WO2007112717A1 - Method and circuit arrangement for triggering a transmitting antenna - Google Patents

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WO2007112717A1
WO2007112717A1 PCT/DE2007/000417 DE2007000417W WO2007112717A1 WO 2007112717 A1 WO2007112717 A1 WO 2007112717A1 DE 2007000417 W DE2007000417 W DE 2007000417W WO 2007112717 A1 WO2007112717 A1 WO 2007112717A1
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inverse
input signal
transmitting antenna
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Ulrich Joos
Heinrich Haas
Jochen Zwick
Ulrich Möller
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Conti Temic Microelectronic Gmbh
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01Q1/27—Adaptation for use in or on movable bodies
    • H01Q1/32—Adaptation for use in or on road or rail vehicles
    • H01Q1/3208—Adaptation for use in or on road or rail vehicles characterised by the application wherein the antenna is used
    • H01Q1/3233—Adaptation for use in or on road or rail vehicles characterised by the application wherein the antenna is used particular used as part of a sensor or in a security system, e.g. for automotive radar, navigation systems
    • H01Q1/3241—Adaptation for use in or on road or rail vehicles characterised by the application wherein the antenna is used particular used as part of a sensor or in a security system, e.g. for automotive radar, navigation systems particular used in keyless entry systems
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    • B60R25/20—Means to switch the anti-theft system on or off
    • B60R25/24—Means to switch the anti-theft system on or off using electronic identifiers containing a code not memorised by the user
    • B60R25/245—Means to switch the anti-theft system on or off using electronic identifiers containing a code not memorised by the user where the antenna reception area plays a role

Definitions

  • the invention relates to a method / for driving a transmitting antenna according to the preamble of claim .1. Furthermore, the invention relates to a Wegungsa ⁇ extract for carrying out the method according to the invention.
  • Transmitting antennas are used, for example, in keyless identification systems, for example for so-called passive entry systems in motor vehicles. Most long waves are sent for location detection and communication with intelligent identification encoders.
  • FIG. 1 The structure of such a circuit arrangement for controlling a transmitting antenna is sketched in FIG.
  • the input signal is amplified and coupled into the antenna.
  • a transmitting coil is operated in parallel or series resonance.
  • the control is preferably carried out sinusoidally or with a higher harmonic content (for example, rectangular or trapezoidal).
  • Rectangular drive methods have the advantage of low circuit complexity and low power loss in the power output stage.
  • Sinusoidal methods and trapezoidal methods in particular with rounded corners, emit significantly less electromagnetic interference, yet parasitic line capacitances can produce interference that is radiated from the antenna or supply lines.
  • the patent US 2005/0159117 A1 discloses a method or a circuit arrangement for increasing the transmission power of a balanced load, for example a dipole antenna, wherein in addition to the first antenna output signal, another inverse to the first output signal is generated, and a part of the balanced load, for example, the first part of the dipole antenna with the first output signal with supply voltage of V +, and another part of the balanced load namely the second part of the dipole antenna (the bottom dipole part of the dipole-antenna) are supplied with the second output signal with supply voltage of - (V +).
  • the patent AT 113 802 B describes a circuit for tube transmitter to increase the transmission power of a balanced antenna, wherein by grounding the transformer, a symmetrical arrangement is achieved.
  • a circuit arrangement can only be used if the transmission stage is carried out with transformers.
  • the object of the present invention is therefore to provide a method and a circuit arrangement, using this circuit arrangement, the disturbing electromagnetic radiation is reduced in the transmitting antennas.
  • the circuit complexity and power loss should be reduced.
  • An essential idea of the invention is that the transmitter antenna to drive with a substantially trapezoidal input signal.
  • two mutually substantially inverse, ie inverted and largely symmetrical output signals are generated from the trapezoidal input signal, wherein the two preferably amplified output signals essentially receives the shape of the band-limited input signal and fed via the two lines in the transmitting antenna.
  • the band limitation is necessary so that the amplification of the transmission signals can be performed with sufficient accuracy.
  • the proposed method drives the transmit antennas with a signal which keeps the common mode on the antenna lines approximately constant and thus minimizes the disturbing electromagnetic emission due to parasitic couplings.
  • the principle is independent of a driving waveform of the arrangement, as long as the amplifiers have sufficient bandwidth corresponding to gain accuracy.
  • FIG. 2 embodiment of a circuit arrangement according to the invention
  • Figure 3 embodiment of an input signal according to the invention.
