專利名稱：特別適用于非接觸式集成電路閱讀器的可調(diào)天線電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及感應(yīng)天線電路，特別適用于非接觸式集成電路閱讀器。
本發(fā)明更特別涉及一種可調(diào)諧至確定諧振頻率的天線電路，包括天線線圈和可調(diào)部件。
本發(fā)明進一步涉及一種用于調(diào)諧這種天線電路的方法。


圖1示意性地表示了配有之前所述類型的天線電路10的非接觸集成電路閱讀器RD。天線電路10包括線圈L和可調(diào)部件，在此是兩個可調(diào)電容器器CA1、CA2。天線電路接收由閱讀器RD提供的頻率為F0的ac激勵信號Se，并發(fā)出ac磁場FLD。通過感應(yīng)耦合，該電磁場能夠使閱讀器與裝備天線線圈L1、L2、...、Ln的非接觸集成電路CIC1、CIC2...CICn通訊。集成電路CIC1-CICn例如是非接觸智能卡集成電路，非接觸電子標(biāo)簽集成電路，非接觸標(biāo)記集成電路等。
可調(diào)電容器CA1、CA2能夠使天線電路的諧振頻率調(diào)諧到激勵信號的頻率F0，例如是根據(jù)ISO 15693和ISO-14443標(biāo)準(zhǔn)的頻率13.56MHz。天線電路調(diào)諧到頻率F0能夠獲得在閱讀器和非接觸集成電路之間的最佳的通訊距離。
雖然該調(diào)諧一般是在起動天線電路時完成的，過后會遭受溫度和濕度的變化，溫度和濕度能實際上影響它的諧振頻率。在天線電路附近金屬物體的出現(xiàn)會進一步影響諧振頻率。因此，臨場考慮到它的使用條件必須再次調(diào)諧天線電路。如果要使閱讀器RD有最佳的通訊距離，那么必須定期調(diào)諧。
能夠手工完成天線電路的調(diào)諧，但是，該方案需要有資格的人員介入。而且，在某些使用條件下可證明手工調(diào)諧是有困難的。作為例子，考慮專用于控制進入高空運輸設(shè)備(升降椅，纜車...)的非接觸標(biāo)記閱讀器。由于惡劣的天氣條件和很低的溫度，難于使用螺絲刀徒手調(diào)整天線電路的部件。
在這種情況下，提供電可調(diào)諧天線電路，包括例如一天一次自動調(diào)諧天線電路(自動調(diào)諧)的嵌入設(shè)備。
圖2表示電可調(diào)天線電路20，包括用于那個目的的電可調(diào)電容器CA1、CA2。電容器CA1包括與多個可開閉電容器CA1i并聯(lián)的電容器CA10。電容器CA2包括與多個可開閉電容器CA2j并聯(lián)的電容器CA20。每一個電容器CA1I、CA2j分別依靠分別與該電容器串聯(lián)的電子繼電器RLi、RLj而可開閉。信號Si驅(qū)動電子繼電器RLi，信號Sj驅(qū)動電子繼電器Sj。因此，信號Si的組合決定電容器CA1的值，且信號Sj的組合決定電容器CA2的值。
圖3表示當(dāng)天線電路20接收到以頻率F0，例如13.56MHz，振蕩的激勵信號Se時，天線電路20的相位的曲線和阻抗z的曲線。
將天線電路調(diào)諧到頻率F0在理論上包括找到電阻器Z和相位的一對確定的值，通常z＝50Ω，＝0°。
然而，對于形成嵌入式的一塊設(shè)備，用于測量相位和阻抗z的一塊設(shè)備通常太昂貴且笨重。
因此，如圖4所示，完成天線電路自動調(diào)諧的嵌入式設(shè)備一般包括在天線電路20與閱讀器RD之間排列的簡易VSWR計TMR，以及為控制天線電路的繼電器提供信號Si、Sj的調(diào)諧裝置TC1。VSWR計測量電壓駐波比，且裝置TC1調(diào)諧天線電路，以便在頻率F0處電壓駐波比最小。
該調(diào)諧方法簡單且便宜，但它的精度中等。的確，電壓駐波比提供指示，盡管它是相關(guān)的，根據(jù)獲得的經(jīng)驗可認(rèn)為要得到可靠和準(zhǔn)確的調(diào)諧在本身是不充分的。而且，找到基于電壓波動比的天線電路的調(diào)整是長久和困難的。在找到作為最佳的組合之前，必須測試信號Si、Sj的許多組合。
