專利名稱：應答器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及應答器，該應答器用于通過以相應于代碼的節(jié)律改變來自基站的射頻(RF)信號而把代碼提供給基站。
尚未公布的國際專利申請EP 01/09620描述一種識別應答器，它與基站或掃描儀一起被顯示在

圖1。基站BS發(fā)出RF信號，該RF信號的一部分藉助于耦合P1；P3，P2；P4(在本例中是電容耦合)被提供到整流器RTF，該整流器RTF由二極管D1與負載晶體管TL以及平滑電容器C構成。結果，在整流器RTF的輸出端1和2之間有可用的電源電壓V。識別應答器IDT還包括識別代碼生成器IDCG，該識別代碼生成器IDCG包括都被饋以電源電壓V的所謂的只讀存儲器(ROM)和調制器。負載晶體管TL被連接到在極板(pad)P1與輸出端2之間的主電流路徑。在工作期間，識別代碼生成器IDCG發(fā)送串行比特模式到負載晶體管TL的控制電極。該串行比特模式由被存儲在ROM中的數據確定。結果，在輸出端1和2之間的負載以串行比特模式的節(jié)律變化。整流器RTF的輸入電流隨之以上述的節(jié)律變化。這個節(jié)律可以由基站BS藉助于耦合P1；P3，P2；P4檢測。例如，ROM可以是物品上的條形碼，該代碼包含有關物品的信息，例如物品的價格。這個信息通過與基站BS的臨時耦合被傳送到基站BS。識別應答器IDT例如可被安排在由有機材料(例如聚合物)制成的集成電路中。這提供了識別應答器可以用這種材料被制造成具有小的厚度和大的機械柔韌性的優(yōu)點。通常，但特別當電子電路由有機材料制造時，使得所需要的電子部件的數目最小化是有利的。在圖1所示的識別應答器IDT中，負載晶體管TL因而具有雙重功能，也就是，可變負載的功能和整流器元件的功能。這節(jié)省一個電子部件。最后，整流器RTF于是少需要一個二極管，而(由此)并沒有額外部件在別處被加到電子電路。
本發(fā)明的目的是提高應答器的效率或增加RF信號的調制深度。
本發(fā)明由此提供一個應答器，用于通過以相應于代碼的節(jié)律改變來自基站的射頻信號而把代碼提供給基站，應答器包括識別代碼生成裝置，用于生成代碼；整流器裝置，被安排成與射頻信號進行交流耦合以用于把電源電壓加到該生成裝置，該整流器裝置包括至少一個用作為整流器的電路；調制晶體管，其具有主電流路徑并包括控制電極，該控制電極被耦合來用于接收代碼以用于產生整流器裝置的可變負載，其結果是使該射頻信號以所述節(jié)律變化，所述至少一個用作為整流器的電路包括調制晶體管的主電流路徑；電壓適配裝置，用于適配代碼的電壓電平和用于把具有經適配的電壓電平的代碼提供給調制晶體管的控制電極；以及另外的整流器裝置，用于把一個分開的電源電壓加到電壓適配裝置。
可以看到，RF信號的調制深度強烈地取決于在調制晶體管的控制電極上的(代碼)信號的電壓電平(該調制晶體管相應于圖1的負載晶體管TL)。這特別適用于由有機材料(諸如聚合物)制成的電子部件的應用。在EP01/09620中描述的應答器中，這些電壓電平被直接與由整流器提供的電壓耦合。通過應用按照本發(fā)明的應答器中的另外的整流器裝置和電壓適配裝置，所述電壓電平可以自由地確定，即，與由整流器裝置加到(識別代碼)生成裝置的電源電壓無關。結果，可以產生RF信號的較高的效率或較大的調制深度。
本發(fā)明的另外的有利的實施例在權利要求2中被規(guī)定。
現在參照附圖進一步討論本發(fā)明，其中圖1顯示如在EP01/09620中描述的識別應答器；圖2顯示按照本發(fā)明的識別應答器的第一實施例的電路圖；圖3顯示在按照本發(fā)明的應答器中使用的另外的整流器裝置的第一實施例的電路圖；圖4顯示在按照本發(fā)明的應答器中使用的另外的整流器裝置的第二實施例的電路圖；圖5顯示在按照本發(fā)明的應答器中使用的電壓適配裝置的一個實施例的電路圖；圖6顯示按照本發(fā)明的識別應答器的第二實施例的電路圖；圖7顯示按照本發(fā)明的識別應答器的第三實施例的電路圖；圖8顯示按照本發(fā)明的識別應答器的第四實施例的電路圖；圖9顯示按照本發(fā)明的識別應答器的第五實施例的電路圖；圖10顯示按照本發(fā)明的識別應答器的第六實施例的電路圖；以及圖11顯示可以在按照本發(fā)明的應答器中使用的識別代碼生成裝置的電路圖的例子。
