用于rf通信的基站的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明是用于RF通信的基站。一種用于使用幅度調(diào)制的數(shù)據(jù)接收的設(shè)備(101)，包括：線圈(121)，具有線圈端子(123)且適于接收調(diào)幅電磁波(116)，由此在線圈(121)中感生調(diào)幅信號(Vb)并在線圈端子(123)處提供該調(diào)幅信號(Vb)，該調(diào)幅信號(Vb)包括正電壓部分(325、427)和負(fù)電壓部分(324、428)；以及調(diào)整電路(125、300、400)，經(jīng)由輸入端子(129、302、403)連接到線圈端子(123)，其中調(diào)整電路適于：調(diào)整調(diào)幅信號，以使得正電壓部分(325、427)減小恒定量(Δ)，以及在調(diào)整電路(125、300、400)的輸出端子(131、317、427)處提供經(jīng)過調(diào)整的調(diào)幅信號(129、323、425)。
【專利說明】用于RF通信的基站

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于使用幅度調(diào)制的數(shù)據(jù)接收的設(shè)備和方法，具體涉及適于使用應(yīng)答器(transponder)的RF通信的基站。

【背景技術(shù)】
[0002]在包括基站和應(yīng)答器的常規(guī)系統(tǒng)中，借助電磁波(具體是調(diào)幅電磁波，例如具有根據(jù)工業(yè)科學(xué)醫(yī)療(ISM)頻帶的頻率的波)來交換數(shù)據(jù)。在常規(guī)系統(tǒng)中，可以使用分割器(divider)電路對傳輸自應(yīng)答器并在基站處接收的調(diào)幅信號進(jìn)行分割，其中所述分割器電路以特定因子分割所接收的調(diào)幅信號。由于所述因子可以高達(dá)10至100之間，所以這一方法大大減小了將提供給基站解調(diào)器的可用的調(diào)制信號強(qiáng)度。所得到的非常小的信號強(qiáng)度使得在基站靈敏度和抗噪方面有嚴(yán)格的要求。這些要求可能是在實(shí)踐中難以實(shí)現(xiàn)的，而且針對應(yīng)答器通信的距離范圍要求也很難滿足(例如對于現(xiàn)有水平的PKE (無源(passive)無鑰門禁)系統(tǒng)的防盜PKE后備鏈路來講)。
[0003]需要能夠解決一些上述問題的用于數(shù)據(jù)接收的設(shè)備和方法，具體是適用于應(yīng)答器和基站之間的使用RF技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的長距離范圍通信的設(shè)備和方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了用于使用幅度調(diào)制的數(shù)據(jù)接收的設(shè)備，包括:線圈，具有線圈端子(還稱為觸點(diǎn))且適于接收調(diào)幅電磁波，由此在線圈中感生調(diào)幅信號并在線圈端子處提供該調(diào)幅信號，該調(diào)幅信號包括正電壓部分和負(fù)電壓部分；以及調(diào)整電路，經(jīng)由輸入端子連接到線圈端子，其中調(diào)整電路適于:調(diào)整調(diào)幅信號，以使得正電壓部分減小恒定量，以及在調(diào)整電路的輸出端子處提供經(jīng)過調(diào)整的調(diào)幅信號。
[0005]所述設(shè)備還可被配置用于數(shù)據(jù)傳輸，并且具體地可被實(shí)現(xiàn)為能夠在基站和應(yīng)答器之間進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的RF通信系統(tǒng)的基站。由此，所述設(shè)備可包括能量源。幅度調(diào)制可被認(rèn)為是調(diào)制電磁波(例如低頻波或一般來講的射頻波)的幅度的技術(shù)。在本申請中，術(shù)語RF可適用于覆蓋跨越寬頻率范圍(例如跨越10kHz到若干GHz之間的頻率范圍)的電磁波。波可以具有特定(固定)頻率，以便具體地對至少兩個狀態(tài)(例如偽狀態(tài)和真狀態(tài))進(jìn)行編碼。由此，具體地，偽狀態(tài)可對應(yīng)于具有第一幅度的電磁波，真狀態(tài)可對應(yīng)于具有不同于(大于或小于)第一幅度的第二幅度的電磁波。例如，為了傳輸真狀態(tài)或偽狀態(tài)(即I比特)，相應(yīng)幅度可被維持多個周期，例如32個周期(對于整比特)或16個周期(對于例如半比特)。具體地，數(shù)據(jù)傳輸速率可以在I到lOkb/s之間。電磁波的頻率可以是例如125kHz ο
[0006]此外，可使用低頻(LF)場或一般地射頻(RF)場通過變壓器原理對操作應(yīng)答器所需的能量以及數(shù)據(jù)進(jìn)行發(fā)送或交換。
[0007]線圈可包括若干匝的導(dǎo)電材料，例如導(dǎo)電線，例如銅線。可圍繞鐵磁芯材料布置各匝。線圈端子可表示線的一末端。通過電磁感應(yīng)，電磁波(其可例如由附近的應(yīng)答器發(fā)送或生成)可在線圈中感生電壓，該電壓從而可表示在線圈端子處提供的調(diào)幅信號。由此，調(diào)幅信號能夠以電磁波的基頻(例如125kHz)振蕩，從而該信號一半周期在OV之上，一半周期在OV之下。接收的調(diào)幅信號的位于OV以上的部分(例如在周期的前一半期間)可對應(yīng)于正電壓部分。其中調(diào)幅信號的電壓位于OV以下的部分可對應(yīng)于負(fù)電壓部分。由此，正電壓部分可覆蓋一個電壓范圍，并且可包括最大正電壓。類似地，負(fù)電壓部分可覆蓋一個負(fù)電壓范圍，其中包括最大負(fù)電壓。根據(jù)本發(fā)明的這一實(shí)施例，目的是減小正電壓部分，以便防止進(jìn)一步的(下游)處理電路(例如解調(diào)器)受損，這是因?yàn)榻庹{(diào)器通常包括可能對高正電壓敏感的半導(dǎo)體電路。