专利名称：激活设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种激活设备，一个包含这个的可遥控开关的电路系统以及各自的工作方法。
没有连接在电力网上的电气电路、譬如无线电识别标记或无线电出入卡、门票以及诸如此类(“智能卡”)指定必须达到极端低的能量消耗。连续运行将可能会很快耗尽电池。
因此所述电路习惯性地保持在非常节约电流的、非激活状态并只在需要时短时间地激活。到目前为止该激活通过一个在电池驱动的仪器中接收、整流和用于激活的无线电信号实现。当已整流的信号超过一定阈值时，然后通常引起该激活。
所述传统方法中的问题是激活信号经常没有足够的作用距离，那样的作用距离尤其是在小电压时由整流二极管的低效率引起。另外一个问题在于，激活装置对一定频率范围里的所有信号，就是说也有干扰信号，有反应，因为在激活前还没有唤醒“智能”-这导致电路的意想不到的激活并因此导致过早耗尽电池。
本发明的任务在于，提供一种电气电路尤其是电子电路的信号敏感的和抗干扰信号的激活的可能性。
所述任务通过如权利要求1所述的一种激活设备，如权利要求6所述的一个可遥控开关的电路系统及各自的如权利要求9或10所述的其工作的方法来解决。
所述激活设备具有用于接收激活信号的至少一个接收装置以及用于激活一个电气电路的至少一个激活电路。所述接收装置譬如是无线电天线。
而且所述激活装置包含至少一个与所述接收装置和激活设备连接的热电元件。该热电元件借助激活信号是可加热的，以至于在该热电元件中可产生足够用于操作激活电路的电压。
在所述激活设备处放弃所接收的高频激活信号的效率低的直接整流。更多地将-优选高频的-激活信号首先转换为热量。所述热转换有益地借助专用的加热元件进行，尤其借助直接连接在接收装置上的欧姆电阻。其加热转移到热电元件上并在该元件中导致电荷分离。由电荷分离引起的电压驱动一个激活电路，该激活电路又能为连接在后的电路、尤其是为电子电路提供一个唤醒信号。所述激活装置优选地以ULP(“超低功耗”)技术中实施，以至于该装置已经以极端小的电功率工作并不明显负载电池。
优选激活设备，在该设备处存在多个不同编码的分别包含至少一个加热电阻和至少一个热电元件的信号转换器。由此不同的激活信号能激活电气或电子的不同部分并由此引起可变的反应，譬如一个各自不同的数据询问。当应分离和可有目标地激活不同的电气或电子电路系统时，于是一种这样的编码也是尤其有意义的。
热电元件优选地包含一个单晶体、一种陶瓷原料和/或一种聚合物。作为热电材料譬如三氨基乙酸硫酸盐(Triglyzinsulfate)(TGS)或锂钽酸盐(LiTaO3)、钡钇铜氧化物(YBCO)、铅锆钛酸盐(PZT)组的铁电晶体或如聚偏氟乙烯(PVDF)的聚合物以及譬如由上述材料制成的电陶瓷的或铁电的薄膜是合适的。所述材料或材料组合通常在热电红外检测器(热检测器)、热阻式测量器或热温度计中采用。在这些传感器中常用的构造技术和材料因而大部分可应用在本激活装置的有利的实施方案上。
所述任务同样通过可遥控开关的电路系统来解决。这包含至少一个激活设备和一个连接在其后的电气电路。所述电气电路借助至少一个能量存储器，譬如电池、蓄电池或电容器是可驱动的。
当可遥控开关的电路系统包含具有连接在后的发送装置的至少一个发送机时，这尤其是有利的。由此能送回所存储的数据，譬如为了无接触执行控制，譬如在音乐会时或在公共交通工具上。激活设备和发送机能连接在共用的发送-/接收天线上或被分离的天线上。为了减少影响，如果接收装置和发送装置使用相互不一致的频率，这是有利的。磁性天线尤其适合于使用有利的高频场能。
