TW488174B - Passive signal discriminator for wake-up of low power transponder - Google Patents

Description

488174 A7 B7 經 濟 部 智 慧 財 η 費 合 h 社 印 製 五、發明說明（1 ) 發明之領域 本發明一般係與一無瑜進入系統有關，更具體地説，係 與防止在無鑰進入系統中暫停的功率電路之不必要的唤醒 有關。 相關技術之背景 射頻鑑別（RFID)系統使用射頻和/或磁場以鑑別，定位和 追蹤人員，物品和動物。RFID系統亦用在無输安全和進入 系統中。車輛應用包括遠端無输進入，警報系統和汽車和 卡車之阻擋為。消費應用包括汽車警報，車庫門開啓器， 防盜警報，閘鎖，門鎖和類似者。在遠端無鑰進入系 中’一應答器當接收到一質問信號（查問）被啓動。質問 號可爲一時變電射頻（RF)信號，其是由一無鑰進入系統 取呑所發射的，諸如一微處理器和射頻產生器/調變器 一旦啓動，應答器會回應質問查問（雙向確定）。一般 説，無鑰進入系統應答器是嵌入一鑰袋中，甚至鑰匙= 且是由與之爲一整體的小電池所供電的。能節省此小電 之黾力疋令人滿意的，且有時是必要的。 節省電池電力之有效的方式是關掉應答器之電子電路和 任何在偵測來自無鑰進入系統讀取器之電磁rf信號"(質 查問）時不需要的相關電路，即將之斷開。只有在偵 質問信號時.，應答器的電子電路才再度連接至電池: (唤醒）。然而，存在著-個問題，當應答器接收哭暴I '諸如來自例如具有與質問信號相同之頻率之電視心 ':視器之電磁輕射（EMR)之雜訊源時，應答器會不必: 統 信 讀 來 池 問 到 源 於 .----1------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂--------線 IP·· -4_ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21G χ 297公^· 488174 五、發明說明（2 醒。右應合斋接收器暴露於連續的電源中，電池可能會在 幾曰内耗盡。 "" 、 為要的疋種用以防止應答器電路因不要的雜訊 信號所引起的唤醒之系統，方法及裝置。 發明總結 本4明藉由供~要求唤醒信號需出現達-段所要的時 通濾波咨而克服了上述的問題，以及現存技術 的其他缺點:及不足。雜訊信號一般來說在所要的時間長 度上不會具’足夠的射頻電磁能量而超 醒時間臨界値。根攄太π n y 心u 從電池吸取能量)本發明，低通遽波器爲被動的(不 根據本發明之實施例，一非斜 含與-二極體並聯之電阻器器 ::和：極體與從低頻質問接收器至應 ：： 號共用並聯。當.質問接收器接收到—信；c信 所要的電壓大小。充由：容器開始充電至-據方程式—來決=::;:::器和電容器値根 歐：爲單位之電阻，而C爲以法拉爲單位的V容數，以 -所要的質問信號會在—所要時間 號能量以將跨在電容器上的電壓充— 、准持足夠的 小（在下文中稱爲”唤醒臨界電壓"）。一:到所要的電壓 壓’應答器電路唤醒且應答器對查問送一 j奐醒I界 、 、扣一回應。一不 唤 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 包 信 眞 以 信 大 要 4 -5- 本紙張尺度適財國國家標準（cns)A4規格(21〇7^7^· B7 五、發明說明（3 ) 的雖訊信號會將電容器充電一段小於所要的時間周期的時 間周期’且當不要的雜訊信號能量不足或不存在來連續將 電容器充電時，與電阻器並聯的二極體會快速地將電容器 放電。如此，只要收到在一所要頻率上具有能量之信號， t在電客器上的電壓會缓慢地建立，但若該信號能量下 降，則跨在電容器上的電壓電荷會快速地經由二極體抽 ^此方式，應合森之喚醒電路受到小得多的假觸發影 響，如此造成對電池電力供應較小的不必要抽取。任何被 偵測仏號心中斷會快速地將在電容器上的電壓電荷重置， 且右唤醒臨界電壓尚未到達，則應答器電路不會連接至電 池電力供應。 ％ 本發明足一特徵爲防止在出現雜訊信號時將功率消耗電 路連接至一電池電力源（唤醒）。 本發明之另一特徵爲一被動的低通濾波器，其不會從兩 池電源消耗任何電力。 ^ 再另一個#徵爲一非對稱時間常數的低通濾波器，並要 求信號能量出現一段所要的時間周期以將一電容器充電至 奐醒U ’且若仏5虎能！未出現的話，快速地將 放電。 本發明之一優點爲減少了暫停的電子電路之唤醒動作 假觸發之發生。 · 、 另一優點爲減少了電池電源之不必要的功率消耗。 ‘ 再另一個優點爲因爲較明確的唤醒標準所得到的增力口 電池操作時間。 -6- 五 經 濟 部 智 慧 財 Λ 眉Γ S :消 費 合 作 社 印 製 、發明說明（4 ) =味明又特徵及優點將由下列目前的較佳實施例之説明 爲月確的，其是給予做爲内容之目的用的，且盥附圖一 起閱讀。 圖式簡述 ，圖1爲根據本發明之實施例之被動進入系統之示意方 塊圖；以及 固爲根據本發明之另一實施例之示意方塊圖。 較佳貫施例之詳細説明 τ么月大大地減少了在一無鑰進入系統應答器和與之相 旧的％路中電池電源之不必要的功率消耗。本發明包含一 隹對稱時間常數低通濾波器，其是連接在一電磁能量或射 頻接收器/偵測器和唤醒邏輯之間，其是控制電池與無錄 進入系統應答器和與之相關的電路之連接。 現在夺考圖形，本發明之較佳實施例之細節示意地以圖 解來或明。在圖形中的相同物件將以相同的數字來代表， 且^貝似的物件將以相同的數字連同一不同的小寫字型字句 下標來代表。 現在參考圖1，説明了一根據本發明之實施例之一無顧 進入系統之示意方塊圖。一無鑰進入系統一般來説是由赛 罕1 00指出的。無鑰進入系統1 00包含一讀取器/質問器 102，一接收器106，一非對稱時間常數低通濾波器13〇， 唤醒邏輯1 16，功率控制1 1 8，一應答器和與之相關的電超 1 20，以及段規池1 24。接收器1 〇6，非對稱時間常數低ϋ 濾波器1 3 0，唤醒邏輯1 1 6，功率控制η 8，以及應答器和 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) --------.•鲜Ί _ 488174 A7 經 濟 部 智 慧 財 f.y 謂 費 合 作 社 印 製 五、發明說明（5 ) 與之相關的電路120可配置在一或多個積體電路封裝上， 且可進步與電池124爲一體成一小瑜袋中，嵌入一鑰之 頭部’做成一存取卡和類似者之形狀。 謂取器/質問器1 〇2發送一質問信號丨〇4，其由接收器工㈣ 來接收。接收器106被設計爲在一所要的頻率和信號°強度 上接收信號，且將接收任何在所要的頻率加上或減去接收 器106芩調整好的電路（未圖解）之頻寬之信號。當所要的 頻率溢問k唬由接收器1 06來接收時，在接收器i 〇6之輸出 132上的結果偵測到的信號由低通波器13〇在唤醒邏輯} 16 偵測出現在其輸入134上的信號前延遲一所要的時間。一 旦所要的頻率質問信號由噢醒邏輯1丨6偵測到時，功率控 制1 1 8將電池124連接至應答器以及與之相關的電路丨2〇。 在所接收的質問信號104中的資訊是由輸出132經由一電 阻器112連接至應答器120之一資料輸入。在所接收的質問 信號104之偵測及同步之後，應答器12〇發送一確認通知或 證明信號122給讀取器/質問器102。一旦接收到正確的證 明信號122，讀取器/質問器102產生所要的動作，例如諸 如解除一汽車門，車庫門，建物入口，打開一安全閘，開 啓或關掉電燈，解除一安全系統和類似者。 典翁進入系統10 0之一實施例包括一電磁输或瑜袋，其 可置於一谷态或小袋中，且置於例如由讀取器/質問器1 〇2 所產生圍繞於一車輛（未圖解）之低頻磁場七後時，在鑰匙 或瑜中之冤子唤醒且啓動與在車輛（未圖解）中之讀取器/ 質問器102之溝通。一旦讀取器/質問器偵測到正確的確 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐 (請先閱讀背面之注意事項再填冩本頁) II--------t-------- 488174 五、發明說明（6 ) 認，車門可能解除鎖，或甚至自動地打開。