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的這一實(shí)施例，分割器不是必要的，并且可不使用它來保護(hù)下游電路。作為分割器的替代或補(bǔ)充，調(diào)整電路適于將正電壓部分減小恒定量(即不依賴于調(diào)幅信號的即時電平的量(如簡單地分割調(diào)幅信號時的情況)，而是恒定的，與調(diào)制信號的即時強(qiáng)度或電壓值無關(guān))。在具體實(shí)施例中，調(diào)幅信號整體移位，以便減小正電壓部分。具體地，當(dāng)接收的調(diào)幅信號的平均值可能位于OV附近時，經(jīng)過調(diào)整的調(diào)幅信號的平均值可能位于OV以下并可包括稍大于0V(例如在OV之上在OV到1V之間或在OV到5V之間)的最大電壓。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，經(jīng)過調(diào)整的調(diào)幅信號的平均值同樣在OV附近，但與接收的調(diào)幅信號相比，正電壓部分可能會減小恒定量。
[0009]調(diào)幅信號(具體是調(diào)幅信號的正電壓部分)所減小的恒定量可以取決于調(diào)整電路中所包括的電子元件和項(xiàng)目的具體組件和性質(zhì)。經(jīng)過調(diào)整的調(diào)幅信號可適于提供給下游電路，下游電路具體地包括半導(dǎo)體元件或電路，例如解調(diào)器。根據(jù)下游電路的額定值或電氣/電子要求，可用適當(dāng)?shù)慕M件組裝調(diào)整電路，以便具體地在給定接收的調(diào)幅信號的具體強(qiáng)度(具體為輸入電壓)的情況下，滿足下游電路的要求。
[0010]如果接收的調(diào)幅信號包括相對較大的載波部分(具有恒定幅度)和相對較小的信號部分(具有編碼了想要的數(shù)據(jù)的變化幅度)(即具有小的調(diào)制指數(shù))，則可以具體地觀察到將正電壓部分減小恒定量與應(yīng)用分割器電路相比的好處。在這種情況中，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，只減小接收的調(diào)幅信號的相對較大的載波部分，而不減小信號相關(guān)部分，從而在調(diào)整之后，調(diào)制指數(shù)甚至可能增加，從而解調(diào)可以變得更可靠且更簡單。此外，可由此實(shí)現(xiàn)更高的數(shù)據(jù)接收靈敏度，并可由此實(shí)現(xiàn)更寬距離范圍的數(shù)據(jù)接收。
[0011]具體地，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提出了在解調(diào)之前將調(diào)幅信號的DC電平移位的方案，而不是使用阻性或容性衰減器對其進(jìn)行分割。具體地，載波(感興趣的區(qū)域)的幅度調(diào)制可下移至可較易由例如解調(diào)器電路中所包括的現(xiàn)有水平的硅工藝處理的電壓。由此，所述方法可保持天線觸點(diǎn)(線圈端子)處的幅度調(diào)制(熵)并且可使其在下游電路(例如解調(diào)器)的輸入端處幾乎100%可用。由此，應(yīng)該注意到，常規(guī)分割器電路或衰減器能夠以典型為10-100的因子減小幅度調(diào)制，這是本發(fā)明的實(shí)施例中不存在的。
[0012]具體地由用于數(shù)據(jù)接收的設(shè)備接收的所交換的調(diào)幅信號的調(diào)制指數(shù)可能是很小的。此外，可實(shí)現(xiàn)最大化應(yīng)答器通信的距離范圍或基站-應(yīng)答器通信的距離范圍。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，調(diào)整調(diào)幅信號，以使得以恒定量減小(即縮減其幅度)或增大(即增加其幅度)負(fù)電壓部分。
[0014]在以恒定量增大負(fù)電壓部分的情況中，可通過對調(diào)幅信號進(jìn)行全局移位來實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。在這種情況中，在將經(jīng)過調(diào)整的調(diào)幅信號應(yīng)用于下游電路之前，負(fù)電壓部分可以被至少部分地限幅，以避免或減小對下游組件的損害。
[0015]在負(fù)電壓部分(同樣)減小的情況中，負(fù)電壓部分和正電壓部分的減小可有所不同或可減小相似或甚至相同的量或因子。由此，設(shè)備可被簡化。此外，可避免附加的限幅電路。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，調(diào)整電路包括第一調(diào)整電路或第二調(diào)整電路或第一調(diào)整電路與第二調(diào)整電路的串聯(lián)布置。
[0017]從而，設(shè)備可只包括第一調(diào)整電路，而不包括第二調(diào)整電路。可替換地，設(shè)備可只包括第二調(diào)整電路，而不包括第一調(diào)整電路。
[0018]可替換地，設(shè)備可包括第一調(diào)整電路以及第二調(diào)整電路，具體地布置在串聯(lián)連接中。具體地，第二調(diào)整電路可連接到線圈端子，第一調(diào)整電路可連接到第二調(diào)整電路的輸出端子。由此，第一調(diào)整電路的輸出端子從而可連接到下游電路(例如解調(diào)器)。由此，具體地，可實(shí)現(xiàn)第一調(diào)整電路和第二調(diào)整電路的原理的非常有利的組合，其中可由第二調(diào)整電路實(shí)現(xiàn)對調(diào)幅信號的粗略適配和調(diào)整，可通過繼而應(yīng)用第一調(diào)整電路來實(shí)現(xiàn)對經(jīng)過調(diào)整的調(diào)幅信號的感興趣區(qū)域的進(jìn)一步精細(xì)適配或調(diào)整。由此，可提供很大的靈活度，以便為了適合下游電路的要求對經(jīng)過調(diào)整的信號進(jìn)行修改。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，第一調(diào)整電路包括:第一電阻器，直接連接到輸入端子；第二電阻器，間接連接到第一電阻器且連接到地電勢；電容器，連接到第一電阻器；二極管，在第一串聯(lián)布置中將其陰極連接到第二電阻器，其中第一串聯(lián)布置連接到電容器和地電勢；以及第三電阻器，與第一串聯(lián)布置并聯(lián)連接到輸出端子和地電勢。
