專利名稱：用于無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸裝置的調(diào)制器和調(diào)制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在轉(zhuǎn)發(fā)器和基站之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸用的調(diào)制器，它根據(jù)要發(fā)射的數(shù)據(jù)對(duì)所接收的電磁載波信號(hào)進(jìn)行調(diào)幅和/或調(diào)相。本發(fā)明還涉及一種帶有這樣的調(diào)制器的轉(zhuǎn)發(fā)器以及用于運(yùn)行這樣的調(diào)制器的調(diào)制方法。
本發(fā)明處于轉(zhuǎn)發(fā)器技術(shù)的領(lǐng)域，特別是處于用于識(shí)別目的的無(wú)觸點(diǎn)通信的范圍。盡管可以應(yīng)用于任意通訊系統(tǒng)，從而用于任意調(diào)制裝置，但是下面在所謂RFID-通信系統(tǒng)和特別是RFID-調(diào)制裝置及其應(yīng)用方面，闡述本發(fā)明以及它所考慮的問(wèn)題。這時(shí)，RFID代表″射頻識(shí)別″。在RFID-系統(tǒng)上在一個(gè)或者多個(gè)基站(或?qū)懭?讀出裝置)和一個(gè)或者多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器之間進(jìn)行無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸。關(guān)于RFID-技術(shù)的一般背景參見Klaus Finkenzeller所著Hanser出版社出版的“RFID手冊(cè)”2002年第三修改版。
背景技術(shù)：
無(wú)源轉(zhuǎn)發(fā)器無(wú)獨(dú)立的電源可供使用，半無(wú)源轉(zhuǎn)發(fā)器雖然有本身的電源可供使用，然而不論有源還是半無(wú)源的轉(zhuǎn)發(fā)器都不通過(guò)有源發(fā)送器向基站數(shù)據(jù)傳輸。這種類型的無(wú)源和半無(wú)源RFID-系統(tǒng)為了傳輸數(shù)據(jù)，特別是在距離顯著地超過(guò)1米時(shí)，與超高頻或微波結(jié)合在一般情況下使用所謂反向散射技術(shù)(或者亦稱反向散射耦合)。在反向散射技術(shù)下，使用轉(zhuǎn)發(fā)器向基站數(shù)據(jù)反向傳輸用的天線反向散射截面。為此由基站調(diào)制發(fā)射電磁的載波信號(hào)，轉(zhuǎn)發(fā)器的發(fā)射和接收裝置接收該信號(hào)并將其解調(diào)。轉(zhuǎn)發(fā)器還用常用的調(diào)制方法調(diào)制并反射與要傳遞到基站的數(shù)據(jù)相應(yīng)的電磁的載波信號(hào)。這一般是通過(guò)改變轉(zhuǎn)發(fā)器的發(fā)射和接收裝置的輸入阻抗完成的，它改變與之連接的天線的反射特性。為了調(diào)制除了幅度調(diào)制(ASK)以外，在現(xiàn)代的通訊系統(tǒng)下還日益廣泛采用相位調(diào)制(PSK)和頻率調(diào)制(FSK)與脈寬調(diào)制(PWM)結(jié)合。為此已知不同的方法。
在第一調(diào)制方法類型下，例如在歐洲專利申請(qǐng)EP 1 211 635 A2中描述的，通過(guò)接通和截?cái)嘁粋€(gè)基本上是歐姆型，因此是電阻型的負(fù)載來(lái)改變?cè)撦斎胱杩沟膶?shí)部，以此產(chǎn)生主要是所反射的波形的振幅改變或者幅度調(diào)制。這個(gè)調(diào)制方法稱為移幅鍵控(ASK)。在這里作為附加的消耗者，轉(zhuǎn)發(fā)器電壓源也對(duì)該歐姆型負(fù)載產(chǎn)生負(fù)載，以此顯著地縮小在轉(zhuǎn)發(fā)器和基站之間可橋接的最大距離，特別是本身沒(méi)有電源的無(wú)源轉(zhuǎn)發(fā)器。因此，ASK調(diào)制特別適宜于在基站和轉(zhuǎn)發(fā)器之間小的距離，然而在距離較大時(shí)只可以有條件地采用。
在第二調(diào)制方法類型下發(fā)射和接收裝置輸入部分電容的電容量改變影響阻抗的虛部，以此主要產(chǎn)生反射波的相位改變或者相位調(diào)制。這個(gè)調(diào)制方法稱為移相鍵控(PSK)。例如在舊德國(guó)專利申請(qǐng)DE101 58 442 A1中本申請(qǐng)人說(shuō)明了一種這樣的方法。與ASK調(diào)制相比，PSK-調(diào)制實(shí)際上不影響工作電壓，因此可以達(dá)到較高的效率并增大轉(zhuǎn)發(fā)器和基站之間可橋接的最大距離。自然，當(dāng)轉(zhuǎn)發(fā)器和基站之間距離變得較小時(shí)，轉(zhuǎn)發(fā)器的反射功率略微下降。在距離非常小時(shí)，可能出現(xiàn)該基站不再能檢測(cè)該轉(zhuǎn)發(fā)器所反射、相位調(diào)制的信號(hào)的情況。因此，在基站和轉(zhuǎn)發(fā)器之間的距離非常小時(shí)，PSK-調(diào)制不是最優(yōu)的。
因此，有這樣的需要，即RFID-系統(tǒng)不僅在近距離，因而在轉(zhuǎn)發(fā)器和基站之間在距離相對(duì)較小時(shí)，而且在遠(yuǎn)距離，亦即在轉(zhuǎn)發(fā)器和基站之間距離相對(duì)較大時(shí)都能運(yùn)行。在近距離和遠(yuǎn)距離的定義方面，參見前言中所述的Klaus Finkenzeller所著的RFID-手冊(cè)。
