专利名称：一种有源应答机的重复充电的制作方法
技术领域：
本发明大体上涉及使用应答机的系统，即，能够以非接触且无线方式 与终端通信的无线收发机(一般是移动台)。本发明特别涉及使用提供有 可重复充电的电池的有源应答机的系统。
背景技术：
一般根据应答机是否配备电池而分为两种类别。
所谓的无源应答机从它们与之通信的终端所辐射的高频场中提取它 们包括的电子电路工作所必需的电力。这样的应答机一般用在短射程内传 输(在几米的数量级上)。由连接到该应答机天线上的电容器对从该终端 接收的电力进行存储。
本发明特别适用于所谓的有源应答机，该包括有源应答机包括提供它 们工作所必需的电力的电池。这样的应答机既然不需要终端和应答机之间
的电力转移因此能够在更远射程(高达几百米)上工作。
还已知有源应答机利用如下情况它们距要对它们的电池重复充电的 终端距离短。
例如，文件EP-A-0999517 (或US-B-6462647 )描述一种配备有存储 电容器的可重复充电的有源应答机，该存储电容器用来存储源于所接收的 无线电电信号的电力，提供充电装置从该电容器中保存的电力对电池重复 充电。
文件US-B-6944424描述一种电子标签，能够由内部电池供电并且由 射频场被动地供电。将电力存储器件耦合到该电池上以使其能够重复充电。源于应答机和终端之间的电磁耦合的电力常常是不足的而且/或者需 要太长的重复充电时间才起作用，该终端是能够用来给应答机电池重复充 电的。结杲，在许多情况下，有源应答机实际上一旦其原电池已经放电了 就停下来在远距离工作，除非这个应答机长时间留在一个终端的射程内以 重复充电，这不总是件容易的事。
例如，在应答机是车钥匙的机动车中，钥匙与始终运行的车辆所容纳 的终端保持短距离。因此可以在这l殳时间对它重复充电。然而，当车辆不 在使用时，钥匙就不再处于该车辆终端的射程内并因而不被重复充电。
在其他应用中，应答机几乎不可能长时间保持在它应该与之通信的终 端的射程之内。例如，对于应答机中使用的芯片卡，在这段时期应答机处 于一个终端的射程内，这段时期一般与执行信息交换的时间对应而且不是 总使对电池的重复充电可以正确进行。进一步来说，因为对许多应答机和 终端之间的交换进行防撞，这些应答机和终端在这种类型的应用中彼此接 近，该通信(因而该重复充电)只建立在非常接近的耦合(不到IO厘米) 中，这实际就等于必须将该卡放在该终端的外壳上与最接近该天线的位置 对应的指定区域中。
进一步来说，给定类型的应答机一般只能从专用的终端中重复充电， 这一直都是不方便的。
EP-A-1 154 367公开了一种终端，与电磁应答机通信而且能够确认应 答机在其场中存在。这个文件提供对振荡电路的电容性元件进行数值修改 以修改其调谐。
发明内容
希望有一种可重复充电的有源应答机、 一种对应答机重复充电和/或与 之通信的终端、以及一种可重复充电的有源应答机系统，这种系统克服现 有系统所有或部分缺陷。
尤其希望有 一种能够以最佳方式对有源应答机进行重复充电的终端， 通过利用应答机即使短期暴露于远程供电场处。还希望维护同 一设备内有源应答机和无源应答机的功能性。
还希望一种有源应答机能够在处于不同终端的射程内时重复充电，而 无需专用的终端。
更一般的是，希望最佳化从终端到应答机的电力转移。
为了耳又得这些和其他目的中的所有或部分目的，本发明至少有一个实 施例提供一种对能够发出供应答机使用的射频场的终端进行配置的方法， 其中该终端的射程内存在应答机时根据卸荷值调配该终端的振荡电路的 串联电阻，这取决于没有应答机在终端的场中时该终端的工作。
根据一个实施例，所述卸荷值是该终端的振荡电路中电流的特征。
根据一个实施例，该方法包括如下步骤
用这个振荡电路的串联电阻的第 一数值来测量代表该终端的振荡电
路中的电流的信息；
将这个信息与所述卸荷值进行比较；并且
根据该第一数值、所测量的信息、以及所述卸荷值将该串行电阻朝着 所选择的第二数值修改。