[0020]由此，第一電阻器可將第一調(diào)整電路對基站天線諧振電路的影響保持在低水平。此外，電容器可移除可能在線圈端子(天線觸點(diǎn)(tap point))處可用的DC組件。此外,二極管與第二電阻器一起可重建新的DC值，該新的DC值可能更適合下游半導(dǎo)體或硅電路。由此，具體地，如果沒有加入第三電阻器的話，調(diào)整電路之后的正弦波的最大值或頂部可以是二極管的閾值電壓。第三電阻器可充當(dāng)二極管和第一電阻器的對位(opposing)元件，其嘗試將DC值保持為地電平。第三電阻器的存在可減小電磁干擾對電路的輸出電壓的影響。
[0021]第二電阻器和第三電阻器的電阻之比可確定第一調(diào)整電路的輸出端子處的DC電平。
[0022]第二電阻器的電阻與第一電阻器和第二電阻器的電阻和之比可確定第一調(diào)整電路的輸出端子處所保持的幅度調(diào)制，其中假定第三電阻器的電阻遠(yuǎn)大于第二電阻器的電阻。
[0023]第一調(diào)整電路的輸出信號可被饋入ASK(幅移鍵控)解調(diào)器。ASK可使用有限數(shù)量的幅度，每個幅度被指派唯一的比特模式。每個幅度可編碼相等數(shù)量的比特。每個比特模式可形成由具體幅度所表示的符號。由此，可提供簡單實(shí)施。
[0024]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，調(diào)整調(diào)幅信號，以使得正電壓部分減小至根據(jù)二極管的開啟電壓/閾值電壓和/或第二電阻器的電阻與第三電阻器的電阻之比的值。
[0025]二極管可以在二極管的陽極和陰極之間的電壓在開啟電壓以上時導(dǎo)通。由此，二極管的開啟電壓可以在例如0.3V到1.0V之間。例如，硅二極管的開啟電壓可以在0.7V左右。鍺二極管可具有約0.3V的開啟電壓。從而，二極管可短路在開啟電壓以上的任何電壓。
[0026]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，限幅電路連接到調(diào)整電路的輸出端子且適于減小經(jīng)過調(diào)整的調(diào)幅信號的負(fù)電壓部分。
[0027]限幅電路可有效地減小或者甚至移除負(fù)電壓部分(的一部分)(否則其將損壞下游電路)?？赏ㄟ^本領(lǐng)域技術(shù)人員所知的任意方式來實(shí)施限幅電路。具體地，可在本發(fā)明的某些實(shí)施中得到的如由第一調(diào)整電路實(shí)現(xiàn)的在DC移位之后非常高的負(fù)電壓可被專用電路簡單地限幅，以便防止解調(diào)器集成電路經(jīng)受非常高的負(fù)電壓幅度。
[0028]因此，例如，從模擬視頻處理中已知的鉗位電路開始，鉗位電路可被設(shè)想和/或修改為形成根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的調(diào)整電路。視頻鉗位電路可典型地使用對同步信號電平的“硬”鉗位并因此可以不使用第二電阻器，因?yàn)樗鼈儾槐乇３衷谛盘柕捻敳康姆日{(diào)制。與常規(guī)視頻鉗位電路不同的是，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，需要利用電阻不等于O歐姆的第二電阻器的“軟”鉗位，以便保持信號頂部的幅度調(diào)制。從而，可能需要對常規(guī)電路進(jìn)行具體的適應(yīng)/修改，以便實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的調(diào)整電路，該調(diào)整電路可應(yīng)用于具有低調(diào)制指數(shù)的高電壓ASK調(diào)制應(yīng)答器信號。
[0029]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，第二調(diào)整電路包括:另一第一電阻器，間接連接到輸入端子；另一第二電阻器，直接連接到另一第一電阻器且連接到地電勢；第二串聯(lián)布置，包括第一齊納二極管和與第一齊納二極管反向布置的第二齊納二極管，第二串聯(lián)布置與所述另一第一電阻器串聯(lián)，其中所述另一第一電阻器經(jīng)由第二串聯(lián)布置間接連接到輸入端子。
[0030]這一實(shí)施例還可應(yīng)用于具有低調(diào)制指數(shù)的ASK調(diào)制應(yīng)答器信號。由此，同樣根據(jù)這一實(shí)施例，經(jīng)過調(diào)整的幅度調(diào)制信號可符合下游電路(具體地包括硅組件)的要求。由此，第一齊納二極管和第二齊納二極管可移除OV到齊納二極管的閾值電壓(或擊穿電壓)之間的范圍內(nèi)的電壓區(qū)域。經(jīng)過減小的電壓(在兩個齊納二極管之后)可包括在第二調(diào)整單元的輸入端處接收的完全幅度調(diào)制且還可通過所述另一第二電阻器與所述另一第一電阻器和所述另一第二電阻器的電阻和之比進(jìn)一步減小至更加適合下游電路的值。由此，在某些應(yīng)用中可將所述另一第一電阻器的電阻選為O歐姆，保持輸出端子處的完全幅度調(diào)制。
[0031]在所述另一第一電阻器的電阻不等于O歐姆的情況中，所述另一第二電阻器的電阻與所述另一第一電阻器和所述另一第二電阻器的電阻和之比可以限定輸出端子處的幅度調(diào)制的衰減。輸出信號(即經(jīng)過調(diào)整的幅度調(diào)制信號)可再次提供給ASK解調(diào)器。
[0032]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，調(diào)幅信號的正電壓部分所減小的恒定量取決于第一和第二齊納二極管的擊穿電壓和所述另一第二電阻器的電阻與所述另一第一電阻器和所述另一第二電阻器的電阻和之比。