本發明大大地 減少在鑰匙或鑰中之電子之假的和不必要的唤醒，如此增 加其有效的電池壽命。 曰 。。電阻器11G (R1)最好可爲約百萬歐姆（1()6歐姆），而電容 奋1 14 (C 1)取好可爲約二個十億分之一（2 χ ι〇-9法拉）。這 些値給定一時間常HC，約2χ1〇.3秒，或二個千分 <-秒。這是足夠的時間延遲以確保唤醒邏輯u6未由不 要的雜訊信號假觸發。根據本發明，若電容器未被充電至 少達時間常數Τ，然唤醒臨界値未在輸入134上被達到。 當在輸出132上沒有信號時，在電容器m之充電後，里上 :電壓？二電容器114和輸入m上的電壓。當在輸出 13 一上的仏號電壓小於電容 fiL ^ %谷态114上的電壓時，二極體108 快速地將在電容器丨14上的電爆 兩（¾哭·Μ以- &、 〇私壓放电（二極體1〇8有效地將 %阻备Η0短路）。因此，若在輸出13 維持在所要的電壓大小達到至 Μ ]的‘唬未 γ + ^… 寺間㊆數，則唤醒臨界値 仗不被達到，且不管電壓大小 —口。 地經由二極體1〇8來放電。一旦兩“『奋备114上被快速 入134上的醒臨界値可到達前7:厂"4被放電時，在輸 户斤要輸出1 32上的信號必須爲 所要的値達到至少時間常數τ。因& Ί 非调期，½颅亞户咕必 . M此’雖訊、或週期性或 非週期㈣惡域將不會啓動唤醒邏輯⑴。 需考慮在本發明之範圍内， 外，時鐘邏輯閘可用來禁制功率：：代功率技制118之 互補式金氧半（CMOS)電晶體邏輯路之時鐘，其是以 電路的能量抽取。現在參考圖2，> a地和大大地減少 、 况明了一根據本發明之 -9 - 本紙張尺度適用中國國家標準（cns)A4 ) 488174 A7

Claims (1)

1. 488174

   申請專利範圍 1. 一種無鑰進入和安全罕蛴，並目士 、 ，、、’无 /、具有一被動信號鑑別器以 減少功率消耗電路之假唤醒，該系統包含： -質問器’該質問器發送_質問信號並等候 應； w 一=收器，其是設計來做爲接收質問信號之用的，該 接^ Γ具有—接收11輸出並在接收質問信號時產生一第 一 ^號於接收器上; 唤醒邏輯具有一喚醒輪^ , ^吳酲輸入和一唤醒輸出，該唤醒邏輯 當在噢醒輸人上接收-第二信號時在唤醒輸出上產生— 第三信號；以及 -非對稱時間常數低通滤波器，其是連接在接收器輪 出和唤醒輸人之間’其中第二信號是在第—信號出現達 -段所要的時間時㈣非對料間常數低通錢器所產 生的，且若第一信號未出現達一段所要時間，則第二信 號不產生。 2.如申請專利範·圍第1項之無鑰進入和安全系統，進一步 包含一具有連接至該唤醒邏輯之輸出之一功率輸入，= 率輸出和一控制輸入之功率控制電路，其中該功率輸入 當孩功率控制電路t控制輸入端上接收到第三信號時連 接至功率輸出。 3 ·如申請專利範圍第2項之無鑰進入和安全系統，進一步 包含一應合益’该應合咨連接至功率輸出且由該處接收 功率，該應答器具有一連接至接收器輸出之資料輸入以 供偵測所接收的質問信號之用，且當功率由該功率控制 ------1 — ^-------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經 濟 部 智 慧 財 產' 扃*, 寺員，、 jci 合 作 社 印 製 -11- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 丄 /4

   、申請專利範圍 羥 濟 部 智 慧 財 產Λ4, Μ 費 合 作 社 印 製 心力率幸則出端接收到時送出一回應信號給該質問哭。 4·^請專利範圍第2項之無瑜進入和安全系統；… 功率控制電路之功率輸入連接至一電源。 / 士申叫專利乾圍第4項之無餘進入和安全系统， 源馬一電池。 、^ 6·:::專利範圍第i項之無鑰進入和安全系統，進一步 ^ "時鐘禁制電路，該時鐘禁制電路是由第：r f @ | 控制使得時鐘俨號力、、々古签一尸味山 阳弟一L號來 Μ 一二τ 4里L唬在/又有罘二#唬出現時被禁制，且 弟三信號出現時，時鐘信號被致能。 