  • Figure 1 shows a circuit arrangement according to the prior art in which from a system clock (Clock Input) for the control of the transmitting antenna (ANT) required waveform, for example. A sine or trapezoidal signal is generated.
  • This input signal is amplified by an amplifier to the required transmission power, wherein the output of the amplifier is connected to the one terminal of the antenna, commonly referred to as Hintechnisch, while the other terminal of the antenna, usually designed as a return line, is connected to the ground potential.
  • the signal required for the control of the transmitting antenna is likewise generated from the system clock (clock input) in a signal generator (3).
  • the circuit arrangement (10) essentially comprises two subcircuits, namely two signal amplifier units (101, 102) which, apart from the amplifiers (1.1, 1.2), generate two mutually inverse intermediate signals (d, c2) from the common input signal (e) , preferably identical.
  • the trapezoidal input signal (e) to be driven is supplied in two linear amplifier units (101, 102) with mutually inversely substantially symmetrical linear amplification factors.
  • the amplification factors x1 and x2 can of course also be 1 or -1 different linear amplification factors, as long as the amplification factors correspond in absolute terms as precisely as possible and are inverse to each other from the sign.
  • FIG. 3 shows an inventive substantially trapezoidal input signal compared to a sinusoidal or a rectangular signal.
  • a sinusoidal signal is very well suited for generating broadband-symmetrical Changsignaie.
  • a sinusoidal signal has a relatively small voltage-time area at a given amplitude, which increases power dissipation in the final stage.
  • a rectangular signal on the other hand, has a large voltage-time surface and therefore lower losses in the output stage, but due to the high bandwidth of the signal, extremely fast amplifiers are required for generating broadband-symmetrical output signals, which in turn causes an increase in cost.
  • a very good compromise is a trapezoidal signal, especially if in addition the corners are rounded off. This signal has a much larger voltage-time-area compared to a sinusoidal signal at a constant given amplitude, but has a limited bandwidth, which has a favorable effect on a broadband symmetry of the amplified differential signals.
  • the linear amplifier and likewise linear output stages and their combination parasitic currents in the antenna or supply lines can be largely avoided and so the EMC (Electromagnetic Compatibility) emission can be minimized.
  • EMC Electromagnetic Compatibility
  • symmetrical amplifiers can be realized at a reasonable cost. In this case, there is a favorable ratio of power loss in the final stage and achievable symmetry of the transmission signals.
  • the linear amplifier or the linear amplifier means that the amplification factors of the amplifier or the output stage are linear factors, whereby the output signals have a linear gain relative to the input signal.
  • the DC component on the antenna lines is almost constant and currents in the parasitic coupling capacitances are avoided.
  • the method and the circuit arrangement can be used in principle with different waveforms, in particular, the trapezoidal shape with rounded corners represents a good compromise between the power loss in the power amplifier and the harmonic components.
  • the amplifiers (1.1, 1.2, 2.1, 2.2) are linear amplifiers.
  • the amplification factors (x1, x2, x3, x4) of all amplifiers (1.1, 1.2, 2.1, 2.2) are linear factors, so that the output signals (a1, a2) generated by means of the inventive circuit arrangement (10) have substantially less electromagnetic interference radiation absorbed, caused for example by the parasitic capacitance currents.
  • Such a method or such a circuit arrangement is particularly preferably used in a keyless identification system, as used, for example, as an access system for motor vehicles with so-called passive-entry function.
  • the system has a central unit with at least one, but often spatially distributed on or in the vehicle arranged a plurality of transmission antennas.
  • the driver has an identification transmitter, wherein the central unit via the circuit arrangement according to the invention with two mutually at least substantially symmetrical amplifier units (101, 102) with an inversion for generating two inverse output signals (a1, a2) of the transmitting antenna and of this the identification transmitter energy and / or Data transmitted.

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Abstract

Disclosed is a method for triggering a transmitting antenna, a circuit arrangement for carrying out said method, and a keyless identification system comprising such a circuit arrangement. A first output signal (a1) and a second output signal (a2) that is essentially inverse to the first output signal (a1) are generated from a substantially trapezoidal input signal (e), and the first output signal (a1) is fed to the transmitting antenna (ANT) via a forward line (L1) while the second, inverse output signal (a2) is fed to the transmitting antenna (ANT) via a return line (L2), the two mutually inverse and symmetrical output signals having a trapezoidal shape in accordance with the shape of the input signal. To this avail, preferably two mutually inverse and at least substantially symmetrical linear amplifier units (101, 102) are used which are provided with mutually inverse, essentially symmetrical linear amplification factors.