在RFID-通信系統(tǒng)至今已知的調(diào)制器下，開關(guān)單元在整流器之前(在ASK-和PSK-調(diào)制的情況下)或者之后(在ASK調(diào)制作為末級(jí)調(diào)制的情況下)進(jìn)行干預(yù)。在本申請(qǐng)人的至今尚未公開的文件登記號(hào)碼為DE 103 01 451的德國(guó)專利中請(qǐng)中描述了一種方法，其中設(shè)置多級(jí)整流電路，調(diào)制器安排在一個(gè)公共的節(jié)點(diǎn)上在整流器相鄰的各級(jí)之間進(jìn)行干預(yù)。這里通過(guò)該安排進(jìn)行幅度調(diào)制，其中發(fā)送回基站的載波的調(diào)制用一個(gè)與該整流器連接的開關(guān)裝置進(jìn)行。為此把調(diào)制控制信號(hào)引入開關(guān)裝置。這個(gè)解決方案使這個(gè)直流節(jié)點(diǎn)的開關(guān)單元產(chǎn)生顯著的負(fù)載，特別是無(wú)源時(shí)，尤其是基于反向散射的轉(zhuǎn)發(fā)器系統(tǒng)只有近場(chǎng)，亦即，距離非常小時(shí)通過(guò)轉(zhuǎn)發(fā)器從電磁場(chǎng)進(jìn)行高的能量吸收才可能。

發(fā)明內(nèi)容
于是本發(fā)明的任務(wù)在于，在無(wú)線傳輸數(shù)據(jù)時(shí)提供一種有效地和盡可能可靠的調(diào)制，其中借助于整流器產(chǎn)生對(duì)發(fā)送回去的載波的調(diào)制。
按照本發(fā)明，該任務(wù)通過(guò)帶有權(quán)利要求1的特征的調(diào)制器、通過(guò)帶有權(quán)利要求16的特征的轉(zhuǎn)發(fā)器以及通過(guò)帶有權(quán)利要求17特征的方法解決。
據(jù)此設(shè)置一種用以在轉(zhuǎn)發(fā)器和基站之間傳輸數(shù)據(jù)的調(diào)制器，它在轉(zhuǎn)發(fā)器中根據(jù)要發(fā)射的數(shù)據(jù)對(duì)所接收的電磁載波信號(hào)進(jìn)行相位調(diào)制和/或幅度調(diào)制，它包括由對(duì)所接收的電磁的載波信號(hào)進(jìn)行整流用的整流電路，該整流電路包括至少一個(gè)帶有至少一個(gè)電路節(jié)點(diǎn)的整流級(jí)，而且其中該電路接點(diǎn)借助于電容耦合與整流電路的一個(gè)輸入端連接；開關(guān)裝置，該開關(guān)裝置在整流電路的至少一個(gè)整流級(jí)內(nèi)部在輸出一側(cè)進(jìn)行干預(yù)，其中該整流級(jí)的至少一個(gè)電路節(jié)點(diǎn)與該開關(guān)裝置連接；和調(diào)制控制裝置，該調(diào)制控制裝置提供用于該開關(guān)裝置的控制輸入的調(diào)制控制信號(hào)(權(quán)利要求1)。
一種用以與基站進(jìn)行無(wú)線數(shù)據(jù)通信的轉(zhuǎn)發(fā)器，其帶有用以接收所接收的電磁的載波信號(hào)和用以發(fā)射調(diào)制的數(shù)據(jù)的發(fā)射和接收裝置，帶有至少一個(gè)按照本發(fā)明的調(diào)制器，該調(diào)制器在該整流電路內(nèi)部對(duì)要發(fā)射的數(shù)據(jù)進(jìn)行相位調(diào)制和/或幅度調(diào)制(權(quán)利要求16)。
一種在轉(zhuǎn)發(fā)器和基站之間進(jìn)行傳輸數(shù)據(jù)的方法，其中在轉(zhuǎn)發(fā)器中根據(jù)要發(fā)射的數(shù)據(jù)對(duì)所接收的電磁載波信號(hào)進(jìn)行相位調(diào)制后發(fā)射回去，并借助于調(diào)制控制裝置產(chǎn)生調(diào)制控制信號(hào)，其中該調(diào)制控制信號(hào)引入整流器，并且只用該整流器進(jìn)行調(diào)制(權(quán)利要求17)。
本發(fā)明所基于的構(gòu)思是，至少一個(gè)整流級(jí)的至少一個(gè)交流節(jié)點(diǎn)與可控開關(guān)裝置連接。該交流節(jié)點(diǎn)具有與轉(zhuǎn)發(fā)器天線輸入端的電容耦合，亦即，在高頻載波信號(hào)的情況下，該交流節(jié)點(diǎn)直接與轉(zhuǎn)發(fā)器的輸入端連接。由控制信號(hào)控制的該可控開關(guān)裝置設(shè)計(jì)得使這些AC-節(jié)點(diǎn)連接一個(gè)電位，例如基準(zhǔn)電勢(shì)，并以此改變整流器或轉(zhuǎn)發(fā)器的輸入阻抗。這使有效地的相位調(diào)制為可能，其中調(diào)制裝置元件在高頻范圍以及在低頻范圍的寄生特性在輸入一側(cè)不起作用。同時(shí)在給定情況下使該整流電路輸出電壓平滑用的電容只略微通過(guò)開關(guān)機(jī)構(gòu)與該調(diào)制一起產(chǎn)生負(fù)載。另外或者作為另一方案，還可以規(guī)定，該可控開關(guān)裝置還干預(yù)該整流電路內(nèi)部至少一個(gè)直流節(jié)點(diǎn)和/或干預(yù)該整流電路負(fù)載調(diào)制用的一個(gè)輸出節(jié)點(diǎn)。當(dāng)在近場(chǎng)在無(wú)源轉(zhuǎn)發(fā)器的情況下從該基站的電磁場(chǎng)吸收非常多能量和只應(yīng)該借助于整流器進(jìn)行調(diào)制時(shí)，這是特別有利的。作為另一方案，該振幅調(diào)制還可以不在整流器中，而是在另一個(gè)單獨(dú)與轉(zhuǎn)發(fā)器的天線輸入端連接的開關(guān)單元中進(jìn)行。
