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Patentes

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Número de publicaciónWO1998011504 A1
Tipo de publicaciónSolicitud
Número de solicitudPCT/DE1996/001761
Fecha de publicación19 Mar 1998
Fecha de presentación12 Sep 1996
Fecha de prioridad12 Sep 1996
Número de publicaciónPCT/1996/1761, PCT/DE/1996/001761, PCT/DE/1996/01761, PCT/DE/96/001761, PCT/DE/96/01761, PCT/DE1996/001761, PCT/DE1996/01761, PCT/DE1996001761, PCT/DE199601761, PCT/DE96/001761, PCT/DE96/01761, PCT/DE96001761, PCT/DE9601761, WO 1998/011504 A1, WO 1998011504 A1, WO 1998011504A1, WO 9811504 A1, WO 9811504A1, WO-A1-1998011504, WO-A1-9811504, WO1998/011504A1, WO1998011504 A1, WO1998011504A1, WO9811504 A1, WO9811504A1
InventoresPourang Mahdavi
SolicitanteFraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V.
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Enlaces externos:  Patentscope, Espacenet
Passive transponder
WO 1998011504 A1
Resumen
The invention deals with a passive transponder, which has a resonant circuit (LT, CT) having a transponder coil (LT), a control logic (20), a switching device (S) controlled by the control logic, a supply voltage capacitor (CS), a resistor (RL) lying parallel to the supply voltage capacitor (CS) and a rectifier circuit (D) to load the supply voltage capacitor (CS) as a function of the voltage induced by the transponder coil (LT) at the resonant circuit. The switching device (S) connects the resistor (RL) and the supply voltage capacitor (CS) through the rectifier circuit (D) to the resonant circuit (LT, CT) when closed, and it disconnects the resistor (RL) and the supply voltage capacitor (CS) from the resonant circuit (LT, CT) when open.
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Patentansprüche claims
1. Passiver Transponder mit 1. The passive transponder with
einem eine Transponderspule (L τ ) aufweisenden Resonanzkreis (L τ , c τ ) , einer Ansteuerlogik (20) , einem von der Ansteuerlogik angesteuerten Schalter (S) , einem Versor- gungsspannungskondensator (C s ) , einer parallel zu dem Versorgungsspannungskondensator (C s ) liegenden Last (R L ) und einer Gleichrichterschaltung (D) zum Laden des Versorgungsspannungskondensators (C s ) aufgrund einer von der Transponderspule (L τ ) in den Resonanzkreis induzierten Spannung, dadurch gekennzeichnet, a transponder coil (L τ) comprising resonant circuit (L τ, c τ), a control logic (20), a controlled by the control logic switch (S), a power supply capacitor (C s), a (parallel to the supply-voltage capacitor C s ) load applied (R L) and a rectifier circuit (D) for charging the power supply capacitor (C s) due to a (by the transponder coil L τ) in the resonant circuit induced voltage, characterized in that
daß der Schalter (S) in seinem geschlossenen Zustand die Last (R L ) und den Versorgungsspannungskondensator (C s ) über die Gleichrichterschaltung (D) mit dem Resonanzkreis (L τ , C τ ) verbindet und die Last (R L ) und den Versorgungsspannungskondensator (C s ) in seinem geöffneten Zustand von dem Resonanzkreis (L τ , C τ ) trennt. that the switch (S) in its closed state, the load (R L) and the power supply capacitor (C s) via the rectifier circuit (D) to the resonant circuit (L τ, C τ) connects, and the load (R L) and the supply voltage capacitor (C s) separated into its opened state of the resonant circuit (L τ, τ C).
2. Passiver Transponder gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, 2. The passive transponder according to claim 1, characterized in that
daß die Gleichrichterschaltung (D) eine Diode ist. that the rectifier circuit (D) is a diode.
3. Passiver Transponder gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, 3. The passive transponder according to claim 1 or 2, characterized in that
daß der Resonanzkreis (L τ , c τ ) ein Parallelresonanzkreis bestehend aus der Parallelschaltung einer Transponderspule (L τ ) und eines Kondensators (C τ ) ist. that the resonant circuit (L τ, τ c) is a parallel resonance circuit consisting of the parallel circuit of a transponder coil (L τ) and a capacitor (C τ).
4. Passiver Transponder gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet. 4. The passive transponder according to any one of claims 1 to 3, characterized. daß die Last (RL) durch den Nutzwiderstand des passiven Transponders gebildet ist. that the load (RL) is formed by the working resistance of the passive transponder.
5. Passiver Transponder gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, 5. The passive transponder according to any of claims 1 to 4, characterized in that
daß der Schalter (S) seriell zu dem Resonanzkreis (L τ , C τ ) geschaltet ist. that the switch (S) in series with the resonant circuit (L τ, τ C) is connected.
6. Modulationsverfahren für die Datenübertragung von einem Transponder zu einer Lesestation, dadurch gekennzeichnet, 6. modulation method for data transmission from a transponder to a reading station, characterized in that
daß die Modulation der von dem Transponder zu der Lesestation übertragenen Daten durch das Umschalten zwischen einer Nutzlast des Transponders und einer bezüglich der Nutzlast hochohmigeren Last erfolgt. that the modulation of the transmitted from the transponder to the reading station data by switching between a payload of the transponder and a payload with respect to the higher impedance load is.
7. Modulationsverfahren gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, 7. modulation method according to claim 6, characterized in that
daß das Umschalten zwischen der Normallast des Transponders und der bezüglich der Normallast hochohmigeren Last durch das Öffnen eines Schalters (S) , der zwischen einen Resonanzkreis (L τ , c τ ) des Transponders und die Nutzlast (RL) des Transponders geschaltet ist, durchgeführt wird. that the switching between the normal load of the transponder and with respect to the normal load higher impedance load by the opening of a switch (S) coupled between a resonant circuit (L τ, c τ) of the transponder and the load (RL) of the transponder is connected, is carried out ,
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Passiver Transponder passive transponder

