專利名稱：一種有源應(yīng)答機(jī)的重復(fù)充電的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體上涉及使用應(yīng)答機(jī)的系統(tǒng)，即，能夠以非接觸且無線方式 與終端通信的無線收發(fā)機(jī)(一般是移動臺)。本發(fā)明特別涉及使用提供有 可重復(fù)充電的電池的有源應(yīng)答機(jī)的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
一般根據(jù)應(yīng)答機(jī)是否配備電池而分為兩種類別。
所謂的無源應(yīng)答機(jī)從它們與之通信的終端所輻射的高頻場中提取它 們包括的電子電路工作所必需的電力。這樣的應(yīng)答機(jī)一般用在短射程內(nèi)傳 輸(在幾米的數(shù)量級上)。由連接到該應(yīng)答機(jī)天線上的電容器對從該終端 接收的電力進(jìn)行存儲。
本發(fā)明特別適用于所謂的有源應(yīng)答機(jī)，該包括有源應(yīng)答機(jī)包括提供它 們工作所必需的電力的電池。這樣的應(yīng)答機(jī)既然不需要終端和應(yīng)答機(jī)之間
的電力轉(zhuǎn)移因此能夠在更遠(yuǎn)射程(高達(dá)幾百米)上工作。
還已知有源應(yīng)答機(jī)利用如下情況它們距要對它們的電池重復(fù)充電的 終端距離短。
例如，文件EP-A-0999517 (或US-B-6462647 )描述一種配備有存儲 電容器的可重復(fù)充電的有源應(yīng)答機(jī)，該存儲電容器用來存儲源于所接收的 無線電電信號的電力，提供充電裝置從該電容器中保存的電力對電池重復(fù) 充電。
文件US-B-6944424描述一種電子標(biāo)簽，能夠由內(nèi)部電池供電并且由 射頻場被動地供電。將電力存儲器件耦合到該電池上以使其能夠重復(fù)充電。源于應(yīng)答機(jī)和終端之間的電磁耦合的電力常常是不足的而且/或者需 要太長的重復(fù)充電時間才起作用，該終端是能夠用來給應(yīng)答機(jī)電池重復(fù)充 電的。結(jié)杲，在許多情況下，有源應(yīng)答機(jī)實際上一旦其原電池已經(jīng)放電了 就停下來在遠(yuǎn)距離工作，除非這個應(yīng)答機(jī)長時間留在一個終端的射程內(nèi)以 重復(fù)充電，這不總是件容易的事。
例如，在應(yīng)答機(jī)是車鑰匙的機(jī)動車中，鑰匙與始終運(yùn)行的車輛所容納 的終端保持短距離。因此可以在這l殳時間對它重復(fù)充電。然而，當(dāng)車輛不 在使用時，鑰匙就不再處于該車輛終端的射程內(nèi)并因而不被重復(fù)充電。
在其他應(yīng)用中，應(yīng)答機(jī)幾乎不可能長時間保持在它應(yīng)該與之通信的終 端的射程之內(nèi)。例如，對于應(yīng)答機(jī)中使用的芯片卡，在這段時期應(yīng)答機(jī)處 于一個終端的射程內(nèi)，這段時期一般與執(zhí)行信息交換的時間對應(yīng)而且不是 總使對電池的重復(fù)充電可以正確進(jìn)行。進(jìn)一步來說，因為對許多應(yīng)答機(jī)和 終端之間的交換進(jìn)行防撞，這些應(yīng)答機(jī)和終端在這種類型的應(yīng)用中彼此接 近，該通信(因而該重復(fù)充電)只建立在非常接近的耦合(不到IO厘米) 中，這實際就等于必須將該卡放在該終端的外殼上與最接近該天線的位置 對應(yīng)的指定區(qū)域中。
進(jìn)一步來說，給定類型的應(yīng)答機(jī)一般只能從專用的終端中重復(fù)充電， 這一直都是不方便的。
EP-A-1 154 367公開了一種終端，與電磁應(yīng)答機(jī)通信而且能夠確認(rèn)應(yīng) 答機(jī)在其場中存在。這個文件提供對振蕩電路的電容性元件進(jìn)行數(shù)值修改 以修改其調(diào)諧。

發(fā)明內(nèi)容
希望有一種可重復(fù)充電的有源應(yīng)答機(jī)、 一種對應(yīng)答機(jī)重復(fù)充電和/或與 之通信的終端、以及一種可重復(fù)充電的有源應(yīng)答機(jī)系統(tǒng)，這種系統(tǒng)克服現(xiàn) 有系統(tǒng)所有或部分缺陷。
尤其希望有 一種能夠以最佳方式對有源應(yīng)答機(jī)進(jìn)行重復(fù)充電的終端， 通過利用應(yīng)答機(jī)即使短期暴露于遠(yuǎn)程供電場處。還希望維護(hù)同 一設(shè)備內(nèi)有源應(yīng)答機(jī)和無源應(yīng)答機(jī)的功能性。
還希望一種有源應(yīng)答機(jī)能夠在處于不同終端的射程內(nèi)時重復(fù)充電，而 無需專用的終端。
更一般的是，希望最佳化從終端到應(yīng)答機(jī)的電力轉(zhuǎn)移。
為了耳又得這些和其他目的中的所有或部分目的，本發(fā)明至少有一個實 施例提供一種對能夠發(fā)出供應(yīng)答機(jī)使用的射頻場的終端進(jìn)行配置的方法， 其中該終端的射程內(nèi)存在應(yīng)答機(jī)時根據(jù)卸荷值調(diào)配該終端的振蕩電路的 串聯(lián)電阻，這取決于沒有應(yīng)答機(jī)在終端的場中時該終端的工作。
根據(jù)一個實施例，所述卸荷值是該終端的振蕩電路中電流的特征。
