有周波数は圧力検知キャパシタに加えられている圧力を示
す。

【０００７】 単なる受動共振回路ではなくて、遠隔に配置されている受信器へタイヤ圧を示
す無線周波数（ＲＦ）信号を送信することができる電子装置を用いてタイヤ圧を
モニターすることも知られている。このような「送信装置」は、自身の電源を有
することがあり、所定のしきい値よりも圧力が低下したときにのみ起動される。
代わりに、送信装置は、遠隔に配置されている受信器からのＲＦ信号によって起
動され（「オンにされ」）てもよく、この場合には受信器は「無線送信機」とみ
なされる。さらに、送信装置は無線送信機からのＲＦ信号により電力を供給され
てもよい。さらに、タイヤ圧をモニターする電子装置は無線送信機から情報を受
信することができてもよく、この場合にはこの電子装置は「応答機」と呼ばれる
。

【０００８】 ここで使用されているように、「応答機」は、受信された信号に存在する情報
に任意に応答するだけでなく、無線周波数信号を送受信でき、固定情報（たとえ
ばタイヤのＩＤ）を送信される信号に任意にのせるだけでなく、測定された単一
の状態（たとえばタイヤ圧）、または、複数の状態（たとえば、タイヤ圧、温度
、回転数）を示す可変情報（データ）を適切なフォーマットで送信される信号に
のせることができる電子装置である。空気タイヤで最も重要な典型的な状態はタ
イヤ圧である。「受動」応答機は無線送信機から受信した信号のエネルギーによ
って電力の供給を受ける応答機である。「能動」応答機は、自身の電源（たとえ
ばバッテリー）を有する応答機で、無線送信機からの信号により、または、内部
の周期的タイマにより、または、取り付けられている装置により、「起動」され
るまで、最小の電力で、「スリープ」モードのままである能動応答機を含む。こ
こで使用されるように、「タグ」という用語は、送受信機能を有する応答機、ま
たは、送信機能のみを有する装置を指す。一般に、応答機であるタグは本発明の
システムにおいて好ましい。ここで使用されるように、「タイヤ圧モニターシス
テム」（ＴＰＭＳ）という用語は、タイヤ内のタグと、乗り物内に配置された無
線送信機である受信器を有する全体のシステムを指す。

【０００９】 タグと、関連する状態センサ（たとえば圧力センサ）を乗り物の各タイヤ内に
搭載し、これらの応答機のそれぞれからの情報を共通の単一の無線送信機（また
は受信器）に集め、保全措置（たとえばタイヤの交換）を要する低タイヤ圧状態
を乗り物の運転者に警告することが知られている。たとえば、引用によりすべて
が本明細書に含まれる米国特許５，５４０，０９２号（１９９６年Ｈａｎｄｆｉ
ｅｌｄら）は、空気タイヤをモニターするシステムおよび方法を開示している。
この特許の図１は応答機（２２）と受信ユニット（２４）を有する空気タイヤモ
ニターシステム（２０）を示している。

【００１０】 空気タイヤ内に搭載するのに適したＲＦ応答機の例が、引用によりすべてが本
明細書に含まれる米国特許５，４５１，９５９号（１９９５年９月Ｓｃｈｕｅｒ
ｍａｎｎ）、米国特許５，６６１，６５１号（１９９７年８月Ｇｅｓｃｈｋｅら
）、米国特許５，５８１，０７３号（１９９６年１２月Ｈａｎｄｆｉｅｌｄら）
に開示されている。説明されている応答機システムは、無線送信ユニットと、応
答機に関連する圧力センサおよび／または温度センサと、複数の応答機システム
においてタイヤ／応答機の識別を確立する種々の技術を含む。たいていの場合、
このような応答機はバッテリーの電力を必要とする。

【００１１】 いくつかの場合には、応答機は集積回路（ＩＣ）チップとして実現できる。通
常は、ＩＣチップおよびその他の部品は、プリント回路基板（ＰＣＢ）のような
基板に搭載および／または接続される。

【００１２】 提案されているいくつかのシステムは、タイヤのＩＤ、温度、圧力とともに、
タイヤの回転と速度を測定し知らせることを含む比較的複雑な応答機センサ機能
を有する。たとえば、引用によりすべてが本明細書に含まれる米国特許５，５６
２，７８７号（１９９６年Ｋｏｃｈら）、米国特許５，７３１，７５４号（１９
９８年Ｌｅｅ，Ｊｒ．ら）がある。

【００１３】 応答機の環境の考察 製造中および使用中を含む、タイヤ搭載応答機が確実に動作しなければならな
い環境は、変換器をうまく動作させるための多くの課題を提示している。たとえ
ば、応答機に使用されるセンサ（たとえば、圧力、温度）は、１２５℃までの動
作温度範囲を有するのが好ましく、約１７７℃の製造温度に耐えられなければな
らない。トラックタイヤの用途では、圧力センサは、約５０ｐｓｉから約１２０
ｐｓｉまで（約３４５ｋＰａから約８２７ｋＰａまで）の動作圧力範囲を有して
いなければならず、タイヤの製造中は約４００ｐｓｉ（約２７５９ｋＰａ）の圧
力に耐えられなければならない。その不正確さの全ての要因の合計を含む正確さ
は、フルスケールの±３％のオーダーでなければならない。圧力信号の再現性と
安定性は、正確さの特定の範囲内に含まれなければならない。

【００１４】 どのように実現されようとも、タイヤ応答機（タグ）は、したがって、広い範
囲の温度および圧力にもかかわらず、確実に動作できなければならない。さらに
、タイヤ応答機は、乗り物が速力制限用の隆起またはくぼみを走行しているとき
に遭遇するような大きな機械的衝撃に耐えることができなければならない。

【００１５】 応答機またはタイヤが、損傷をひき起こす恐れがある過度な温度にさらされた
かどうかを指示するために使用される装置が、「ＭＴＭＳ」装置、すなわち、ケ
ース・ウェスタン・リザーブ大学（Case Western Reserve University）のＭｅ
ｈｒａｎ Ｍｅｈｒｅｇａｎｙ教授により開発された最高温度記憶スイッチであ
る。これは、ある高温度点において閉じた状態に切り替わる、マイクロマシン化
されたシリコンデバイスである。センサは、たとえば１ＭΩより大きい「開かれ
た」高抵抗状態から、たとえば１００Ωより小さい「閉じられた」低抵抗状態に
切り替わる。

【００１６】 圧力データを送信するための電子回路と組み合わせて、空気タイヤで圧力変換
器を使用することは一般に良く知られているが、タイヤのこれらの圧力データシ
ステムはタイヤの環境に固有の困難によって苛まれてきた。このような困難は、
圧力変換器と電子回路をタイヤ／ホイールシステムに組込むことから来る、タイ
ヤに与える悪影響の可能性ばかりでなく、ＲＦ信号をタイヤの内外に効果的かつ
確実に結合することと、タイヤと電子部品がさらされる厳しい条件下での使用を
含む。外部の読み取り機／無線送信機により電力を供給される「受動」ＲＦ応答
機に関しては、応答機内の回路がその設計仕様を実行できるように、応答機内で
予測可能で安定な電圧レベルを生成することが別の課題である。

【００１７】 タイヤ搭載応答機で使用される適切な圧力変換器は、 （ａ）圧電変換器 （ｂ）米国特許３，８９３，２２８号（１９７５年Ｇｅｏｒｇｅら）および米
国特許４，３１７，２１６号（１９８２年Ｇｒａｇｇ，Ｊｒ．）に開示されてい
るような圧電抵抗素子 （ｃ）米国特許４，７０１，８２６号（１９８７年Ｍｉｋｋｏｒ），米国特許
５，５２８，４５２号（１９９６年Ｋｏ）、米国特許５，７０６，５６５号（１
９９８年Ｓｐａｒｋｓら）、ＰＣＴ／ＵＳ９９／１６１４０（１９９９年７月７
日出願Ｋｏら）に開示されているようなシリコン静電容量圧力変換器 （ｄ）導電性インキの可変導電性成層からなる素子 （ｅ）可変導電性エラストマー化合物からなる素子 を含む。

【００１８】 ガス圧に与える温度の影響 広い意味では、熱平衡状態にある任意の気体の質量に対し、圧力Ｐと、温度Ｔ
と、体積Ｖを容易に測定できる。十分に低い密度値に対しては、実験は、（１）
一定温度に保たれている所与の質量の気体に対して、圧力は体積に逆比例し（ボ
イルの法則）、（２）一定圧力に保たれている所与の質量の気体に対して、体積
は温度に正比例する（シャールおよびゲイ‐リュサックの法則）ことを示す。こ
れは理想気体の「平衡状態」を導く。すなわち「理想気体の法則」、 ＰＶ＝μＲＴ ここで、 μはモルで表した気体の質量 Ｒは気体に関連する定数 である。

【００１９】 したがって、空気タイヤに含まれる空気のような（一定）の容積の気体に対し
て、温度（Ｔ）の上昇は、圧力（Ｐ）の上昇として現れる。

【００２０】 理想気体の法則の関係のために、空気タイヤに関しては、任意の種類のタイヤ
圧センサの動作中に起きる問題が、タイヤが長時間走行に使用されるにつれ、発
熱することであることは認識されている。タイヤが発熱すると、ほぼ一定で閉じ
られたタイヤの容積内に閉じ込められた空気が膨脹し、したがって、タイヤ内の
空気の総量が同じままであっても、タイヤ内の圧力を増大させる。公称圧が異な
るので、タイヤ圧センサは、タイヤが熱い場合には、タイヤが熱くなっていない
場合とは異なる圧力読み取り値を出力する。これが、タイヤと乗り物の製造者が
、所有者はタイヤの冷たいときに圧力を点検することを薦めている理由である。
もちろん、遠隔のタイヤ圧センサでは、運転者は乗り物内でタイヤ圧の連続指示
を受けることができるが、温度変化のためにその指示は不正確なことがある。し
たがって、空気タイヤ内の膨脹する媒体（「気体」すなわち空気）の温度変化を
補償する必要がある。

【００２１】 空気タイヤ内での気体法則の作用を一応扱っている特許は、引用によってすべ
てが本明細書に含まれる米国特許３，５９６，５０９号（１９７１年Ｒａｆｆｅ
ｌｌｉ），米国特許４，３３５，２８３号（１９８２年Ｍｉｇｒｉｎ）、米国特
許４，１２６，７７２号（１９７８年Ｐａｐｐａｓら）、米国特許４，９０９，
０７４号（１９９０年Ｇｅｒｒｅｓｈｅｉｍら），米国特許５，０５０，１１０
号（１９９１年Ｒｏｔｔ）、米国特許５，２３０，２４３号（１９９３年Ｒｅｉ
ｎｅｃｋｅ）、米国特許４，９６６，０３４号（１９９０年Ｂｏｃｋら）、米国
特許５，１４０，８５１号（１９９１年Ｈｅｔｔｒｉｃｈら）、米国特許４，５
６７，４５９号（１９８６年Ｆｏｌｇｅｒら）を含む。

【００２２】 引用によりすべてが本明細書に含まれる米国特許４，８９３，１１０号（１９
９０年Ｈｅｒｂｅｒｔ）は、異常を検出するために圧力測定値と温度測定値を用
いるタイヤモニター装置を開示している。そこに述べられているように、温度と
圧力の比は、タイヤ内の気体のモル数の第１の近似を与え、タイヤから膨脹流体
の漏れがなければ一定のままであるはずである。（１欄、１８〜２６行）。さら
に詳しくいえば、上記の米国特許４，７０３，６５０号に開示されているように
、各ホイールには、測定値を符号化された信号として車載のコンピュータ（１２
）へ送信する素子（８および１０）ばかりではなく、タイヤの圧力センサ（４）
と温度センサ（６）が取付けられている。コンピュータは、各タイヤの圧力と温
度の測定値を処理し、各ホイールについて圧力／温度比の評価（Ｐ／Ｔ評価値）
が計算される。一般に、１つのタイヤの比が少なくとも他の１つのタイヤの比と
比較され、比較の結果（Ｎ）が所定の値の範囲から逸脱すると、警報が出力され
る。

【００２３】 タイヤからの圧力および温度読み取り値を送信する技術 空気タイヤ内の圧力および温度状態をともに測定できるとすると、測定された
圧力状態と温度状態を示す信号を外部の無線送信機／受信器へ送信する種々の技
術が提案されている。たとえば、下記の特許が引用によりそのすべてが本発明に
含まれている。 ‐位相変位により識別された信号を個々に送信する：米国特許４，１７４，５
１５号（１９７９年Ｍａｒｚｏｌｆ） ‐信号を多重化する：米国特許５，２８５，１８９号（１９９４年Ｎｏｗｉｃ
ｋｉら）、米国特許５，２９７，４２４号（１９９４年Ｓａｃｋｅｔ） ‐信号をデータワードの別々のセグメントとして符号化する：米国特許５，２
３１，８７２号（１９９３年Ｂｏｗｌｅｒら）、同じ集積回路チップにテレメー
タと、圧力センサおよび／または温度センサの双方をも組み合せている米国特許
４，６９５，８２３号（１９８７年Ｖｅｒｎｏｎ） ‐ホイールと乗り物に取付けられているコイルの間の伝送：米国特許４，５６
７，４５９号（１９８６年Ｆｏｌｇｅｒ） ‐周波数推移変調（ＦＳＫ）信号を用いる：米国特許５，２２８，３３７号（
１９９３年Ｓｈａｒｐｅら） ‐無線送信機からのＲＦ信号を、センサからのタイヤ状態パラメータデータで
後方散乱変調し、後方散乱変調された信号を無線送信機に返送する：米国特許５
，７３１，７５４号（１９９８年Ｌｅｅ，Ｊｒ．ら）

【００２４】 引用によりすべてが本明細書に含まれる米国特許４，７０３，６５０号（１９
８７年Ｄｏｓｊｏｕｂら）は、タイヤで測定された２つの変数の値を符号化する
回路と、このような回路を用いてタイヤをモニターする装置を開示している。符
号化回路は、変数、たとえば、圧力と温度の測定を時間測定に変換する無安定マ
ルチバイブレータを含む。無安定マルチバイブレータは、幅が温度の関数であり
、周期比が圧力の関数であるパルス信号を生成する。

【００２５】 引用によりすべてが本明細書に含まれる米国特許５，０５４，３１５号（１９
９１年Ｄｏｓｊｏｕｂ）は、タイヤで測定されるいくつかの量の値を符号化する
技術を開示している。そこには次のように開示されている。

【００２６】 「タイヤで測定された任意の数の量、たとえば、その圧力と温度の値の符号化が
、時間間隔の比ＴＰ／Ｔｒ、Ｔｔ／Ｔｒを用いて実行される。これによって、装
置は、前記比の分子と分母に同時に影響を与える、変調システムの時間シフトの
影響を免れる。」（要約書）

【００２７】 発明の概要 本発明の一態様によると、無線（ＲＦ）応答機は、それが関連する物体に固有
の情報を外部の読み取り機／無線送信機に送信することができる回路を有する。
さらに、１つまたは複数の応答機センサ（変換器）が、変換器の位置でリアルタ
イムのパラメータ測定値を出力する。これらの測定値は、たとえば、応答機によ
って外部の読み取り機／無線送信機に送信されるＲＦ信号上にデータストリーム
を圧縮する（変調する）ことによって、応答機により出力される信号上で、デー
タストリームのなかのデータの形で、外部読み取り機／無線送信機に送信される
。

【００２８】 本発明の一態様によると、通常、２つのリアルタイムのパラメータ、圧力と温
度が測定される。圧力は、多項式のようなよく知られた関数、好ましくは周囲圧
力のほぼ線形関数でその静電容量値を変えるタイプである、離れた位置（「オフ
チップ」）にある圧力センサによって測定されるのが好ましい。好ましくは、温
度センサは応答機のＩＣチップ中に埋め込まれ（「オンチップ」）、真の温度補
償された圧力を容易に計算できるように、圧力センサとほぼ同じ周囲温度にさら
されるように配置される。

【００２９】 本発明の一態様によると、ＲＦ応答機は、応答機の動作特性を調整するために
利用されるプログラマブル調整の設定を保存するトリミングビット部を有するＥ
ＥＰＲＯＭメモリを有する。ＥＥＰＲＯＭメモリのトリミングビット部には、調
整情報の１つまたは複数（たとえば１２）のビットがある。各ビットは、ＥＥＰ
ＲＯＭトランジスタ対を有するトリミングＥＥＰＲＯＭセルに保存され、このＥ
ＥＰＲＯＭトランジスタ対の設定は、一緒に調整情報の単一ビットを表す。ＥＥ
ＰＲＯＭトランジスタ対の各々に接続されている基準電圧ラインと、トリミング
ＥＥＰＲＯＭセルをトリム検出回路に接続する少なくとも１つの検出ラインと、
調整情報の単一ビットをトリム検出回路から出力するトリミングラインを有する
トリミングビット回路が、各トリミングＥＥＰＲＯＭセルと関連している。トリ
ム検出回路は通常のＥＥＰＲＯＭの読出し、プログラミング、制御回路とは無関
係なので、調整情報は、調整情報の各ビットに割り当てられた個々のトリミング
ライン上の応答機回路に連続的に利用される。

【００３０】 本発明の特徴によると、各トリミングＥＥＰＲＯＭセルのＥＥＰＲＯＭトラン
ジスタ対は、逆の状態にプログラムされ、第１のＥＥＰＲＯＭトランジスタは調
整情報の単一ビットの状態にプログラムされ、検出回路はプッシュプル増幅器を
備えている。

【００３１】 本発明の特徴によると、トリム検出回路はＥＥＰＲＯＭメモリとは独立にアナ
ログ電源によって電力を供給され、関連するトリム検出回路のトランジスタのゲ
ートを制御し、これによって、ＲＦ応答機が、非常に低い受動電力入力レベルに
ある時を含む時に、アナログ制御の、プログラムされている調整情報を利用でき
るようにする、各トリミングＥＥＰＲＯＭトランジスタのゲートしきい値を利用
する。

【００３２】 本発明の特徴によると、トリミングＥＥＰＲＯＭセルは、ＥＥＰＲＯＭトラン
ジスタ個々をアドレッシングし、プログラミングし、応答機データラインで、プ
ログラムされた情報をデータストリームに含める素子を有し、この素子は、トリ
ミング行選択信号、列データライン、ＥＥＰＲＯＭトランジスタにプログラミン
グ電圧を印可するラインに応答するＥＥＰＲＯＭ選択ゲートを含む。トリム読み
出し制御信号に応答して、プログラムされた情報のトリミングラインおよびデー
タラインへの同時出力を防止するために加えられた素子を含めることができる。

【００３３】 本発明の特徴によると、トリミングビットに保存されているトリミング情報は
、たとえば、変調指数、能動／受動モード、温度に対する電流スケーリング、圧
力に対する電流スケーリングである。

【００３４】 本発明のその他の目的、特徴、利点は以下の説明から明らかになるであろう。

【００３５】 発明の詳細な説明 添付の図面に例が示されている、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する
。図面は例示のためであって、限定するものではない。本発明をこれらの好まし
い実施形態にしたがって説明するが、本発明の要旨と範囲をこれら特定の実施形
態に限定することを意図していないことが理解されるべきである。

【００３６】 わかりやすく図示するために、いくつかの図面のある要素は正しい尺度で描か
れていないことがある。

【００３７】 しばしば、図面全体を通じて同じような要素には同じような参照番号を付して
いることがある。たとえば、ある図（または実施形態）中の要素１９９は、他の
図（または実施形態）の要素２９９と、多くの面で類似していることがある。異
なる図または実施形態における同じような要素の間のこのような関係は、もしあ
れば、適用できるならば請求項と要約書を含めて、明細書全体にわたって明らか
になるであろう。

