技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明一般涉及用于EHF通信的設(shè)備、系統(tǒng)和方法,并且更具體地涉及建立和終止EHF電磁連接。
背景技術(shù):
觸點(diǎn)反彈或顫動(dòng)是在機(jī)械開(kāi)關(guān)或繼電器閉合時(shí)可能發(fā)生的快速電流轉(zhuǎn)換或閃變。其可能會(huì)發(fā)生在開(kāi)關(guān)中的電觸點(diǎn)具有足夠的彈力或彈性時(shí)。在建立穩(wěn)定持續(xù)接觸之前,當(dāng)開(kāi)關(guān)中的電觸點(diǎn)相互接觸時(shí),它們會(huì)輕微回彈,幾乎就像跳動(dòng)。其結(jié)果并不是期望的從零到滿電流的瞬時(shí)轉(zhuǎn)變,而是初始快速電流振蕩。圖1示出了顯示了機(jī)械開(kāi)關(guān)表現(xiàn)出的觸點(diǎn)反彈的實(shí)例的示例性繪圖。
例如在序列號(hào)為13/427,576(特此通過(guò)參考并入)的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)中所描述的非接觸式連接器,盡管它們不具有機(jī)械開(kāi)關(guān),但它們也面臨當(dāng)連接器足夠近以建立期望無(wú)線連接時(shí)信號(hào)強(qiáng)度的快速初始改變。電磁場(chǎng)均勻性的變化、有關(guān)的天線方向角的小改變和其它因素可能都促成了這種被觀察到的的信號(hào)變化,其可能危及連接的初始穩(wěn)定性。
需要一種非接觸電路連接器能夠阻止或抵消這種信號(hào)強(qiáng)度的初始變化,以確保即使在建立非接觸連接的初始階段,連接仍然是穩(wěn)健和始終的。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
在一個(gè)實(shí)施方式中,本發(fā)明提供用于設(shè)備間通信的電路連接器,其中電路連接器包括:適配為接收發(fā)送的EHF電磁信號(hào)的接收器;耦合至接收器并且響應(yīng)于控制信號(hào)用于當(dāng)控制信號(hào)具有第一狀態(tài)時(shí)輸出代表接收信號(hào)的輸出信號(hào),并且當(dāng)控制信號(hào)具有第二狀態(tài)時(shí)不輸出輸出信號(hào)的輸出電路;和耦合至接收器并且適配為生成具有第二狀態(tài)的控制信號(hào)直到接收信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度超過(guò)第一閾值第一時(shí)間間隔的控制器,于是控制器生成具有第一狀態(tài)的控制信號(hào),并且控制器適配為當(dāng)接收信號(hào)未能達(dá)到第二閾值第二時(shí)間間隔時(shí),生成具有第二狀態(tài)的控制信號(hào)。
在另一個(gè)實(shí)施方式中,本發(fā)明提供一種用于設(shè)備間通信的電路連接器,其包括:耦合至接收器的輸出電路,其中輸出電路響應(yīng)控制信號(hào)用于當(dāng)控制信號(hào)具有第一狀態(tài)時(shí)輸出代表接收信號(hào)的輸出信號(hào)并且當(dāng)控制信號(hào)具有第二狀態(tài)時(shí)不輸出輸出信號(hào)。電路連接器還包括耦合至接收器并且適配為生成具有第二狀態(tài)的控制信號(hào)直到接收信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度超過(guò)第一閾值第一時(shí)間間隔的控制器,于是控制器生成具有第一狀態(tài)的控制信號(hào);并且當(dāng)接收信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度未能達(dá)到第二閾值第二時(shí)間間隔時(shí)生成具有第二狀態(tài)的控制信號(hào)。
在還有的另一個(gè)實(shí)施方式中,本發(fā)明提供用于通過(guò)使用適配為經(jīng)由EHF電磁信號(hào)通信的電路連接器建立電子信號(hào)的方法。該方法包括:在電路連接器接收EHF電磁信號(hào);將接收的EHF電磁信號(hào)轉(zhuǎn)換成具有接收電子信號(hào)水平的接收電子信號(hào);檢測(cè)代表接收電子信號(hào)水平的信號(hào);將檢測(cè)信號(hào)與代表第一信號(hào)強(qiáng)度閾值的第一閾值信號(hào)進(jìn)行比較;當(dāng)檢測(cè)信號(hào)超過(guò)第一閾值信號(hào)時(shí)啟動(dòng)第一定時(shí)器;測(cè)量檢測(cè)信號(hào)超過(guò)第一閾值信號(hào)期間的第一時(shí)間間隔;當(dāng)檢測(cè)信號(hào)超過(guò)第一閾值信號(hào)第一時(shí)間間隔時(shí)輸出第一定時(shí)器輸出信號(hào);響應(yīng)于第一定時(shí)器輸出信號(hào)輸出接收電子信號(hào);將檢測(cè)信號(hào)與代表第二信號(hào)強(qiáng)度閾值的第二閾值信號(hào)進(jìn)行比較;如果檢測(cè)信號(hào)未能達(dá)到第二閾值信號(hào),那么啟動(dòng)第二定時(shí)器;測(cè)量檢測(cè)信號(hào)未能達(dá)到第二閾值信號(hào)期間的第二時(shí)間間隔;當(dāng)檢測(cè)信號(hào)未能達(dá)到第二閾值信號(hào)第二時(shí)間間隔時(shí)輸出第二定時(shí)器輸出信號(hào);以及響應(yīng)于第二定時(shí)器輸出信號(hào)阻止接收電子信號(hào)的輸出。