Beschreibung description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Transponder und insbesondere auf einen passiven Transponder und ein Modulationsverfahren zum Modulieren der von dem Transponder zu einer Lesestation gesendeten Daten. The present invention relates to a transponder and more particularly to a passive transponder and a modulation method for modulating the data sent from the transponder to a reading station.

Auf dem Gebiet der angewandten Mikroelektronik und Mikrosy- stemtechnik findet die Mikrotranspondertechnik zunehmend Einsatz. In the field of microelectronics and microsystems technology used and the micro transponder technology is used increasingly. Mit Transponder wird allgemein eine von einem Basissystem räumlich abgesetzte Einheit bezeichnet, die Daten empfangen, senden, speichern und eventuell auch verarbeiten kann. Transponder with an offset spatially from a base unit system is generally referred to receive the data, send, store and possibly can also be processed. Mikrotransponder sind räumlich abgesetzte Systemkomponenten, die durch Mikrotechnologie, dh Mikroelektronik oder Mikrosyste technik, realisiert sind. Microtransponder are spatially remote System components, ie microelectronics or microsystems technology, are realized by microtechnology. Die Entfernung zwischen dem Transponder und der Basiseinheit kann dabei in Bereiche zwischen wenigen Millimetern, einigen Metern und sogar einigen hundert Metern eingeteilt werden. The distance between the transponder and the base unit can be divided into ranges from a few millimeters, a few meters and even a few hundred meters. Die unterschiedlichen Entfernungsbereiche werden mit Nahbereich, Mittelbereich und Weitbereich bezeichnet. The different distance ranges are referred to short-range, mid-range and long-range. Ein Mikrotransponder kann einen Speicher mit einem Identifikationscode und/oder Sensoren für diverse physikalische und/oder chemische Größen als Informationsquellen beinhalten. A micro transponder may include a memory with an identification code and / or sensors for various physical and / or chemical parameters as sources of information.

