SE515229C2 - Kontaktlöst, digitalt kraftsändnings- och kraftmottagningssystem i en radiotelefon - Google Patents

Description

30 35 515 229,. .. ._ .. .. i I sflt I :I i 2 Batteriets ledande spänningsdyna och laddarens utände är emellertid av en ledande metall, så att sådan mekanisk kontakt inte lämpar sig för effektiv laddning av batteriet pga att den ledande metallen lätt oxideras och en främman- de substans tenderar att vidhäfta batteriets spänningsdyna och laddarens utände.

Den sladdlösa telefonen, som har en basenhet och en portabel anordning, sänder och mottar data, representeran- de en identifieringskod (ID-kod) därmellan och ett kom- munikationstillstånd under en given period eller vid till- fället för förekomsten av en motsvarande händelse. En datakommunikation utföres däremellan medelst en radiofrekvenssändare och en mottagare medan den portabla anordningen är åtskild från basenheten.

Datakommunikationen utföres däremellan medelst en annan kommunikationsterminal efter frånslagning av kraften till radiofrekvenssändaren och mottagaren för att spara batteriets elektriska energi, när den portabla anordningen placeras på basenheten.

Varje basenhet och portabel anordning har en data- kommunikationsterminal tillverkad av en väl ledande me- talldyna och datakommunikation utföres i ett tillstànd av mekanisk beröring, när basenheten och den portabla anord- ningen är kopplade till varandra.

När kommunikationsterminalen oxiderats och kontami- nerats med ett främmande material är det emellertid omöj- ligt för en konventionell radiotelefon att överföra data pga dålig elektrisk kontakt. Eftersom den konventionella radiotelefon vidare har en kommunikationsanslutning mellan basenheten och den portabla anordningen är datatrans- missionshastigheten långsam pga att en full duplexkommu- nikation är omöjlig.

Sammanfattning av uppfinningen Ett ändamål med uppfinningen är sålunda att åstad- komma ett kontaktlöst system för laddning av ett batteri i en portabel anordning utan mekanisk kontakt mellan den portabla anordningen och en radiotelefons basenhet. p-oouv 10 15 20 25 30 35 __51s 229” __ .. .. 3 Ett annat ändamål med uppfinningen är att åstadkomma ett laddningssystem för sändning av en spänning till ett batteri genom induktiv koppling av en laddare till en portabel anordning.

Ytterligare ett ändamål med uppfinningen är att åstadkomma ett kommunikationssystem för sändning och mot- tagning av data mellan den portabla anordningen och bas- enheten liksom sändning av spänning från basenheten till den portabla anordningen utan någon mekanisk kontakt i ett radiotelefonsystem.

Enligt en aspekt på uppfinningen innefattar en por- tabel anordning och en laddare i en basenhet en spännings- omvandlare för omkoppling av en given likspänningsnivà till en växelspänning, med ett motsvarande en datastyrpulsinsignal "O"-tillstånd eller "l"-tillstånd och en induk- tionsdataspänningsgenerator för alstring av en induktions- spänning av ett elektromagnetiskt fält, motsvarande spän- ningsomvandlarens växelspänning.

Den portabla anordningen har en induktionsspännings- likriktare för detektering och likriktning av en induk- tionsspänning av ett elektromagnetiskt fält från induk- tionsdataspänningsgeneratorn i laddaren till en likspän- ning med given nivå och för alstring av binär data med "O"-eller "l"-tillstånd genom detektering av den lik- riktade spänningens nivå och den likriktade utspänningen sändes till den portabla anordningens batteri.

Basenhetens laddare har en induktionsdatamottagare för detektering och likriktning av en inducerad spänning av ett elektromagnetiskt fält från induktionsdataspän- ningsgeneratorn i den portabla anordningen och för sänd- ning av binär data med "O"- eller "l"-tillstånd i enlighet med en nivå av den likriktade spänningen.

När den portabla anordningen placeras på laddaren kopplas den portabla anordningens induktionsdataspän- ningslikriktare till det elektromagnetiska fältets induk- tionsspänning, som alstras av induktionsdataspännings- generatorn i basenhetens laddare som gensvar på en binär 10 15 20 25 30 35 .» 'won onnv- datastyrpuls i "O“- eller "l"-tillstånd. I detta fall på- trycker den portabla anordningens induktionsdataspännings- likriktare batteriet en laddningsspänning genom likrikt- ning av en induktionsspänning, som är proportionell mot variationen av antalet hoplänkade magnetkraftlinjer med avseende på tiden och sänder binär data i "O“- eller "l"- tillstànd genom detektering av den likriktade spänningens nivå. I enlighet därmed sändes binär data eller en spän- ning i "0"- eller "l"-tillstånd mellan talkommunikationens portabla anordning och basenhetens laddare genom induk- tionskopplingsmetoden.

När den portabla anordningen alstrar en binär styr- puls med "O“- eller "l"-tillstànd genom mottagning av "O“- eller "l"-tillstànd från laddaren alstrar induktionsdataspänningsgeneratorn en induktions- I bas- enhetens laddare detekterar och likriktad en datamottagare binär data med spänning av magnetfältet, motsvarande styrpulsen. en induktionsspänning från induktionsdataspänningsgenera- torn i den portabla anordningen och alstrar binär data med "O“- eller "l"-tillstånd i enlighet med den likriktade spänningens nivå. I enlighet därmed sändes elektrisk energi från laddaren till den portabla anordningen och en datakommunikation sker mellan de båda anordningarna i ett kontaktlöst tillstånd, ceras på basenhetens laddare. när den portabla anordningen pla- Kortfattad beskrivning av ritningarna För bättre förståelse av uppfinningen och åskådlig- görande av hur densamma kan utföras hänvisas nu till bifogade, schematiska ritningar, vilka visar utförings- exempel och på vilka fig 1 är ett blockschema för ett kontaktlöst, digi- talt kraftsändnings- och kraftmottagningssystem i en radiotelefon enligt föreliggande uppfinning, fig 2 i detalj visar ett kontaktlöst, digitalt kraft- sändnings- och kraftmottagningssystem, :Ququn 10 15 20 25 30 35 - ..- -.-~ø fig 3A och 3B är flödesscheman för åskàdliggörande av operationen av en basenhet och en portabel anordning enligt ett utförande av uppfinningen och fig 4A, 4B och 4C är ett vågdiagram för åskådlig- görande av den i fig 2 visade delkretsens operation.

