專利名稱：用于確定場強(qiáng)的方法和電路裝置以及集成電路的制作方法
用于確定場強(qiáng)的方法和電路裝置以及集成電路
本發(fā)明涉及用于確定場強(qiáng)的方法和電路裝置以及集成電路。
對于用于車輛的所謂免鑰遙控進(jìn)入系統(tǒng)，車輛的解鎖不是借助機(jī)械式 的鑰匙，而是借助一個電子鑰匙媒介或一個電子鑰匙，例如構(gòu)造為其上設(shè) 置有操作元件的模制件。在該鑰匙媒介上或其內(nèi)部設(shè)置有一個或多個集成 的電路，這些集成電路實(shí)現(xiàn)電子鑰匙媒介或電子鑰匙的功能。
作為與電子鑰匙對應(yīng)的配合件，在車輛中設(shè)置有一個所謂基站，它與 電子鑰匙無線地通信或交換數(shù)據(jù)。
為了車輛的解鎖或閉鎖，由使用者操作電子鑰匙上的對應(yīng)操作元件， 由此啟動電子鑰匙或其集成電路與基站之間的數(shù)據(jù)傳輸。當(dāng)在基站與電子 鑰匙之間傳輸?shù)男畔⒎弦粋€兼容的協(xié)議并且具有所期望的內(nèi)容時，借助 基站來解鎖車輛。
對于所謂被動進(jìn)入/被動離開系統(tǒng)或被動進(jìn)入-離開(PEG)系統(tǒng)，不再 需要操作鑰匙來閉鎖或解鎖車輛。車輛使用者僅需要將例如呈卡的形式的 電子鑰匙媒介帶在身上。
當(dāng)使用者操作車輛門把時，在車輛中檢測到該操作并通告基站。然后， 基站對電子鑰匙媒介發(fā)射一個例如具有125kHz頻率的低頻載波信號。通過 該低頻載波信號也可附加地對電子鑰匙媒介傳送數(shù)據(jù)。
為了接收低頻載波信號，鑰匙媒介具有一個帶有例如線圈形式的天線 的天線電路，其中天線電路產(chǎn)生一個輸出量，例如一個電壓，該輸出量為 場強(qiáng)的函數(shù)和天線電路特性參數(shù)的函數(shù)。
在本申請人的德國專利申請DE 101 59 551 Al中描述了一種用于獲得 場強(qiáng)信息或用于確定場強(qiáng)的示例性電路裝置。
使用該輸出量來確定鑰匙媒介與基站或與基站的一個或多個發(fā)射天線 的距離。如果在車輛的不同位置上，例如在前部區(qū)域和后部區(qū)域上，設(shè)置 一個以上的發(fā)送天線，則也可基于所求得的到相應(yīng)天線的兩個距離通過所 謂三角測量法來確定使用者或鑰匙媒介相對于車輛的位置。
為了與鑰匙媒介相對于基站發(fā)射天線的定向或方位無關(guān)地確定場強(qiáng)，已知一些裝置，其中設(shè)置有三個分別相互垂直布置的天線線圈。這些天線 線圈各自的場強(qiáng)被矢量疊加，以便計(jì)算合成的場強(qiáng)。
如果求得了基站的天線與鑰匙媒介天線電路的天線之間的距離，則接 著檢驗(yàn)，所求得的距離是否在允許的容差范圍內(nèi)。如果是這樣，則可以通 過解鎖所有的鎖或僅解鎖確定的鎖而進(jìn)入車輛。僅解鎖確定的鎖可取決于 使用者相對于車輛處于何位置。
如果使用者接著進(jìn)入車輛并操作一個用于啟動發(fā)動機(jī)的起動按鈕，則 在鑰匙媒介中同樣借助場強(qiáng)測量進(jìn)行距離確定或位置確定。如果由位置確 定得知操作者位于起動發(fā)動機(jī)所要求的位置上，則發(fā)動機(jī)被起動。
除了進(jìn)入控制及發(fā)動機(jī)起動外還存在多種其它的應(yīng)用情況，其中，進(jìn) 行距離測量，例如當(dāng)操作者下車并離開該車輛時。
由以上實(shí)施形式可清楚地看到，對基于鑰匙媒介中的載波信號場強(qiáng)確 定的距離測量或位置測量提出了高的精度要求。
如上所述，為了通過天線電路測量距離，產(chǎn)生一個輸出量，例如一個 輸出電壓，它是場強(qiáng)的函數(shù)和天線電路特性參數(shù)的函數(shù)。各個天線電路的 特性參數(shù)反映對應(yīng)的天線電路元件的容差、制造分散度和其它特有性能。