在這些圖上相同的部件或元件用相同的參考符號表示。
圖2顯示按照本發(fā)明的識別應答器IDT的第一實施例的電路圖。圖2也示意地顯示用于發(fā)送RF信號的基站BS。識別應答器IDT包括被耦合到基站BS的導電極板P3的導電極板P1，以及被耦合到基站BS的導電極板P4的導電極板P2。識別應答器IDT還包括整流器裝置RTF，另外的整流器裝置FRTF，電壓適配裝置VADPT和識別代碼生成裝置IDCG。整流器裝置RTF包括二極管D1，調制場效應晶體管TM，和平滑電容器C。二極管D1分別通過陰極和陽極被連接到導電極板P1和導電極板P2。識別代碼生成裝置IDCG的第一電源端1被連接到第二導電極板P2。調制晶體管TM的源極被連接到導電極板P1。調制晶體管TM的漏極被連接到識別代碼生成裝置IDCG的第二電源端2。平滑電容器C被連接在第一電源端1與第二電源端2之間。在第一電源端1與第二電源端2之間的電源電壓被稱為V1。識別代碼生成裝置IDCG的信號輸出端3被耦合到電壓適配裝置VADPT的輸入端8。電壓適配裝置VADPT的輸出端9被耦合到調制晶體管TM的柵極。在電壓適配裝置VADPT的連接點11和10之間存在有另一個電源電壓V2，該另一個電源電壓V2由另外的整流器裝置FRTF通過該另外的整流器裝置FRTF的連接點6和7分別與電壓適配裝置VADPT的連接點11和10的耦合而被產生。電壓適配裝置VADPT的連接點4和5被連接到導電極板P1和導電極板P2。
如圖2所示的電子系統(tǒng)如下地工作。導電極板P1到P4構成在基站RF與識別應答器IDT之間的電容性耦合。結果，RF信號的一部分被提供到整流器裝置RTF和另外的整流器裝置FRTF。另外的整流器裝置FRTF的用途是能夠把另一個電源電壓V2加到電壓適配裝置VADPT，有可能選擇不同于電源電壓值V1的另一個電源電壓值V2。被提供給另外的整流器裝置FRTF的RF信號的部分通常比起被提供給整流器裝置RTF的RF信號的部分小得多。電壓適配裝置VADPT在信號輸出端3與第一電源端1之間提供代碼信號。電壓適配裝置VADPT適配代碼信號的電壓電平。具有經適配的電壓電平的代碼信號被提供到連接點9并因此被加到調制晶體管TM的柵極。調制晶體管TM的導通依賴于經電壓適配的代碼信號而變化。如果調制晶體管TM導通，則它取代二極管(諸如圖7的二極管D2)的功能。二極管D1的功能是使得流到(或來自)導電極板P1至P4的平均電流平均地等于零。這避免分別在導電極板P1與P3之間和在P2與P4之間建立直流電壓。這會阻滯識別應答器IDT的工作。整流的RF信號被平滑電容器C平滑。因此，在識別代碼生成裝置IDCG的第一和第二電源端1和2之間有基本上恒定的電源電壓V1。整流器裝置RTF的負載不單由識別代碼生成裝置IDCG確定，而且也由調制晶體管TM確定。識別代碼生成裝置IDCG被安排用于在信號輸出端3上提供代碼信號。這個信號按相應于識別代碼的節(jié)律變化。識別代碼例如表示要被掃描的物品的價格。由于該可變信號最后被加到調制晶體管的柵極(經由經電壓電平適配的代碼信號)，調制晶體管TM按相應于識別代碼的節(jié)律變化。結果，從基站提取的RF信號的量也按所述的節(jié)律變化。RF信號的這個變化可以按已知的方式被檢測，例如按公布號為WO99/30432的國際專利申請的圖2中所示的方式。
其中調制晶體管TM的主電流路徑被連接在導電極板P2和電源端1之間(而不是被連接在導電極板P1和電源端2之間)的圖6的電路圖可被用作為圖2所示的電路圖的等效替換例。
圖7顯示按照本發(fā)明的一個實施例的電路圖，其中二極管D2的功能(例如見圖7)未被調制晶體管TM取代，這正是圖2和6上的情形，但二極管D1的功能(例如見圖2)被調制晶體管TM取代。
圖8顯示形成圖7的電路圖的等效替換例的電路圖。二極管D2被連接在導電極板P2和電源端1之間，而不是被連接在導電極板P1和電源端2之間。
