KR100811899B1 - 식별 트랜스폰더 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 식별 코드(IDC)에 대응하는 리듬 내에서, 기지국(BS)에 의해 전송된 무선 주파수 신호(RF)를 변화시킴으로써 식별 코드(IDC)를 기지국(BS)에 전송하는 식별 트랜스폰더(IDT)에 관한 것이다. 이 식별 트랜스폰더(IDT)는 식별 코드(IDC)의 생성을 위한 식별 생성 수단(IDCG)과, 정류 수단(RTF)과, 부하 트랜지스터(TL)를 포함한다. 부하 트랜지스터(TL)는 두 가지 작업, 즉 RF 신호를 정류하는 작업(이에 따라, 부하 트랜지스터는 정류 수단(RTF) 내의 다이오드 기능을 대신함) 및 가변 부하를 정류 수단(RTF)에 공급하는 작업을 수행하도록 구성된다. 가변 부하는 상기 리듬 내에서 변화한다. 결과적으로, 정류 수단(RTF)의 입력 전류는 RF 신호가 변화하는 상기 리듬 내에서 변화한다. RF 신호의 이러한 변화는 기지국(BS)에서 검출된다. 식별 트랜스폰더(IDT)와 기지국(BS) 간의 결합은 용량성 결합 수단(P1; P3, P2; P4)에 의해 또는 유도성 결합 수단에 의해 수행될 수 있다. 부하 트랜지스터(TL)에 의해 수행되는 이중 기능으로 인해, 정류 수단(RTF)의 다이오드 기능이 절약된다. 이것은, 식별 트랜스폰더(IDT)의 전자 소자가 유기 물질(가령, 폴리머 물질)로 구성된다면 특히 유리하다.

Description

식별 트랜스폰더{IDENTIFICATION TRANSPONDER}
본 발명은, 식별 코드에 대응하는 리듬 내에서 기지국으로부터 발생한 무선 주파수 신호의 변화를 통해, 식별 코드를 기지국에 제공하는 식별 트랜스폰더에 관한 것으로, 이 식별 트랜스폰더는 식별 코드를 생성하는 식별 생성 수단과, 무선 주파수 신호와의 직접적인 전기 접촉 없이 결합(coupling)을 이루도록 구성되어 공급 전압을 식별 생성 수단으로 제공하되, 정류기로서 동작하는 적어도 하나의 회로를 포함하는 정류 수단과, 주 전류 경로, 및 식별 생성 수단의 신호 출력 단자에 연결된 제어 전극을 구비하여 가변 부하를 정류 수단으로 제공하고, 그 결과로 무선 주파수 신호를 상기 리듬 내에서 변화시키는 부하 트랜지스터를 포함한다.
이러한 식별 트랜스폰더는 국제 특허 출원 PCT/IB98/01843으로부터 공지되어 있다. 이 공지된 식별 트랜스폰더가 기지국 또는 스캐너와 함께 도 1에 도시되어 있다. 기지국(BS)은 RF 신호를 전송하며, 이 RF 신호의 일부는 결합(P1; P3, P2; P4)(이 경우에는, 용량성 결합(capacitive coupling))에 의해 정류기로 공급되고, 이 정류기는 다이오드(D1, D2) 및 평활 캐패시터(C1)로 구성된다. 결과적으로, 공급 전압은 정류기의 출력 단자(VP)와 출력 단자(VN) 사이에서 이용가능하다. 이 공지된 식별 트랜스폰더(IDT)는, 소위 판독 전용 메모리(ROM) 및 변조기(MOD)를 포함하는 식별 코드 생성기(IDCG)를 더 포함하며, 이 ROM 및 변조기는 단자(VP)와 단자(VN) 간의 전원으로부터 전원을 공급받는다. 이 공지된 식별 트랜스폰더(IDT)는 단자(VP)와 단자(VN) 간의 주 전류 경로와 커플링된 부하 트랜지스터(TL)를 더 포함한다. 동작 중에, 변조기(MOD)는 직렬 비트 패턴을 부하 트랜지스터(TL)의 제어 전극에 보낸다. 직렬 비트 패턴은 메모리(ROM) 내에 저장된 데이터에 의해 결정된다. 결과적으로, 단자(VP)와 단자(VN) 사이의 부하는 직렬 비트 패턴의 리듬 내에서 변화한다. 이것은 정류기의 입력 전류가 상기 리듬 내에서 변화하게 한다. 이 리듬은 결합(P1; P3, P2; P4)에 의해 기지국(BS)이 검출할 수 있다. 예를 들어, ROM은 대상에 대한 정보(가령, 대상의 값)를 포함하는 대상에 대한 바 코드(bar code)가 될 수 있다. 이러한 정보는 기지국(BS)으로의 임시적 결합을 통해 기지국(BS)으로 전송된다. 예를 들어, 트랜스폰더(IDT)는 유기 물질(가령, 폴리머)로부터 제조된 집적 회로의 일부로서 구성될 수도 있다. 그 때문에, 이것은 작은 두께 및 높은 역학적 유연성을 갖는 식별 트랜스폰더가 실현될 수 있다는 장점을 갖는다.