每個天線電路具有其特有的特性參數(shù)，這些特性參數(shù)在實(shí)踐中可能有 顯著偏差，因此，在相同的場強(qiáng)下，對于不同的天線電路得到不同的天線 電路輸出電壓。如果例如為了計(jì)算距離而在各個鑰匙媒介中存儲一個非特 征性的表格，在該表格中存儲輸出電壓與場強(qiáng)的對應(yīng)，則可導(dǎo)致距離計(jì)算 時的明顯誤差。
為了考慮該問題，通常在制造過程期間進(jìn)行費(fèi)事的鑰匙媒介或天線電 路測定。為此例如可由一個測定站從外部預(yù)給定一個已知的參考場強(qiáng)，該 參考場強(qiáng)用于在對應(yīng)的鑰匙媒介上產(chǎn)生一個校準(zhǔn)量。該方法非常費(fèi)事并且 僅考慮測定過程期間參數(shù)狀態(tài)。通過制造過程期間的測定或校準(zhǔn)不能掌握 由于時間影響、溫度和變化的工作電壓所引起的特性參數(shù)變化，即，在這 種長時間影響下，距離測量相應(yīng)地變差。
另一重要問題在于，天線電路或其天線與其周圍的金屬物體例如鑰匙 圈相關(guān)地受到很強(qiáng)的阻尼，由此其特性參數(shù)也與情況相關(guān)地明顯改變。這 些影響也不能通過制造過程期間的測定或校準(zhǔn)來掌握。
由GB 2 307 050 A公知了一種用于測量天線系統(tǒng)的特性參數(shù)的方法，其中為此產(chǎn)生一個呈以符號順序調(diào)制的載波信號形式的參考輸入量，天線 系統(tǒng)被加載以這樣產(chǎn)生的參考輸入量。
本發(fā)明的任務(wù)在于，提供一種用于確定載波信號的場強(qiáng)的方法、 一種 用于確定載波信號的場強(qiáng)的電路裝置和一種用于鑰匙媒介的集成電路，它 們使得能夠?qū)崿F(xiàn)精確的、長期穩(wěn)定的場強(qiáng)測量，不需要費(fèi)事地在制造過程 期間校準(zhǔn)。
根據(jù)本發(fā)明，該任務(wù)通過根據(jù)權(quán)利要求1的用于確定載波信號的場強(qiáng) 的方法、根據(jù)權(quán)利要求11的用于確定載波信號的場強(qiáng)的電路裝置及根據(jù)權(quán)
利要求16的用于鑰匙媒介的集成電路來解決。
在用于確定電子鑰匙的天線電路的天線上的載波信號的場強(qiáng)的方法 中，該天線電路產(chǎn)生一個輸出量，該輸出量是場強(qiáng)的函數(shù)和天線電路特性 參數(shù)的函數(shù)。每一個天線電路的特性參數(shù)反映所對應(yīng)的天線電路的元件的 容差、制造分散度和其它特有特性。根據(jù)本發(fā)明，在電子鑰匙中，借助一 個在該電子鑰匙本身中產(chǎn)生的參考輸入量來測量這些特性參數(shù)，其中，在 測量特性參數(shù)期間對天線電路加載以該參考輸入量，即，該參考輸入量在 測量期間用作天線電路的輸入量。接著存儲這些特性參數(shù)。隨后測量天線 電路的與場有關(guān)的第一輸出量，其中，在測量該第一輸出量時，天線電路 不被加載以參考輸入量。借助第一輸出量和特性參數(shù)來確定場強(qiáng)，其中尤 其補(bǔ)償了特性參數(shù)對第一輸出量的影響。特性參數(shù)的測量可周期性地進(jìn)行， 由此可對天線電路進(jìn)行連續(xù)的校準(zhǔn)。電路內(nèi)部參考輸入量的產(chǎn)生使得在沒 有費(fèi)事的制造時測定過程的情況下也能夠校準(zhǔn)。由于校準(zhǔn)可連續(xù)地進(jìn)行， 可實(shí)現(xiàn)精確的、長期穩(wěn)定的場強(qiáng)測量，該場強(qiáng)測量也考慮到變化的環(huán)境條 件，例如鑰匙媒介或天線電路周圍環(huán)境中的金屬物體。
在該方法的一個擴(kuò)展構(gòu)型中，參考輸入量以具有預(yù)給定的參考頻率和 參考幅值的參考輸入電壓和/或參考輸入電流的形式產(chǎn)生，在施加參考輸入 電壓時測量一第二輸出量并由該第二輸出量求得特性參數(shù)。特性參數(shù)可以 與第二輸出量相同，或者第二輸出量可以是特性參數(shù)的一個量度。為了確 定場強(qiáng)，最好構(gòu)成由場強(qiáng)決定的第一輸出量與由參考輸出量決定的第二輸