Detaljerad beskrivning av ett föredraget utförande Enligt fig 1 är en sladdlös telefons basenhet 12 kopplad till en trádkommunikationskanals telefonledning 14 och en radiokanal är etablerad mellan basenheten 12 och en handmikrotelefon 18 för utförande av radiokommunikation.

En operationsprincip av ett utförande av den sladd- lösa telefonen, som har basenheten 12 och den portabla an- ordningen 18, är tillämpbar på en operation av en radio- telefon i en mobil kommunikation, utnyttjande ett radio- telefonanropssystem. Den åstadkommer exempelvis samma operation om den portabla anordningen 18 har ett kraftför- dröjningsaggregat 20, en pulsbreddmodulationsgenerator 28 (i det följande benämnd "PWM"), en digital effektsändare och mottagare 32 och 34, en basmikroprocessor 36 (i det följande benämnd "B-MPU") och en laddningsströmställare 30 i det fall den portabla anordningen 18 är en mobil- telefon i radiotelefonanropssystemet.

I fig 1 är basenheten 12 kopplad till en telefonled- ning 14 och ett ledningsgränssnitt 22 anpassad till tele- fonledningen 14 i enlighet med en given styrning. En bas- radiosändare och -mottagare 26 demodulerar en mottagen radiosignal på ett talband och modulerar en sändarsignal i ett talband för radiovàgtransmission. En audio- och logik- krets 24 är kopplad mellan ledningsgränssnittet 22 och basradiosändaren och -mottagaren 26 för anpassning av en audiosignal och en logisk signal. Kraftförsörjningsaggre- gatet 20 tillför kraft till samtliga kretsar i basenheten 12 genom reglering av en spänning med given nivå (ungefär 12 V likspänning) via en kraftförsörjningsledning 16 och en laddningsströmställare 30 alstrar en laddningssignal genom placering av den portabla anordningen 18 på ladda- ren. PWM-pulsgeneratorn 28 alstrar en första PWM-puls med _-nu~' 10 15 20 25 30 35 -k-»p- ._,_..-.u det binära tillståndet "O" eller en andra PWM-puls med det binära tillståndet "l" selektivt i enlighet med binär in- data. En digital kraftsändare 32 alstrar en likspänning fràn kraftförsörjningsaggregatet 20 som en induktionsspän- ning som gensvar pà den första PWM-pulsen eller den andra PWM-pulsen, som selektivt alstras av PWM-pulsgeneratorn 28. I detta fall är induktionsspänningen från den digitala kraftsändaren 32 ett elektromagnetiskt fält. En datamot- tagare 32 detekterar en närbelägen induktionsenergi, lik- riktar den till likspänning och jämför den mottagna spän- ningens nivå med en förutbestämd referensspänning för alstring av en logisk signal med "0"-tillstånd eller "l"- tillstånd. Basenhetens mikroprocessor 36 sänder den binära datan till PWM-pulsgeneratorn 28 som gensvar på laddnings- signalen från laddningsströmställaren 30 och mottar data från datamottagaren 34 för styrning av systemet.

Ett utförande av den portabla anordningen 18 är följande.

En portabel radiosändare och -mottagare 40 demodu- lerar en mottagen radiovàgsignal och sänder ett talbands- insignal. Audio- och logikkretsen 42 återger ett talbands demodulerade signal från den portabla radiosändaren och mottagaren 40, sänder en uttalsignal därifrån till den portabla radiosändaren och mottagaren 40 och åstadkommer en logisk signal. Ett batteri 38 matar en operationsspän- ning till den portabla radiosändaren och mottagaren 40 och audio- och logikkretsen 42. En digital kraftmottagare 44 detekterar och likriktar den inducerade spänningen från den digitala kraftsändaren 32 i basenheten 12 för laddning av batteriet 38 och jämför den likriktade spänningens nivå med en referensspänning för alstring av en binär signal med “O"- eller "l"-tillstànd. En handmikrotelefons mikroprocessor (i det följande benämnd "H-MPU") 46 mottar den binära datan från den digitala kraftmottagaren 44 för alstring av för sändning avsedd binär data. En PWM-puls- generator 48 alstrar selektivt en första PWM-puls med det binära tillståndet "0" eller en andra PWM-puls med det cpu» 10 15 20 25 30 35 515 229 v Q-n -.-. ~ u n oo n 7 binära tillståndet "l" som gensvar på logiken binära datan från H-MPU 46. En datasändare 50 av den alstrar lik- spänningen fràn batteriet 38 som en induktionsspänning som gensvar pà den första PWM-pulsen eller den andra PWM-pu1- sen, som selektivt alstras av PWM-pulsgeneratorn 48.

Den portabla anordningens 18 batteri kan laddas. I basenheten 12, linjegränssnittet 22, audio- och logik- kretsen 24, basradiosändaren och mottagaren 26 och kraft- försörjningen 20 förekommer röstbehandlingskretsar som i en vanlig radiotelefon. Likaså förekommer i den portabla anordningen 18, den portabla radion 40 och audio- och logikkretsen 42 röstbehandlingskretsar som i en vanlig radiotelefon.

Det är möjligt för den portabla anordningen 18 att ladda sitt batteri blott när den portabla anordningen är placerad på basenheten, som har en laddningsfunktion.

Genom placering av den portabla anordningen 18 på basen- heten 12 kopplas den digitala kraftmottagaren 44 och data- sändaren 50 i den portabla anordningen 18 induktivt till den digitala kraftsändaren 32 och datamottagaren 34 i bas- enheten 12.