[0033]由此，經(jīng)過調(diào)整的調(diào)幅信號的期望特性(具體與強(qiáng)度有關(guān))可被選擇并由此被調(diào)難
iF.0
[0034]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，第二電阻器的電阻與第一電阻器和第二電阻器的電阻和之比和/或所述另一第二電阻器的電阻與所述另一第一電阻器和所述另一第二電阻器的電阻和之間的另一比值確定經(jīng)過調(diào)整的調(diào)幅信號的強(qiáng)度。
[0035]由此，經(jīng)過調(diào)整的調(diào)幅信號可被進(jìn)一步修改，以適合下游電路。
[0036]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，第一電阻器和/或所述另一第一電阻器的電阻在100歐姆到10千歐之間，其中第二電阻器和/或所述另一第二電阻器的電阻在I千歐到100千歐之間，具體地在第一電阻器或所述另一第一電阻器的電阻的5倍到15倍之間，其中第三電阻器的電阻在100千歐到100兆歐之間，具體地在第二電阻器的電阻的70倍到130倍之間。
[0037]由此，可實(shí)現(xiàn)經(jīng)過調(diào)整的調(diào)幅信號的有利屬性。
[0038]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，輸入端子處的調(diào)幅信號的調(diào)制指數(shù)在1/100000到1/1000之間，具體地在1/100000到1/10000之間，調(diào)制指數(shù)限定調(diào)幅信號的調(diào)制幅度部分和恒定幅度部分之比，其中輸出端子處的經(jīng)過調(diào)整的調(diào)幅信號的經(jīng)過調(diào)整的調(diào)制指數(shù)在1/1000到1/10之間，具體地在1/1000到1/100之間，經(jīng)過調(diào)整的調(diào)制指數(shù)限定經(jīng)過調(diào)整的調(diào)幅信號的經(jīng)過調(diào)整的調(diào)制幅度部分和經(jīng)過調(diào)整的恒定幅度部分之比。
[0039]由此，所述設(shè)備能夠處理具有相對較低的調(diào)制指數(shù)的調(diào)幅輸入信號并向下游電路提供具有(大大地)增加的調(diào)制指數(shù)的經(jīng)過調(diào)整的調(diào)幅信號。由此，與常規(guī)設(shè)備和方法相t匕，處理可被簡化并且更加可靠，具體使得能夠進(jìn)行更廣范圍的通信。
[0040]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，調(diào)幅電磁波的頻率使用工業(yè)科學(xué)醫(yī)療頻帶，該頻帶在50kHz到200kHz之間，具體地在10kHz到150kHz之間，具體地位于125kHz附近，其中具體地，調(diào)幅電磁波使用幅移鍵控調(diào)制。具體地，可使用125kHz的頻率，這一頻率是開放使用的，且在包括金屬材料的環(huán)境中具有好處，并且其另一好處是，對去調(diào)諧(例如通過觸碰)相對不敏感。
[0041]由此，可使用技術(shù)上可行并且開放的頻率。由此，所述設(shè)備可與常規(guī)元件和組件一起組裝以及操作。
[0042]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述設(shè)備實(shí)現(xiàn)為RF通信基站，具體地布置在車輛內(nèi)，更為具體地布置在汽車中，其中基站具體地適于與無源應(yīng)答器進(jìn)行通信以及使用線圈向無源應(yīng)答器提供能量。
[0043]具體地，應(yīng)答器功能可包括基于防盜的認(rèn)證和數(shù)據(jù)交換，在設(shè)備實(shí)現(xiàn)為基站時可支持基于防盜的認(rèn)證和數(shù)據(jù)交換。
[0044]具體地，基站可適于在汽車應(yīng)用中使用，其中需要執(zhí)行應(yīng)答器功能，例如基于防盜的認(rèn)證和數(shù)據(jù)交換。具體地，用于數(shù)據(jù)接收的設(shè)備，具體是實(shí)現(xiàn)為用于RF通信的基站，適于在嘈雜汽車環(huán)境中進(jìn)行較長距離的無源透明通信。
[0045]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述基站還包括:解調(diào)器，具體為ASK解調(diào)器，包括半導(dǎo)體電路，所述解調(diào)器連接到輸出端子并且適于對經(jīng)過調(diào)整的調(diào)幅信號進(jìn)行解調(diào)。
[0046]由此，解調(diào)器可輸出包括邏輯值(例如真值和偽值)的數(shù)字信號。從而，下游電路可對接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行解密(如果已經(jīng)加密的話)。
[0047]應(yīng)該理解，針對使用幅度調(diào)制的數(shù)據(jù)接收的設(shè)備以單獨(dú)或組合的方式公開、描述、提及或提供的特征也可應(yīng)用、提供或使用于根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的使用幅度調(diào)制的數(shù)據(jù)接收的方法，反之亦然。
[0048]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了一種用于使用幅度調(diào)制的數(shù)據(jù)接收的方法，包括:通過具有線圈端子的線圈接收調(diào)幅電磁波；在線圈中感生調(diào)幅信號；在線圈端子處提供調(diào)幅信號，調(diào)幅信號包括正電壓部分和負(fù)電壓部分；使用經(jīng)由輸入端子連接到線圈端子的調(diào)整電路調(diào)整調(diào)幅信號，以使正電壓部分減小恒定量；以及在調(diào)整電路的輸出端子處提供經(jīng)過調(diào)整的調(diào)幅信號。