根据一个实施例，选择该串联电阻的数值以便所测量的信息和所述卸 荷值之间的比值近似等于2。
根据一个实施例， 一旦设置了该串行电阻的数值就触发该应答机中所 包括的电池的充电循环。
本发明至少有一个实施例还提供一种用来生成供一个应答机使用的 场的终端，包括一种配备了相位调节环和由可切换电阻器构成的电路的振 荡电路，该这些可切换电阻器的数值是基于与该应答机的耦合系数的估算 而选择的。
根据一个实施例，该电阻的数值根据上述方法而选择。
本发明的至少 一个实施例还提供一种包括终端的便携设备。
本发明有至少一个实施例还提供一种能够与终端通信而且能够由所 述终端重复充电的应答才几。根据一个实施例，该应答机包括用来向该终端发射有关其电池的充电 水平的信息。
本发明至少有一个实施例还提供一种通信系统，包括
纟冬端；以及
应答机。
本发明上述目标、特征、以及优势将在下面结合附图对特定实施例进 行的非限制性描述中详细地论述。
图1很粗略地示出一个使用有源应答机的射频通信系统的示例； 图2是图1的终端的简要框图； 图3是图1的应答机的简要框图4根据规格化耦合的图示说明应答机的谐振电路上的电压变化；
图5是图示说明由可切换电阻器构成的电路的另一实施例的部分框 图，可切换电阻器构成的电路在图2的终端中；
图6A、 6B、以及6C是图示说明该终端的操作的曲线图7是在终端侧上的调配电路的另 一实施例的部分图形；
图8是图示说明用来设置该终端的方法的一个实施例的流程图。
图9作为一个示例4艮粗略地示出本发明所适用的这类芯片卡；以及
图10作为一个示例4艮粗略地示出本发明所适用的这类蜂窝电话。
具体实施例方式
在不同图形中相同的元件已经用相同的附图标记来标明。为清楚起 见，只有那些对理解本发明有用的步骤和元件才被示出并将被描述。尤其 是，应答机和终端之间通信期间所传输的数据的发源地和目的地没有详细 说明，本发明与任何一种常用通信兼容。图1 j艮粗略地示出一种包括终端1或读/写终端、以及应答才几2的通信 且远程供电系统的示例。
一般来说，终端1包括由一个电感器L1与电容器C1和电阻器R1串 联形成串联振荡电路。该串联振荡电路由设备ll控制，设备ll除了别的 元件外还非限制性地包括，放大器或天线耦合器以及用来控制和充分利用 该传输的电路，特别是提供有调制器/解调器，而且有控制和数据处理电路 (一般是微处理器)。设备ll一般与不同的输入/输出电路(键盘、显示、 与服务器交换的元件、等等)和/或处理电路通信，未示出。终端l的元件 从所连接的供电电路(未示出)中提取它们工作所需的电力，例如电力线 分布系统或电池(例如机动车辆上或者便携电话或计算机上)
能够与终端1协作的有源应答机2包括振荡电路，例如，有电感器L2 与控制处理电路21的两个输入终端22和23之间的电容器C2并联而并联 形成。在所示的例子中，应答机2还包括能够至少当所述应答机不在终端 的短射程内时，给应答机2的不同元件供电的可重复充电的电池24。终端 22和23实际上连接到整流元件(图1中未示出)的输入端，该整流元件 的输出端形成该应答机内部的电路的供电端。这些电路一般包括存储器和 用来向该终端发射信息的调制器。根据该应答机类型(取决于应用和应该 执行的任务)，这些电路还可以包括对有可能从该终端、 一个孩t处理器、 以及各种其他处理电路接收的信号进行解调的解调器。
一般将该应答机的终端的振荡电路调谐到与该终端的振荡电路的激 励信号的频率对应的同一频率。这个高频信号(例如13.54MHz)不仅用 作从终端向应答机传输数据的载波，而且用作放在该终端的场内的应答机 的远程供电载波。当应答机2在终端1的场内，在该应答机的谐振电路的 终端21和23之间生成高频电压。另一方面，这个电压用于在应答机处于 无源模式时提供它的电子电路21的电压源，而且另一方面，可以用来对 它的电池24充电，这个电池用于在该应答机不在一个终端的射程内时对 该应答机电路提供电力。