根據(jù)一個實施例，該方法包括如下步驟
用這個振蕩電路的串聯(lián)電阻的第 一數(shù)值來測量代表該終端的振蕩電
路中的電流的信息；
將這個信息與所述卸荷值進(jìn)行比較；并且
根據(jù)該第一數(shù)值、所測量的信息、以及所述卸荷值將該串行電阻朝著 所選擇的第二數(shù)值修改。
根據(jù)一個實施例，選擇該串聯(lián)電阻的數(shù)值以便所測量的信息和所述卸 荷值之間的比值近似等于2。
根據(jù)一個實施例， 一旦設(shè)置了該串行電阻的數(shù)值就觸發(fā)該應(yīng)答機(jī)中所 包括的電池的充電循環(huán)。
本發(fā)明至少有一個實施例還提供一種用來生成供一個應(yīng)答機(jī)使用的 場的終端，包括一種配備了相位調(diào)節(jié)環(huán)和由可切換電阻器構(gòu)成的電路的振 蕩電路，該這些可切換電阻器的數(shù)值是基于與該應(yīng)答機(jī)的耦合系數(shù)的估算 而選擇的。
根據(jù)一個實施例，該電阻的數(shù)值根據(jù)上述方法而選擇。
本發(fā)明的至少 一個實施例還提供一種包括終端的便攜設(shè)備。
本發(fā)明有至少一個實施例還提供一種能夠與終端通信而且能夠由所 述終端重復(fù)充電的應(yīng)答才幾。根據(jù)一個實施例，該應(yīng)答機(jī)包括用來向該終端發(fā)射有關(guān)其電池的充電 水平的信息。
本發(fā)明至少有一個實施例還提供一種通信系統(tǒng)，包括
纟冬端；以及
應(yīng)答機(jī)。
本發(fā)明上述目標(biāo)、特征、以及優(yōu)勢將在下面結(jié)合附圖對特定實施例進(jìn) 行的非限制性描述中詳細(xì)地論述。


圖1很粗略地示出一個使用有源應(yīng)答機(jī)的射頻通信系統(tǒng)的示例； 圖2是圖1的終端的簡要框圖； 圖3是圖1的應(yīng)答機(jī)的簡要框圖4根據(jù)規(guī)格化耦合的圖示說明應(yīng)答機(jī)的諧振電路上的電壓變化；
圖5是圖示說明由可切換電阻器構(gòu)成的電路的另一實施例的部分框 圖，可切換電阻器構(gòu)成的電路在圖2的終端中；
圖6A、 6B、以及6C是圖示說明該終端的操作的曲線圖7是在終端側(cè)上的調(diào)配電路的另 一實施例的部分圖形；
圖8是圖示說明用來設(shè)置該終端的方法的一個實施例的流程圖。
圖9作為一個示例4艮粗略地示出本發(fā)明所適用的這類芯片卡；以及
圖10作為一個示例4艮粗略地示出本發(fā)明所適用的這類蜂窩電話。
具體實施例方式
在不同圖形中相同的元件已經(jīng)用相同的附圖標(biāo)記來標(biāo)明。為清楚起 見，只有那些對理解本發(fā)明有用的步驟和元件才被示出并將被描述。尤其 是，應(yīng)答機(jī)和終端之間通信期間所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的發(fā)源地和目的地沒有詳細(xì) 說明，本發(fā)明與任何一種常用通信兼容。圖1 j艮粗略地示出一種包括終端1或讀/寫終端、以及應(yīng)答才幾2的通信 且遠(yuǎn)程供電系統(tǒng)的示例。
一般來說，終端1包括由一個電感器L1與電容器C1和電阻器R1串 聯(lián)形成串聯(lián)振蕩電路。該串聯(lián)振蕩電路由設(shè)備ll控制，設(shè)備ll除了別的 元件外還非限制性地包括，放大器或天線耦合器以及用來控制和充分利用 該傳輸?shù)碾娐?，特別是提供有調(diào)制器/解調(diào)器，而且有控制和數(shù)據(jù)處理電路 (一般是微處理器)。設(shè)備ll一般與不同的輸入/輸出電路(鍵盤、顯示、 與服務(wù)器交換的元件、等等)和/或處理電路通信，未示出。終端l的元件 從所連接的供電電路(未示出)中提取它們工作所需的電力，例如電力線 分布系統(tǒng)或電池(例如機(jī)動車輛上或者便攜電話或計算機(jī)上)
能夠與終端1協(xié)作的有源應(yīng)答機(jī)2包括振蕩電路，例如，有電感器L2 與控制處理電路21的兩個輸入終端22和23之間的電容器C2并聯(lián)而并聯(lián) 形成。在所示的例子中，應(yīng)答機(jī)2還包括能夠至少當(dāng)所述應(yīng)答機(jī)不在終端 的短射程內(nèi)時，給應(yīng)答機(jī)2的不同元件供電的可重復(fù)充電的電池24。終端 22和23實際上連接到整流元件(圖1中未示出)的輸入端，該整流元件 的輸出端形成該應(yīng)答機(jī)內(nèi)部的電路的供電端。這些電路一般包括存儲器和 用來向該終端發(fā)射信息的調(diào)制器。根據(jù)該應(yīng)答機(jī)類型(取決于應(yīng)用和應(yīng)該 執(zhí)行的任務(wù))，這些電路還可以包括對有可能從該終端、 一個孩t處理器、 以及各種其他處理電路接收的信號進(jìn)行解調(diào)的解調(diào)器。
一般將該應(yīng)答機(jī)的終端的振蕩電路調(diào)諧到與該終端的振蕩電路的激 勵信號的頻率對應(yīng)的同一頻率。這個高頻信號(例如13.54MHz)不僅用 作從終端向應(yīng)答機(jī)傳輸數(shù)據(jù)的載波，而且用作放在該終端的場內(nèi)的應(yīng)答機(jī) 的遠(yuǎn)程供電載波。當(dāng)應(yīng)答機(jī)2在終端1的場內(nèi)，在該應(yīng)答機(jī)的諧振電路的 終端21和23之間生成高頻電壓。另一方面，這個電壓用于在應(yīng)答機(jī)處于 無源模式時提供它的電子電路21的電壓源，而且另一方面，可以用來對 它的電池24充電，這個電池用于在該應(yīng)答機(jī)不在一個終端的射程內(nèi)時對 該應(yīng)答機(jī)電路提供電力。