Den visade radiotelefonens operation skall nu illustreras under hänvisning till fig 1.

Kraftaggregatet 20 tillhandahåller kraft för varje krets 22-36 i basenheten genom reglering av inkraften över kraftledningen 16. Laddningsströmställaren 30 tillslås genom trycket av den portabla anordningen 18, när den digitala kraftmottagaren 44 och datasändaren 50 i den por- tabla anordningen 18 placeras på den digitala kraftsända- ren 32 och datamottagaren 34 i basenheten 12.

Basenhetens 12 B-MPU 36 sänder en serie binär data med "0"- och "l"-tillstånd till PWM-generatorn 28 som gen- svar på tillslagningen av laddningsströmställaren. PWM- generatorn 28 alstrar en första PWM-puls eller en andra PWM-puls selektivt i enlighet med den från B-MPU 36 kom- mande binära datans logik. Den första PWM-pulsen sändes exempelvis till den digitala kraftsändaren 32 när den -«~-~ n 10 15 20 25 30 35 515 229 u w o ~._., w q .- 8 binära datan har "O"-tillstànd och en sekundära PWM-pulsen sändes till den digitala kraftsändaren 32 i det fall den binära datan är i "l"-tillstànd. Om det antages att den första PWM-pulsens och den andra PWM-pulsens bredd är TO resp Tl är en olikhetsformel TO < Tl. PWM-generatorn 28 alstrar följdaktligen de första och andra PWM-pulserna i serie, när B-MPU 36 omväxlande alstrar binär data med "O"- och "l"-tillstànd.

Den digitala kraftgeneratorn 32 omvandlar en likspän- ning VDC över kraftförsörjningsspänningsledningen 45 till en växelspänning som gensvar på de första och andra PWM- pulserna och omvandlar växelspänningen till ett elektro- magnetiskt fält för alstring av en induktionsspänning.

Induktionsspänningen från den digitala kraftsändaren 32 är sålunda en energi, som motsvarar växelspänningen, varav en utperiod omvandlas av den binära datan från B-MPU 36.

Den digitala kraftmottagaren 44 i den portabla anord- ningen 18 laddar batteriet 38 genom detektering och lik- riktning av den inducerade spänningen av det elektromag- netiska utfältet från den digitala kraftsändaren 32 i bas- enheten 12 och sänder en serie binär data med “O"- eller "l"-tillstånd till H-MPU 46 genom detektering av den lik- riktade spänningens nivå.

Den digitala kraftsändaren 32 i basenheten 12 sänder följdaktligen den inducerade spänningen i enlighet med den binära datan från B-MPU 36 och den digitala kraftmot- tagaren 34 i den portabla anordningen 18 laddar batteriet 38 genom likriktning av den inducerade spänningen och sänder den digitala signalen med "O"-tillstånd eller "l"- tillstànd till H-MPU 46 genom detektering av den likrik- tade spänningen.

H-MPU 46 sänder den binära datan med “O"- eller "l"- tillstànd till PWM-generatorn 48 som gensvar på den binära datan med “O"- eller "l"-tillstånd från den digitala kraftmottagaren 44. PWM-generatorn 48 alstrar den första eller andra PWM-pulsen i enlighet med logiken av den binära datan från H-MPU 46 på samma sätt som PWM-genera- lO 15 20 25 30 35 torn i basenheten 12. Datasändaren 50 alstrar medelst ett elektromagnetiskt fält induktionsspänning genom omvandling av batteriets 38 likspänning till en växelspänning, mot- svarande PWM-generatorns 48 första och andra PWM-pulser.

Datasändarens 50 induktionsspänning är sålunda en energi, motsvarande en växelspänning, varav en utperiod omvandlas av den binära datan från H-MPU. Induktionsspänningen från datasändaren 50 kopplas induktivt till datamottagaren 34.

Datamottagaren 34 i basenheten 12 sänder en signal med "O"-tillstånd eller "l"-tillstånd till B-MPU 36 i enlighet med nivån av den likriktade spänning, som erhålles genom likriktning av induktionsspänningen av det elektromagne- tiska fältet från den portabla anordningens 18 datasändare 50.

Datakommunikations utföres följdaktligen mellan de båda enheterna och batteriet 38 laddas, när den portabla anordningen 18 placeras på basenheten 12.

B-MPU 36 avskär induktionsspänningen genom avkänning av ett "från"-tillstånd av laddningsströmställaren 30, när den portabla anordningen 18 skiljes från basenheten 12, och en funktion av laddningen av batteriet och datatrans- mission- och mottagning avbrytes pga att den digitala kraftsändarens 32 och den digitala kraftmottagarens 44 operation upphör.

PWM-generatorerna 28 och 48, den digitala kraft- sändaren 32, den digitala kraftmottagaren 44, datasändaren 50, datamottagaren 34 och batteriet 38 skall nu närmaste beskrivas under hänvisning till fig 2A och 2B.

PWM-pulsgeneratorn 28 alstrar selektivt en första eller andra PWM-puls med det binära tillståndet "0" eller "1" i enlighet med en instyrsignal. PWM-pulsgeneratorn 28 har en oscillator 52a för alstring av en sinusvågsignal, ett motstånd 56a, 58a, som är kopplat mellan kraftförsörj- ningsspänningen och gjort för tillförsel av oscillatorns 52a sinusvågsignal till den genom delning av kraftförsörj- ningsspänning erhållna delade spänningsnivån, andra komparatorer 60a, första och 62a för alstring av första och 10 15 20 25 30 35 annu g ..._-u 10 andra PWM-pulser genom jämförelse av sinusvàgsignalen från dess icke-inverterade ände (+) med en första referensspän- ning VA och en andra referensspänning VB från deras in- verterade ände (-) och en strömställare 64a för sändning av signalen från de första och andra komparatorerna 60a, 62a selektivt i enlighet med logiken av en instyrsignal.