因此，本發(fā)明目的在于提供比上面描述的傳統(tǒng)的方法更精確的用于調(diào)諧天線電路的方法。
特別是，本發(fā)明目的在于提供一種精確的調(diào)諧方法，并且尤其是以低成本價格通過易于生產(chǎn)的嵌入式設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)。
本發(fā)明更進一步的目的是提供易于調(diào)諧的天線電路。
為達(dá)到這些目的，本發(fā)明的原理是，在電壓出現(xiàn)的端點給天線電路并入濾波器或移相器，當(dāng)知道激勵信號的幅度時，所述電壓幅度提供能夠用于精確調(diào)諧天線電路的有關(guān)指示。如果不知道激勵信號的幅度，本發(fā)明提供在濾波器的端點測量兩個電壓并調(diào)諧天線電路，以使這兩個電壓有確定的幅度比和確定的位相差。
更特別的是，本發(fā)明提供可調(diào)諧到確定的諧振頻率的天線電路，包括天線線圈和可調(diào)部件，以及作為天線電路整體部分的濾波器，并且具有至少一個用于抽取電壓的點，其幅度形成有關(guān)指示用于調(diào)諧天線電路。
按照一個實施例，在天線電路的輸入端布置濾波器。
按照一個實施例，濾波器有π形結(jié)構(gòu)。
按照一個實施例，濾波器是LC單元。
按照一個實施例，濾波器包括串聯(lián)電感和兩個平行電容器。
按照一個實施例，天線電路包括至少在用于抽取電壓的點連接到濾波器的嵌入式測量電路。
按照一個實施例，濾波器有用于抽取兩個電壓的兩個點，其幅度比率形成用于調(diào)諧天線電路的有關(guān)指示。
按照一個實施例，天線電路包括連接至用于抽取兩個電壓的兩個點的嵌入式測量電路。
按照一個實施例，測量電路包括振幅測量單元，提供兩個電壓或與電壓幅度成比例的直流信號。
按照一個實施例，測量電路包括用于測量兩個電壓之間的相位差的單元。
按照一個實施例，用于測量相位差的單元提供電壓或與兩電壓之間的相位差成比例的直流信號。
按照一個實施例，用于測量相位差的單元包括接收由兩個電壓產(chǎn)生的輸入信號的邏輯門，以及用于提供電壓或由與邏輯門提供的信號的占空比成比例的直流信號的單元。
按照一個實施例，天線電路包括布置用于調(diào)節(jié)天線電路的可調(diào)部件以使兩個電壓有確定的幅度比的嵌入式調(diào)諧裝置。
按照一個實施例，布置調(diào)諧裝置用于調(diào)節(jié)天線電路的可調(diào)部件，以使兩個電壓有相同的幅度。
按照一個實施例，布置嵌入式調(diào)諧裝置用于調(diào)節(jié)天線電路的可調(diào)部件，以使兩個電壓還有確定的相位差。
按照一個實施例，布置調(diào)諧裝置用于調(diào)節(jié)天線電路的可調(diào)部件，以使兩個電壓有90°的相位差。
按照一個實施例，調(diào)諧裝置包括微處理器，接收代表兩個電壓中的一個的幅度的第一信號、代表另一個電壓的幅度的第二信號、以及代表兩個電壓之間的相位差的第三信號，微處理器給天線電路提供用于控制可調(diào)部件的信號。
按照一個實施例，在調(diào)諧裝置對天線電路的調(diào)諧期間，天線電路接收由非接觸集成電路閱讀器提供的激勵信號。
按照一個實施例，可調(diào)整部件包括電可開閉電容器。
按照一個實施例，天線電路包括可調(diào)部件，每一個包括電容器、連接到電容器陰極的二極管、以及用于給二極管的陽極提供或者不提供偏壓的開關(guān)晶體管，以使天線電路中的電容器激活或者不激活。
本發(fā)明也涉及非接觸集成電路閱讀器，按照本發(fā)明包括天線電路。
本發(fā)明也涉及一種用于將包括天線線圈和可調(diào)部件的天線電路調(diào)諧到確定諧振頻率的方法，包括以下步驟將濾波器并入天線電路以使濾波器成為天線電路的整體的部分；給天線電路施加激勵信號；在濾波器的端點抽取至少第一電壓；調(diào)整天線電路的可調(diào)部件以使第一電壓有確定的幅度。