圖2是終端1的一個實施例的框圖。如原先所示的，終端1包括由電 感器或天線L1與電容性元件C1和電阻性元件R1串聯(lián)形成振蕩電路。在圖2的示例中，這些元件連接在放大器或天線耦合器14的輸出端12和參 考電壓(一般為大地)處的終端13之間。將用來測量振蕩電路中的電流 的元件15插入例如電容性元件Cl和大地13之間。測量元件15屬于將在 后文描述的相位調(diào)節(jié)環(huán)。放大器14接收高頻發(fā)射信號E,發(fā)源于調(diào)制器 16(MOD),例如，從石英振蕩器(未示出)接收參考頻率(信號OSC)。 調(diào)制器16如果需要的話就接收要發(fā)射的數(shù)據(jù)的信號Tx,并且在沒有從該 終端發(fā)射的數(shù)據(jù)時就提供能夠遠(yuǎn)程供電給應(yīng)答機(jī)的高頻載波(例如 13.56MHz處的)。電容性元件C1是帶有可由信號CTRL控制的可變電容 的元件。天線Ll中的電流的相位調(diào)節(jié)相對參考信號進(jìn)行。這種調(diào)節(jié)是對 高頻信號的調(diào)節(jié)，即沒有要發(fā)射的數(shù)據(jù)時與信號E對應(yīng)的載波的信號。該 調(diào)節(jié)通過改變該終端的振蕩電路的電容Cl來進(jìn)行以保持天線中的電流與 參考信號的恒定相位關(guān)系。這個參考信號例如與由振蕩器提供給調(diào)制器的 信號OSC對應(yīng)。信號CTRL發(fā)源于具有檢測與參考信號之間相位間隔的 功能的電路17 (COMP)并具有據(jù)此修改電容性元件Cl的功能。該相位 測量例如基于由測量元件15對振蕩電路中的電流I的測量而進(jìn)行。在所示 的例子中，電流互感器包括初級線圈151和次級線圈152,初級線圈151 在元件C1和大地終端13之間，次級線圈152具有直接連接到大地上的第 一端和提供表示該測量結(jié)果的信號MES的另一端。電流至電壓轉(zhuǎn)換電阻 器153與次級線圈152并行聯(lián)接。將測量結(jié)果MES發(fā)送給比較器17，比 較器17據(jù)此由信號CTRL控制電容性元件Cl。
在圖2圖示說明的實施例中，比較器17使用與用來解調(diào)發(fā)源于應(yīng)答 機(jī)的信號的解調(diào)器相樣的相位解調(diào)器(未示出)，該信號可以由該振蕩電 路接收。因此，比較器17提供信號Rx,對從應(yīng)答機(jī)接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行可能 的逆行調(diào)制并還給表示該終端的其余電子電路的方框18 。
將相位調(diào)節(jié)環(huán)的響應(yīng)時間選擇得充分長以避免來自應(yīng)答機(jī)的有可能 的逆向調(diào)制挑戰(zhàn)的干擾，而且與所跨該終端的場的應(yīng)答機(jī)的速度相比充分 短。這可以稱為相對調(diào)制頻率(例如13.56MHz頻率的遠(yuǎn)程供電載波和用 于從應(yīng)答機(jī)向終端傳輸數(shù)據(jù)的847.5kHz的逆行調(diào)制頻率)的靜態(tài)調(diào)節(jié)。
作為對于圖2的電流互感器的變型，可以使用其他的電流測量元件(例如電阻器)。
在文件EP-A-0857981中描述一種帶有相位調(diào)節(jié)的終端的例子。
圖3示出應(yīng)答機(jī)2的一個實施例。整流元件25，例如全波整流橋在振 蕩電路(并行的電感器或天線L2和電容性元件C2 )的終端22和23之間 聯(lián)接。橋25整流后的輸出信號由平滑電容性元件C25聯(lián)接并提供電壓V25 給用來管理該應(yīng)答機(jī)供電的電路26 (ALIM )。電路26進(jìn)一步接收該應(yīng)答 機(jī)的電池24所提供的電壓V24。電路26向由方框27表示的其他應(yīng)答機(jī)電 路提供它們工作所需的電力。在圖1中，元件25、 C25、 26以及27包括 在方框21內(nèi)。電路27在諧振電路的端子22和23之間抽樣能夠解調(diào)從該 終端接收的有可能的信息，之后整流。進(jìn)一步來說，電路27包括所謂的 逆行調(diào)制電容行和/或電阻性元件，能夠?qū)υ摻K端所生成的場上的應(yīng)答機(jī)所 形成的負(fù)載進(jìn)行調(diào)制。這個負(fù)載修改在該終端側(cè)解釋為對振蕩電路(假定 該放大器或天線耦合器能夠提供恒定電流)的電流或電壓的修改。這個由 強(qiáng)度互感器(15，圖2)或任何其他測量元件(例如，用來測量if爭電容性 元件Cl的電壓)感應(yīng)的電流或電壓修改-使該終端能夠解碼從該應(yīng)答機(jī)接 收的信息。
困難在于將要重復(fù)充電的應(yīng)答機(jī)放在如下位置上這個位置對應(yīng)于用 可接受的重復(fù)充電時間生成充足電源對其電池進(jìn)行重復(fù)充電的電感耦合。