出量的商。
在該方法的一個擴(kuò)展構(gòu)型中，參考頻率被調(diào)節(jié)得等于載波信號的頻率。 以此方式通過參考量在起決定作用的工作頻率下求得特性參數(shù)。
7在該方法的一個擴(kuò)展構(gòu)型中，由載波信號的頻率導(dǎo)出參考頻率。以此 方式可保證即使在天線電路的實(shí)際頻率下也發(fā)生通過參考輸入量校準(zhǔn)。
在該方法的一個擴(kuò)展構(gòu)型中，根據(jù)所確定的場強(qiáng)求出該天線與載波信 號發(fā)射器的發(fā)射天線之間的距離。在距離的測定方面最好附加地在一第二 天線上和一第三天線上確定場強(qiáng)，其中這些天線分別相互垂直并且由所確 定的場強(qiáng)通過疊加求出這些天線與載波信號發(fā)射器的發(fā)射天線之間的距 離。通過按每個天線計(jì)算出的場強(qiáng)的矢量疊加能夠與天線或鑰匙媒介相對 于發(fā)射天線的定向無關(guān)地計(jì)算出距離。
在該方法的一個擴(kuò)展構(gòu)型中，所述天線與載波信號發(fā)射器的發(fā)射天線
變壓器式耦合。對于變壓器式或者說感應(yīng)式耦合可參考Klaus Finkenzeller 的教科書RFID手冊，2002年，第3版，HANSER出版社，尤其參見第 3.2.1節(jié)"感應(yīng)耦合"，第42至45頁。
在該方法的一個擴(kuò)展構(gòu)型中，通過天線電路構(gòu)成一個并聯(lián)振蕩回路或 一個串聯(lián)振蕩回路。
在該方法的一個擴(kuò)展構(gòu)型中，載波信號的頻率在50KHz至150KHz的 范圍內(nèi)或在5MHz至25MHz的范圍內(nèi)。
根據(jù)本發(fā)明的用于確定載波信號場強(qiáng)的電路裝置具有一天線電路，該 天線電路具有一天線和一輸出端子，在該輸出端子上存在一呈輸出電壓和/
或輸出電流形式的輸出量，該輸出量是所述場強(qiáng)的函數(shù)和所述天線電路的 特性參數(shù)的函數(shù)。根據(jù)本發(fā)明，設(shè)置有一參考輸入量產(chǎn)生單元，用于產(chǎn)生 呈參考輸入電壓和/或參考輸入電流的形式、具有已知的參考頻率和參考幅 值的參考輸入量，并且設(shè)置有一與天線電路和參考輸入量產(chǎn)生單元耦合的、 可控制的轉(zhuǎn)換單元，該轉(zhuǎn)換單元根據(jù)控制狀態(tài)對天線電路加載以參考輸入 量或者使天線電路與參考輸入量去耦合。
該電路裝置還包括一求值單元，它這樣構(gòu)造，即它對不施加參考輸 入量時的一輸出量和施加參考輸入量時的一輸出量求值以確定場強(qiáng)。該求 值單元例如可以是一具有小用電量的微控制器。
在該電路裝置的一個擴(kuò)展構(gòu)型中，參考輸入量產(chǎn)生單元是一振蕩器。 該振蕩器例如可包括一 PLL，石英，電壓控制的振蕩器等。
在該電路裝置的一個擴(kuò)展構(gòu)型中，天線電路具有一個天線線圈和一個 電容器，它們共同構(gòu)成一并聯(lián)振蕩回路。
8在該電路裝置的一個擴(kuò)展構(gòu)型中，轉(zhuǎn)換單元具有一第一開關(guān)，它被連 接在電容器的一個端子與一參考電位、尤其地電位之間，還具有一第二開 關(guān)，它被連接在電容器的所述端子與參考輸入量產(chǎn)生單元的一個存在參考 輸入量的端子之間。這些開關(guān)被這樣控制，即當(dāng)確定特性參數(shù)時參考輸 入量用作天線電路的輸入量，當(dāng)測量場強(qiáng)時天線電路與參考輸入量或者說 參考輸入量產(chǎn)生單元去耦合。
在該電路裝置的一個擴(kuò)展構(gòu)型中，天線電路被構(gòu)造得用于與載波信號 發(fā)射器的發(fā)射天線變壓器式耦合。