【００３８】 ある場合には、同じような要素には、１つの図面で同じような番号が付される
ことがある。たとえば、複数の要素１９９に１９９ａ、１９９ｂ、１９９ｃ等を
付すことがある。

【００３９】 わかりやすく図示するために、ここで示す断面図は、もしあれば、「輪切り」
または「近視野」断面図の形をしていることがあり、真の断面図では見えるであ
ろう背景線を省略している。

【００４０】 本発明のこの好ましい実施形態の構成、動作、効果は、添付の図面を参照しな
がら以下の説明を考慮することによりさらに明らかになるであろう。

【００４１】 上記のように、本発明の態様は、乗り物のタイヤ圧をモニターして、タイヤ圧
が減ったとき、運転者に警告するシステムを提供することにある。

【００４２】 図１は、空気タイヤ１０４内に配置されている（たとえば、空気タイヤ１０４
の内面に取り付けられている）ＲＦ（無線周波数）応答機１０２を含む従来技術
のＲＦ応答機・システム１００を示す。（不図示のアンテナがタイヤ１０４内に
取り付けられて、応答機１０２に接続されている。）応答機１０２は、応答機１
０２と関連するセンサ（不図示）によって検出された周囲圧のようなパラメータ
測定を示すデータばかりでなく、固有の識別（ＩＤ）情報（たとえば、応答機１
０２自身のシリアル番号、または、それが関連する物体‐この例ではタイヤ１０
４の識別番号）も含むＲＦ信号を外部の読み取り機／無線送信機１０６に送信す
ることができる電子装置である。外部の読み取り機／無線送信機１０６は、応答
機１０２に無線送信するためのＲＦ信号を出力し、アンテナ１１０を有する制御
棒１０８と、応答機１０２によって／から送信された情報を表示する表示パネル
１１２と、使用者が読み取り機／無線送信機１０６の機能を操作するための操作
器（スイッチ、ボタン、つまみ等）を含む。携帯装置として示されているが、読
み取り機／無線送信機は、乗り物に搭載される電子ユニット（不図示）でもよい
。本発明はＲＦ応答機を提供することに主として向けられている。

【００４３】 知られているように、ＩＤおよび／またはパラメータ測定の情報は、応答機１
０２によって読み取り機／無線送信機１０６に送信された信号に各種の方法で符
号化され（圧縮され）、その後で使用者に表示するために読み取り機／無線送信
機１０６で「復号される」（解凍される）。ＲＦ応答機１０２は、外部の読み取
り機／無線送信機１０６によって生成され、アンテナ１０８により放射されたＲ
Ｆ信号により電力を供給されという意味で、「受動的」である。代わりに、ＲＦ
応答機１０２は、バッテリーによって電力が供給されるという意味で「能動的」
でもよい。本明細書で説明されている応答機システム１００のような応答機シス
テムはよく知られている。

【００４４】 引用によりすべてが本明細書に含まれる、１９９８年４月１４日にＰｏｌｌａ
ｃｋ、Ｂｒｏｗｎ、Ｂｌａｃｋ、Ｙｏｎｅｓにより出願された共有で係属中のＰ
ＣＴ特許出願ＰＣＴ／ＵＳ９８／０７３３８号は、応答機、特に、その動作電力
を外部の無線周波数（ＲＦ）源から得て、タイヤの識別と圧力および／または温
度データに使用する、空気タイヤと関連する「受動」応答機を開示している。

【００４５】 上記の特許出願ＰＣＴ／ＵＳ９８／０７３３８は、本発明の応答機の従来モデ
ル（型番号「３０７０Ｃ」）である応答機を開示している。本発明は従来モデル
と共通性を有し、かつ、従来モデルを改良したものであるので、従来モデルの関
連する部分を、図２、３、３Ａ、３Ｂ、３Ｃを参照して以下に説明する。

【００４６】 図２は、本発明のＲＦ応答機２００（１０２と比較されたい）のブロック図で
あり、ＲＦ応答機２００の主な機能部品を示している。この代表的なシステムは
、好ましくは圧力と温度を測定する実施形態として説明されるが、適切なセンサ
を用いる他のパラメータ測定を含むことは本発明の範囲に含まれる。

【００４７】 応答機２００は、多くの外部部品が接続された、破線２０２内に示されている
単一の集積回路（ＩＣ）チップ上で実現されるのが好ましい。図中の他の破線は
応答機２００の主な機能「ブロック」を示し、応答機の「中核」２０４とセンサ
インタフェース２０６を含む。ＩＣチップ２０２の外部にある部品は、アンテナ
２１２を有し、アンテナ２１２の端子間に接続され、ＬＣ共振タンク回路を構成
するキャパシタ２１４を有するのが典型的であるアンテナシステム２１０と、外
部の精密抵抗（Ｒｅｘｔ）２１６と、外部の圧力検出キャパシタ（ＣＰ）２１８
と、任意の外部の最高温度測定スイッチ（ＭＴＭＳ）２２０を含む。アンテナ２
１２はコイルアンテナ、ループアンテナ、双極子アンテナ等の形態である。代わ
りに、応答機によって出力された信号は送信線に出力されてもよい。これらのア
ンテナの実施形態のいくつか（たとえば、ループアンテナ）に対して、キャパシ
タ２１４は、このようなアンテナシステムをチューニングすることは有利でない
ことがあるので省かれてもよい。以後は主に、コイルアンテナを有する応答機に
ついて説明する。

【００４８】 圧力検出キャパシタＣ_Pは、重要な圧力の範囲で高い感度と線形性を有し、キ
ャパシタンス−圧力応答を有する、頑丈で温度係数が小さいセンサであることが
好ましい。一例が、当分野で知られている、上記のような全シリコン「接触モー
ド」静電容量型圧力センサである。

【００４９】 応答機中核部２０４は、アンテナ２１２によって受信される１２５ｋＨｚの変
調されない搬送信号のようなＲＦ信号を処理し、受信したＲＦ信号を整流し、Ｉ
Ｃチップ２０２上の他の回路に電力を供給するために電圧を印加するインタフェ
ース回路２２２を含む。たとえば、インタフェース回路は２．５Ｖの調整された
供給電圧（Ｖｄｄ）と、１．３２Ｖの温度に無依存のバンドギャップ電圧（Ｖｂ
ｇ）を印加する。種々の電源電圧および基準電圧を応答機の回路に印加すること
は、下記で図３Ｂを参照してかなり詳細に説明される。インタフェース回路２２
２はまた、受信したＲＦ信号を、好ましくはインタフェース回路２２２が受信し
た際の入力周波数（Ｆｉ）で、応答機２００によって外部の読み取り機／無線送
信機（たとえば、１０６、１６６）に送信される信号の出力周波数（Ｆｃ）ばか
りではなく、ＩＣチップ２０２上の他の回路のタイミングを制御するクロック信
号を公知の方法で生成するクロック生成回路２２４に出力する。

【００５０】 タイミング生成器／シーケンサ回路２２６は、クロック生成器回路２２４から
クロックパルスを受信し、パラメータ（たとえば、温度と圧力）測定がなされる
所定の時間の期間（それぞれｔ_Tとｔ_P）の間、タイミングウインドウ（下で説明
するＷ_TおよびＷ_P）を生成するために、クロックパルスを処理（たとえば、分周
する）する。タイミングウインドウＷ_TとＷ_Pは、ほぼ等しい時間でも、等しくな
い時間でもよい。タイミング生成器／シーケンサ回路２２６はまた、センサイン
タフェース２０６で実行される種々の機能（たとえば、下でかなり詳細に説明す
る圧力測定およびデータ収集、温度測定およびデータ収集）のタイミングとシー
ケンスを制御し、アルゴリズム状態マシン（ＡＳＭ）として実現されることが好
ましい。

【００５１】 応答機中核部２０４は、温度および圧力測定値（カウント値）をそれぞれ収集
し保存する温度レジスタ２３２（たとえば１２ビット）と圧力レジスタ２３４（
たとえば１２ビット）と、ＥＥＰＲＯＭアレイを含む、アドレス可能なメモリ（
たとえば１２０ビット）のブロック２３６を含むレジスタ／カウンタ回路２３０
をさらに含む。レジスタ２３２、２３４とＥＥＰＲＯＭアレイ２３６は、ＩＣチ
ップ２０２上のアドレス可能なメモリのブロックを示す破線２３８内に示されて
いる。

【００５２】 レジスタ／カウンタ回路２３０はまた、行デコーダ２４２ばかりでなく、信号
（すなわちデータ）が、インタフェース回路２２２を介して、アンテナシステム
２１０を流れるデータストリームの中の選択された測定タイヤ動作特性を外部読
み取り機／無線送信機（たとえば、１０６、１６６）に送信する、ライン２４４
上の変調回路２４６に出力されるシーケンスを制御するマルチプレクサ・列デコ
ーダ２４０を含む。

【００５３】 応答機中核部２０４はまた、変調情報（たとえば、温度または圧力測定値）が
変調回路２４６に出力されるレートを制御するボーレート生成器２４８を含む。
ボーレート生成器２４８はまた、応答機の出力周波数Ｆｃを制御するデータ搬送
クロックと、測定値、校正情報、識別等を含むデータストリームが応答機２００
の出力搬送信号に変調されるレートを制御するデータレートクロックを出力する
。

【００５４】 センサインタフェース２０６は、外部抵抗（Ｒｅｘｔ）２１６に重畳される、
温度検出部品の予測可能な特性電圧（たとえば、下で説明するトランジスタＱ１
のＶｂｅ）に関連する出力電流Ｉ（Ｔ）／Ｎをライン２５１に流す回路２５０を
含む。ライン２５１上の出力電流Ｉ（Ｔ）／Ｎは緩和発振器２５２に流される。
一般的に言って、緩和発振器２５２は、ライン２５１上の出力電流Ｉ（Ｔ）／Ｎ
と、発振器回路に切替えることができる外部のキャパシタンス（Ｃ_P）２１８ば
かりでなく、緩和発振器２５２に関連する内部のキャパシタンスＣ_FX1、Ｃ_FX2の
関数である電圧変化率（ｄＶ／ｄＴ）によって制御される周波数で発振する。下
でかなり詳細に説明するように、周囲温度と周囲圧力の双方を示す緩和発振器２
５２からの出力信号Ｆｏｓｃ’は、ライン２５３に出力される。ここで使用して
いるように、「周囲」という用語は、応答機２００の近く、特に、応答機２００
に関連するそれぞれのセンサの近くで、測定されているパラメータを指す。応答
機２００、１０２が空気タイヤ（たとえば１０４）内に搭載されたときは、「周
囲圧力」と「周囲温度」はタイヤ１０４内の膨脹媒体（たとえば空気）の圧力と
温度を指す。

【００５５】 動作時、外部源（たとえば、不図示の読み取り機／無線送信機。１０６、１６
６と比較されたい）からのＲＦ信号がアンテナ２１２により受信される。ＲＦ信
号は、ＲＦ応答機２００に電力を供給するために、整流されて使用される。変調
回路２４６に出力された変調情報は、アンテナシステム２１０の特性（たとえば
、インピーダンス、共振周波数等）を変更するために用いられる。この変更は、
外部の読み取り機／無線送信機１０６、１６６により検出されて復号され、温度
と圧力情報をＲＦ応答機２００から外部の読み取り機／無線送信機１０６、１６
６へ返送する。

【００５６】 タイミング生成器／シーケンサ回路２２６は、外部の圧力検出キャパシタンス
（Ｃ_P）２１８が、緩和発振器２５２によって出力される、周波数Ｆｏｓｃ’の
信号の生成に含められるときを制御し、データ収集回路２５４を介した、圧力お
よび温度カウント値の収集も制御する。たとえば、温度を測定するときには、温
度検出電流Ｉ（Ｔ）が内部の発振器キャパシタ（Ｃ_FX1、Ｃ_FX2）を通るが、圧力
検出キャパシタンス（Ｃ_P）２１８はこれらのキャパシタンスからは切り離され
ている（含められていない）。これは、ライン２５３で観測される、発振器出力
信号の周波数Ｆｏｓｃ’が温度のみの関数であることを意味する。圧力検出キャ
パシタンス（Ｃ_P）２１８が「接続される」と、ライン２５３上の発振器２５２
の出力周波数Ｆｏｓｃ’は、下でかなり詳細に説明されるように、圧力と温度の
双方の関数になる。下でかなり詳細に説明されるように、圧力‐温度測定値から
「圧力のみ」の読み取り値を取り出すアルゴリズムが、読み取り機／無線送信機
１０６、１６６で用いられている。

【００５７】 本明細書でなされている「圧力読み取り値」、「圧力カウント値」、「圧力応
答」、「圧力レジスタ」等の呼称は、ハイブリッドな圧力‐温度読み取り値を実
際に生成する、この応答機技術によって測定されるような「圧力」を一般に指す
ことは注目されるべきである。このハイブリッドな読み取り値がその温度成分を
除去するために処理されると、その読み取り値は「圧力のみ」の読み取り値と呼
ばれる。

【００５８】 タイミング生成器／シーケンサ回路２２６により制御されると、データ収集回
路２５４は、温度または圧力のいずれが測定されているかに応じて、緩和発振器
の出力信号Ｆｏｓｃ’を、ライン２５５を介して温度レジスタ２３２へ送り、ま
たは、ライン２５７を介して圧力レジスタ２３４へ送信する。カウンタが、発振
器周波数Ｆｏｓｃ’をレジスタ２３３、２３４で保存されるカウント値に変換す
る。タイミング生成器／シーケンサ回路２２６によって与えられたタイミング「
ウインドウ」は、よく知られた、制御された持続時間を有する。その結果、タイ
ミングウインドウが「閉じている」ときに、それぞれの温度または圧力レジスタ
（それぞれ２３２、２３４）に残っている（収集されている）カウント値は、緩
和発振器２５２の出力周波数Ｆｏｓｃ’の関数であり（それに比例し）、したが
って、どちらがそのタイミングウインドウの間に測定されても、温度または圧力
の関数である。

【００５９】 ＥＥＰＲＯＭアレイ２３６は、読み取り機／無線送信機（たとえば、１０６、
１６６）が、温度および圧力カウント値（それぞれＮ_TおよびＮ_P、下でかなり詳
細に説明する）を、たとえば、表示器１１２、１６２を介して使用者に表示でき
る温度および圧力読み取り値に変換するために用いる校正定数を保持するために
用いられる。ＥＥＰＲＯＭアレイ２３６はまた、応答機のＩＤと、応答機の校正
データと、所与の応答機に特有のその他のデータを保存することができる。

【００６０】 図３は、図２の応答機２００のいくつかの部品、主として図２のセンサインタ
フェースセクション２０６に関して上述した部品のより詳細な概略図３００であ
る。

【００６１】 この概略図３００では、通常の回路記号が用いられている。たとえば、相互に
交差する線は、接合点（交差点）に「点」がなければ、相互に接続されていない
し、「点」があれば線は相互に接続されている。トランジスタ、ダイオード、接
地、抵抗、キャパシタ、スイッチ、コンパレータ、インバータ、および論理ゲー
ト（たとえば、「ＡＮＤ」、「ＮＡＮＤ」、「ＯＲ」、「ＮＯＲ」）を表わす通
常の記号が用いられている。

【００６２】 この回路はＣＭＯＳの実施形態に関して説明されており、後ろに数字が添えら
れる「Ｐ」（たとえば、「Ｐ１」）はＰＭＯＳ（Ｐ‐チャネル）トランジスタを
示し、後ろに数字が添えられる「Ｎ」（たとえば、「Ｎ１」）はＮＭＯＳ（Ｎ‐
チャネル）トランジスタを示す。ＣＭＯＳトランジスタはＦＥＴ（電界効果型ト
ランジスタ）型であって、各々は３つの「ノード」または「端子」‐すなわち、
「ソース」（Ｓ）と、「ドレイン」（Ｄ）と、ソースとドレインとの間の電流の
流れを制御する「ゲート」（Ｇ）を有する。以下の説明では、多くのＰＭＯＳと
ＮＭＯＳトランジスタが、ドレイン（Ｄ）がゲート（Ｇ）に接続されていること
を意味する「ダイオード接続」がなされていることが明らかになる。トランジス
タ、特にＣＭＯＳトランジスタの動作の一般的な理論は、本発明にもっとも近い
技術の当業者には公知である。

【００６３】 以下の説明から明らかなように、多くのＣＭＯＳトランジスタは「カレントミ
ラー」配置で接続されている。カレントミラーの概念は公知であって、最も簡単
な形では、相互に接続されたゲートを有する２つの同じ極性のトランジスタ（た
とえば２つのＰＭＯＳトランジスタ）を有し、トランジスタ対の１つがダイオー
ド接続されている。カレントミラーは、電流をダイオード接続されているトラン
ジスタに流すことを一般に含み、その結果として、その電流を生成するために必
要とされる、ダイオード接続されているトランジスタのゲート電圧を生成するこ
とになる。一般に、ダイオード接続されたトランジスタのゲート電圧は、そのト
ランジスタを流れるミラー電流を生成するために必要などのような電圧にもなり
うる。ダイオード接続されているトランジスタは、定義により、ダイオード接続
されているトランジスタのゲート電圧を他の任意の同様に接続されているトラン
ジスタに印可することによって、ゲート電流を有しないので、ミラー電流が同様
に接続されているトランジスタを流れる。通常は、カレントミラートランジスタ
はすべて同じ物理的面積を有し、その場合にはミラー電流はミラーされている電
流とほぼ同じである。トランジスタの一方の（面積）を他方よりも物理的に大き
くまたは小さくすることによって、ミラーされている電流より大きくまたは小さ
くなるミラー電流を生成することもまた知られている。異なる面積を有するこの
ような同様に接続されたトランジスタがカレントミラー配置で接続されると、ス
ケールされた（大きくまたは小さくされた）面積は、これに対応して、スケール
された（大きくまたは小さくされた）電流を生成する。

【００６４】 以下では主に、回路の種々の部品の間の多くの接続が図に明らかに示されてお
り、説明の重点は、全てが図に明示されている種々の部品の間の個々の接続を（
うんざりするほど）説明することではなく、回路の種々の部品の種々の機能、お
よび、回路の種々の部品の間の相互作用に置く。

【００６５】 アンテナシステム２１０は、交流（ＡＣ）出力を完全波整流器回路３０２に与
える、コイルアンテナ２１２と、（Ｌ‐Ｃ共振タンク回路を形成するためにアン
テナ２１２の両端に接続される）任意のキャパシタ２１４を有する。

【００６６】 完全波整流器回路３０２（２２２と比較されたい）は、示されているように、
従来の方法で接続された、２個のＰＭＯＳトランジスタと２個のダイオードを有
し、完全波整流された直流（ＤＣ）電圧をライン３０３に出力する。キャパシタ
３０４が、ライン３０３上の完全波整流されたＤＣ電圧の変動（「リプル」）を
「平滑にする」（フィルタにかける）ために、ライン３０３とグラウンドの間に
接続される。このようにして、ライン３０３上の電圧は、応答機の残りの部品の
ために使用できる電圧−この場合では、ライン３０３上の正電源電圧Ｖｃｃとな
る。