Description

Conti Temic microelectronic GmbH Sieboldstr. 19, 90411 Nürnberg Conti Temic microelectronic GmbH Sieboldstr. 19, 90411 Nuremberg
Verfahren sowie Schaltungsanordnung zum Ansteuern einer SendeantenneMethod and circuit arrangement for driving a transmitting antenna
Die Erfindung betrifft ein Verfahren/zum Ansteuern einer Sendeantenne gemäß dem Oberbegriff von Anspruch .1. Ferner betrifft die Erfindung eine Schaltungsaπordnung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens.The invention relates to a method / for driving a transmitting antenna according to the preamble of claim .1. Furthermore, the invention relates to a Schaltungsaπordnung for carrying out the method according to the invention.
Sendeantennen werden beispielsweise bei schlüssellosen Identifikationssystemen, bspw. für sogenannte Passiv-Entry Systeme in Kraftfahrzeugen eingesetzt. Meist werden Langwellen zur Ortsdetektion und Kommunikation mit intelligenten Identifikationsgebern versendet.Transmitting antennas are used, for example, in keyless identification systems, for example for so-called passive entry systems in motor vehicles. Most long waves are sent for location detection and communication with intelligent identification encoders.
Der Aufbau einer solchen Schaltungsanordnung zur Ansteuerung einer Sendeantenne ist in Fig. 1 skizziert. Das Eingangssignal wird verstärkt und in die Antenne eingekoppelt.The structure of such a circuit arrangement for controlling a transmitting antenna is sketched in FIG. The input signal is amplified and coupled into the antenna.
Zur Ansteuerung von Sendeeinrichtungen im Langwellenbereich wird eine Sendespule in Paralleloder Serienresonanz betrieben. Die Ansteuerung erfolgt vorzugsweise sinusförmig oder mit höherem Oberwellenanteil (z.B. rechteck- oder trapezförmig).For driving transmission devices in the long wave range, a transmitting coil is operated in parallel or series resonance. The control is preferably carried out sinusoidally or with a higher harmonic content (for example, rectangular or trapezoidal).
Rechteckförmige Ansteuerverfahren haben den Vorteil des geringen Schaltungsaufwandes und der geringen Verlustleistung in der Leistungsendstufe.Rectangular drive methods have the advantage of low circuit complexity and low power loss in the power output stage.
Allerdings erfordert der hohe Oberwellenanteil der Ausgangsspannung bei großen Zuleitungslängen einen hohen Filter- bzw. Schirmungsaufwand zum Betrieb der Anordnung in Kraftfahrzeugen.However, the high harmonic content of the output voltage for large supply line lengths requires a high filtering or Schirmungsaufwand for operating the assembly in motor vehicles.
Sinusförmige Verfahren und trapezförmige Verfahren insbesondere mit abgerundeten Ecken emittieren bedeutend weniger elektromagnetische Störstrahlung, dennoch können parasitäre Leitungskapazitäten Störungen erzeugen, die von den Antennen- oder Versorgungsleitungen abgestrahlt werden. Die Patentschrift US 2005/0159117 A1 offenbart ein Verfahren bzw. eine Schaltungsanordnung zur Vergrößerung der Sendeleistung einer symmetrischen Last (balanced load) beispielsweise einer Dipol-Antenne, wobei neben dem ersten Antennen-Ausgangssignal ein weiteres zu dem ersten Ausgangssignal inverses Ausgangssignal erzeugt wird, und ein Teil der symmetrischen Last beispielsweise der erste Teil der Dipol-Antenne (the top dipole part of the dipole-antenna) mit dem ersten Ausgangssignal mit Versorgungsspannung von V+, und ein weiterer Teil der symmetrischen Last nämlich der zweite Teil der Dipol-Antenne (the bottom dipole part of the dipole-antenna) mit dem zweiten Ausgangssignal mit Versorgungsspannung von -(V+) versorgt werden. Dadurch soll die gesamte Sendeleistung vervierfacht werden. Insbesondere werden zwei Gegentakt- Ausgangsstufen (totem pole arrangement) zur Erhöhung von dem Sendestrom damit auch der Sendeleistung an den beiden Signalausgängen angeordnet. Nachteil dieses Verfahrens bzw. dieser Schaltungsanordnung ist, dass das Verfahren bzw. die Schaltungsanordnung geschaltete bzw. digitale Signale verwendet und damit keine breitbandige Symmetrie auf den Sendeleitungen erzielen kann.Sinusoidal methods and trapezoidal methods, in particular with rounded corners, emit significantly less electromagnetic interference, yet parasitic line capacitances can produce interference that is radiated from the antenna or supply lines. The patent US 2005/0159117 A1 discloses a method or a circuit arrangement for increasing the transmission power of a balanced load, for example a dipole antenna, wherein in addition to the first antenna output signal, another inverse to the first output signal is generated, and a part of the balanced load, for example, the first part of the dipole antenna with the first output signal with supply voltage of V +, and another part of the balanced load namely the second part of the dipole antenna (the bottom dipole part of the dipole-antenna) are supplied with the second output signal with supply voltage of - (V +). This is intended to quadruple the total transmission power. In particular, two push-pull output stages (totem pole arrangement) are arranged to increase the transmission current so that the transmission power at the two signal outputs. Disadvantage of this method or this circuit arrangement is that the method or the circuit arrangement used switched or digital signals and thus can not achieve broadband symmetry on the transmission lines.