Strömställaren 64a väljer en ände av S2 vid ett högimpe- danstillstànd, en ände av Sl vid ett lågt tillstànd och en ände av S3 vid ett högt tillstånd.

Den digitala kraftsändaren 32 i basenheten 12 har en likspännings-växelspännings-inverterare 82a för ändring av en likspänning genom en kraftledning 45 till en växel- spänning i enlighet med de första och andra PWM-pulserna från PWM-pulsgeneratorn 28 och en induktionsspännings- generator 88a för alstring av en induktionsspänning av ett elektromagnetiskt fält i enlighet med växelspänningen från likspännings-växelspännings-inverteraren 82a. I likspän- nings-växelspännings-inverteraren 82a sänder en regulator 68a en given spänning till en spänningsmatarledning VSL genom reglering av en kraftförsörjningsspänning VDC och kondensatorer 66a, 70a är kopplade mellan regulatorns 68a in- och utändar för eliminering av brus. En första tran- sistor 74a är kopplad mellan spänningsmatarledningen VSL och en växelströmsledning AVL och omkopplas i enlighet med en inspänningsstyrsignal och en andra transistor 78a är kopplad mellan den första transistorns 74a bas och gjord för àstadkommande av en spänningsstyrsignal till den första transistorn 74a som gensvar på signalen från PWM- pulsgeneratorn 28. I detta fall kan också varje slags elektronisk strömställare, som har samma funktion som transistorn, användas som ett element för omkoppling av kraftförsörjningsspänningen som gensvar på en styrsignal.

Induktionsspänningsgeneratorn 88a för alstring av det elektromagnetiska fältets induktionsspänning i motsvarig- het till en växelinspänning har en kärna 84a och en spole 86a är lindad med ett givet antal varv och kopplad mellan växelspänningsledningen AVL och jord. want lO 15 20 25 30 35 n -- . a nu.. 11 Datamottagaren 34 har en induktionsspänningsdetektor 94a för alstring av en elektrisk signal genom detektering av det elektromagnetiska fältets induktionsspänning och en dataáterställningskrets lO6a för mottagning av signalen från induktionsspänningsdetektorn 94a och jämförelse av denna med en referensspänning med en given nivå för alstring av en spänning med det binära tillståndet "O" eller "l" i enlighet med induktionsspänningens nivå. In- duktionsspänningens detektor 94a i datamottagaren 34 har en kärna 90a och en spole 92a, som är lindad med ett givet antal tràdvarv och är induktivt kopplad till en induk- tionsspänningsgenerator, vilken är installerad i den por- tabla anordningen vilken närmare skall beskrivas i det följande. Dataåterställningskretsen lO6a har en likriktare 96a för likriktning av signalen från induktionsspännings- detektorn 94a och en komparator lO2a för jämförelse av signalen från likriktaren 96a med den givna referensspän- ningen VREFC för omvandling av signalen från likriktaren 96a till en digital signal.

Genom placering av den portabla anordningen 18 på basenheten 12 detekterar den digitala kraftmottagaren 44 och omvandlar en induktionsspänning, som överföres från basenhetens 12 digitala kraftsändare 32, och jämför den likriktade spänningen med en given referensspänning för alstring av en binär signal "O" eller "l". Den digitala kraftmottagaren 44 har en induktionsspänningsdetektor 94b för induktiv koppling till induktionsspänningsgeneratorn 88a och en dataåterställningskrets lO6b. Induktionsspän- nignsdetektorn 94b har en kärna 90b och en spole 92b lindad med ett givet antal varv och dataàterställnings- kretsen lO6b likriktar spänningen från induktionsspän- ningsdetektorn 94b för laddning av batteriet 38 och jämför den likriktade spänningen med den givna referensspänningen VREFD för alstring av den binära signalen med tillståndet "O" eller "l". Dataåterställningskretsen lO6b har en diod 104 för matning av signalen från likriktaren 96b, som lik- riktar spänningen från induktionsspänningsdetektorn 94b, non-n u 10 15 20 25 30 35 515 229 nun» w ~ -- o n :una 12 till batteriet en väg, motstånd lOOb och lOOc för delning av spänningen från likriktaren 96b med en given nivå och en komparator lO2b för jämförelse av den delade spänningen med den givna referensspänningen VREFD för alstring av den digitala signalen "O" eller "l".

PWM-pulsgeneratorn 48 i den portabla anordningen 18 har en oscillator 52b, motstånd 56b och 58b, tredje och fjärde komparatorer 60b och 62b samt en strömställare 64b, som är kopplad på samma sätt som PWM-pulsgeneratorn 28 i basenheten 12. Det trejde 60b och fjärde 62b komparatorer- nas inverterande ändar mottar tredje och fjärde referens- spänningar VC och VD, som har samma nivå som de första och andra referensspänningarna VA resp VB och en strömställare 64b omkopplas medelst en styrsignal från H-MPU 46.

Datasändaren 50 har en likströms-växelströms-inver- terare 82b för omvandling av en likspänning från batteriet 38 till en växelspänning i enlighet med PWM-pulserna genom strömställaren 64b och en induktionsspänningsgenerator 88b för omvandling av spänningen från likströms-växelströms- inverteraren 82b till en induktionsspänning. Likströms- växelströms-inverteraren 82b har kondensatorer 66b och 70b, motstånd 72b, 76b och 80b och första och andra transistorer 74b och 78b, vilka är hopkopplade med varandra på samma sätt som i basenhetens 12 likströms- växelströms-inverterare 82a. Induktionsspänningsgeneratorn 88b har en kärna 84b och en spole 86b, vilken är kopplad på samma sätt som induktionsspänningsgeneratorn 88a i bas- enheten 12.

Fig 3A är ett flödesschema för àskådliggörande av operationen av B~MPU 36 i basenheten 12 och fig 3 är ett flödesschema för àskådliggörande av operationen av H-MPU 46 i den portabla anordningen 18.

