專利名稱：電磁場供能的裝置中增大功能作用距離的方法及電路配置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于在一個由電磁場供給能量的裝置上增大功能作用距離的電路配置，尤其是當(dāng)使用在應(yīng)答器或遠程傳感器中時，借助一個電壓變換器由裝置的工作電壓來產(chǎn)生用于執(zhí)行一個功能過程所需的功能電壓。
此外本發(fā)明還涉及在一個由電磁場供給能量的裝置上增大功能作用距離的方法，尤其是用在應(yīng)答器或遠程傳感器上，其中借助一個電壓變換器由裝置的工作電壓來產(chǎn)生用于執(zhí)行一個功能過程所需的功能電壓(Funktionsspannung)。
背景技術(shù)：
在工作于射頻上的識別方法(RFID應(yīng)用)的進展中，尤其在如RFID應(yīng)答器的裝置中，-它們從一個由基站產(chǎn)生的電磁場中獲得用于其工作所需的能量及它們通常僅被提供很小的電功率(無源應(yīng)答器)，當(dāng)前要求它們的功能作用距離愈來愈大?！肮δ茏饔镁嚯x(Funktionsreichweite)”一詞在下面應(yīng)理解為裝置到基站的一個距離，在該距離上所述裝置能夠在足夠長的、用于執(zhí)行一個相應(yīng)功能過程所需的時間間隔上可靠地提供比其常規(guī)的工作電壓顯著地高的功能電壓。這種功能過程例如可涉及一個編程過程，即在一個適當(dāng)?shù)拇鎯ρb置如EEPROM中進行寫或讀，或-在面臨該問題的遠程傳感器的情況下-涉及一個測量過程的執(zhí)行。例如相應(yīng)的編程電壓在一般的EEPROMs上約為12至14V，而常規(guī)的工作電壓在1至3V的范圍中。在此情況下必須在幾個毫秒范圍的持續(xù)時間期間存在功能電壓，以便能成功地結(jié)束功能過程。
在傳統(tǒng)的無源應(yīng)答器上該編程電壓借助多級電壓變換器或電壓倍增器(電荷泵)來產(chǎn)生。在這里我們稱之為電壓的“上升(Hochlaufen)”。接著在一個預(yù)定時間中被操作，假設(shè)在該時間中提供了足夠的功能電壓，以便按規(guī)定結(jié)束預(yù)設(shè)定的功能過程。在此情況下除了對功能過程本身或其結(jié)果可能沒有檢驗的事實外，尤其視為不利的是，功能時間-例如一個編程持續(xù)時間-固定地、與真正需要的時間無關(guān)地被預(yù)給定。
還公知了所述類型的裝置，在這些裝置中為了考慮變化的負載關(guān)系(例如由于增加了接通電流或由于飽和階段的寄生電流使電壓上升過程偏移或增長)與功能周期并行地測量工作電壓。將這樣獲得的這些測量值與一個參考值相比較，其中對肯定的比較結(jié)果計數(shù)及在一個預(yù)定的時間期滿后與另一參考值相比較。如果該值沒有被超過，則功能過程被評判為不成功。在這種評判中被視為不利的首先是在測量工作電壓的情況下僅涉及功能電壓的間接測量，其中僅用工作電壓的崩潰(Zusammenbruch)來提供關(guān)于功能電壓的一個可靠的控制點。此外它涉及一個純控制概念，其中也是功能時間與真正的上升時間(Hochlaufzeit)無關(guān)地確定及不能適配具體的要求、如一個編程作用范圍的增大。
特別是對于最后所述的一個要求，在公知的裝置上還被視為不利的是，在高阻抗電源時、例如當(dāng)由從RF場接收的交變電壓能量產(chǎn)生直流電壓的阻抗過大時，由于增高的接通電流使工作電壓陷落(einbricht)，這就導(dǎo)致電源接通復(fù)位(POR)，由此使功能作用距離附加地受到限制。因此具有多個晶體管開關(guān)元件的傳統(tǒng)的電壓倍增器具有由相應(yīng)的電壓降引起損耗的效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)在于更可靠及更靈活地使用開始部分所述類型的方法及電路配置，尤其考慮到功能作用距離的增大。
該任務(wù)將在開始部分所述類型的方法上這樣來解決確定功能電壓的至少一個特性及根據(jù)功能電壓被確定的特性確認或放棄功能過程的結(jié)果。