当这在薄膜技术中实施时，对于激活单元和可遥控开关的电路系统是有利的。
所述任务也通过用于驱动至少一个激活设备的方法来解决，在该方法中向激活单元发送一个时间调制的激活信号，并且然后在那里基于时间调制在信号转换器中执行温差电相关性(Korrelation)。由此能有目标地引起激活装置的不同动作。此处把一种通常的方法称为相关性，执行向激活单元发送的信号模式与放在激活单元中的模式的比较，其中所述比较优选地直接在温差电层上实现。所述相关性譬如不仅包含数学上严格意义的相关性，而且包含卷积-和过滤过程，该过程适合用于分析和比较信号。
所述相关性也能用于改善所探测的信号的信噪比。通过相关性增益，譬如通过脉冲压缩明显增大譬如能激活激活单元的距离。具有好的相关性特性的激活信号是譬如因电信已知的扩频信号、数字‘伪随机码’(譬如Barker码、M序列、戈德(Gold)序列或戈莱(Golay)序列)或还有频率调制的信号，在这种情况下尤其是线性频率调制的信号(线性调频脉冲)等。
所述任务也通过用于驱动可遥控开关的电路系统解决，在该方法中向所述电路系统发送一个时间调制的激活信号，基于时间调制在激活单元中执行温差电相关性并执行依赖于温差电相关性的电气电路的选择性的激活。该选择性的激活能理解为电气电路不同部分的激活或理解为不同电气电路的激活。
所述任务也通过信号转换器来解决，该信号转换器包含至少一个加热电阻和至少一个热电元件，其中热电元件通过激活信号的电磁-热转换在热电阻中(激活信号转换为热量)可这样加热，以致在其中可产生一个足够用于操作激活电路的电压。在此这样布置至少一个加热电阻和至少一个热电元件，以致激活信号是可这样过滤的，至少一个热电元件的输出总信号展示激活信号的一个滤波了的图象。当激活单元具有一个这种信号转换器时，尤其是，当信号转换器以相关性的意义执行信号模式比较时，这是有利的。
在下面的实施例中图解地详细说明了所述激活设备。
图1示出一个可遥控开关的电路系统，图2以斜视图示出了一个信号转换器，图3根据现有技术示出了电子部件的无线电激活。
图3根据现有技术示出了激活的原理示意图。
激活发送机ST1向传统的激活设备ST2发送一个激活信号SIGA。该激活设备ST2包含一个直接式工作的整流电路，该整流电路对激活信号SIGA整流并直接用于其运行。
图1示出了一个可遥控开关的电路系统S的原理示意图。
在这个实施例中能通过接收装置1以发送/接收天线ANT的形式接收激活信号SIGA。加热元件2以一个欧姆加热电阻的形式直接连接在天线ANT的接收分支上。加热元件2如此安装，以致通过其加热也加热一个热电元件3。在其中热电元件3的加热负责电荷分离并因此负责电压信号。该电压信号用于激活电路4的驱动。激活电路4将电子电路5运行起来，该电子电路是可借助以电池的形式的能量存储器6驱动的。发射器(通常一个发送机)7作为电子电路6的部件或作为单独的器件存在，通过发送/接收天线ANT作为发送装置8发射其输出信号。替代地也能有利地以发送天线8`(虚线标出)的形式应用一个单独的发送装置8。
激活单元A包含接收装置的元件至包括激活设备4。安装在接收装置1和激活单元4之间的用于将激活信号A转换为起动激活元件4的电压的元件也能被视为信号转换器9的部件；因此此处该信号转换器包含加热元件2和热电元件3。
图2以斜视图示出一个相关性的信号转换器9。
经常期望，利用一个激活信号SIGA只激活电子电路5的完全确定的部分或只激活来自一组电子电路的一个或多个完全确定的电子电路。此处出现已提到的问题，还在待激活的电路工作之前，必须进行编址。这通过信号转换器9根据所述实施例完成。