根據(jù)本發(fā)明的用于被動進(jìn)入系統(tǒng)和/或被動離開系統(tǒng)的鑰匙媒介的集成 電路被構(gòu)造得用于與根據(jù)本發(fā)明的電路裝置相耦合。
下面參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明。附圖中示意性示出


圖1 用于自動地、與距離相關(guān)地解鎖和/或閉鎖并且免鑰起動車輛的 被動進(jìn)入/被動離開系統(tǒng)的方框圖，
圖2 圖1的鑰匙媒介和基站的詳細(xì)方框圖和
圖3圖2的LF發(fā)射器/接收器的天線電路的詳細(xì)方框圖。
圖l示出一個用于自動地、與距離相關(guān)地解鎖和/或閉鎖并且免鑰起動
車輛100的被動進(jìn)入/被動離開(PEG)系統(tǒng)的方框圖。
該P(yáng)EG系統(tǒng)包括一個設(shè)置在車輛100中的基站110和至少一個與該基 站110相對應(yīng)的卡式的電子鑰匙媒介200。
當(dāng)鑰匙媒介200的未示出的使用者操作車輛100的門把120時，該操 作在車輛100中被探測到并且被例如通過未示出車輛總線系統(tǒng)通知給基站 110。接著，基站110通過該基站110的呈線圈114形式的LF天線對電子 鑰匙媒介200發(fā)射一個125kHz頻率的低頻(LF)的載波信號。鑰匙媒介 200在接收到該LF載波信號并且借助在鑰匙媒介200中計(jì)算出的該LF載 波信號的場強(qiáng)確定了距離后，如果所確定的或計(jì)算出的距離在允許的范圍 內(nèi)，對基站U0發(fā)送一個具有UHF頻率范圍內(nèi)的解鎖信息的信號。該UHF 信號在基站110的UHF天線115上被接收，如果由鑰匙媒介200向基站110 傳送的信息符合協(xié)議，則車輛100被解鎖并且使用者例如可以占據(jù)車輛100 的未示出的駕駛員座椅。
為了起動車輛100，使用者按壓起動鈕，于是又向鑰匙媒介200發(fā)送低 頻的LF載波信號。當(dāng)在鑰匙媒介200中重新計(jì)算距離或計(jì)算位置之后，由鑰匙媒介200再通過UHF通道向基站110發(fā)送一個起動認(rèn)可，在該計(jì)算中 檢查使用者是否位于未示出的駕駛員座椅上。
UHF傳送基于所謂遠(yuǎn)場耦合并且LF傳送基于近場中的感應(yīng)式或變壓 器式耦合。如果在車輛100的不同位置上布置有多于一個的天線114，則除 了距離測量外，還可以通過確定對應(yīng)的天線場強(qiáng)、根據(jù)場強(qiáng)計(jì)算與對應(yīng)的 天線的距離和接著的三角測量來進(jìn)行相對于車輛100的位置測量。
圖2示出圖1中的鑰匙媒介200和基站110的詳細(xì)的方框圖。
基站110包括一個LF發(fā)射器/接收器111和連接到該LF發(fā)射器/接收 器111上的呈線圈形式的LF天線114、 一個UHF發(fā)射器/接收器113和連 接到該UHF發(fā)射器/接收器113上的UHF天線115以及一個微處理器112， 該微處理器與LF發(fā)射器/接收器111和UHF發(fā)射器/接收器113耦合并且與 它們雙向交換要發(fā)射的和要接收的數(shù)據(jù)。
鑰匙媒介200包括一個用于所謂3D接收的LF發(fā)射器/接收器201 ，在 該LF發(fā)射器/接收器上連接有線圈形式的天線202、 203和204。天線線圈 或者天線線圈202、 203和204的作用方向上的對稱軸線分別相互垂直。按 每個天線計(jì)算出的場強(qiáng)可被理解為一個三維場強(qiáng)矢量的分量，該矢量的大 小具有取決于鑰匙媒介200到基站110的發(fā)射天線114的距離的值，但該 值與鑰匙媒介200相對于發(fā)射天線114的取向無關(guān)。
為了 UHF傳送，鑰匙媒介200具有一 UHF發(fā)射器/接收器207和一連 接到該UHF發(fā)射器/接收器207上的UHF天線208。