要在終端側(cè)調(diào)節(jié)的相位使該終端振蕩電路中充分利用的電流和電壓 測量能夠在其處于該終端的場中時推導(dǎo)出與該應(yīng)答機(jī)耦合相關(guān)的信息。
這種信息特別考慮到應(yīng)答機(jī)和終端之間的耦合，即該終端的振蕩電路 和該應(yīng)答機(jī)的振蕩電路之間的耦合系數(shù)。這個耦合系數(shù)本質(zhì)上取決于將應(yīng) 答機(jī)與終端分開的距離。應(yīng)答機(jī)的振蕩電路和終端的振蕩電路之間的耦合 系數(shù)，標(biāo)注為k， 一直處在0和1之間的范圍。這個系數(shù)可以由如下公式 來限定
'A1L2, (公式1)
在此M代表該終端的振蕩電路的電感Ll和該應(yīng)答機(jī)的振蕩電路的電感L2之間的互感。
將不同操作配置下終端可測量的電量與應(yīng)答機(jī)鏈接起來的不同關(guān)系 用于使裝配該應(yīng)答機(jī)的電池的重復(fù)充電最佳并更一般地用于向其電力存
儲元件C25或26的電力轉(zhuǎn)移。為此，調(diào)配該終端的振蕩電路的串聯(lián)電阻 Rl以使該耦合最優(yōu)。這種功能性在圖2中由方框30 (可控Rl )圖示說明 而且結(jié)合圖4和5的描述會更好理解。
電阻器Rl用于調(diào)整該充電端以將該耦合系統(tǒng)放在所謂最佳耦合位置 上。這個位置與具有從充電器向要充電的應(yīng)答機(jī)轉(zhuǎn)移的最大電力的位置對應(yīng)。
與調(diào)整該終端的振蕩電^各的電容性元件(例如已經(jīng)引用的EP-A-1 154 367中那樣)不同；其修改該振蕩電路的調(diào)諧，即該電阻R1的數(shù)值的調(diào)整 改變該衰減現(xiàn)象。
當(dāng)所述終端裝配有相位調(diào)節(jié)環(huán)時該終端側(cè)上可用的信息是該終端串 行振蕩電路中的電流I。這個電流鏈接到所謂發(fā)生器電壓(標(biāo)注為Vg)上， 驅(qū)動該振蕩電路，并且通過如下關(guān)系鏈接到振蕩電路的視在阻抗Zlapp上
將該振蕩器電路的相位調(diào)節(jié)在參考值上的事實考慮到進(jìn)入一個終端 的場的應(yīng)答機(jī)的距離變化，將該距離變化只解釋為對這個振蕩電路的阻抗 的實部的》務(wù)改。的確，變化往往會相對調(diào)制頻率而靜態(tài)》務(wù)改由該應(yīng)答機(jī)形 成的負(fù)載的虛部，所有這樣的變化由相位調(diào)節(jié)環(huán)來補(bǔ)償。因而確保在靜態(tài)
工作中，阻抗Zlapp的虛部為零。因此，阻抗Zlapp變成等于視在電阻 Rlapp而且可以表達(dá)為
<formula>formula see original document page 11</formula>
在此co代表信號脈沖，X2代表應(yīng)答機(jī)的振蕩電路阻抗的虛部(X2 = coL2 - 1/coC2 )，而且在此R2代表應(yīng)答機(jī)元件在其本身振蕩電路上所形成的負(fù)載(電路21的各元件由電感器L2和電容器C2上并行的電阻器R2 來模擬)。換句話說，電阻器R2代表所有應(yīng)答機(jī)電路(微處理器、逆行 調(diào)制裝置、等等)的等效電阻，并行帶到電容器C2和電感器L2上。在以 上公式3中，已忽略掉添加到其他兩項上的電感器Ll的串行電阻。還可 以認(rèn)為這個串行電阻的數(shù)值通過簡化包括在電阻Rl的數(shù)值中。
通過合并/>式2、 3和4,可以將電流I表達(dá)如下
U, ' & ，■ ^.二二圣j[;二jjl二.
Kl十K- ^ R2 f2， (公式5)
其中
12 '■」^
:Z22 = S2 + !:55"T^ , (公式6)
其中Z2代表應(yīng)答機(jī)的阻抗。
進(jìn)一步來說，在應(yīng)答機(jī)側(cè)， 一個可以寫為:
在此12代表該應(yīng)答機(jī)的振蕩電路中的電流。由此
1-=^^^^. (公式8)
公式8與公式4和6合并可以簡化為如下表達(dá)式 12 = a丄 (公式9)
跨應(yīng)答機(jī)2的電容器C2所得到的電壓VC2由如下關(guān)系式給出
'e2: 'e2. (公式10)
作為第一近似，可以通過合并公式5和6而寫成如下形式，其中阻抗 Z2的虛部X2在在第一階接近0 (該電贈"帔調(diào)諧)
.圓.=.""""""^'……"...........""^"i"~"""""""^
Ri，k2'i3.R2, (公式u)而且在同等條件下可以由如下公式計算所得到的電壓Vc2:
L、2 81 i % , l;復(fù)
v蔽+ k-、豐. (公式12)
在可容易地實施在終端側(cè)的電量測量中，它被提供以使用數(shù)值卸荷并 在下文將限定的最大耦合處。
卸荷值代表沒有應(yīng)答機(jī)出現(xiàn)在該終端的場內(nèi)時的電流和電壓。在這種 卸荷工作中，該終端的振蕩電路的視在阻抗稱為Zl0ff_ioad，現(xiàn)在只取決 于其元器件R1、 L1和C1。進(jìn)一步來說，由于相位調(diào)節(jié)，這個阻抗的虛部 一直為零。因而可以寫出/>式
、 §
W4rf = ^ (公式13)
將最佳耦合定義為位于跨該應(yīng)答機(jī)所得到的電壓VC2為最大值之處。 可以將標(biāo)注為kopt的這種最佳耦合表達(dá)為
阮
『〗W'R2 (公式14)
在最佳耦合處的最大電壓Vc2opt由下式給出
v , ，■ !