Die Patentschrift AT 113 802 B beschreibt eine Schaltung für Röhrensender zur Erhöhung der Sendeleistung einer symmetrischen Antenne, wobei durch Erdung des Transformators eine symmetrische Anordnung erzielt wird. Eine derartige Schaltungsanordnung kann jedoch nur verwendet werden, wenn die Sendestufe mit Transformatoren ausgeführt wird.The patent AT 113 802 B describes a circuit for tube transmitter to increase the transmission power of a balanced antenna, wherein by grounding the transformer, a symmetrical arrangement is achieved. However, such a circuit arrangement can only be used if the transmission stage is carried out with transformers.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren sowie eine Schaltungsanordnung vorzustellen, mithilfe dieser Schaltungsanordnung die störende elektromagnetische Abstrahlung bei den Sendeantennen reduziert wird. Zudem sollen die Schaltungsaufwand und die Leistungsverlust verringert werden.The object of the present invention is therefore to provide a method and a circuit arrangement, using this circuit arrangement, the disturbing electromagnetic radiation is reduced in the transmitting antennas. In addition, the circuit complexity and power loss should be reduced.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sind aus den Unteransprüchen, wobei auch Kombinationen und Weiterbildungen einzelner Merkmale miteinander denkbar sind. Ein wesentlicher Gedanke der Erfindung besteht darin, dass die Sendeantenne mit einem im Wesentlichen trapezförmigen Eingangsignal anzusteuern. Dabei werden aus dem trapezförmigen Eingangssignal zwei zueinander im wesentlichen inverse, also invertierte und weitestgehend symmetrische Ausgangssignale erzeugt, wobei die beiden vorzugsweise verstärkten Ausgangssignale die Form des bandbegrenzten Eingangsignals im Wesentlichen erhält und über die zwei Leitungen in die Sendeantenne zugeführt werden. Die Bandbegrenzung ist dabei notwendig, damit die Verstärkung der Sendesignale mit ausreichender Genauigkeit ausgeführt werden kann.This object is solved by the features of the independent claims. Advantageous developments of the invention will become apparent from the dependent claims, wherein combinations and developments of individual features are conceivable with each other. An essential idea of the invention is that the transmitter antenna to drive with a substantially trapezoidal input signal. In this case, two mutually substantially inverse, ie inverted and largely symmetrical output signals are generated from the trapezoidal input signal, wherein the two preferably amplified output signals essentially receives the shape of the band-limited input signal and fed via the two lines in the transmitting antenna. The band limitation is necessary so that the amplification of the transmission signals can be performed with sufficient accuracy.
Das vorgeschlagene Verfahren steuert die Sendeantennen mit einem Signal an, das den Gleichtakt auf den Antennenleitungen näherungsweise konstant hält und so die störende elektromagnetische Emission durch parasitäre Kopplungen minimiert.The proposed method drives the transmit antennas with a signal which keeps the common mode on the antenna lines approximately constant and thus minimizes the disturbing electromagnetic emission due to parasitic couplings.
Dabei ist das Prinzip unabhängig von einer ansteuernden Wellenform der Anordnung, solange die Verstärker ausreichend Bandbreite entsprechend Verstärkungsgenauigkeit aufweisen.In this case, the principle is independent of a driving waveform of the arrangement, as long as the amplifiers have sufficient bandwidth corresponding to gain accuracy.
Die Erfindung wird nun nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Zuhilfenahme der Figuren näher erläutert. Im Folgenden werden funktional gleiche und/oder gleiche Elemente mit denselben Bezugsziffern bezeichnet.The invention will now be explained in more detail below with reference to an embodiment with the aid of the figures. In the following, functionally identical and / or identical elements are designated by the same reference numerals.