Eine schematische Darstellung einer Anordnung, die aus einer Lesestation und einem Transponder besteht, ist in Fig. l dargestellt. A schematic representation of an arrangement consisting of a reading station and a transponder is shown in Fig. L. Von besonderem Interesse sind dabei Transponder, die keine eigene Energiequelle besitzen und ihre Energie mittels eines Resonanzkreises Lr, C τ aus einem einfallenden Abfragefeld 10, das durch eine Antenne der Lesestation, die durch eine Spule L s bewirkt wird, beziehen. There are transponders which have no internal energy source and its energy by means of a resonant circuit Lr, C τ from an incident interrogation field 10 that relate through an antenna to the reading station, which is caused by a coil L s of particular interest. In diesem Fall spricht man von passiven Transpondern. In this case it is called passive transponders. Passive Transponder können sehr klein gebaut werden und haben eine theoretisch unbegrenzte Lebensdauer. Passive transponders can be made very small and have a theoretically unlimited life. Die Anwendungsbereiche passiver Transponder sind äußerst breit gestreut und reichen von der Medizintechnik, beispielsweise Implantate mit HF-Datenkopplung, über die Sicherheitstechnik, beispielsweise Zugangskontrollen mit kontaktloser Chipkarte, bis hin zu CIM-Anwendungen (CIM = com- puterized integrated manufacturing = Computer-integrierte Herstellung) , beispielsweise einer Werkstückidentifikation. The application areas of passive transponders are extremely widely diversified, ranging from medical technology, for example implants with RF data link over which safety technology, such as access control with contactless smart card to CIM applications (CIM = com puterized integrated manufacturing = computer-integrated manufacturing ), such as a workpiece identification.

Eine genauere Darstellung der typischen Anordnung des bekannten Transponders im Abfragefeld einer Lesestation ist in Fig. 2 dargestellt. A more accurate representation of the typical arrangement of the known transponder in the interrogation field of a reader station is shown in Fig. 2. Die Lesestation erzeugt über die Antenne Lg ein Hochfrequenz-Abfragefeld 10. Der Transponder weist einen auf die Frequenz des Abfragefeldes abgestimmten Resonanzkreis L T/ c τ auf, der Energie aus dem Hochfrequenz-Abfragefeld 10 entnimmt und dadurch eine Spannung erzeugt. The read station generates via the antenna Lg a high-frequency interrogation field 10. The transponder comprises a tuned to the frequency of the interrogation field resonant circuit L T / C τ on, the energy removes from the high-frequency interrogation field 10, and thereby generates a voltage. Die Spannung wird durch eine Gleichrichtereinrichtung, bei der Darstellung in Fig. 2 die Diode D, gleichgerichtet und ferner durch einen Kondensator C s , der parallel zu dem Resonanzkreis geschaltet ist, geglättet. The voltage is the diode D, and further rectified by a capacitor C s connected in parallel with the resonant circuit is smoothed by a rectifying means in the representation in Fig. 2. Die hierdurch aus dem Abfragefeld gewonnene Spannung U stellt dann die Versorgungsspannung für die eigentliche Transponderschaltung 20, die beispielsweise einen Festwertspeicher und eine Steuerschaltung aufweisen kann, dar. Der Widerstand der Transponderschaltung kann durch den gestrichelt dargestellten Nutzwiderstand R L modelliert werden. The voltage U thus obtained from the interrogation field then provides the supply voltage for the actual transponder circuit 20, which may comprise for example a read only memory and a control circuit. The resistance of the transponder circuit may be modeled by the dashed lines shown working resistance R L.

Entsprechend dem Überlagerungssatz wird nun durch die Transponderspule Iüp eine Spannung in der Form einer rücklaufenden Welle an der Lesestation erzeugt, wobei der Betrag der an der Lesestation erzeugten Spannung proportional zu dem Strom, der durch die Transponderspule L τ fließt, ist. Accordingly, the overlay set a voltage in the form of a reflected wave is produced at the read station then through the transponder coil CIV, wherein the amount of the voltage generated at the read station to the current flowing through the transponder coil L τ is proportional.