在還有的另一個(gè)實(shí)施方式中,本發(fā)明提供一種用于通過(guò)使用適配為經(jīng)由EHF電磁信號(hào)通信的電路連接器設(shè)備建立電子信號(hào)的方法。該方法包括:在電路連接器接收EHF電磁信號(hào);將接收的EHF電磁信號(hào)轉(zhuǎn)換成具有接收電子信號(hào)水平的接收電子信號(hào);檢測(cè)代表接收電子信號(hào)水平的信號(hào);將檢測(cè)信號(hào)與代表第一信號(hào)強(qiáng)度閾值的第一閾值信號(hào)進(jìn)行比較;測(cè)量檢測(cè)信號(hào)超過(guò)第一閾值信號(hào)的時(shí)間總量;當(dāng)檢測(cè)信號(hào)超過(guò)第一閾值信號(hào)第一時(shí)間間隔時(shí)輸出第一輸出信號(hào);以及響應(yīng)于第一輸出信號(hào)輸出接收電子信號(hào)。
附圖說(shuō)明
圖1為示出了當(dāng)閉合機(jī)械開(kāi)關(guān)時(shí)的觸點(diǎn)反彈的圖。
圖2為隨分離距離變化的非接觸連接組件之間的信號(hào)強(qiáng)度的代表性繪圖,包括描繪了非接觸連接形成時(shí)信號(hào)強(qiáng)度的變化的虛線,以及描繪了非接觸連接終止時(shí)信號(hào)強(qiáng)度的變化的點(diǎn)劃線。對(duì)于兩個(gè)繪圖,假設(shè)分離距離的變化速率相等和不變。
圖3為示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式在建立和終止非接觸通信電路時(shí)表現(xiàn)的磁滯的代表性繪圖。
圖4為描繪了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的示例性電路連接器的框圖。
圖5為描繪了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的可替選電路連接器的框圖。
圖6為示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的用于實(shí)施虛擬磁滯響應(yīng)的示例性系統(tǒng)的框圖。
圖7為描繪了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的用于實(shí)施虛擬磁滯響應(yīng)的示例性電路的電子電路示圖。
圖8為描繪了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的當(dāng)實(shí)施虛擬磁滯響應(yīng)時(shí)的一系列示例性事件的流程圖。
圖9為描繪了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的當(dāng)實(shí)施虛擬磁滯響應(yīng)時(shí)的可替選的一系列示例性事件的流程圖。
圖10為描繪了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的在非接觸連接形成期間使用的虛擬磁滯在信號(hào)強(qiáng)度上的效果的繪圖。
圖11為描繪了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的在非接觸連接終止期間使用的虛擬磁滯在信號(hào)強(qiáng)度上的效果的繪圖。
圖12為示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的示例性方法的流程圖。
圖13為示出了圖12的流程圖的可選擴(kuò)展的流程圖。
圖14為示出了圖13的流程圖的可選擴(kuò)展的流程圖。
圖15為顯示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的用于實(shí)施虛擬磁滯響應(yīng)的另一個(gè)示例性系統(tǒng)的框圖。
具體實(shí)施方式
當(dāng)在設(shè)計(jì)為以非常高的速率傳輸數(shù)據(jù)的電子系統(tǒng)中使用設(shè)備或電路之間的傳統(tǒng)的物理連接時(shí),設(shè)備或電路之間的傳統(tǒng)的物理連接表現(xiàn)出種種不利特征,導(dǎo)致信號(hào)完整性的降低以及對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)不穩(wěn)定性。通過(guò)使用例如在美國(guó)專(zhuān)利No.5,621,913和美國(guó)專(zhuān)利No.12/655,041(這些公開(kāi)以及本文中參考的所有其它公開(kāi)都通過(guò)參考方式整體并入本文用于所有目的)中所公開(kāi)的無(wú)線通信系統(tǒng),可以去除物理連接。
然而,這種無(wú)線系統(tǒng)不能滿足對(duì)高帶寬模塊化和便攜存儲(chǔ)器設(shè)備的不斷增長(zhǎng)的需求。為了確保這些設(shè)備之間和設(shè)備內(nèi)的通信的安全和穩(wěn)定性,在各種新的以及有用的應(yīng)用中可以使用極高頻率(Extremely High Frequency,EHF)通信單元。