그러나, 일반적으로, 유기 물질을 갖는 전자 회로의 실현에 있어서, 요구되는 전자 소자의 수를 최소화하는 것이 유리하다. 본 발명은, 상기 정류기로서 동작하는 회로 중 하나의 회로가 부하 트랜지스터의 주 전류 경로를 포함한다는 것을 도입부에서 언급된 식별 트랜스폰더가 특징으로 한다는 점에서 그러한 요건을 충족시킨다.
부하 트랜지스터는 이중 기능, 즉 가변 부하를 제공하는 기능 및 정류 소자의 기능을 수행하기 때문에, 전자 소자가 하나 더 적게 필요하다. 실제로, 정류기는 하나의 다이오드를 더 적게 요구하며, 전자 회로 내의 어디에도 추가적인 구성 요소가 추가되지 않는다.
본 발명의 추가의 유리한 실시예는 청구항 제 2 항 내지 제 6 항에서 특정된다.
본 발명은 첨부한 도면을 참조하여 하기에서 보다 상세하게 설명될 것이다.
동일한 구성 요소는 도면에서 동일한 참조 부호를 갖는다.
도 1은 공지된 식별 트랜스폰더의 도면,
도 2는 본 발명에 따른 식별 트랜스폰더의 제 1 실시예의 회로도,
도 3은 본 발명에 따른 식별 트랜스폰더의 제 2 실시예의 회로도,
도 4는 본 발명에 따른 식별 트랜스폰더의 제 3 실시예의 회로도,
도 5는 본 발명에 따른 식별 트랜스폰더의 제 4 실시예의 회로도,
도 6은 본 발명에 따른 식별 트랜스폰더의 제 5 실시예의 회로도,
도 7은 본 발명에 따른 식별 트랜스폰더의 제 6 실시예의 회로도,
도 8은 식별 트랜스폰더에서 사용될 수 있는 식별 생성 수단의 회로도의 일례.
도 2는 본 발명에 따른 식별 트랜스폰더(IDT)의 제 1 실시예의 회로도이다. 도 2는 또한 RF 신호를 전송하는 기지국(BS)을 개략적으로 도시하고 있다. 식별 트랜스폰더(IDT)는 기지국(BS)의 도전성 판(P3)과 결합하는 도전성 판(P1), 및 기지국(BS)의 도전성 판(P4)과 결합하는 도전성 판(P2)을 포함한다. 식별 트랜스폰더(IDT)는 정류 수단(RTF) 및 식별 생성 수단(IDCG)을 더 포함한다. 정류 수단(RTF)은 다이오드(D1), 부하 전계 효과 트랜지스터(TL) 및 평활 캐패시터(C)를 포함한다. 다이오드(D1)는 음극 및 양극이 도전성 판(P1) 및 도전성 판(P2)에 제각각 접속된다. 식별 생성 수단(IDCG)의 제 1 공급 접속 단자(1)는 제 2 도전성 판(P2)에 접속된다. 부하 트랜지스터(TL)의 소스는 도전성 판(P1)에 접속된다. 부하 트랜지스터(TL)의 드레인은 식별 생성 수단(IDCG)의 제 2 공급 단자(2)에 접속된다. 부하 트랜지스터(TL)의 게이트는 식별 생성 수단(IDCG)의 신호 출력 단자(3)에 접속된다. 평활 캐패시터(C)는 제 1 공급 단자(1)와 제 2 공급 단자(2) 간에 접속된다. 제 1 공급 단자(1)와 제 2 공급 단자(2) 간의 공급 전압은 V로 표시된다.