图2是终端1的一个实施例的框图。如原先所示的，终端1包括由电 感器或天线L1与电容性元件C1和电阻性元件R1串联形成振荡电路。在图2的示例中，这些元件连接在放大器或天线耦合器14的输出端12和参 考电压(一般为大地)处的终端13之间。将用来测量振荡电路中的电流 的元件15插入例如电容性元件Cl和大地13之间。测量元件15属于将在 后文描述的相位调节环。放大器14接收高频发射信号E,发源于调制器 16(MOD),例如，从石英振荡器(未示出)接收参考频率(信号OSC)。 调制器16如果需要的话就接收要发射的数据的信号Tx,并且在没有从该 终端发射的数据时就提供能够远程供电给应答机的高频载波(例如 13.56MHz处的)。电容性元件C1是带有可由信号CTRL控制的可变电容 的元件。天线Ll中的电流的相位调节相对参考信号进行。这种调节是对 高频信号的调节，即没有要发射的数据时与信号E对应的载波的信号。该 调节通过改变该终端的振荡电路的电容Cl来进行以保持天线中的电流与 参考信号的恒定相位关系。这个参考信号例如与由振荡器提供给调制器的 信号OSC对应。信号CTRL发源于具有检测与参考信号之间相位间隔的 功能的电路17 (COMP)并具有据此修改电容性元件Cl的功能。该相位 测量例如基于由测量元件15对振荡电路中的电流I的测量而进行。在所示 的例子中，电流互感器包括初级线圈151和次级线圈152,初级线圈151 在元件C1和大地终端13之间，次级线圈152具有直接连接到大地上的第 一端和提供表示该测量结果的信号MES的另一端。电流至电压转换电阻 器153与次级线圈152并行联接。将测量结果MES发送给比较器17，比 较器17据此由信号CTRL控制电容性元件Cl。
在图2图示说明的实施例中，比较器17使用与用来解调发源于应答 机的信号的解调器相样的相位解调器(未示出)，该信号可以由该振荡电 路接收。因此，比较器17提供信号Rx,对从应答机接收的数据进行可能 的逆行调制并还给表示该终端的其余电子电路的方框18 。
将相位调节环的响应时间选择得充分长以避免来自应答机的有可能 的逆向调制挑战的干扰，而且与所跨该终端的场的应答机的速度相比充分 短。这可以称为相对调制频率(例如13.56MHz频率的远程供电载波和用 于从应答机向终端传输数据的847.5kHz的逆行调制频率)的静态调节。
作为对于图2的电流互感器的变型，可以使用其他的电流测量元件(例如电阻器)。
在文件EP-A-0857981中描述一种带有相位调节的终端的例子。
图3示出应答机2的一个实施例。整流元件25，例如全波整流桥在振 荡电路(并行的电感器或天线L2和电容性元件C2 )的终端22和23之间 联接。桥25整流后的输出信号由平滑电容性元件C25联接并提供电压V25 给用来管理该应答机供电的电路26 (ALIM )。电路26进一步接收该应答 机的电池24所提供的电压V24。电路26向由方框27表示的其他应答机电 路提供它们工作所需的电力。在图1中，元件25、 C25、 26以及27包括 在方框21内。电路27在谐振电路的端子22和23之间抽样能够解调从该 终端接收的有可能的信息，之后整流。进一步来说，电路27包括所谓的 逆行调制电容行和/或电阻性元件，能够对该终端所生成的场上的应答机所 形成的负载进行调制。这个负载修改在该终端侧解释为对振荡电路(假定 该放大器或天线耦合器能够提供恒定电流)的电流或电压的修改。这个由 强度互感器(15，图2)或任何其他测量元件(例如，用来测量if争电容性 元件Cl的电压)感应的电流或电压修改-使该终端能够解码从该应答机接 收的信息。
困难在于将要重复充电的应答机放在如下位置上这个位置对应于用 可接受的重复充电时间生成充足电源对其电池进行重复充电的电感耦合。
要在终端侧调节的相位使该终端振荡电路中充分利用的电流和电压 测量能够在其处于该终端的场中时推导出与该应答机耦合相关的信息。
这种信息特别考虑到应答机和终端之间的耦合，即该终端的振荡电路 和该应答机的振荡电路之间的耦合系数。这个耦合系数本质上取决于将应 答机与终端分开的距离。应答机的振荡电路和终端的振荡电路之间的耦合 系数，标注为k， 一直处在0和1之间的范围。这个系数可以由如下公式 来限定