EHF通信單元可以包括一個(gè)或多個(gè)EHF通信芯片封裝,或EHF通信鏈接芯片。序列號(hào)為No.61/491,811、61/467,334、61/485,1103和61/485,543的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)中詳細(xì)描述了這種通信鏈接芯片的示例,這些申請(qǐng)通過(guò)參考方式以其所有目的整體并入這里。
如圖2中所顯示的,在這種EHF通信系統(tǒng)中,在通信鏈接芯片之間的EHF信號(hào)的強(qiáng)度足以建立穩(wěn)定通信鏈接之前,必須使兩個(gè)EHF通信鏈接芯片接近。如圖2中所顯示的,隨著兩個(gè)EHF通信組件之間的分離距離減少,信號(hào)強(qiáng)度可以不均勻地增加。同樣地,當(dāng)兩個(gè)組件分離時(shí),信號(hào)強(qiáng)度不均勻地減少。結(jié)果,通信系統(tǒng)可能?chē)L試建立初始連接僅是為了在建立連接之前終止一次或多次。同樣地,當(dāng)組件分離時(shí),連接可能會(huì)終止,但是隨著信號(hào)強(qiáng)度暫時(shí)增加將立即嘗試重新建立連接。
為了最小化非接觸EHF連接的初始或終止期間信號(hào)強(qiáng)度的這種變化的影響,每個(gè)通信封裝可以在連接和非連接期間施加虛擬磁滯效應(yīng)。當(dāng)系統(tǒng)的性能不僅取決于其當(dāng)前狀態(tài),還取決于其剛才之前的狀態(tài)時(shí),系統(tǒng)表現(xiàn)出磁滯。也就是說(shuō),系統(tǒng)從狀態(tài)A到狀態(tài)B的轉(zhuǎn)變期間的性能不同于從狀態(tài)B到狀態(tài)A的轉(zhuǎn)變期間的性能。有時(shí),磁滯被描述為落后于其成因的滯后效應(yīng)。
在這種非接觸連接上強(qiáng)加虛擬(或人工)磁滯效應(yīng)將要求在接收連接器建立EHF連接之前,連接器接收的信號(hào)必須強(qiáng)于限定的最小信號(hào)強(qiáng)度,并且表現(xiàn)出要求的穩(wěn)定度。相反地,接收連接器不會(huì)終止兩個(gè)連接器之間的EHF連接直到并且除非接收的信號(hào)的強(qiáng)度落到限定的最小信號(hào)強(qiáng)度以下一段最小時(shí)間間隔。
一旦強(qiáng)加了虛擬磁滯效應(yīng),當(dāng)使兩個(gè)示例性EHF通信鏈接芯片接近時(shí),通信鏈接將不會(huì)被建立直到接收通信鏈接芯片接收的EHF信號(hào)表現(xiàn)出足夠的強(qiáng)度和/或預(yù)定持續(xù)時(shí)期的足夠的強(qiáng)度。同樣地,當(dāng)EHF通信鏈接芯片分離時(shí),通信鏈接將不會(huì)被終止直到接收通信鏈接接收的EHF信號(hào)落到預(yù)定信號(hào)強(qiáng)度以下。如圖3中所顯示的,這將導(dǎo)致通信鏈接芯片之間的通信電路在通信電路先建立并且隨后被終止時(shí)表現(xiàn)出磁滯。
圖4為示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的示出性電路連接器10的框圖。電路連接器10能夠?qū)崿F(xiàn)虛擬磁滯環(huán)。電路連接器10包括:適配為接收傳送的EHF電磁信號(hào)的接收器12;耦合至接收器12的輸出電路14,其中輸出電路具有對(duì)應(yīng)于使能信號(hào)輸出和失能信號(hào)輸出的兩個(gè)工作狀態(tài)。電路連接器還包括耦合至接收器12并且適配為生成控制信號(hào)的控制器16,控制信號(hào)具有兩個(gè)狀態(tài),對(duì)應(yīng)于當(dāng)接收的信號(hào)超過(guò)第一閾值的第一情況和當(dāng)接收的信號(hào)小于第二閾值的第二情況。輸出電路14適配為響應(yīng)于控制信號(hào)的狀態(tài)改變工作狀態(tài)。
可替選地,或另外地,電路連接器10的輸出電路14可以適配為響應(yīng)于控制信號(hào),當(dāng)控制信號(hào)具有第一狀態(tài)時(shí)輸出代表了接收信號(hào)的輸出信號(hào),以及當(dāng)控制信號(hào)具有第二狀態(tài)時(shí)不輸出輸出信號(hào)。在這個(gè)實(shí)施方式中,控制器適配為生成具有第二狀態(tài)的控制信號(hào)直到接收信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度超過(guò)第一閾值第一時(shí)間間隔,于是控制器生成具有第一狀態(tài)的控制信號(hào)。
圖5為示出了根據(jù)本發(fā)明的可替選實(shí)施方式的示例性電路連接器20的框圖,示例性電路連接器20也能夠?qū)崿F(xiàn)虛擬磁環(huán)。與圖4的電路連接器10相似,電路連接器20包括:適配為從附近EHF發(fā)送器26接收發(fā)送的EHF電磁信號(hào)24的接收器22,該EHF發(fā)送器可以是和設(shè)備20相同或不同的另一個(gè)EHF電路連接器。接收器22可以適配為將接收的已調(diào)制EHF電磁信號(hào)24轉(zhuǎn)換成具有接收電子信號(hào)水平的接收電子信號(hào)。
電路連接器20還可以包括耦合至接收器22的輸出電路28,其中輸出電路28響應(yīng)于控制信號(hào)用于當(dāng)控制信號(hào)具有第一狀態(tài)時(shí)使能代表了接收信號(hào)的信號(hào)輸出以及用于當(dāng)控制信號(hào)具有第二狀態(tài)時(shí)失能信號(hào)輸出。
