专利名称：询问器和应答器之间的通信的制作方法
技术领域：
本发明涉及询问器和应答器之间的通信，尤其涉及应答器以及从应答器发射应答信号的方法。
背景技术：
在应答器系统中，无源应答器被来自询问器的连续波(CW)射频(RF)信号激活。询问器利用一定的频率发射CWRF激活信号，应答器利用相同或不同的频率发射调制的代码来应答。询问器接收信号，并通过解调接收到的信号读出代码。
应答器的成本有时来自于电路的复杂性。在应答器系统的设计中，应答器可以与询问器进行通信的距离可能很重要。因此，提供设计简单而又不降低其有效工作范围的应答器是有益的。
发明内容
根据本发明，提供一种应答器，该应答器包括响应激活信号、具有功率输出激活电路；与激活电路的功率输出连接的编码电路，根据收到的激活信号产生编码调制响应信号；以及与编码电路连接的响应电路，发射编码调制响应信号，响应电路为回应电路。
激活电路可以在第一频率响应激活信号，并且可以配置响应电路在不同的第二频率发射编码调制响应信号。第二频率可以高于第一频率。
响应电路可以是串联连接的电感/电容电路。
或者，响应电路可以是并联连接的电感/电容电路。
可以配置编码电路产生数字切换的响应信号。
可以配置编码电路在每次编码电路切换置触发响应电路回应时，产生包括多个脉冲的编码调制响应信号。
可以配置响应电路产生比激活信号持续时间短的响应信号，所提供的响应信号具有更高的功率输出。
可以配置编码电路根据单个激活信号在多个离散的脉冲串中产生编码信号。
根据本发明的另一方面，所提供的应答器包括响应激活信号、具有功率输出的激活电路；与激活电路的功率输出连接的编码电路，根据收到的激活信号产生编码调制响应信号；以及与编码电路连接的响应电路，发射编码调制响应信号，响应电路为开关振荡电路。
开关振荡电路包括晶体管驱动的振荡器。
本发明延伸到根据接收到的来自询问器的激活信号从应答器发射应答信号的方法，该方法包括为编码电路供电，产生编码调制信号；以及用编码调制信号使响应电路回应，向询问器发射编码的信号。
激活信号为第一频率，发射的响应信号为与第一频率不同的第二频率。第二频率高于第一频率。
可以以脉冲串的形式产生调制信号。
可以数字切换编码电路，产生编码调制信号，并且编码调制信号可以包括对应于编码电路的每次切换的多个脉冲。
本发明还延伸到根据接收到的来自询问器的激活信号从应答器发射应答信号的方法，该方法包括
为编码电路供电，产生编码调制信号；以及用编码调制信号开关振荡电路，向询问器发射编码的信号。
现在参考附图，仅通过例子的形式介绍本发明。
在附图中，图1～5示出了根据本发明的应答器的不同实施例的电路图；图6～10示出了在图1所示的电路中选择信号的时序图；图11示出了在图1～4中所示的激活线圈和响应线圈的布局；以及图12示出了典型询问器的电路图。
在这些图中，标记数字10通常表示根据本发明的应答器。
具体实施例方式
在图1中所示的应答器10包括激活电路12、编码电路14和响应电路16。激活电路12包括激活线圈18(电感)、调谐电容20、二极管22和功率电容24。激活线圈18与电容20并联连接，并且被调谐成对询问器100(图12所示)发出的激活信号作出响应。
二极管22的正极接到并联连接的激活线圈18和电容20的一端，二极管22的负极接到功率电容24的一个电极上，功率电容24的另一个电极接到并联连接的激活线圈18和电容20的另一端。
线圈18和电容20的组合对125KHz的激活信号作出响应。在工作中，激活信号在线圈18和电容20的组合中感应出125KHz的信号，该信号由二极管22进行半波整流，对功率电容24充电。来自功率电容24的功率输出用于为编码电路14和响应电路16供电。
响应电路16是谐振电路，由与调谐电容34并联连接的响应线圈32构成。并联连接的响应电路16接在激活电路12的功率输出和编码电路14的调制输出之间。