【００６７】 図２のベース‐エミッタ電圧−電流変換器２５０にほぼ対応する温度検出回路
３０６が、ライン３０３（Ｖｃｃ）とグラウンドの間に接続され、Ｐ１、Ｐ２、
Ｎ１およびＮ２という記号が付けられた４個のＣＭＯＳトランジスタと、Ｑ１と
いう記号が付けられた横形バイポーラトランジスタを含み、外部抵抗２１６（Ｒ
ｅｘｔ）に接続されている。トランジスタＰ２とＮ１は、図示されているように
、ダイオード接続されている。２つのトランジスタＰ１とＰ２はカレントミラー
配置で接続され、２つのトランジスタＮ１とＮ２も、カレントミラー配置である
と一般にみなされている配置で接続されている。トランジスタＮ１のソース（Ｓ
）は、トランジスタＱ１を介して接地され、トランジスタＮ２のソースは、外部
抵抗（Ｒｅｘｔ）２１６を介して接地されている。

【００６８】 明らかになるように、温度検出回路３０６の、（たとえば、応答機が関連付け
られているタイヤ内の）検出された周囲温度に比例する信号（たとえば電流）を
生成する性能は、トランジスタＱ１のベース‐エミッタ電圧が、予測可能性が高
く、再現性の高い関数であるという特徴に大きく依存する。抵抗（Ｒｅｘｔ）２
１６は外部の精密基準抵抗であって、その値は（トランジスタＱ１の温度依存性
とは対照的に）温度にはほとんど依存しない。抵抗（Ｒｅｘｔ）２１６の適切な
値は、たとえば、２０．５ｋΩまたは４５５ｋΩである。

【００６９】 トランジスタＮ２は、「ソース‐フォロワ」モードで、トランジスタＰ２と外
部抵抗２１６（Ｒｅｘｔ）の間に接続されている。電圧がトランジスタＮ２のゲ
ート（Ｇ）に印加されると、そのソース電圧はそのゲート電圧（に、そのゲート
とソースの間の固有の電圧降下を引いたもの）に「追従する」。

【００７０】 トランジスタＮ１を電流が流れると、そのゲート電圧は、トランジスタＱ１の
エミッタ電圧より高電圧側にそのゲート‐ソース電圧降下（Ｖｇｓ）分だけずら
される。トランジスタＮ１とＮ２は本質的に同じであり、２個のトランジスタＮ
１とＮ２を同じ電流が流れるので、それらは同一のゲート‐ソース電圧降下（Ｖ
ｇｓ）を有する。結果として、トランジスタＮ２のソースにおける、外部抵抗２
１６（Ｒｅｘｔ）の両端の電圧は、トランジスタＱ１のエミッタにおける電圧と
ほぼ同一になる。したがって、オームの法則（Ｅ＝ＩＲまたはＩ＝Ｅ／Ｒ）を適
用すると、外部抵抗２１６（Ｒｅｘｔ）を流れる電流は、トランジスタＱ１のエ
ミッタ電圧を外部抵抗（Ｒｅｘｔ）２１６の抵抗値で割ったものに等しくなる。

【００７１】 通常の動作では、外部抵抗（Ｒｅｘｔ）２１６を流れる電流の全ては、トラン
ジスタＮ２のソースを流れ、したがって、ダイオード接続されているトランジス
タＰ２を流れる。カレントミラー接続によって、トランジスタＰ２を流れる電流
は、トランジスタＰ１において複写される（映される）。これによって、トラン
ジスタＮ１とＮ２を流れる電流はいつでも同じになり、さらに、トランジスタＱ
１のエミッタ電圧と外部抵抗（Ｒｅｘｔ）２１６の両端の電圧は、電圧およびプ
ロセスの変化とは関係なく、同一になることがさらに確実になる。上記のように
、トランジスタＮ１とＮ２は、カレントミラー配置と一般にみなされるような配
置で接続される。しかしながら、それらは厳密には同一に接続されていないので
、回路３０６におけるこれらの機能は主としてＱ１とＲｅｘｔを「整合する」こ
とにある。

【００７２】 要するに、回路３０６は外部抵抗（Ｒｅｘｔ）を流れる電流Ｉ（Ｔ）を予測で
きるようにし、トランジスタＱ１の絶対温度（Ｔ）の関数であるようにする。下
でかなり詳細に説明されるように、外部抵抗（Ｒｅｘｔ）２１６を流れるこの温
度依存電流Ｉ（Ｔ）は、トランジスタＱ１の温度を示す信号を外部読み取り機（
１０６、図１）に出力するために、緩和発振器（３１２、下で説明される）に映
される。下でかなり詳細に説明するように、緩和発振器３１２の出力周波数Ｆｏ
ｓｃ’は、トランジスタＱ１の絶対温度（Ｔ）の関数である。

【００７３】 この点において、全体の応答機回路の温度検出素子として用いられているのが
、本質的にトランジスタＱ１であることに注目することは有用である。この応答
機回路は、ＣＭＯＳ技術で実現されるこのようなトランジスタの固有の特性を有
利に用いているので、トランジスタＱ１のベース‐エミッタ電圧は−２．２ｍＶ
／℃という予測可能な量で変化する。

【００７４】 本発明の応答機は、応答機の回路に電力を供給するために、外部電源（１０６
、図１）によって応答機に供給されるＲＦエネルギーに依存する「受動」素子の
点から説明されていることは注目されるべきである。しかしながら、この応答機
がバッテリーの形のような自身の電源を含むことは本発明の範囲に含まれる。い
ずれの場合にも、温度検出回路３０６に関して説明したような回路に電力を最初
に供給するときは、その静止状態からその通常動作状態へ、信頼でき、かつ、予
測可能な（制御された）方法で、「しだいに移行する」ようにすることが重要で
ある。そのために、温度検出回路３０６と「起動」回路３０８の間に接続されて
いる２本のライン３０５と３０７が示されている。

【００７５】 起動回路３０８（図２のベース‐エミッタ電圧−電流変換器２５０の一部でも
ある）は、ライン３０３の電源電圧（Ｖｃｃ）とグラウンドの間に接続されて、
（ｉ）応答機（２００）が電力を供給されていない状態から最初に起動するとき
、温度検出回路３０６を流れる電流を得ることと、（ｉｉ）トランジスタＰ２を
流れる電流を映して、電源を基準とする電流からグラウンドを基準とする電流に
変換するという２つの主要な目的を有する。

【００７６】 起動はトランジスタＰ３によって開始される。トランジスタＰ３は、「弱いプ
ルアップ」モードで機能するように、高いチャネル抵抗を有するように製造され
ている。そのゲートは接地されているので、常に「オン」であり、かなり高い抵
抗（たとえば１ＭΩ）を有する抵抗のようにふるまう。

【００７７】 起動時には、回路の他の場所には電流が流れていないので、トランジスタＰ３
はトランジスタＮ３のゲートを電源電圧（Ｖｃｃ）に向かって引き上げるように
動作し、これによって、トランジスタＮ３を「オン」にし、これにより、トラン
ジスタＮ３の接地されているソースが、そのドレイン（Ｄ）に有効に接続される
。トランジスタＮ３は、今度は、トランジスタＰ１、Ｐ２、Ｐ４のゲートを接地
し、ダイオード接続されているトランジスタＰ２のドレインも接地する。これに
より、電流が温度検出回路３０６のトランジスタＰ２を通じてトランジスタＮ３
のドレインに流れ込む。トランジスタＰ１、Ｐ２、Ｐ４は、（「Ｐｂｉａｓ」ラ
インを介して）カレントミラー接続されているので、現在トランジスタＰ２を流
れている電流は、トランジスタＰ１とＰ４に映される。電流がトランジスタＰ４
を通じてダイオード接続されているトランジスタＮ５に流れると、トランジスタ
Ｎ４とＮ５の間のカレントミラー接続によって、対応する電流がトランジスタＮ
４を流れ、これによって、トランジスタＮ３のゲートをグラウンドに引き下げて
、これにより、トランジスタＮ３を流れる電流を有効に「遮断する」。

【００７８】 しかしながら、今は電流がカレントミラーされているトランジスタＰ１、Ｐ２
、Ｐ４を流れているので、トランジスタＰ１からダイオード接続されているトラ
ンジスタＮ１を介してトランジスタＱ１に流れ込む電流が、温度検出回路３０６
を（そのゼロ電流状態ではなくて）その安定な動作点状態において「起動」させ
る。起動の後、トランジスタＮ３は、その意図された機能を実行して、回路から
ほぼ「切り離される」。

【００７９】 トランジスタＮ５は、トランジスタＮ４と、（下で述べるように、トランジス
タＮ６と）カレントミラー配置で接続されている。したがって、ほぼ、外部抵抗
（Ｒｅｘｔ）２１６を流れている電流に等しい電流がトランジスタＮ５を流れる
ので、同じ電流がトランジスタＮ４を流れ、これによって、ライン３０９上に基
準電圧（Ｎｂｉａｓ）を生成する。ライン３０９′上の供給電圧（Ｖｄｄ）ばか
りでなく、ライン３０９上の基準電圧（Ｎｂｉａｓ）は、電流スケーリング回路
３１０に印加される。

【００８０】 ライン３０９′上の供給電圧（Ｖｄｄ）は、チップ上の他の場所で、従来の方
法で生成されたバンドギャップ電圧（Ｖｂｇ）の倍数のような、任意の適切なや
り方で印加され、その大きさ（たとえば１．３２Ｖ）は、チップの製造に用いら
れるシリコンプロセスに固有であるなど、温度とは無関係でなければならない。
このような安定な（たとえばバンドギャップ）電圧（たとえばＶｂｇ）と、それ
から得られる電源電圧（たとえばＶｄｄ）を備えることは、本発明が最も近い分
野の当業者の理解し得る範囲内に十分に含まれており、下で図３Ｂに関してかな
り詳細に説明する。

【００８１】 電流スケーリング回路３１０（図２のベース‐エミッタ電圧−電流変換器の一
部でもある）は下記の典型的な方法で作製される。トランジスタＰ５、Ｐ６のソ
ースは供給電圧Ｖｄｄに接続される。トランジスタＮ６のゲートは、ライン３０
９上の基準電圧（Ｎｂｉａｓ）を受ける。トランジスタＮ６はカレントミラー配
置でトランジスタＮ５（および前記トランジスタＮ４）に接続されているので、
トランジスタＮ４とＮ５を流れる電流Ｉ（Ｔ）の流れを映す。結果として、ダイ
オード接続されているトランジスタＰ５を流れる電流の流れは、トランジスタＮ
４、Ｎ５、Ｎ６を流れる電流の流れを映す。

【００８２】 トランジスタＰ５、Ｐ６はカレントミラー配置で接続されているが、トランジ
スタＰ６を流れる電流が、トランジスタＰ５の物理的面積とトランジスタＰ６の
物理的面積との比（Ｎ）によって増倍または縮減されるように（従来のＣＭＯＳ
作製技術を用いて）作製されている。たとえば、トランジスタＰ６のサイズがト
ランジスタＰ５のサイズより小さい（すなわち、トランジスタＰ５の面積がトラ
ンジスタＰ６の面積より「Ｎ」倍大きい）場合、トランジスタＰ６を流れる電流
はトランジスタＰ５を流れる電流よりも、それに比例して小さくなる（Ｎ分の１
）。したがって、トランジスタＰ６を流れる「スケールされた」電流は、図に「
Ｉ（Ｔ）／Ｎ」と記されており、ライン３１１（２５１と比較されたい）上で、
緩和発振器回路３１２（２５２と比較されたい）に与えられる。トランジスタＰ
５とトランジスタＰ６の間の電流の比は、トランジスタの一方を他方より単に大
きく作製する、または、２つのトランジスタのうち一方を２つまたはそれより多
くの同じサイズのトランジスタの集合体として実現し、その合計面積が２つのト
ランジスタのうち他方の面積よりも大きくすることによるなど、従来の回路プロ
セス技術により容易に実現できることはよく知られている。

【００８３】 緩和発振器回路３１２（２５２と比較されたい）は、ごく通常の構成のもので
あって、その２つの相経路のそれぞれの「フロントエンド」に二対のトランジス
タ−一方の相経路（１）３１４ａのフロントエンドにおける一対の相補トランジ
スタＰ７とＮ７、および、他方の相経路（２）３１４ｂのフロントエンドにおけ
る他の一対の相補トランジスタＰ８とＮ８−を含む。

【００８４】 所与のトランジスタ対（たとえばＰ７とＮ７）に対して、図示されているよう
に接続されているので、これらの共通のゲート電圧が高いと（すなわち正電源側
）、（たとえば、相経路３１４ａへの）出力は接地され（グラウンドに接続され
て、ライン３１１の電流Ｉ（Ｔ）／Ｎから分離される）、これらの共通ゲート電
圧が低いと、出力は、ライン３１１上を流れる電流Ｉ（Ｔ）／Ｎを緩和発振器３
１２の相経路（たとえば３１４ａ）のそれぞれに流す。緩和発振器３１２のよう
な回路について知られているように、トランジスタ対の一方（たとえば、Ｐ７と
Ｎ７）の共通ゲート電圧が高いと、トランジスタ対の他方（たとえば、Ｐ８とＮ
８）の共通ゲート電圧は低く、トランジスタ対の一方（たとえば、Ｐ７とＮ７）
の共通ゲート電圧が低いと、トランジスタ対の他方（たとえば、Ｐ８とＮ８）の
共通ゲート電圧は高くなる。このようにして、各相経路３１４ａと３１４ｂは、
それぞれ、他の相経路３１４ｂと３１４ａのものと同じこともあれば、異なるこ
ともあるデューティサイクル（すなわち、その「オン」時間）を有する。したが
って、各トランジスタ対（たとえば、Ｐ７とＮ７）は、それぞれの相経路（たと
えば３１４ａ）への「入力スイッチ」であるとみなされる。

【００８５】 緩和発振器３１２の各相経路３１４ａと３１４ｂは、入力として、コンパレー
タ３１６ａと３１６ｂを有し、コンパレータ３１６ａと３１６ｂの負（−）入力
とグラウンドの間に接続されている一定値のキャパシタＣ_FX1とＣ_FX2をそれぞれ
有する。キャパシタＣ_FX1とＣ_FX2は、それぞれ２〜５ｐｆ（ピコファラド）の典
型的なキャパシタンス値を有し、小さい温度係数（たとえば、２０ｐｐｍより小
さい）を示すポリ−ポリ・キャパシタのような、等しい値の「オンチップ」素子
として実現されることが好ましい。コンパレータ３１６ａと３１６ｂの正（＋）
の入力（端子）は一緒に結合されて、温度に依存しない、１．３２Ｖのような、
基準しきい値電圧Ｖｂｇに設定される。

【００８６】 「ＮＯＲ」論理ゲート３１８ａと３１８ｂが、各相経路３１４ａと３１４ｂの
出力にそれぞれ接続され、２つのＮＯＲゲート３１８ａと３１８ｂは、出力をラ
イン３１９ａと３１９ｂに出すラッチング回路を形成するために、交差接続され
る。したがって、交差接続されたＮＯＲゲート３１８ａと３１８ｂは、フリップ
フロップ、すなわち、ＲＳ（リセット／セット）ラッチとして機能できる。

【００８７】 入力スイッチ（たとえば、Ｐ７とＮ７）の一方の共通のゲート電圧が高いと、
その相経路（たとえば３１４ａ）の対応するキャパシタ（たとえばＣ_FX1）が接
地される（短絡されて、放電される）。逆に、入力スイッチ（たとえば、Ｐ７と
Ｎ７）の一方の共通のゲート電圧が低いと、ライン３１１からのスケールされた
電流Ｉ（Ｔ）／Ｎがその相経路（たとえば３１４ａ）の対応するキャパシタ（た
とえばＣ_FX1）に流され（流れ込めるようにされ）て、キャパシタは充電を開始
する（キャパシタの端子間の電圧が上昇する）。キャパシタＣ_FX1／Ｃ_FX2の端子
間電圧がコンパレータの基準電圧Ｖｂｇに達すると、コンパレータ３１６ａ／３
１６ｂの出力が低くなって、ライン３１９ａ／３１９ｂにおけるラッチ３１８ａ
／３１８ｂの出力の状態を変える。このようにして、緩和発振器３１２は、キャ
パシタＣ_FX1とＣ_FX2の立ち上がり時間と、重要なことには、キャパシタＣ_FX1と
Ｃ_FX2に流されているスケールされた電流Ｉ（Ｔ）／Ｎによって決定される周波
数Ｆｏｓｃで発振する。より大きい電流Ｉ（Ｔ）／Ｎが流されると、キャパシタ
Ｃ_FX1とＣ_FX2の電圧は一層速く立ち上がって、しきい値電圧をより速く超え、緩
和発振器３１２をより速く発振させ、これによって、ライン３１９ａ上の信号の
周波数Ｆｏｓｃを高くする。ライン３１９ａ上の信号は、示されているように、
インバータ３２０によって反転され、ライン３２１上に周波数Ｆｏｓｃ′の信号
を出力する。

【００８８】 下でかなり詳細に説明するように、発振器３１２は、タイミング生成器／シー
ケンサ２２６により制御されて、相互に排他的な２つのモード、温度検出モード
（時刻ｔ０とｔ１の間）と圧力検出モード（時刻ｔ１とｔ２の間）で動作するよ
うに制御される。発振器の出力信号の周波数Ｆｏｓｃ（およびＦｏｓｃ′）は、
これら２つのモードのそれぞれで異なる。

【００８９】 温度および圧力読み取り値の生成 空気タイヤに関連付けられている応答機２００の典型的な状況では、空気タイ
ヤ内の圧力を決定することが第１に望ましい。たとえば、典型的な乗用車のタイ
ヤは、約３２ｐｓｉ（約２２１ｋＰａ）で適切に充填される。タイヤの充填圧力
は通常、「冷たい」圧力（タイヤが走行により発熱していないときに測定された
圧力）として指定されるが、モニター装置は、たいてい走行中の、したがって「
熱い」タイヤで測定された圧力を知らせるので、空気タイヤ内の充填媒体（たと
えば空気）の温度を決定することが第２に望ましい。温度測定値を利用して、モ
ニターシステム（たとえばＴＰＭＳ１５０）は、たとえば、測定された圧力を、
理想気体法則（ＰＶ＝μＲＴ）を基にした簡単な計算で「冷たい」圧力に変換で
きる。この「冷たい」圧力は、「温度無依存」の圧力とみなせ、それはタイヤに
入れられている空気の質量を示すものでもある。本発明の応答機２００を参照し
て、それが生成するハイブリッドな「圧力」測定値を、（下で詳細に説明される
異なる計算によって）、このような気体法則の計算でそれを使用する前に、真に
圧力のみの測定値に変換せねばならない。

【００９０】 たとえば、乗り物の空気タイヤがそれの指定されている圧力で走行さられたな
らば、燃料消費量が約１０％の減少が実現されるだろうと見積もられている。プ
ロの運転者は通常、この問題に敏感で、頻繁に圧力を点検し、調整するが、自家
用車の平均的な運転者は、たとえば、タイヤが見た目でへこむまで、タイヤ圧に
注意することはほとんどない。このような場合、車のダッシュボードにＬＣＤ（
液晶表示器）の表示などが、動的なタイヤの充填情報を、空気タイヤにここで説
明しているような応答機が備えられている車の運転者に知らせることができるで
あろう。同様に重要なのが、いろいろのタイヤ製造者によって市販されている「
ランフラット」タイヤの出現である。グッドイヤーのＥＭＴ（移動性拡大技術（
ｅｘｔｅｎｄｅｄ ｍｏｂｉｌｉｔｙ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ））シリーズのタ
イヤが「ランフラット」タイヤの典型であり、その全体的な目的は、運転者が空
気の減った（「へこんだ」）タイヤで、「かなりの」走行速度（たとえば時速６
０マイル、すなわち、時速１４４キロメートル）で、自動車の正常な運転を維持
しながら、５０マイル（約１２０キロメートル）まで走行できるようにすること
である。このようなランフラットタイヤは一般によく知られており、それ自体は
本発明の一部を構成するものではない。ランフラットタイヤを用いて「へこんだ
」状態で走行しているとき、運転者が、タイヤが完全に「へこんでいて」、運転
者の都合が最も早くつきときに（そして、ランフラットの走行距離限界の前に）
修理または交換する必要があることを、視覚的であれ、音響的（たとえばビープ
音）であれ、指示によって第１に示されるような「仮の時間」で走行している事
実を警告することが特に重要である。