Es zeigen,Show it,
Figur 1 : Schaltungsanordnung gemäß dem Stand der Technik,1 shows a circuit arrangement according to the prior art,
Figur 2: Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung,FIG. 2: embodiment of a circuit arrangement according to the invention,
Figur 3: Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Eingangssignals. Figur 1 zeigt eine Schaltungsanordnung gemäß dem Stand der Technik bei der aus einem Systemtakt (Clock Input) die für die Ansteuerung der Sendeantenne (ANT) erforderliche Signalform, bspw. ein Sinus- oder Trapezsignal generiert wird. Dieses Eingangssignal wird von einem Verstärker auf die erforderliche Sendeleistung verstärkt, wobei der Ausgang des Verstärkers mit dem einen Anschluss der Antenne, üblicherweise als Hinleitung bezeichnet, verbunden ist, während der andere Anschluss der Antenne, üblicherweise als Rückleitung ausgebildet, mit dem Massepotential verbunden ist.Figure 3: embodiment of an input signal according to the invention. Figure 1 shows a circuit arrangement according to the prior art in which from a system clock (Clock Input) for the control of the transmitting antenna (ANT) required waveform, for example. A sine or trapezoidal signal is generated. This input signal is amplified by an amplifier to the required transmission power, wherein the output of the amplifier is connected to the one terminal of the antenna, commonly referred to as Hinleitung, while the other terminal of the antenna, usually designed as a return line, is connected to the ground potential.
Bei Figur 2 wird ebenfalls aus dem Systemtakt (Clock Input) in einem Signalgenerator (3) die für die Ansteuerung der Sendeantenne (ANT) erforderliche Signalform, bspw. ein Trapezsignal generiert.In FIG. 2, the signal required for the control of the transmitting antenna (ANT), for example a trapezoidal signal, is likewise generated from the system clock (clock input) in a signal generator (3).
Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung (10) umfasst im Wesentlichen zwei Teilschaltungen, nämlich zwei Signalverstärkereinheiten (101 , 102), die abgesehen von den Verstärkern (1.1 , 1.2), die aus dem gemeinsamen Eingangssignal (e) zwei zueinander inverse Zwischensignale (d , c2) erzeugen, vorzugsweise identisch sind. In Figur 2 wird jedoch, im Gegensatz zu Fig. 1 , das zu ansteuernde trapezförmige Eingangssignal (e) in zwei linearen Verstärkereinheiten (101 , 102) mit zueinander inversen im Wesentlichen symmetrischen linearen Verstärkungsfaktoren zugeführt. Diese zwei linearen Verstärkereinheiten (101 , 102) weisen je einen Verstärker (1.1 , 1.2) auf, wobei die Verstärkungsfaktoren (x1 , x2) der Verstärker (1.1 und 1.2) zueinander invers sind und vorzugsweise folgenden Zusammenhang aufweisen: xl = —x2 . Dabei können die Verstärkungsfaktoren x1 und x2 selbstverständlich auch von 1 bzw. von -1 verschiedene lineare Verstärkungsfaktoren sein, solange die Verstärkungsfaktoren betragsmäßig möglichst exakt übereinstimmen und vom Vorzeichen her invers zueinander sind. Die beiden Zwischensignale d , c2 erfüllen im Wesentlichen folgenden mathematischen Zusammenhang: cl = -dlThe circuit arrangement (10) according to the invention essentially comprises two subcircuits, namely two signal amplifier units (101, 102) which, apart from the amplifiers (1.1, 1.2), generate two mutually inverse intermediate signals (d, c2) from the common input signal (e) , preferably identical. In FIG. 2, however, in contrast to FIG. 1, the trapezoidal input signal (e) to be driven is supplied in two linear amplifier units (101, 102) with mutually inversely substantially symmetrical linear amplification factors. These two linear amplifier units (101, 102) each have an amplifier (1.1, 1.2), wherein the amplification factors (x1, x2) of the amplifiers (1.1 and 1.2) are inverse to one another and preferably have the following relationship: x1 = -x2. Of course, the amplification factors x1 and x2 can of course also be 1 or -1 different linear amplification factors, as long as the amplification factors correspond in absolute terms as precisely as possible and are inverse to each other from the sign. The two intermediate signals d, c2 essentially fulfill the following mathematical relationship: cl = -dl