在開始部分所述類型的電路配置上為了解決該任務(wù)提出設(shè)有一個用于確定功能電壓的至少一個特性的確定電路及一個用于根據(jù)功能電壓被確定的特性確認或放棄功能過程結(jié)果的評判電路。
因此根據(jù)本發(fā)明用一種閉環(huán)形式的調(diào)節(jié)方案來代替公知方法的不靈活及易于失誤的控制方案，該閉環(huán)形式的調(diào)節(jié)方案的方式在于直接監(jiān)測對于功能過程起決定作用的功能電壓及將監(jiān)測結(jié)果用于調(diào)節(jié)功能持續(xù)時間。因此可以，在更大的作用距離及通常隨之而來的供電速度的范圍上可靈活地適配，即延長功能持續(xù)時間，而在功能過程很快結(jié)束的情況下，與很快結(jié)束相反的情況可與裝置的重新可支配性同樣相關(guān)。所述功能過程最好是一個編程過程，即一個寫和/或讀的過程，尤其是在一個電可擦除的存儲裝置、如一個EEPROM中。
在根據(jù)本發(fā)明的電路配置的進一步構(gòu)型中以有利的方式提出確定電路被構(gòu)成來將一個可直接配置給功能電壓的量與一個參考值相比較，其中它合乎目的地涉及功能電壓的一個電壓值。相應(yīng)地，根據(jù)本發(fā)明的方法的特征有利地在于，將一個可直接配置給功能電壓的量與一個參考值相比較。
根據(jù)本發(fā)明的電路配置可具有一個分壓器作為用于確定電壓值的一個既簡單又可靠的裝置，在一個特別優(yōu)選的進一步構(gòu)型中該分壓器是一個電容性的分壓器，由此消除了通過分壓器的直流電流。
此外根據(jù)本發(fā)明的電路配置在確定電路中可具有一個閾值開關(guān)(Schwellwertschalter)，由此使得功能電壓與一個參考值的簡單比較成為可能。此外評判電路最好具有一個第一計數(shù)器裝置，用于對確定裝置的輸出信號進行評判，第一計數(shù)器裝置被構(gòu)成來求得一些時間間隔，在這些時間間隔期間功能電壓具有用于執(zhí)行該功能過程所需的特性。因此通過第一計數(shù)器裝置確定了一個時間，在該時間中功能電壓具有用于執(zhí)行該功能過程所需的特性。
除此外，評判電路可具有一個第二計數(shù)器裝置，用于確定從功能電壓的產(chǎn)生所經(jīng)過了的一些時間間隔。相應(yīng)地，通過該第二計數(shù)器裝置確定出從功能電壓的產(chǎn)生所經(jīng)過了的時間。
此外，以此方式，評判電路可被構(gòu)成來用于當(dāng)在第二計數(shù)器裝置中超過一個預(yù)定數(shù)目的時間間隔時，中斷和/或取消功能過程，即當(dāng)由第二計數(shù)器裝置確定的時間超過一個預(yù)定的值時，中斷和/或取消功能過程。因此可避免過分長的功能持續(xù)時間，例如在離開了可靠功能作用距離時。
此外在根據(jù)本發(fā)明電路配置的一個優(yōu)選構(gòu)型中，評判電路被構(gòu)成來用于當(dāng)在第一計數(shù)器裝置中達到一個預(yù)定數(shù)目的時間間隔時，確認功能過程的一個結(jié)果，即當(dāng)由第一計數(shù)器裝置確定的時間達到一個預(yù)定的終值(Endwert)時，確認功能過程的一個結(jié)果。以此方式，功能持續(xù)時間可被限制在真正需要的量度上。在此情況下第一計數(shù)器裝置的預(yù)定的時間間隔小于第二計數(shù)器裝置的預(yù)定的時間間隔。
為了避免在傳統(tǒng)的電路配置中出現(xiàn)的電源接通復(fù)位(POR)的問題，一個優(yōu)選構(gòu)型提出，在電壓變換器的前面連接了一用于限制接通電流的電路單元。根據(jù)本發(fā)明該電路單元可包括一個MOSFET晶體管或至少一個-需要時可轉(zhuǎn)換(umschaltbares)的-RC網(wǎng)絡(luò)，由此可根據(jù)要求地適配功能電壓的上升特性。根據(jù)本發(fā)明的方法的一個相應(yīng)的進一步構(gòu)型的特征為限制電壓變換器的輸入電流，其中該限制隨時被調(diào)節(jié)地適配。
為了限制功率損耗，根據(jù)本發(fā)明的電路配置的電壓變換器還優(yōu)選地由肖特基二極管替代晶體管作為開關(guān)裝置。