'A1L2, (公式1)
在此M代表该终端的振荡电路的电感Ll和该应答机的振荡电路的电感L2之间的互感。
将不同操作配置下终端可测量的电量与应答机链接起来的不同关系 用于使装配该应答机的电池的重复充电最佳并更一般地用于向其电力存
储元件C25或26的电力转移。为此，调配该终端的振荡电路的串联电阻 Rl以使该耦合最优。这种功能性在图2中由方框30 (可控Rl )图示说明 而且结合图4和5的描述会更好理解。
电阻器Rl用于调整该充电端以将该耦合系统放在所谓最佳耦合位置 上。这个位置与具有从充电器向要充电的应答机转移的最大电力的位置对应。
与调整该终端的振荡电^各的电容性元件(例如已经引用的EP-A-1 154 367中那样)不同；其修改该振荡电路的调谐，即该电阻R1的数值的调整 改变该衰减现象。
当所述终端装配有相位调节环时该终端侧上可用的信息是该终端串 行振荡电路中的电流I。这个电流链接到所谓发生器电压(标注为Vg)上， 驱动该振荡电路，并且通过如下关系链接到振荡电路的视在阻抗Zlapp上
将该振荡器电路的相位调节在参考值上的事实考虑到进入一个终端 的场的应答机的距离变化，将该距离变化只解释为对这个振荡电路的阻抗 的实部的》务改。的确，变化往往会相对调制频率而静态》务改由该应答机形 成的负载的虚部，所有这样的变化由相位调节环来补偿。因而确保在静态
工作中，阻抗Zlapp的虚部为零。因此，阻抗Zlapp变成等于视在电阻 Rlapp而且可以表达为
<formula>formula see original document page 11</formula>
在此co代表信号脉沖，X2代表应答机的振荡电路阻抗的虚部(X2 = coL2 - 1/coC2 )，而且在此R2代表应答机元件在其本身振荡电路上所形成的负载(电路21的各元件由电感器L2和电容器C2上并行的电阻器R2 来模拟)。换句话说，电阻器R2代表所有应答机电路(微处理器、逆行 调制装置、等等)的等效电阻，并行带到电容器C2和电感器L2上。在以 上公式3中，已忽略掉添加到其他两项上的电感器Ll的串行电阻。还可 以认为这个串行电阻的数值通过简化包括在电阻Rl的数值中。
通过合并/>式2、 3和4,可以将电流I表达如下
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代表应答机的阻抗。
进一步来说，在应答机侧， 一个可以写为:
在此12代表该应答机的振荡电路中的电流。由此
1-=^^^^. (公式8)
公式8与公式4和6合并可以简化为如下表达式 12 = a丄 (公式9)
跨应答机2的电容器C2所得到的电压VC2由如下关系式给出
'e2: 'e2. (公式10)
作为第一近似，可以通过合并公式5和6而写成如下形式，其中阻抗 Z2的虚部X2在在第一阶接近0 (该电赠"帔调谐)
.圆.=.""""""^'……"...........""^"i"~"""""""^
Ri，k2'i3.R2, (公式u)而且在同等条件下可以由如下公式计算所得到的电压Vc2:
L、2 81 i % , l;复
v蔽+ k-、豐. (公式12)
在可容易地实施在终端侧的电量测量中，它被提供以使用数值卸荷并 在下文将限定的最大耦合处。
卸荷值代表没有应答机出现在该终端的场内时的电流和电压。在这种 卸荷工作中，该终端的振荡电路的视在阻抗称为Zl0ff_ioad，现在只取决 于其元器件R1、 L1和C1。进一步来说，由于相位调节，这个阻抗的虚部 一直为零。因而可以写出/>式
、 §
W4rf = ^ (公式13)
将最佳耦合定义为位于跨该应答机所得到的电压VC2为最大值之处。 可以将标注为kopt的这种最佳耦合表达为
阮
『〗W'R2 (公式14)
在最佳耦合处的最大电压Vc2opt由下式给出
v , ，■ !