在交流節(jié)點(diǎn)和直流節(jié)點(diǎn)上進(jìn)行干預(yù)的優(yōu)點(diǎn)在于，按照本發(fā)明改變后的調(diào)制器自動(dòng)禁止該整流電路輸出端上支持電容器的放電，其中只要通過(guò)調(diào)制而起反應(yīng)的整流級(jí)的電位較低接在后面的二極管極化為阻塞狀態(tài)。此外，本申請(qǐng)人的研究已經(jīng)表明，可控開關(guān)裝置在交流節(jié)點(diǎn)上進(jìn)行干預(yù)時(shí)，效益甚至比在整流電路的直流節(jié)點(diǎn)上進(jìn)行干預(yù)時(shí)還高。因此，當(dāng)在遠(yuǎn)場(chǎng)中轉(zhuǎn)發(fā)器只有借助于該整流器(獲得的)少量能量可供使用時(shí)，按照本發(fā)明的調(diào)制對(duì)PSK-調(diào)制特別有利。
此外按照本發(fā)明的調(diào)制還提供非?？煽康模cASK調(diào)制結(jié)合，而且非常靈活的調(diào)制，因?yàn)樵谶@里不僅對(duì)于ASK-調(diào)制而且對(duì)于PSK-調(diào)制提供有效的調(diào)制。
本發(fā)明有利的配置和擴(kuò)展可由從屬權(quán)項(xiàng)以及參照附圖進(jìn)行的描述得知。
在一個(gè)有利的配置中，電壓傳感器與整流器的輸出端和可控開關(guān)裝置的輸入端連接。以此可以根據(jù)整流器輸出電壓的高低借助于評(píng)價(jià)單元，例如與門把整流器出現(xiàn)的輸出電壓的高低和調(diào)制控制信號(hào)之間進(jìn)行聯(lián)系。以此可以根據(jù)門電路的開關(guān)閾值規(guī)定第一電壓閾值，以便只要電壓傳感器或者調(diào)制控制信號(hào)不給出一個(gè)最小電壓，便在整流器內(nèi)部有效地抑制調(diào)制。
在一個(gè)特別有利的配置中，在電壓傳感器和評(píng)價(jià)單元之間設(shè)置一個(gè)比較器，它優(yōu)選構(gòu)成為施密特觸發(fā)器。～|這里可以在比較器的輸入端施加一個(gè)基準(zhǔn)電壓，籍此預(yù)先給定電壓閾值。通過(guò)該電壓閾值可以使帶有振幅調(diào)制的整流器附加地或者作為另一方案，施加相位調(diào)制。根據(jù)評(píng)價(jià)單元的構(gòu)成，例如構(gòu)成為或門邏輯電路，可以達(dá)到調(diào)制類型的串級(jí)，其中優(yōu)選在超過(guò)第一電壓閾值時(shí)接通相位調(diào)制并在超過(guò)更高的第二電壓閾值時(shí)附加地接通振幅調(diào)制。
在另一個(gè)擴(kuò)展中，還可以借助于電壓傳感器根據(jù)整流器的輸出電壓改變調(diào)制指數(shù)。這里特別是在振幅調(diào)制時(shí)把調(diào)制度提高至最大100％，只要整流器給出足夠高的輸出電壓。
在另一個(gè)有利的配置中，至少一個(gè)整流級(jí)有一個(gè)第一節(jié)點(diǎn)帶有高的高頻電勢(shì)，并且接在第一節(jié)點(diǎn)之后的第二節(jié)點(diǎn)帶有比第一節(jié)點(diǎn)小的第二高頻電勢(shì)。
在一個(gè)進(jìn)一步擴(kuò)展中，該可控開關(guān)裝置在輸出一側(cè)與該整流電路的至少一個(gè)第一節(jié)點(diǎn)連接。附加地或者作為另一方案，在第二進(jìn)一步擴(kuò)展中，該可控開關(guān)裝置還可以在輸出一側(cè)與該整流電路的至少一個(gè)第二節(jié)點(diǎn)連接。
在一個(gè)最小實(shí)施例中，該整流電路形成為單級(jí)整流器。在這種情況下，該可控開關(guān)裝置在輸出一側(cè)與單級(jí)整流器的唯一的整流級(jí)的第一節(jié)點(diǎn)連接。
在一個(gè)替代的配置中，該整流電路形成為多級(jí)整流器。這時(shí)該可控開關(guān)裝置優(yōu)選在該整流級(jí)中的至少兩個(gè)進(jìn)行干預(yù)，但不一定必須如此。
在一個(gè)有利的配置中，該可控開關(guān)裝置有至少一個(gè)可控開關(guān)，它的控制端子可以通過(guò)一個(gè)控制信號(hào)控制，以此其受控段可由控制信號(hào)控制開和關(guān)。這時(shí)，該可控開關(guān)優(yōu)選形成晶體管，特別是形成MOS場(chǎng)效應(yīng)管，這時(shí)，特別是形成為CMOS-MOS場(chǎng)效應(yīng)管。作為另一方案，在這里還可以設(shè)置為雙極性晶體管、結(jié)場(chǎng)效應(yīng)晶體管、半導(dǎo)體閘流管、IGBT等的晶體管。
附加地或者作為另一方案，該可控開關(guān)還可以形成為變?nèi)莨埽貏e是形成為MOS-變?nèi)莨堋?br> 在一個(gè)特別有利的配置中，安排至少一個(gè)電容元件，特別是電容與該可控開關(guān)的受控段串聯(lián)。還可以使用適當(dāng)連接的晶體管作為電容元件。這時(shí)，該電容元件不僅可以在基準(zhǔn)電壓側(cè)而且可以附加地或者作為另一方案，在輸出一側(cè)安排在該整流電路的方向上。該可控開關(guān)的輸出端優(yōu)選通過(guò)該電容元件與第一節(jié)點(diǎn)耦合。