本發(fā)明的其它特點及優(yōu)點可從以下參照附圖對實施例的說明中得到。
附圖為圖1根據(jù)本發(fā)明裝置的一個電路框圖；圖2根據(jù)圖1的本發(fā)明的裝置中限制輸入電流的一個電路單元的詳細電路圖；圖3a-d在根據(jù)本發(fā)明的電路配置的功能電壓上升過程中的電流隨時間變化的波形圖；圖4圖1中根據(jù)本發(fā)明的電路配置的一個電壓變換器的詳細電路圖；圖5圖1中根據(jù)本發(fā)明的電路配置的一個確定及評判電路的詳細電路圖；及圖6圖1中根據(jù)本發(fā)明的一個電路配置的計數(shù)器裝置的詳細電路圖。
具體實施例方式
圖1中通過一個電路框圖表示根據(jù)本發(fā)明的電路配置1的一個概要總體圖。該裝置最好單片集成地構(gòu)成及確定用于一個(RF-)應(yīng)答器或一個遠程傳感器中。
根據(jù)本發(fā)明的電路配置1具有一個用于限制該電路配置1的輸入電流的第一電路單元2。它被連接在一個工作電壓VDD上，該電壓在所述應(yīng)用的范圍上借助一個接收裝置(天線，未示出)從一個電磁波場中被提取及借助一個適合的整流器如一個二極管整流橋(未示出)被調(diào)整處理，這些是專業(yè)人員所熟知的。以下將借助圖2來詳細說明該電路單元2。
根據(jù)圖1，在電路單元2-它輸出一個電壓VDD’作為輸出電壓-上，連接了一個電壓變換器電路3，對它還借助圖3詳細地描述。該電壓變換器電路3具有二個用于控制信號OSC_PROG或NHVON的信號輸入端。該電壓變換器電路被構(gòu)成來產(chǎn)生一個功能電壓VPP，它明顯地高于工作電壓VDD(典型為12-14V相對1.6V)及最好用作編程電壓，例如用于一個EEPROM(電可擦除的可編程只讀存儲器-electronicallyerasableprogrammablereadonlymemory；未示出)的寫入或擦除。
為了功能電壓VPP的確定及評判，根據(jù)本發(fā)明的電路配置1還具有一個連接在電壓變換器電路3后面的、組合的確定及評判電路4，在下面借助圖5及6詳細地描述它。除了用于控制信號NHVON的第一信號輸入端4.4外，該確定及評判電路4還具有用于參考信號VREF，IREF_HV的其它輸入端4.2，4.3及在其輸出端4.5上輸出一個邏輯控制信號HV_OK，它的高電平表示適合執(zhí)行一個所擬定的功能過程的功能電壓，尤其是足夠用于一個EEPROM編程的功能電壓。
圖2借助一個詳細的電路圖表示用于限制與工作電壓VDD相關(guān)的輸入電流IE的一個電路單元2。它首先具有多個串聯(lián)連接的電阻R1，R2。這些電阻與一個連接于它們后面的電容器C1構(gòu)成一個阻容(RC)網(wǎng)絡(luò)，該阻容網(wǎng)絡(luò)起到對輸入量IE的濾波功能(參見圖3a，b)。電阻R2可由一個并聯(lián)連接的PMOS晶體管2.1旁路。PMOS晶體管2.1的柵極2.1a通過一個“非”元件2.2連接到評判信號HV_OK上；PMOS晶體管2.1的襯底端子(Bulkanschluβ)2.1b與源極2.1c與一個位于電阻R1，R2之間的節(jié)點2.3相連接。通過該RC網(wǎng)絡(luò)濾波后的輸出電壓VDD’在一個輸出端2.4上被提供給后面的電壓變換器電路3。
以這種方式，在控制信號HV_OK高(HIGH)電平時第二電阻R2被旁路，由此產(chǎn)生了一個變化了(減小)的RC網(wǎng)絡(luò)R1，R2，C1的濾波作用，這就實現(xiàn)了在后面的電壓變換器電路3(參見圖4)中電壓的加速升高。
根據(jù)本發(fā)明，電路單元2被設(shè)置來用于通過限制輸入電流IE防止工作電壓的陷落及隨后的電源接通復(fù)位。變換地(未明確表示出)，為此也可在電路單元2中使用無PMOS晶體管的、更簡單構(gòu)成的RC網(wǎng)絡(luò)，即具有恒定濾波特性的、或僅具有一個自導(dǎo)通PMOS-它的柵極接在基片電位上-的阻容網(wǎng)絡(luò)。