同樣耦合至接收器22的是控制器30。通常,控制器30適配為發(fā)送具有第二狀態(tài)的控制信號(hào)至輸出電路28,以阻止輸出電路失能信號(hào)輸出直到接收的信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度超過(guò)第一閾值第一時(shí)間間隔,在第一時(shí)間間隔點(diǎn),控制器30發(fā)送具有第一狀態(tài)的控制信號(hào)至輸出電路28,這由使能信號(hào)輸出來(lái)響應(yīng)。
控制器30還包括可以耦合至接收器22的信號(hào)強(qiáng)度計(jì)量?jī)x32,該信號(hào)強(qiáng)度計(jì)量?jī)x可以適配為確定代表了接收器22所接收的電子信號(hào)水平的檢測(cè)信號(hào)。信號(hào)強(qiáng)度計(jì)量?jī)x32還可以耦合至比較電路34,比較電路34適配為將檢測(cè)信號(hào)與代表了第一信號(hào)強(qiáng)度閾值的閾值信號(hào)進(jìn)行比較,并且生成表示檢測(cè)信號(hào)是否超過(guò)閾值信號(hào)的計(jì)時(shí)器控制信號(hào)。
然后,比較電路34可以耦合至第一計(jì)時(shí)器36,第一計(jì)時(shí)器36適配為接收比較電路34產(chǎn)生的計(jì)時(shí)器控制信號(hào)并且測(cè)量檢測(cè)信號(hào)超過(guò)閾值信號(hào)期間的第一時(shí)間間隔,并且輸出計(jì)時(shí)器輸出信號(hào)至控制電路38。控制電路38耦合至第一計(jì)時(shí)器36和輸出電路28兩者,并且控制電路38適配為生成適合用于觸發(fā)輸出電路28以響應(yīng)于第一計(jì)時(shí)器輸出信號(hào)而輸出接收電子信號(hào)的控制信號(hào)。也就是說(shuō),如果控制電路38從第一計(jì)時(shí)器36接收到第一計(jì)時(shí)器輸出信號(hào),那么檢測(cè)信號(hào)強(qiáng)度就已超過(guò)閾值第一時(shí)間間隔,并且因此可以建立通信鏈接。
在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中,控制電路38可以包括適配為計(jì)算接收電子信號(hào)水平的變化速率的速率電路。通過(guò)確定接收電子信號(hào)的強(qiáng)度的改變速率,控制電路可以確定信號(hào)達(dá)到較低閾值的時(shí)刻和信號(hào)達(dá)到較高閾值的時(shí)刻之間的不同。當(dāng)建立非接觸連接時(shí),物理設(shè)備通??偸蔷哂薪咏俾剩虼巳绻刂齐娐?8確定信號(hào)達(dá)到較低閾值的時(shí)刻和信號(hào)達(dá)到較高閾值的時(shí)刻之間的滯后小于預(yù)定參考值,那么控制電路可以失能接收電子信號(hào)的通信。
另外,電路連接器20還可以包括第二計(jì)時(shí)器40。在這個(gè)實(shí)施方式中,輸出電路28可以適配為接收來(lái)自控制電路38的第二控制信號(hào)后阻止接收電子信號(hào)的輸出。比較電路34還可以額外地適配為將檢測(cè)信號(hào)與代表了第二信號(hào)強(qiáng)度閾值的第二閾值信號(hào)進(jìn)行比較,并且生成表示檢測(cè)信號(hào)是否未能達(dá)到第二閾值信號(hào)的第二計(jì)時(shí)器控制信號(hào)。第二計(jì)時(shí)器40還可以適配為接收第二計(jì)時(shí)器控制信號(hào)并且測(cè)量檢測(cè)信號(hào)未能達(dá)到第二閾值信號(hào)期間的第二時(shí)間間隔,并且輸出第二計(jì)時(shí)器輸出信號(hào)至控制電路38,該第二計(jì)時(shí)器輸出信號(hào)可以代表檢測(cè)信號(hào)是否已未能達(dá)到第二閾值信號(hào)第二時(shí)間間隔。在本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施方式中,控制電路響應(yīng)第二計(jì)時(shí)器輸出信號(hào)用于在檢測(cè)信號(hào)未能達(dá)到第二閾值第二時(shí)間間隔之后生成適用于阻止輸出電路28的接收電子信號(hào)的輸出。在本發(fā)明的實(shí)施方式中,第一和第二信號(hào)強(qiáng)度閾值是相同的,和/或第一和第二時(shí)間間隔是相同的。
圖6為示出了用于在電子電路中實(shí)現(xiàn)虛擬磁滯環(huán)的總體表示為50的示例性系統(tǒng)的框圖。電路50可以包括與發(fā)送器54通信并且電連接至解調(diào)器56的接收器52、均電連接至解調(diào)器56的低通濾波器(LPF)58和放大器60、電設(shè)置在放大器60和設(shè)備電路64之間的使能電路62、以及電連接至LPF58和使能電路62兩者的總體表示為65的磁滯邏輯電路。
接收器52可以為適配為接收具有EHF頻率的已調(diào)制電磁(EM)信號(hào)、將接收信號(hào)轉(zhuǎn)換成電子信號(hào)、并且放大信號(hào)的任意合適電路。EM信號(hào)可以由可能位于同一個(gè)或另一個(gè)設(shè)備上、和/或相對(duì)于接收器運(yùn)動(dòng)的發(fā)送器54來(lái)生成。在一些實(shí)施方式中,接收器52可以包括具有嵌入的天線和放大器的IC封裝。放大的電子信號(hào)66可以傳送至解調(diào)器56。解調(diào)器56可以為適配為解調(diào)信號(hào)66以及將已解調(diào)信號(hào)67傳送至LPF58和放大器60兩者的任意合適的解調(diào)器組件或的電路。LPF58可以為適配為對(duì)已解調(diào)信號(hào)67進(jìn)行濾波并且生成與接收信號(hào)的強(qiáng)度成比例的平均信號(hào)68的任何合適的結(jié)構(gòu)或電路。