도 2의 전자 시스템은 다음과 같이 동작한다. 도전성 판(P1-P4)은 기지국(BS)과 식별 트랜스폰더(IDT) 간의 용량성 결합을 형성한다. 그 결과, RF 신호의 일부가 정류 수단(RTF)에 공급된다. 부하 트랜지스터(TL)는 신호 출력 단자(3)에서의 신호 레벨에 따라 도전 상태 또는 비도전 상태에 있게 된다. 부하 트랜지스터(TL)가 도전성이면, 이 부하 트랜지스터는 도 1의 공지된 식별 트랜스폰더의 다이오드(D2)의 기능을 대신한다. 다이오드(D1)의 기능은 도전성 판(P1-P4)으로의 평균 전류 흐름 또는 도전성 판(P1-P4)으로부터의 평균 전류 흐름이 평균적으로 제로와 동일함을 보장하는 것이다. 이로써, DC 전압이 제각각의 도전성 표면(P1)과 도전성 표면(P3) 사이 및 도전성 표면(P2)과 도전성 표면(P4) 사이에 축적될 가능성이 방지된다. 이것은 사실상 식별 트랜스폰더(IDT)의 동작을 방해할 것이다. 정류된 RF 신호는 평활 캐패시터(C)에 의해 평탄화된다(smoothed). 그 결과, 실질적으로 일정한 공급 전압(V)이 식별 생성 수단(IDCG)의 제 1 공급 단자(1)와 제 2 공급 단자(2) 사이에 발생한다. 정류 수단(RTF)의 부하(즉, 제 1 공급 단자(1)와 제 2 공급 단자(2) 간의 부하)는 식별 생성 수단(IDCG) 뿐만 아니라 부하 트랜지스터(TL)에 의해서도 결정된다. 식별 생성 수단(IDCG)은 가변 신호를 신호 출력 단자(3)에 공급하도록 설계된다. 이 신호는 식별 코드에 대응하는 리듬 내에서 변화한다. 식별 코드는, 가령 스캐닝될 대상의 값(price)을 나타낸다. 가변 신호가 부하 트랜지스터(TL)의 게이트에 공급되기 때문에, 부하 트랜지스터(TL)의 도전성도 식별 코드에 대응하는 리듬 내에서 변화할 것이다. 이와 같이, 기지국(BS)으로부터 유도된 RF 신호의 양은 상기 리듬 내에서 변화할 것이다. RF 신호의 이러한 변화는 알려진 방식, 가령 도 1에 표시한 방식으로 검출될 수 있다. 대안으로, 도 3의 회로도는 도 2의 회로도의 등가로서 사용될 수 있는데, 부하 트랜지스터(TL)의 주 전류 경로가 도전성 판(P1)과 공급 단자(2) 간에 구성되는 것이 아니라, 도전성 판(P2)과 공급 단자(1) 간에 구성된다. 도 4는 다이오드(D2)(도 1 참조)의 기능을 도 2 및 도 3에서와 같이 부하 트랜지스터(TL)가 대신하는 것이 아니라, 다이오드(D1)(도 1 참조)의 기능을 부하 트랜지스터(TL)가 대신하는 본 발명의 실시예의 회로도이다. 도 5는 도 4의 회로도에 대한 등가의 대안을 형성하는 회로도이다. 여기에서, 다이오드(D2)는 도전성 판(P1)과 공급 단자(2) 간에 접속되는 대신에 도전성 판(P2)과 공급 단자(1) 간에 접속된다. 도 6 및 도 7은 도 2 및 도 3의 실시예에 각각 대응하되, 기지국(BS)과 식별 트랜스폰더(IDT) 간의 결합이 용량성이 아니라 유도성으로 성취되는 본 발명의 실시예의 회로도이다. 이러한 목적을 위해, 식별 트랜스폰더(IDT)의 코일(L1)은 기지국(BS)의 코일(L2)과 결합한다. 유도성 결합으로 인해, 도 2 및 도 3에 도시한 다이오드(D1)는 도 6 및 도 7의 회로에서 불필요하다.