以下借助圖3a-d來描述電路單元2的限制電流的功能圖3a表示當(dāng)未使用如上所述的電流限制裝置時輸入電流IE及功能電壓VPP-也稱為“高電壓”-隨時間t變化的波形。高電流-對于典型的應(yīng)用約為10μA的數(shù)量級-在一個相對長的時間100μs上可導(dǎo)致不希望的、工作電壓的陷落。圖3b表示當(dāng)使用單個PMOS情況下的變化波形。對于輸入電流IE得到一個單個的、高的電流峰值，但由于它有限的持續(xù)時間對于工作電壓的陷落并不是非常關(guān)鍵的。而可看出功能電壓VPP的上升過程相對圖3a的情況變慢。圖3c表示當(dāng)使用一個單一的、恒定濾波作用的RC網(wǎng)絡(luò)時-即具有恒定的歐姆電阻及恒定的電容時-得到一個隨時間幾乎恒定的輸入電流IE，而現(xiàn)在功能電壓VPP更緩慢地上升。因此RC網(wǎng)絡(luò)最好經(jīng)調(diào)節(jié)可轉(zhuǎn)換(參見圖3d)，如在圖2的構(gòu)型中所示的一旦功能電壓VPP達到對于執(zhí)行所預(yù)定的功能過程適合的值(這里VPP＝11.5V)及出現(xiàn)了相應(yīng)的高電平信號HV_OK＝1(見下文)時，通過PMOS晶體管2.1的導(dǎo)通使電阻R2旁路，及返回電路單元2的濾波作用，這意味著更好的效率。這在圖3d中借助跳變上升的電流顯示出來。
因此，根據(jù)本發(fā)明借助電路單元2限制電壓變換器3的輸入電壓VDD’(參見圖1，4)。但這將引起功能電壓VPP的上升特性強烈地變化，如以上借助圖3a-d的波形所描述的。因此根據(jù)本發(fā)明該上升時間是用于供給能量用的(RF)場的場強的函數(shù)或者是一個設(shè)置在電路配置1前面的電流源的特性如其內(nèi)阻、空載電壓或類似特性的函數(shù)。根據(jù)本發(fā)明對此通過確定及評判電路4的設(shè)置來考慮(圖1，5，6)。
圖4詳細地表示根據(jù)本發(fā)明的用于由電路單元2的工作電壓VDD或輸出電壓VDD’產(chǎn)生功能電壓VPP的電壓變換器電路3。該電壓變換器電路3首先具有(圖4中左邊所示的)一個邏輯控制電路3.1，它由兩個“與非”(NAND)門3.1a，b及四個“非”元件3.1c-f構(gòu)成。第一NAND門3.1a的一個輸入端直接地與電壓變換器電路3的一個輸入端3.2相連接，在該輸入端上施加一個振蕩信號OSC_PROG。第一NAND門3.1a的另一輸入端在中間連接了一個“非”元件3.1d的情況下與電壓變換器電路3的另一輸入端3.3相連接，在該輸入端上施加一個控制信號NHVON，它的高(HIGH)電平表示未產(chǎn)生出(足夠的)功能電壓。在第二NAND門3.1b上的連接形式基本上相應(yīng)于在第一NAND門3.1a上的連接形式，但這里在用于振蕩信號OSC_PROG的輸入端與NAND門3.1b的相應(yīng)輸入端之間也連接了一個“非”元件3.1c。每另一“非”元件3.1e，3.1f位于相應(yīng)的NAND門3.1a，3.1b的輸出端的后面。
上述邏輯控制電路3.1在對電壓變換器電路3其余部分的兩個假想過渡點A，B上，根據(jù)控制信號OSC_PROG，NHVON對真正的電壓變換器/電壓倍增器部分-根據(jù)本發(fā)明它構(gòu)成多級電荷泵-提供兩個以振蕩周期變化的、互補的時鐘信號CP1，CP2。為此電壓變換器電路3的該部分(圖4中右面所示)首先具有一個PMOS晶體管3.4形式的開關(guān)裝置，它的柵極3.4a與輸入端3.3(控制信號NHVON)相連接及它的源極3.4b連接到電路單元2的輸出電壓VDD’。與PMOS晶體管3.4的漏極3.4c連接的是一個肖特基二極管3.5-3.5(n)形式的開關(guān)裝置的串聯(lián)電路，這些二極管的具體數(shù)目n與目標(biāo)的電壓增高系數(shù)相關(guān)，這在圖4中通過一個矩形括號表示。這些肖特基二極管3.5-3.5(n)總是在導(dǎo)通方向上相對電壓VDD’相同方向地布置。該二極管串聯(lián)支路在其末梢端上連接到用于產(chǎn)生功能電壓信號VPP的輸出端3.6。