放大器60可以為適配為生成清潔的輸出數(shù)據(jù)信號(hào)70的任意合適的組件或結(jié)構(gòu)。例如,放大器60可以為適配為將已解調(diào)信號(hào)67和平均信號(hào)68進(jìn)行比較、并且提供輸出數(shù)據(jù)信號(hào)70的比較器,當(dāng)已解調(diào)信號(hào)67大于平均信號(hào)68時(shí),輸出數(shù)據(jù)信號(hào)70為高,否則為低。
使能電路62可以為適配為有選擇地阻止或不阻止輸出數(shù)據(jù)信號(hào)70至設(shè)備電路64的連接的任意合適的電路或組件。例如,使能電路62可以響應(yīng)于來(lái)自磁滯邏輯電路65的控制信號(hào)72來(lái)打開(kāi)或關(guān)閉開(kāi)關(guān)。
磁滯邏輯電路65可以包括多個(gè)放大器,每個(gè)放大器接收兩個(gè)輸入,輸入中的一個(gè)為平均信號(hào)68以及另一個(gè)為參考電平。每個(gè)放大器還可以將輸出傳送至各自的計(jì)時(shí)器,以及放大器和/或計(jì)時(shí)器的輸出可以用于邏輯地確定使能電路62的期望狀態(tài)。
例如,磁滯邏輯電路65可以包括第一放大器72和第二放大器74。第一放大器72可以為接收輸入V1和平均信號(hào)68的比較器,可以將兩個(gè)輸入進(jìn)行比較,并且可以具有當(dāng)信號(hào)68大于電平V1時(shí)為高的輸出76。第二放大器74可以為接收輸入V2和平均信號(hào)68的比較器,可以比較兩個(gè)輸入,并且可以具有當(dāng)輸入信號(hào)68小于電平V2時(shí)為高的輸出78。
然后,可以將信號(hào)76提供作為第一計(jì)時(shí)器80的輸入并且當(dāng)信號(hào)76為高時(shí)可以啟動(dòng)第一計(jì)時(shí)器80。計(jì)時(shí)器80可以為適配為啟動(dòng)后在預(yù)定時(shí)間量飽和或終止,并且可以當(dāng)計(jì)時(shí)器80飽和時(shí)提供為高的輸出82??梢詫⒂?jì)時(shí)器輸出82提供至靜音邏輯電路84。也可以將放大器輸出76提供至靜音邏輯電路84。
相似地,可以將輸出信號(hào)78提供至第二計(jì)時(shí)器86并且可以當(dāng)信號(hào)78為高時(shí)啟動(dòng)第二計(jì)時(shí)器86。如上文所述的,第二計(jì)時(shí)器86可能超時(shí),并且將輸出88提供至靜音邏輯電路84,并且靜音邏輯電路84可以提供重置輸入至第一計(jì)時(shí)器80。同樣的,靜音邏輯電路84可以提供重置輸入至第二計(jì)時(shí)器86。也可以將放大器輸出78提供至靜音邏輯電路84。
靜音邏輯電路84可以為適配為接收多個(gè)輸入、基于這些輸入確定使能電路62的優(yōu)選狀態(tài)、以及提供控制信號(hào)90至使能電路64的任意合適組件或電路。例如,響應(yīng)于來(lái)自第二計(jì)時(shí)器86的超時(shí)信號(hào)88,靜音邏輯電路84可以使使能電路62阻止數(shù)據(jù)信號(hào)70到達(dá)設(shè)備電路64。
轉(zhuǎn)至圖7,描繪了電路50的示例,并且電路50總體由100表示。電路100可以包括電連接至放大器104的天線102,放大器繼而連接至與LPF108和比較器110通信的解調(diào)器106。還將LPF108的輸出111提供至比較器112和114,比較器相互平行有線連接,并且與相應(yīng)的計(jì)時(shí)器116和118串聯(lián)??梢詫⒌谝挥?jì)時(shí)器116和第二計(jì)時(shí)器118的輸出提供至控制電路120,并且可以將控制電路120的輸出122與比較器110的輸出124一起提供至邏輯與門(mén)126。
在這個(gè)示例中,如在關(guān)于電路50的上述描述中的那樣,接收的信號(hào)經(jīng)過(guò)天線102、放大器104和解調(diào)器106的處理并且由LPF108進(jìn)行濾波。通過(guò)將接收的信號(hào)(并且可能地濾波的信號(hào)111)經(jīng)過(guò)比較器110或任意其他合適的組件或電路流出,生成基帶數(shù)據(jù)信號(hào)124。在這個(gè)示例中,由比較器112將已濾波信號(hào)111與第一閾值電壓Vth(1)進(jìn)行比較,由比較器114將已濾波信號(hào)111與第二閾值電壓Vth(2)進(jìn)行比較,其中第一閾值電壓和第二閾值電壓可以相同或不同。如圖7中所顯示的,可以將Vth(1)提供至比較器112的負(fù)輸入,以及可以將Vth(2)提供至比較器114的正輸入,以及提供剩下的各自的輸入上的信號(hào)111。因此,當(dāng)信號(hào)111大于Vth(1)時(shí)比較器112會(huì)提供高輸出并且使第一計(jì)時(shí)器116開(kāi)始,以及當(dāng)信號(hào)111小于Vth(2)時(shí),比較器114會(huì)提供高輸出并且使第二計(jì)時(shí)器118開(kāi)始。