Fig 4A visar en oscillationsvågform av oscillatorerna 52a och 52b i PWM-generatorerna 28 och 48 i fig 2 och de första och tredje referensspänningarnas VA och VC spänningsnivåer samt de andra och fjärde referensspän- ningarna VB och VD. Fig 4B visar utvågformen från de n-u-u ~ 10 15 20 25 30 35 »nu »a-w 13 första och tredje komparatorerna 60a och 60b, vilken är i den första PWM-pulsvågformen. Fig 4C visar utvågformen från de andra och fjärde komparatorerna 62a och 62b, vilken är den andra PWM-pulsvågformen.

Under antangandet att den portabla anordningen 18 är skild från basenheten 12 skall en operation beskrivas i det följande under hänvisning till fig 1, 3A och 3B samt 4A-4C. _ Spänningskällan 20 sänder en likspänning med en given nivå (ungefär 12 V) genom krafttillförselledningen 16 till samtliga kretsar till basenheten 12 och den digitala kraftsändaren 32 mottar kraftmatarspänningen via ledningen 45. Ledningens 45 spänning filtreras av kondensatorn 66a i likströms-växelströms-inverteraren 82a för sändning till regulatorn 68a. Regulatorn 68a (78xx-serien användes i denna uppfinning) reglerar inlikspänningen med 12 V till en given spänningsnivå för sändning av densamma till spän- ningsmatarledningen VSL.

PWM-pulsgeneratorns 28 oscillator 52a, som mottar spänningen från kraftkällan 20, oscillerar en sinusvåg om ungefär 20 KHz, såsom visas i fig 4A, för sändning av den- samma till kondensatorn 54a. Den oscillerade sinusvåg- signalen adderas till likspänningsnivån av den spänning, som delas av motstånden 56a och 58a för sändning till den icke-inverterande änden (+) av den första och andra kompa- ratorn 60a och 62a. Den första och andra komparatorn 60a och 62a jämför nivån av sinusvågsignalerna från de icke- inverterande ändarna (+) med de första och andra referens- spänningarna VA och VB från de inverterande ändarna (-).

Den första komparatorn 60a sänder sålunda den första PWM- pulsen med perioden TO varje period av sinusvàgsignalen genom en ände S1 hos strömställaren 64a, såsom visas i fig 4B. På samma sätt sänder den andra komparatorn 62b den andra PWM-pulsen med perioden T1 till strömställarens 64a utgång S3. wnna-n 10 15 20 25 30 35 n- v-.a -n u u a veva 14 B-MPU 36 i basenheten 12 sänder ett högimpedanstill- stånd via en utgång Bl till strömställaren 64a, när ladd- ningsströmställaren 30 avläses som "från". Strömställaren 64a omkopplar en utgång S2 till en utgång COM för att sända högimpedanstillstàndsignalen till transistorns 78a bas. Transistorn 78a frånslås av högimpedanstillstånds- signalen och transistorn 74a frånslås också pga att tran- sistorns 74a bas är kopplad till transistorns 78a kollek- tor. Spänningsmatarledningens VSL (i det följande benämnd "VSL“) likspänning frånslås sålunda av transistorn 74a, när den portabla anordningen skiljes från basenheten 12.

Induktionsspänningsgeneratorn 88a alstrar sålunda inte någon induktionsspänning pga att transistorn frånslagit VSL, för induktionsspänningsdetektorn 94b i den digitala kraftmottagaren 44 inte alstrar någon utsignal (O V).

Dataåterställningskretsens l06b komparator lO2b alstrar därför en logisk "låg"-utsignal.

Den portabla anordningens 18 H-MPU 46 kontrollerar huruvida data mottagits genom inporten H2 för en given period i steget 210 i fig 3B. När den portabla anordningen 18 skiljes från basenheten 12 mottar H-MPU46 en logisk "låg"-signal via inporten H2 för en given period och H-MPU 46 sänder en styrsignal av högt impedanstillstånd till strömställaren 64b i PWM-pulsgeneratorn 48.

När samtliga kretsar i basenheten 12 påverkats på ovan beskrivet sätt påverkas PWM-pulsgeneratorn 48 och datasändarens 50 likspännings-växelspännings-inverterare 82b av batteriets 38 krafttillförselspänning VBDC.

I PWM-pulsgeneratorn 48 sänder de tredje och fjärde komparatorerna 60b och 62b de första och andra PWM-pulser- na i fig 4B och 4C till strömställarens 64b uttag S1 resp S3. Strömställaren 64b sänder uttagets S2 signal selektivt i enlighet med en högimpedanssignal från en utport H1 i H-MPU 46. Transistorerna 78b, 74b frånslås sålunda och en batteriladdningsoperation och en datakommunikation avbry- tes, när den portabla anordningen 18 skiljes från basen- heten 12. 10 15 20 25 30 35 515 229 15 Laddningsströmställaren 30 frånslás, när den portabla anordningen 18 skiljes från basenheten 12 och tillslås, när den portabla anordningen 18 placeras på basenheten 12.

Kärnan 84a i den digitala kraftsändarens 32 induk- tionsspänningsgenerator 88a och kärnan 90a i datamot- tagarens 94 induktionsspänningsdetektor 94a är induktivt kopplad till kärnan 90b i den digitala kraftmottagarens 44 induktionsspänningsdetektor 94b och kärnan 84b i data- sändarens 50 induktionsspänningsgenerator 88b genom att vara rakt motsatta. Den digitala kraftsändaren 32 och datamottagaren 34 är induktivt kopplade till den digitala kraftmottagaren 44 och datasändaren 50 är på samma sätt som den primära spolen är kopplad till den generellt användbara transformatorns sekundära spole.

När en användare placerar den portabla anordningen 18 på basenheten 12 tillslås laddningsströmställaren 30 av den mekaniska kraften och B-MPU 36 känner igen tillstàn- det. Genom igenkänningen av laddningsstarttillståndet sänder B-MPU 36 regelbunden eller oregelbunden binär data av "O"- eller "l"-tillstånd via ett uttag Bl i steget 202 i fig 3A.