SR1 2 (公式15)
另一工作条件，可通过相位调节确定，对应于标注为kref的参数耦合， 该参数耦合为应答机和终端之间指定的所谓参数距离而建立。这个参数条 件与例如在指定情形下系统校准或初始化对应。优选的是，这个条件与对 应于应答机和终端之间的最小距离的最大耦合对应，例如，当该应答机放 在终端上并因而尽可能接近天线时。
下文中将参考这个标注为kmax的最大耦合条件，但所有将要描述的 都通过将最大耦合处所识别的量替换为参考耦合量而变形为参考条件。
电流I和所得到的电压Vc2的公式12和13可以根据由最佳耦合所规 格化的耦合(k/kopt)来重写。总是假设阻抗Z2的虚部X2接近0，获得如下 公式<formula>formula see original document page 14</formula>
I咖.—錄"鹏書湖
\仏，
因而可以写出
(公式16)
(公式17)
(公式18)
进一步来说，跨该终端的电阻器R1的电压VR1的数值由下式给出
!,〖fe、
jfe』 (公式19)
在最佳耦合处，当k = kopt时
k《=_^_ = , 和= 丁
跨该终端的振荡电路的电压由下式给出
J^d而且还达到最佳耦合处的数值Vg/2,
与该最佳且最大耦合有关的信息可以用于使终端1适应它需要对其重
复充电的应答机2。例如，应答机类型可以专属于与读取器(远程或进程) 耦合的类型。该读取器因而可以根据与该应答机最大耦合的位置而处于几 种操作模式，通过使它的电阻R1适应该应答机的工作模式。
图4示出根据规格化耦合k/kopt在应答机侧得到电压VC2的过程的一 个例子。
该弧形从表示空耦合的坐标系的原点(零电压)开始。这与应答机和 终端之间使该应答机收不到信号的距离对应。电压VC2达到最佳耦合系数 k叩t (k/k0pt = l)的最大值Vc2opt,然后降低到一个耦合1处所达到的中间值vC2(i)。
与空耦合对应的位置对应于该终端的卸荷位置，并因而对应于该卸荷
电流(Ioff-load)。在这个位置，电压VR1等于卸荷值Vg。
在最佳耦合位置(k = kopt)，电流Iopt = I0ff_ioad/2而且电压VR1()pt =
<formula>formula see original document page 15</formula>
在耦合位置k等于1,电流i对应于、1^/ 而且电压Vrj等于
。这个位置是理论上的位置，既然耦合系数k^ i实际上从来都
未取得。
当该应答机》文在该终端上时，该耦合被认为处于最大值并可以写出下
式
<formula>formula see original document page 15</formula>
因而，在训练相位处要重复充电的便携对象放在该终端上，在此相位 上电流Imax或电压VRimax的测量足以相对最大耦合kopt确定最大耦合 kmax。
Imax小于Ioff-load/2 (在此ViUmax小于Vg/2)的情形对应于最大耦 合比最佳耦合大的位置。然后该最佳耦合对应于应答机比放在终端上时距 该终端更远距离的位置。换句话说，该最佳耦合会通过移动该应答机远离 该终端而达到而且该应答机和该充电器之间存在距离，在这个距离上所得 到的电压Vc2然后跨越最大值VC2c)pt。最大值VC2opt不与数值VC2max 对应而且数值Vc2max小于Vc2opt。电流ImaX大于数值I。ff-l。ad/2 (或者VRlmax大于Vg/2 )的情形对 应于最大耦合比最佳耦合小的位置。这意味着最佳耦合kopt对应于在这种 情况下物理上从未达到过的理论数值，在最大耦合VC2max处得到的电压 不会跨越最佳耦合的最大值VC2opt。换句话说，在最大耦合处，数值 VC2max将总是小于数值VC2opt。
在以上这两种情况下，既然数值VC2max小于数值Vc2opt，要重复 充电的应答机原则上不会得益于可能出现的电压最大值VC2opt对所装的 电池进4于重复充电。
然后提供对终端的串联电阻(R1)数值的修改以便最耦合点对应于最佳 耦合，从而得益于最大可得到的电压VC2opt。
为此，在最大耦合处，当该应答机;故在该终端上时，测量电流I的数 值，即电阻Rl的ImaxO, ImaxO有标注为RlO的初始值。既然该终端原先 测量并存储了卸荷值Ioff-load,因此可以确定电阻R1的数值是否必须修 改。
如果比值Ioff-load/ImaxO大于2 (kmax/kopt0 > 1 )，在此kopt0指定 有数值Rl0的最佳耦合，该终端-应答机系统的最佳耦合对应于应答机比 其放在终端上时距该终端更远距离的位置，当应答机放在终端上时有电阻
Rio。
如果比值Ioff-load/ImaX0小于2 (kmax/l^pt0 < 1 ),最佳耦合k叩t 对应于用电阻Rio的数值在物理上从未获得的理i仑值。
然而，在这两种情况下，仍有可能修改电阻R1的数值以便它的新数 值具有与最大耦合的数值kmax恰好相同的该系统的最佳耦合kopt，得益 于最大可得到的电压Vc2叩t对该应答机电池重复充电或对其电容器25进 行充电，其中电阻Rl的新数值标注为Rll。因而，该系统初始的最佳耦 合的数值通过修改串行电阻Rl的数值来调配以使其对应于该应答机的最 大耦合，即一旦放在重复充电位置处的终端上就对应。这就等于从数值Rio 到数值Rl!的过程以便电流I的数值达到I0ff-load/2,即对应于临界的最 佳耦合。
16先前公开的公式20能够写成:
m錄^
tad
对于数值RlO: 1^,/ ^
,其中
k
i寧S
H He 區'TT，和
(既然通过定义Rh能够取
得最大耦合，这就等于说Ioff-load/Imaxl =2),其中
，i
.12 Rl,
R2 Ll.