計(jì)時(shí)器116和118中的每個(gè)具有用戶可選的計(jì)時(shí)器設(shè)置并且可以在不同的持續(xù)時(shí)期超時(shí)或飽和。一旦飽和,每個(gè)計(jì)時(shí)器的輸出可以走高。因?yàn)槊總€(gè)計(jì)時(shí)器輸出被傳送至控制電路120,所以控制電路120的輸出122可以根據(jù)每個(gè)計(jì)時(shí)器的狀態(tài)而改變。例如當(dāng)計(jì)時(shí)器116飽和而第二計(jì)時(shí)器118不飽和時(shí)輸出122可以為高,以及當(dāng)?shù)诙?jì)時(shí)器118飽和而第一計(jì)時(shí)器116不飽和時(shí)輸出122可以為低。此外,控制電路120可以使用計(jì)時(shí)器116和119的輸出或基于這些輸出的狀態(tài)的信號(hào)中的每一個(gè)來(lái)重置其它計(jì)時(shí)器。例如,可以完成這個(gè)以確保兩個(gè)計(jì)時(shí)器不是同時(shí)處于飽和狀態(tài)。在一些示例中,邏輯電路120可以基于這些或其它標(biāo)準(zhǔn)重置任一個(gè)或兩個(gè)計(jì)時(shí)器。
在一些示例中,一旦接收到來(lái)自各自的比較器的高輸出信號(hào),計(jì)時(shí)器116和/或計(jì)時(shí)器118可以開(kāi)始計(jì)時(shí),以及僅僅只要接收到高信號(hào),計(jì)時(shí)器可以繼續(xù)計(jì)時(shí)超時(shí),如果未達(dá)到終止量就重置為零。該方法可以被稱(chēng)為“片段式的”,其中,為高于或低于的具體片段或偏移記錄了高于或低于閾值的時(shí)間。在其它實(shí)例中,計(jì)時(shí)器116和/或計(jì)時(shí)器118可以在接收到來(lái)自各自的比較器的高信號(hào)時(shí)開(kāi)始遞增,但是然后接收到來(lái)自比較器的低信號(hào)時(shí)可以遞減。在這些實(shí)例中,計(jì)時(shí)可以?xún)H包括正值,這意味著計(jì)時(shí)器不可以變負(fù),但是可以改為在零值停止,或重置狀態(tài)。因此,在這些實(shí)例中,一個(gè)或多個(gè)計(jì)時(shí)器可以反映多個(gè)片段中的高于或低于閾值的累計(jì)時(shí)間,而不是高于或低于閾值的單個(gè)片段。
由于與門(mén)126在提供輸出128之前,要求出現(xiàn)信號(hào)124和信號(hào)122兩者,所以控制電路120和與門(mén)126可以提供靜音電路72的功能并且使得如先前描述的電路62能夠成為可能。
轉(zhuǎn)至圖8,提供了流程圖130,示出了使用包括如上文描述的片段計(jì)時(shí)器的例如電路100的代表性電路時(shí)的一系列示例性事件。在這個(gè)實(shí)例中,在參考數(shù)字132開(kāi)始,信號(hào)被接收并且在134處測(cè)量信號(hào)的強(qiáng)度。如果在136處確定測(cè)量的強(qiáng)度小于第一閾值,那么在138處重置第一計(jì)時(shí)器,以及在132和134處繼續(xù)測(cè)量和監(jiān)測(cè)接收的信號(hào)。如果測(cè)量的強(qiáng)度大于第一閾值,那么在140處使第一計(jì)時(shí)器遞增。如果,在使第一計(jì)時(shí)器遞增之后,在142處第一計(jì)時(shí)器達(dá)到終止量(即超時(shí)),那么在144處電路的輸出未靜音。如上文所描述的,這個(gè)輸出可以為接收的信號(hào)的基帶數(shù)據(jù)信號(hào)。在這個(gè)實(shí)例中,可以在146處將第二計(jì)時(shí)器B與輸出信號(hào)的未靜音同時(shí)或緊接著重置。
在將輸出信號(hào)未靜音之后,在148處繼續(xù)測(cè)量接收的信號(hào)強(qiáng)度。如果信號(hào)強(qiáng)度等于或大于第二閾值,那么在146處重置第二計(jì)時(shí)器B,但是在150處如果信號(hào)強(qiáng)度降至第二閾值電平之下,那么在152處使第二計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)。如果在154處第二計(jì)時(shí)器達(dá)到其終止量(即超時(shí)),那么在156處將輸出靜音并且可以同時(shí)重設(shè)第一計(jì)時(shí)器以為信號(hào)強(qiáng)度可能再次增大高于第一閾值作準(zhǔn)備。如由流程圖130所顯示的,隨著時(shí)間測(cè)量信號(hào)強(qiáng)度的該過(guò)程可以是持續(xù)進(jìn)行的過(guò)程,無(wú)限繼續(xù)。
圖9提供了示出了使用具有如上文描述的遞增或遞減計(jì)時(shí)器的例如代表性電路100的電路時(shí)的一系列示例性事件的流程圖160。從參考數(shù)字162處開(kāi)始,信號(hào)可以被接收,在164處可以測(cè)量其強(qiáng)度。如果在166處確定測(cè)量的強(qiáng)度小于第一閾值,在168處第一計(jì)時(shí)器遞減并且在162處繼續(xù)測(cè)量和檢測(cè)接收的信號(hào)。如果第一計(jì)時(shí)器遞減直到達(dá)到零,那么不會(huì)再進(jìn)一步遞減。換句話說(shuō),遞減不會(huì)繼續(xù)低于重置值。如果在166處確定測(cè)量的強(qiáng)度大于第一閾值,那么在170處第一計(jì)時(shí)器遞增。如果第一計(jì)時(shí)器遞增,在172處計(jì)時(shí)器達(dá)到終止量(即超時(shí)),那么在174處對(duì)電路的輸出取消靜音。在該實(shí)例中,可以在176處將第二計(jì)時(shí)器與輸出信號(hào)的取消靜音同時(shí)或緊接著重置。