【００９１】 緩和発振器３１２が動作できるようにすることにより、その出力信号の周波数
Ｆｏｓｃ（およびＦｏｓｃ′）はトランジスタＱ１の（によって検出される）絶
対温度の関数になる。これは、温度検出モードと圧力検出モードの双方において
当てはまる。

【００９２】 温度検出モードでは、好ましくはＣ_FX1とＣ_FX2のキャパシタンス値が等しい場
合、緩和発振器３１２は対称的な（均衡のとれた、５０％）デューティサイクル
を有する。圧力検出モードでは、圧力検出キャパシタ（Ｃ_P）２１８が、Ｃ_FX2の
両端の半導体スイッチ３５０によって切替えられ、これは、緩和発振器３１２の
デューティサイクルと、出力周波数Ｆｏｓｃ（およびＦｏｓｃ′）を変える。

【００９３】 温度検出モードでは、固定キャパシタＣ_FX1とＣ_FX2のみが交互に充電（および
放電）され、結果として、周囲温度に比例した周期を有する５０％のデューティ
サイクルを得る。圧力検出モードでは、圧力検出キャパシタ（Ｃ_P）２１８が発
振器３１２の相経路３１４ｂに切替えられる。したがって、所与の温度に対して
、発振器の周期の最初の半分では、相経路３１４ａは温度検出モードのように振
る舞い、発振器の周期の第２の半分では、相経路３１４ｂは、固定キャパシタＣ _FX2 のキャパシタンス値と圧力検出キャパシタ（Ｃ_P）２１８のキャパシタンス値
に比例するように振る舞う。これは、実際には、発振器をスローダウンさせ、そ
のデューティサイクルを変える。デューティサイクルの変化は、Ｃ_PとＣ_FX2の比
を示す。したがって、２つの周期（回路中にＣ_Pが存在したり、存在しなかった
りする）の比から、付加したキャパシタＣ_P、したがって、検出された圧力がど
れだけかを計算することは容易である。下でかなり詳細に説明されるように、圧
力検出モードにおける発振器出力の温度依存性は、簡単に完全に取り除ける。

【００９４】 圧力検出キャパシタ（Ｃ_P）２１８が発振器回路に切替えられるときの発振器
の「スローイングダウン」は、所与の圧力測定ウインドウ（たとえばＷ_P）の間
にカウント値される発振器出力のパルス数（出力周波数）が、同様な持続時間の
温度測定ウインドウ（たとえばＷ_T）の間よりも比較的少なくなる（減少する）
ことを結果として避けられない。いいかえると、「スローダウンされた」発振器
は、パラメータ測定値を示すカウント値が集められるレートを低下させる。圧力
測定ウインドウ（Ｗ_P）の間に生成されたカウント値（Ｎ_P）の分解能（量）を上
げるため、適切な数の圧力カウント値を圧力レジスタ２３４に収集できるように
、圧力測定ウインドウ（Ｗ_P）のサイズを増大させる（持続時間を変化させる）
ことが考えられる。これは、圧力検出モードにおける圧力測定ウインドウ（Ｗ_P
）（時刻ｔ１とｔ２の間）の終りを定める時刻ｔ２の値を、タイミング生成器／
シーケンサ２２６により制御して、（他の場合よりも）大きくするだけで容易に
実行することができる。たとえば、温度測定ウインドウＷ_T（時刻ｔ０とｔ１の
間）を数（たとえば８）ミリ秒のオーダーにし、圧力測定ウインドウ（Ｗ_P）を
数十（たとえば８０）ミリ秒のオーダーにする。代わりに、緩和発振器３１２の
基本発振周波数を高くし、これによって圧力カウント値の全体の分解能を高くす
るために、電流スケール回路３１０から緩和発振器３１２へ流れ出るスケールさ
れた電流（Ｉ（Ｔ）／Ｎ）を、圧力測定ウインドウ（Ｗ_P）の間増大させること
が考えられる。これは、たとえば、トランジスタＰ５よりサイズ（面積）が小さ
いトランジスタＰ６の場合には、トランジスタＰ６の代わりに、トランジスタＰ
５とＰ６の面積の比が１に近く（すなわち、あまり縮減されず）、緩和発振器３
１２への電流、したがって、それのカウント値レートが増大されるように、トラ
ンジスタＰ６よりも大きな面積を有するトランジスタＰ６′（不図示）に切り替
えるだけで容易に実行することができる。もう１つのトランジスタＰ６′のこの
ような切替えは、圧力検出キャパシタ（Ｃ_P）２１８で切り替わる前記スイッチ
３５０に匹敵するスイッチ（不図示）で容易に行われる。本発明の最も近い分野
の当業者は、圧力検出キャパシタ（Ｃ_P）２１８が発振器回路にスイッチされた
とき、ここで示した教示から、発振器の「スローイングダウン」をどのようにし
てオフセットするか容易に理解できるであろう。

【００９５】 圧力応答性の最適化 空気タイヤの圧力をモニターしているときには最高に重要である正確な圧力読
み取り値を得る（および表示する）ために、応答機回路のあるパラメータが、そ
の圧力応答性を最大にし、それにより、外部の読み取り機／無線送信機（たとえ
ば、１０６、１６６）によって表示される圧力読み取り値の精度を改善するため
に、設定される。

【００９６】 上で述べたように、応答機は、外部の読み取り機／無線送信機１０６、１６６
へ送られる２値１２ビットのワードの値を変えることによって、圧力センサ（Ｃ _P ）２１８の変化するキャパシタンス値に応答する。この２値ワードは、タイミ
ング生成器／シーケンサ２２６によって設定されるタイミングウインドウＷ_P（
ｔ１とｔ２の間）の間の発振器周波数のカウント値である。したがって、圧力応
答は圧力検出キャパシタ（Ｃ_P）２１８のキャパシタンス値の単位変化当りのカ
ウント値変化として記述できる。

【００９７】 応答機の圧力応答性（および分解能）は、いくつかの要因に依存することが判
明しており、要因のそれぞれは解析できる。たとえば、以下のことが確かめられ
ている。 （ａ）圧力測定ウインドウＷ_Pを温度測定ウインドウＷ_Tより大きくするために、
）圧力測定ウインドウＷ_Pを増大させると、圧力検出キャパシタ（Ｃ_P）２１８の
所与の値に対して、圧力カウント値Ｎ_P（温度カウント値Ｎ_Tではない）が増大し
、（上で詳細に説明したように、）圧力測定中に生ずる、温度測定と比較して相
対的に低い発振器周波数を補償する。 （ｂ）発振器３１２に与えられるスケールされた電流Ｉ（Ｔ）／Ｎを増大させる
と、圧力検出キャパシタ（Ｃ_P）２１８の所与の値に対して、圧力カウント値Ｎ_P が比例して増加する。 （ｃ）キャパシタＣ_FX1および／またはＣ_FX2の値を減少すると、圧力検出キャパ
シタ（Ｃ_P）２１８の所与の値に対して、圧力カウント値Ｎ_Pが比例して増加する
。 （ｄ）発振器に与えられるスケールされた電流Ｉ（Ｔ）／Ｎを増大させると、圧
力カウント値Ｎ_P（Ｃ_Pの所与の値に対して）が、キャパシタＣ_FX1とＣ_FX2の値の
減少よりも速いレートで、比例して増加する。 （ｅ）スケールされた電流Ｉ（Ｔ）／Ｎを増大させると、電流の増大が圧力測定
ウインドウＷ_Pの間のみで生じさせることができないのであれば、圧力カウント
値Ｎ_Pと温度カウント値Ｎ_Tの双方が増加する。 （ｆ）キャパシタＣ_FX1および／またはＣ_FX2の値を減少させると、キャパシタの
一方のみが変化させられるとしても、圧力カウント値Ｎ_Pと温度カウント値Ｎ_Tの
双方が増加する。

【００９８】 一般的な提案として、圧力カウント値Ｎ_Pを増加させることが望ましい。しか
しながら、本発明の最も近い分野の当業者は、ＩＣチップのある回路の性能に対
し、ある周波数において、許容できないほど大きい、圧力カウント値を増加させ
る実際的な上限があることを容易に理解できるであろう。

【００９９】 パラメータの測定 図３Ａは、応答機において温度および圧力測定値を収集する最終ステップに含
まれる部品を示す。緩和発振器３１２によって出力される信号Ｆｏｓｃ′が、ラ
イン３２１（２５３と比較されたい）上で、データ収集回路２５４の２つのＡＮ
Ｄゲート３６０と３６２のそれぞれの入力に出力される。信号（「温度収集」）
が、ライン２５５上を介して、測定された温度を示すカウント値（「データ」ま
たは「読み取り値」）ＮＴで、温度レジスタ２３２をロードするように、温度検
出ウインドウ（Ｗ_T）の間に、タイミング生成器／シーケンサ２２６によって、
ＡＮＤゲート３６０の他の入力に出力される。別のデータ信号（「圧力収集」）
が、測定された圧力を示すカウント値（「データ」または「読み取り値」）Ｎ_P
で、圧力レジスタ２３４をロードするように、圧力検出ウインドウ（Ｗ_P）の間
に、タイミング生成器／シーケンサ２２６によって、ＡＮＤゲート３６２の他の
入力に出力される。レジスタ２３２と２３４のそれぞれは、入力される発振信号
Ｆｏｓｃ′を保存されるカウント値に変換する、各レジスタにそれぞれ関連する
カウンタ（不図示）を有する。その後、２つのカウント値Ｎ_TとＮ_Pは、レジスタ
２３２、２３４からＭＵＸ２４０を介して、上述の変調回路２４６にシフトされ
る。

【０１００】 応答機に電力が供給されると、温度と圧力は連続的に測定され、これらの測定
値は、データストリームのデータワードとして、外部の読み取り機／無線送信機
１０６、１６６に返送される。たとえば、温度および圧力パラメータのそれぞれ
は、大きな（たとえば１４４ビット）データストリームの選択された（既知の）
部分に１２ビットのデータワードとして、読み取り機／無線送信機１０６、１６
６に返送される。データストリーム全体の１ビットは、ＭＴＭＳスイッチ２２０
の状態（たとえば、「閉じている」または「開いている」）に割り当てられる。
応答機によって外部の読み取り機／無線送信機１０６、１６６に送信される典型
的なデータストリームの完全な説明は、下で図３Ｃを参照して行われる。

【０１０１】 温度は、時間期間ｔ_Tを有する一定の時間期間（ｔ０からｔ１までの時間のウ
インドウＷ_T）の間に発振器３１２から出力されたサイクル数をかぞえることに
よって適切に測定される。たとえば、ダウンカウンタ（不図示、しかし温度レジ
スタ２３２に組合わされている）が、ウインドウＷ_Tの時間期間ｔ_Tが終わると、
温度カウント値Ｎ_Tが生成されるように、発振器によってクロックを受ける。温
度カウント値Ｎ_Tと温度の関係は、本実施形態の回路３００では、ほぼ線形であ
る。

【０１０２】 同様に、圧力は、時間期間ｔ_Pを有する一定の時間期間（ｔからｔ２までの時
間の時間のウインドウＷ_P）の間に、発振器３１２から出力されたサイクル数を
かぞえることによって測定される。たとえば、ダウンカウンタ（不図示、しかし
圧力レジスタ２３４に組合わされている）が、ウインドウＷ_Pの時間期間ｔ_Pが終
わると、温度カウント値Ｎ_Pが生成されるように、発振器によってクロックを受
ける。圧力カウント値Ｎ_Pと圧力との関係は、本実施形態の回路３００について
は、実際の圧力と温度の双方の予測可能な関数である。下で説明するように、温
度カウント値と「圧力」カウント値（Ｎ_TとＮ_P）を操作することによって、この
ハイブリッドな圧力‐温度値は、圧力のみの値に決定するように使用される。

【０１０３】 読み取り機／無線送信機において圧力のみの読み取り値を得る 発振器３１２の基本周波数は、ＩＣチップ（たとえば、２０２）のパラメータ
によって設定され、上述のように、温度に依存する。したがって、圧力応答Ｎ_P
は、温度および圧力の双方の関数であり（ハイブリッド）、Ｎ_PとＣ_Pの関係は非
線形である。したがって、圧力応答を計算するのに線形式を用いると、測定され
る圧力の範囲を超える大きな誤差を生ずることが避けられない。しかしながら、
測定される圧力の限られた範囲、たとえば、２０ｐｓｉ（１３８ｋＰａ）以上の
圧力範囲では、線形式の使用は許容できる。より良い近似は、多項式を使用する
と得られるかもしれないが、そうすると読み取り機／無線送信機のロジックを複
雑にし、応答をさらに遅くして、追加の校正定数を要する。

【０１０４】 上術した応答機回路を使用することの大きな利点は、センサキャパシタンスＣ _P と対するＮ_T／Ｎ_Pの関係が線形で、圧力を計算するために、読み取り機／無線
送信機１０６、１６６によって使用される式（アルゴリズム）において温度補正
項を要せず、これにより、読み取り機／無線送信機の構成が大幅に簡単になるこ
とである。（これは、圧力とキャパシタンスの間にほぼ線形な関係を有する圧力
センサ（Ｃ_P）２１８を使用することも仮定している。）この有利な「比率」関
係は、次式から容易に示される。 一般に、 カウント値＝カウントウインドウ時間（ｔ）＊周波数（Ｆ） Ｆ＝１／周期 充電時間＝Ｖ＊Ｃ／Ｉ が、電流Ｉで電圧Ｖまで充電される、キャパシタンスＣを有するキャパシタに対
して成り立つ。 周波数Ｆｏｓｃ′の出力信号を有する緩和発振器３１２の周期は、２つの相経
路３１４ａと３１４ｂのキャパシタンスの充電時間の和であるので、上式は、た
とえば、キャパシタンス値がＣ_FX1とＣ_FX2であるこのような緩和発振器からのカ
ウント値の一般式を得るために、次のように操作される。 カウント値＝ｔ／（Ｖ＊Ｃ_FX1／Ｉ＋Ｖ＊Ｃ_FX2／Ｉ）＝ｔ＊Ｉ／（Ｖ＊（Ｃ_{FX 1} ＋Ｃ_FX2）） 温度および圧力カウント値を代入する。 Ｎ_T＝（ｔ_T＊Ｉ（ｔ）／ｎ_T）（Ｖｂｇ＊（Ｃ_FX1＋Ｃ_FX2）） ［式Ａ］ Ｎ_P＝（ｔ_P＊Ｉ（Ｔ）／ｎ_P）（Ｖｂｇ＊（Ｃ_FX1＋Ｃ_FX2＋Ｃ_P）） ここで、ｎ_Tとｎ_Pはそれぞれ、温度および圧力測定ウインドウの間に異なるこ
とがあるスケール電流Ｉ（Ｔ）／Ｎにおけるスケール因子Ｎの値である。 これらの式を割って、Ｎ_T／Ｎ_Pを得る： Ｎ_T／Ｎ_P＝（ｔ_T／ｔ_P）＊（ｎ_P／ｎ_T）＊（Ｃ_FX1＋Ｃ_FX2＋Ｃ_P）／（Ｃ_FX1＋
Ｃ_FX2） または Ｎ_T／Ｎ_P＝（ｔ_T／ｔ_P）＊（ｎ_P／ｎ_T）＊（１＋Ｃ_P／（Ｃ_FX1＋Ｃ_FX2））
［式Ｂ］ 等号の右辺の全ての項は、圧力検出キャパシタンスＣ_Pを除いて一定の定数であ
るので、Ｎ_T／Ｎ_PとＣ_P（したがって圧力）の間に線形な関係があることがわか
る。これは、Ｎ_T／Ｎ_Pが圧力の関数のみであって、温度またはキャパシタの充電
電流の変化には影響しないことを意味する。

【０１０５】 上述した応答最適化のステップは、いずれも利用されなかったとすると、キャ
パシタＣ_FX1とＣ_FX2が同じ値Ｃ_FXを持っており、測定ウインドウＷ_TとＷ_Pが同じ
時間幅ｔ_T＝ｔ_P＝ｔ_W（たとえば８．１９２ｍｓ）を有し、電流スケール因子ｎ_T とｎ_Pが同じ値Ｎを有しているので、式Ｂは簡単化できる。 Ｎ_T／Ｎ_P＝１＋（Ｃ_P／２＊Ｃ_FX）

【０１０６】 式Ａから、温度カウント値Ｎ_Tと電流Ｉ（Ｔ）（これは、今度は温度に比例す
る）の間に線形な関係が既に存在することがわかる。

【０１０７】 測定値の式ＡとＢの双方では、線形関係が存在することがわかるが、これらの
式の勾配と交点は、所与の応答機の構成に固有の多数のパラメータの複雑な組み
合わせであって、製作誤差のために所与の構成の各応答機に対してさえも異なり
やすい。本発明の簡単な一実施形態では、応答機はカウント値Ｎ_TとＮ_Pを読み取
り機／無線送信機に送信することだけができ、読み取り機／無線送信機は、温度
と圧力を決定するために、勾配と交点の仮定された平均値を使用しなければなら
ない。これにより、精度が非常に悪くなることがあるので、ここで説明している
好ましい実施形態は、応答機のメモリ（たとえば２３６）に校正定数を保存し、
読み取り機／無線送信機（たとえば、１０６、１６６）が、測定値を生成する個
々の応答機に対して特別に定められ、最適化されている式を用いて、温度と圧力
を正確に計算できるように、測定カウント値Ｎ_TとＮ_Pとともにこれらの校正定数
を送信する。典型的な読み取り機／無線送信機（たとえば１０６）に使用される
線形式は、次のようなよく知られた「点‐勾配」形である。 （ｙ−ｙ₁）＝ｍ（ｘ−ｘ₁） ここで、 （ｘ₁，ｙ₁）は設定点、 ｍは勾配である。 勾配（ｍ）は直線上の任意の２点：（ｘ₁，ｙ₁）、（ｘ₂，ｙ₂）から決定できる
。 ｍ＝（ｙ₂−ｙ₁）／（ｘ₂−ｘ₁） ｘとｙに代入すると、温度応答直線に対する特定の式は次のようになる。 Ｎ_T−Ｎ_T1＝ｍ_T（Ｔ−Ｔ₁） 温度Ｔ₁として２５℃のような値を選択すると次式が得られる。 Ｎ_T−Ｎ_T25＝ｍ_T（Ｔ−２５） Ｎ_Tについて解くと、温度応答直線の次式が得られる。 Ｎ_T＝ｍ_T（Ｔ−２５）＋Ｎ_T25 ここで温度応答直線の勾配ｍ_Tは次のようになる。 ｍ_T＝（Ｎ_T2−Ｎ_T1）／（Ｔ₂−Ｔ₁） 読み取り機／無線送信機が仮定された設定点温度（たとえば２５℃）を「知って
いる」限り、校正定数、すなわち、同様に読み取り機／無線送信機に送信される
設定点温度カウント値Ｎ_T25と勾配ｍ_Tを用いて、温度カウント値Ｎ_Tの受信した
値から温度（Ｔ）を計算できる。同じセットの式は、送信された圧力（および温
度）カウント値および圧力校正定数から、圧力を決定するために適用され得る。
上で注意したように、圧力のみの読み取り値は、圧力カウント値Ｎ_Pだけでなく
、比Ｎ_T／Ｎ_P（圧力カウント値で割られた温度カウント値）を用いて、線形式か
ら最も良く決定される。