此外鑰匙媒介200還具有一微處理器205和一用于能量供給的電池或 蓄電池206，該微處理器與LF發(fā)射器/接收器201和UHF發(fā)射器/接收器207 相耦合并且與它們雙向交換要發(fā)射的和要接收的數(shù)據(jù)。LF發(fā)射器/接收器 201附加將分別從屬于天線202、203和204的場強(qiáng)信號發(fā)送給微處理器205。
在最簡單的情況下，LF數(shù)據(jù)傳送單向地從基站110向鑰匙媒介200進(jìn) 行，在這種情況下，單元lll僅是一個發(fā)射器，單元201僅是一個接收器。 相應(yīng)地，UHF數(shù)據(jù)傳送可以單向地從鑰匙媒介200向基站IIO進(jìn)行，在這 種情況下，單元207僅是一個發(fā)射器，單元113僅是一個接收器。在所示 實(shí)施例中，LF數(shù)據(jù)傳送以及UHF數(shù)據(jù)傳送都是雙向地進(jìn)行。
圖3示出圖2中的LF發(fā)射器/接收器201的一個天線電路214的詳細(xì) 方框圖。為了清楚起見在圖3中僅示出與天線202對應(yīng)的那個天線電路。天線203和204配置有相當(dāng)?shù)摹⑽词境龅奶炀€電路。
天線電路214包括天線或天線線圈202、一個反映天線線圈202的寄生 銅電阻的電阻212和一個電容器213。天線線圈202和電容器213構(gòu)成一個 并聯(lián)振蕩回路。在輸出端子Nl上存在一呈輸出電壓UAF或UAI形式的輸 出量，該輸出量在正常運(yùn)行中是LF載波信號的場強(qiáng)的函數(shù)和天線電路214 的特性參數(shù)的函數(shù)。輸出電壓UAF或UAI用作微處理器205的未示出的 A/D轉(zhuǎn)換器的模擬輸入量并在該微處理器中被進(jìn)一步數(shù)字化處理。
下面詳細(xì)描述圖3中所示的裝置的運(yùn)行。在基站110的一個僅局部示 出的發(fā)射單元217中，通過驅(qū)動級209提供一個具有頻率f0的信號。該信 號被輸送到一個具有發(fā)射天線線圈114、電阻210和電容器211的串聯(lián)振蕩 回路。通過在發(fā)射天線線圈114中產(chǎn)生的載波磁場，在天線線圈202中感 應(yīng)一個電壓UQ。下面的算式數(shù)學(xué)描述天線線圈114與202之間的耦合。這 些算式源自于Klaus Finkenzeller的教科書RFID手冊，2002年，第3版， HANSER出版社，尤其參見第72， 73及77頁。
UQ = co。* WL1*L2 (1)
在等式(1)中UQ表示線圈202中感應(yīng)的電壓，coo是與發(fā)射頻率fD 對應(yīng)的角頻率，k是耦合系數(shù)，Ll是天線線圈114的電感，L2是天線線圈 202的電感，i,是通過發(fā)射天線線圈114的電流。
天線線圈202中感應(yīng)的電壓UQ產(chǎn)生下面的輸出電壓UAF:
UAF= , UQ (2)
如。* R2 * C2)2 + (1 - ro。2 ** C2)2
等式(2)包含相對于Finkenzeller的公式簡化了的假設(shè)，即虹=~， 由此取消了分母中具有RL的項(xiàng)。R2表示電阻212的電阻值，C2表示電容 器213的電容。
由等式(2)直接得知由載波信號的場引起的輸出電壓UAF由電阻 212的值R2、接收線圈202的電感L2和電容器213的電容C2確定。因此 這些值構(gòu)成天線電路214的特性參數(shù)。
為了確定特性參數(shù)的反映對于輸出電壓關(guān)系重要的特性的特性參數(shù)或 特性參數(shù)量度或特性參數(shù)特征值，對天線電路214加載一參考輸入量。該 參考輸入量以參考輸入電壓Ul的形式由一個呈振蕩器216形式的參考輸入 量產(chǎn)生單元產(chǎn)生，該振蕩器是圖2的LF發(fā)射器/接收器201的一部分。參考輸入電壓U1的頻率等于載波信號的頻率fO。參考輸入電壓U1的幅值以 預(yù)知的值精確地產(chǎn)生。