在178處接收并且在180處繼續(xù)測(cè)量取消靜音的信號(hào)。如果在182處確定信號(hào)強(qiáng)度大于一定的第二閾值電平,那么在184處遞減第二計(jì)時(shí)器。與第一計(jì)時(shí)器相似,第二計(jì)時(shí)器不會(huì)遞減低于零或重置值。可替選地,如果接收的信號(hào)強(qiáng)度低于第二閾值,那么在186處遞增第二計(jì)時(shí)器。如果在188處第二計(jì)時(shí)器達(dá)到其終止量(即超時(shí)),那么在190處對(duì)輸出靜音并且在192處可以同時(shí)或緊接著重置第一計(jì)時(shí)器以為信號(hào)強(qiáng)度可能再次增大高于第一閾值作準(zhǔn)備。與圖8的流程圖130相似,該一系列的操作可以無(wú)限繼續(xù)。
圖10示出了例如示例性電路100的磁滯電路如何可以響應(yīng)接收的EHF電磁信號(hào),該電磁信號(hào)隨著連接的組件之間的分離距離的穩(wěn)步減少而間歇地增大。盡管圖10的細(xì)節(jié)是代表性的和示例性的,但是發(fā)送器和接收器之間的信號(hào)強(qiáng)度通常與它們之間的分離距離成反比。線200代表接收的信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度。信號(hào)強(qiáng)度200增加直到信號(hào)的強(qiáng)度在點(diǎn)204處達(dá)到第一閾值202。然后磁滯電路開(kāi)始遞增第一計(jì)時(shí)器并且繼續(xù)監(jiān)測(cè)信號(hào)強(qiáng)度。在時(shí)間間隔206之后,信號(hào)強(qiáng)度在點(diǎn)208處降至閾值202以下。由于時(shí)間間隔206小于預(yù)選的最小所需持續(xù)時(shí)間210,所以重置第一計(jì)時(shí)器。
然后信號(hào)強(qiáng)度200再次增加并且在點(diǎn)212處,信號(hào)強(qiáng)度越過(guò)閾值水平202并且磁滯電路開(kāi)始遞增第一計(jì)時(shí)器。然后,信號(hào)強(qiáng)度202繼續(xù)保持高于最小信號(hào)水平202直到第一計(jì)時(shí)器達(dá)到其終止量,導(dǎo)致產(chǎn)生時(shí)間間隔210,以及接收的信號(hào)被取消靜音和連接被建立,如描繪了連接狀態(tài)的線214所示的。
相反,圖11示出了磁滯電路100將如何響應(yīng)連接的EHF電磁信號(hào),該電磁信號(hào)隨著連接的組件之間的分離距離的穩(wěn)步增加而減小。線220代表接收的信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度。信號(hào)強(qiáng)度220減少直到信號(hào)的強(qiáng)度在點(diǎn)224處降至第二閾值222以下。然后遲滯電路開(kāi)始遞增第二計(jì)時(shí)器并且繼續(xù)監(jiān)測(cè)信號(hào)強(qiáng)度。在時(shí)間間隔226之后,信號(hào)強(qiáng)度在點(diǎn)228處上升到閾值222以上。由于時(shí)間間隔226小于預(yù)選的最小持續(xù)時(shí)間,所以重置第二計(jì)時(shí)器。
然后信號(hào)強(qiáng)度220開(kāi)始再次減少并且信號(hào)強(qiáng)度在點(diǎn)228處再次降至閾值水平222以下。然后,信號(hào)強(qiáng)度220繼續(xù)保持在最小信號(hào)水平222以下直到第二計(jì)時(shí)器在時(shí)間間隔230之后達(dá)到其終止量,并且對(duì)接收的信號(hào)靜音和終止連接,如描繪了連接狀態(tài)的線232所指示的那樣。盡管信號(hào)強(qiáng)度220在234處再次增大至閾值水平222以上,但第二計(jì)時(shí)器已經(jīng)重置并且沒(méi)有影響。
考慮了圖8和圖9中提供的實(shí)例,圖10和圖11可以描繪通過(guò)非接觸EHF連接的組件的例如電路100的磁滯電路的應(yīng)用的最終結(jié)果。如顯示的,圖10的線212描繪了隨著連接的兩個(gè)組件之間的分離距離的減少的非接觸連接的形成。由于磁滯電路的效應(yīng),所以連接未建立直到兩個(gè)組件之間的信號(hào)強(qiáng)度既強(qiáng)又穩(wěn)定。圖11的線232描繪了隨著連接的兩個(gè)組件之間的分離距離的增加的非接觸連接的終止。再一次,由于使用的虛擬磁滯的效應(yīng),連接未終止直到信號(hào)強(qiáng)度持續(xù)低于所期望的。以后,短暫連接的發(fā)生被阻止,因?yàn)榧词乖诘谝挥?jì)時(shí)器被激活前,信號(hào)強(qiáng)度必須增加至第一閾值。