Die Datenübertragung von dem Transponder zu der Lesestation erfolgt durch das Ein- bzw. Ausschalten eines parallel zu dem Schwingkreis L τ , C τ liegenden, zusätzlichen Modulationswiderstandes R M durch einen elektronischen Schalter S. Dieser Schalter wird durch die eigentliche Transponderschaltung 20 gesteuert. The data transmission from the transponder to the reading station is performed by the switching on or off a plane parallel to the resonant circuit L τ, C τ, additional modulation resistor R M by an electronic switch S. This switch is controlled by the actual transponder circuit 20th Durch das Schalten des Schalters S wird dem durch die Antenne L s ausgestrahlten Abfragefeld im Rhythmus des Schalters S mehr oder weniger Energie entnommen, wodurch an der Antenne der Lesestation eine Wechselsignalspannung u Signali erzeugt wird. By switching the switch S to the L s by the antenna radiated interrogation field in the rhythm of the switch S is removed more or less energy, which is generated at the antenna of the read station an AC signal voltage u signaled. Die Transponderdaten, die beispielsweise in dem Festwertspeicher gespeichert sind, wobei der Schalter S durch die Steuerschaltung der eigentlichen Transponderschaltung 20 gesteuert wird, werden durch die Verarbeitung dieses Signals U S i gna ;Li ermittelt. The transponder data which are for example stored in the ROM, the switch S is controlled by the control circuit the actual transponder circuit 20, by the processing of this signal U S i gna; Li determined. Dieses Verfahren zur Übertragung von Daten von dem Transponder zu der Lesestation ist als Absorptionsmodulation bekannt und beispielsweise bei P. Neukomm, H. Baggentos, "Passive Telemetrie mit Absorptionsmodulation" , ETH Zürich, Design & Elektronik, 18.9.1990, ausführlich beschrieben. This process of transferring data from the transponder to the reading station is known as absorption modulation and, for example, in P. Neukomm, H. Baggentos, "Passive telemetry absorption modulation", ETH Zurich, Design & Elektronik, 09.18.1990, described in detail.

Das Verfahren der Absorptionsmodulation hat den Nachteil der zusätzlichen Belastung der Energiequelle des Transponders, nämlich des Resonanzkreises L τ , C τ , durch den Modulationswiderstand R M . The method of the absorption modulation has the disadvantage of the additional expense of the power source of the transponder, namely the resonant circuit L τ, τ C, by the modulation resistance R M. Dadurch wird eine Verringerung der Versorgungsspannung U c und somit eine Verminderung des Leseabstandes bewirkt. Thereby a reduction of the supply voltage U c and thus a reduction in reading distance is effected. Minimale Modulationsverluste liegen dann vor, wenn der Modulationswiderstand R M im Vergleich zum Nutzwiderstand, der durch den Widerstand R L modelliert ist, der Transponderschaltung groß ist. Minimum modulation losses are when the modulation resistance R M in comparison to the working resistance, which is modeled by the resistor R L, the transponder circuit is large. Je größer jedoch der Nutzwiderstand RL ist, desto schwächer werden die in der Lesestation ankommenden Signale Usignall' wodurch die Störempfindlichkeit des Systems erhöht wird, was wiederum eine Verringerung des Leseabstands zur Folge hat. the incoming signals in the reading station Usignall 'whereby the noise sensitivity of the system is increased, which in turn results in a reduction of the reading distance result, however, the larger the working resistance RL, the weaker.

Unabhängig von den im letzten Absatz durchgeführten Überlegungen bleibt das Verfahren der Absorptionsmodulation nachteilig dahingehend, daß durch die Absorptionsmodulation wertvolle Energie im Modulationswiderstand R M vernichtet wird, was zur Folge hat, daß die Reichweite des Transponder- systems immer kleiner ist, als es bei einer reinen Energieübertragung möglich wäre. Regardless of the carried out in the last paragraph considerations the process of the absorption modulation remains disadvantageous in that valuable energy in the modulation resistance R M is destroyed by the absorption modulation, with the result that the range of the transponder system is always less than pure at a energy transfer would be possible.

Ausgehend von dem genannten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen passiven Transponder zu schaffen, der eine Übertragung von Daten von dem Transponder zu einer Lesestation mit einer verringerten Störempfindlichkeit und einem vergrößerten Leseabstand ermöglicht. Starting from the aforementioned prior art the present invention has for its object to provide a passive transponder which allows a transfer of data from the transponder to a reading station with a reduced susceptibility to interference and an increased read distance.

Diese Aufgabe wird durch einen passiven Transponder gemäß Anspruch 1 gelöst. This object is achieved by a passive transponder according to Claim. 1

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Modulationsverfahren für eine Datenübertragung von einem Transponder zu einer Lesestation mit einer verringerten Störempfindlichkeit und einem erhöhten Leseabstand zu schaffen. Another object of the present invention is to provide a modulation method for data transmission from a transponder to a reading station with a reduced susceptibility to interference and an increased read distance.