SR1 2 (公式15)
另一工作條件，可通過相位調(diào)節(jié)確定，對應(yīng)于標(biāo)注為kref的參數(shù)耦合， 該參數(shù)耦合為應(yīng)答機(jī)和終端之間指定的所謂參數(shù)距離而建立。這個參數(shù)條 件與例如在指定情形下系統(tǒng)校準(zhǔn)或初始化對應(yīng)。優(yōu)選的是，這個條件與對 應(yīng)于應(yīng)答機(jī)和終端之間的最小距離的最大耦合對應(yīng)，例如，當(dāng)該應(yīng)答機(jī)放 在終端上并因而盡可能接近天線時。
下文中將參考這個標(biāo)注為kmax的最大耦合條件，但所有將要描述的 都通過將最大耦合處所識別的量替換為參考耦合量而變形為參考條件。
電流I和所得到的電壓Vc2的公式12和13可以根據(jù)由最佳耦合所規(guī) 格化的耦合(k/kopt)來重寫?？偸羌僭O(shè)阻抗Z2的虛部X2接近0，獲得如下 公式<formula>formula see original document page 14</formula>
I咖.—錄"鵬書湖
\仏，
因而可以寫出
(公式16)
(公式17)
(公式18)
進(jìn)一步來說，跨該終端的電阻器R1的電壓VR1的數(shù)值由下式給出
!,〖fe、
jfe』 (公式19)
在最佳耦合處，當(dāng)k = kopt時
k《=_^_ = , 和= 丁
跨該終端的振蕩電路的電壓由下式給出
J^d而且還達(dá)到最佳耦合處的數(shù)值Vg/2,
與該最佳且最大耦合有關(guān)的信息可以用于使終端1適應(yīng)它需要對其重
復(fù)充電的應(yīng)答機(jī)2。例如，應(yīng)答機(jī)類型可以專屬于與讀取器(遠(yuǎn)程或進(jìn)程) 耦合的類型。該讀取器因而可以根據(jù)與該應(yīng)答機(jī)最大耦合的位置而處于幾 種操作模式，通過使它的電阻R1適應(yīng)該應(yīng)答機(jī)的工作模式。
圖4示出根據(jù)規(guī)格化耦合k/kopt在應(yīng)答機(jī)側(cè)得到電壓VC2的過程的一 個例子。
該弧形從表示空耦合的坐標(biāo)系的原點(零電壓)開始。這與應(yīng)答機(jī)和 終端之間使該應(yīng)答機(jī)收不到信號的距離對應(yīng)。電壓VC2達(dá)到最佳耦合系數(shù) k叩t (k/k0pt = l)的最大值Vc2opt,然后降低到一個耦合1處所達(dá)到的中間值vC2(i)。
與空耦合對應(yīng)的位置對應(yīng)于該終端的卸荷位置，并因而對應(yīng)于該卸荷
電流(Ioff-load)。在這個位置，電壓VR1等于卸荷值Vg。
在最佳耦合位置(k = kopt)，電流Iopt = I0ff_ioad/2而且電壓VR1()pt =
<formula>formula see original document page 15</formula>
在耦合位置k等于1,電流i對應(yīng)于、1^/ 而且電壓Vrj等于
。這個位置是理論上的位置，既然耦合系數(shù)k^ i實際上從來都
未取得。
當(dāng)該應(yīng)答機(jī)》文在該終端上時，該耦合被認(rèn)為處于最大值并可以寫出下
式
<formula>formula see original document page 15</formula>
因而，在訓(xùn)練相位處要重復(fù)充電的便攜對象放在該終端上，在此相位 上電流Imax或電壓VRimax的測量足以相對最大耦合kopt確定最大耦合 kmax。
Imax小于Ioff-load/2 (在此ViUmax小于Vg/2)的情形對應(yīng)于最大耦 合比最佳耦合大的位置。然后該最佳耦合對應(yīng)于應(yīng)答機(jī)比放在終端上時距 該終端更遠(yuǎn)距離的位置。換句話說，該最佳耦合會通過移動該應(yīng)答機(jī)遠(yuǎn)離 該終端而達(dá)到而且該應(yīng)答機(jī)和該充電器之間存在距離，在這個距離上所得 到的電壓Vc2然后跨越最大值VC2c)pt。最大值VC2opt不與數(shù)值VC2max 對應(yīng)而且數(shù)值Vc2max小于Vc2opt。電流ImaX大于數(shù)值I。ff-l。ad/2 (或者VRlmax大于Vg/2 )的情形對 應(yīng)于最大耦合比最佳耦合小的位置。這意味著最佳耦合kopt對應(yīng)于在這種 情況下物理上從未達(dá)到過的理論數(shù)值，在最大耦合VC2max處得到的電壓 不會跨越最佳耦合的最大值VC2opt。換句話說，在最大耦合處，數(shù)值 VC2max將總是小于數(shù)值VC2opt。
在以上這兩種情況下，既然數(shù)值VC2max小于數(shù)值Vc2opt，要重復(fù) 充電的應(yīng)答機(jī)原則上不會得益于可能出現(xiàn)的電壓最大值VC2opt對所裝的 電池進(jìn)4于重復(fù)充電。
然后提供對終端的串聯(lián)電阻(R1)數(shù)值的修改以便最耦合點對應(yīng)于最佳 耦合，從而得益于最大可得到的電壓VC2opt。
為此，在最大耦合處，當(dāng)該應(yīng)答機(jī);故在該終端上時，測量電流I的數(shù) 值，即電阻Rl的ImaxO, ImaxO有標(biāo)注為RlO的初始值。既然該終端原先 測量并存儲了卸荷值Ioff-load,因此可以確定電阻R1的數(shù)值是否必須修 改。
如果比值Ioff-load/ImaxO大于2 (kmax/kopt0 > 1 )，在此kopt0指定 有數(shù)值Rl0的最佳耦合，該終端-應(yīng)答機(jī)系統(tǒng)的最佳耦合對應(yīng)于應(yīng)答機(jī)比 其放在終端上時距該終端更遠(yuǎn)距離的位置，當(dāng)應(yīng)答機(jī)放在終端上時有電阻
Rio。
如果比值Ioff-load/ImaX0小于2 (kmax/l^pt0 < 1 ),最佳耦合k叩t 對應(yīng)于用電阻Rio的數(shù)值在物理上從未獲得的理i侖值。
然而，在這兩種情況下，仍有可能修改電阻R1的數(shù)值以便它的新數(shù) 值具有與最大耦合的數(shù)值kmax恰好相同的該系統(tǒng)的最佳耦合kopt，得益 于最大可得到的電壓Vc2叩t對該應(yīng)答機(jī)電池重復(fù)充電或?qū)ζ潆娙萜?5進(jìn) 行充電，其中電阻Rl的新數(shù)值標(biāo)注為Rll。因而，該系統(tǒng)初始的最佳耦 合的數(shù)值通過修改串行電阻Rl的數(shù)值來調(diào)配以使其對應(yīng)于該應(yīng)答機(jī)的最 大耦合，即一旦放在重復(fù)充電位置處的終端上就對應(yīng)。這就等于從數(shù)值Rio 到數(shù)值Rl!的過程以便電流I的數(shù)值達(dá)到I0ff-load/2,即對應(yīng)于臨界的最 佳耦合。
16先前公開的公式20能夠?qū)懗?