在每兩個肖特基二極管、例如二極管3.5與3.5’或二極管3.5’與3.5”之間的節(jié)點3.7-3.7(n-1)上，總是在相應(yīng)的節(jié)點與兩個相對二極管串聯(lián)支路平行延伸的、用于互補的時鐘信號CP1，CP2的導(dǎo)線3.8，3.8’中一個導(dǎo)線之間連接有電容器3.9-3.9(n-1)。
肖特基二極管3.5-3.5(n)及電容器3.9-3.9(n-1)的結(jié)構(gòu)這樣工作，即當(dāng)輸入端3.3上控制信號NHVON為低電平時根據(jù)公知的多級電荷泵的原理工作，它使這些節(jié)點3.7-3.7(n-1)的電位相繼地提高及在輸出端3.6上提供一個相對所謂的HV-級聯(lián)(HV-Kaskade)的輸入電壓VDD’增高多倍的輸出電壓VPP，該電壓根據(jù)本發(fā)明可作為功能電壓使用。電荷泵本身的工作原理是專業(yè)人員所熟知的。通過根據(jù)本發(fā)明使用肖特基二極管取代傳統(tǒng)方式中使用的晶體管開關(guān)裝置，由于其較小的壓降減小了功率損耗，由此用較少的級可達到較高的功能電壓。
圖5詳細表示出根據(jù)本發(fā)明的確定及評判電路4。它首先具有輸入端4.1-4.4，分別用于功能電壓VPP、一個與它比較的參考電壓VREF、一個與參考電壓VREF相關(guān)的參考電流IREF_HV及控制信號NHVON。此外設(shè)有一個用于控制信號HV_OK(參見圖1，2)的輸出端4.5及一個連接在工作電壓VDD上的端子4.6。
作為根據(jù)本發(fā)明有重要意義的組成部分，該確定及評判電路4首先具有一個容性分壓器4.7，它由至少兩個相對功能電壓VPP的輸入端4.1串聯(lián)的、及連接在該輸入端4.1與基片電位VSS之間的電容器4.7a，4.7c組成。同時，分壓器4.7的下面的電容器4.7a被補充連接一個與其并聯(lián)的電容器4.7b。該電容器4.7b用于分壓器4.7以后的平衡(例如線路分離)。以此方式，該分壓器4.7不作為電壓變換器(參考圖4)的任何負載，因為不出現(xiàn)任何直流電流。
此外，用標(biāo)記4.8表示一個比較裝置(比較器)，它按照差分放大器的形式由兩個NMOS晶體管4.8a，b及一個由PMOS晶體管4.8c，d組成的PMOS電流鏡(有效負載)構(gòu)成。
差分放大器4.8在標(biāo)號4.6上與工作電壓VDD相連接及通過源極端子4.8aa，bb之間的節(jié)點4.8e和另一NMOS晶體管4.9與基片電位VSS相連接。該NMOS晶體管4.9與相鄰的NMOS晶體管4.10按照一個電流鏡的方式相連接及與它一起到用于差分放大器4.8的恒流電路的作用。此外設(shè)有另一NMOS晶體管4.11，它與一個在輸入端4.3上與參考信號IREF_HV相連接的PMOS晶體管4.12共同起作用，該PMOS晶體管4.12的柵極受信號NHVON的控制。在用于控制信號HV_OK的輸出端4.5及一個相鄰的節(jié)點4.13之間附加地連接有一個“非”元件4.14。
在端子4.6及節(jié)點4.13之間還設(shè)有一個由兩個PMOS晶體管4.15，4.16組成的部分，這兩個PMOS晶體管的柵極受節(jié)點4.8f上差分放大器4.8的輸出信號或在中間連接“非”元件4.17的條件下受信號NHVON的控制。
對于NHVON＝0時，差分放大器4.8將在第一NMOS晶體管4.8a柵極上的、由分壓器4.7輸出的、來自功能電壓VPP的、及由此可直接配置給差分放大器的部分電壓xVPP與第二NMOS晶體管4.8b柵極上的參考電壓VREF相比較。以此方式，該比較裝置4.8在節(jié)點4.8f上對于電壓xVPP大于或等于參考信號VREF的情況輸出這樣一個信號作為輸出電壓，使得PMOS晶體管4.15阻斷及使節(jié)點4.13處于基片電位(低電平)，由此使得在輸出端4.5輸出信號HV_OK＝1(高電平)，這表示具有足夠的功能電壓。對于NHVON＝0且xVpp＜VREF時，節(jié)點4.13處于高電平且HV_OK＝0(低電平)。對于NHVON＝1時，該部分電壓xVpp始終處于0V，PMOS晶體管4.15導(dǎo)通，使得節(jié)點4.13持續(xù)地處于工作電壓VDD的電位(高電平)及輸出端4.5輸出的信號始終是HV_OK＝0(低電平)。同時NMOS晶體管4.18及4.19形式的、另外的開關(guān)裝置用于也對于NHVON＝1時，給出相應(yīng)確定的狀態(tài)，尤其在節(jié)點4.13上給出相應(yīng)確定的狀態(tài)(高電平)。最后圖6表示適合的計數(shù)器裝置5，6，它們同樣最好被包括在根據(jù)本發(fā)明的確定及評判電路4中及被構(gòu)成來用于對輸出信號HV_OK的抽樣進行提取及評判。這根據(jù)本發(fā)明-如所述地-是必要的，以便能夠根據(jù)功能電壓的上升時間調(diào)節(jié)一個功能過程的持續(xù)時間、例如編程時間。