【０１０８】 校正定数は、各応答機を、一組の制御された、既知の温度および圧力条件にさ
らし、その応答機により生成された温度および圧力カウント値（Ｎ_TとＮ_P）の対
応する一組を記録することを含む校正法で決定される。これらの校正テストの結
果に対する計算が、その後、応答機メモリ（たとえば２３６）に保存される４つ
の校正定数を決定する。４つの校正定数は温度対温度カウント値Ｎ_T、および圧
力（のみ）対カウント値比Ｎ_T／Ｎ_Pの直線応答に対する勾配と設定点を表す数で
ある。

【０１０９】 信頼性のある電源および基準電圧の生成 上述したように、コンパレータ３１６ａと３１６ｂの正（＋）入力（端子）は
一緒に結ばれて、１．３２Ｖのような、温度に依存しない基準「バンドギャップ
」電圧Ｖｂｇに設定される。また上記のように、ライン３０９′の供給電圧（Ｖ
ｄｄ）は、電流スケール回路３１０と緩和発振器３１２の安定な動作電圧になる
ように、基準バンドギャップ電圧（Ｖｂｇ）の倍数として与えられてもよい。

【０１１０】 図３Ｂは、供給電圧Ｖｄｄの生成に適する回路３７０を示す。温度に無依存で
、計算可能なバンドギャップ電圧Ｖｂｇは、選択されたプロセス（たとえば、Ｃ
ＭＯＳ）に固有に、ＩＣチップを作製するのに用いられている処理技術に基づい
て、容易に得られる。このバンドギャップ電圧Ｖｂｇは、バンドギャップ電圧Ｖ
ｂｇの整数倍として供給電圧Ｖｄｄを与えるために、利得を有する帰還ループに
おいて、示されているように接続された演算増幅器３７２の正（＋）入力端子に
与えられる。

【０１１１】 典型的なデータストリーム 上で述べたように、応答機からの情報（データ）は、一部が温度カウント値Ｎ _T であり、別の部分が圧力カウント値Ｎ_Pであり、さらに別の部分がＭＴＭＳスイ
ッチ（２２０）の状態（たとえば、「閉じられている」または「開かれている」
）を表すデータストリームの形で、外部の読み取り機／無線送信機に送信される
。データストリームの残っている部分は、ＩＤ情報（たとえばシリアル番号）、
校正定数等のような所与の応答機ユニットに固有の情報を含む。

【０１１２】 図３Ｃは、応答機２００内のメモリ（たとえば２３８）に保存されている情報
と、応答機２００によって外部の読み取り機／無線送信機１０６、１６６に送信
されるデータストリームの典型的なアーキテクチャを示す。応答機中核部２０４
のメモリ２３８は、たとえば、プログラマブルメモリの１１９ビットと、ＭＴＭ
Ｓ２２０の状態に割り当てられる１ビットのアドレス場所−ＥＥＰＲＯＭ１３６
を構成するプログラマブルメモリのこれら１２０ビット−と、２つの１２ビット
の温度レジスタ２３２と圧力レジスタ２３４をそれぞれ含む１４４ビットのアド
レス空間を有する。

【０１１３】 １１９のプログラマブルメモリビットのそれぞれは、同期（ｓｙｎｃ）パター
ン情報と、一般的なデータと、誤り検査コードと、温度および圧力校正データを
含む、データの任意の組み合わせで、別々に書込むことができる。ＥＥＰＲＯＭ
は、「書込み」モードでは、ＥＥＰＲＯＭの１２０ビット全部が論理（２進）値
の「１」にプログラムされることを意味する「ブロック書込み可能」である。個
々のビットは「消去」できる（チップをビットの物理的アドレスにクロックして
、チップを「消去」モードに置くだけで、「０」の論理値にセットされる）。ア
ドレス場所は留保される。

【０１１４】 この例では、最初の１２のデータ場所（行１中の０００．．０１１）は、同期
のために留保される。次の７０１のデータ場所（行２から行７の０１２．．０８
２）は、一般的な情報と、ＣＲＣ（周期的冗長性検査）のようなデータ妥当性検
査アルゴリズムのための値のためのものである。次のデータ場所（０８３）はＭ
ＴＭＳスイッチ２２０の論理レベル（状態）を含む。論理値「１」はＭＴＭＳス
イッチが開かれていることを示し、論理値「０」はＭＴＭＳスイッチが閉じられ
ていることを示す。

【０１１５】 上で説明したように、各応答機ユニットはそれがタイヤに搭載される前に適切
に校正される。次の１２のデータ場所（行８中の０８４．．０９５）が温度校正
（たとえば、設定点）データ（「ＴＥＭＰ ＣＯＭＰ」）を保持する。次の１２
のデータ場所（行９中の０９６．．１０７）が圧力校正（たとえば設定点）デー
タ（「ＰＲＥＳＳ ＣＯＭＰ」）を保持する。次の１２のデータ場所（行１０中
の１０８．．１１３および１１４．．１１９）が温度および圧力についての校正
（たとえば、勾配）情報をそれぞれ保持する。

【０１１６】 下で詳しく説明するように、各応答機ユニットはタイヤに装着する前に適切に
校正される。これは、試験室内の種々の温度および圧力において応答機により発
生される温度値と圧力値を特徴付ける「点‐勾配形」一次式の勾配と「設定点」
を決定することと、応答機に関連する特性校正値を応答機のメモリ空間内にプロ
グラミングすることとを基本的に含んでいる。次の１２のデータ場所（行８の０
８４．．０９５）が温度校正（たとえば、設定点）データ（「ＴＥＭＰ ＣＯＭ
Ｐ）を保持する。次の１２のデータ場所（行９の０９６．．１０７）が圧力校正
（たとえば、設定点）データ（「ＰＲＥＳＳ ＣＯＭＰ）を保持する。次の１２
のデータ場所（行１０の１０８．．１１３および１１４．．１１９）が温度と圧
力のための校正（たとえば、勾配）情報をそれぞれ保持する。

【０１１７】 上で説明するように、ＮＴ／ＮＰの勾配に対する特性値、すなわち、温度カウ
ント値の「比をとられた」応答を圧力カウント値で除されたもの、が圧力検出コ
ンデンサＣＰの値に関して直線的であり、それにより、実際は圧力と温度のハイ
ブリッドである「圧力」カウント値ＮＰのみを含んでいる計算と比較して圧力の
計算を極めて簡単にすることが確認されている。したがって、応答機のメモリに
保存されていて、外部の読み取り機／無線送信機へ送られるデータストリームに
含まれている圧力勾配校正値および圧力設定点校正点が、「圧力」カウント値Ｎ
Ｐではなくて比ＮＴ／ＮＰを用いて決定される。この校正手順については下で詳
しく説明する。

【０１１８】 温度および圧力のカウント値Ｎ_TとＮ_Pが生成されると、上述したように、それ
らは、温度レジスタ２３２と圧力レジスタ２３４にそれぞれ対応する、全メモリ
空間の行１１と１２に保存される。オーバーフローおよび短絡のような誤り状態
を示す種々の所定値が保存される。

【０１１９】 動作周波数および変調 本発明の応答機は任意の特定の動作周波数に限定されるものではない。動作周
波数の選択は、応答機が、モニターしている物体と関連して取り付けられる場所
と、読み取り機／無線送信機アンテナ（１０８）の配置と、全ＲＦ周波数スペク
トルの選択された部分で、ここで説明されている形式のデータ伝送を許可する（
逆に、制限する）関連国の法令のような要因に大きく依存する。

【０１２０】 米国における応答機の動作に適切な動作周波数は、６０ｋＨｚから４９０ｋＨ
ｚである。

【０１２１】 応答機は、読み取り機／無線送信機１０６、１６６によって、第１の「無線送
信」周波数（Ｆｉ）でポーリングでき（および電力を供給され）、データストリ
ームは、都合のよいことには、無線送信周波数の整数倍または分数倍である第２
の「データ搬送」周波数（Ｆｃ）で、読み取り機／無線送信機に返送される。た
とえば、Ｆｃ＝Ｆｉ／２、またはＦｃ＝Ｆｉ／４である。データストリームが読
み取り機／無線送信機に返送される周波数（Ｆｃ）は、クロック生成器２２４と
ボーレート生成器２４８によって定められるデータレートとは関係ない。しかし
ながら、本発明が最も近い分野の当業者は、使用可能なボーレートの範囲は、無
線送信周波数（Ｆｉ）よりかなり低いのが普通であることを認識するであろう。
ボーレートは、読み取り機／無線送信機の無線送信周波数（Ｆｉ）の整数分の１
のような周波数から得ることが好ましい。たとえば、ボーレートは、Ｆｉ／３２
（または、Ｆｃ＝Ｆｉ／２の場合には、ボーレートはＦｃ／１６に設定できる）
。

【０１２２】 たとえば、無線送信周波数（Ｆｉ）は１２５ｋＨｚにし、データ搬送（Ｆｃ）
は６２．５ｋＨｚ、すなわち、無線送信周波数の半分にしてもよい。

【０１２３】 他の例では、１３．５６ＭＨｚの無線送信周波数（Ｆｉ）が適切であることが
判明している。

【０１２４】 図３Ｃに関して説明された典型的なデータストリームのようなデータストリー
ムは、アンテナ２１２で変調器回路２４６によって圧縮され、読み取り機／無線
送信機１０６、１６６に送信される。振幅変調（ＡＭ）、周波数変調（ＦＭ）、
周波数推移変調（ＦＳＫ）、位相推移変調（ＰＳＫ）を含む任意の適切な変調方
法を用いることは本発明の範囲に含まれる。しかしながら、位相推移変調（ＰＳ
Ｋ）が好ましい。ＡＭ変調は特に、デジタル伝送にはあまり適さない。ＦＭまた
はＦＳＫなどの周波数変調方法は、データ変調された応答機の出力信号が空気タ
イヤ（たとえば１０４）の媒体を伝播することに関して、いくらか問題があるか
もしれない。

【０１２５】 比対信号強度 圧力指示器のために比Ｎ_T／Ｎ_Pを用いることの付加的な利点は、比をとられた
値が、単独で得られたＮ_TとＮ_Pの測定値のいずれか一方より、読み取り機／無線
送信機と応答機の間の結合における変化の影響が少ないことがわかっているため
、生ずる。これは、測定カウント値（縦軸７０４）対電力（横軸７０２）のグラ
フ７００を示す図７に示されている。本発明の好適な実施形態において説明され
たような受動応答機２００では、応答機の電力は読み取り機／無線送信機（たと
えば、１０６、１６６）からのＲＦ信号によって供給される。ＲＦ結合強度が、
遠すぎる距離または干渉を含めた送受信問題のために、弱くなると、応答機２０
０の回路の電力が減少する。ある値ＰＷＲ₁より小さい電力レベルに対して、緩
和発振器３１２は正常な周波数信号Ｆｏｓｃ′より小さい信号を出力し、したが
って、所与の温度または圧力で生ずるはずであるものより小さい温度および圧力
カウント値Ｎ_TとＮ_Pを生ずることがわかっている。この効果が、最小電力ＰＷＲ ₁ より下に延びているプロットとして、温度カウント値Ｎ_Tのプロット７１０と、
圧力カウント値Ｎ_Pのプロット７２０上の下向きカーブによって示されている。
幸運にも、低電力の効果は両方のカウント値に同じように比例するので、比Ｎ_T
／Ｎ_P（プロット７３０）は、応答機２００を動作させるために必要な最小電力
ＰＷＲ₀まで下がる全ての電力レベルに対して、比較的一定になる。したがって
、応答機において、Ｎ_T／Ｎ_Pの比を取られた値についての校正データを求め（校
正の間に）、かつ、保存することによって、読み取り機／無線送信機と応答機の
間の結合の変動に比較的影響を受けない、圧力のみの読み取り値を求める性能は
、簡単化され、かつ、一層信頼できるものになる。

【０１２６】 改良の概略 本発明は、上述の従来モデル、「３０７０Ｃ」応答機２００に対する改良を行
った新しい「ＲＦＩＱ^TM」応答機４００（図４Ａを参照）を取り扱う。いくつか
の改良を行い、下記を含めた新しい特徴を含むが、これに限定されるものではな
い。 ・低電力消費 ・電力または周波数に対する発振器の安定性の向上 ・温度および圧力カウント値の分解能の向上 ・２２００Ｖより大きい静電放電（ＥＳＤ）の保護の向上 ・プログラム可能な変調指数（ＲＦ信号に加えられるＰＳＫ変調の大きさ）の向
上 ・プログラミングおよび試験のための外部接続ピンの数の減少 ・デジタルおよびアナログ試験の向上 ・データストリームの１９２ビットへの増大 ・プログラマブルＥＥＰＲＯＭの１５６ビットへの増大 ・取り付けられているアンテナ（コイル）のプログラム可能性 ・６のパリティビット−ＮＴおよびＮＰデータの４ビットごとに１ビット ・圧力と温度に対する読み取り値カウント値を独立に最適にするため、電流をプ
ログラムによりスケールする ・応答機の「能動」実現（「能動タグ」）に使用される３Ｖのバッテリー電力供
給モード ・パワーオンリセット ・試験ピンへのベース−バンド・データの出力

【０１２７】 解決すべき問題 特に、上述の従来の応答機の構成２００には一般的な問題がある。本発明の主
題である改良が、これらの問題のいくつかに対する解決を提供するものと信じる
。 ・所望の圧力および温度の範囲の圧力および温度カウント値（ＮＰとＮＴ）を
最適にするために、従来の構成の応答機２００の緩和発振器を調整できるが、そ
の調整は集積回路の製造の間にのみ行うことができる。集積回路の製造後にカウ
ント値ＮＰとＮＴを最適にする方法を提供することが望ましい。 ・従来の構成の応答機２００が（受動応答機として）使用される場合には、起
動の間のように、または、読み取り機／無線送信機から離れている場合のように
、応答機が極端に低い電力の入力で動作する場合、不正確な結果が送信されるこ
とがある。（たとえば、図３Ｄを参照）さらに、従来のモデルは、任意の強度の
無線送信信号を受信するとただちに変調（「送信」）を開始し、データワードの
任意の位置で送信を開始する。（離れている読み取り機／無線送信機からの）最
初の信号が弱かったりすると、有効な温度および圧力読み取り値を生成する電圧
供給を不十分になる。そして、十分な電力レベルに到達する前に変調が開始され
たとすると、信号変調の電力消費によって、電力が不十分になる問題が悪化する
。緩和発振器が、一貫して一定の状態で、各測定サイクルを開始しないとすると
、さらに別の問題が起きる。 ・従来の構成の応答機２００は、集積回路の製造の間に決定される一定の変調
指数（ＲＦ信号変調の大きさ）を有する。アンテナ（「コイル」）２１０と読み
取り機／無線送信機１０６の異なる組み合わせと、異なる動作条件に対して、応
答機を最適にする方法を提供することが望ましい。また、ある応答機の用途は、
アンテナ２１０の両端で、安定度を向上させる外部のツェナークランプを利用す
るが、ツェナーは、従来の構成の応答機２００を「読み取り限定」にすることが
ある。 ・従来の構成の応答機２００は、ある動作特性を製造中に調整（トリム）でき
る（たとえば、トランジスタのサイズの調整を介して電流のスケーリングをする
）が、これらの製造中の変更は半永久的で、応答機ごとに変更することは容易で
はない。さらに、トリム設定がプログラマブルメモリ（たとえばＥＥＰＲＯＭ）
で実行されるとすると、起動の間にこれらの設定にアクセスすることについて他
の問題が生じ、行デコーダ（２４２）と列デコーダ（２４０）を介する場合より
も連続的に生じる。 その他の改良と問題の解決は、以下の説明から明らかになるであろう。

【０１２８】 一般的な説明 改良されたＲＦＩＱ^TM（商標）応答機４００（２００、１０２と比較されたい
）は、（ＲＦ信号により電力を供給される）低周波の「受動」応答機として、ま
たは、（バッテリーで電力を供給される）「能動」測定システムとして、温度と
圧力を測定できるカスタムＣＭＯＳの低電圧集積回路（「ＩＣ」または「チップ
」）である。ＩＣは、（ａ）部品が能動であるか、受動であるか、（ｂ）温度と
圧力の分解能を調整すること、（ｃ）変調指数とコイルのクランプ強度（受動モ
ードにあるとき）を決定するプログラマブルトリミングを備える。

【０１２９】 受動モードでは、ＩＣは、応答機アンテナの入力の両端の外部ＬＣ回路に結合
された、読み取り機／無線送信機のＲＦ信号から電力を生成する。応答機は、電
力を供給し、チップ上のクロックを生成するために、受信した信号を用いる。応
答機は、「後方散乱変調」として知られている、アンテナのインピーダンスの変
調をすることによって、そのメモリの内容を読み取り機へ返送する。読み取り機
は、センサ識別（「ＩＤ」）と、センサデータおよびそのデータを解釈するため
に必要な校正定数を得るために、戻されてきたデータを復調する。 応答機は、１９６ビットのシリアル位相推移変調（ＰＳＫ）データストリームを
１６の、１２ビットワードとして送信する。最初の１２ビットは、各同期ビット
が１．５ビット幅のプログラム可能な同期ワードである。次に、通常のビット幅
のＥＥＰＲＯＭの１４４ビットが送信される。この１４４ビットは、応答機の固
有のＩＤコードと、温度および圧力データの校正定数と、誤り検査のためのＣＲ
Ｃを含む。その後、応答機は３６ビットのデータ、すなわち、１２ビットの温度
カウント値（ＮＴ）と、１２ビットの圧力カウント値（ＮＰ）と、１'ｓとして
使用されない５ビット、および、ＭＴＭＳ過度温度センサの状態用の１ビット、
および、ＮＰおよびＮＴデータの４ビットごとに１パリティビットを有する偶数
パリティの６ビットからなる１２ビットワードを送信する。

【０１３０】 能動モードでは、応答機は外部のハードウェアによって制御されなければなら
ない。制御ハードウェアは、電力をＩＣに供給し、ＣＬＫパッドまたはＶＢパッ
ドのいずれかを介してクロック信号を出力する。ＩＣは、クロックの立ち下がり
ごとに、そのデータをＤＡＴＡパッドに送り出す。クロックは、温度と圧力が一
定の時間期間に集められるように、正確なクロック速度で出力されなければなら
いが、それゆえ、ハードウェアは、温度と圧力の最高の分解能を得るためにビッ
ト当りのクロック時間を最適化できる。ＩＣは、能動モードでは２．８Ｖという
低い電圧まで動作できる。

【０１３１】 受動または能動タグ（応答機）のいずれかとして、ＩＣは、組立後、電力を供
給して４ピンのインタフェースを介してチップに指令することにより、テストさ
れる。このインタフェースによって、ユーザーはチップのＥＥＰＲＯＭにアクセ
スできるようになり、かつ、チップ機能のテストを行えるようになる。ＥＥＰＲ
ＯＭデータは読み出され、クリアされ、プログラムされ、発振器は、周波数を直
接読み取ることにより試験され得る。チップセンサ発振器はまた、試験され、能
動モードで温度と圧力を読み取る第２の方法を提供できる。