[0049]通過將在下文描述的實(shí)施例的示例，以上限定的方面以及本發(fā)明的其它方面是明顯的，并且將參照實(shí)施例的這些示例對以上各方面進(jìn)行解釋。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0050]下文中將參照實(shí)施例的示例(其不對本發(fā)明進(jìn)行限制)對本發(fā)明進(jìn)行更為詳細(xì)的描述。
[0051]圖1示意性地示出了用于在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的基站與應(yīng)答器之間進(jìn)行通信的系統(tǒng)；
[0052]圖2A示例性地示出了從圖1中所示的應(yīng)答器向圖1中所示的基站發(fā)送的調(diào)幅信號;
[0053]圖2B示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例在圖1中所示的基站處接收的接收調(diào)幅信號。
[0054]圖3示意性地示出了可包括在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的基站或用于數(shù)據(jù)接收的設(shè)備中的第一調(diào)整電路；
[0055]圖4示意性地示出了可包括在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的基站或用于數(shù)據(jù)接收的設(shè)備中的第二調(diào)整電路；以及
[0056]圖5示意性地示出了根據(jù)示例性實(shí)施例的用于傳送調(diào)幅信號的系統(tǒng)。

【具體實(shí)施方式】
[0057]附圖中的圖示是示意性的。
[0058]圖1中所示的幅度調(diào)制通信系統(tǒng)100包括根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的基站101 (表示用于數(shù)據(jù)接收的設(shè)備)和可向基站101發(fā)送調(diào)幅信號116 (電磁波)的應(yīng)答器103。由此，可將應(yīng)答器103實(shí)施或構(gòu)造為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的形式。在示例性應(yīng)答器103中，數(shù)據(jù)ASK調(diào)制器105、電阻器107并聯(lián)連接到一對齊納二極管109、111，這一對齊納二極管109、111并聯(lián)連接到電容器113和線圈115，如果在線圈的端子117和119之間施加了特定電壓Vt，則線圈115可發(fā)送調(diào)幅信號116。
[0059]圖2A中示出了應(yīng)答器電壓Vt的示例，其中橫坐標(biāo)201表示時間，而縱坐標(biāo)203則表示電壓Vt的幅度。軌跡205指示作為時間t的函數(shù)的應(yīng)答器電壓Vt的幅度。在時間間隔207期間，正弦波的幅度具有第一值209，在第二時間間隔211期間，應(yīng)答器電壓的幅度具有低于第一值209的第二值213。此外，在又一時間間隔215中，幅度再次呈現(xiàn)第一值，而在另一時間間隔217中，幅度再次呈現(xiàn)第二幅度值213。如曲線219所示，通過這一調(diào)幅信號205，可編碼兩種狀態(tài)，例如邏輯真值(例如在時間間隔207、215期間)和邏輯偽值(在時間間隔211、217期間)。
[0060]當(dāng)例如根據(jù)圖2A所示使用應(yīng)答器電壓Vt激勵應(yīng)答器線圈115(參見圖1)時，生成電磁波116，該電磁波116然后被發(fā)往表示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于數(shù)據(jù)接收的設(shè)備的基站101。
[0061]基站101包括具有線圈端子123的線圈121，該線圈121適于接收調(diào)幅電磁波，從而在線圈121中感生調(diào)幅信號Vb (即基站電壓)，并在線圈端子123處提供該調(diào)幅信號\。此外，基站101包括調(diào)整電路125，該調(diào)整電路125經(jīng)由輸入端子127連接到線圈端子123。由此，調(diào)整電路125適于調(diào)整調(diào)幅信號Vb，以便將調(diào)幅信號Vb的正電壓部分減小恒定量并在調(diào)整電路125的輸出端子131處提供由此得到的經(jīng)過調(diào)整的調(diào)幅信號129(也稱為Vbadjusted) °
[0062]在示出的實(shí)施例中，將經(jīng)過調(diào)整的調(diào)幅信號129提供給同樣包括在基站101中的解調(diào)器133。解調(diào)器可對經(jīng)過調(diào)整的調(diào)幅信號進(jìn)行解調(diào)，以便輸出數(shù)字信號135。
[0063]圖2B示出了由基站101接收的調(diào)幅信號Vb的示例性時間軌跡。由此，橫坐標(biāo)201指示時間，縱坐標(biāo)203指示接收的調(diào)幅信號Vb的幅度。由此，軌跡231示出了當(dāng)圖1所示的應(yīng)答器103發(fā)送如圖2A所示的信號205時使用圖1所示的線圈121接收的調(diào)幅信號\。因此，發(fā)送的信號205的軌跡和在基站101處接收的信號231的軌跡示出了某些相似性，其中接收信號在時間間隔233和又一時間間隔235中呈現(xiàn)第一幅度值237，并且在時間間隔239和241中呈現(xiàn)小于第一幅度237的第二幅度243。然而，從圖2B可知，反映兩個幅度值237、243之間的差異的調(diào)制指數(shù)相對較低。因此，很難區(qū)分實(shí)際上分別表示邏輯高和邏輯低值的兩個幅度值237和243。然而，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，基站101或一般來講用于數(shù)據(jù)接收的設(shè)備適于提供相對較高的靈敏度，以便能夠?qū)哂邢鄬^差的調(diào)制指數(shù)的調(diào)幅信號進(jìn)行接收和解調(diào)。
