KR19980070651A - 위상로크 및 전압제어 오실레이터를 포함하는 무접점 질의시스템용 베이스 스테이션 - Google Patents

Abstract

본 발명은 조절수단(21, 22)을 통해 조절가능한 주파수를 가지는 제어신호를 공급하는 오실레이터(23), 정보를 전달하기 위해서 베이스 스테이션(13)에 연결된 안테나 제어수단(24), 안테나에 의해서 포착된 정보를 해독하는 수단(25, 26, 27)을 포함하는 무접점 질의 시스템(23)용 베이스 스테이션(13)에 관계한다. 본 발명에서 오실레이터(23)는 상기 조절수단(21, 22)에 의해 위상이 로크되는 전압제어 오실레이터 이어서 제어신호 주파수가 베이스 스테이션에 의해 결정되고 안테나에 대해서 개조됨을 특징으로 한다. 본 발명의 베이스 스테이션(13)을 포함하는 무접점 질의 시스템의 민감도가 향상되고 그 구조가 단순화되며 상이한 소자가 동일한 칩에 집적될 수 있다.

Description

위상로크 및 전압제어 오실레이터를 포함하는 무접점 질의 시스템용 베이스 스테이션

본 발명은 위상로크 및 전압제어 오실레이터를 사용하는 무접점 질의 시스템용 베이스 스테이션에 관계한다.

베이스 스테이션은 엔트리 카드와 같은 트랜스폰더 근처에 있게 함으로써 개방될 수 있는 현관문과 같은 무접점 질의 시스템에 사용된다. 베이스 스테이션은 본질적으로 진동 제어장치, 진폭 변조 회로 및 베이스스테이션에 연결된 안테나에 작용하는 제어수단을 포함한다. 진동 제어장치는 주변장치이다. 진동제어장치는 석영수정이 안테나의 공명주파수보다 높은 진동수로 (대표적으로 1㎒) 진동할 때 예정된 캐리어 진동수를 가지는 제어 신호를 공급하는 석영수정이다. 이후에 제어신호는 제어신호 주파수를 안테나 공명주파수 (대표적으로 125㎒)가 되게 하는 분할 체인을 포함하는 변조회로에 의해 변조된다. 이후에 이 신호가 코일로 형성된 안테나에 전달된다. 전달된 변조신호는 트랜스폰더가 베이스 스테이션 근처에 있다면 트랜스폰더에 의해 수신될 수 있다.

트랜스폰더는 전지를 가지지 않으며 앞서 언급한 형태의 베이스 스테이션과 같은 무접점 질의 시스템과 데이타 정보를 교환한다. 공급 전압은 베이스 스테이션에 의해 전달된 제어 신호로 부터 트랜스폰더에 공급된다. 이 신호는 트랜스폰더에 의해 변조되고 변조된 신호는 베이스 스테이션에 의해 판독된다.

영국특허출원 제 951756261 호는 차량도난방지 시스템에 사용된 베이스 스테이션을 발표한다.

이러한 베이스 스테이션의 문제점은 변조된 제어 신호의 캐리어 주파수(Fo)가 안테나 공명주파수(Fr1) 및 트랜스폰더 공명주파수(Fr2)에 가능한 가까워야 한다는 점이다. 이의 효과는 베이스 스테이션의 판독 민감도를 증가시키는 것이다.

공지 기술에 따른 베이스 스테이션은 이 문제에 대한 만족스러운 해결책을 제공하지 못한다. 모든 시스템 소자값의 분산은 안테나 공명 주파수와 안테나에 공급된 주파수간에 현저한 차이를 유도한다. 베이스 스테이션의 판독 민감도는 안테나에 의해 수신된 신호의 요동에 관련되는 안테나 터미날의 전압 요동에 관련된다. 예컨대, 도 1a 는 주파수(Fr1) 및 주파수(Fr2)의 함수로서 안테나 터미날의 전압요동(△V)을 보여주며 주파수(Fo)는 125㎒이다. 도 1b 는 도 1a 와 관련된 등수치(isovalue) 곡선을 보여준다(꾸준한 △V에서). 베이스 스테이션이 적절히 작동하는 주파수 범위는 도 1b 에 도시된 바와 같이 주파수(Fo) 주변의 몇퍼센트에 한정된다. 따라서, 전달된 신호주파수와 안테나 공명 주파수간의 차이는 트랜스폰더와의 교환동안에 전력의 손실을 일으킨다.