信号转换器9具有一个欧姆电阻2，该电阻通过输入线H与接收装置1连接。激活信号SIGA、更有利的是无线电信号加热电阻2。于是热流在热电元件3中传播，该热电元件3拥有与电阻2的良好耦合。如果多个无线电信号SIGA短时间内先后达到，这导致热电元件3中的多个热传播过程的叠加。
信号转换器9此外拥有多个不同长度的电极对a、b、c，所述电子对通过总和端A相互连接。基于加热在电极对a、b、c的每对上出现一个电压Up，该电压与电极对a、b、c之间的温度T随时间的变化是成比例的。通过有目标的构造和一个在其上调整的用时间调制的激活信号SIGA的热激励能达到，在存在多个信号转换器9时只有确定的信号转换器9向总和端A发送一个激活电压。换句话说在信号转换器9中执行温差电相关性。在成功的相关性时(激活信号SIGA和信号转换器9相匹配)分量相加，并激活激活电路4。
在此，信号转换器9的编码是通过在热电材料上电极的几何图形、数量、布线和布置确定的。为此能够，诸如在数字滤波器中也是普遍采用的，多个不同的延迟信号部分与如果必要时不同的幅值加权相结合。这样的滤波器/相关性结构的建立譬如对于表面波(OFW)滤波器原理上是已知的，参见譬如“H.Matthews表面波滤波器。设计、结构和使用(Surface wave filters.Design，construction，anduse)，Wiley，1977”。表面波器件的电声耦合和声波传播为了用于所述激活设备，当然要通过温差电耦合和相应的热传播过程取代。另一个决定性的与表面波器件的区别在于，热波相对声波小了几个数量级(约系数1000)的传播速度。因而结构尺寸或可实现的滤波器频率范围相应地标定，这对于许多应用是一个决定性的优点。
信号转换器也能具有多个加热元件，就是说譬如多个欧姆电阻并且只有一个电极对或也可以有多个电极对。为了引导热流有利的是，在器件上，设置譬如具有特别好的或差的导电能力的轨迹，该轨迹保证从至少一个加热元件到具有至少一个电极对的至少一个热电元件的有目标的热流的传播。一般对信号转换和传播有影响的所有量是可用于编码的，就是说，譬如几何尺寸、传播路径长度、耦合系数、质量、热导率、电极对参数等的变化。
不仅出于编址的目的可有利地采用相关性，而且为了改善所探测的信号的信噪比也可采用相关性。通过相关性增益，该相关性增益譬如通过脉冲压缩是可达到的，譬如能明显增大，发送站激活接收装置中的激活单元A的距离。脉冲压缩的原理与用于产生好的相关性增益的理论和方法譬如在“H.Matthews表面波滤波器。设计、结构和使用(Surface wave filters.Design，construction，anduse)，Wiley，1997”中说明。在此经常要对所谓的维纳滤波器方法、最优滤波器(匹配滤波器)方法或反向滤波、去卷积，(Deconvolution)中的进行区分。
具有好的相关性特性的激活信号，譬如是在通信中普遍的扩频信号，已知的数字‘伪随机码’就是说譬如巴克(Barker)码、M序列、戈德序列或戈莱序列或也可是频率调制信号，在这种情况中尤其是线性频率调制信号(线性调频脉冲)等。
通过在可遥控开关的电路系统中采用各自不同编码的信号转换器9可能，利用激活发送机ST1从较大量的系统中有目标地只激活一定的可遥控开关的电路系统(“货篮问题”)。此外温差电相关性提供好的防止由高频干扰信号引起的无意的激活的保护。在该图上图解说明的结构的几何形状为了直观形象而选择，并在实际中会有明显偏离。整个结构能尤其譬如通过薄膜方法在载体材料上制造，通过该方法改变所有子部件的布置和几何形状。