為此目的，圖6所示的電路單元具有一個所謂合格抽樣計數(shù)器(Gut-Sample-Zhler)形式的第一計數(shù)器裝置5及一個抽樣計數(shù)器形式的第二計數(shù)器裝置6。兩者均按照分頻器的形式被構(gòu)成單邊沿觸發(fā)的D觸發(fā)器的鏈?zhǔn)诫娐?.1-5.4或6.1-6.3，這是專業(yè)人員所熟知的。此外還表示出一個對于所有觸發(fā)器共同的復(fù)位輸入端7，用于合格抽樣計數(shù)器5的時鐘脈沖輸入端5.5，用于抽樣計數(shù)器6的、另一時鐘脈沖輸入端6.4及至少一個用于確定及評判電路4的確定信號HV_OK的輸入端5.6。此外合格抽樣計數(shù)器5具有一個輸出端5.7及抽樣計數(shù)器6具有一個輸出端6.5。在所示的實施例中輸入端5.5及5.6通過“與”(AND)門5.8邏輯連接；它的輸出信號作為時鐘信號提供到第一計數(shù)器-觸發(fā)器5.1的時鐘輸入端C。每個最后的鏈?zhǔn)接|發(fā)器5.4，6.3的數(shù)據(jù)輸入端被連接到工作電壓VDD。
所示的每個D觸發(fā)器5.1-5.4，6.1-6.3作為1∶2的分頻器工作，由此所示鏈?zhǔn)诫娐啡缢龅乜捎米?二進制)計數(shù)器(Dual-Zhler)。當(dāng)輸入端5.6上施加了高(HIGH)電平(HV_OK＝1)時，計數(shù)器5在輸入端5.5上的時鐘信號CLK_HV_OK的每個上升邊沿時向上計數(shù)值1，直到最后在最后的觸發(fā)器5.4的輸入端C上的上升邊沿時得到輸出信號HV_OK_OUT＝1，它指示合格的功能電壓抽樣的數(shù)目足夠，由此一個待執(zhí)行的功能過程、如一個編程或擦除過程可被評判為成功地結(jié)束。因此本發(fā)明的主題與在先公開的控制方案不同，在公知方案中在功能電壓關(guān)斷及功能過程被評定為(成功的)結(jié)束前總必須等待一個確定的、固定預(yù)給定的持續(xù)時間。最大可檢測的合格抽樣數(shù)目nmax通過所使用的觸發(fā)器數(shù)目預(yù)給出。抽樣計數(shù)器6類似地工作，僅是這里計數(shù)一個CLK_OVERFLOW信號的時鐘脈沖，即求得一個確定的時間，最好為從功能電壓產(chǎn)生開始所經(jīng)過的時間。如果計數(shù)器6達到其終值，則在輸出端6.5上輸出一個信號HV_OVERFLOW，它表示超過了到功能電壓的產(chǎn)生最大的允許時間。相應(yīng)地抽樣計數(shù)器6的輸出信號“勝過”合格抽樣計數(shù)器5的輸出信號，即當(dāng)在HV_OK_OUT＝1以前被置成HV_OVERFLOW＝1時，功能過程被中斷或被評定為失敗。這最好在一個適當(dāng)構(gòu)成的、這里未示出的功能控制電路中實現(xiàn)。在此情況下，計數(shù)器6的真正的隨時間改變的終值高于計數(shù)器5的終值，這可以通過在輸入端6.4上信號CLK_OVERFLOW相應(yīng)較長的時鐘周期來達到。
參考標(biāo)號表1電路配置 2.1b襯底端子2電路單元 2.1c源極端子2.1 PMOS晶體 2.2 “非”元件2.1a 柵極 2.3 節(jié)點