為了測量特性參數(shù)，這樣控制由微處理器205控制的、具有第一開關(guān) 218和第二開關(guān)219的轉(zhuǎn)換單元215，即打開開關(guān)218并閉合開關(guān)219。 這使得天線電路214被加載以作為仿真輸入電壓的參考輸入量U1。在測 量特性參數(shù)期間，由發(fā)射單元217產(chǎn)生的信號是關(guān)斷的，即UQ-O。轉(zhuǎn)換單 元215是圖2中的LF發(fā)射器/接收器201的一部分。
在天線電路214的輸出端子214上出現(xiàn)的輸出電壓UAF可借助下面的 等式計(jì)算出
<formula>formula see original document page 12</formula> (3)
如果由第一輸出量UAF與第二輸出量UAI構(gòu)成一個商，則得到下面 的等式
<formula>formula see original document page 12</formula>
(4)
如0 * R2 * C2)2 + (1 - co02 * L2 * C2)2 如果按UQ解方程式(4)則得到
<formula>formula see original document page 12</formula>
借助計(jì)算出的電壓UQ可通過下面的等式(6)計(jì)算出發(fā)射天線或發(fā)射 線圈114到接收天線或接收線圈202的距離x:
<formula>formula see original document page 12</formula> (6)
式中ru是發(fā)射天線線圈114的半徑，rL2是接收天線線圈202的半徑。等式 (6)適用于空氣線圈作為發(fā)射天線114和接收天線202。如果不使用空氣 線圈，則可以相應(yīng)地適配等式(6)。為此將等式(6)中與距離x相關(guān)的耦 合系數(shù)(通過等式(1)的變型)
<formula>formula see original document page 12</formula>
用一個對于所使用的線圈類型適合的耦合系數(shù)來代替。對此例如可再參考Finkenzdler的書，尤其參見第108頁，或者參考數(shù)據(jù)手冊:ATMEL， data book 2001， ICs for wireless control Systems (用于無線控制系統(tǒng)的集成電路)，第 326頁。
總而言之，場強(qiáng)或距離如下確定
在第一步驟中通過微處理器205這樣控制轉(zhuǎn)換單元215，以致對天線電 路214被加載以參考輸入量UI。參考輸入量UI可以持續(xù)有效或僅在測量過 程被激活。在此應(yīng)當(dāng)知道或卻保載波信號是無效的。
接著測量并存儲所產(chǎn)生的輸出電壓UAI。
在存儲通過接上參考電壓源216而產(chǎn)生的輸出電壓UAI后，轉(zhuǎn)換單元 215被微處理器205這樣控制，以致天線電路214與參考輸入量UI去耦合。 現(xiàn)在產(chǎn)生的輸出電壓UAF由天線線圈202上的載波信號的場引起。
實(shí)際的場強(qiáng)，即特性參數(shù)的影響被補(bǔ)償時的那個場強(qiáng)，通過構(gòu)成UAF 與UAI的比和乘以已知的電壓UI計(jì)算出。
為了最終測量距離，將天線202， 203和204各自的如上所述求得的場 強(qiáng)相疊加，以計(jì)算總場強(qiáng)，該總場強(qiáng)與取向無關(guān)。由通過傳統(tǒng)的矢量計(jì)算 所計(jì)算出的總場強(qiáng)最后借助等式(6)計(jì)算出距離。
電壓UAI的測量可以周期地進(jìn)行或通過一定事件觸發(fā)來測量，由此可 考慮天線電路特性參數(shù)例如由于溫度波動弓I起的改變。