m錄^
tad
對于數(shù)值RlO: 1^,/ ^
,其中
k
i寧S
H He 區(qū)'TT，和
(既然通過定義Rh能夠取
得最大耦合，這就等于說Ioff-load/Imaxl =2),其中
，i
.12 Rl,
R2 Ll.
,在
此Im肌l和koptl分別指定對于電阻R1的數(shù)值Rli的最大電流Imax和最 佳耦合k。pt。
以上方程組導(dǎo)出
卿ti
(公式22)
和:
Mi
、■ l訓(xùn)濾 /
(公式23 )
因而電阻Rl的數(shù)值在數(shù)值kmax小于數(shù)值kopt時通過降低而設(shè)置， 在kmax的數(shù)值大于數(shù)值kopt時通過增加而設(shè)置，以便電流I的數(shù)值達(dá)到
1off-load/2,即對應(yīng)于臨界的最佳耦合。還可以基于跨電阻器Rl的電壓VRi 的測量來設(shè)置電阻R1的數(shù)值以達(dá)到最佳耦合。在這種情況下，設(shè)置電阻 Rl的數(shù)值以使跨振蕩電路的電壓VR1 (或者電壓VLICI)達(dá)到最佳耦合處 的數(shù)值Vg/2。
數(shù)值Rl0可以對應(yīng)于與最大值kmax對應(yīng)的耦合位置，或者對應(yīng)于有 源應(yīng)答機(jī)在距該終端的指定距離處的情況下耦合系數(shù)的任何其他參考值。 這樣會例如變成應(yīng)答機(jī)裝配在車輪上的情況，該車輪在每次應(yīng)答機(jī)跨越所 謂參考位置時都對其重復(fù)充電。在一個這種類型的例子中，訓(xùn)練相位可以 包括附加的最初相位，其中在該輪子完整旋轉(zhuǎn)期間該系統(tǒng)記下與最大所得 到的電壓Vc2對應(yīng)的位置和在這個參考最大耦合位置上的測量電流
17Imax。然后該終端調(diào)配電阻Rl的數(shù)值以便每次跨越該參考位置，所得到
的電壓VC2都對應(yīng)于最佳耦合，而且因此對應(yīng)于最大可得到的電壓對該 應(yīng)答機(jī)的電容性元件C25 (而且有可能是電池24,如果它存在的話)重復(fù) 充電。
圖5是類似于圖2的框圖，部分圖示說明電路30的一個實施例。在 這個例子中，可變電阻器31與不變電阻器32串聯(lián)，電阻器31和32形成 該終端的抗電流元件Rl。測量跨這個電阻元件的電壓并由比較電路37 (COMP )與數(shù)值VR1()pt作比較，VRi0pt對應(yīng)于最佳耦合點處的電壓。 由比較器37提供的結(jié)果用于與數(shù)值VRlopt —起通過控制電路38 ( CT ) 來控制電阻元件31的數(shù)值。該終端的其他元件與結(jié)合圖2所描述的元件 相同。然而，在圖5的例子中，將電路30放在接地端13—側(cè)，而不是放 在放大器14的輸出端12—側(cè)(在圖5中未示出)。用來測量相位控制的 電流互感器15插在電容性元件Cl和電路30之間。電容Cl優(yōu)選也為變量， 盡管這沒有在圖5中圖示說明過。
圖6A、 6B和6C圖示說明圖5的終端的"t喿作。
這些弧形對跨該應(yīng)答機(jī)電容器的電壓Vc2和規(guī)格化的耦合系數(shù) k/k叩to之間的關(guān)系的例子進(jìn)行圖示說明。假設(shè)要使該電池能夠重復(fù)充電的 電壓至少為6伏特。這個水平代表耦合kmax處的電壓VC2max和如上文 所述而確定的電阻Rl()之間的比值。還假設(shè)耦合系數(shù)^^() = 0.3。
在圖6A的情況下，々!i殳電阻Rlo卸荷電流和最大電流之間的比值 1off-load/Imax0為4/3。系數(shù)kmaxO和k叩to之間的比值為0.58。因而這是 一種情況，對于電阻Rlo,最佳耦合無法達(dá)到。圖6A示出在這些條件下， 將電阻R1的數(shù)值修改成如上文所述而選擇的數(shù)值Rli,使重復(fù)充電能夠 最優(yōu)化。在這個例子中，比值Rli/Rlo為0.33使重復(fù)充電最優(yōu)，這種最優(yōu) 化是通過在系數(shù)k大于0.15代表的距離上能夠得到電壓VC2為7伏特(比 值k/kopto大于近似0.5 ),而且通過移近以達(dá)到系數(shù)k為0.09代表的距離 使電壓VC2大于6伏特(比值k/kopt0近似為0.3 )。
在圖6B的情況下，假設(shè)帶有電阻Rlo的卸荷電流和最大電流之間的 比值Ioff_load/Imax0為4 (大于2)。系數(shù)kmaxo和kopto之間的比值為1.73。因而這是一種情況，對于電阻Rlo,必須將應(yīng)答機(jī)牽引開以達(dá)到最 佳位置。圖6B示出在這些條件下，將電阻R1的數(shù)值修改成如上文所述而 選擇的數(shù)值RU,使重復(fù)充電能夠在較短距離上(比電阻Rlo時的最佳距 離更短)最優(yōu)化。在這個例子中，比值Rli/Rlo為3使重復(fù)充電最優(yōu)，這 種最優(yōu)化是通過從系數(shù)k近似為0.37中能夠得到電壓VC2大于6.8伏特(比 值k/kopto近似為1.3)。對于更遠(yuǎn)的距離，數(shù)值Rlo提供更快的重復(fù)充電。
在圖6C的情況下，布支設(shè)電阻Rlo卸荷電流和最大電流之間的比值 Ioff-load/ImaxO為2。系數(shù)kmax0和kopt0之間的比值為1 。圖6C示出在 這些條件下，通過計算而提供的數(shù)值Rli與數(shù)值Rlo相同。因此改變數(shù) 值沒有用。