음의 △V 요동에 해당하는 지역, 즉 트랜스폰더에서 나온 데이타가 역전되는 지역의 존재가 도 1b 에서 나타난다. 이러한 공지 기술의 베이스 스테이션은 추가 결함을 가진다. 역전지역의 존재는 이들 베이스 스테이션이 예컨대 현관문 개방 시스템에 사용될 경우에 특히 불편할 수 있다.

공지기술의 다른 해결책은 소자가 이산적이고 복잡하고 값비싼 베이스 스테이션이다. 예컨대 앞서 인용된 특허출원은 진동 제어장치로서 마이크로프로세서를 사용하는 무접점 질의 베이스 스테이션을 발표한다.

본 발명의 목적은 캐리어 주파수가 안테나 공명주파수에 맞게 개조된 제어신호를 공급할 수 있는 진동제어장치를 포함한 무접점 질의 시스템용 베이스 스테이션을 제공하는 것으로, 스테이션은 값싸며 제조가 용이하다.

본 발명의 또다른 목적은 동일한 집적구조에 진동 제어장치를 포함하는 베이스 스테이션을 제공하는 것이다.

도 1 은 공지기술의 베이스 스테이션을 포함한 무접점 질의 시스템에 있어서 안테나의 공명주파수와 트랜스폰더의 공명주파수의 함수로서 안테나 터미날의 전압 요동을 보여준다.

도 2 는 본 발명에 따른 베이스스테이션을 포함한 무접점 질의 시스템의 개략적 다이아그램을 보여준다.

도 3 은 도 2 의 베이스 스테이션의 블록선도를 보여준다.

도 4a 는 본 발명에 따른 베이스 스테이션을 포함하는 무접점 질의 시스템에 있어서 안테나의 공명주파수와 트랜스폰더의 공명주파수의 함수로서 안테나 터미날의 전압요동을 보여준다.

도 4b 는 도 4a 와 관련된 등수치(isovalue) 곡선을 보여준다.

* 부호 설명

11...트랜스시버 12...트랜스폰더

13...베이스스테이션 14...마이크로프로세서

15...안테나 16, 17a...저항기

17...탐지회로 17b, 19c...축전기

18...필터 축전기 19a...논리회로

19b...코일 21...위상 비교기

22...필터 23...위상제어 오실레이터

24...제어수단 25...샘플러

26...패스-밴드 필터 27...결정회로

A-M...핀 VDD...전압

△V...전압요동 Fr1, Fr2...주파수

본 발명의 목적은 조절수단을 통해 조절가능한 주파수를 가지는 제어신호를 공급하는 진동장치, 정보전달을 위해 베이스 스테이션에 연결된 안테나 조절수단, 안테나에 의해 포착된 정보 해독 수단을 포함하는 무접점 질의 시스템용 베이스 스테이션에 의해 달성되며, 진동장치는 상기 조절수단에 의해 위상이 로크되는 전압제어 오실레이터여서 제어신호주파수가 베이스 스테이션에 의해 결정되고 안테나에 맞게 개조됨을 특징으로 한다.

도 2 는 트랜스시버(11)와 트랜스폰더를 포함하는 무접점 질의 시스템의 완전한 구조를 보여준다.