通常一个电极对足够接收(Abnahme)热电元件3上的电压，在多个电极对a、b、c处长度也不必有区别。电极对a、b、c也能不同地组合在一起。也能应用多个加热元件。
作为应用通常意义上优选尤其是识别，譬如在汽车、测量、入口系统中的电子门票的激活，电子台架标牌或价格标牌(货篮)的激活，无绳传感器系统上的无线电数据传输的激活，汽车、商品、人等的无线识别标记的激活，能量自给自足工作的系统的激活，通过激活芯片卡或类似的计算机上接入的监控的激活或电子支票卡的激活。应用例的列表不是完整的并应仅仅获得一个可能性的印象。
权利要求
1.激活设备(A)，具有，-一个用于接收激活信号(SIGA)的接收装置(1)，-一个用于激活电气电路(5)的激活电路(4)，其特征在于，存在至少一个与接收装置(1)和激活设备(4)连接的热电元件(3)，该热电元件借助激活信号(SIGA)是如此可加热的，以致在其中可产生一个足够用于操作激活电路(4)的电压。
2.如权利要求1所述的激活设备(A)，在所述激活设备中在接收装置(1)后连接用于加热至少一个热电元件(3)的至少一个加热电阻(2)。
3.如权利要求2所述的激活设备(A)，在所述激活设备中存在多个分别包含至少一个加热电阻(2)和至少一个热电元件(4)的不同编码的信号转换器(9)。
4.如权利要求3所述的激活设备(A)，在所述激活设备中尤其借助脉冲压缩编码包含编址和/或相关性增益的产生。
5.如前述权利要求之一所述的激活设备(A)，用薄膜技术实施所述激活设备。
6.可遥控开关的电路系统(S)，包含-一个如权利要求1至3之一所述的激活设备(A)，-一个连接在所述激活设备(A)之后的电气电路(5)，借助至少一个能量存储器(6)是可运行的。
7.如权利要求5或6之一所述的可遥控开关的电路系统(S)，在所述可遥控开关的电路系统(S)中电气电路(5)包含至少一个具有连接在后的发送装置(8)的发送机(7)。
8.如权利要求7所述的可遥控开关的电路系统(S)，在所述可遥控开关的电路系统(S)中接收装置(1)和发送装置(8)使用相互不一致的频率。
9.用于运行如权利要求1至5之一所述的激活设备(A)的方法，在其中，a)向激活设备(A)发送一个按时间调制的激活信号(SIGA)，b)基于激活信号(SIGA)的时间调制执行温差电相关性。
10.用于运行如权利要求6至8之一所述的可遥控开关的电路系统(S)的方法，其中，a)向可遥控开关的电路系统(S)发送一个按时间调制的激活信号(SIGA)，b)基于时间调制在激活设备(A)中执行温差电相关性，c)执行依赖于温差电相关性的电气电路(5)的选择性的激活。
11.信号转换器(9)，包含至少一个加热电阻(2)和至少一个热电元件(4)，其中热电元件(4)通过在加热电阻(2)中激活信号(SIGA)电磁-热转换可如此加热，以致在其中可产生足够操作激活电路(4)的电压，其中这样布置所述至少一个加热电阻(2)和所述至少一个热电元件(4)，以致可这样滤波激活信号(SIGA)，使得所述至少一个热电元件(4)的输出信号展示激活信号(SIGA)的经滤波的图象。
全文摘要
激活设备具有一个用于接收激活信号(SIGA)的接收装置以及一个用于激活一个电气电路(5)的激活电路(4)其特征在于，存在至少一个与接收装置(1)和激活设备(4)连接的热电元件(3)，所述热电元件借助激活信号(SIGA)是如此可加热的，以致在其中可产生一个足够用于操作激活电路(4)的电压。
文档编号H04B1/59GK1672336SQ02823972
公开日2005年9月21日 申请日期2002年11月19日 优先权日2001年11月29日
发明者M·沃西克, F·施密德特 申请人:西门子公司