2.4 輸出端4.8aa源極3 電壓變換器電路4.8bb源極3.1 控制電路 4.8 c，d PMOS-晶體管3.1a，b“與非”門 4.8f 節(jié)點3.1c-f “非”元件 4.9 NMOS-晶體管3.2 輸入端4.10 NMOS-晶體管3.3 輸入端4.11 NMOS-晶體管3.4 PMOS-晶體管 4.12 PMOS-晶體管3.4a柵極 4.13 節(jié)點3.4b源極 4.14 “非”元件3.5-3.5(n)肖特基二極管 4.15 PMOS-晶體管3.6 輸出端4.16 PMOS-晶體管3.7-3.7(n)節(jié)點 4.17“非”元件3.8，3.8’ 導(dǎo)線 4.18 NMOS-晶體管3.9-3.9(n-1)電容器4.19 NMOS-晶體管4 確定及評判電路5計數(shù)器4.1 輸入端5.1-4D觸發(fā)器4.2 輸入端5.5 輸入端4.3 輸入端5.6 輸入端4.4 輸入端5.7 輸出端4.5 輸出端5.8 “與”門4.6 端子 6計數(shù)器4.7 分壓器6.1-3D觸發(fā)器4.7a，b 電容器6.4 輸入端4.8 比較裝置 6.5 輸出端4.8a，b NMOS-晶體管 A，B 點
C 時鐘輸入端C1電容器CLK_HV_OK 時鐘信號CLK_OVERFLOW 時鐘信號CP1，2 時鐘信號D 數(shù)據(jù)輸入端HV_OK 控制信號HV_OK_OUT 控制信號HV_OVERFLOW控制信號IE輸入電流IREF_HV參考電流NHVON 控制信號OSC_PROG 振蕩器信號R1，R2電阻t 時間VDD工作電壓VDD’ 電壓VPP功能電壓VREF 參考電壓xVPP電壓
權(quán)利要求
1.用于在一個由電磁場供給能量的裝置上增大功能作用距離的電路配置，尤其是在應(yīng)答器或遠程傳感器上，借助一個電壓變換器由該裝置的工作電壓來產(chǎn)生用于執(zhí)行一個功能過程所需的功能電壓，其特征在于設(shè)有一個用于確定該功能電壓(VPP)的至少一個特性的確定電路(4)及一個用于根據(jù)該功能電壓(VPP)的所述被確定的特性確認或放棄該功能過程的結(jié)果的評判電路(4，5，6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的電路配置，其特征在于該確定電路(4)被構(gòu)成來將可直接配置給該功能電壓的量(xVPP)的一個與一個參考值(VREF)相比較。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的電路配置，其特征在于由該確定電路(4)可確定該功能電壓的一個電壓值(VPP)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的電路配置，其特征在于為了確定該電壓值(VPP)，該確定電路(4)具有一個分壓器(4.7)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的電路配置，其特征在于該分壓器(4.7)是一個電容性的分壓器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中一項的電路配置，其特征在于該評判電路(4)具有一個第一計數(shù)器裝置(5)，用于對該確定裝置(4)的一個輸出信號(HV-OK)進行進行評判。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的電路配置，其特征在于該第一計數(shù)器裝置(5)被構(gòu)成來求得一些時間間隔，在這些時間間隔期間該功能電壓(VPP)具有用于執(zhí)行該功能過程所需的特性。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7的電路配置，其特征在于該評判電路(4)具有一個第二計數(shù)器裝置(6)，用于確定從該功能電壓(VPP)的產(chǎn)生所經(jīng)過了的一些時間間隔。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的電路配置，其特征在于該評判電路(4)被構(gòu)成來用于當(dāng)在該第二計數(shù)器裝置(6)中超過一個預(yù)定數(shù)目的時間間隔時，中斷和/或取消該功能過程。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9的電路配置，其特征在于該評判電路(4)被構(gòu)成來用于當(dāng)在第一計數(shù)器裝置(5)中達到一個預(yù)定數(shù)目的時間間隔時，確認該功能過程的一個結(jié)果。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10中一項的電路配置，其特征在于在該電壓變換器(3)的前面連接了一個用于限制一個接通電流(IE)的電路單元(2)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的電路配置，其特征在于該電路單元(2)包括一個MOSFET晶體管(2.1)。