按照一個實施例，該方法包括以下步驟在濾波器的另一個端點抽取第二電壓；調(diào)整天線電路的可調(diào)部件，以使兩個電壓有確定的幅度比。
按照一個實施例，調(diào)節(jié)天線電路的可調(diào)部件，以使兩個電壓有相同的幅度。
按照一個實施例，調(diào)節(jié)天線電路的可調(diào)部件，以使兩個電壓還有確定的相位差。
按照一個實施例，調(diào)節(jié)天線電路的可調(diào)整部件，以使兩個電壓有90°的相位差。
按照一個實施例，依靠永久地連接到濾波器的嵌入式測量電路測量兩個電壓。
按照一個實施例，濾波器布置在天線電路的輸入端。
按照一個實施例，濾波器有π形結(jié)構(gòu)。
按照一個實施例，濾波器是一個LC單元按照一個實施例，濾波器包括串聯(lián)線圈和兩個并聯(lián)電容器。
按照一個實施例，依靠永久連接到濾波器的嵌入調(diào)諧裝置，完成天線電路的調(diào)諧。
按照一個實施例，依靠包括用于循環(huán)調(diào)諧天線電路的程控微處理器，完成天線電路的調(diào)諧。
按照一個實施例，在天線電路的調(diào)諧期間，天線電路接收由非接觸集成電路閱讀器提供的激勵信號。
按照一個實施例，天線電路的可調(diào)部件包括電開閉電容器。
按照一個實施例，依靠可調(diào)部件完成天線電路的調(diào)諧，可調(diào)部件的每一個包括電容器、連接到電容器陰極的二極管和用于給二極管的陽極提供或不提供偏壓的開關(guān)晶體管，以使在天線電路中電容器激活或者不激活。
假設(shè)與下面的附圖有關(guān)但不限于下面的附圖，在按照本發(fā)明的方法的下述說明和按照本發(fā)明的天線電路的下述說明中，將更詳細(xì)解釋本發(fā)明的這些和其他目的、特點和優(yōu)點。
圖1示意地代表裝備有可調(diào)諧天線電路的非接觸閱讀器。
圖2代表包括電可調(diào)部件的可調(diào)諧天線電路。
圖3代表天線電路的相位和阻抗曲線圖。
圖4代表傳統(tǒng)的有自動調(diào)諧裝置的天線電路。
圖5代表包括按照本發(fā)明的天線電路和按照本發(fā)明的自動調(diào)諧裝置的非接觸閱讀器。
圖6是在圖5中以塊的形式表示的測量電路的接線圖。
圖7是在圖5中以塊的形式表示另一個測量電路的接線圖。
圖8A至8D是顯示在圖7中測量電路的運行的電信號定時圖。
圖9是按照本發(fā)明的可調(diào)部件的圖。
圖10A和10B是顯示圖9中可調(diào)部件的運行的曲線圖。
圖5表示包括按照本發(fā)明的天線電路30和嵌入式調(diào)諧裝置TC2的非接觸集成電路閱讀器RD。在同樣的介質(zhì)上，例如在同樣的印刷電路板上，能生產(chǎn)天線電路30和調(diào)諧裝置TC2。因而，他們形成整體的天線電路，其結(jié)合了用于自動調(diào)諧實際天線電路的單元。
按照本發(fā)明天線電路30包括天線電路20和濾波器FP。天線電路20是包括電可調(diào)部件的電可調(diào)諧天線電路。它的結(jié)構(gòu)例如是上面所述的與圖2有關(guān)的天線電路的結(jié)構(gòu)，保持了對其標(biāo)號。在這里，以50Ω的無電抗電阻器Ra表示天線電路20已調(diào)諧。
在這里，濾波器FP連接到天線電路20的輸入端，并且是天線電路30的整體的一部分，濾波器FP的輸入端形成天線電路30的輸入端。激勵信號Se施加給天線電路30，也就是給濾波器FP的輸入端，并經(jīng)由濾波器FP傳輸?shù)教炀€電路20。
為了更清楚，天線電路20在下文中將叫做“子天線電路”，以區(qū)別天線電路30。
在這里，濾波器FP是包括串聯(lián)的電感線圈LF和兩個電容器CF1、CF2的π形濾波器。一般來說，“電容器X”(例如X為CF1或CF2)標(biāo)志其電容等于X的電容器，或一組串聯(lián)和/或并聯(lián)的電容器形成X值的作為結(jié)果的電容器。
在這里，由非接觸集成電路閱讀器RD提供激勵信號Se，包括有50Ω的內(nèi)部串聯(lián)電阻器Ri的ac信號發(fā)生器GEN。