顯然，也可使用電流來取代電壓UI形式的參考輸入量。為此，在測量 特性參數(shù)期間在轉(zhuǎn)換單元215中開關(guān)218必須保持閉合， 一個參考電流源 在電阻212與電容器213之間的連接節(jié)點(diǎn)上饋入其電流。
在圖2的LF發(fā)射器/接收器201中，除天線電路214外還設(shè)置其它的 電路部分。例如可設(shè)置一集成電路，該集成電路構(gòu)造得用于與天線電路214 耦合。該集成電路則例如可取代微處理器205來承擔(dān)輸出電壓UAF或UAI 的求值。換句話說，輸出電壓UAI及UAF的全部求值在該集成電路中進(jìn)行， 由此簡化了微處理器205中的求值，因?yàn)樵谀抢锊辉傩枰厥庵R。此外 轉(zhuǎn)換單元215和參考輸入量產(chǎn)生單元216也可以是該集成電路的一部分。
所示出的實(shí)施方式式使得能夠精確地、長久穩(wěn)定地測量場強(qiáng)或距離， 而不需要在制造過程中的費(fèi)事的校準(zhǔn)。
1權(quán)利要求
1. 用于確定電子鑰匙(200)的天線電路(214)的一天線(202)上的載波信號的場強(qiáng)的方法，其中，該天線電路(214)產(chǎn)生一輸出量，該輸出量是所述場強(qiáng)的函數(shù)和該天線電路(214)的特性參數(shù)的函數(shù)，其特征在于，在該電子鑰匙(200)中執(zhí)行以下步驟產(chǎn)生一參考輸入量(UI)，對天線電路(214)加載以該參考輸入量(UI)，在天線電路(214)被加載以該參考輸入量(UI)期間測量所述特性參數(shù)，存儲所述特性參數(shù)，在天線電路(214)不被加載以該參考輸入量(UI)期間測量該天線電路(214)的第一輸出量(UAF)，和借助該第一輸出量(UAF)和所述特性參數(shù)確定所述場強(qiáng)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于以具有預(yù)給定的參考頻率和參考幅值的參考輸入電壓(UI)和/或參考 輸入電流的形式產(chǎn)生所述參考輸入量，在施加了所述參考輸入量(UI)時測量第二輸出量(UAI)，和 由該第二輸出量(UAI)求得所述特性參數(shù)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其特征在于為了確定場強(qiáng)，構(gòu)成第一輸 出量(UAF)與第二輸出量(UAI)的商。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3的方法，其特征在于所述參考頻率被調(diào)節(jié)得等于載波信號的頻率(ro)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2至4之一的方法，其特征在于由載波信號的頻率 (fO)導(dǎo)出所述參考頻率。
6. 根據(jù)以上權(quán)利要求之一的方法，其特征在于由所確定的場強(qiáng)求出天線(202)與載波信號發(fā)射器的發(fā)射天線(114)之間的距離。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其特征在于確定一第二天線(203)上 和一第三天線(204)上的場強(qiáng)，其中，天線(202， 203， 204)分別相互 垂直，由所確定的場強(qiáng)求出天線(202， 203， 204)與載波信號發(fā)射器的發(fā) 射天線(114)之間的距離。
8. 根據(jù)以上權(quán)利要求之一的方法，其特征在于使天線(202)與載 波信號發(fā)射器的發(fā)射天線(114)變壓器式耦合。
9. 根據(jù)以上權(quán)利要求之一的方法，其特征在于通過天線電路(214) 構(gòu)成一個并聯(lián)振蕩回路或一個串聯(lián)振蕩回路。
