專利名稱：詢問器和應答器之間的通信的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及詢問器和應答器之間的通信，尤其涉及應答器以及從應答器發(fā)射應答信號的方法。
背景技術：
在應答器系統(tǒng)中，無源應答器被來自詢問器的連續(xù)波(CW)射頻(RF)信號激活。詢問器利用一定的頻率發(fā)射CWRF激活信號，應答器利用相同或不同的頻率發(fā)射調制的代碼來應答。詢問器接收信號，并通過解調接收到的信號讀出代碼。
應答器的成本有時來自于電路的復雜性。在應答器系統(tǒng)的設計中，應答器可以與詢問器進行通信的距離可能很重要。因此，提供設計簡單而又不降低其有效工作范圍的應答器是有益的。

發(fā)明內容
根據本發(fā)明，提供一種應答器，該應答器包括響應激活信號、具有功率輸出激活電路；與激活電路的功率輸出連接的編碼電路，根據收到的激活信號產生編碼調制響應信號；以及與編碼電路連接的響應電路，發(fā)射編碼調制響應信號，響應電路為回應電路。
激活電路可以在第一頻率響應激活信號，并且可以配置響應電路在不同的第二頻率發(fā)射編碼調制響應信號。第二頻率可以高于第一頻率。
響應電路可以是串聯(lián)連接的電感/電容電路。
或者，響應電路可以是并聯(lián)連接的電感/電容電路。
可以配置編碼電路產生數字切換的響應信號。
可以配置編碼電路在每次編碼電路切換置觸發(fā)響應電路回應時，產生包括多個脈沖的編碼調制響應信號。
可以配置響應電路產生比激活信號持續(xù)時間短的響應信號，所提供的響應信號具有更高的功率輸出。
可以配置編碼電路根據單個激活信號在多個離散的脈沖串中產生編碼信號。
根據本發(fā)明的另一方面，所提供的應答器包括響應激活信號、具有功率輸出的激活電路；與激活電路的功率輸出連接的編碼電路，根據收到的激活信號產生編碼調制響應信號；以及與編碼電路連接的響應電路，發(fā)射編碼調制響應信號，響應電路為開關振蕩電路。
開關振蕩電路包括晶體管驅動的振蕩器。
本發(fā)明延伸到根據接收到的來自詢問器的激活信號從應答器發(fā)射應答信號的方法，該方法包括為編碼電路供電，產生編碼調制信號；以及用編碼調制信號使響應電路回應，向詢問器發(fā)射編碼的信號。
激活信號為第一頻率，發(fā)射的響應信號為與第一頻率不同的第二頻率。第二頻率高于第一頻率。
可以以脈沖串的形式產生調制信號。
可以數字切換編碼電路，產生編碼調制信號，并且編碼調制信號可以包括對應于編碼電路的每次切換的多個脈沖。
本發(fā)明還延伸到根據接收到的來自詢問器的激活信號從應答器發(fā)射應答信號的方法，該方法包括
為編碼電路供電，產生編碼調制信號；以及用編碼調制信號開關振蕩電路，向詢問器發(fā)射編碼的信號。


現在參考附圖，僅通過例子的形式介紹本發(fā)明。
在附圖中，圖1～5示出了根據本發(fā)明的應答器的不同實施例的電路圖；圖6～10示出了在圖1所示的電路中選擇信號的時序圖；圖11示出了在圖1～4中所示的激活線圈和響應線圈的布局；以及圖12示出了典型詢問器的電路圖。
在這些圖中，標記數字10通常表示根據本發(fā)明的應答器。
具體實施例方式
在圖1中所示的應答器10包括激活電路12、編碼電路14和響應電路16。激活電路12包括激活線圈18(電感)、調諧電容20、二極管22和功率電容24。激活線圈18與電容20并聯(lián)連接，并且被調諧成對詢問器100(圖12所示)發(fā)出的激活信號作出響應。
二極管22的正極接到并聯(lián)連接的激活線圈18和電容20的一端，二極管22的負極接到功率電容24的一個電極上，功率電容24的另一個電極接到并聯(lián)連接的激活線圈18和電容20的另一端。
線圈18和電容20的組合對125KHz的激活信號作出響應。在工作中，激活信號在線圈18和電容20的組合中感應出125KHz的信號，該信號由二極管22進行半波整流，對功率電容24充電。來自功率電容24的功率輸出用于為編碼電路14和響應電路16供電。
響應電路16是諧振電路，由與調諧電容34并聯(lián)連接的響應線圈32構成。并聯(lián)連接的響應電路16接在激活電路12的功率輸出和編碼電路14的調制輸出之間。