在這里，假設(shè)按照本發(fā)明的天線電路打算供其電特性是不恒定的不同來源的閱讀器使用，因此，這里認(rèn)為激勵信號Se的標(biāo)稱幅度Vnom是未知的，當(dāng)發(fā)生器GEN連接到通常為50Ω的標(biāo)準(zhǔn)負(fù)載時，標(biāo)稱幅度Vnom是信號Se的幅度。
在這些情況下，調(diào)諧裝置TC2與濾波器FP連接在兩個點P1、P2，用于抽取兩個電壓V1、V2，位于濾波器FP的輸入端(也就是天線電路30的輸入端)和濾波器FP輸出端(也就是天線電路20的輸入端)。因此這里P1點位于電感器LF的一端并在電容器CF1的陽極，以及P2點位于電感器LF的另一端并在電容器CF2的陽極。
按照本發(fā)明，在設(shè)計天線電路30時，以下面的方式確定電容器CF1、CF2和電感器LF1)子天線電路20調(diào)諧到期望的諧振頻率，例如13.56MHz，因此有確定的輸入阻抗Z0和確定的相位0，通常為50Ω和0°。
2)按照本發(fā)明結(jié)合濾波器FP與子天線電路20以形成天線電路30，然后通過理論計算和/或試驗確定CF1、CF2、LF的值。CF1、CF2、LF的值是這樣，從它的輸入看，不論濾波器的存在，天線電路30總是有50Ω的阻抗Z0和0°的相位0。
根據(jù)申請人進行的研究，對13.56MHz的F0的頻率，CF1、CF2、LF的值例如為CF1＝CF2＝220pfLF＝560nH因此，濾波器FP是截止頻率大于目標(biāo)調(diào)諧頻率F0(這里13.56MHz)的低通濾波器。
在確定CF1、CF2、LF之后，在濾波器FP的輸入端和輸出端，也在目標(biāo)頻率F0，測量電壓V1和V2之間的幅度比和相位差。用π形濾波器，可以看到V1的幅度等于V2的幅度以及這兩個電壓之間的相位差是90°。
一旦找到CF1、CF2、LF的值，以及電壓V1和V2之間的幅度比和相位差，能夠工業(yè)地制造濾波器FP，優(yōu)選的是用優(yōu)質(zhì)部件，能按照本發(fā)明將濾波器FP并入天線電路30的總體中，其在市場上銷售，且天線電路30包括同樣結(jié)構(gòu)的子天線電路20。
當(dāng)天線電路30沒有調(diào)諧到目標(biāo)頻率時，這里為13.56MHz，在濾波器FP的端點，發(fā)現(xiàn)有不同的幅度和不等于90°的相位差的電壓V1和V2。在這種情況下，通過調(diào)節(jié)子天線電路20的部件以使V1的幅度變成等于V2的幅度，而且使這兩個電壓之間的相位差變成等于90°，能簡單獲得天線電路30的調(diào)諧。一旦獲得對頻率F0的調(diào)諧，濾波器FP的表現(xiàn)像導(dǎo)線一樣有等于輸入電壓V1的輸出電壓V2，并且輸出相位與輸入相位相差四分之一周期(±90°)。
能獲得的調(diào)諧的精確性大于用簡單VSWR計能獲得的精確性。
在這里，通過嵌入式裝置TC2以定期間隔完成天線電路30的調(diào)諧。這種裝置主要包括測量電路MC和有程序存儲器MEM的微處理器MP。
電路MC包括兩個整流器MC1、MC2和相位差測量電路MC3。電路MC1接收輸入端電壓V1和提供代表電壓V1幅度的dc信號V1rms。電路MC2接收輸入端電壓V2和提供代表電壓V2幅度的dc信號V2rms。電路MC3接收輸入端電壓V1和V2以及代表電壓V1和V2之間相位差的dc信號Vp。通過模/數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC給微處理器MP施加信號V1rms、V2rms和Vp，其提供上面所述的信號Si、Sj，完成子天線電路20的可調(diào)部件的控制。
圖6代表電路MC1或MC2的實施例的舉例。通過退耦電容器Cd，給陽極接地的反相偏置二極管D1的陰極正向偏置二極管D2的陽極施加電壓V1或V2。二極管D2的陰極連接到陰極接地的電容器C1的陽極，并到在這包括兩個電阻器R1、R2的分壓器橋。分壓器橋R1、R2的輸出端形成電路MC1或者MC2的輸出端，并且提供電壓V1rms或V2rms。