10. 根據(jù)以上權(quán)利要求之一的方法，其特征在于載波信號的頻率(f0) 在50KHz至150KHz的范圍內(nèi)或在5MHz至25MHz的范圍內(nèi)。
11. 用于確定載波信號的場強(qiáng)的電路裝置，具有一個天線電路(214)， 該天線電路具有一天線(202)和一輸出端子(Nl)，在該輸出端子上存在 一呈輸出電壓(UAF)和/或輸出電流形式的輸出量，該輸出量是所述場強(qiáng) 的函數(shù)和所述天線電路(214)的特性參數(shù)的函數(shù)，其特征在于具有一參考輸入量產(chǎn)生單元(216)，用于產(chǎn)生具有已知的參考頻率和參考 幅值的參考輸入電壓(UI)和/或參考輸入電流的形式的參考輸入量，一與天線電路(214)和參考輸入量產(chǎn)生單元(216)耦合的、可控制 的轉(zhuǎn)換單元(215)，該轉(zhuǎn)換單元根據(jù)控制狀態(tài)對天線電路(214)加載以參 考輸入量(UI)或者使天線電路(214)與參考輸入量(UI)去耦合，和一求值單元(205)，該求值單元這樣構(gòu)成，即它對不施加參考輸入 量(UI)時的輸出量(UAF)和施加參考輸入量(UI)時的輸出量(UAI) 求值，以確定場強(qiáng)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求ll的電路裝置，其特征在于參考輸入量產(chǎn)生單元是一個振蕩器(216)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求11或12的電路裝置，其特征在于天線電路(214) 具有一天線線圈(202)和一電容器(213)，它們共同構(gòu)成一并聯(lián)振蕩回路。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13的電路裝置，其特征在于轉(zhuǎn)換單元具有一第一 開關(guān)(218)，它連接在電容器(213)的一個端子與一參考電位之間，還具 有一第二開關(guān)(219)，它連接在電容器(213)的所述端子與參考輸入量產(chǎn) 生單元(216)的一個存在參考輸入量(Ul)的端子之間。
15. 根據(jù)權(quán)利要求11至14之一的電路裝置，其特征在于天線電路構(gòu) 造成用于與載波信號發(fā)射器的發(fā)射天線(114)變壓器式耦合。
16. 用于被動進(jìn)入系統(tǒng)和/或被動離開系統(tǒng)的鑰匙媒介的集成電路，其特 征在于該集成電路構(gòu)造得用于與根據(jù)權(quán)利要求11至15之一的電路裝置 相耦合。
全文摘要
用于確定載波信號場強(qiáng)的電路裝置，包括一具有天線(202)和輸出端子(N1)的天線電路(214)，在該輸出端子上存在一輸出電壓(UAF)和/或輸出電流形式的輸出量，該輸出量是場強(qiáng)的函數(shù)和天線電路(214)特性參數(shù)的函數(shù)；一參考輸入量產(chǎn)生單元(216)用于產(chǎn)生具有已知參考頻率和參考幅值的參考輸入電壓(UI)和/或參考輸入電流的形式的參考輸入量；一與天線電路(214)和參考輸入量產(chǎn)生單元(216)耦合的、可控制的轉(zhuǎn)換單元(215)，該轉(zhuǎn)換單元根據(jù)控制狀態(tài)對天線電路(214)加載以參考輸入電壓(UI)或使天線電路(214)與參考輸入電壓(UI)去耦合；一求值單元(205)，它這樣構(gòu)成，即它對不施加參考輸入量(UI)時的輸出量(UAF)和施加參考輸入量(UI)時的輸出量(UAI)求值以確定場強(qiáng)。
文檔編號B60R25/24GK101473234SQ200780022832
公開日2009年7月1日 申請日期2007年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月25日
發(fā)明者D·莫澤, H·莫澤 申請人:Atmel德國有限公司