도시한 실시예의 경우, P 타입 전계 효과 트랜지스터 대신에 N 타입 전계 효과 트랜지스터가 부하 트랜지스터(TL)로서 사용될 수 있다는 것이 사실이다. 심지어 바이폴라 트랜지스터를 사용하는 것도 가능하다. 취해진 선택에 따라, 다이오드(D1 또는 D2)의 음극 및 양극 접속부도 교환될 수 있으며, 신호 출력 단자(3)에서의 가변 신호의 극성도 적응될 수 있다. 다이오드(D1 또는 D2)는 가령 다이오드로서 접속된 트랜지스터로 구성될 수도 있다.
도 8은 식별 코드 생성기(IDCG)의 회로도의 실례이다. 식별 코드는, 블록(BLK2)에 대해 표시한 바와 같이, 4 비트인 두 개의 워드로 구성될 수 있으며, 이 블록(BLK2)은 4 비트인 두 개의 워드, 즉, 비트(B0 내지 B3)로 구성된 제 1 워드 및 비트(B4 내지 B7)로 구성된 제 2 워드를 수신할 수 있다. 클록 생성기(CLKG)로부터의 클록 입력(clk)에서 클록 주파수(f)로 제어되는 블록(BLK1)은 신호(BA, BB, BC, BD)를 생성하고 이들을 블록(BLK2)에 보낸다. 비트(BO, B4)는 제각각 이진 신호(BA)의 제어 하에 출력(OLA, OLB)으로 전송된다. 비트(B1, B5)는 제각각 이진 신호(BB)의 제어 하에 출력(OLA, OLB)으로 전송된다. 비트(B2, B6)는 제각각 이진 신호(BC)의 제어 하에 출력(OLA, OLB)으로 전송된다. 비트(B3, B7)는 제각각 이진 신호(BD)의 제어 하에 출력(OLA, OLB)으로 전송된다. 이진 신호(BA, BB, BD, BD)는 순차적으로 블록(BLK2)에 전달된다. 그 결과, 제 1 워드는 블록(BLK2)의 출력(OLA)으로부터 블록(BLK3)의 입력(OLA)으로 순차적으로 전송된다. 동시에, 제 2 워드는 블록(BLK2)의 출력(OLB)으로부터 블록(BLK3)의 입력(OLB)으로 전송된다. 블록(BLK1)의 출력은 블록(BLK4)의 클록 입력(clk)에 연결되어 블록(BLK1)의 클록 주파수의 1/4의 클록 주파수를 제공한다. 워드 선택 신호(WA, WB)는 블록(BLK4)으로부터 블록(BLK3)으로 전송되어 제 1 워드 또는 제 2 워드 중 어떤 워드가 블록(BLK2)으로부터 신호 출력 단자(3)로 전달될 것인가를 나타낸다. 워드 신호(WA, WB)가 순차적 활성화되면, 제 1 워드가 먼저 신호 출력 단자(3)로 전달되고, 그 다음에 제 2 워드가 출력 신호 단자(3)로 전달되어, 비트(B0 내지 B7)가 신호 출력 단자(3)에 순차적으로 나타난다. 또한, 고정된 패턴(FP)을 갖는 워드는 신호 출력 단자(3)로 순차적으로 전송된다. 고정된 패턴(FP)을 갖는 이들 워드는 제 1 비트(B0)가 시작되는 때와 최종 비트(B7)가 종료되는 때를 기지국(BS)에 표시하는 역할을 한다. 고정된 패턴은, 가령 연속하는 4개의 로직 0 다음에 4개의 로직 1이 이어질 수 있다. 그러나, 기지국(BS)이 몇몇 방식으로 이 패턴을 인식하는 한, 대안의 패턴이 선택될 수도 있다.