【０１３２】 ＲＦＩＱ^TM（商標）応答機回路の概観 図４Ａは図２に相当するものであり、以下の信号、端子、機能ブロック（セク
ション）、および、これらの間の相互接続を示す、改良されたＲＦＩＱ^TM（商標
）応答機４００（１０２、２００と比較されたい）の関連部分のブロック図であ
る。この代表的なシステムを、好ましくは圧力と温度を測定することが実施形態
として説明するが、適切なセンサを用いる他のパラメータの測定を含むことは本
発明の範囲に含まれる。

【０１３３】 応答機４００は、いくつかの外部の部品が接続される、破線４０２（２０２と
比較されたい）内に示されている単一の集積回路（ＩＣ）チップ上で実現される
ことが好ましい。図における他の破線が、応答機４００の主要な機能「ブロック
」（「セクション」）を示し、アドレス可能なメモリのブロック４３８（２３８
と比較されたい）と、センサインタフェースセクション４０６（２０６と比較さ
れたい）を含む。

【０１３４】 ＩＣチップ４０２の外部の部品は、アンテナ（コイル）４１２と、Ｌ‐Ｃ共振
タンク回路を形成する、コイル４１２の両端に接続された任意のキャパシタ４１
４を有するアンテナシステム４１０（２１０と比較されたい）と、外部の精密抵
抗（Ｒｅｘｔ）４１６（２１６と比較されたい）と、外部の圧力検出キャパシタ
（Ｃ_P）４１８（２１８と比較されたい）と、任意の外部の最高温度測定スイッ
チ（ＭＴＭＳ）４２０（２２０と比較されたい）を含む。各外部部品は、図４Ａ
に示されているように、適切にラベル付けされた接続パッド、すなわち、アンテ
ナシステム４１０のためのＶＡとＶＢ、精密抵抗４１６の高抵抗側、圧力検出キ
ャパシタ４１８、最高温度測定スイッチ４２０それぞれのためのＲｅｘｔ、ＣＰ
、ＭＴＭＳを有する。アナログ外部部品Ｒｅｘｔ、ＣＰ、ＭＴＭＳの接地は、ア
ナロググラウンドＡＧＮＤパッドを介してなされるべきである。他のグラウンド
パッド（ＧＮＤ）は、外部のデジタル接続の接地用である。残りの接続パッドは
、下で説明されるように、応答機４００の動作の能動モードまたはテストモード
で使用される。

【０１３５】 アンテナ４１２は、コイルアンテナ、ループアンテナ、双極子アンテナ等の形
にできる。それは応答機４００が受動モードにある時に主として使用される。代
わりに、応答機４００が能動モードにある時は、アンテナシステム４１０は不要
なことがあり、応答機４００によって出力される信号は、ＤＡＴＡパッドへの直
接接続を介して与えられる。以下の主要部では、コイルアンテナを有し、受動モ
ードで使用される応答機が説明される。

【０１３６】 応答機ＩＣ４０２は、アンテナ４１２によって受信された周波数Ｆｉ（たとえ
ば１２５ｋＨｚ）の変調されていない搬送信号のようなＲＦ信号を処理し、受動
モードで動作する応答機４００に電力を供給するために使用される、受信された
ＲＦ信号を整流するインタフェース回路４２２（２２２と比較されたい）を含む
。信号処理は、応答機４００のタイミング／クロックパルスを生成するために使
用される入力信号を適切な形で送信することを含み、また、アンテナシステム４
１０によって送信する搬送信号に変調を施すことを含む。

【０１３７】 整流された搬送信号は、ＩＣ４０２の基板の降伏を防止するために、最高約１
３．０Ｖに制限される。制限され、整流された信号は、ＶＰＰパッドで読み取る
ことができる電圧Ｖｐｐを有し、０〜１３ボルトの範囲である。その後、Ｖｐｐ
電圧は最高６．５Ｖに分流調整され、ＶＸＸパッドにおいて読み取ることができ
る供給電圧（または「入力電圧」）Ｖｘｘとして指定される。Ｖｘｘ電圧レベル
はＶｐｐ電圧に従い、典型的な受信ＲＦ信号では約６．２Ｖである。電圧Ｖｘｘ
は、ＩＣ４０２のＣＭＯＳ回路に損傷を及ぼす可能性が十分あるような高い電圧
を避けるように調整される。

【０１３８】 電圧Ｖｘｘは、（このモデルの応答機では新しい）パワーオンリセット（ＰＯ
Ｒ）回路４８２に印可され、さらに、ＩＣチップ４０２上の回路に種々の電圧を
印加する調整・バンドギャップ基準回路４２３（２２２と比較されたい）にも印
加される。

【０１３９】 パワーオンリセット（ＰＯＲ）回路４８２は、応答機４００が適切に機能でき
るように、十分な電力が受信された搬送信号によって供給されるまで、応答機４
０２が、センサの読み取り値の記録、または、データの送信を確実に開始しない
ようにするために備えられる。ＰＯＲ回路４８２は、電圧Ｖｘｘレベルを評価し
、Ｖｘｘ電圧が十分とみなされるまで出力を続けるリセット信号を出力する。例
えば試験目的などで必要ならば、リセット信号は、ＲＥＳ接続パッドを通じて、
チップ４０２の外から入力される。

【０１４０】 受動モードでは、電源電圧Ｖｘｘが十分である（ＰＯＲ回路４８２により判定
される少なくとも４Ｖ）かぎり、調整・バンドギャップ基準回路４２３は、２．
８Ｖ（安定な発振器４５２の最小電圧）から約３．５Ｖまでの動作範囲で、約３
Ｖの調整されたアナログ供給電圧Ｖｃｃを印加するため、電圧Ｖｘｘを調整する
。デジタル供給電圧Ｖｄｄが、電圧Ｖｃｃに接続されているソースフォロワによ
って調整され、電圧Ｖｃｃとは独立の電流を流すことができる（上述した図３Ｂ
のような従来の方法と比較されたい）。電圧Ｖｄｄは通常、Ｖｃｃよりおよそ１
しきい値低くて、約２．５ボルトであり、１．２Ｖ（論理回路およびメモリの安
定な動作のための最低電圧）から約３．５ボルトの範囲にあって、読み取りの間
、デジタル論理回路およびＥＥＰＲＯＭ（メモリ）アレイ４３６に印加する。応
答機のプログラミングの間、電圧ＶｃｃとＶｄｄはパッドＶＰＰに電力を供給す
ることによって影響されない。電圧ＶｃｃとＶｄｄは、それらに対応して名付け
られている接続パッド（ＶＣＣとＶＤＤ）を介して外部から読み取ることができ
る。また、能動（バッテリーで電力を供給される）モードでは、調整器は、外部
電力をＶＣＣとＶＤＤパッドに供給することによって、破棄される。最後に、安
定な基準電圧を必要とする回路では、調整・バンドギャップ基準回路４２３は、
温度には依存しないバンドギャップ電圧Ｖｂｇを印加する。基準電圧Ｖｂｇはま
た、電圧Ｖｘｘが最小動作レベルを超えているかぎり、チップ供給電圧Ｖｘｘに
依存しない。調整・バンドギャップ基準回路４２３は、たとえば、−４０〜１５
０℃の応答機の動作温度範囲にわたって、約１．２０Ｖのほぼ温度に依存しない
電圧Ｖｂｇを出力する。バンドギャップ電圧Ｖｂｇは、Ｖｘｘ、Ｖｃｃ、Ｖｄｄ
調整器４２３と、緩和発振器４５２、パワーオン・リセット回路４８２によって
基準電圧として用いられる。

【０１４１】 インタフェース・整流回路４２２は、受信したＲＦ信号を、好ましくはそれが
受信された入力周波数（Ｆｉ）で、ＩＣチップ４０２上の他の回路のタイミング
を制御するクロック信号を公知の方法で生成するタイミング・クロック生成器回
路４２４（２２４、２２６と比較されたい）にも出力する。生成されたクロック
信号は、好ましくは周波数Ｆｉで、５０％のデューティサイクルの方形波であり
、応答機のＰＳＫ送信のために応答機４００によってアンテナシステム４１０に
加えられるいかなる変調にも依存しない。タイミング・クロック生成器回路４２
４はまた、アドレス可能なメモリ４３８のデータのアドレッシング、および、変
調のタイミングを生成するために、システムクロックを分周する。たとえば、シ
ステムクロック周波数Ｆｉは、ＰＳＫ変調された復帰搬送信号の周波数を決定す
るために、２で割られる。周波数Ｆｉの他の分周が、データ送信のボーレートを
決定するために用いられる。能動またはテスト動作モードでは、タイミングおよ
びクロック生成器回路はバイパスされ、または、ＣＬＫパッドまたはＶＢアンテ
ナパッドを介するクロック信号の直接入力のためのバッファとして用いられる。

【０１４２】 タイミング・クロック生成器回路４２４から、種々のクロック信号がいくつか
の制御論理回路、すなわち、アドレス可能なメモリ４３８に保存されているデー
タへのアクセスを制御する、列デコーダ４４０（２４０と比較されたい）と、列
−データ変換器４４１と、行デコーダ・Ｎ_T、Ｎ_P制御４４２（２４２と比較され
たい）に出力される。クロック信号はまた、緩和発振器４５２と、温度Ｎ_Tと圧
力Ｎ_P読み取り値（カウント値）を生成して、これらを温度レジスタ４３２と圧
力レジスタ４３４に保存するデータ収集回路４５４のタイミングを制御するため
に、行デコーダ・Ｎ_T、Ｎ_P制御４４２によって用いられる。したがって、行デコ
ーダ・Ｎ_T、Ｎ_P制御４４２は、タイミング・クロック生成器４２４に次ぐ「タイ
ミング生成器」として機能する。

【０１４３】 アドレス可能なメモリブロック４３８は、ＥＥＰＲＯＭアレイ４３６（２３６
と比較されたい）と、いくつかのハードウェアレジスタ４３２、４３４、４３５
（２３２、２３４と比較されたい）を含む。ＥＥＰＲＯＭ４３６は、下で詳細に
説明される保存されている種々の情報でプログラムされる。

【０１４４】 ＥＥＰＲＯＭの最後の２行（たとえば、行１４と１５）は、トリミング情報を
保存するようにプログラムされているトリミングビットセクション４３６ｂを構
成する。トリミング情報は、（ａ）圧力および温度カウント値の分解能を最適化
するために、緩和発振器４５２に流される（ベース−エミッタ電圧−電流変換器
４５０の）電流のスケーリングを制御し、（ｂ）所与のアンテナシステム４１０
と、所与の応答機の用途の信号送信を最適化するために、変調回路４４６におけ
る変調指数を設定し、（ｃ）動作モード（能動または受動）を設定し、（ｄ）整
流回路４２２の両端の電圧Ｖｐｐへのクランプのインピーダンスを最適化する。
トリミングライン４８５を利用すると、トリミングビット４３６ｂに保存されて
いるトリミング情報は、応答機の動作（能動または受動）の間の任意の時刻に、
それが影響を及ぼす回路（たとえば、４５０、４４６、４８４、４２２、４８２
）によって直接読み取られる。代わりに、あるテストモードおよびプログラミン
グモードにおけるように、トリミングビット４３６ｂは、テスト論理回路４８４
によって制御されて、ＤＡＴＡ接続パッドを介して、ＥＥＰＲＯＭ４３６メモリ
の残りとともに、外部の読み出しおよび書き込み（プログラミング）ためにアク
セスされ、コラム−データ変換器４４１を通じて応答機データライン４４４によ
って、伝送される。

【０１４５】 従来モデルの応答機２００を参照して上述したように、温度および圧力レジス
タ（それぞれ４３２と４３４）は、それぞれ、センサインタフェースセクション
４０６から入力された周波数Ｆｏｓｃ′のセンサデータ信号によってクロックさ
れるダウンカウンタのカウント値（たとえば１２ビット）を保持するハードウェ
アレジスタである。

【０１４６】 メモリのパリティ、ＭＴＭＳ４３５セクションもまた、このモデルの応答機に
とっては新しい。それは、たとえば、１２ビットの保存されているデータを有す
るハードウェアのレジスタとして実現される。５ビットが半永久的にセットされ
（値＝１）、次に、ＭＴＭＳスイッチ（高すぎる温度にさらされると閉じる）の
開／閉（１／Ｏ）状態にしたがってセット／クリアする１ビットと、最後に、圧
力および温度カウント値のパリティを登録する６ビット、すなわち、圧力レジス
タ４３４のカウント値Ｎ_Pのための３つのパリティビットと、温度レジスタ４３
２のカウント値Ｎ_Tのための３つのパリティビットがある。パリティビットは、
センサデータの収集の間も間断なく更新され、Ｎ_PおよびＮ_Tダウンカウンタ（そ
れぞれ圧力４３４および温度４３２レジスタ）の変化するカウント値に追従する
。各パリティビットは、対応する圧力４３４または温度４３２レジスタの４つの
連続ビット（「ニブル」）のパリティを表し、最上位のパリティビットがカウン
ト値の最上位のニブルを表し、中間のパリティビットがカウント値の中間ニブル
を表し、最下位のパリティビットがカウント値の最下位のニブルを表わす。

【０１４７】 応答機チップ４０２のセンサインタフェース部４０６（２０６と比較されたい
）は、接続パッド「Ｒｅｘｔ」を有するベース−エミッタ電圧−電流変換器４５
０（２５０と比較されたい）と、接続パッド「Ｃｐ」を有する緩和発振器４５２
（２５２と比較されたい）と、データ収集回路４５４（２５４と比較されたい）
と、「ＭＴＭＳ」接続パッドと、それをパリティのＭＴＭＳビットに接続するラ
イン４５９と、ＭＴＭＳレジスタ４３５（ＭＴＭＳビットの従来の位置２３６と
比較されたい）で構成されている。

【０１４８】 ベース−エミッタ電圧−電流変換器４５０は、図３の部分３０６〜３１０を参
照して上で非常に詳しく説明した変換器２５０に類似するやり方で機能する。性
能を向上するために、新規なベース‐エミッタ電圧−電流変換器４５０の部分３
０６、３０８および３１０の回路は１段電流ミラーの代わりにカスコード（たと
えば、トランジスタＰ１、Ｐ２、Ｐ４、Ｐ６に対する）を利用し、外部抵抗Ｒｅ
ｘｔ４１６は５００キロオームなどの、異なる好ましい抵抗値を持つことがある
。カスコードが好ましい理由はそれの電源除去割当て量（ＰＳＲＲ）が増加する
からである。また、図５を参照して下でより詳しく説明する特徴においては、ベ
ース‐エミッタ電圧−電流変換器４５０の終段５１０（３１０と比較されたい）
が部分３０８に異なるやり方で接続され、トリミングビット・レジスタ４３６ｂ
中のプログラムされた設定と一緒に機能して、縮減された比例‐温度電流Ｉ（Ｔ
）Ｂを線４５１、５１１（線２５１、３１１上の電流Ｉ（Ｔ）／Ｎと比較された
い）を介して緩和発振器回路４５２（２５２と比較されたい）に供給する。従来
の構成とは対照的に、電流縮減回路５１０（３１０と比較されたい）は電流Ｉ（
Ｔ）を、トリミングビット・レジスタ４３６ｂ中のプログラムされた設定により
決定される、可変縮減係数「Ｂ」によりスケーリングできる。

【０１４９】 緩和発振器４５２は、行デコーダ・ＮＴ、ＮＰ制御回路４４２のタイミング制
御の下に、外部容量性圧力センサＣｐ４１８と共に動作して、行デコーダ・ＮＴ
、ＮＰ制御回路４４２により決定されるタイミングウインドウに応じて、周囲温
度または周囲圧力を示す周波数Ｆｏｓｃ′の信号を線４５３（２５３と比較され
たい）に生成する。データ収集回路４５４は、行デコーダ・ＮＴ、ＮＰ制御回路
４４２のタイミング制御の下に、Ｆｏｓｃ′信号を適切なハードウェアレジスタ
（タイミングウインドウに依存する）と、ライン４５５を介して温度レジスタ４
３２と、またはライン４５７を介して圧力レジスタ４５７とへ送る。

【０１５０】 電流スケーリング回路５１０（ベース‐エミッタ電圧−電流変換器４５０の一
部）および緩和発振器４５２は緩和発振器２５２に匹敵する改良点を持ち、ＭＴ
ＭＳ４２０の状態は従来の実現（ＥＥＰＲＯＭ２３６）におけるものとは異なる
メモリ場所（レジスタ４３５）へ向けられる。さもなければ、センサインタフェ
ース４０６は従来型３０７０Ｃ応答機２００における対応する部分２０６と本質
的に同じように機能する。

【０１５１】 従来型応答機２００を参照して上で説明したように、「周囲」という用語は応
答機４００の付近で、より具体的には応答機４００に関連するそれぞれのセンサ
の付近で、測定されるパラメータを指す。また、ここでの「圧力読み取り値」、
「圧力カウント値」、「圧力応答」、「圧力レジスタ」等についての言及は、ハ
イブリッド圧力‐温度読み取り値を実際に生ずるこの応答機技術によって測定さ
れる「圧力」を全体として指すものである。このハイブリッド読み取り値の温度
成分を除去するためにそれが処理されると、読み取り値は「圧力のみ」の読み取
り値と呼ばれる。

【０１５２】 列デコーダ４４０および行デコーダ４４２と共に、列−データ変換器４４１は
、信号（すなわちデータ）がライン４４４（２４４と比較されたい）を介して変
調回路４４６（２４６と比較されたい）に出力される順序を制御する。変調回路
４４６は、データストリーム中の選択されて測定されたタイヤ動作特性を、イン
タフェースおよび整流回路４２２（２２２と比較されたい）とアンテナシステム
４１０を介して外部の読み取り機／無線送信機（たとえば１０６）と通信する。
ライン４４４はデータストリームをテスト論理回路４８４へ送信もする。そのテ
スト論理回路でそのデータストリームをＤＡＴＡパッド介して直接アクセスでき
る。

【０１５３】 変調回路４４６はライン４４４からのデータストリームを、インタフェースお
よび整流回路４２２を介してアンテナシステム４１０に加えられるインピーダン
ス変化（変調）の代表的な順序に変換する。本発明の応答機４００の新規な特徴
は変調指数（変調の大きさ）を変更して動作電力レベルに合わせ、使用中の個々
の応答機４００、アンテナシステム４１０、および、読み取り機／無線送信機１
０６のために最適にされた変調指数を選択する（トリミングビット４３６ｂを介
して）ことができることである。

【０１５４】 受動モード動作では、外部源（たとえば読み取り機／無線送信機１０６）から
のＲＦ搬送信号がアンテナ４１２により受信される。このＲＦ信号は整流されて
ＲＦ応答機４００に電力を供給し、かつタイミング信号／クロック信号を供給す
るために用いられる。変調回路４４６により加えられる変調情報はアンテナシス
テム４１０のＬＣタンク回路の特性（たとえば、インピーダンス、共振周波数等
）を変更するために使用される。それらの変更は外部の読み取り機／無線送信機
１０６によって負荷の変化として検出されて、復号され、ＲＦ応答機４００から
外部の読み取り機／無線送信機１０６へデータを返送する。応答機４００の受動
電力は受信したＲＦ信号から得られ、かつ、その信号の変調でその電力のいくら
かが消費されるので、ＰＯＲ回路４８２は受動電力増大中にリセット信号を保持
し、応答機の電力レベルが変調中の応答機４００の安定な動作を確保するために
十分高くなるまで、リセット信号をクリアしない（それにより変調できるように
する）。

【０１５５】 テスト論理回路４８４は、ウェハーの分類と、最初のボードの組立てレベルプ
ログラミングと、前校正段階におけるプログラミングと、応答機の校正およびト
リミングと、封入によりひき起こされたオフセット誤りに対してトリミングビッ
ト４３６ｂを調整するための後校正プログラミングとを含めた、応答機の製造お
よび使用の全ての段階で実行できるテストを可能にする。