當功率電容24上的電壓達到編碼電路14的激活電源電壓時，編碼電路14中的編碼單元26開始通過開關兩個與編碼電路14構成一體的三端耗盡型絕緣柵場效應晶體管(IGFET)28和30在響應電路16中調制唯一的編碼。在本實施例中，編碼單元26通過使用雙相脈沖編碼調制(PCM)技術，例如，“Glitch模式”、“Manchester編碼”等，編制唯一的編碼。在本例子中，使用Glitch模式。通過使晶體管28導通響應電路16的自然頻率周期的大約百分之十，然后關斷，響應電路16開始以其諧振頻率回應。通過重復使晶體管28導通和截止產生全部編碼。回應頻率可以是2～10MHz數量級中的任意頻率?；貞恢背掷m(xù)，直到將晶體管30導通才使其關閉?；貞l率比激活信號頻率125KHz高，從而減少兩個信號之間的干擾。
根據響應電路16的回應持續(xù)時間，如果存在的話，當晶體管30導通時如果回應已經充分衰減，則可以省略晶體管30。
圖6示出了在圖1所示的電路中的一些信號。
信號200是要編碼的二進制碼，值為“00110”。可以看到，當要編碼“0”202時，在脈沖周期204的第一個四分之一周期中進行晶體管28的數字切換。當要編碼“1”206時，在脈沖周期204的第三個四分之一周期中進行晶體管28的數字切換。
信號210表示在晶體管28的柵極信號。編碼單元26在切換的上升沿212產生短脈沖。在信號210中所示的脈沖使響應電路16回應，如在信號220中所看到的?；貞盘?22的周期對應于線圈32和電容34的LC組合的自然頻率。
如在信號220中所看到的，切換的下降沿224使晶體管30導通(如信號230所示)，終止回應。
在圖7中也示出了編碼單元26的切換，并用標記數字242表示，并與在響應電路16中的回應信號244一起在組合時序圖240中示出。切換242使響應電路16回應，但是回應信號244隨時間衰減。所示的信號244的初始幅度大約130mA。
在圖8的組合時序圖250中示出了產生編碼調制響應信號的另一種方式。在切換序列252中三個脈沖251中的每個脈沖增強了在響應電路16中的回應。圖9和10表示具有比響應電路16(圖9)的周期更短或比響應電路16(圖10)的周期更長的系列脈沖251的效果。可以發(fā)現，在Q值約為40的情況下，切換信號周期的精度容差為10％，只會降低回應信號254幅度的大約10％，其中Q是頻率與帶寬的比。
在圖2中示出了可選擇的應答器，具有與響應電路42連接的編碼電路40，響應電路42包括與被調制的響應電容50串聯(lián)連接的響應線圈48。編碼電路40具有能夠在電源電壓和地之間切換調制開關46的編碼單元44。開關46通常切換到電源電壓，從而將電容50充電到電源電壓。將調制開關46切換到地使響應電路42回應。如果在接地端46.1和調制端46.2之間的內部電阻小于電源端46.3和調制端46.2之間的內部電阻，則當切換到地而不是將其切換到電源電壓時，將使響應電路42的回應持續(xù)更長的時間并具有更大的幅度。更大和更長的回應效果在于當46.3切換時，編碼的發(fā)射將在解碼中引起小干擾。
在圖3中，編碼電路14與圖1中的編碼電路相同，但是響應電路52與圖1中所示的響應電路16的不同之處在于響應線圈54和調諧電容56并聯(lián)連接在編碼電路14的調制輸出和地之間。在該電路中，在電容器24的充電周期中，晶體管28通常導通，而晶體管30關斷。通過關斷晶體管28，以及使晶體管30導通大約響應電路52的周期的大約百分之十，響應線圈54和調諧電容56開始回應，直到被晶體管28終止。
在圖4中，編碼電路14與圖1和圖3中的編碼電路相同，但是響應電路60包括兩個外部晶體管62和64以及其它相關電路，例如電容63和電阻65。在本實施例中，由采用glitch模式調制技術的編碼電路14產生編碼。當編碼電路14的調制輸出切換到地時，晶體管62立即導通，從而充電調諧電容66，并使與響應線圈68并聯(lián)連接的調諧電容66回應。調諧電容66和響應線圈68的回應一直持續(xù)，直到編碼電路14的調制輸出切換到電源電壓使晶體管64立即導通而終止。如果在編碼周期的25％之后電感68和電容66的回應具有足夠的衰減，則可以省略晶體管64以及電容63和電阻65。
在表示連接到激活線圈72和響應線圈74的應答器的電路70部分的位置的圖11中示出了根據本發(fā)明的應答器的物理布局。