,在
此Im肌l和koptl分别指定对于电阻R1的数值Rli的最大电流Imax和最 佳耦合k。pt。
以上方程组导出
卿ti
(公式22)
和:
Mi
、■ l訓滤 /
(公式23 )
因而电阻Rl的数值在数值kmax小于数值kopt时通过降低而设置， 在kmax的数值大于数值kopt时通过增加而设置，以便电流I的数值达到
1off-load/2,即对应于临界的最佳耦合。还可以基于跨电阻器Rl的电压VRi 的测量来设置电阻R1的数值以达到最佳耦合。在这种情况下，设置电阻 Rl的数值以使跨振荡电路的电压VR1 (或者电压VLICI)达到最佳耦合处 的数值Vg/2。
数值Rl0可以对应于与最大值kmax对应的耦合位置，或者对应于有 源应答机在距该终端的指定距离处的情况下耦合系数的任何其他参考值。 这样会例如变成应答机装配在车轮上的情况，该车轮在每次应答机跨越所 谓参考位置时都对其重复充电。在一个这种类型的例子中，训练相位可以 包括附加的最初相位，其中在该轮子完整旋转期间该系统记下与最大所得 到的电压Vc2对应的位置和在这个参考最大耦合位置上的测量电流
17Imax。然后该终端调配电阻Rl的数值以便每次跨越该参考位置，所得到
的电压VC2都对应于最佳耦合，而且因此对应于最大可得到的电压对该 应答机的电容性元件C25 (而且有可能是电池24,如果它存在的话)重复 充电。
图5是类似于图2的框图，部分图示说明电路30的一个实施例。在 这个例子中，可变电阻器31与不变电阻器32串联，电阻器31和32形成 该终端的抗电流元件Rl。测量跨这个电阻元件的电压并由比较电路37 (COMP )与数值VR1()pt作比较，VRi0pt对应于最佳耦合点处的电压。 由比较器37提供的结果用于与数值VRlopt —起通过控制电路38 ( CT ) 来控制电阻元件31的数值。该终端的其他元件与结合图2所描述的元件 相同。然而，在图5的例子中，将电路30放在接地端13—侧，而不是放 在放大器14的输出端12—侧(在图5中未示出)。用来测量相位控制的 电流互感器15插在电容性元件Cl和电路30之间。电容Cl优选也为变量， 尽管这没有在图5中图示说明过。
图6A、 6B和6C图示说明图5的终端的"t喿作。
这些弧形对跨该应答机电容器的电压Vc2和规格化的耦合系数 k/k叩to之间的关系的例子进行图示说明。假设要使该电池能够重复充电的 电压至少为6伏特。这个水平代表耦合kmax处的电压VC2max和如上文 所述而确定的电阻Rl()之间的比值。还假设耦合系数^^() = 0.3。
在图6A的情况下，々!i殳电阻Rlo卸荷电流和最大电流之间的比值 1off-load/Imax0为4/3。系数kmaxO和k叩to之间的比值为0.58。因而这是 一种情况，对于电阻Rlo,最佳耦合无法达到。图6A示出在这些条件下， 将电阻R1的数值修改成如上文所述而选择的数值Rli,使重复充电能够 最优化。在这个例子中，比值Rli/Rlo为0.33使重复充电最优，这种最优 化是通过在系数k大于0.15代表的距离上能够得到电压VC2为7伏特(比 值k/kopto大于近似0.5 ),而且通过移近以达到系数k为0.09代表的距离 使电压VC2大于6伏特(比值k/kopt0近似为0.3 )。
在图6B的情况下，假设带有电阻Rlo的卸荷电流和最大电流之间的 比值Ioff_load/Imax0为4 (大于2)。系数kmaxo和kopto之间的比值为1.73。因而这是一种情况，对于电阻Rlo,必须将应答机牵引开以达到最 佳位置。图6B示出在这些条件下，将电阻R1的数值修改成如上文所述而 选择的数值RU,使重复充电能够在较短距离上(比电阻Rlo时的最佳距 离更短)最优化。在这个例子中，比值Rli/Rlo为3使重复充电最优，这 种最优化是通过从系数k近似为0.37中能够得到电压VC2大于6.8伏特(比 值k/kopto近似为1.3)。对于更远的距离，数值Rlo提供更快的重复充电。