Strömställaren 64a sänder enligt fig 4B och 4C den första PWM-pulssignalen från den första komparatorn 60a, när den binära signalen från tillståndet "O" mottages och den andra PWM-pulssignalen från den andra komparatorn 62a, när en binär signal för tillståndet "l" mottages, till transistorns 78a bas.

Den första eller andra PWM-pulsen, som omkopplas av strömställaren 64a, påtryckes via ett motstånd transis- torns 78a bas och sålunda slås transistorn 78a till eller fràn. Transistorns 78a kollektorspänning kopplas mellan "låg" och "hög" i enlighet med perioden av de första och andra PWM-pulserna och den omkopplade spänningssignalen påtryckes transistorns 74a bas. När PWM-pulsgeneratorn 28 alstrar de första och andra PWM-pulserna som gensvar på de binära datatillstånden "O" och "l" från B-MPU 36 alstrar transistorns 74a kollektor en växelspänning som gensvar på de första och andra PWM-pulserna. nu-o 10 15 20 25 30 35 515 229 nnuu u apan n. n -u 16 Växelspänningen från transistorns 74a kollektor påtryckes via en växelspänningsledning AVL spolen 86a, som är lindad runt induktionsspänningsgeneratorns 88a kärna 84a. När växelströmmen strömmar genom spolen 86a bildas ett elektromagnetiskt fält runt spolen 86a och en del av de magnetiska kraftlinjerna kopplas till spolen 92b, som är lindad runt kärnan 90b i den digitala kraftmottagarens 44 induktionsspänningsdetektor 94b. På grund av att växel- strömmen, som påtryckes spolen 86a, förändras i enlighet med en given tid induceras en växelspänning mellan de båda uttagen hos induktionsspänningsdetektorns 94b spole 92b, proportionellt mot variationen av antalet kopplade magne- tiska kraftlinjer med avseende på tiden. Spolens 86a växelspänning induceras nämligen mellan båda uttagen hos induktionsspänningsdetektorns 94b spole 92b på basis av principen för induktiv koppling. båda uttag påtryckes en diodbryggas 96b växelspänningsuttag och Den inducerade växelspänningen från spolens 92b diodbryggan 96b likriktar växelspänningen genom fullvågs- likriktning. Kondensatorn 98b sänder en pulserande spän- ning genom att glätta likspänningen från diodbryggan 96b och den likriktade spänningens nivå varieras i enlighet med de första och andra PWM-pulserna. Om det exempelvis antages att spänningen, som likriktas från induktionsspän- ningen i enlighet med den första PWM-pulsen, är V1 den spänning, som likriktas från induktionsspänningen i enlig- het med den andra PWM-pulsen 2V1.

Den likriktade spänningen sändes till spänningsdela- ren, som har motstànden lOOb och lOOc och begränsas till en given nivå av ett motstånd 108 över en diod 104 för tillförsel till batteriet 38. Motståndet 108 begränsar strömmen och dioden 104 förhindrar en omvänd ström, när den likriktade spänningen understiger batterispänningen.

Spänningsdelaren delar den likriktade spänningen med för- hàllandet av motstånden lOOb till lOOc och sänder den delade spänningen till det icke-inverterande uttaget (+) hos komparatorn lO2b. Komparatorns lO2b inverterande uttag 10 15 20 25 30 35 515 229 17 (-) tillföres en referensspänning med given nivå, vilken är högre än den effektiva spänningen av den första PWM- pulsen, såsom visas i fig 4B, och lägre än den effektiva spänningen av den andra PWM-pulsen, såsom visas i fig 4C. den givna referensspänningen VRFD är konstant och spän- ningen, som delas av motstånden lOOb och 100c, varieras i enlighet med den likriktade spänningens nivå. Komparatorn l02b sänder en logisk “1", när den likrriktade spänningen är högre än referensspänningen och en logisk “O", när den likriktade spänningen är lägre än referensspänningen till inporten H2 hos H-MPU 46.

I detta fall upprepar H-MPU 46 stegen för en given period, såsom visas i fig 3b och kontrollerar en data- mottagning i steget 110 samt analyserar den mottagna datan i steget 212 och alstrar gensvardata, som är ett gensvar på data mottagen via utporten H1 i steget 212, och återgår sedan.

Laddningsspänningen påtryckes sålunda batteriet och datakommunikation utföres genom koppling av den digitala kraftsändaren 32 till den digitala kraftmottagaren 44 induktivt, när B-MPU 36 sänder data genom utporten Bl.

När H-MPU 46 sänder binär gensvarsdata i enlighet med mottagen data i steget 214 i fig 3B väljer strömställaren 64b den första eller andra PWM-pulsen från de tredje eller fjärde komparatorerna 60b och 62b i enlighet med den logiska indatan för sändning av densamma till transistorns 78b bas. Strömställaren 64b omkopplar exempelvis den första PWM-pulsen från den tredje komparatorn 60b, såsom visas i fig 4B, när datan från H-MPU 46 är i det binära tillståndet komparatorn 62b, såsom visas i fig 4C, när data från H-MPU 46 är i det binära tillståndet "1" till transistorn 78b.