圖7示出一種可切換電阻器構(gòu)成的電路的例子，這些可開關(guān)電阻器能 用于實施電阻選擇(電阻器31 )。在這個例子中，電阻器RUmax與開關(guān) K31min并行以及與電阻器Rlli的n個分支并行(i的范圍在1和n之間)。 每個電阻器Rlli與可控開關(guān)K3u串行。這些開關(guān)由電路38根據(jù)所執(zhí)行的 測量來控制。開關(guān)K^min在閉合位置上使電阻R1等于電阻32。當(dāng)所有 開關(guān)K3U關(guān)閉時，元件31的電阻為Rlmax。其他位置提供中間值。
圖8是電阻選擇方法一個實施例的流程圖。這個流程示說明電流 測量的開發(fā)情況，但容易變形為跨電阻器R1的電壓測量的開發(fā)。它一直 是該終端的振蕩電路中電流的信息表示。
假設(shè)該終端原先初始化在卸荷狀態(tài)上而且假設(shè)已經(jīng)存儲數(shù)值Ioff-load (或者任何對應(yīng)信息)。這樣的初始化可以對制造過程來執(zhí)行，卻優(yōu)選現(xiàn) 場或者甚至周期性或每次加電時執(zhí)行，以考慮到與該終端的環(huán)境關(guān)聯(lián)的有 可能產(chǎn)生的干擾。
作為一個變型，在終端-應(yīng)答機(jī)對的第一用途中，該終端顯示叫持有人 放應(yīng)答機(jī)從而進(jìn)行捕獲的消息。根據(jù)另一變型，該終端用特征數(shù)據(jù)記錄該 應(yīng)答機(jī)的標(biāo)識符或該應(yīng)答機(jī)的類別的標(biāo)識符并因而在它下次經(jīng)過時能夠 認(rèn)出它。
通過測量(方框51， I)該振蕩電路中電流的數(shù)值而開始。將這個數(shù) 值與卸荷值比較(方框52， I = I0ff_load )。在等于(方框52的輸出Y)的情況下，這意P未著沒有應(yīng)答機(jī)在該場中而且回到方框51的入口。否則
(方框52的輸出N )，用電阻值Rlo測量最大電流Imax0(方框53， Imax0 ), 考慮到該應(yīng)答機(jī)在最小距離處(典型為放在該終端上)。然后，將電阻Rlo 卸荷電流和電流之間的比值與常數(shù)2比較(方框54， I0ff_ioad/Imaxo = 2 )。 這就等于將所測量的電流與數(shù)值(Ioff_load/2)作比較，該數(shù)值是卸荷電流 的函數(shù)。在等于(方框54的輸出Y)的情況下，通過使用電阻器Rlo(方 框55， LR1o)開始對該電池充電。否則(方框54的輸出N),從數(shù)值Rlo 中計算電阻值Rl i 而且原先建立的比值(方框56, Rl!= Rl0((Ioff-load/Imax0H )和最接近的數(shù)值從網(wǎng)絡(luò)31中選擇。作為一個變型， 調(diào)配一個可變電阻器。換句話說，根據(jù)第一數(shù)值(Rl0 )、測量信息(Imaxo )、 以及常數(shù)(I0ff-load/2 )來選擇電阻Rl的數(shù)值。然后(方框57， Rl = Rl i )， 將振蕩電路的電阻值設(shè)置成與算得的數(shù)值Rll對應(yīng)(例如，通過圖7的網(wǎng) 絡(luò)31)。然后查看(方框58, Ioff-load/Imax0 = 2 )所選數(shù)值是否與正確 耦合對應(yīng)。如果是(方框58的輸出Y),用數(shù)值R^進(jìn)行重復(fù)充電(方 框55，， LRu )。如果否(方框58的輸出N)，電阻Rl的設(shè)置回到原 值RlO (方框59，R1 =Rlo)而且該處理回到電流I的測量(方框51)。
根據(jù)所示的例子，當(dāng)該應(yīng)答機(jī)重復(fù)充電發(fā)生時，如果它是用數(shù)值Rlo 或用數(shù)值Rll，該終端等待(方框60，可以嗎？)從應(yīng)答機(jī)2發(fā)出的表示 該重復(fù)充電結(jié)束的消息。在應(yīng)答機(jī)2 —側(cè)，在對該電池整體上重復(fù)充電(方 框71，結(jié)束)時，該應(yīng)答機(jī)向該終端發(fā)送消息(方框72,發(fā)送)。當(dāng)該 終端接收這個消息時，該消息由方框60檢測到，然后使電阻器R1切換到 初始值RlO (方框59)。然后，回到電流值監(jiān)測方框。
作為一個變型，省略步驟58，步驟57緊跟著步驟55'。
根據(jù)另一變型，電阻R1的數(shù)值的調(diào)配在重復(fù)充電期間進(jìn)行。對于通 過將Rl()替換為電阻R1的電流值來周期性重復(fù)方框51、 52、 53、 54、 55、 56、 57以及55，的步驟，這足夠了。
圖9示出本發(fā)明適用于其的一種芯片卡100的例子。在這個例子中， 電路21是包括電池24和電容性元件C2的集成電路芯片。天線L2由該芯 片卡上或集成到所述卡中的平面線圈形成。
20圖10圖示說明應(yīng)用的另一個例子，根據(jù)該應(yīng)用芯片卡或電子標(biāo)簽101
通過蜂窩電話102類型的移動設(shè)備或通過人的協(xié)助進(jìn)行重復(fù)充電。在這種 情況下而且不像先前公開的終端那樣，具有足以對應(yīng)答機(jī)101重復(fù)充電的