트랜스시버(11)는 베이스 스테이션(13), 마이크로프로세서(14) 및 안테나(15)를 포함한다. 베이스 스테이션(13)은 14개의 핀(A 내지 M)을 포함한다. 핀(A, N)은 전압(VDD)을 제공하는 전원에 연결되며 핀(G, H)은 접지되며 핀(C)은 연결해제 축전기를 통해 접지된다. 마이크로프로세서(14)는 핀(B, D, E, F)에 연결된다. 안테나(15)는 두 개의 터미날을 갖는 코일을 포함하며 제 1 터미날은 저항기(16)를 통해 핀(L, M)에 연결되며 제 2 터미날은 탐지회로(17)를 통해 핀(I)에 연결된다. 탐지회로(17)는 도 2 의 저항기(17a) 및 축전기(17b)를 포함하는 종래의 공명회로일 수 있다. 필터 축전기(18)는 터미날(K, J)에 연결된다.

트랜스폰더(12)는 코일(19b)에 대해 병렬로 연결된 축전기(19c)와 코일(19b)을 포함하며 안테나(15)와 메모리와 같은 논리회로(19a)와 에너지를 교환할 수 있어서 제어신호를 변조한다.

도 3 은 베이스 스테이션(13)의 블록선도로서 핀(I)은 두 개의 라인(L1, L2)에 연결된다.

라인(L1)은 위상 비교기(21), 필터(22), 전압제어 오실레이터(23) 및 안테나 제어수단(24)을 핀(I)에 직렬로 연결하며 오실레이터(23)와 제어수단(24)간의 연결점에서 부터 비교기(21)까지의 피이드백 루우프를 포함한다. 오실레이터(23)는 핀(D)에 출력이 연결되며 클록신호를 마이크로프로세서(14)에 제공한다. 제어수단(24)은 핀(E, N, H)에 연결된 입력과 핀(M, L)에 연결된 출력을 더욱 포함한다.

라인(L2)은 샘플러(25), 패스-밴드 필터(26) 및 출력이 핀(F)에 연결된 결정회로(27)를 핀(I)에 직렬로 연결시킨다. 패스-밴드 필터(26)는 핀(K)과 오실레이터(23)에 연결된 두 개의 입력과 핀(J)에 연결된 출력을 포함한다.

베이스 스테이션(13)은 두 개의 작동모드, 전송모드 및 수신모드를 허용한다.

전송은 라인(L1)을 통해 이루어진다. 특히, 제어수단(24)은 안테나(15)에 전류를 제공하며 전자기장을 발생시킨다. 탐지회로(17)는 오실레이터(23)에 의해 공급된 제어신호와 동일 위상으로 핀(I)에 전압을 제공한다. 따라서 요소(21, 22, 23)를 포함한 세트는 제어신호의 주파수(Fo)가 안테나(15)의 공명주파수(Fr1)에 동일하게 유지시킨다.

안테나(15)의 공명 주파수(Fr1)는 대표적으로 125㎑이다. 그러나, 안테나(15)의 실제 공명 주파수는 제조 매개변수에서의 요동 때문에 125㎑와는 상이한 값일 수 있다. 도 4a 는 주파수(Fr1, Fr2)의 함수로서 안테나(15) 터미날의 전압요동(△V)을 보여주며 주파수(Fo)는 Fr1과 동일하며, 도 4b 는 본 발명에 따른 베이스 스테이션을 포함하는 무접점 질의 시스템에 있어서 도 4a 와 관련된 등수치 곡선을 보여준다. 이들 도면에서 도시된 바대로 이러한 베이스 스테이션을 포함하는 무접점 질의 시스템은 실제 공명 주파수가 100 내지 150㎑ 사이에 있을지라도 주파수(Fr2)가 주파수(Fo)의 수퍼센트내에 있다면 적절히 작동한다. 요동(△V)은 도 1a 및 1b 에 도시된 공지기술의 베이스 스테이션과는 다르게 도 4a 에 도시된 바와 같이 이러한 주파수 범위내에서 최대값을 유지한다. 게다가, 안테나(15)의 실제 공명 주파수의 자유도는 본 발명에 따른 베이스 스테이션을 포함하는 무접점 질의 시스템의 적절한 작동을 보장하기에 충분하다.