在圖5中示出了本發(fā)明的另一個可選實施例。圖5的應答器包括與圖1到4中所示的激活電路相同的激活電路12。編碼電路14與圖1、3和4中所示的電路相同，但是響應電路84不同。響應電路84由編碼電路14的調制輸出驅動。響應電路84是一個振蕩器，包括晶體管86、變壓器88、電容90和92、肖特基二極管94和電阻96。當編碼電路14的調制輸出被導通的晶體管28切換到地時，振蕩器開始在由電路中的元件值所確定的預定頻率下振蕩。通過反復開關振蕩器編碼應答器的代碼來發(fā)射編碼信號。如PCMGlitch模式等上述編碼技術可以用來編碼信號。
在圖12中示出了詢問器100，包括驅動放大器104的振蕩器102，放大器104通過低通濾波器108連接到發(fā)射線圈106。拾取變壓器110與發(fā)射線圈106串聯(lián)連接，其輸出通過帶通濾波器114驅動調諧放大器112。帶通濾波器的頻率與應答器10的響應電路16、42、52、60或84發(fā)射的頻率相匹配。解調器116解調由應答器10的編碼電路14在響應信號中調制的唯一編碼，在解調器116的輸出端產生從應答器10接收的唯一編碼。低通濾波器108降低了在應答器響應的頻帶內發(fā)射機的噪聲。
發(fā)明人相信本發(fā)明提供了新的應答器和從應答器發(fā)射應答信號的新方法。
權利要求
1.一種應答器，包括響應激活信號、具有功率輸出的激活電路；與激活電路的功率輸出連接的編碼電路，根據收到的激活信號產生編碼調制響應信號；以及與編碼電路連接的響應電路，發(fā)射編碼調制響應信號，該響應電路為回應電路。
2.根據權利要求1的應答器，其中激活電路在第一頻率響應激活信號，并且配置響應電路在與第一頻率不同的第二頻率發(fā)射編碼調制響應信號。
3.根據權利要求2的應答器，其中第二頻率高于第一頻率。
4.根據上述權利要求中任一個應答器，其中響應電路是串聯(lián)連接的電感/電容電路。
5.根據上述權利要求1～3中任一個應答器，其中響應電路是并聯(lián)連接的電感/電容電路。
6.根據上述權利要求中任一個應答器，其中配置編碼電路產生數字切換的響應信號。
7.根據權利要求6的應答器，其中配置編碼電路在每次編碼電路切換置觸發(fā)響應電路回應時，產生包括多個脈沖的編碼調制響應信號。
8.根據上述權利要求中任一個應答器，其中配置響應電路產生比激活信號持續(xù)時間短的響應信號，所提供的響應信號具有更高的功率輸出。
9.根據上述權利要求中任一個應答器，其中配置編碼電路根據單個激活信號在多個離散的脈沖串中產生編碼信號。
10.一種應答器，包括響應激活信號、具有功率輸出的激活電路；與激活電路的功率輸出連接的編碼電路，根據收到的激活信號產生編碼調制響應信號；以及與編碼電路連接的響應電路，發(fā)射編碼調制響應信號，響應電路為開關振蕩電路。
11.根據權利要求10的應答器，其中開關振蕩電路包括晶體管驅動的振蕩器。
12.一種根據接收到的來自詢問器的激活信號從應答器發(fā)射應答信號的方法，該方法包括為編碼電路供電，產生編碼調制信號；以及用編碼調制信號觸發(fā)響應電路回應，向詢問器發(fā)射編碼的信號。
13.根據權利要求12的方法，其中激活信號為第一頻率，發(fā)射的響應信號為與第一頻率不同的第二頻率。
14.根據權利要求13的方法，其中第二頻率高于第一頻率。
15.根據上述權利要求12～14中任一個方法，其中以脈沖串的形式產生調制信號。
16.根據上述權利要求12～15中任一個方法，其中數字切換編碼電路，產生編碼調制信號，并且編碼調制信號包括對應于編碼電路的每次切換的多個脈沖。
17.一種根據接收到的來自詢問器的激活信號從應答器發(fā)射應答信號的方法，該方法包括為編碼電路供電，產生編碼調制信號；以及用編碼調制信號開關振蕩電路，向詢問器發(fā)射編碼的信號。
18.根據權利要求1或10的應答器，基本上如本文所描述和圖示。
19.根據權利要求12或17的發(fā)射響應信號的方法，基本上如本文所描述和圖示。
20.一種新的應答器或新的發(fā)射方法，基本上如本文所述。
全文摘要
一種應答器(10)包括響應激活信號和具有功率輸出的激活電路(12)，與激活電路的功率輸出連接、根據收到的激活信號產生編碼調制響應信號的編碼電路(14)，以及與編碼電路連接的響應電路(16)。配置響應電路(16)，使其能發(fā)射編碼調制響應信號，并且響應電路為回應電路。
文檔編號G06K19/07GK1610925SQ02809291
公開日2005年4月27日 申請日期2002年5月3日 優(yōu)先權日2001年5月3日
發(fā)明者漢德瑞克·范·載爾·史密特 申請人:Ip創(chuàng)新控股(私人)有限公司