[0064]曲線245是由圖1中示出的解調(diào)器133輸出的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)135的示例。由此，軌跡245表示邏輯高值，接下來是邏輯低值，接下來是邏輯高值，之后再次是邏輯低值。從發(fā)送軌跡205和接收軌跡231可知，可使用(周期性信號的，具體是正弦或余弦信號的)兩個或更多個周期T對邏輯高或低值進(jìn)行編碼，其中周期T表示通過關(guān)系T = Ι/f與頻率有關(guān)的波的重復(fù)周期，其中f例如位于低頻或LF頻帶內(nèi)，可以是例如125kHz?？墒褂貌煌木幋a方案來對比特或半比特進(jìn)行編碼，具體是使用調(diào)幅信號的一個或多個重復(fù)周期T。
[0065]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，圖1所示的基站的調(diào)整電路125可包括第一調(diào)整電路或第二調(diào)整電路。可替換地，根據(jù)將在下文中詳細(xì)描述的本發(fā)明的實(shí)施例，調(diào)整電路125可包括第一調(diào)整電路和第二調(diào)整電路兩者。
[0066]基站101還包括與線圈端子123串聯(lián)的調(diào)制器發(fā)射機(jī)102和電容器104。
[0067]圖3示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的第一調(diào)整電路300，其可被包括在圖1所示的基站101的調(diào)整電路125中。圖3所示的第一調(diào)整電路300包括可直接連接到圖1所示的調(diào)整電路125的輸入端子127的第一電阻器301。圖3所示的第一調(diào)整電路300還包括間接連接到第一電阻器301且連接到地電勢305的第二電阻器303。第一調(diào)整電路300還包括連接到第一電阻器301的電容器307。此外，第一調(diào)整電路300包括二極管309，其中二極管309的陰極311在第一串聯(lián)布置313中連接到第二電阻器303。由此，第一串聯(lián)布置313連接到電容器307和地電勢305。此外，第一調(diào)整電路300包括連接到地電勢和輸出端子317的第三電阻器315 (與第一串聯(lián)布置313并聯(lián))，所述輸出端子317可以表示如圖1所示的調(diào)整電路125的輸出端子131。此外，第一調(diào)整電路300的輸入端子302可表示圖1所示的調(diào)整電路125的輸入端子127。
[0068]圖3的左側(cè)的插入圖318中，示出了示例性輸入調(diào)幅信號的軌跡319，其中由于低調(diào)制指數(shù)的原因，信號319的幅度的調(diào)制或改變是不可見的，從而輸入調(diào)幅信號319的幅度呈現(xiàn)為停留在恒定電平。然而，這并不是實(shí)際情況，調(diào)幅信號319的幅度實(shí)際上隨時間發(fā)生變化。從插入圖318 (縱坐標(biāo)321表示信號319的幅度，橫坐標(biāo)327表示時間)的軌跡319可知，電壓信號319 (其可表示如圖1所示的電壓Vb)在+570V和-570V之間振蕩，這樣的電壓范圍可能會損壞下游電路。因此，第一調(diào)整電路300適于從在輸入端子302處輸入第一調(diào)整電路300的調(diào)幅信號319生成如圖3中的插入圖324所示的經(jīng)過調(diào)整的調(diào)幅信號323。從軌跡323 (其示出了經(jīng)過調(diào)整的調(diào)幅信號)可知，信號323相對于信號319被移位，從而輸入調(diào)幅信號319的正電壓部分325減小恒定量△，該恒定量△不隨橫坐標(biāo)327所示的時間發(fā)生變化。
[0069]第一調(diào)整電路300的第一電阻器301可將調(diào)整電路125對基站天線諧振電路的影響保持在低水平。此外，電容器307 (還稱為鉗位電容器)可移除可能在天線觸點(diǎn)(即圖1所示的線圈端子123)處可用的DC組件。二極管309與第二電阻器303 —起可以重建新的DC值，該新的DC值更適合現(xiàn)有水平的硅工藝。由此，如果沒有加入第三電阻器315的話，調(diào)整(鉗位)之后的正弦波323的頂部可以是二極管309的閾值電壓。
[0070]第三電阻器315可充當(dāng)二極管309和第二電阻器303的對位元件，其嘗試將DC值保持為地電平。由此，第三電阻器315的存在可減小電磁干擾對調(diào)整電路300的輸出電壓323 (在端子317處)的影響。
[0071]第二電阻器303和第三電阻器315的電阻之比可確定第一調(diào)整電路300的輸出端317處的DC電平。此外，第二電阻器303的電阻與第一電阻器301和第二電阻器303的電阻和之比可確定第一調(diào)整電路300的輸出端317處所保持的幅度調(diào)制，其中假定第三電阻器315的電阻遠(yuǎn)大于第二電阻器303的電阻。此外,輸出端子317處的輸出信號(例如信號323)可提供到ASK解調(diào)器(例如圖1中示出的解調(diào)器133)。
[0072]圖4示意性地示出了第二調(diào)整電路400，其可例如部分地或全部地構(gòu)成圖1中示出的基站101的調(diào)整電路125。由此，第二調(diào)整電路400包括間接連接到輸入端子403的另一第一電阻器401，其中輸入端子403可表示圖1中示出的調(diào)整電路125的輸入端子127。此夕卜，第二調(diào)整電路400包括直接連接到另一第一電阻器401且連接到地電勢407的另一第二電阻器405。第二調(diào)整電路400還包括由與另一第一電阻器401串聯(lián)的第一齊納二極管411和第二齊納二極管413組成的第二串聯(lián)布置409。由此，另一第一電阻器401經(jīng)由第一和第二二極管411、413間接連接到輸入端子403。