Diese Aufgabe wird durch ein Modulationsverfahren gemäß Anspruch 6 gelöst. This object is achieved by a modulation method according to claim. 6

Die vorliegende Erfindung schafft einen passiven Transponder mit einem eine Transponderspule aufweisenden Resonanzkreis, einer Ansteuerlogik, einem von der Ansteuerlogik angesteuerten Schalter, einem Versorgungsspannungskondensator, einer parallel zu dem Versorgungsspannungsgenerator liegenden Last und einer Gleichrichterschaltung zum Laden des Versorgungs- spannungskondensators aufgrund einer von der Transponderspule in den Resonanzkreis induzierten Spannung, wobei der Schalter in seinem geschlossenen Zustand die Last und den Versorgungsspannungskondensator über die Gleichrichterschaltung mit dem Resonanzkreis verbindet und die Last in seinem geöffneten Zustand von dem Resonanzkreis trennt. The present invention provides a passive transponder with a transponder coil having resonant circuit, a control logic, an controlled by the control logic switch, a power supply capacitor, a plane parallel to the supply voltage generator load and a rectifier circuit for charging the supply voltage capacitor as a result of the of the transponder coil in resonant circuit induced voltage, wherein the switch in its closed state connects the load and the supply voltage capacitor via the rectifier circuit to the resonant circuit and the load in its opened state of the resonance circuit separates.

Durch den erfindungsgemäßen passiven Transponder wird das Problem der zusätzlichen Energievernichtung im Modulationswiderstand R jf gemäß dem Stand der Technik und des geringen Wirkungsgrads der Modulation im Fall der herkömmlichen Absorptionsmodulation gelöst. The inventive passive transponder, the problem of additional energy dissipation in the modulation resistance R jf according to the prior art and the low efficiency of the modulation is achieved in the case of the conventional absorption modulation.

Das erfindungsgemäße Modulationsverfahren für die Datenübertragung von einem Transponder zu einer Lesestation ist da- durch gekennzeichnet, daß die Modulation der von dem Transponder zu der Lesestation übertragenen Daten durch das Umschalten zwischen einer Nutzlast des Transponders und einer bezüglich der Nutzlast hochohmigeren Last erfolgt. The modulation method according to the invention for data transmission from a transponder to a reading station is DA characterized by that the modulation of the transmitted from the transponder to the reading station data by switching between a payload of the transponder and a with respect to the payload higher impedance load is. Dieses Umschalten wird bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung durch das Öffnen eines Schalters, der zwischen den Resonanzkreis des Transponders und die Nutzlast geschaltet ist, durchgeführt. This switching is in the preferred embodiment of the present invention carried out by the opening of a switch which is connected between the resonant circuit of the transponder and the payload. Aufgrund der durch dieses Umschalten erzeugten Wirkung kann das erfindungsgemäße Verfahren als Leerlaufmodulation bezeichnet werden. Due to the effect produced by this switching process of the invention may be referred to as an idle modulation.

Durch das Verfahren der Leerlaufmodulation für den Transponder werden die Modulationsverluste des Transponders minimiert. By the method of idle modulation for the transponder, the modulation losses of the transponder are minimized. Da dadurch der Energieverbrauch des Transponders und die notwendige Stärke des Abfragefeldes gesenkt werden, erhöht sich der Leseabstand des Transpondersystems. Thereby, since the power consumption of the transponder and the necessary strength of the interrogation field are reduced, the reading distance of the transponder system increased. Ferner sind die in der Lesestation ankommenden Transpondersignale bei Verwendung der Leerlaufmodulation stärker als es bei der Verwendung des Absorptionsmodulationsverfahrens der Fall ist. Furthermore, the incoming in the reading station transponder signals when using the idle modulation are stronger than is the case when using the absorption modulation method. Dies hat eine größere Störunempfindlichkeit und eine kleinere Fehlerrate der Übertragung zur Folge. This has a greater noise immunity and a smaller error rate of the transmission result. Bei gleicher Reichweite können somit die Antennen, dh die Spulen, der gemäß der Erfindung aufgebauten Transponder kleiner realisiert werden. In the same range can thus the antennas, that is, the coils, which constructed according to the invention transponders are realized smaller. Dies heißt wiederum, daß die Transponder kleiner und billiger gebaut werden können. This in turn means that the transponder can be made smaller and cheaper.

Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüche dargelegt. Further developments of the present invention are set out in the dependent claims.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend bezugnehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Preferred embodiments of the present invention are explained in detail below with reference to the accompanying drawings. Es zeigen: Show it:

Fig. 1 eine grobe schematische Darstellung einer Anordnung von Lesestation und Transponder; Figure 1 is a rough schematic representation of an arrangement of write station and the transponder.