圖7顯示電路MC3的實施例的舉例。通過退耦電容器Cd1和串聯(lián)電阻器R3，給XOR邏輯門(“異或”)的第一輸入端施加電壓V1。通過退耦電容器Cd2和串聯(lián)電阻器R4，給門XOR的第二輸入端施加電壓V2。而且，通過連接到包括兩個串聯(lián)電阻器R5、R6的分壓器電橋的中點，XOR門的第一輸入端為dc電壓偏置，電阻器R5接收電壓Vcc且電阻器R6接地。同樣地，通過連接到包括兩個串聯(lián)電阻器R7、R8的分壓器橋的中點，XOR門的第二輸入端為dc電壓偏置，電阻器R7接收電壓Vcc且電阻器R8接地。通過電壓Vcc向XOR門供電，它的輸出端提供信號Vx。給包括例如串聯(lián)電阻器R9和陰極接地的電容器C2的低通濾波器施加信號Vx。低通濾波器的輸出端提供信號Vp。
當(dāng)電壓V1和V2有90°相移時，圖8A到8D分別代表信號V1、V2、Vx和Vp的形狀。給XOR門的dc電壓偏置輸入端施加電壓V1、V2形成邏輯信號。因此，電壓V1、V2的低值(負(fù)半波)代表邏輯“0”，高值(正半波)代表邏輯“1”(Vcc)。當(dāng)信號V1、V2正交時，輸出信號Vx是有0.5占空度的電壓V1、V2兩倍頻率的頻率的邏輯信號。在這些條件下，信號Vp等于0.5Vcc。當(dāng)信號V1、V2是反相時，信號Vp等于0；當(dāng)這些信號是同相時，信號Vp等于Vcc。
因此，通過微處理器搜索V1和V2之間90°的相位差，在這里相當(dāng)于搜索Vp的值等于0.5Vcc，也就是由轉(zhuǎn)換器ADC能提供的滿刻度數(shù)字值Vpmax的一半。
總之，通過微處理器的天線電路的調(diào)諧在此包括搜尋信號Si、Sj的正確組合，以使V1rms＝V2rmsVp＝0.5Vpmax為了簡化為微處理器MP的工作，以及減少搜索信號Si、Sj的正確組合的所需時間，將相關(guān)圖(correlation map)裝入存儲器MEM是有利的，使用由測量電路MC提供的值V1rms、V2rms、Vp，能夠使微處理器迅速找到所搜索的組合。
能預(yù)先確定天線電路30的調(diào)諧諧振頻率的兩個序列之間的時間間隔，并在微處理器MP的控制下。當(dāng)調(diào)諧序列必須執(zhí)行時，調(diào)諧序列也能在給微處理器MP發(fā)送重定時信號的閱讀器RD的控制之下。這個重定時信號可能是隱式的，并且例如存在于激勵信號Se暫時的中斷期。在這樣情況下，當(dāng)激勵信號再次出現(xiàn)時，微處理器按程序開始新的調(diào)諧序列。
如上面表明的，依照圖2能生產(chǎn)子天線電路20，也就是通過使用繼電器RLi、RLj生產(chǎn)電可開閉部件，通常是可開閉電容器CA1i、CA2j。
然而，繼電器是昂貴而且笨重的裝置，在天線電路中能產(chǎn)生寄生開關(guān)動作和寄生電阻，可以引起天線信號的衰減和/或諧振頻率的按時漂移。
按照本發(fā)明的一個可選則的但是有利的方面，依靠靜態(tài)開關(guān)，如雙極性晶體管或者MOS晶體管、以及阻塞二極管，能產(chǎn)生天線電路的可開閉電容器。
圖9表示按照這個原理生產(chǎn)的可開閉部件CA1I、CA2j。該部件包括陰極接地的電容器C，通過二極管而不是通過電子繼電器連接到地。當(dāng)天線電路接收到激勵信號Se，電容器C的陽極接收到ac電壓Vac。
通過MOS或雙極性晶體管型的靜態(tài)開關(guān)SW控制二極管DA1的陽極電壓，靜態(tài)開關(guān)SW是由微處理器提供的信號Si或Sj中的一個驅(qū)動。在一端，開關(guān)SW接收dc電壓V+且它的另一端通過二極管DA2連接到二極管DA1的陽極。從而當(dāng)后者在“ON”狀態(tài)時，通過開關(guān)SW提供電壓V+，并且通過二極管DA2施加到二極管DA1的陽極。這第二二極管DA2布置在相對于電壓V+正向方向，并在相對于電壓Vac反向的方向，這能夠阻止后者達(dá)到開關(guān)SW。