在一個(gè)同樣特別有利的配置中，安排至少一個(gè)電阻元件，特別是一個(gè)電阻與該可控開關(guān)的受控段并聯(lián)和/或串聯(lián)。還可以使用晶體管作為電阻元件。這時(shí)，該電阻元件不僅可以安排在基準(zhǔn)電壓側(cè)，而且可以附加地或者作為另一方案，安排在輸出一側(cè)在該整流電路的方向上。該可控開關(guān)的輸出端優(yōu)選通過(guò)電阻元件與第二節(jié)點(diǎn)耦合。在第一配置中該調(diào)制器形成為相位調(diào)制器，用以影響發(fā)射和接收裝置的電氣特性。附加地或者作為另一方案，該調(diào)制器還可以形成為幅度調(diào)制器，用于移幅鍵控和/或影響發(fā)射和接收裝置的負(fù)載，使電磁的載波信號(hào)可用數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制。


下面根據(jù)在附圖的示意圖中給出的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作較詳細(xì)的說(shuō)明。這時(shí)，附圖中
圖1用方框電路圖表示帶有按照本發(fā)明的調(diào)制器一般的第一配置；圖2根據(jù)方框電路圖表示帶有按照本發(fā)明的調(diào)制器的更詳細(xì)的第二配置；圖3是按照本發(fā)明的調(diào)制器的第一實(shí)施例；圖4表示按照本發(fā)明的調(diào)制器的第二實(shí)施例；圖5表示作為帶有電阻的晶體管的可控開關(guān)裝置的第一配置；圖6表示作為帶有電容的晶體管的可控開關(guān)裝置的第二配置；圖7表示作為帶有電容的變?nèi)莨艿目煽亻_關(guān)裝置的第三配置。
具體實(shí)施例方式
在這些圖中，相同的或功能相同的元件和信號(hào)，只要不特別指出，都用相同的標(biāo)號(hào)標(biāo)示。
圖1用方框電路圖表示帶有按照本發(fā)明的調(diào)制器一般的第一電路，標(biāo)號(hào)1標(biāo)示的發(fā)射和接收裝置表示無(wú)源或者半無(wú)源轉(zhuǎn)發(fā)器，用以與圖1中未示出的基站進(jìn)行雙向通信。
該發(fā)射和接收裝置1有一個(gè)輸入端2和一個(gè)輸出端3。輸入端2有第一和第二輸入端子4，5，其中第一輸入端子4上施加輸入電勢(shì)VIN，而第二輸入端子5上施加基準(zhǔn)電勢(shì)，例如地電位GND。輸入電勢(shì)VIN是例如，由基站發(fā)射并由轉(zhuǎn)發(fā)器接收的電磁載波信號(hào)或者由此引出的信號(hào)。輸出端3上設(shè)置輸出端子6，其上可量取輸出信號(hào)VOUT。
在輸入端2和輸出端3之間設(shè)置按照本發(fā)明的調(diào)制器M。調(diào)制器M有整流器GL，它可以形成為單級(jí)或者多級(jí)的。調(diào)制器M還有一個(gè)可控開關(guān)裝置SE，它與整流器GL連接，并整流器GL內(nèi)部的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，正如下面還要詳細(xì)描述的，施加控制電勢(shì)V1。該可控開關(guān)裝置SE另外還有控制端子7，其中可耦合調(diào)制控制信號(hào)MCS。該調(diào)制控制信號(hào)MCS按照本發(fā)明由控制電路SS產(chǎn)生?？煽亻_關(guān)裝置SE和整流器GL各自與基準(zhǔn)電勢(shì)GND連接。
安排在整流器GL的輸出端8和輸出端3之間的電容型負(fù)載CL和歐姆型負(fù)載RL的并聯(lián)電路，代表轉(zhuǎn)發(fā)器電路以下不再更詳細(xì)地感興趣的，因此，不再詳細(xì)表示的部分各自的負(fù)載分量，其中該電容負(fù)載CL基本上用來(lái)使整流器GL的輸出電壓平滑。
該基站發(fā)射電磁波，例如在超高頻范圍，由該天線接收。該電磁波功率的一部分用來(lái)向轉(zhuǎn)發(fā)器供電，另一部分根據(jù)要向基站傳遞的數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制并反射。在輸入端子4，5之間的輸入端2上出現(xiàn)的交流電壓信號(hào)，它借助于吸收從基站的載波場(chǎng)取出，借助于整流器GL進(jìn)行整流。
在調(diào)制器的不同的結(jié)構(gòu)和用于移相鍵控和移幅鍵控的工作方法方面參見在前言中指出的本申請(qǐng)人的尚未公開的文件登記號(hào)碼為DE103 01 451的德國(guó)專利申請(qǐng)，在這些要點(diǎn)方面全部?jī)?nèi)容包括在本專利申請(qǐng)書中。
圖2表示發(fā)射和接收裝置1，其中利用二極管串來(lái)產(chǎn)生基準(zhǔn)電壓，用來(lái)釋放移相鍵控和/或移幅鍵控。該調(diào)制器M包括電壓傳感器SP，形成為串聯(lián)的二極管D7-D10。該二極管D7-D10安排在整流器GL的輸出端8和基準(zhǔn)電勢(shì)GND之間在導(dǎo)通方向上。電壓傳感器內(nèi)部電壓傳感器SP的輸出端與二極管串的節(jié)點(diǎn)N連接，與比較器KO的輸入端連接。該比較器KO形成為施密特觸發(fā)器，還有另一個(gè)輸入端，其上施加基準(zhǔn)電壓Vref。比較器的輸出端在控制裝置SE內(nèi)部與評(píng)價(jià)單元BE連接，它與同樣在該控制裝置上出現(xiàn)的調(diào)制控制信號(hào)MCS進(jìn)行與門聯(lián)系。該可控開關(guān)裝置SE還包括MOS-晶體管T，以它的漏極-源極通道(受控段)的一個(gè)端子與電源電壓連接，它的漏極-源極通道的另一個(gè)端子與基準(zhǔn)電勢(shì)GND連接。MOS-晶體管T的控制輸入G還與評(píng)價(jià)單元的輸出端連接。