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Lesestation und eines Transponders, der nach dem Verfahren der Ab- Sorptionsmodulation arbeitet; Figure 2 is a schematic illustration of a reading station and a transponder, which operates according to the method of the waste Sorptionsmodulation.

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Lesestation und eines erfindungsgemäßen Transponders; Figure 3 is a schematic illustration of a reading station and a transponder according to the invention.

Fig. 4 ein Diagramm, das die Kennlinien der von dem Resonanzkreis dem Abfragefeld entnommenen Blindleistung P L c » der von dem Transponder aufgenommenen Wirkleistung Pip und der von dem Transponder an der Lesestation erzeugten Spannung U R in Abhängigkeit vom Nutzwiderstand R L des Transponders zeigt; Fig. 4 is a diagram showing the characteristics of the power drawn by the resonant circuit to the interrogation field reactive power P L c "of the received from the transponder active power Pip, and the voltage produced by the transponder to the reading station U R, depending on the working resistance R L of the transponder; und and

Fig. 5 Diagramme der "Transponder-Versorgungsspannung" U c sowie der an der Lesestation anliegenden Signale u Signall und u Signal2- Fig. 5 diagrams the "Transponder-supply voltage" U c and the voltage applied to the reading station signals u and u Signall Signal2-

Nachfolgend wird bezugnehmend auf die Fig. 3 bis 5 ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung näher erläutert. Will be explained below with reference to FIGS. 3 to 5, a preferred embodiment of the present invention. Elemente der in Fig. 3 dargestellten Lesesta- tion/Transponder-Anordnung, die denen der in Fig. 2 dargestellten Anordnung entsprechen, sind mit gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 2 gekennzeichnet. Elements of Lesesta- tion / transponder arrangement shown in Fig. 3 corresponding to those of the arrangement shown in Fig. 2 are identified by the same reference numerals as in Fig. 2.

Die Lesestation der in Fig. 3 dargestellten Anordnung entspricht der Lesestation von Fig. 2 und erzeugt mittels der Spule L s ein Hochfrequenzabfragefeld 10. The reading station of the arrangement shown in Fig. 3 corresponds to the reading station of Fig. 2 and generated by means of the coil L s, a high-frequency interrogation field 10..

Der Transponder weist gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung einen Parallelresonanzkreis bestehend aus einer Spule Lr und einem Kondensator C τ auf . The transponder comprises according to the preferred embodiment of the present invention, a parallel resonance circuit consisting of an inductor Lr and a capacitor C τ on. Ein Ausgang des Resonanzkreises ist mit dem Eingangsanschluß einer Gleichrichtervorrichtung, die bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel durch eine Diode D gebildet ist, verbunden. An output of the resonant circuit is connected to the input terminal of a rectifier device which is formed in the preferred embodiment by a diode D,. Der zweite Anschluß der Diode D ist mit dem ersten Anschluß eines Schalter S verbunden. The second terminal of the diode D is connected to the first terminal of a switch S. Der zweite Anschluß des Schalters S ist über einen Kondensator C s mit dem zweiten Ausgang des Parallelresonanzkreises Lp, C τ verbunden. The second terminal of the switch S is connected via a capacitor C s to the second output of the tank circuit Lp, C τ. Der Kondensator C s dient als Versorgungsspannungskondensator des Trans- ponders. The capacitor C s is used as a supply voltage ponders capacitor of the transport. Wie in Fig. 3 gestrichelt dargestellt ist, kann die Nutzlast des Transponders als ein Widerstand R L dargestellt werden, der parallel zu dem Kondensator C s geschaltet ist. As shown in Fig. 3 by dashed lines, the payload of the transponder can be represented as a resistance R L which is connected in parallel with the capacitor C s.

Der Transponder weist ferner eine eigentliche Transponderschaltung 20 auf, die im wesentlichen der oben bezugnehmend auf Fig. 2 beschriebenen Transponderschaltung entspricht. The transponder further comprises an actual transponder circuit 20, which substantially corresponds to the transponder circuitry described above with reference to FIG. 2. Derartige Schaltungen sind im Stand der Technik gut bekannt. Such circuits are well known in the art.