需要注意能提供代替二極管DA2的任何其它低通部件。因此，例如，使用電感器來偏置并打開二極管DA1可能更優(yōu)選而不是使用二極管DA2。
當(dāng)開關(guān)晶體管SW在OFF狀態(tài)時，電容器C充電而且它的陰極有負(fù)電壓。如圖10A所示，由于復(fù)制在二極管DA1的陽極的電壓Vac的半波低于二極管DA1導(dǎo)通閥值，二極管DA1關(guān)閉。
當(dāng)開關(guān)SW在ON狀態(tài)時，偏置電壓V+引起二極管DA1的陽極的電壓再次上升。如圖10B所示，由于通過電容器C復(fù)制在二極管DA1的陽極的電壓Vac的半波高于二極管DA1的導(dǎo)通閥值，二極管DA1打開。
因此，當(dāng)開關(guān)SW在ON狀態(tài)時，按照本發(fā)明的可開閉電容器CA1I、CA2j在天線電路中激活；當(dāng)開關(guān)SW在OFF狀態(tài)時，在天線電路中不激活。由于通過信號Si或Sj中的一個來控制開關(guān)SW，可開閉電容器等效于依靠繼電器開關(guān)的電容器，沒有繼電器的缺點。
本領(lǐng)域的那些技術(shù)人員將會了解，本發(fā)明中的各種可供選則的實施例和應(yīng)用都是可能的。
因此，如果知道激勵信號Se的標(biāo)稱幅值Vnom，按照本發(fā)明的方法可只包括電壓V1、V2的一個的測量，沒有相位測量。在這里作為例子假設(shè)，激勵信號有30V的標(biāo)稱幅值有50Ω的負(fù)載。當(dāng)沒有調(diào)諧天線電路時，在天線電路輸入端的電壓V1或者濾波器的輸出端的電壓V2不等于30V(例如V1＝8V，V2＝40V)。當(dāng)調(diào)諧天線電路后，由于濾波器表現(xiàn)的象50Ω的導(dǎo)線，V1＝V2＝30V。
而且，用其它類型的濾波器，低通、高通、帶通、π形、T形等等，優(yōu)選的是有高于或低于目標(biāo)調(diào)諧頻率F0的截至頻率，因此，優(yōu)選的是它在濾波器的帶寬之內(nèi)，能實現(xiàn)按照本發(fā)明的方法。
而且，術(shù)語“濾波器”在本發(fā)明的上下文中絕不是限制性的，能指任何單元類型，例如調(diào)諧移相器，在目標(biāo)調(diào)諧頻率有確定的阻抗和確定相位。按照本發(fā)明并入天線電路的該單元優(yōu)選的是LC單元，其沒有可衰減天線信號的任何電阻單元，盡管不管怎樣會因各種各樣的其他原因，然而能提供低值電阻單元。
在本發(fā)明的含義之內(nèi)，依靠用作“濾波器”的LC單元，能獲得電壓V1、V2，它們有不同幅度且在目標(biāo)調(diào)諧頻率有90°相位差。按照本發(fā)明，幅度比和電壓V1、V2的相位差然后被用作用于濾波器的調(diào)諧的參考值。然而，LC型的π形濾波器的優(yōu)點是，它提供依靠簡單的XOR門能檢測的90°的相位差，如前所述。
此外，盡管上面建議提供自動完成天線電路30調(diào)諧的嵌入式裝置TC2，依賴包括手工可調(diào)部件的天線電路也能手工實現(xiàn)本發(fā)明的方法。然而，實現(xiàn)它，本發(fā)明的方法提供的優(yōu)點是，能夠精確地調(diào)諧天線電路而不需要復(fù)雜的測量單元，如阻抗和相位分析器。
權(quán)利要求
1.一種可調(diào)諧到確定諧振頻率(F0)的天線電路(30)，包括天線線圈(L)和可調(diào)部件(CA1，CA2)，其特征在于，它包括濾波器(FP)，所述濾波器作為所述天線電路的整體部分，且有用于抽取電壓(V1、V2)的至少一個點(P1、P2)，所述電壓(V1、V2)的幅度形成用于調(diào)諧所述天線電路的有關(guān)指示。
2.如權(quán)利要求1所述的天線電路，其中在所述天線電路的輸入端布置所述濾波器。
3.如權(quán)利要求1和2中的一個所述的天線電路，其中所述濾波器有π形結(jié)構(gòu)。
4.如權(quán)利要求1至3中的一個所述的天線電路，其中所述濾波器是LC單元。