Die nach der Verstärkung erhaltene zueinander inversen Zwischensignale d , c2 können durch je eine nachgeschaltete lineare Ausgangstreiberstufe 2.1 und 2.2 noch weiter verstärkt werden, wobei die Symmetrie der daraus erzeugte Ausgangssignale a1 und a2 durch die im Wesentlichen gleichen linearen Verstärkungsfaktoren x3 und x4, wobei vorzugsweise die Gleichung x3 = x4 gilt, erhalten bleibt. Die beiden Ausgangssignale a1 , a2 erfüllen im Wesentlichen folgenden mathematischen Zusammenhang: ßl = -α2The mutually inverse intermediate signals d, c2 obtained after the amplification can be further amplified by a respective downstream linear output driver stage 2.1 and 2.2, the symmetry of the output signals a1 and a2 generated therefrom being determined by the substantially equal linear amplification factors x3 and x4, preferably the Equation x3 = x4 holds, is preserved. The two output signals a1, a2 essentially fulfill the following mathematical relationship: β1 = -α2
Da die entstehenden Ansteuersignale a1 und a2 der Ausgangsstufen 2.1 und 2.2 symmetrisch sind, ist auch die Summe der Potentiale auf den Antennenleitungen annähernd konstant. Das Ausgangssϊgnal a1 wird in eine der Leitungen beispielsweise positive Leitung (ANT+) der Sendeantenne (ANT) und das Ausgangssignal a2 in eine andere Leitung beispielsweise negative Leitung (ANT-) der Sendeantenne (ANT) zugeführt. Figur 3 zeigt ein erfindungsgemäßes im Wesentlichen trapezförmiges Eingangssignal im Vergleich zu einem sinusförmigen bzw. einem rechteckförmigen Signal.Since the resulting drive signals a1 and a2 of the output stages 2.1 and 2.2 are symmetrical, the sum of the potentials on the antenna leads is also approximately constant. The output signal a1 is supplied to one of the lines, for example, positive line (ANT +) of the transmitting antenna (ANT) and the output signal a2 to another line, for example, negative line (ANT-) of the transmitting antenna (ANT). FIG. 3 shows an inventive substantially trapezoidal input signal compared to a sinusoidal or a rectangular signal.
Ein sinusförmiges Signal ist zur Erzeugung breitbandig-symmetrischer Ausgangssignaie sehr gut geeignet. Allerdings weist ein sinusförmiges Signal eine relativ kleine Spannungs-Zeit-Fläche bei gegebener Amplitude auf, welches die Verlustleistung in der Endstufe erhöht.A sinusoidal signal is very well suited for generating broadband-symmetrical Ausgangssignaie. However, a sinusoidal signal has a relatively small voltage-time area at a given amplitude, which increases power dissipation in the final stage.
Ein rechteckiges Signal dagegen hat zwar eine große Spannungs-Zeit-Fläche und damit geringere Verluste in der Endstufe, aufgrund der hohen Bandbreite des Signals werden aber extrem schnelle Verstärker zur Erzeugung breitbandig symmetrischer Ausgangssignale benötigt, welches wiederum eine Erhöhung des Kostens verursacht. Einen sehr guten Kompromiss bildet ein trapezförmiges Signal insbesondere wenn zusätzlich die Ecken abgerundet werden. Dieses Signal verfügt im Vergleich zu einem sinusförmigen Signal bei konstanter gegebener Amplitude über eine wesentlich größere Spannungs-Zeit-Fläche, hat aber eine begrenzte Bandbreite, was sich günstig auf eine breitbandige Symmetrie der verstärkten Differenzsignale auswirkt. Durch geeignete Auswahl des Eingangssignals, der linearen Verstärker und ebenfalls linearen Endstufen und durch deren Kombination können damit parasitäre Ströme in den Antennen- bzw. Versorgungsleitungen weitestgehend vermieden und so die EMC (Electromagnetic Compatibility, Elektromagnetische Verträglichkeit) Emission minimiert werden. Gerade bei einer Begrenzung der Oberwellenanteile durch Verwendung trapezförmiger Eingangssignale mit vorzugsweise abgerundeten Ecken können symmetrische Verstärker mit vertretbarem Kostenaufwand realisiert werden. In diesem Fall ergibt sich ein günstiges Verhältnis von Verlustleistung in der Endstufe und erreichbarer Symmetrie der Sendesignale.A rectangular signal, on the other hand, has a large voltage-time surface and therefore lower losses in the output stage, but due to the high bandwidth of the signal, extremely fast amplifiers are required for generating broadband-symmetrical output signals, which in turn causes an increase in cost. A very good compromise is a trapezoidal signal, especially if in addition the corners are rounded off. This signal has a much larger voltage-time-area compared to a sinusoidal signal at a constant given amplitude, but has a limited bandwidth, which has a favorable effect on a broadband symmetry of the amplified differential signals. By suitable selection of the input signal, the linear amplifier and likewise linear output stages and their combination parasitic currents in the antenna or supply lines can be largely avoided and so the EMC (Electromagnetic Compatibility) emission can be minimized. Especially with a limitation of the harmonic components by using trapezoidal input signals with preferably rounded corners symmetrical amplifiers can be realized at a reasonable cost. In this case, there is a favorable ratio of power loss in the final stage and achievable symmetry of the transmission signals.