当功率电容24上的电压达到编码电路14的激活电源电压时，编码电路14中的编码单元26开始通过开关两个与编码电路14构成一体的三端耗尽型绝缘栅场效应晶体管(IGFET)28和30在响应电路16中调制唯一的编码。在本实施例中，编码单元26通过使用双相脉冲编码调制(PCM)技术，例如，“Glitch模式”、“Manchester编码”等，编制唯一的编码。在本例子中，使用Glitch模式。通过使晶体管28导通响应电路16的自然频率周期的大约百分之十，然后关断，响应电路16开始以其谐振频率回应。通过重复使晶体管28导通和截止产生全部编码。回应频率可以是2～10MHz数量级中的任意频率。回应一直持续，直到将晶体管30导通才使其关闭。回应频率比激活信号频率125KHz高，从而减少两个信号之间的干扰。
根据响应电路16的回应持续时间，如果存在的话，当晶体管30导通时如果回应已经充分衰减，则可以省略晶体管30。
图6示出了在图1所示的电路中的一些信号。
信号200是要编码的二进制码，值为“00110”。可以看到，当要编码“0”202时，在脉冲周期204的第一个四分之一周期中进行晶体管28的数字切换。当要编码“1”206时，在脉冲周期204的第三个四分之一周期中进行晶体管28的数字切换。
信号210表示在晶体管28的栅极信号。编码单元26在切换的上升沿212产生短脉冲。在信号210中所示的脉冲使响应电路16回应，如在信号220中所看到的。回应信号222的周期对应于线圈32和电容34的LC组合的自然频率。
如在信号220中所看到的，切换的下降沿224使晶体管30导通(如信号230所示)，终止回应。
在图7中也示出了编码单元26的切换，并用标记数字242表示，并与在响应电路16中的回应信号244一起在组合时序图240中示出。切换242使响应电路16回应，但是回应信号244随时间衰减。所示的信号244的初始幅度大约130mA。
在图8的组合时序图250中示出了产生编码调制响应信号的另一种方式。在切换序列252中三个脉冲251中的每个脉冲增强了在响应电路16中的回应。图9和10表示具有比响应电路16(图9)的周期更短或比响应电路16(图10)的周期更长的系列脉冲251的效果。可以发现，在Q值约为40的情况下，切换信号周期的精度容差为10％，只会降低回应信号254幅度的大约10％，其中Q是频率与带宽的比。
在图2中示出了可选择的应答器，具有与响应电路42连接的编码电路40，响应电路42包括与被调制的响应电容50串联连接的响应线圈48。编码电路40具有能够在电源电压和地之间切换调制开关46的编码单元44。开关46通常切换到电源电压，从而将电容50充电到电源电压。将调制开关46切换到地使响应电路42回应。如果在接地端46.1和调制端46.2之间的内部电阻小于电源端46.3和调制端46.2之间的内部电阻，则当切换到地而不是将其切换到电源电压时，将使响应电路42的回应持续更长的时间并具有更大的幅度。更大和更长的回应效果在于当46.3切换时，编码的发射将在解码中引起小干扰。
在图3中，编码电路14与图1中的编码电路相同，但是响应电路52与图1中所示的响应电路16的不同之处在于响应线圈54和调谐电容56并联连接在编码电路14的调制输出和地之间。在该电路中，在电容器24的充电周期中，晶体管28通常导通，而晶体管30关断。通过关断晶体管28，以及使晶体管30导通大约响应电路52的周期的大约百分之十，响应线圈54和调谐电容56开始回应，直到被晶体管28终止。
在图4中，编码电路14与图1和图3中的编码电路相同，但是响应电路60包括两个外部晶体管62和64以及其它相关电路，例如电容63和电阻65。在本实施例中，由采用glitch模式调制技术的编码电路14产生编码。当编码电路14的调制输出切换到地时，晶体管62立即导通，从而充电调谐电容66，并使与响应线圈68并联连接的调谐电容66回应。调谐电容66和响应线圈68的回应一直持续，直到编码电路14的调制输出切换到电源电压使晶体管64立即导通而终止。如果在编码周期的25％之后电感68和电容66的回应具有足够的衰减，则可以省略晶体管64以及电容63和电阻65。
在表示连接到激活线圈72和响应线圈74的应答器的电路70部分的位置的图11中示出了根据本发明的应答器的物理布局。