電池或電源的另 一移動元件^:用作終端。
現(xiàn)在能夠通過使應(yīng)答機(jī)與終端或充電器之間的耦合最優(yōu)而以盡可能 最快的方式對應(yīng)答機(jī)重復(fù)充電。
對數(shù)據(jù)傳輸來說不必在應(yīng)答機(jī)和終端之間建立數(shù)據(jù)傳輸，在這目的只 是對該應(yīng)答機(jī)進(jìn)行充電。然而，不排除這樣的通信而且可以與該重復(fù)充電 同時進(jìn)行。
該終端還不必專用于應(yīng)答機(jī)。實際上，不同的計算、卸荷測量、用不 同電阻值進(jìn)行的測量，使該終端的振蕩電路的阻抗能夠調(diào)配而且尤其是它 的串行電阻能夠?qū)θ魏螒?yīng)答機(jī)的重復(fù)充電在4艮寬的數(shù)值范圍內(nèi)最優(yōu)化。
在它優(yōu)選的實施例中，對本發(fā)明的實現(xiàn)特別解釋為，在該終端中存儲 代表它的卸荷振蕩電路(在它的射程內(nèi)沒有應(yīng)答機(jī))中的電流的信息，而 且存儲在該應(yīng)答機(jī)的參考位置(尤其是放在該終端上)上這個信息的數(shù)值。
已經(jīng)描述了不同的實施例?？梢栽O(shè)想各種替代方案。尤其是，雖然已 經(jīng)圖示說明幾個應(yīng)用的例子，無論什么類型的有源應(yīng)答機(jī)只要是需要充電 本發(fā)明都適應(yīng)。進(jìn)一步來說，基于上文中給出的功能描述，使用一般來說 在終端中可用的工具(可編程邏輯、檢測器、微處理器、等等)來實際實 現(xiàn)所述實施例在本領(lǐng)域技術(shù)人員的能力范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種配置用來向應(yīng)答機(jī)(2)發(fā)出射頻場的終端(1)的方法，包括至少一個如下步驟在該終端的射程內(nèi)存在應(yīng)答機(jī)時，根據(jù)卸荷值(Ioff-load)，對該終端的振蕩電路的串行電阻(R1)進(jìn)行調(diào)配，所述調(diào)配取決于在射頻場中沒有應(yīng)答機(jī)時，該終端的工作。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述卸荷值(Ioff-kmd )代表該 終端的振蕩電路中電流的特征。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，包括如下步驟用上述振蕩電路的串行電阻(Rl)的第一數(shù)值(Rl0)測量代表該終 端的振蕩電路中的電流(Imax0)的信息；將這個信息與所述卸荷值(Ioff-load)作比較；以及將該串行電阻朝著根據(jù)第一數(shù)值(Rio)、測量的信息(Imax0)以及 所述卸荷值(I0ff-load/2 )而選4奪的第二數(shù)值(Rl"進(jìn)4刊'務(wù)改。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中選擇該串行電阻(Rl)的數(shù)值 以使測量的信息和所述卸荷值之間的比值近似等于2。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中一旦設(shè)置了該串行電阻(Rl) 的數(shù)值就觸發(fā)該應(yīng)答機(jī)中所包括的電池(24)的充電周期。
6. 用來生成供應(yīng)答機(jī)(2)使用的射頻場的終端(1)，包括配備有 相位調(diào)節(jié)環(huán)和可開關(guān)電阻器構(gòu)成的電路(31)的振蕩電路，它們的數(shù)值基 于與該應(yīng)答機(jī)間的耦合(k)的系數(shù)的估算來選擇。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的終端，其中該電阻(Rl)的數(shù)值根據(jù)權(quán)利 要求1來選擇。
8. —種包括權(quán)利要求6所述的終端的便攜設(shè)備。
9. 一種有源應(yīng)答機(jī)(2)，能夠與終端(1)通信，而且能夠由根據(jù) 權(quán)利要求5所述的終端重復(fù)充電。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的應(yīng)答機(jī)，包括用來向終端(1)發(fā)射關(guān)于 其電池(24)的充電水平的信息的裝置。
11. 一種通信系統(tǒng)，包括 權(quán)利要求7所述的終端；以及 權(quán)利要求9所述的應(yīng)答機(jī)。
全文摘要
一種用來對能夠發(fā)出射頻場供應(yīng)答機(jī)使用的終端進(jìn)行配置的方法，包括至少一個如下步驟在該終端的射程內(nèi)存在應(yīng)答機(jī)時，根據(jù)卸荷值對該終端的振蕩電路的串行電阻進(jìn)行調(diào)配，這取決于沒有應(yīng)答機(jī)在其場中時該終端的工作。
文檔編號G06K19/07GK101587558SQ20091013617
公開日2009年11月25日 申請日期2009年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月30日
發(fā)明者呂克·維達(dá)爾 申請人:意法半導(dǎo)體(胡希)公司