Dabei bedeutet der lineare Verstärker oder die lineare Endstufe, dass die Verstärkungsfaktoren des Verstärkers bzw. der Endstufe lineare Faktoren sind, wodurch die Ausgangssignale gegenüber dem Eingangsignal eine lineare Verstärkung aufweisen.In this case, the linear amplifier or the linear amplifier means that the amplification factors of the amplifier or the output stage are linear factors, whereby the output signals have a linear gain relative to the input signal.
Der Gleichanteil auf den Antennenleitungen wird nahezu konstant und Ströme in den parasitären Koppelkapazitäten werden vermieden.The DC component on the antenna lines is almost constant and currents in the parasitic coupling capacitances are avoided.
Das Verfahren und die Schaltungsanordnung können dabei prinzipiell mit verschiedenen Wellenformen verwendet werden, wobei insbesondere die Trapezform mit abgerundeten Ecken einen guten Kompromiss zwischen der Verlustleistung in den Endstufen und den Oberwellenanteilen darstellt.The method and the circuit arrangement can be used in principle with different waveforms, in particular, the trapezoidal shape with rounded corners represents a good compromise between the power loss in the power amplifier and the harmonic components.
Dies kann nur dadurch ermöglicht werden, dass die Verstärker (1.1 , 1.2, 2.1 , 2.2) Linearverstärker sind. Das heißt, dass die Verstärkungsfaktoren (x1 , x2, x3, x4) aller Verstärker (1.1 , 1.2, 2.1 , 2.2) lineare Faktoren sind, sodass die mittels der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung (10) erzeugten Ausgangssignale (a1 , a2) wesentlich weniger elektromagnetische Störstrahlung absorbiert, die zum Beispiel durch die parasitären Kapazitätsströme verursacht sind. Besonders bevorzugt wird ein solches Verfahren bzw. eine solche Schaltungsanordnung in einem schlüssellosen Identifikationssystem eingesetzt, wie es bspw. als Zugangssystem für Kraftfahrzeuge mit so genannter Passive-Entry-Funktion eingesetzt wird. Das System weist eine Zentraleinheit mit zumindest einer, oft jedoch räumlich am oder im Fahrzeug verteilt angeordneten mehreren Sendeantennen auf. Der Fahrer besitzt einen Identifikationsgeber, wobei die Zentraleinheit über die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung mit zwei zueinander zumindest im Wesentlichen symmetrischen Verstärkereinheiten (101 , 102) mit einer Invertierung zur Erzeugung zweier inverser Ausgangssignale (a1 , a2) der Sendeantenne und von dieser dem Identifikationsgeber Energie und/oder Daten übermittelt. This can only be made possible by the fact that the amplifiers (1.1, 1.2, 2.1, 2.2) are linear amplifiers. This means that the amplification factors (x1, x2, x3, x4) of all amplifiers (1.1, 1.2, 2.1, 2.2) are linear factors, so that the output signals (a1, a2) generated by means of the inventive circuit arrangement (10) have substantially less electromagnetic interference radiation absorbed, caused for example by the parasitic capacitance currents. Such a method or such a circuit arrangement is particularly preferably used in a keyless identification system, as used, for example, as an access system for motor vehicles with so-called passive-entry function. The system has a central unit with at least one, but often spatially distributed on or in the vehicle arranged a plurality of transmission antennas. The driver has an identification transmitter, wherein the central unit via the circuit arrangement according to the invention with two mutually at least substantially symmetrical amplifier units (101, 102) with an inversion for generating two inverse output signals (a1, a2) of the transmitting antenna and of this the identification transmitter energy and / or Data transmitted.