Claims (6)

  1. 식별 코드(IDC)에 대응하는 리듬 내에서, 기지국(BS)으로부터 발생한 무선 주파수 신호(RF)의 변화를 통해, 상기 식별 코드(IDC)를 상기 기지국(BS)에 제공하는 식별 트랜스폰더(IDT)에 있어서,
    상기 식별 코드를 생성하는 식별 생성 수단(IDCG)과,
    상기 무선 주파수 신호(RF)와 직접적인 전기 접촉이 없는 결합(coupling)을 이루도록 구성되어 공급 전압(V)을 상기 식별 생성 수단(IDCG)에 제공하는 정류 수단(RTF) - 상기 정류 수단(RTF)은 정류기로서 동작하는 적어도 하나의 회로(D1, D2), 주 전류 경로, 및 상기 식별 생성 수단(IDCG)의 신호 출력 단자(3)에 연결된 제어 전극을 구비하여 가변 부하를 상기 정류 수단에 제공하고 그 결과로서 상기 무선 주파수 신호(RF)를 상기 리듬 내에서 변화시키는 부하 트랜지스터(TL)를 포함함 - 를 포함하되,
    상기 정류기로서 동작하는 상기 회로(D1, D2) 중 하나는 상기 부하 트랜지스터(TL)의 상기 주 전류 경로를 포함하는
    식별 트랜스폰더.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 직접적인 전기 접촉이 없는 결합은, 상기 트랜스폰더(IDT)가 상기 기지국(BS)의 제 1 접촉 판(P3)과 용량성 결합을 하는 제 1 접촉 판(P1)을 포함하고, 상기 트랜스폰더(IDT)가 상기 기지국(BS)의 제 2 접촉 판(P4)과 용량성 결합을 하는 제 2 접촉 판(P2)을 포함한다는 사실로 인한 용량성 결합(P1; P3, P2; P4)이며,
    상기 정류 수단(RTF)은, 상기 정류기로서 동작하되 상기 부하 트랜지스터(TL)가 아니며 상기 트랜스폰더(IDT)의 상기 제 1 접촉 판(P1)과 상기 트랜스폰더(IDT)의 상기 제 2 접촉 판(P2) 간에 연결되는 상기 회로(D1)를 포함하고,
    상기 부하 트랜지스터(TL)의 상기 주 전류 경로는 상기 식별 생성 수단(IDCG)의 공급 단자(1, 2) 중 하나와 직렬로 연결되는
    식별 트랜스폰더.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 직접적인 전기 접촉이 없는 결합은, 상기 트랜스폰더(IDT)가 상기 기지국(BS)의 제 1 접촉 판(P3)과 용량성 결합을 하는 제 1 접촉 판(P1)을 포함하고, 상기 트랜스폰더(IDT)가 상기 기지국(BS)의 제 2 접촉 판(P4)과 용량성 결합을 하는 제 2 접촉 판(P2)을 포함한다는 사실로 인한 용량성 결합(P1; P3, P2; P4)이며,
    상기 부하 트랜지스터(TL)의 상기 주 전류 경로는 상기 트랜스폰더(IDT)의 상기 제 1 접촉 판(1)과 상기 트랜스폰더(IDT)의 상기 제 2 접촉 판(P2) 간에 접속되며,
    상기 정류 수단(RTF)은, 상기 정류기로서 동작하되 상기 부하 트랜지스터(TL)가 아니며 상기 식별 생성 수단(IDCG)의 공급 단자(1, 2) 중 하나와 직렬로 접속되는 상기 회로(D2)를 포함하는
    식별 트랜스폰더.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 직접적인 전기 접촉이 없는 결합은, 상기 트랜스폰더(IDT)가 상기 기지국(BS)의 코일(L2)과 유도성 결합을 하는 코일(L1) - 상기 코일(L1)은 상기 정류 수단(RTF)에 전기적으로 연결되어 상기 무선 주파수 신호(RF)를 수신함 - 을 포함한다는 사실로 인한 유도성 결합(L1, L2)이고,
    상기 부하 트랜지스터(TL)의 상기 주 전류 경로는 상기 식별 생성 수단(IDCG)의 공급 단자(1,2) 중 하나와 직렬로 연결되는
    식별 트랜스폰더.
  5. 제 1 항 내지 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 정류기 및 상기 부하 트랜지스터(TL)로서 동작하는 상기 회로(D1, D2)는 하나 또는 여러 개의 유기 물질로 제조된 전자 소자로 구성되는
    식별 트랜스폰더.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 유기 물질 중 적어도 하나는 폴리머인
    식별 트랜스폰더.
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