7· t:”：範圍第6項之無鑰進入和安全系統，進- ^ _尤合备，该應答咨連接至該時鐘禁制電路，該應 /、有連接至接收备輸出之貧料輸入以供偵測所接 收的質問信號，JL當時鐘信號被致能時送一回應作齋 該質問器。 i 8·如申請專利範圍第丨項之無鑰進入和安全系統，其中 非對稱時間常數低通濾波器包含： 一電阻器，其是連接在接收器輸出和唤醒輸入之間 一極體，其是連接在接收器輸出和唤醒輸入之間 以及 篆谷器’其是連接在唤醒輸入和一信號共用之間 •如申請專利範圍第8項之無鑰進入和安全系統，其 電阻器及該電容器決定所要的時間。 10·如申請專利範圍第9項之無鑰進入和安全系統，其 電阻器約一百萬歐姆，而該電容器約2χ丨〇-9法拉。 當 步應 至 該 中該 中該 - — I!! — ! — — ! — ! ·1111111 illIII — 14· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -12- 、氏張尺度適財_家標準 (CNS)A4 規格（210 X 297 公釐） ΐοο丄 ΐοο丄 經 濟 部 智 慧 財 產' 局， 價， Μ ::、費 合 作 社 印 製 :、申請專利範圍 淺申。3專利範園第！ 〇 要的時間約二個千分之一秒輪進入和安全系統，其中所 12. —種用以減少 電路之假唤醒之方； 安全系統之中的功率消耗 發送—督門广：…万法包含下列步驟·· 接收心 等候一對其回應之信號； ^ 信號並從其產生一第一信號； 所要的t ^ #間常數低通遽波器將第—信號延遲一段 生μ、日’其中若第—信號出現達所要的時間，則產 生一弟二信號； ^第—^號時將能量加至應答器；且 ::里加至應答器後發送回應信號以確認所接收的皙 問信號。 13. 如申請專利範圍第12項之方法，其中所要的時間是由一 電阻器和—電容之時間常數所決定。 14. 如申請專利範圍第13項之方法，若第-訊號未出現達一 段所要的時間’孩電阻器以一二極體旁路以便快速地使 電容器放電。 1：)· 一種用以減少在一無鑰進入和安全系統中之 路之假唤醒之裝置，該裝置包含： 一没计來接收質問訊號之接收器，該接收器具有一接 收器輸出並在接收到質問訊號時產生一第一訊號； 具有一唤醒輸入和唤醒輸出之唤醒邏輯，該唤醒邏輯 當在唤醒輸入上收到一第二訊號時在唤醒輸出上產生一 弟二訊號； -13- --------^-------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) •線： 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 來 488174 六、申請專利範圍 知出和唤醒輸入之間 數低通濾波器，里中其# 非斜％時間常 間，該非對稱時間常數低通遽波 &所要的時 第一訊I声夫士 心 弟一訊號，且若 二現達-段所要的時間，則不產生第二: 16. 如申請專利範圍第15項之 至該喚醒邏輯之輸出之η# 步包含一具有連接 制輸出之功率控制電路，其中該功率輸入担 制電路之揸制輸入上接收到 \ -功率控 出。 # 唬時連接至功率輸 17. 如申請專利範圍第16項之裝置，進_步包含一應答哭， 孩應答器連接至功率輸出並從該處接收功率，今應二丄 具有-連接至接收器輸出之資料輸入以供偵測心：： 的質問信號’並在功率由該功率控制電路之功率輸出 接收時送一回應信號至該質問器。 18. 如申請專利範·圍第16項之裝置，其中該功率控制電路之 功率輸入是設計來供連接至一電源用的。 19. 如申請專利範圍第15項之裝置，其中該非對稱時間常數 低通濾波器包含： 一電阻态’其是連接在接收备輸出和唤醒輸入之間· 一二極體，其是連接在接收器輸出和唤醒輸入之間· 以及 一電谷咨’其是連接在唤輸入和一信號JhL用之間。 -14- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297i髮) ------- 訂------ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 線 «