도 4b 에서 요동(△V)은 임의의 주파수(Fr1, Fr2) 쌍에서 항상 양임을 주목해야 한다. 따라서, 본 발명에 따른 베이스 스테이션을 포함한 무접점 질의 시스템은 공지기술의 시스템과 관련된 작동 문제점을 갖지 않는다.

수신동안, 즉 트랜스폰더(12)가 안테나(15)의 자기장에 들어올 때 안테나(15)에 의해 변조된 신호가 판독되고 이후에 탐지회로(17)에 의해 탐지된다. 트랜스폰더(12)에 의한 진폭 변조에 이어서 변조된 신호는 결정회로(27)가 안테나(15)에서 수신된 아날로그 신호를 마이크로프로세서(14)와 양립가능한 디지탈 신호로 변형하도록 복조되어야 한다(도 3 참조).

본 발명에 따른 베이스 스테이션이 향상된 민감도를 가지기 때문에 복조회로는 공지기술에 따른 베이스 스테이션에 비해서 단순화될 수 있다.

본 발명의 선호된 구체예에서 복조는 다음 방식으로 이루어진다. 신호가 오실레이터(23)에서 나온 클록 신호와 동조하여 샘플러(25)에 의해 샘플링된다. 샘플링된 신호는 이후에 축전기(18)와 패스 밴드 필터(26)에 의해서 필터링된다. 따라서 안테나에 의해 수신된 진폭변조 신호에 상응하는 신호가 비교기(27)에 의해 전환되어서 핀(F)에 의해 공급받는 마이크로프로세서(14)와 양립하게 된다.

이 단계에서 마이크로프로세서(14)의 기능은 트랜스폰더(12)의 접근에 의해 유도된 무접점 질의를 타당하게 하거나 무효로 만드는 것이며, 더욱 복잡하고 더욱 값비싼 마이크로프로세서를 필요로 하는 공지기술의 시스템과는 반대로 진동장치(23)에 작용하지 않는다.

본 발명은 매우 민감한 베이스 스테이션, 즉 안테나의 함수로서 제어신호가 캐리어 주파수를 연속적이고 최적으로 조절하는 베이스 스테이션을 제공한다.

본 발명은 100 내지 150㎑의 주파수 범위 이상에서 작동할 수 있는 베이스 스테이션을 제공한다.

본 발명은 구조가 간단한 집적소자로 형성된 베이스 스테이션을 제공한다.

Claims (4)

1. 조절수단(21, 22)을 통해 조절가능한 주파수를 가지는 제어신호를 공급하는 진동장치(23), 정보전달을 위해 베이스 스테이션(13)에 연결된 안테나를 제어하는 수단(24), 안테나에 의해 포착된 정보를 해독하는 수단(25, 26, 27)을 포함하는 무접점 질의 시스템용 베이스 스테이션(13)에 있어서, 진동장치(23)가 상기 조절수단(21, 22)에 의해 위상로크되는 전압제어 오실레이터여서 제어신호 주파수가 베이스 스테이션(13)에 의해 결정되고 안테나에 맞게 개조됨을 특징으로 하는 베이스 스테이션.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 진동 장치(23), 조절수단(21, 22), 제어 수단(24) 및 해독 수단(25, 26, 27)이 동일한 칩상에 집적된 요소임을 특징으로 하는 베이스 스테이션.
3. 제 1 항에 있어서, 위상로크 비교기(21) 및 필터(22)를 포함하는 상기 조절수단(21, 22)이 상기 진동장치(23)를 장착하기 위해 위상로크를 구성함을 특징으로 하는 베이스 스테이션.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 해독수단(25, 26, 27)이 샘플러(25), 패스-밴드 필터(26) 및 비교기(27)로 구성됨을 특징으로 하는 베이스 스테이션.