在節(jié)點(diǎn)N上施加的基準(zhǔn)電勢(shì)Vref，與比較器KO的電壓閾值Vref結(jié)合以及通過(guò)與評(píng)價(jià)單元G1的聯(lián)系，用作移相鍵控和/或移幅鍵控的釋放信號(hào)。當(dāng)整流器GL輸出端8上的輸出電勢(shì)V2不足以使二極管串D7-D10導(dǎo)通時(shí)，在與節(jié)點(diǎn)N連接的比較器KO的輸入端上施加一個(gè)對(duì)應(yīng)于基準(zhǔn)電位GND或邏輯零的非常小的電壓。因此，比較器KO的輸出端同樣處于″0″，而且在這個(gè)狀態(tài)下一直保持到在該節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)的電壓大于基準(zhǔn)電壓Vref，亦即該晶體管T截止，亦即處于截止?fàn)顟B(tài)。盡管該調(diào)制裝置M仍舊受該調(diào)制控制信號(hào)MCS控制處于非激活狀態(tài)，只要評(píng)價(jià)單元中給出與聯(lián)系。在這種情況下只有在整流器GL的輸出端8上有足夠的電壓電平V2，而這只有在相應(yīng)的較高的電場(chǎng)強(qiáng)度才出現(xiàn)，才釋放，亦即調(diào)制裝置M激活。當(dāng)出現(xiàn)足以激活的電壓電平時(shí)，評(píng)價(jià)單元BE輸出信號(hào)對(duì)應(yīng)于調(diào)制控制信號(hào)MCS，以此該晶體管T與調(diào)制控制信號(hào)MCS同步導(dǎo)通和截止。
圖3表示按照本發(fā)明的調(diào)制器M的第一實(shí)施例。圖3表示帶有調(diào)制干預(yù)的形成為電壓倍增電路的整流器GL的電路圖。該電壓倍增電路GL，在這里只是舉例，由三級(jí)S1-S3組成，其中各個(gè)整流級(jí)S1-S3串聯(lián)在該電壓倍增電路GL的輸入端10和輸出端11之間?？梢岳斫猓撾妷罕对鲭娐稧L還可以多于或少于三級(jí)Sx，其中級(jí)Sx的數(shù)目取決于所選擇的要求輸出電壓。電壓倍增電路GL的輸入電壓UE施加在輸入端子A1和基準(zhǔn)電勢(shì)GND之間。輸出電壓UA可以在輸出端子A2取出。電壓倍增電路GL前級(jí)Sx的輸出端或者輸出節(jié)點(diǎn)，正如下面還要闡述的，各自與下一級(jí)Sx的一個(gè)輸入端或者輸入節(jié)點(diǎn)耦合。
第一級(jí)S1包括兩個(gè)電容C21，C22和兩個(gè)二極管D21，D22。電容C21的一個(gè)端子與輸入端子A1連接，另一個(gè)通過(guò)第一節(jié)點(diǎn)H1與二極管D21的陰極并與二極管D22的陽(yáng)極連接。這個(gè)第一節(jié)點(diǎn)H1形成一個(gè)高頻的所謂交流節(jié)點(diǎn)H1。二極管D21的陽(yáng)極和電容C22的一個(gè)端子與基準(zhǔn)電位GND連接。電容C22的另一個(gè)端子和二極管D22的陰極通過(guò)第二節(jié)點(diǎn)N1彼此連接并與基準(zhǔn)電位GND一起形成第一級(jí)S1的輸出。第一級(jí)S1的輸出端相對(duì)于第一節(jié)點(diǎn)H1是低頻的，所謂直流節(jié)點(diǎn)N1。第二節(jié)點(diǎn)N1仿佛形成下一級(jí)S2的輸入節(jié)點(diǎn)。
第二級(jí)S2包括兩個(gè)電容C23，C24以及兩個(gè)二極管D23，D24。二極管D23的陽(yáng)極與第一級(jí)S1的輸出端子N1連接。二極管D23，D24串聯(lián)在輸入節(jié)點(diǎn)N1和起輸出節(jié)點(diǎn)作用的第二級(jí)S2的第二節(jié)點(diǎn)N2之間在導(dǎo)通方向上連接。在輸出節(jié)點(diǎn)N2和基準(zhǔn)電位GND之間連接電容C24。第一級(jí)S1與第二級(jí)S2附加地通過(guò)電容C23耦合，它以其一個(gè)端子與輸入端子A1和以其另一個(gè)端子與在二極管D23，D24的二極管串聯(lián)電路之間取出點(diǎn)連接，并從而與第二級(jí)S2的第一節(jié)點(diǎn)H2連接。
第三級(jí)S3包括兩個(gè)電容C25，C26以及兩個(gè)二極管D25，D26。這用與第二級(jí)S2相同的方法連接。該第三級(jí)S3的第二節(jié)點(diǎn)N3形成得似乎是電壓倍增電路GL的輸出端子A2。
在圖3的例子中，移相鍵控用的第二級(jí)S2的第一節(jié)點(diǎn)H2與可控開關(guān)裝置SE連接，例如與圖2晶體管T的輸出端連接。該可控開關(guān)裝置SE連接得受控制信號(hào)，例如調(diào)制控制信號(hào)MCS控制，這些節(jié)點(diǎn)H2與基準(zhǔn)電位GND同步。這起反射波移相鍵控的作用。這種類型的干預(yù)的優(yōu)點(diǎn)是顯而易見的。通過(guò)多級(jí)整流器GL一個(gè)級(jí)S2內(nèi)部的可控開關(guān)裝置SE的干預(yù)，與所連接的負(fù)載在整流器GL之后或者之前相比在于，接在后面的電容負(fù)載CL和電阻負(fù)載RL通過(guò)開關(guān)裝置不再附加地產(chǎn)生負(fù)載。
圖4表示按照本發(fā)明的調(diào)制器的第二實(shí)施例。不同于圖3，在這里可控開關(guān)裝置SE在輸出一側(cè)附加地還在第二級(jí)S2的輸出端，因而在第二級(jí)S2的第二節(jié)點(diǎn)N2干預(yù)。因而1在圖4的例子中，除了移相鍵控以外，還進(jìn)行移幅鍵控，其中該第二級(jí)S2的第二節(jié)點(diǎn)N2通過(guò)可控開關(guān)裝置SE施加基準(zhǔn)電勢(shì)GND。這時(shí)，可控開關(guān)裝置SE連接并通過(guò)調(diào)制控制信號(hào)MCS進(jìn)行控制，使該節(jié)點(diǎn)N2與基準(zhǔn)電位GND同步，這附加地或者作為另一方案，起反射波移幅鍵控的作用。