Claims

Patentansprücheclaims
1 ) Verfahren zum Ansteuern einer Sendeantenne, wobei ein Eingangssignal (e) verstärkt und ein erstes Ausgangssignal (a1 ) erzeugt und der Sendeantenne zugeführt und aus dem Eingangssignal (e) ein zweites Ausgangssignal (a2) erzeugt wird, welches zum ersten Ausgangssignal (a1 ) im wesentlichen invers ist und das erste Ausgangssignal (a1) über eine Hinleitung (L1) und das zweite, inverse Ausgangssignal (a2) über eine Rückleitung (L2) der Sendeantenne (ANT) zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Eingangssignal (e) im Wesentlichen trapezförmig ist.1) A method for driving a transmitting antenna, wherein an input signal (e) amplified and generates a first output signal (a1) and fed to the transmitting antenna and from the input signal (e) a second output signal (a2) is generated, which is the first output signal (a1) is substantially inverse, and the first output signal (a1) is supplied via an outgoing line (L1) and the second, inverse output signal (a2) via a return line (L2) to the transmitting antenna (ANT), characterized in that the input signal (e) in Is essentially trapezoidal.
2) Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Brandbreite des im Wesentlichen trapezförmigen Eingangssignals (e) durch Abrundung der Ecken soweit begrenzt wird, dass das Eingangssignal (e) durch lineare Verstärker (1.1 , 1.2, 2.1 , 2.2) mit guter breitbandiger Symmetrie verstärkt werden kann.2) A method according to claim 1, characterized in that the firing width of the substantially trapezoidal input signal (e) by rounding the corners is limited so far that the input signal (e) by linear amplifier (1.1, 1.2, 2.1, 2.2) with good broadband Symmetry can be amplified.
3) Verfahren nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aus einem gemeinsamen Eingangssignal (e) vorzugsweise zwei linear verstärkte Ausgangssignale (a1 , a2) erzeugt werden, wobei die beiden Ausgangssignale (a1 , a2) zueinander breitbandige Symmetrie aufweisen.3) Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that from a common input signal (e) preferably two linearly amplified output signals (a1, a2) are generated, wherein the two output signals (a1, a2) have mutually broadband symmetry.
4) Verfahren nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl das erste Ausgangssignal (a1 ) als auch das zweite Ausgangssignal (a2) mittels Linearverstärkern (1.1 , 1.2, 2.1 , 2.2) verstärkt wird, wobei der Linearverstärker (1.1 , 2.1 ) für das erste Ausgangssignal (a1) und die Linearverstärker (1.2, 2.2) für das zweite Ausgangssignal (a2) insgesamt zueinander inverse lineare Verstärkungsfaktoren aufweisen.4) Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that both the first output signal (a1) and the second output signal (a2) by means of linear amplifiers (1.1, 1.2, 2.1, 2.2) is amplified, wherein the linear amplifier (1.1, 2.1 ) for the first output signal (a1) and the linear amplifiers (1.2, 2.2) for the second output signal (a2) as a whole have mutually inverse linear amplification factors.
5) Schaltungsanordnung (10) zum Durchführen des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche, mit einem Eingang für das im Wesentlichen trapezförmige Eingangssignal (e) und zwei zueinander zumindest im Wesentlichen symmetrischen Linearverstärkereinheiten (101 , 102) je mit einem im Wesentlichen zueinander inversen linearen Verstärkungsfaktor (x1 *x3, x2 *x4) zur Erzeugung von zwei zueinander im Wesentlichen inversen symmetrischen ebenfalls im Wesentlichen trapezförmigen Ausgangssignal (a1 , a2) an den Ausgängen zur Sendeantenne (ANT).5) Circuit arrangement (10) for carrying out the method according to one of the preceding claims, with an input for the substantially trapezoidal input signal (e) and two mutually at least substantially symmetrical linear amplifier units (101, 102) each having a substantially inverse inverse linear gain factor (x1 * x3, x2 * x4) for generating two mutually substantially inverse symmetrical also substantially trapezoidal output signal (a1, a2) at the outputs to the transmitting antenna (ANT).
6) Antennesteuerungseinheit mit zumindest einer Schaltungsanordnung nach Anspruch 5. 7) Schlüsselloses Identifikationssystem mit zumindest einer Schaltung nach Anspruch 5.6) Antenna control unit with at least one circuit arrangement according to claim 5. 7) Keyless identification system with at least one circuit according to claim 5.
8) Fahrzeug mit zumindest einer Vorrichtung oder einem Verfahren nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche. 8) Vehicle with at least one device or a method according to at least one of the preceding claims.
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