[0073]插入圖415示出了示例輸入調(diào)幅信號417，其中橫坐標(biāo)419表示時間，縱坐標(biāo)421表示輸入調(diào)幅信號417的幅度。由于低調(diào)制指數(shù)的原因，實(shí)際上存在的幅度調(diào)制在插入圖415中是不可見的。另一插入圖423示出了經(jīng)過調(diào)整的調(diào)幅信號軌跡425，其產(chǎn)生于第二調(diào)整電路400的輸出端子427處。通過比較軌跡417和425可知，以恒定量Λ感生輸入調(diào)幅信號417的正電壓部分427，以形成經(jīng)過調(diào)整的調(diào)幅信號425。
[0074]在圖4中示出的第二調(diào)整電路400中，齊納二極管411、413可移除在OV與齊納二極管的閾值或擊穿電壓之間的范圍內(nèi)不感興趣的電壓區(qū)域。余下的減小后的電壓(參見經(jīng)過調(diào)整的調(diào)幅信號425的最大值)包括在第二調(diào)整電路400的輸入端子403處接收的完全幅度調(diào)制被另一第二電阻器與另一第一電阻器和另一第二電阻器401、405之和的電阻比進(jìn)一步減小至更加適合現(xiàn)有水平的硅工藝的值。由此，在某些應(yīng)用中，另一第一電阻器401的電阻值可被選為O歐姆，保持輸出端子427處的完全幅度調(diào)制。在其它實(shí)施例中，另一第一電阻器401的電阻可以不同于O歐姆。如果另一第一電阻器401的電阻不同于O歐姆，則另一第二電阻器405與另一第一電阻器401和另一第二電阻器405的電阻之和的比可確定輸出端子427處的幅度調(diào)制的衰減。
[0075]此外，可將輸出端子427處的輸出信號(例如輸出信號或經(jīng)過調(diào)整的調(diào)幅信號425)提供到ASK解調(diào)器，例如圖1所示的基站101的解調(diào)器133。
[0076]根據(jù)一個未示出的實(shí)施例，圖3和圖4中所示的原理可以組合。例如，可通過在串聯(lián)布置中將圖4中示出的第二調(diào)整電路400與圖3中示出的第一調(diào)整電路300相連來實(shí)現(xiàn)對(在圖1中示出的調(diào)整電路125的輸入端子127處接收的)調(diào)幅信號的粗略改變或調(diào)整，從而第二調(diào)整電路400實(shí)現(xiàn)粗略的改變和調(diào)整，而第一調(diào)整電路300繼而實(shí)現(xiàn)對經(jīng)過調(diào)整的調(diào)幅信號的精細(xì)改變和調(diào)整。由此，可實(shí)現(xiàn)對最初在線圈121處接收的調(diào)幅信號進(jìn)行更為精確的調(diào)整。
[0077]圖5示意性地示出了用于使用電磁波的幅度調(diào)制的數(shù)據(jù)通信的常規(guī)系統(tǒng)500。與圖1中示出的系統(tǒng)100的元件相同或相似的元件使用相同的附圖標(biāo)記來指示，只不過第一位數(shù)字都換成了數(shù)字“5”。與圖1中所示的系統(tǒng)100不同的是，常規(guī)基站501不包括調(diào)整電路，例如圖1所示的根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的基站101的調(diào)整電路125。相反的，為了防止下游電路(例如解調(diào)器533)受損，基站501包括分割器電路126，該分割器電路以特定因子(在10到100之間)分割表示調(diào)幅信號的輸入電壓\。然而，調(diào)制指數(shù)也由此減小(通過所述因子)，從而對相對較低的信號的檢測或解調(diào)不再可能，具體是當(dāng)應(yīng)答器503離接收機(jī)站501相對較遠(yuǎn)時更是如此。
[0078]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，圖1中示出的基站101適于執(zhí)行使用幅度調(diào)制進(jìn)行數(shù)據(jù)接收的方法。由此，所述方法包括通過具有線圈端子的線圈接收調(diào)幅電磁波；在線圈中感生調(diào)幅信號；在線圈端子處提供調(diào)幅信號，調(diào)幅信號包括正電壓部分和負(fù)電壓部分；使用經(jīng)由輸入端子連接到線圈端子的調(diào)整電路調(diào)整調(diào)幅信號，以使正電壓部分減小恒定量；以及在調(diào)整電路的輸出端子處提供經(jīng)過調(diào)整的調(diào)幅信號。
[0079]由此，可采用第一調(diào)整電路300或圖4中示出的第二調(diào)整電路400或圖3中示出的第一調(diào)整電路300與圖4中示出的第二調(diào)整電路的組合。
[0080]基站可以被包括在例如車輛(例如汽車)中，并且可以執(zhí)行防盜功能，其中防盜功能可與實(shí)現(xiàn)為汽車用戶的鑰匙的(無源)應(yīng)答器進(jìn)行交互。車輛可包括外殼，該外殼可包括能夠屏蔽電磁波的金屬，從而在常規(guī)系統(tǒng)中難以實(shí)現(xiàn)使用例如LF頻率的幅度調(diào)制通信方法。
【權(quán)利要求】
1.一種用于使用幅度調(diào)制的數(shù)據(jù)接收的設(shè)備，包括: 線圈，具有線圈端子且適于接收調(diào)幅電磁波，由此在線圈中感生調(diào)幅信號并在線圈端子處提供該調(diào)幅信號，該調(diào)幅信號包括正電壓部分和負(fù)電壓部分；以及調(diào)整電路，經(jīng)由輸入端子連接到線圈端子，其中調(diào)整電路適于: 調(diào)整調(diào)幅信號，以使得正電壓部分減小恒定量，以及 在調(diào)整電路的輸出端子處提供經(jīng)過調(diào)整的調(diào)幅信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中調(diào)整調(diào)幅信號，以使得負(fù)電壓部分減小或增大恒定量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備，其中調(diào)整電路包括第一調(diào)整電路或第二調(diào)整電路，或第一調(diào)整電路與第二調(diào)整電路的串聯(lián)布置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中第一調(diào)整電路包括: 第一電阻器，直接連接到輸入端子； 第二電阻器，間接連接到第一電阻器且連接到地電勢； 電容器，連接到第一電阻器； 二極管，該二極管的陰極在第一串聯(lián)布置中連接到第二電阻器，其中第一串聯(lián)布置連接到電容器和地電勢；以及 第三電阻器，與第一串聯(lián)布置并聯(lián)連接到輸出端子和地電勢。