這兩個(gè)工作方式，亦即移幅鍵控和移相鍵控這時(shí)都可以同時(shí)或者再根據(jù)應(yīng)用彼此分開進(jìn)行。還可以設(shè)想，當(dāng)可控開關(guān)裝置SE不作為一個(gè)裝置形成時(shí)，而是在該整流電路GL中設(shè)置多個(gè)這種裝置，各自用于一種工作模式(ASK，PSK)或者針對(duì)各自的一個(gè)干預(yù)。
還可以不用所示的級(jí)S1-S3，而使用Delon/Greinach電路，Villard-電路等中的一個(gè)級(jí)，此時(shí)在一個(gè)級(jí)Sx內(nèi)部至少一個(gè)高頻HF-節(jié)點(diǎn)Hx和優(yōu)選還有一個(gè)低頻內(nèi)部Nx通過(guò)可控開關(guān)裝置SE與基準(zhǔn)電勢(shì)GND連接。正如從上面描述的示例性實(shí)施方式清楚地表明的，本發(fā)明提出一個(gè)方法和附屬的電路，使基站和無(wú)源轉(zhuǎn)發(fā)器之間可靠的傳輸數(shù)據(jù)通過(guò)更大的距離范圍，在距離相對(duì)較小時(shí)直至距離相對(duì)較大成為可能。這些電路非常簡(jiǎn)單地集成在不同的轉(zhuǎn)發(fā)器設(shè)計(jì)中。
圖5和6表示帶有電阻或電容的可控開關(guān)裝置SE的第一和第二配置。其中圖5和6包含該可控開關(guān)裝置SE各自一個(gè)晶體管T1。這時(shí)，該晶體管T1可以是圖2的晶體管T或者由此形成的不同的開關(guān)裝置。該晶體管T1有一個(gè)控制端子G，其上例如，可耦合調(diào)制控制信號(hào)MCS或者由此引出的信號(hào)。通過(guò)控制端子G，晶體管T1在MOSFET-晶體管的情況下籍此形成它的柵極-源極段或它的柵極-源極通道，用控制信號(hào)VG控制開、關(guān)。這時(shí)，控制信號(hào)VG可以是一個(gè)由調(diào)制控制信號(hào)MCD引出的信號(hào)。
在圖5中該可控開關(guān)裝置SE是針對(duì)時(shí)間連續(xù)的直流應(yīng)用設(shè)計(jì)的。在圖5(a)中，晶體管T1的受控段直接安排在基準(zhǔn)電勢(shì)GND和第二NF-節(jié)點(diǎn)Nx之間。在圖5(b)中，第一電阻R1安排在晶體管T1的輸出端子D和NF-節(jié)點(diǎn)Nx之間。在圖5(c)中，附加地另一個(gè)電阻R2安排得與晶體管T1的受控段并聯(lián)。一個(gè)這樣的可控開關(guān)裝置SE在晶體管T1的導(dǎo)通狀態(tài)下引起整流器GL中附加的直流電流消耗，并以此改變的阻抗，其中以此基本上改變轉(zhuǎn)發(fā)器阻抗的實(shí)部。
在圖6中可控開關(guān)裝置SE是針對(duì)時(shí)間離散的交流應(yīng)用設(shè)計(jì)的。在圖6(a)中，在晶體管T1的輸出端子D和HF-節(jié)點(diǎn)Hx之間安排第一電容C1。因此，圖6(a)表示一個(gè)連接的電容，它在時(shí)間離散的區(qū)域內(nèi)呈現(xiàn)電阻功能。在圖6(b)中，附加地另一個(gè)電容C2安排在在晶體管T1的基準(zhǔn)電壓側(cè)端子S和基準(zhǔn)電勢(shì)GND之間。在圖6(c)中，附加地電阻R3與另一個(gè)電容C2并聯(lián)，就是說(shuō)安排在晶體管T1的基準(zhǔn)電壓側(cè)端子S和基準(zhǔn)電勢(shì)GND之間。一個(gè)這樣的可控開關(guān)裝置SE在晶體管T1的導(dǎo)通狀態(tài)下，因?yàn)樵陔娏骱碗妷褐g相角較大，引起整流器GL中一個(gè)附加的交流功率消耗和以此引起阻抗改變。在該阻抗改變時(shí)，該阻抗的實(shí)部和虛部也改變。人們?cè)谶@里還可以談?wù)摳郊拥乃p電路，或者作為另一方案，還可以談?wù)摻尤胍粋€(gè)電容，帶來(lái)一個(gè)非常小和從而壞的，因?yàn)榉浅８哂袚p失的串聯(lián)電阻Q值。在這里基本上改變轉(zhuǎn)發(fā)器阻抗的虛部。
在圖7中該可控開關(guān)裝置SE包括一個(gè)變?nèi)莨蹸3。變?nèi)莨蹸3是受電壓控制的電容，它還有控制接點(diǎn)，通過(guò)它可以控制，從而調(diào)節(jié)變?nèi)莨蹸3的電容。為此目的，變?nèi)莨蹸3的電容接點(diǎn)A，K各自與未示出的控制裝置的輸出端連接，例如，取決于調(diào)制控制信號(hào)有目的地調(diào)整變?nèi)莨蹸3的電容。在圖7(a)中，變?nèi)莨蹸3直接安排在基準(zhǔn)電勢(shì)GND和NF-節(jié)點(diǎn)Hx之間。在圖7(b)中，第一電容C4安排在變?nèi)莨蹸3的輸出端子A和HF-節(jié)點(diǎn)Hx之間。在圖7(c)中，附加地把另一個(gè)電容安排在變?nèi)莨蹸3的基準(zhǔn)電壓側(cè)端子K和基準(zhǔn)電勢(shì)GND之間。一個(gè)這樣地形成的可控開關(guān)裝置SE同樣基本上改變轉(zhuǎn)發(fā)器阻抗的虛部。
盡管上面根據(jù)優(yōu)選的實(shí)施例描述了本發(fā)明，但不限于此，而是可以以多種類型和方法改變。
這樣，特別是整流電路，正如上面已經(jīng)說(shuō)明的，不限于圖3和4的電路技術(shù)結(jié)構(gòu)，而是可以任意以其他方式形成，例如形成單級(jí)或者多級(jí)。