5.如權(quán)利要求1至4中的一個所述的天線電路，其中所述濾波器包括串聯(lián)電感器(LF)和兩個平行電容器(CF1，CF2)。
6.如權(quán)利要求1至5中的一個所述的天線電路，包括至少在用于抽取所述電壓(V1、V2)的所述點(P1、P2)連接到所述濾波器(FP)的嵌入式測量電路(MC)。
7.如權(quán)利要求1至6中的一個所述的天線電路，其中所述濾波器有用于抽取兩個電壓(V1、V2)的兩個點(P1、P2)，所述電壓(V1、V2)的幅度比形成用于調(diào)諧所述天線電路的有關(guān)指示。
8.如權(quán)利要求7所述的天線電路，包括連接到用于抽取所述兩個電壓(V1、V2)的所述兩個點(P1、P2)的嵌入式測量電路(MC)。
9.如權(quán)利要求8所述的天線電路，其中所述測量電路包括幅度測量單元(MC1、MC2)，其提供與所述電壓(V1、V2)的幅度成比例的兩個電壓或直流信號(V1rms、V2rms)。
10.如權(quán)利要求8和9中的一個所述的天線電路，其中所述測量電路包括用于測量所述兩個電壓(V1，V2)之間的相位差的單元(MC3)。
11.如權(quán)利要求10所述的天線電路，其中用于測量所述相位差的所述單元(MC3)提供與所述兩個電壓(V1、V2)之間的相位差成比例的電壓或者直流信號(Vp)。
12.如權(quán)利要求11所述的天線電路，其中用于測量所述相位差的所述單元(MC3)包括在輸入端接收由所述兩個電壓(V1、V2)產(chǎn)生的信號的邏輯門(XOR)，以及用于提供與所述邏輯門提供的信號(Vx)的占空比成比例的電壓或直流信號(Vp)的單元(R9、C2)。
13.如權(quán)利要求7至12中的一個所述的天線電路，包括嵌入式調(diào)諧裝置(TC2)，所述嵌入式調(diào)諧裝置被布置用于調(diào)節(jié)所述天線電路的可調(diào)部件以使所述兩個電壓(V1、V2)有確定的幅度比。
14.如權(quán)利要求13所述的天線電路，其中布置所述調(diào)諧裝置(TC2)，用于調(diào)節(jié)所述天線電路的可調(diào)部件以使所述兩個電壓(V1、V2)有相同的幅度。
15.如權(quán)利要求13和14中的一個所述的天線電路，其中布置所述嵌入式調(diào)諧裝置(TC2)，用于調(diào)節(jié)所述天線電路的可調(diào)部件以使所述兩個電壓(V1、V2)還有確定的相位差。
16.如權(quán)利要求15所述的天線電路，其中布置所述調(diào)諧裝置(TC2)，用于調(diào)節(jié)所述天線電路的可調(diào)部件以使所述兩個電壓(V1、V2)有90°的相位差。
17.如權(quán)利要求13至16中的一個所述的天線電路，其中所述調(diào)諧裝置包括微處理器(MP)，接收代表所述兩個電壓中的一個的幅度的第一信號(V1rms)、代表另一個電壓的幅度的第二信號(V2rms)、以及代表所述兩個電壓之間的相位差的第三信號(Vp)，所述微處理器向所述天線電路提供信號(Si、Sj)用于控制所述可調(diào)部件。
18.如權(quán)利要求13至17中的一個所述的天線電路，其中在通過所述調(diào)諧裝置對所述天線電路的調(diào)諧期間，所述天線電路接收由非接觸集成電路閱讀器提供的激勵信號(Se)。
19.如權(quán)利要求1至18中的一個所述的天線電路，其中所述可調(diào)部件包括電可開閉電容器(CA1、CA2)。
20.如權(quán)利要求1至19中的一個所述的天線電路，包括可調(diào)部件，每一個可調(diào)部件包括電容器(C)、連接到所述電容器的陰極的二極管(DA1)、以及用于給所述二極管的陽極提供或不提供偏置電壓(V+)的開關(guān)晶體管(SW)，以使所述電容器在所述天線電路中激活或不激活。
21.一種非接觸集成電路閱讀器，包括如權(quán)利要求1至20中的一個所述的天線電路。