在图6C的情况下，布支设电阻Rlo卸荷电流和最大电流之间的比值 Ioff-load/ImaxO为2。系数kmax0和kopt0之间的比值为1 。图6C示出在 这些条件下，通过计算而提供的数值Rli与数值Rlo相同。因此改变数 值没有用。
图7示出一种可切换电阻器构成的电路的例子，这些可开关电阻器能 用于实施电阻选择(电阻器31 )。在这个例子中，电阻器RUmax与开关 K31min并行以及与电阻器Rlli的n个分支并行(i的范围在1和n之间)。 每个电阻器Rlli与可控开关K3u串行。这些开关由电路38根据所执行的 测量来控制。开关K^min在闭合位置上使电阻R1等于电阻32。当所有 开关K3U关闭时，元件31的电阻为Rlmax。其他位置提供中间值。
图8是电阻选择方法一个实施例的流程图。这个流程示说明电流 测量的开发情况，但容易变形为跨电阻器R1的电压测量的开发。它一直 是该终端的振荡电路中电流的信息表示。
假设该终端原先初始化在卸荷状态上而且假设已经存储数值Ioff-load (或者任何对应信息)。这样的初始化可以对制造过程来执行，却优选现 场或者甚至周期性或每次加电时执行，以考虑到与该终端的环境关联的有 可能产生的干扰。
作为一个变型，在终端-应答机对的第一用途中，该终端显示叫持有人 放应答机从而进行捕获的消息。根据另一变型，该终端用特征数据记录该 应答机的标识符或该应答机的类别的标识符并因而在它下次经过时能够 认出它。
通过测量(方框51， I)该振荡电路中电流的数值而开始。将这个数 值与卸荷值比较(方框52， I = I0ff_load )。在等于(方框52的输出Y)的情况下，这意P未着没有应答机在该场中而且回到方框51的入口。否则
(方框52的输出N )，用电阻值Rlo测量最大电流Imax0(方框53， Imax0 ), 考虑到该应答机在最小距离处(典型为放在该终端上)。然后，将电阻Rlo 卸荷电流和电流之间的比值与常数2比较(方框54， I0ff_ioad/Imaxo = 2 )。 这就等于将所测量的电流与数值(Ioff_load/2)作比较，该数值是卸荷电流 的函数。在等于(方框54的输出Y)的情况下，通过使用电阻器Rlo(方 框55， LR1o)开始对该电池充电。否则(方框54的输出N),从数值Rlo 中计算电阻值Rl i 而且原先建立的比值(方框56, Rl!= Rl0((Ioff-load/Imax0H )和最接近的数值从网络31中选择。作为一个变型， 调配一个可变电阻器。换句话说，根据第一数值(Rl0 )、测量信息(Imaxo )、 以及常数(I0ff-load/2 )来选择电阻Rl的数值。然后(方框57， Rl = Rl i )， 将振荡电路的电阻值设置成与算得的数值Rll对应(例如，通过图7的网 络31)。然后查看(方框58, Ioff-load/Imax0 = 2 )所选数值是否与正确 耦合对应。如果是(方框58的输出Y),用数值R^进行重复充电(方 框55，， LRu )。如果否(方框58的输出N)，电阻Rl的设置回到原 值RlO (方框59，R1 =Rlo)而且该处理回到电流I的测量(方框51)。
根据所示的例子，当该应答机重复充电发生时，如果它是用数值Rlo 或用数值Rll，该终端等待(方框60，可以吗？)从应答机2发出的表示 该重复充电结束的消息。在应答机2 —侧，在对该电池整体上重复充电(方 框71，结束)时，该应答机向该终端发送消息(方框72,发送)。当该 终端接收这个消息时，该消息由方框60检测到，然后使电阻器R1切换到 初始值RlO (方框59)。然后，回到电流值监测方框。
作为一个变型，省略步骤58，步骤57紧跟着步骤55'。
根据另一变型，电阻R1的数值的调配在重复充电期间进行。对于通 过将Rl()替换为电阻R1的电流值来周期性重复方框51、 52、 53、 54、 55、 56、 57以及55，的步骤，这足够了。