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其中調(diào)整調(diào)幅信號，以使得正電壓部分減小至根據(jù)二極管的開啟電壓/閾值電壓和/或第二電阻器的電阻與第三電阻器的電阻之比的值。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的設(shè)備，還包括: 限幅電路，連接到調(diào)整電路的輸出端子且適于減小經(jīng)過調(diào)整的調(diào)幅信號的負(fù)電壓部分。
7.根據(jù)權(quán)利要求3-7中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中第二調(diào)整電路包括: 另一第一電阻器，間接連接到輸入端子； 另一第二電阻器，直接連接到所述另一第一電阻器且連接到地電勢； 第二串聯(lián)布置，包括第一齊納二極管和與第一齊納二極管反向布置的第二齊納二極管，第二串聯(lián)布置與所述另一第一電阻器串聯(lián)， 其中所述另一第一電阻器經(jīng)由第二串聯(lián)布置間接連接到輸入端子。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其中調(diào)幅信號的正電壓部分所減小的恒定量取決于第一和第二齊納二極管的擊穿電壓，還取決于所述另一第二電阻器的電阻與所述另一第一電阻器和所述另一第二電阻器的電阻和之比。
9.根據(jù)權(quán)利要求3-8中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中經(jīng)過調(diào)整的調(diào)幅信號的強(qiáng)度是由以下因素確定的: 第二電阻器的電阻與第一電阻器和第二電阻器的電阻和之比；和/或所述另一第二電阻器的電阻與所述另一第一電阻器和所述另一第二電阻器的電阻和之間的另一比值。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備， 其中第一電阻器和/或所述另一第一電阻器的電阻在100歐姆到10千歐之間， 其中第二電阻器和/或所述另一第二電阻器的電阻在I千歐到100千歐之間，具體地在第一電阻器或所述另一第一電阻器的電阻的5倍到15倍之間， 其中第三電阻器的電阻在100千歐到100兆歐之間，具體地在第二電阻器的電阻的70倍到130倍之間。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備， 其中輸入端子處的調(diào)幅信號的調(diào)制指數(shù)在1/100000到1/1000之間，具體地在1/100000到1/10000之間，調(diào)制指數(shù)限定調(diào)幅信號的調(diào)制幅度部分與恒定幅度部分之比， 其中輸出端子處的經(jīng)過調(diào)整的調(diào)幅信號的經(jīng)過調(diào)整的調(diào)制指數(shù)在1/1000到1/10之間，具體地在1/1000到1/100之間，經(jīng)過調(diào)整的調(diào)制指數(shù)限定經(jīng)過調(diào)整的調(diào)幅信號的經(jīng)過調(diào)整的調(diào)制幅度部分與經(jīng)過調(diào)整的恒定幅度部分之比。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備， 其中調(diào)幅電磁波的頻率使用工業(yè)科學(xué)醫(yī)療頻帶，該頻帶在50kHz到200kHz之間，優(yōu)選地在10kHz到150kHz之間，具體地位于125kHz附近， 其中具體地，調(diào)幅電磁波使用幅移鍵控調(diào)制。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備， 所述設(shè)備實(shí)現(xiàn)為RF通信基站，具體地布置在車輛內(nèi)，更為具體地布置在汽車中， 其中基站具體地適于與無源應(yīng)答器進(jìn)行通信以及使用線圈向無源應(yīng)答器提供能量。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的設(shè)備，所述基站還包括: 解調(diào)器，包括半導(dǎo)體電路，所述解調(diào)器連接到輸出端子并且適于對經(jīng)過調(diào)整的調(diào)幅信號進(jìn)行解調(diào)。
15.一種用于使用幅度調(diào)制的數(shù)據(jù)接收的方法，包括: 通過具有線圈端子的線圈接收調(diào)幅電磁波； 在線圈中感生調(diào)幅信號； 在線圈端子處提供調(diào)幅信號，調(diào)幅信號包括正電壓部分和負(fù)電壓部分； 使用經(jīng)由輸入端子連接到線圈端子的調(diào)整電路調(diào)整調(diào)幅信號，以使正電壓部分減小恒定量；以及 在調(diào)整電路的輸出端子處提供經(jīng)過調(diào)整的調(diào)幅信號。
【文檔編號】H04B1/16GK104518810SQ201410504295
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2014年9月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月7日
【發(fā)明者】伊爾根·諾沃特尼克, 伊爾根·萊姆克 申請人:恩智浦有限公司