22.一種用于調(diào)諧天線電路(30)到確定的諧振頻率(F0)的方法，所述天線電路包括天線線圈(L)和可調(diào)部件(CA1，、CA2)，其特征在于包括以下步驟將濾波器(FP)并入所述天線電路(30)以使所述濾波器是所述天線電路的整體部分；給所述天線電路施加激勵信號(Se)；在所述濾波器的端點(P1、P2)抽取至少第一電壓(V1、V2)；調(diào)節(jié)所述天線電路的可調(diào)部件(CA1、CA2)以使所述第一電壓(V1、V2)有確定的幅度。
23.如權(quán)利要求要求22所述的方法，包括以下步驟在所述濾波器的另一個端點(P1、P2)抽取第二電壓(V1、V2)；調(diào)節(jié)所述天線電路的可調(diào)部件(CA1、CA2)以使所述兩個電壓(V1、V2)有確定的幅度比。
24.如權(quán)利要求23所述的方法，其中調(diào)節(jié)所述天線電路的可調(diào)部件(CA1、CA2)以使所述兩個電壓(V1、V2)有相同的幅度。
25.如權(quán)利要求23和24中的一個所述的方法，其中調(diào)節(jié)所述天線電路的可調(diào)部件(CA1、CA2)以使所述兩個電壓(V1、V2)還有確定的相位差。
26.如權(quán)利要求25所述的方法，其中調(diào)節(jié)所述天線電路的可調(diào)部件以使所述兩個電壓(V1、V2)還有90°的相位差。
27.如權(quán)利要求23至26中的一個所述的方法，其中依靠永久連接到所述濾波器的嵌入式測量電路(MC)測量所述兩個電壓。
28.如權(quán)利要求22至27中的一個所述的方法，其中在所述天線電路的輸入端布置所述濾波器。
29.如權(quán)利要求22至28中的一個所述的方法，其中所述濾波器有π形結(jié)構(gòu)。
30.如權(quán)利要求22至29中的一個所述的方法，其中所述濾波器是LC單元。
31.如權(quán)利要求22至30中的一個所述的方法，其中所述濾波器包括串聯(lián)的電感器(L)和兩個平行的電容器(CF1、CF2)。
32.如權(quán)利要求22至31中的一個所述的方法，其中依靠永久連接到所述濾波器的嵌入式調(diào)諧裝置(TC2)完成所述天線電路的調(diào)諧。
33.如權(quán)利要求32所述的方法，其中依靠嵌入式調(diào)諧裝置(TC2)完成所述天線電路的調(diào)諧，所述嵌入式調(diào)諧裝置(TC2)包括用于循環(huán)調(diào)諧所述天線電路的編程微處理器。
34.如權(quán)利要求22至33中的一個所述的方法，其中在所述天線電路的調(diào)諧期間，所述天線電路接收由非接觸集成電路閱讀器(RD)提供的激勵信號(Se)。
35.如權(quán)利要求22至34中的一個所述的方法，其中所述天線電路的可調(diào)部件包括電可開閉電容器(CA1、CA2)。
36.如權(quán)利要求22至35中的一個所述的方法，其中依靠可調(diào)部件完成所述天線電路的調(diào)諧，所述可調(diào)部件每一個包括電容器(C)、連接到所述電容器陰極的二極管(DA1)、以及用于給所述二極管(DA1)的陽極提供或不提供偏置電壓(V+)的開關(guān)晶體管(SW)，以使所述電容器在所述天線電路中激活或不激活。
全文摘要
本發(fā)明涉及可調(diào)諧到確定諧振頻率(F0)的天線電路(30)，包括天線線圈(L)和可調(diào)部件。按照本發(fā)明，天線電路包括用于抽取電壓(V1、V2)的有至少一個點(P1、P2)的濾波器(FP)，電壓(V1、V2)的幅度形成天線電路的調(diào)諧的有關(guān)指示。為了調(diào)諧天線電路，調(diào)節(jié)天線電路的可調(diào)部件以使電壓(V1、V2)有確定的幅度。
文檔編號H03J1/00GK1711682SQ200380102741
公開日2005年12月21日 申請日期2003年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月12日
發(fā)明者B·沙拉特 申請人:內(nèi)部無接觸技術(shù)公司