图9示出本发明适用于其的一种芯片卡100的例子。在这个例子中， 电路21是包括电池24和电容性元件C2的集成电路芯片。天线L2由该芯 片卡上或集成到所述卡中的平面线圈形成。
20图10图示说明应用的另一个例子，根据该应用芯片卡或电子标签101
通过蜂窝电话102类型的移动设备或通过人的协助进行重复充电。在这种 情况下而且不像先前公开的终端那样，具有足以对应答机101重复充电的
电池或电源的另 一移动元件^:用作终端。
现在能够通过使应答机与终端或充电器之间的耦合最优而以尽可能 最快的方式对应答机重复充电。
对数据传输来说不必在应答机和终端之间建立数据传输，在这目的只 是对该应答机进行充电。然而，不排除这样的通信而且可以与该重复充电 同时进行。
该终端还不必专用于应答机。实际上，不同的计算、卸荷测量、用不 同电阻值进行的测量，使该终端的振荡电路的阻抗能够调配而且尤其是它 的串行电阻能够对任何应答机的重复充电在4艮宽的数值范围内最优化。
在它优选的实施例中，对本发明的实现特别解释为，在该终端中存储 代表它的卸荷振荡电路(在它的射程内没有应答机)中的电流的信息，而 且存储在该应答机的参考位置(尤其是放在该终端上)上这个信息的数值。
已经描述了不同的实施例。可以设想各种替代方案。尤其是，虽然已 经图示说明几个应用的例子，无论什么类型的有源应答机只要是需要充电 本发明都适应。进一步来说，基于上文中给出的功能描述，使用一般来说 在终端中可用的工具(可编程逻辑、检测器、微处理器、等等)来实际实 现所述实施例在本领域技术人员的能力范围内。
权利要求
1.一种配置用来向应答机(2)发出射频场的终端(1)的方法，包括至少一个如下步骤在该终端的射程内存在应答机时，根据卸荷值(Ioff-load)，对该终端的振荡电路的串行电阻(R1)进行调配，所述调配取决于在射频场中没有应答机时，该终端的工作。
2. 根据权利要求1所述的方法，其中所述卸荷值(Ioff-kmd )代表该 终端的振荡电路中电流的特征。
3. 根据权利要求2所述的方法，包括如下步骤用上述振荡电路的串行电阻(Rl)的第一数值(Rl0)测量代表该终 端的振荡电路中的电流(Imax0)的信息；将这个信息与所述卸荷值(Ioff-load)作比较；以及将该串行电阻朝着根据第一数值(Rio)、测量的信息(Imax0)以及 所述卸荷值(I0ff-load/2 )而选4奪的第二数值(Rl"进4刊'务改。
4. 根据权利要求3所述的方法，其中选择该串行电阻(Rl)的数值 以使测量的信息和所述卸荷值之间的比值近似等于2。
5. 根据权利要求1所述的方法，其中一旦设置了该串行电阻(Rl) 的数值就触发该应答机中所包括的电池(24)的充电周期。
6. 用来生成供应答机(2)使用的射频场的终端(1)，包括配备有 相位调节环和可开关电阻器构成的电路(31)的振荡电路，它们的数值基 于与该应答机间的耦合(k)的系数的估算来选择。
7. 根据权利要求6所述的终端，其中该电阻(Rl)的数值根据权利 要求1来选择。
8. —种包括权利要求6所述的终端的便携设备。
9. 一种有源应答机(2)，能够与终端(1)通信，而且能够由根据 权利要求5所述的终端重复充电。
10. 根据权利要求9所述的应答机，包括用来向终端(1)发射关于 其电池(24)的充电水平的信息的装置。
11. 一种通信系统，包括 权利要求7所述的终端；以及 权利要求9所述的应答机。
全文摘要
一种用来对能够发出射频场供应答机使用的终端进行配置的方法，包括至少一个如下步骤在该终端的射程内存在应答机时，根据卸荷值对该终端的振荡电路的串行电阻进行调配，这取决于没有应答机在其场中时该终端的工作。
文档编号G06K19/07GK101587558SQ20091013617
公开日2009年11月25日 申请日期2009年4月30日 优先权日2008年4月30日
发明者吕克·维达尔 申请人:意法半导体(胡希)公司