Transistorn 78b slås till eller från av den första eller "O" och den andra PWM-pulsen från den fjärde andra PWM-pulsen, som sändes selektivt från strömställaren 64b. Spänningen från regulatorn 68b, som reglerar batte- riets likspänning, omvandlas sålunda till en växelspänning eftersom transistorn 74b vilken är kopplad till transis- torns 78b kollektor, omkopplas omväxlande. una- manga» 10 15 20 25 30 35 18 Transistorns 74b kollektor alstrar växelspänningen som gensvar på den första eller andra PWM-pulsen. Växel- spänningen pàtryckes spolen 86b på induktionsspännings- generatorns kärna 84b. När växelströmmen flyter genom spolen 86b pga att växelspänningen reagerar för de första och andra PWM-pulserna, bildas ett elektromagnetiskt fält runt spolen 86b och vissa av de magnetiska kraftlinjerna kopplas till spolen 92a i datamottagarens 34 induktions- spänningsdetektorns 94a. På grund av att spolens 86b växelström förändras i enlighet med en given tid är växel- spänningen, som induceras mellan spolens 92a båda ändar, proportionell mot variationen av antalet kopplade magne- tiska kraftlinjer med avseende på tiden. Spolens 86b växelspänning induceras nämligen mellan de båda ändarna på induktionsspänningsdetektorns 94a spole 92a på basis av principen för induktiv koppling.

Växelspänningen från spolens 92a båda ändar överföres till diodbryggans 96a växelspänningsuttag och likriktas genom fullvågslikriktning. Den medelst diodbryggan 96a åstadkomma fullvågslikriktade likspänningen är densamma som den likspänning, vilken likriktas från växelspän- ningen, som alstras medelst induktionsspänningsgeneratorn 88b i enlighet med de första och andra PWM-pulserna. Den likriktade spänningen från induktionsspänningen enligt den andra PWM-pulsen är sålunda högre än den från induktions- spänningen i enlighet med den första PWM-pulsen. Den lik- riktade spänningen utjämnas medelst kondensatorn 98a för att överföras som en likriktad pulserande spänning.

Den likriktade spänningen sändes genom motståndet lOOa till komparatorns lO2a icke-inverterande uttag (+).

Komparatorn 102 jämför den likriktade spänningen med refe- rensspänningen VREFC i sitt inverterande uttag (-) och sänder en logisk "hög" signal, när den likriktade spän- ningen är högre än referensspänningen och en logisk "låg" signal, när den likriktade spänningen är lägre än refe- rensspänningen till ett inuttag B2 hos B-MPU 36. Dataåter- ställningskretsens lO6a referensspänning VREFC är densamma 10 15 20 25 30 35 515 '229 u .- - ~ ~ nano 19 som referensspänningen VREFD från den portabla anord- ningens 18 dataàterställningskrets lO6b.

B-MPU 36 erkänner datamottagning i steget 104 i fig 3A, när data mottages genom dess ingång B2, och ana- lyserar datan i steget 206. B-MPU 36 sänder gensvarsdata till strömställarens 64a styruttag i steget 208 och åter- gàr sedan. Strömställaren 64a sänder de första och andra PWM-pulserna som gensvar på data från B-MPU 36, så att data och elektrisk energi sändes från basenheten 12 till den portabla anordningen 18 på ett kontaktlöst sätt. B-MPU 36 upprepar steget 202 för laddning av batteriet 38, när ingen datamottagning förekommer efter kontroll huruvida data mottagits genom inporten B2, såsom visas i fig 3A.

Batteriladdning och datakommunikation igångsättes så snart som den portabla anordningen 18 placeras på basen- heten 12 och batteriladdningen upphör så snart som data- kommunikationen igångsättes däremellan.

Sammanfattningsvis förhindrar det kontaktlösa syste- met förlust av laddningsfunktionen till följd av mekanisk kontakt mellan laddningsuttagen och förlänger batteriets livslängd genom induktiv koppling.

Ehuru uppfinningen speciellt visats och beskrivits under hänvisning till ett föredraget utförande inser fack- mannen att detaljmodifikationer kan göras inom ramen för efterföljande patentkrav.

Claims (8)

1. 0 15 20 25 30 35 515 229 20 PATENTKRAV 1.Radiotelefon, som har en basenhet, vilken är kopplad till en telefonledning, och en portabel anordning för utförande av radiokommunikation mellan basenheten och den portabla anordningen, varvid basenheten innefattar ett första PWM-pulsalstrande organ för alstring av en första PWM-puls med ett första tillstånd eller en andra PWM-puls med ett andra tillstånd som gensvar på första binär data av en logisk ”O” eller ”l” via ett styruttag därav, ett första styrorgan för mottagning av återställd binär data och sändning av nämnda första binära data till det första PWM-pulsalstrande organets styruttag, ett digitalt kraftsändningsorgan för alstring av en första växelspänning som gensvar på den första eller anda PWM-pulsen från det första PWM-pulsalstrande organet och för alstring av en första induktionsenergi i form av ett elektromagnetiskt fält i motsvarighet till den första växelspänningen och ett datamottagningsorgan, som likriktar en andra in- duktionsenergi från det elektromagnetiska fältet och jämför den därvid alstrade likriktade induktionsspänning- en med en referensspänning för alstring av nämnda åter- ställda binära data och sändning av desamma till det första styrorganet, varvid den portabla anordningen innefattar ett digitalt kraftmottagningsorgan, som är induktivt förbindbart med det digitala kraftsändningsorganet, när det portabla organet är induktivt kopplat till basenhe- ten, för detektering av den första induktionsenergin från det elektromagnetiska fältet från det digitala kraftsänd- ningsorganet, likriktning av den detekterade induktions- energin till en given spänningsnivå för tillförsel av den därvid alstrade, likriktade spänningen till batteriet som laddningsspänning och jämförelse av den likriktade spän- 10 15 20 25 30 35 515 229 21 ningen med referensspänningen för alstring av återställd binär data, ett andra styrorgan för sändning av andra binära data som gensvar på nämnda återställda binära data från det digitala kraftmottagningsorganet, ett andra PWM-pulsalstrande organ för alstring av en tredje PWM-puls med det första tillståndet eller en fjärde PWM-puls med det andra tillståndet som gensvar på nämnda andra binära data ett datatransmissionsorgan, som är induktivt för- bindbart med datamottagningsorganet, när det portabla organet är induktivt kopplat till basenheten, för alst- ring av en andra växelspänning som gensvar på den tredje eller fjärde PWM-pulsen från det andra PWM-alstrande organet och för alstring av nämnda andra induktionsenergi i form av det elektromagnetiska fältet, motsvarande den andra växelspänningen, varigenom batteriet laddas med laddningsspänningen och datakommunikation utföres mellan basenheten och den portabla anordningen, när den portabla anordningen är induktivt förbunden med basenheten.