Bei dem in Fig. 3 dargestellten erfindungsgemäßen Transponder fehlt verglichen mit dem in Fig. 2 dargestellten bekannten Transponder der Modulationswiderstand R M . Missing compared with the example shown in Fig. 2 known transponder in the illustrated in Fig. 3 according to the invention the transponder the modulation resistance R M. Ferner ist der Schalter S nicht mehr parallel zu dem Resonanzkreis L τ , Cm verschaltet, sondern seriell mit demselben verbunden. Further, the switch S is no longer parallel to the resonant circuit L τ, connected Cm, but serially connected thereto.

Anhand des Kennlinienfeldes, das in Fig. 4 dargestellt ist, wird nachfolgend der Unterschied des bekannten Absorptions- modulationsverfahrens und des erfindungsgemäßen Leerlaufmodulationsverfahrens beschrieben. Based on the characteristic field, which is shown in Fig. 4, the difference of the known absorption is hereinafter described modulation method and the idle modulation method of the invention. Die in Fig. 4 dargestellten Kennlinien sind jeweils in Abhängigkeit vom Nutzwiderstand der Transponderschaltung R L in normierter Form dargestellt. The characteristics shown in Fig. 4 are each shown as a function of the working resistance of the transponder circuit R L in normalized form. P LC entspricht der dem Abfragefeld entnommenen Blindleistung in dem Resonanzkreis des Transponders, P τ entspricht der von dem Transponder aufgenommenen Wirkleistung, und U R entspricht der Amplitude der vom Transponder an der Lesestation erzeugten Spannung in der Leserichtung. P corresponds to the LC withdrawn from the interrogation field reactive power in the resonant circuit of the transponder, P τ corresponds to the power absorbed by the transponder active power, and U R corresponds to the amplitude of the voltage generated by the transponder to the reading station in the reading direction. Der Arbeitspunkt des Transponders wird in der Regel nahe am Punkt (A) gewählt, da hier eine Leistungsanpassung für die Transponderschaltung vorliegt. The operating point of the transponder is typically chosen close to the point (A), since a power adjustment for the transponder circuit is present.

Ausgehend von dem Arbeitspunkt (A) , bei dem gemäß dem bekannten Transponder, der in Fig. 2 dargestellt ist, der Schalter S geöffnet ist, hat ein Schließen des Schalters bei dem bekannten Transponder eine Umschaltung vom Arbeitspunkt (A) zu dem in Fig. 4 dargestellten Punkt (B) zur Folge, wodurch an der Lesestation ein Signal U s ^ gnall erzeugt wird. Starting from the operating point (A), in the prior art in accordance with the transponder shown in Fig. 2, the switch S is open, closing the switch in the known transponder has a switch from operating point (A) to that shown in Fig. point shown in Figure 4 (B) the effect thereby at the read station generates a signal U s ^ gnall. Das Signal U S j„ na ιι stellt die durch die Absorptionsmodulation von dem Transponder zu der Lesestation übertragenen Da- ten dar . The signal S j U "na ιι is transmitted through the absorption modulation from the transponder to the reading station DA is ten.

Bei dem erfindungsgemäßen Transponder gemäß Fig. 3 ist der Schalter S im Ausgangszustand geschlossen, so daß der Transponder über das Abfragehochfrequenzfeld und den Resonanzkreis m, C τ mit Energie versorgt werden kann. In the inventive transponder according to Fig. 3, the switch S is closed in the initial state, so that the transponder through the interrogator high-frequency field and the resonant circuit m, τ C can be supplied with energy. Zu Beginn der Modulationsphase wird der Schalter S im Rhythmus der zu sendenden Daten durch die Schaltung 20, die beispielsweise einen Festwertspeicher und eine Steuerschaltung enthält, ein- und ausgeschaltet. At the beginning of the modulation phase, the switch S is in the rhythm of the data to be transmitted through the circuit 20 which contains, for example a read only memory and a control circuit on and off. In der Kennlinie der Spannung U R , die in Fig. 4 dargestellt ist, bedeutet dies eine Umschaltung vom Arbeitspunkt (A) zum Arbeitspunkt (C) . In the characteristic curve of the voltage U R, which is shown in Fig. 4, this means a shift from the operating point (A) to operating point (C). Im Gegensatz zur bekannten Methode der Absorptionsmodulation erfolgt somit keine Dämpfung des Transponderresonanzkreises. In contrast to the known method of absorption modulation no attenuation of the transponder resonant circuit thus occurs. Viel mehr kann der Resonanzkreis bei einem offenen Schalter S bis auf die LeerlaufSpannung hochschwingen und dem Abfragefeld somit die maximale Energie entnehmen. Much more can swing up and an open switch S until the open circuit voltage thus take the maximum energy from the interrogation field, the resonant circuit. Wird der Schalter S aus diesem Zustand geschlossen, wird diese Energie in Form der Spannung aus dem Kondensator C τ in den Versorgungsspannungskondensa- tor C s umgeladen. When the switch S is closed from this state, this energy is in the form of the voltage of the capacitor C τ tor in the Versorgungsspannungskondensa- C reloaded s. Im Laufe eines Modulationszyklusses entstehen bei dem erfindungsgemäßen Transponder somit lediglich kapazitive Umladeverluste und keine ohmschen Verluste. Over a Modulationszyklusses only capacitive Umladeverluste and no ohmic losses thus incurred in the inventive transponder. Daher ist der Wirkungsgrad der Energieübertragung bei dieser Schaltung höher als bei der bekannten Schaltung von Fig. 2. Therefore, the efficiency of energy transfer in this circuit is higher than in the known circuit of FIG. 2.