在本發(fā)明的實(shí)施方式中,如在圖12的流程圖240中所描繪的,本發(fā)明的設(shè)備和系統(tǒng)借助自身用于使用電路連接器而建立電子信號(hào)的方法,電路連接器適配為經(jīng)由EHF電磁信號(hào)進(jìn)行通信。示例性方法包括:在242處電路連接器接收EHF電磁信號(hào);在244處將接收的EHF電磁信號(hào)轉(zhuǎn)換成具有接收電子信號(hào)水平的接收電子信號(hào);在246處檢測(cè)代表接收電子信號(hào)水平的信號(hào);在248處將檢測(cè)信號(hào)與代表第一信號(hào)強(qiáng)度閾值的閾值信號(hào)進(jìn)行比較;在250處當(dāng)檢測(cè)信號(hào)超過(guò)閾值信號(hào)時(shí)啟動(dòng)第一計(jì)時(shí)器;在252處測(cè)量檢測(cè)信號(hào)超過(guò)閾值信號(hào)期間的第一時(shí)間間隔;在254處當(dāng)檢測(cè)信號(hào)超過(guò)第一信號(hào)強(qiáng)度閾值第一時(shí)間間隔時(shí)輸出第一計(jì)時(shí)器輸出信號(hào);以及在256處響應(yīng)于第一計(jì)時(shí)器輸出信號(hào)而輸出接收電子信號(hào)。
另外,流程圖240的方法可以可選地還包括圖13的流程圖260處開(kāi)始的附加部分。流程圖260包括在262處將檢測(cè)信號(hào)與代表第二信號(hào)強(qiáng)度閾值的第二閾值信號(hào)進(jìn)行比較;在264處如果檢測(cè)信號(hào)未能達(dá)到第二閾值信號(hào)啟動(dòng)第二計(jì)時(shí)器;在266處測(cè)量檢測(cè)信號(hào)未能達(dá)到第二閾值信號(hào)期間的第二時(shí)間間隔;在268處當(dāng)檢測(cè)信號(hào)未能達(dá)到第二閾值信號(hào)第二時(shí)間間隔時(shí)輸出第二計(jì)時(shí)器輸出信號(hào);在270處響應(yīng)于第二計(jì)時(shí)器輸出信號(hào)阻止接收電子信號(hào)的輸出。
可替選地,流程圖240的方法還可以可選地包括圖14的流程圖272處開(kāi)始的附加部分。流程圖272包括在274處響應(yīng)于達(dá)到第二閾值信號(hào)的檢測(cè)信號(hào)而重置第二計(jì)時(shí)器;在276處當(dāng)檢測(cè)信號(hào)未能達(dá)到第二閾值信號(hào)第二時(shí)間間隔時(shí)輸出第二計(jì)時(shí)器輸出信號(hào);以及在278處響應(yīng)于第二計(jì)時(shí)器輸出信號(hào)阻止接收電子信號(hào)的輸出。
在本發(fā)明的還有的另一個(gè)實(shí)施方式中,本發(fā)明的設(shè)備和系統(tǒng)借助自身用于建立第一和第二設(shè)備之間的非接觸EHF電磁連接的方法,第一和第二設(shè)備適配為經(jīng)由EHF電磁信號(hào)進(jìn)行通信。圖15描繪了框圖280,該框圖描繪了用于在電子電路中實(shí)施磁滯功能的示例性方法。該方法可以包括:在282處接收已調(diào)制電磁(EM)信號(hào):在284處將EM信號(hào)轉(zhuǎn)換成接收電子信號(hào);在286處對(duì)接收電子信號(hào)進(jìn)行解調(diào),在288處將接收電子信號(hào)通過(guò)低通濾波器以生成與接收電子信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度成比例的平均信號(hào);在290處將平均信號(hào)與第一參考進(jìn)行比較;在292處響應(yīng)于保持在第一參考以上第一時(shí)間量的平均信號(hào),使能接收電子信號(hào)至設(shè)備電路的通信。
框圖280的方法還可以可選地包括:在294處將平均信號(hào)與第二參考進(jìn)行比較;以及在296處響應(yīng)于保持在第二參考以下第二時(shí)間量的平均信號(hào),失能接收電子信號(hào)至設(shè)備電路的通信。
在本發(fā)明的一些方案中,可以期望確定接收的信號(hào)改變強(qiáng)度的速度。例如,這種確定作為安全方法以確保電子欺騙沒(méi)有發(fā)生是值得的。由于建立非接觸連接時(shí),物理設(shè)備具有真實(shí)的接近速率,所以應(yīng)當(dāng)存在信號(hào)達(dá)到較低閾值的時(shí)刻和信號(hào)達(dá)到較高閾值的時(shí)刻之間的可測(cè)量的差別??驁D280的方法還可以包括:在298處確定平均信號(hào)達(dá)到第二參考的時(shí)刻和平均信號(hào)達(dá)到第一參考的時(shí)刻之間的持續(xù)時(shí)間;以及在300處響應(yīng)于小于第三參考的持續(xù)時(shí)間而失能接收電子信號(hào)的通信。
本文中陳述的公開(kāi)包括具有獨(dú)立功用的多個(gè)不同的發(fā)明。雖然這些發(fā)明中的每個(gè)以其優(yōu)選方式公開(kāi),由于多種變化是可能的,如所公開(kāi)和本文中示出的其特定實(shí)施方式不被認(rèn)為具有限制意義。每個(gè)示例限定了之前的公開(kāi)中公開(kāi)的實(shí)施方式,但是任意一個(gè)示例并不必要地包括可能最終要求的所有特征或結(jié)合。當(dāng)說(shuō)明書(shū)敘述“一個(gè)”或“第一”元件或其等同時(shí),這種說(shuō)明包括一個(gè)或多個(gè)這種元件,既不要求也不排除兩個(gè)或多個(gè)這種元件。此外,對(duì)于識(shí)別的元件使用例如第一、第二或第三的順序標(biāo)識(shí)以區(qū)分不同的元件,并且并不表示這種元件的必需的或限制的數(shù)量,以及并不表示這種元件的特定位置或順序,除非另有明確說(shuō)明。