【０１５６】 本発明のＲＦＩＱ^TM（商標）応答機４００の重要な部分のより詳細な説明を次
の節で行う。

【０１５７】 メモリ割当ておよびデータストリーム アドレス可能なメモリブロック４３８は、従来型３０７０Ｃ応答機２００のや
り方より改良されたデータストリームを提供するやり方で編成される。列デコー
ダ４４０と、列−データ変換器４４１と、行デコーダ・ＮＴ、ＮＰ制御回路４４
２とは一緒に動作してアドレス可能なメモリブロックに対するデータの流出入を
制御する。能動モードまたは受動モード（すなわち、テストモードまたはプログ
ラミングモードでない）で動作している時は、回路４４０、４４１および４４２
はメモリ場所を、最初のアドレスから最後のアドレスまで（各データ「ワード」
中の最上位ビットから最下位ビットまで、ワードは最小番号のワードから最大ま
で順序付けられている）１度に１つずつアクセスすることにより、送信のために
直列データ列を生ずる。以下の説明から、データストリームに含めるべき行は動
作モード（すなわち、受動／能動モード、または各種の試験モードおよびプログ
ラミングモード）に従って選択されることがわかるであろう。行デコーダ・ＮＴ
、ＮＰ制御回路４４２の付加された機能は、データ送信の１つの部分中（たとえ
ば、ワード／行２〜６を送信している間）に温度に関連するカウント値を温度レ
ジスタ４３２に累積し、データ送信の他の部分中（たとえば、ワード／行９〜１
３を送信している間）に圧力に関連するカウント値を温度レジスタ４３４に累積
するように、センサインタフェース回路４０６を（ライン４８７を介して）制御
することである。両方の累積は、データストリームのそれの部分が正当である（
たとえば、ワード１４と１５）時にレジスタ４３２と４３４からカウント値を読
み戻すべき時刻に終了される。

【０１５８】 図４Ｂ（図３Ｃと比較されたい）はアドレス可能なメモリブロック４３８の「
マップ」であって、それの物理的編成（「行」により）を示し、かつ能動または
受動モードデータストリームの編成を（「ワード」により）示す。ここで説明し
ている応答機４００の好ましい実施形態では、各ワードまたは各行の長さは１２
ビット（または列）であり、データワード中には１６ワードがあって、全部で１
９２ビット（１２かける１６）含んでいる。図４Ａにおけるメモリブロック４３
８の図面は物理的編成を理解する助けになる。物理的メモリ（ＥＥＰＲＯＭ４３
６）の行１ないし１３はデータストリームのワード１ないし１３に対応するが、
物理的メモリ（ＥＥＰＲＯＭ４３６）の行１４および１５はデータストリームの
一部ではないことに注目すべきである。その代わりに、温度レジスタ４３２がワ
ード１４として読出され、圧力レジスタ４３４がデータストリームのワード１５
として読出される。データストリームの最後のワード、ワード１６は物理的メモ
リのハードウェアレジスタ（パリティ、ＭＴＭＳレジスタ４３５）から読出され
る。

【０１５９】 アドレス可能なメモリブロックの例４３８のＥＥＰＲＯＭ４３６部は１２列×
１５行のアレイで配列されている１８０のセルを備えている。各セルは少なくと
も１つのｎチャネル選択ゲートおよび１つの対応するＥＥＰＲＯＭトランジスタ
で構成されている。最初の１３行（同期、Ｉ．Ｄ．、校正、ＣＲＣ４３６ａ）は
、応答機４００が能動または受動であるようにプログラムされていようが、正常
な読出しモードで読出すことができる。それら１３の行におけるＥＥＰＲＯＭメ
モリ場所は通常のやり方で選択され、ＥＥＰＲＯＭトランジスタ当り１つのｎチ
ャネル・トランジスタ行選択ゲートである。行１４と１５におけるＥＥＰＲＯＭ
セル（トリミングビット４３６ｂ）はトリミング情報の１２ビットに対するデー
タを保持し、応答機におけるそれらの特殊な役割を容易にするために異なって構
成される。各トリミングビット４３６ｂＥＥＰＲＯＭセルは１つではなくて２つ
のゲートを有し、特殊なＲＥＡＤ＿ＴＲＩＭ選択ゲートが応答機動作のあるテス
トモードにおけるように可能状態にされたのでなければ、トリミングビット４３
６ｂをデータストリームに付加できないように、行選択ゲートに直列のＲＥＡＤ
＿ＴＲＩＭ選択ゲートを付加する。特殊なトリミングビット４３６ｂレジスタの
別の特徴は各トリミングビット４３６ｂが、ＥＥＰＲＯＭビット設定（プログラ
ムされたトリミング情報）を必要に応じて応答機４００回路の適切な部分に送る
ための付加された検出線をまた有することである。

【０１６０】 したがって、ＥＥＰＲＯＭ４３６と関連する論理は、トリミングビット４３６
ｂデータを、温度カウント値および圧力カウント値の代わりにデータストリーム
中のワード１４および１５としてビットを順次読出す「ＲＥＡＤ＿ＴＲＩＭ」テ
ストモードにより外部で読出すことができ、「ＲＥＡＤ」テストモードでは、正
常な動作におけるように、トリムビットはデータストリーム中には見られないが
、依然として検出増幅器によりアクセスされてプログラムされたトリム設定を応
答機４００の適切な部分に送り、「書込み」テストモードでは、全てのＥＥＰＲ
ＯＭ４３６セル（トリムビット４３６ｂを含んでいる）が同時にアドレスされ、
かつ書込まれるように構成されている。これは実際に「１'ｓ」を全てのＥＥＰ
ＲＯＭセルに書込んで、それに高いしきい値を与える。「ＥＲＡＳＥ」テストモ
ードでは、個々のセルを消去できる（「０」にプログラムされ、低い、負の、し
きい値を与えられる）：クロックＣＬＫ信号がＥＥＰＲＯＭセルアレイをインデ
ックスするにつれて、アドレスされた列とアドレスされた行がＶＰＰパッドにお
ける電圧をプログラミング電圧まで上昇させることにより消去され、ＤＡＴＡパ
ッドを高く上昇することにより消去を可能にする。

【０１６１】 図４Ｂを参照して、マップは、最初の１２のデータ場所（行１中のビット００
０．．０１１）が同期（「ｓｙｎｃ」）データのために留保されている、編成の
例を示す。次の４８のデータ場所（行２ないし５中のビット０１２．．０５９）
は個々の応答機４００を特定する一般的な情報のためのものである。上で説明し
たように、各応答機ユニットはそれがタイヤに装着される前に適切に校正される
。次の２４のデータ場所（行６ないし７中のビット０６０．．０８３）は温度校
正データ（たとえば、設定点と勾配）を保持する。次の１４のデータ場所（行８
ないし９中のビット０８４．．１０７）は圧力校正データ（たとえば、設定点と
勾配）を保持する。次の３６のデータ場所（行１０ないし１２中のビット１０８
．．１４３）はＩＣチップ４０２に関する付加特定情報を保持する。次の１２の
データ場所（行１３中の）チップ校正（ビット１４４．．１４７）についての４
ビットの識別情報と、ＣＲＣ（周期的冗長性検査）などのデータバリデーション
・アルゴリズムについての８ビット値（ビット１４８．．１５５）を保持する。
データストリーム中の次の２ワード（ワード１４．．１５、ビット１５６．．１
７９）はそれぞれ温度レジスタ４３２と圧力レジスタ４３４から読出される。デ
ータストリーム中の最後のワード（ワード１６、ビット１８０．．１９１）はパ
リティ、ＭＴＭＳレジスタ４３５から読出される。そのレジスタは５つの「開放
」ビット（ビット１８０．．１８４）と、その後の、ＭＴＭＳスイッチ４２０の
論理レベル（状態）を含んでいる１ビット（ビット１８５）と、最後に、温度カ
ウント値のパリティが続く圧力カウント値のパリティごとの３ビットを含んでい
る６ビット（ビット１８６．．１９１）とを含んでいる。５つの開放ビットは使
用されず、論理「１」として固定されている。

【０１６２】 列デコーダ４４０と、列−データ変換器４４１と、行デコーダ・ＮＴ、ＮＰ制
御器４４２回路はアドレス可能なメモリブロック４３８のアドレッシングとアク
セスを調整する。

【０１６３】 列デコーダ４４０は１２‐１デコーダをアドレスする４ビット同期カウンタで
構成されている。列デコーダ４４０からの出力はプログラミングおよび読出し中
にメモリアレイの１２の列をアドレスする。列をアドレスするために、アドレス
ｎチャネル装置は低電力電流源の経路を開いてアドレスされた列を充電する。ビ
ットが書込まれたとすると、列は引き上げられるが、消去されたとすると、列は
引き下げられる。電流源の出力はバッファされ、列−データ変換器４４１を経て
変調回路４４６および試験論理回路４８４まで延びている応答機データライン４
４４を駆動する。列は、トリミングおよびクロック生成器４２４により、または
ＣＬＫパッドを介して外部から供給されるタイミング論理クロック信号の速度で
列１から列１２まで順次アドレスされる。列１２のアドレッシングの後で、列デ
コーダ４４０は行デコーダ・ＮＴ、ＮＰ制御器４４２回路をトリガしてそれを次
の行へクロックし、かつそれ自身を列１へサイクルする。リセット信号（ターン
オン、その後でターンオフ）がパワーオンリセット回路４８２（またはＲＥＳパ
ッドを介して）受けられると、列デコーダ４４０と行デコーダ・ＮＴ、ＮＰ制御
器４４２回路はそれのアドレッシング順序をリセットして行１の列１において、
すなわち、アドレス可能なメモリブロック４３８中の最初のビットまたは最初の
セルをスタートする。列デコーダ４４０は読出し動作モードまたは消去中のいず
れにおいてもＥＥＰＲＯＭ４３６アレイを直列にアドレスする。書込みテストモ
ードではそれは何の影響も及ぼさない。その理由は、ＥＥＰＲＯＭメモリ全体が
書込み動作のために同時にアドレスされるからである。行デコーダ・ＮＴ、ＮＰ
制御器４４２は６‐１デコーダをアドレスする４ビット同期カウンタである。こ
のデコーダは行１ないし１３からのＥＥＰＲＯＭデータメモリ４３６ａの１３行
をアドレスする。ＷＲＩＴＥ試験モード、ＥＲＡＳＥ試験モード、ＲＥＡＤ Ｔ
ＲＩＭ試験モードでは、それはトリミングビットのためのＥＥＰＲＯＭメモリ４
３６ｂの行１４と１５をもアドレスする。正常な読出し中（能動モードまたは受
動モード）は、デコーダはそれぞれ行アドレス１４、１５における温度ハードウ
ェアレジスタ４３２と圧力ハードウェアレジスタ４３４をアドレスする。動作モ
ードとは無関係に、行１６アドレスは特殊なデータ行：パリティ、ＭＴＭＳ４３
５ハードウェアレジスタへ送られる。ＲＥＡＤ試験モードおよびＥＲＡＳＥ試験
モードでは各行は列デコーダ４４０の最後のビットの立ち下がりで順次アドレス
される。受動モードまたは能動モードでは、リセット信号が行デコーダ・ＮＴ、
ＮＰ制御器４４２を行１にセットする。それは同期ワードである。ＷＲＩＴＥモ
ードでは、全ての行は同時にアドレスされる。それは全ての選択線および制御ゲ
ートを電圧Ｖｐｐに引き下げる。上で説明したように、行デコーダ・ＮＴ、ＮＰ
制御器４４２の付加された機能は、指定された時間期間中（データ収集ウインド
ウ）に温度に関連するカウント値を温度レジスタレジスタ４３２に累積し、圧力
に関連するカウント値を圧力レジスタ４３４に累積するように、センサインタフ
ェース回路４０６を制御することである。

【０１６４】 プログラム可能なトリミング 図４Ｃはアドレス可能なメモリブロック４３８のＥＥＰＲＯＭ４３６のトリミ
ングビット４３６ｂ部分の列「ｎ」（たとえば、列１ないし１２のいずれか）に
おけるトリミングＥＥＰＲＯＭセル４３６ｂ．ｎの例に関連させられているトリ
ミングビット回路４９６の構造の例を示すものであって、関連する周辺回路の一
部：ＥＥＰＲＯＭ４３６の列ｎの他の行１．．１３中の規則的なＥＥＰＲＯＭセ
ルを表すブロック４３６ａ．ｎ（内部に行１３ＥＥＰＲＯＭセルの例が示されて
いる）と、列−データ変換器４４１も示す。以後の説明は、列の残りが同様に機
能するという了解の下に、ＥＥＰＲＯＭアレイ４３６の１つの列に的を絞る。一
般に、文字「ｎ」は考察されている列の番号（たとえば、ＴＲＩＭＢＩＴ＿ｎは
列ｎ＝３中のトリミングビットに対するＴＲＩＭＢＩＴ＿３である）で置き換え
ることができる。列−データ変換器４４１の内部の回路は示されていないが、正
常な動作のための接続は破線で示されている。列データ線４９３は他の１１の列
（図示していない）からの列データ線（図示していない）で多重化され、単一の
応答機データ線４４４上のデータストリームとして出力する。列ボルト線４９５
は正常な動作のための基準電圧として接地され（図示していない）、かつプログ
ラミングのため（書込みまたは消去）に他の電圧に接続されている。

【０１６５】 プログラムされたトリミング情報は、列−データ変換器４４１の制御の下にト
リミングＥＥＰＲＯＭセル４３６ｂ．ｎから線４４４上の直列データストリーム
の一部として、またはトリム検出回路４９８の支援でトリミング線４８５（各列
ｎについての別々の線４８５．ｎ）上の個々に連続してアクセスされるトリミン
グビット設定として、読出すことができる。「ＲＥＡＤ＿ＴＲＩＭ」信号が、ト
リミングＥＥＰＲＯＭセル４３６ｂ．ｎ中のゲートトランジスタＮ２０、Ｎ２１
と、可能化トリム回路４９４中のＮ２５、Ｎ２６を制御することにより、トリミ
ング情報がどの経路を通ることができるかを決定する。また、ＲＥＡＤ＿ＴＲＩ
Ｍ信号が高く、したがって、トランジスタＮ２４、Ｎ２５をターンオフすること
によりトリミング情報を阻止する時は、トランジスタＮ２６が線４８５．ｎを常
に接地してクリアされた出力信号を生ずることがわかる。

【０１６６】 トリミングＥＥＰＲＯＭセル４３６ｂ．ｎ（列ｎに対する）は２つのＥＥＰＲ
ＯＭトランジスタ：行１４中のトリミングＥＥＰＲＯＭセトランジスタＥ１４と
、行１５中のＥ１５（行１３中のトリミングＥＥＰＲＯＭセトランジスタＥ１３
と比較されたい）を含む。トランジスタＮ２２とＮ２３は行選択ゲートとして動
作する（Ｎ１９と比較されたい）が、特殊なトリミング行選択制御信号ＴＲＩＭ
＿ＳＥＬ１とＴＲＩＭ＿ＳＥＬ２をそれぞれ使用する（行選択信号ＲＯＷ＿ＳＥ
Ｌ１３と比較されたい）。適切なトリム選択制御信号（ＴＲＩＭ＿ＳＥＬ１とＴ
ＲＩＭ＿ＳＥＬ２）がオンである時は、近くのＥＥＰＲＯＭトランジスタ（それ
ぞれＥ１４、Ｅ１５）をトリム検出回路により常に検出できるように、２つのト
リムビット検出線ＴＢｎとＴＩＢｎ（トリムビットおよびトリム逆ビット）が接
続される。トリムビット検出線ＴＢｎとＴＩＢｎは図示のようにＥＥＰＲＯＭ４
３６中のトリミングビット４３６ｂｇ行へ進むだけであるが、列データ線４９３
と列電圧線４９５（正常な応答機動作中は接地されている）は列中の１５のＥＥ
ＰＲＯＭセル（１５行）の全てと並列に接続される。列データ線４９３上のトリ
ミングビットＥＥＰＲＯＭ（回路４９６中の）からデータをアクセスするために
、独特の第２のゲートＮ２０とＮ２１を列選択ゲートＮ２２、Ｎ２３に加えてＲ
ＥＡＤ＿ＴＲＩＭ信号によりターンオンせねばならないことがわかる。これは行
１．．１３中の正常なＥＥＰＲＯＭセル４３６ａ．ｎとは対照的である。行１．
．１３では、たとえば、ＥＥＰＲＯＭトランジスタＥ１３からのデータが列デー
タ線上でアクセスでき、その時に１つの行選択ゲートＮ１９がＲＯＷ＿ＳＥＬ１
３信号によりターンオンされる。同様にして、ＥＥＰＲＯＭトランジスタをプロ
グラミングするためには（列−データ変換器４４１中のライン４９３と４９５へ
の特殊な接続と一緒にプログラミング電圧入力ＥＥＣＧ１．．１２、ＥＥＣＧ１
３、ＥＥＣＧ１４を用いて）、各規則的なＥＥＰＲＯＭトランジスタに対する１
つのゲート（Ｎ１９）と対比して、各トリミングＥＥＰＲＯＭトランジスタに対
する２つのゲート（Ｎ２０／Ｎ２２、Ｎ２１／Ｎ２３）をターンオンすることを
要することがわかる。

【０１６７】 トリミングＥＥＰＲＯＭトランジスタＥ１４、Ｅ１５が列データ線によりアク
セスされると（信号ＲＥＡＤ＿ＴＲＩＭが高い）、それらは、他の行選択信号（
たとえば、ＲＯＷ＿ＳＥＬ１３）に対するように、ＴＲＩＭ＿ＳＥＬ１とＴＲＩ
Ｍ＿ＳＥＬ２信号をターンオンすることにより別々に読出され、または書込まれ
る。しかし、列データ線を介するアクセスは、ＥＥＰＲＯＭ４３６の試験中また
はプログラミング中などの、特殊な動作中に使用されるだけである。応答機回路
４００がトリミングビット・レジスタ４３６ｂ中の１つまたは複数の個々の列を
無作為に、連続して、同時にアクセスして、ＥＥＰＲＯＭセル４３６ｂ．ｎまた
はＥＥＰＲＯＭ制御回路（たとえば４４１）によるエネルギーの消費を要するこ
となしに、または列デコーダ４４０、列−データ変換器４４１、および、行デコ
ーダ・ＮＴ、ＮＰ制御器４４２などの通常のＥＥＰＲＯＭ補助回路のいかなる機
能も要することなしに、そこにプログラムされているトリミング情報の読出しと
利用を行う新規なやり方を提供することが本発明の特徴である。正常な応答機４
００の動作中（受動または能動）にこれを行うために、ＲＥＡＤ＿ＴＲＩＭ信号
は低く維持され、信号ＴＲＩＭ＿ＳＥＬ１とＴＲＩＭ＿ＳＥＬ２は高く維持され
る。これはトリミングＥＥＰＲＯＭセル４３６ｂ．ｎを列データ線４９３から分
離し、近くの行トリミングビットＥＥＰＲＯＭトランジスタＥ１４、Ｅ１５をト
リム検出回路４９８に同時に接続する。これはＥＥＰＲＯＭトランジスタＥ１４
、Ｅ１５の状態を組合わせて、トリミング線４８５ｎ．（１２のトリミング線４
８５のセット中のｎ番目の並列線）に出力されるトリミング情報ＴＲＩＭＢＩＴ
＿ｎの単一の論理状態、またはビットをつくる。これは、列−データ変換器４４
１が、１度に１行からのデータを持つ１２の列データ線（たとえば４９３）をシ
ーケンスするにつれて全ての列‐行ビットを持つ直列データストリームを運ぶ単
一の応答機データ線４４４とは対照的であることに注目すべきである。