13.根據(jù)權(quán)利要求11的電路配置，其特征在于該電路單元(2)包括至少一個RC網(wǎng)絡(luò)(R1，R2，C1)。
14.根據(jù)權(quán)利要求11的電路配置，其特征在于該電路單元(2)包括至少一個可轉(zhuǎn)換的RC網(wǎng)絡(luò)(R1，R2，C1)。
15.根據(jù)權(quán)利要求1至14中一項的電路配置，其特征在于為了限制功率損耗，該電壓變換器(3)具有肖特基二極管(3.5-3.5(n))作為開關(guān)裝置。
16.根據(jù)權(quán)利要求1至15中一項的電路配置應(yīng)用在一個應(yīng)答器中。
17.根據(jù)權(quán)利要求1至15中一項的電路配置應(yīng)用在一個遠程傳感器中。
18.在一個由電磁場供給能量的裝置上增大功能作用距離的方法，尤其是用在應(yīng)答器或遠程傳感器上，其中借助一個電壓變換器由該裝置的工作電壓來產(chǎn)生用于執(zhí)行一個功能過程所需的功能電壓，其特征在于確定該功能電壓的至少一個特性及根據(jù)該功能電壓的所述被確定的特性確認或放棄該功能過程的結(jié)果。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的方法，其特征在于將一個可直接配置給該功能電壓的量與一個參考值相比較。
20.根據(jù)權(quán)利要求18或19的方法，其特征在于通過一個第一計數(shù)器裝置確定一個時間，在該時間中該功能電壓具有用于執(zhí)行該功能過程所需的特性。
21.根據(jù)權(quán)利要求18至20中一項的方法，其特征在于通過一個第二計數(shù)器裝置確定一個從功能電壓的產(chǎn)生所經(jīng)過了的時間。
22.根據(jù)權(quán)利要求21的方法，其特征在于當(dāng)所述由該第二計數(shù)器裝置確定的時間超過一個預(yù)定的值時，中斷和/或取消該功能過程。
23.根據(jù)權(quán)利要求20至22中一項的方法，其特征在于當(dāng)所述由該第一計數(shù)器裝置確定的時間達到一個預(yù)定的終值時，確認該功能過程的一個結(jié)果。
24.根據(jù)權(quán)利要求18至23中一項的方法，其特征在于限制該電壓變換器的輸入電流。
25.根據(jù)權(quán)利要求24的方法，其特征在于該限制隨時被調(diào)節(jié)地適配。
26.根據(jù)權(quán)利要求20至25中一項的方法，其特征在于所述功能過程是一個編程過程，即一個寫和/或讀的過程，尤其是在一個電可擦除的存儲裝置、如一個EEPROM中。
全文摘要
在一個由電磁場供給能量的裝置上增大功能作用距離的方法，尤其是用在應(yīng)答器或遠程傳感器上，其中借助一個電壓變換器由裝置的工作電壓來產(chǎn)生用于執(zhí)行一個功能過程所需的功能電壓，其特征在于確定功能電壓的至少一個特性及一個用于根據(jù)功能電壓被確定的特性確認或放棄功能過程的結(jié)果。以此方式，尤其可使一個功能時間間隔如一個EEPROM的編程時間靈活地適配于電源狀態(tài)。
文檔編號G06K19/07GK1627097SQ20041009830
公開日2005年6月15日 申請日期2004年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月3日
發(fā)明者馬丁·菲舍爾, 福爾克哈特·弗拉斯內(nèi)克爾, 烏爾里?！じダ锏吕锵? 迪爾克·齊貝策 申請人:Atmel德國有限公司