2. Radiotelefon enligt krav l, vid vilken de första och andra PWM-alstrande organen innefattar första och tredje PWM-pulsgeneratorer för alstring av de första och tredje PWM-pulserna med det första tillståndet andra och fjärde PWM-pulsgeneratorer för alstring av de andra och fjärde PWM-pulserna med det andra tillstån- det och ett strömställarorgan för sändning av de första och tredje PWM-pulserna eller de andra och fjärde PWM- pulserna som gensvar på nämnda första och andra binära data.

3.Kontaktlöst, digitalt kraftsändnings- och kraftmot- tagningssystem i en radiotelefon, som innefattar en basenhet och en portabel anordning och som använder ett batteri, varvid basenheten innefattar 10 15 20 25 30 35 515 229 22 första datasändnings- och datamottagningsorgan för mottagning av första binära data och alstring av en första pulsbreddmodulationspuls (PWM) med ett första tillstånd eller en andra PWM-puls med ett andra till- stånd, ett digital kraftsändningsorgan, som är kopplat till nämnda första datasändnings- och datamottagningsorgan för alstring av ett elektromagnetiskt fälts första induk- tionsenergi som gensvar på den första eller andra PWM- pulsen och ett datamottagningsorgan för detektering och lik- riktning av ett elektromagnetiskt fälts andra induktions- energi, jämförelse av den därvid alstrade likriktade spänningen med en referensspänning för alstring av åter- ställda data och sändning av nämnda áterställda data till det första datasändnings- och datamottagningsorganet, varvid den portabla anordningen innefattar ett digitalt kraftmottagningsorgan, som är induktivt förbindbart med den digitala kraftsändningsorganet, när den portabla anordningen är induktivt förbunden med basenheten, för detektering av det från den digitala kraftsändningsorganet härrörande elektromagnetiska fältets första induktionsenergin, likriktning av den detekterade induktionsenergi till en given spänningsnivå för matning av den därvid alstrade, likriktade spänningen till batteriet som en laddningsspänning och jämförelse av den likriktade spänningen med referensspänningen för alstring av andra binära data, ett andra datasändnings- och datamottagningsorgan, som är kopplat till det digitala kraftmottagningsorganet för alstring av en tredje PWM-puls med det första till- ståndet eller en fjärde PWM-puls med det andra tillstån- det som gensvar på nämnda andra binära data och vilket är induktivt förbind- bart med datamottagningsorganet, när den portabla anord- ett datasändningsorgan, ningen är induktivt förbunden med basenheten, för sänd- ning av det elektromagnetiska fältets andra induktions- 10 15 20 25 30 35 515 229,:,,,g_,. 23 energi, som gensvar på den tredje och fjärde PWM-pulsen från det andra datasändnings- och datamottagningsorganet, till data mottagningsorganet, varigenom batteriet laddas med laddningsspänning och datakommunikation utföres mellan basenheten och den portabla anordningen, när den portabla anordningen är induktivt förbunden med basenheten.

4. Kontaktlöst, digitalt kraftsändnings- och kraftmot- tagningssystem i en radiotelefon enligt krav 3, vid vilket det digitala kraftsändningsorganet och datasänd- ningsorganet innefattar ett spänningsomvandlingsorgan för omvandling av en likspänning på en given nivå till en växelspänning genom omkoppling som gensvar på den första PWM-pulsen eller den andra PWM-pulsen och ett induktionsenergialstrande organ för alstring av det elektromagnetiska fältets första respektive andra induktionsenergier i motsvarighet till växelspänningen från spänningsomvandlingsorganet.

5. Kontaktlöst, digitalt kraftsändnings- och kraft- mottagningssystem i en radiotelefon enligt krav 3, vid vilket det digitala kraftmottagningsorganet och datamott- agningsorganet innefattar ett induktionsenergidetektororgan, vilket är induk- tivt förbindbart med det digitala kraftsändningsorganets induktionsenergialstrande organ och datatransmissions- organet, när den portabla anordningen är induktivt förbunden med basenheten, för detektering av växelspän- ningen av det elektromagnetiska fältets induktionsenergi och ett dataàterställningsorgan för likriktning av växelspänningen från induktionsenergidetektororganet och jämförelse av den likriktade spänningen med referensspän- ningen för alstring av nämnda första eller andra binära data i det första tillståndet, när den likriktade spän- ningen är lägre än nämnda referensspänning och nämnda 10 15 20 515 229 24 andra tillstànd, när den likritade spänningen är högre än nämnda referensspänning.

6. Kontaktlöst, digitalt kraftsändnings- och kraft- mottagningssystem i en radiotelefon enligt krav 5, vid vilket referensspänningen bestämmes vara högre än en effektiv spänning av den första PWM-pulsen och lägre än en effektiv spänning av den andra PWM-pulsen från nämnda första och andra datasändnings~ och datamottagningsorgan.

7. Kontaktlöst, digitalt kraftsändnings- och kraft- mottagningssystem i en radiotelefon enligt krav 4, vid vilket nämnda induktionsenergialstrande organ innefattar en kärna och en med ett givet antal varv runt kärnan lindad spole för alstring av ett flertal magnetiska kraftlinjer av det elektromagnetiska fältet i motsvarig- het till växelströmmen som nämnda första eller andra induktionsenergi.

8.Kontaktlöst, digitalt kraftsändnings- och kraft- mottagningssystem i en radiotelefon enligt krav 5, vid vilken induktionsenergidetektororganet innefattar en kärna och en runt kärnan lindad spole för alstring av växelspänning, som är proportionell mot variationen av antalet kopplade magnetiska kraftlinjer med avseende på tiden.