【０１６８】 ２つの列ｎ、近くの行トリミングビット４３６ｂＥＥＰＲＯＭトランジスタＥ
１４とＥ１５は逆の状態にプログラムされ、行１４ＥＥＰＲＯＭトランジスタＥ
１４がｎ番目のトリミングビットの所望の状態（ＴＲＩＭＢＩＴ＿ｎ）を含んで
いる。トリム検出回路は、近くの行トリミングビット４３６ｂＥＥＰＲＯＭトラ
ンジスタＥ１４とＥ１５の状態を利用して、増幅器トランジスタＰ２０とＰ２１
のゲートをバイアスするプッシュプル増幅器である。それらのトランジスタはそ
れ自身の電源Ｖｃｃを使用してＴＲＩＭＢＩＴ＿ｎ信号をライン４８５．ｎに出
力する。たとえば、トリムビットｎが論理１としてプログラムされたとすると、
ＥＥＰＲＯＭトランジスタＥ１４はセットされ（高い、正しきい値）、ＥＥＰＲ
ＯＭトランジスタＥ１５はクリアされる（低い、負しきい値）。正常な応答機動
作のために、トランジスタＮ２２、Ｎ２３、Ｎ２４、およびＮ２５は全て導通し
、列電圧線４９５が接地されるので、ＥＥＰＲＯＭトランジスタＥ１４上の高い
しきい値が線ＴＢｎを通じてトランジスタＰ２１のゲートに浮動電圧として送ら
れ、ＥＥＰＲＯＭトランジスタＥ１５上の負しきい値が線ＴＩＢｎを通じてトラ
ンジスタＰ２０のゲートに、列電圧線４９５上のア−スから送られた零（ア−ス
）電圧として送られる。トランジスタＰ２０のゲートにおける零電圧はそれを導
通させることにより、線４８５ｎ．上の最初に浮動している電圧を増幅して電源
Ｖｃｃ電圧に最終的に等しくなる。これによって出力信号ＴＲＩＭＢＩＴ＿ｎは
論理１にされ、かつトランジスタＰ２１のゲートを帰還してそれを非導通ゲート
に保持する。トリム検出回路４９８は、トリムビットｎが論理１としてプログラ
ムされた場合に（ＥＥＰＲＯＭトランジスタＥ１４が低く、Ｅ１５が高く、線Ｔ
Ｂｎが接地され、ＴＩＢｎが浮動している）ライン４８５．ｎ上のＴＲＩＭＢＩ
Ｔ＿ｎに対して接地された状態（論理０）を強制する。

【０１６９】 上記動作は、受動動作モードにおいて応答機４００の緩やかな電力増強中に遭
遇するものなどの、正常な電圧より低い場合であってもそうである。その理由は
、それが読み取り機／無線送信機（たとえば１０６）に徐々に接近するからであ
る。ＥＥＰＲＯＭトランジスタＥ１４がセットされ、Ｅ１５がクリアされている
上記例では、電力増強中に電圧が上昇するにつれて、トランジスタＰＶｃｃ電源
が非常に低い電圧レベルに依然としてある場合にも導通を開始して、線４８５．
ｎを電源電圧Ｖｃｃの電圧レベルに厳しく引いて、トランジスタＰ２１を完全に
ターンオフする。したがって、トランジスタＰ２１には電流が流れることができ
ない（線４８５．ｎを充電するために必要な最初の小さい電流の後では）。電源
Ｖｃｃが正常なＶｃｃ電圧レベルに安定してまもなく、トランジスタＰ２０は飽
和して線４８５．ｎを全Ｖｃｃ電圧レベルにする。線４８５．ｎには電流需要が
ないので、線４８５．ｎにおける電圧レベルは電源電圧Ｖｃｃの電圧レベルの立
ち上がりおよび安定化に迅速に追従する。

【０１７０】 したがって、応答機４００のあるテスト動作モード中を除いて、および、緩や
かな電力増強中を除いて、各信号ＴＲＩＭＢＩＴ＿ｎは専用トリミング線４８５
．ｎ上で常に利用できるようになり、ＥＥＰＲＯＭ４３６の機能（または非機能
）とは独立にそれがトリミングＥＥＰＲＯＭセル４３６ｂ．ｎにプログラムされ
たのでトリミングビットｎの論理状態を表す。ＴＲＩＭＢＩＴ＿ｎ信号のセット
を維持するために電流を流すことはほとんど求められない。ＴＲＩＭＢＩＴ＿ｎ
信号を緩和発振器４５２などのアナログ回路中のトランジスタを制御するために
使用できるように、アナログ電圧Ｖｃｃが電源のために使用される。本発明の付
加特徴が、記述されているトリミングビット機能が、前充電などの異なる低電力
技術またはその他の保持技術を実現するために付加されたチップ場所を要するこ
となく、達成される。応答機の電力増強中にはトリミングビット４３６ｂデータ
の無電力アクセスが特に重要で、いくつかの回路、特にパワーオンリセット回路
４８２はトリムビット設定を利用することを必要とし、応答機４００回路はＥＥ
ＰＲＯＭ行１ないし３などの標準回路の機能のために適切な電力レベルを依然と
して生成する。ＰＯＲ回路４８２に組合わされた、トリミングビット４３６ｂの
特殊な構成が、電力増強後の応答機４００の最初の読出し後に完全かつ有効なデ
ータストリームを確保することを支援する。

【０１７１】 本発明を図面に詳しく示し、かつ以上の説明で詳細に説明したが、それらは例
示であって、特徴を限定するものではないと考えるべきであり、好適な実施形態
のみを示しかつ説明したこと、および本発明の要旨内に入る全ての変更および修
正を保護することが望まれることが理解される。疑いもなく、上記した「主題」
の他の多くの「変更」が本発明が最も近く属している技術の当業者に考えられ、
それらの変更は、ここで開示されている本発明の範囲内に含まれることを意図し
ている。

【図面の簡単な説明】

【図１】 従来技術による、外部の読み取り機／無線送信機と空気タイヤ内
のＲＦ応答機を有するＲＦ応答機システムの一般的な図である。

【図２】 本発明の従来モデルによる、ＲＦ応答機の主要な部品のブロック
図である。

【図３】 本発明の従来モデルによる、図２のＲＦ応答機の主要な部分の概
要図である。

【図３Ａ】 本発明の従来モデルによる、図２のＲＦの応答機の一部の概要
図である。

【図３Ｂ】 本発明の従来モデルによる、図２のＲＦの応答機の一部の概要
図である。

【図３Ｃ】 本発明の従来モデルによる、データをどのように配列し送信す
るかを示す、図２のＲＦ応答機内のメモリ空間の図である。

【図３Ｄ】 本発明の従来モデルによる、図２のＲＦの応答機の応答機読み取り値対応答機
電力のプロットである。

【図４Ａ】 本発明よる、ＲＦ応答機の主要な部品のブロック図である。

【図４Ｂ】 本発明による、データをどのように配列し送信するかを示す、図４ＡのＲＦ応
答機内のメモリ空間の図である。

【図４Ｃ】 本発明による、トリミングビットメモリを示す、図４ＡのＲＦ応答機内のメモ
リ空間および関連する回路の一部の概要図である。

【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書

【提出日】平成１２年９月２８日（２０００．９．２８）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００１

【補正方法】変更

【補正の内容】

【０００１】 関連出願の相互参照 この出願は、本発明の出願日と同じ出願日を有する、「応答機のための緩和発
振器」（RELAXATION OSCILLATOR FOR TRANSPONDER）という名称のＰＣＴ出願（
ＰＣＴ／ＵＳ９９／２９８９０号）、「応答機のためのパワーオンリセット」（
POWER ON RESET FOR TRANSPONDER）という名称のＰＣＴ出願（ＰＣＴ／ＵＳ９９
／２９７２３号）、「応答機のためのプログラムマブル変調指数」（PROGRAMMAB
LE MODULATION INDEX FOR TRANSPONDER）という名称のＰＣＴ出願（ＰＣＴ／Ｕ
Ｓ９９／２９８２７号）に関連する。 この出願は、すべて１９９８年４月１４日に出願された共有で係属中の出願番
号ＰＣＴ／ＵＳ９８／０７３３８号、ＰＣＴ／ＵＳ９８／０７８３６号、ＰＣＴ
／ＵＳ９９／０７５７５号のＰＣＴ出願の一部継続出願である、ともに１９９９
年１２月１４日に出願された共有で係属中の出願番号ＰＣＴ／ＵＳ９９／２９６
６８号、ＰＣＴ／ＵＳ９９／２９６０６号のＰＣＴ出願の一部継続出願である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０３Ｋ 17/955 Ｈ０３Ｋ 17/955 Ｕ (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ， ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ， ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，Ｃ Ｒ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ， ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，Ｋ Ｚ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ， ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，Ｓ Ｋ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 ヨンズ、 デイル、 リー アメリカ合衆国 80303 コロラド州 ボ ウルダー アラパホー ロード 5610 ア パートメント 133 Ｆターム(参考） 2F055 AA12 BB19 CC60 DD20 EE25 FF34 GG31 5J050 AA37 BB22 CC09 DD08 EE12 EE32 EE34 EE36 EE38 EE39 EE40 FF25 【要約の続き】 ５、４８５．ｎ）で、トリム設定を含む、ＥＥＰＲＯＭ セルへの直接かつ連続的なアクセスを特徴とする。

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＥＥＰＲＯＭメモリ（２３６、４３６）を有するＲＦ応答機
   （１０２、２００、４００）において、 少なくとも１つのトリミングビット（ＴＲＩＭＢＩＴ＿ｎ、ＴＲＩＭＢＩＴ＿
   １．．ＴＲＩＭＢＩＴ＿１２）を有する、前記ＥＥＰＲＯＭメモリのトリミング
   ビット（４３６ｂ）部と、 前記少なくとも１つのトリミングビットと関連する少なくとも１つのトリミン
   グビット回路（４９６）を有し、該少なくとも１つのトリミングビット回路の各
   々は、 トリミング情報の単一ビット（ＴＲＩＭＢＩＴ＿ｎ、ＴＲＩＭＢＩＴ＿１．．
   ＴＲＩＭＢＩＴ＿１２）を表すために協働する、第１のＥＥＰＲＯＭトランジス
   タと第２のＥＥＰＲＯＭトランジスタを含むＥＥＰＲＯＭトランジスタ対（Ｅ１
   ４、Ｅ１５）を有するトリミングＥＥＰＲＯＭセル（４３６ｂ．ｎ）と、 トリム検出回路（４９８）と、 前記ＥＥＰＲＯＭトランジスタ対に接続されている基準電圧ライン（４９５）
   と、 前記トリミングＥＥＰＲＯＭセルを前記トリム検出回路に接続する少なくとも
   １つの検出ライン（ＴＢｎ、ＴＩＢｎ）と、 前記トリミング情報の単一ビットを前記トリム検出回路から出力するトリミン
   グライン（４８５．ｎ、４８５）を有することを特徴とするＲＦ応答機。
2. 【請求項２】 各トリミングＥＥＰＲＯＭセルの前記第１および第２のＥＥ
   ＰＲＯＭトランジスタは、互いに反対の状態にプログラムされ、前記第１のＥＥ
   ＰＲＯＭトランジスタは、前記トリミング情報の単一ビットの状態にプログラム
   されていることを特徴とする、請求項１に記載のＲＦ応答機。
3. 【請求項３】 前記トリム検出回路は、プッシュプル増幅器（Ｐ２０、Ｐ２
   １）を有することを特徴とする、請求項１に記載のＲＦ応答機。
4. 【請求項４】 前記トリミングＥＥＰＲＯＭセルは、前記ＥＥＰＲＯＭトラ
   ンジスタの個々にアドレッシングし、応答機データライン（４４４）上で前記プ
   ログラムされた情報をデータストリームに含める素子をさらに有し、該素子は、 前記第１のＥＥＰＲＯＭトランジスタと直列の第１の行選択ゲート（Ｎ２２）
   、および、前記第２のＥＥＰＲＯＭトランジスタと直列の第２の行選択ゲート（
   Ｎ２３）と、 前記第１の行選択ゲートを制御する第１のトリミング行選択信号（ＴＲＩＭ＿
   ＳＥＬ１）を出力するラインと、 前記第２の行選択ゲートを制御する第２のトリミング行選択信号（ＴＲＩＭ＿
   ＳＥＬ２）を出力するラインと、 前記ＥＥＰＲＯＭトランジスタ対に接続されている列データライン（４９３）
   を有することを特徴とする、請求項１に記載のＲＦ応答機。
5. 【請求項５】 前記トリミングＥＥＰＲＯＭセルは、トリム読出し制御信号
   （ＲＥＡＤ＿ＴＲＩＭ）に応答して、前記トリミングラインおよび前記データラ
   イン上に前記プログラムされた情報を同時に出力するのを防止する素子をさらに
   有し、該素子は、 前記第１のＥＥＰＲＯＭトランジスタと直列の第１のゲートトランジスタ（Ｎ
   ２０）と、 前記第２のＥＥＰＲＯＭトランジスタと直列の第２のゲートトランジスタ（Ｎ
   ２１）と、 前記トリミングＥＥＰＲＯＭセルと前記トリム検出回路との間に挿入されたイ
   ネーブルトリム回路（４９４）を有することを特徴とする、請求項４に記載のＲ
   Ｆ応答機。
6. 【請求項６】 前記トリミングＥＥＰＲＯＭセルは、前記ＥＥＰＲＯＭトラ
   ンジスタの個々をアドレッシングし、かつ、プログラミングする素子をさらに有
   し、該素子は、 前記第１のＥＥＰＲＯＭトランジスタと直列の第１の行選択ゲート（Ｎ２２）
   、および、前記第２のＥＥＰＲＯＭトランジスタと直列の第２の行選択ゲート（
   Ｎ２３）と、 前記第１の行選択ゲートを制御する第１のトリミング行選択信号（ＴＲＩＭ＿
   ＳＥＬ１）を出力するライン、および、前記第２の行選択ゲートを制御する第２
   のトリミング行選択信号（ＴＲＩＭ＿ＳＥＬ２）を出力するラインと、 前記ＥＥＰＲＯＭトランジスタ対に接続されている列データライン（４９３）
   と、 第１のプログラミング電圧入力（ＥＥＣＧ１４）を前記第１のＥＥＰＲＯＭト
   ランジスタに出力するライン、および、第２のプログラミング電圧入力（ＥＥＣ
   Ｇ１５）を前記第２のＥＥＰＲＯＭトランジスタに出力するラインを有すること
   を特徴とする、請求項１に記載のＲＦ応答機。
7. 【請求項７】 トリム読出し制御信号（ＲＥＡＤ＿ＴＲＩＭ）に応答して、
   前記トリム検出回路および前記トリミングラインからのＥＥＰＲＯＭプログラミ
   ング電圧を阻止する、前記トリミングＥＥＰＲＯＭセルと前記トリム検出回路の
   間に挿入されたイネーブルトリム回路（４９４）を有することを特徴とする、請
   求項６に記載のＲＦ応答機。
8. 【請求項８】 前記ＥＥＰＲＯＭメモリの前記トリミングビット部の前記少
   なくとも１つのトリミングビットは、変調指数（ＴＲＩＭＢＩＴ＿０．．ＴＲＩ
   ＭＢＩＴ＿３）と、能動／受動モード（ＴＲＩＭＢＩＴ＿４）と、温度に対する
   電流スケーリング（ＴＲＩＭＢＩＴ＿５）と、圧力に対する電流スケーリング（
   ＴＲＩＭＢＩＴ＿６．．ＴＲＩＭＢＩＴ＿９）からなるグループから選択される
   トリミング情報を保存することを特徴とする、請求項１に記載のＲＦ応答機。
9. 【請求項９】 ＥＥＰＲＯＭメモリ（２３６、４３６）を有するＲＦ応答機
   （１０２、２００、４００）の動作特性をトリミングする方法において、 少なくとも１つのトリミングＥＥＰＲＯＭトランジスタ（Ｅ１４、１５）を有
   する前記ＥＥＰＲＯＭメモリのトリミングビット（４３６ｂ、４３６ｂ．ｎ）を
   備えることと、 プログラムされた情報の少なくとも１つのトリミングビット（ＴＲＩＭＢＩＴ
   ＿１．．ＴＲＩＭＢＩＴ＿１２、ＴＲＩＭＢＩＴ＿ｎ）を前記少なくとも１つの
   トリミングＥＥＰＲＯＭトランジスタに保存することと、 前記少なくとも１つのトリミングビットの各々と関連するトリム検出回路（４
   ９８）の少なくとも１つのトランジスタ（Ｐ２０、Ｐ２１）のゲートを制御する
   各トリミングＥＥＰＲＯＭトランジスタのゲートしきい値を用いることによって
   、前記少なくとも１つのトリミングビットのそれぞれの前記プログラムされた情
   報を直接検出することと、 前記少なくとも１つのトリミングビットの１つに割り当てられた少なくとも１
   つの関連するトリミングライン（４８５．ｎ、４８５）上の前記少なくとも１つ
   のトリミングビットの前記プログラムされた状態を連続的に出力することと、 前記ＥＥＰＲＯＭメモリとは独立に、前記少なくとも１つのトリム検出回路と
   、前記少なくとも１つのトリミングラインに電力を供給することと、 前記応答機の任意の回路を任意の時間に制御する前記少なくとも１つのトリミ
   ングラインを用いることを特徴とする方法。
10. 【請求項１０】 前記ＥＥＰＲＯＭメモリの前記トリミングビット部の前記
    少なくとも１つのトリミングビットによって表わされた前記動作特性は、変調指
    数（ＴＲＩＭＢＩＴ＿０．．ＴＲＩＭＢＩＴ＿３）と、能動／受動モード（ＴＲ
    ＩＭＢＩＴ＿４）と、温度に対する電流スケーリング（ＴＲＩＭＢＩＴ＿５）と
    、圧力に対する電流スケーリング（ＴＲＩＭＢＩＴ＿６．．ＴＲＩＭＢＩＴ＿９
    ）からなるグループから選択されることを特徴とする、請求項９に記載の方法。
11. 【請求項１１】 前記ＲＦ応答機が、非常に低い受動電力入力レベルの時を
    含む時に、アナログ制御のための前記プログラムされた情報を利用できるように
    、前記ＲＦ応答機のアナログ回路（４８２、４５０、４５２、４４６、４２２）
    を制御するのに十分なアナログ電源（Ｖｃｃ）で、前記少なくとも１つのトリム
    検出回路と前記少なくとも１つのトリミングラインに電力を供給することを特徴
    とする、請求項９に記載の方法。
12. 【請求項１２】 前記少なくとも１つのトリミングＥＥＰＲＯＭトランジス
    タの個々をアドレッシングすることと、 前記プログラムされた情報をデータストリームに含めることを特徴とする、請
    求項９に記載の方法。
13. 【請求項１３】 前記プログラムされた情報を前記少なくとも１つのトリミ
    ングラインと前記データストリームに同時に出力するのを阻止することを特徴と
    する、請求項１２に記載の方法。
14. 【請求項１４】 前記少なくとも１つのトリミングＥＥＰＲＯＭトランジス
    タの個々をアドレッシングおよびプログラミングすることを特徴とする、請求項
    ９に記載の方法。
15. 【請求項１５】 前記少なくとも１つのトリム検出回路と前記少なくとも１
    つのトリミングラインからのＥＥＰＲＯＭプログラミング電圧を阻止することを
    特徴とする、請求項１４に記載の方法。