在图5中示出了本发明的另一个可选实施例。图5的应答器包括与图1到4中所示的激活电路相同的激活电路12。编码电路14与图1、3和4中所示的电路相同，但是响应电路84不同。响应电路84由编码电路14的调制输出驱动。响应电路84是一个振荡器，包括晶体管86、变压器88、电容90和92、肖特基二极管94和电阻96。当编码电路14的调制输出被导通的晶体管28切换到地时，振荡器开始在由电路中的元件值所确定的预定频率下振荡。通过反复开关振荡器编码应答器的代码来发射编码信号。如PCMGlitch模式等上述编码技术可以用来编码信号。
在图12中示出了询问器100，包括驱动放大器104的振荡器102，放大器104通过低通滤波器108连接到发射线圈106。拾取变压器110与发射线圈106串联连接，其输出通过带通滤波器114驱动调谐放大器112。带通滤波器的频率与应答器10的响应电路16、42、52、60或84发射的频率相匹配。解调器116解调由应答器10的编码电路14在响应信号中调制的唯一编码，在解调器116的输出端产生从应答器10接收的唯一编码。低通滤波器108降低了在应答器响应的频带内发射机的噪声。
发明人相信本发明提供了新的应答器和从应答器发射应答信号的新方法。
权利要求
1.一种应答器，包括响应激活信号、具有功率输出的激活电路；与激活电路的功率输出连接的编码电路，根据收到的激活信号产生编码调制响应信号；以及与编码电路连接的响应电路，发射编码调制响应信号，该响应电路为回应电路。
2.根据权利要求1的应答器，其中激活电路在第一频率响应激活信号，并且配置响应电路在与第一频率不同的第二频率发射编码调制响应信号。
3.根据权利要求2的应答器，其中第二频率高于第一频率。
4.根据上述权利要求中任一个应答器，其中响应电路是串联连接的电感/电容电路。
5.根据上述权利要求1～3中任一个应答器，其中响应电路是并联连接的电感/电容电路。
6.根据上述权利要求中任一个应答器，其中配置编码电路产生数字切换的响应信号。
7.根据权利要求6的应答器，其中配置编码电路在每次编码电路切换置触发响应电路回应时，产生包括多个脉冲的编码调制响应信号。
8.根据上述权利要求中任一个应答器，其中配置响应电路产生比激活信号持续时间短的响应信号，所提供的响应信号具有更高的功率输出。
9.根据上述权利要求中任一个应答器，其中配置编码电路根据单个激活信号在多个离散的脉冲串中产生编码信号。
10.一种应答器，包括响应激活信号、具有功率输出的激活电路；与激活电路的功率输出连接的编码电路，根据收到的激活信号产生编码调制响应信号；以及与编码电路连接的响应电路，发射编码调制响应信号，响应电路为开关振荡电路。
11.根据权利要求10的应答器，其中开关振荡电路包括晶体管驱动的振荡器。
12.一种根据接收到的来自询问器的激活信号从应答器发射应答信号的方法，该方法包括为编码电路供电，产生编码调制信号；以及用编码调制信号触发响应电路回应，向询问器发射编码的信号。
13.根据权利要求12的方法，其中激活信号为第一频率，发射的响应信号为与第一频率不同的第二频率。
14.根据权利要求13的方法，其中第二频率高于第一频率。
15.根据上述权利要求12～14中任一个方法，其中以脉冲串的形式产生调制信号。
16.根据上述权利要求12～15中任一个方法，其中数字切换编码电路，产生编码调制信号，并且编码调制信号包括对应于编码电路的每次切换的多个脉冲。
17.一种根据接收到的来自询问器的激活信号从应答器发射应答信号的方法，该方法包括为编码电路供电，产生编码调制信号；以及用编码调制信号开关振荡电路，向询问器发射编码的信号。
18.根据权利要求1或10的应答器，基本上如本文所描述和图示。
19.根据权利要求12或17的发射响应信号的方法，基本上如本文所描述和图示。
20.一种新的应答器或新的发射方法，基本上如本文所述。
全文摘要
一种应答器(10)包括响应激活信号和具有功率输出的激活电路(12)，与激活电路的功率输出连接、根据收到的激活信号产生编码调制响应信号的编码电路(14)，以及与编码电路连接的响应电路(16)。配置响应电路(16)，使其能发射编码调制响应信号，并且响应电路为回应电路。
文档编号G06K19/07GK1610925SQ02809291
公开日2005年4月27日 申请日期2002年5月3日 优先权日2001年5月3日
发明者汉德瑞克·范·载尔·史密特 申请人:Ip创新控股(私人)有限公司