該可控開關(guān)裝置SE的配置也只應(yīng)理解為范例。在這里顯而易見，可以找到任意其他和擴(kuò)展的配置和擴(kuò)展，例如通過(guò)準(zhǔn)備附加的電阻和/或電容，接在開關(guān)或變?nèi)莨艿氖芸囟蔚妮敵鲆粋?cè)和/或在基準(zhǔn)電壓側(cè)或者并聯(lián)和/或串聯(lián)。特別是還可以設(shè)想上述布置的結(jié)合。
本發(fā)明特別是不只限于RFID-系統(tǒng)，而是顯而易見可以進(jìn)行擴(kuò)展，例如用于單個(gè)部分的識(shí)別(英文item identification)。往往各個(gè)部分不必唯一地知道。在這里主要可以排除例如有錯(cuò)誤的部分的存在就夠了。這主要還稱為非唯一的識(shí)別。轉(zhuǎn)發(fā)器在這方面運(yùn)行時(shí)，這是一個(gè)可遙控的傳感器的功能(英文remote sensor(遙感器))。因此本發(fā)明還明確地涉及這樣的傳感器，此時(shí)進(jìn)行用以把數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)載體或傳感器讀出和將其寫入的通信。作為這種所謂遙控傳感器應(yīng)用的例子，有溫度傳感器、壓力傳感器等。
附圖標(biāo)號(hào)1 發(fā)射和接收裝置2 輸入端3 輸出端4 第一輸入端子5 第二輸入端子6 輸出端子7 控制端子8 整流器的輸出端10 輸入端11 輸出端A 變?nèi)莨?端子，陽(yáng)極A1 輸入端子A2 輸出端子C1，C2電容C21，C22 第一整流級(jí)的電容C23，C24 第二整流級(jí)的電容C25，C26 第三整流級(jí)的電容C3變?nèi)莨蹸4，C5電容CL電容性負(fù)載
D 晶體管d1輸出端子D25，D26 第三整流級(jí)d1二極管D7-D10二極管G 晶體管d1控制端子G1評(píng)價(jià)單元GL整流器，電壓倍增電路GND 基準(zhǔn)電勢(shì)，基準(zhǔn)物的電勢(shì)H1-H3，Hx 第一高頻的節(jié)點(diǎn)，交流節(jié)點(diǎn)K 變?nèi)莨荜帢O的端子KO比較器M 調(diào)制器MCS 調(diào)制控制信號(hào)N 取出點(diǎn)N1-N3，Nx 第二低頻節(jié)點(diǎn)，直流節(jié)點(diǎn)R1-R3 電阻RL歐姆型負(fù)載S 晶體管的在基準(zhǔn)電壓側(cè)端子S1-S3 整流級(jí)SE可控開關(guān)裝置SP電壓傳感器SS控制電路T MOS-晶體管T1晶體管UA輸出電壓UE輸入電壓V1控制電勢(shì)VIN 輸入電勢(shì)VOUT 輸出信號(hào)
VRef基準(zhǔn)電勢(shì)
權(quán)利要求
1.一種在轉(zhuǎn)發(fā)器和基站之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸用的調(diào)制器(M)，該調(diào)制器在轉(zhuǎn)發(fā)器中根據(jù)要發(fā)射的數(shù)據(jù)對(duì)所接收的電磁載波信號(hào)進(jìn)行調(diào)相和/或調(diào)幅，該調(diào)制器包括用以對(duì)所接收的電磁的載波信號(hào)進(jìn)行整流的整流電路(GL)，它包括至少一個(gè)帶有至少一個(gè)電路節(jié)點(diǎn)(H1-H3)的整流級(jí)(S1-S3)，而該電路節(jié)點(diǎn)(H1-H3)借助于電容耦合與該整流電路的輸入端(A1)連接；開關(guān)裝置(SE)，它在該整流電路(GL)的至少一個(gè)整流級(jí)(S1-S3)內(nèi)部的輸出側(cè)進(jìn)行干預(yù)，其中該整流級(jí)(S1-S3)的至少一個(gè)電路節(jié)點(diǎn)(H1-H3)與該開關(guān)裝置(SE)連接；調(diào)制控制裝置，它提供用于開關(guān)裝置(SE)的控制輸入(7)的調(diào)制控制信號(hào)(MCS)。
2.按照權(quán)利要求1的調(diào)制器，其特征在于，為了調(diào)制載波信號(hào)只設(shè)置整流器(GL)。
3.按照權(quán)利要求1或者權(quán)利要求2的調(diào)制器，其特征在于，設(shè)置一個(gè)與該開關(guān)裝置(SE)的輸入端和與整流器(GL)的輸出端(8)連接的電壓傳感器(SP)。
4.按照權(quán)利要求3的調(diào)制器，其特征在于，該開關(guān)裝置(SE)設(shè)有評(píng)價(jià)單元(G1)，借助于該評(píng)價(jià)單元將電壓傳感器(SP)的信號(hào)與調(diào)制控制信號(hào)(MCS)優(yōu)選以一種邏輯形式聯(lián)系起來(lái)。
5.按照權(quán)利要求1至4中之一所述的調(diào)制器，其特征在于，在電壓傳感器(SP)的輸出端和控制裝置(SE)之間設(shè)置一個(gè)比較器(KO)，在其上施加基準(zhǔn)電壓(VREF)。
6.按照權(quán)利要求1至5中之一所述的調(diào)制器，其特征在于，至少一個(gè)整流級(jí)(S1-S3)設(shè)有帶有高的高頻電勢(shì)的第一節(jié)點(diǎn)(H1-H3)和接在該第一節(jié)點(diǎn)(H1-H3)之后的帶有比第一節(jié)點(diǎn)(H1-H3)低的第二高頻電勢(shì)的第二節(jié)點(diǎn)(N1-N3)。
7.按照權(quán)利要求1至6中之一所述的調(diào)制器，其特征在于，該可控開關(guān)裝置(SE)在輸出側(cè)與該整流電路(GL)的至少一個(gè)第二節(jié)點(diǎn)(N1-N3)連接。