Infolge der günstigeren Energiebilanz kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren der Punkt (C) in einer größeren Entfernung von dem Punkt (A) gewählt werden. As a result of the more favorable energy balance in the inventive method, the point to be selected (C) at a greater distance from the point (A). Aus diesem Grund ist auch die an der Lesestation ankommende Spannung u Signal2' d ^- e den von dem Transponder zu der Lesestation übertragenden Daten entspricht, stärker als bei dem bekannten Verfahren der Absorptionsmodulation, bei dem die Modulation durch eine Dämpfung des Transponderresonanzkreises bewirkt wird. For this reason, the incoming at the read station voltage u Signal2 'd ^ - e corresponding to the transmitting from the transponder to the reading station data, more than with the known method of absorbing modulation in which the modulation is caused by an attenuation of the transponder resonant circuit.

Ein Vergleich dieser Spannungen ist in Fig. 5 dargestellt. A comparison of these voltages is shown in Fig. 5. Im linken oberen Diagramm von Fig. 5 ist die Spannung u Siqnall' ^ - durch die herkömmliche Absorptionsmodulation erzeugt wird, dargestellt. . In the upper left graph of Figure 5, the voltage u Siqnall '^ - is produced by the conventional absorption modulation is illustrated. Im linken unteren Diagramm ist die Spannung an der Transponderschaltung U c bei dem bekannten Transponder dargestellt. In the lower left diagram, the voltage at the transponder circuit U c is shown in the known transponder. Im rechten oberen Diagramm ist die durch das erfindungsgemäße Leerlaufmodulationsverfahren an der Lesestation erzeugte Spannung Usi q nal 2 dargestellt. In the upper right diagram of the voltage generated by the inventive idle modulation method at the read station is shown Usi q nal. 2 Im rechten unteren Diagramm von Fig. 5 ist die am erfindungsgemäßen Transponder vorliegende Spannung U c dargestellt. In the lower right graph of Fig. 5, the present invention at the transponder voltage U c is shown. Ferner ist in den unteren Diagrammen jeweils die Modulationsfrequenz gezeigt, die das Umschalten des Schalters S steuert. Further, in the lower diagrams in each case the modulation frequency is shown, which controls the switching of the switch S. Diese Modulationsfrequenz wurde derart gewählt, daß bei gleichen Bauelementwerten die minimal zulässige Spannung an der jeweiligen Transponderschaltung, beispielsweise 9 Volt, nicht unterschritten wird. This modulation frequency is that for the same component values, the minimum allowable voltage at the respective transponder circuit, for example, 9 volts, does not fall below chosen so.

Die in Fig. 5 dargestellten, ermittelten Diagramme zeigen, daß das Transpondersignal an der Lesestation bei dem erfindungsgemäßen Verfahren der Leerlaufmodulation etwa um den Faktor vier größer ist als das Signal, das bei dem bekannten Verfahren der Absorptionsmodulation erzeugt wird. The diagrams illustrated determined show in Fig. 5 that the transponder signal at the reading station in the inventive method the idle modulation about a factor of four greater than the signal that is generated in the known method the absorption modulation.

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Clasificación europeaG01S13/75C8, G06K19/07T
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15 Jul 1998121Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
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