8.按照權(quán)利要求1至7中至少一項(xiàng)所述的調(diào)制器，其特征在于，該整流電路(GL)形成為多級(jí)整流器(GL)，而可控開關(guān)裝置(SE)在輸出側(cè)在至少兩個(gè)整流級(jí)(S1-S3)中進(jìn)行干預(yù)。
9.按照上列權(quán)利要求中的至少一項(xiàng)所述的調(diào)制器，其特征在于，該可控開關(guān)裝置(SE)具有至少一個(gè)可控開關(guān)(T1，C3)，它的控制端子(G)可由控制信號(hào)(VG)控制，以此通過(guò)該控制信號(hào)(VG)控制它的受控段的開和關(guān)。
10.按照權(quán)利要求9的調(diào)制器，其特征在于，該可控開關(guān)(T1)形成為晶體管，特別是MOS場(chǎng)效應(yīng)管(T1)。
11.按照權(quán)利要求9或者10中至少一項(xiàng)所述的調(diào)制器，其特征在于，該可控開關(guān)形成為變?nèi)莨?C3)，特別是MOS-變?nèi)莨?C3)。
12.按照權(quán)利要求9至11中至少一項(xiàng)所述的調(diào)制器，其特征在于，安排至少一個(gè)電容元件(C1，C2，C4，C5)，特別是一個(gè)電容與可控開關(guān)(T1，C3)的受控段串聯(lián)。
13.按照權(quán)利要求12的調(diào)制器，其特征在于，該可控開關(guān)(T1，C3)的輸出端(D)通過(guò)該電容元件(C1，C4)與第一節(jié)點(diǎn)(Hx)耦合。
14.按照權(quán)利要求9至13中至少一項(xiàng)所述的調(diào)制器，其特征在于，安排至少一個(gè)電阻元件(R1-R3)，特別是一個(gè)電阻與可控開關(guān)(T1，C3)的受控段并聯(lián)和/或串聯(lián)。
15.按照權(quán)利要求14的調(diào)制器，其特征在于，該可控開關(guān)(T1C3)的輸出端(D)通過(guò)電阻元件(R1)與第二節(jié)點(diǎn)(Nx)耦合。
16.一種與基站進(jìn)行無(wú)線數(shù)據(jù)通信用的轉(zhuǎn)發(fā)器，帶有一個(gè)發(fā)射和接收裝置(1)，用以接收所接收的電磁載波信號(hào)和發(fā)射調(diào)制的數(shù)據(jù)，帶有至少一個(gè)按照上列權(quán)利要求中的至少一項(xiàng)所述的調(diào)制器(M)，該調(diào)制器對(duì)發(fā)射的數(shù)據(jù)在整流電路(GL)內(nèi)部進(jìn)行相位調(diào)制和/或幅度調(diào)制。
17.在轉(zhuǎn)發(fā)器和基站之間進(jìn)行傳輸數(shù)據(jù)的方法，在轉(zhuǎn)發(fā)器中所接收的電磁載波信號(hào)根據(jù)要發(fā)射的數(shù)據(jù)進(jìn)行相位調(diào)制后發(fā)射回去，其特征在于，借助于調(diào)制控制裝置產(chǎn)生調(diào)制控制信號(hào)(MCS)，和把該調(diào)制控制信號(hào)(MCS)引入整流器(GL)，和只用整流器(GL)進(jìn)行調(diào)制。
18.按照權(quán)利要求17的方法，其特征在于，借助于調(diào)制控制信號(hào)(MCS)在整流器(GL)中除了相位調(diào)制以外，還進(jìn)行振幅調(diào)制。
19.按照權(quán)利要求17或者權(quán)利要求18的方法，其特征在于，在該調(diào)制器(M)中載波的調(diào)制是根據(jù)第一閾值，優(yōu)選根據(jù)一個(gè)電壓進(jìn)行的。
20.按照權(quán)利要求19的方法，其特征在于，振幅調(diào)制只在超過(guò)第一閾值時(shí)才進(jìn)行。
21.按照權(quán)利要求19或者權(quán)利要求20的方法，其特征在于，振幅調(diào)制只在超過(guò)其電位高于該第一閾值的第二閾值時(shí)才進(jìn)行。
22.按照權(quán)利要求17至21中之一所述的調(diào)制方法，其特征在于，根據(jù)整流器(GL)的電位的高低改變調(diào)制指數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明涉及在轉(zhuǎn)發(fā)器和基站之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸用的調(diào)制器(M)，它根據(jù)要發(fā)射的數(shù)據(jù)對(duì)所接收的電磁載波信號(hào)進(jìn)行調(diào)幅和/或調(diào)相，帶有控制輸入，其上施加調(diào)制控制信號(hào)；整流電路(GL)，對(duì)所接收的電磁的載波信號(hào)進(jìn)行整流，它有至少一個(gè)整流級(jí)(S1－S3)；至少一個(gè)可由調(diào)制控制信號(hào)控制的開關(guān)裝置(SE)，它在其輸出一側(cè)干預(yù)該整流電路至少一個(gè)整流級(jí)并可以通過(guò)它給這個(gè)整流級(jí)的至少一個(gè)節(jié)點(diǎn)(H1－H3)施加基準(zhǔn)電勢(shì)。本發(fā)明還涉及帶有這樣的調(diào)制器的轉(zhuǎn)發(fā)器，以及運(yùn)行這樣一個(gè)調(diào)制器的調(diào)制方法。
文檔編號(hào)G06K19/07GK1981290SQ200580022875
公開日2007年6月13日 申請(qǐng)日期2005年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月12日
發(fā)明者奧里奇·弗里德里希, 馬丁·費(fèi)舍爾, 邁克爾·潘格爾斯 申請(qǐng)人:愛(ài)特梅爾(德國(guó))有限公司