圖9和10顯示分別相應于圖2和6所示的實施例的、按照本發(fā)明的實施例的電路圖，條件是基站BS與識別應答器IDT之間的耦合不是通過容性方式而是通過電感性方式達到的。為此，識別應答器IDT的線圈L1與基站BS的線圈L2相耦合。由于是電感性耦合，如圖2和6所示的二極管D1在如圖9和10所示的電路圖中是冗余的。
圖3顯示在按照本發(fā)明的應答器IDT中使用的另外的整流器裝置FRTF的第一實施例的電路圖。該電路是整流器電路的最基本的形式，它包括被連接在連接點4和6之間的二極管d1；以及平滑電容器C1，它一方面被連接到連接點6、另一方面被連接到互聯的連接點5與7。在連接點6上有相對于連接點7的電位的正的電位。如果想要的話，二極管d1的極性可被交換，這樣，在連接點6上的電位相對于連接點7的電位是負的。由于續(xù)流二極管(freewheeling)D1已存在于應答器IDT中的別處(參照圖2中)，在其中圖3的二極管d1被連接到所指示的極性的情形下，續(xù)流二極管在如圖3所示的電路中就不再是必須的。如果二極管d1有相反的極性(為了在連接點6上創(chuàng)建相對于連接點7的負的電位)，則需要一個附加的續(xù)流二極管。這個附加的續(xù)流二極管在圖3上用d3表示，以及在連接點4和5之間用虛線畫出。應當看到，這個附加的續(xù)流二極管d3實際上被反并聯到續(xù)流二極管D1(見圖2)。由于在導電極板P1上有相對于導電極板P2的正的極性的事實(圖2)，附加的續(xù)流二極管實際上在整流器裝置RTF的輸入端形成不想要的(損耗)負載。由于另外的整流器裝置FRTF需要傳遞相對較少的電流(與整流器裝置RTF相比較)，附加的續(xù)流二極管d3的尺寸，比起續(xù)流二極管D1的尺寸也是相對較小的。結果，由附加的續(xù)流二極管d3引起的能量損耗很小。
圖4顯示在按照本發(fā)明的應答器IDT中使用的另外的整流器裝置FRTF的第二實施例的電路圖。這個電路實際上是圖3所示的電路的雙重安排，其中在在連接點6上有相對于地(＝圖2的電源端1)的正的電位，以及在連接點7上有相對于地的負的電位。
應當看到，在圖9和10所示的應答器IDT中不需要續(xù)流二極管，因為線圈L1已建立到整流器裝置RTF和另外的整流器裝置FRTF的輸入端的DC連接。
圖5顯示在按照本發(fā)明的應答器中使用的電壓適配裝置VADPT的實施例的電路圖。該電路包括適配晶體管Tadpt的主電流路徑和電阻元件R的串聯組合。本例中的電阻元件R以被源極與柵極短路的P型場效應晶體管來體現。適配晶體管Tadpt的源極形成連接點11。適配晶體管Tadpt的柵極形成連接點8。適配晶體管Tadpt的漏極與電阻元件R的公共接點形成連接點9。電阻元件的另一側(漏極)形成連接點10。適配晶體管Tadpt的柵極接收來自信號輸出端3的代碼信號。響應于此，適配晶體管Tadpt把電流傳遞到電阻元件R，所述電流按照代碼信號變化。結果，具有經適配的電壓電平的代碼信號出現在連接點9處。
參照圖2中應當看到，在調制晶體管TM的源極與柵極之間的可能有AC(交流)串擾。這個AC串擾因此出現在電壓適配裝置VADPT的連接點9處。這個AC串擾會降低應答器IDT的效率。為了避免這一點，圖5中以虛線表示的電容器可被插入在連接點9和10之間。這個電容器的電容量被選擇為足夠大，以便充分抑制AC串擾。然而，該電容量不能被選擇為具有任意值，因為代碼信號(具有經適配的電壓電平)不能被抑制。最好的電容量可以通過實驗被確定，例如藉助于計算機仿真。
參照圖6、8和10，應當看到，另外的整流器裝置FRTF的連接點4也可被連接到電源端1，而不是電源端2。
對于圖7和8，應當看到，在這個結構中調制晶體管TM在它的一個功能上工作得不太好，也就是續(xù)流二極管D1的功能(是見圖2中)。為了改進在這個結構中應答器IDT的運行，續(xù)流二極管可被并聯到調制晶體管TM的主電流路徑。這個續(xù)流二極管在圖7和8上以虛線表示。這個續(xù)流二極管相對于調制晶體管TM的尺寸的最佳表面可以藉助于計算機仿真被確定。
對于圖9和10，應當看到，調諧電容器(以虛線表示)可以與線圈L1并聯連接。結果，可以進行調諧到RF信號的頻率，這樣，達到較高的效率。
而且，對于所有的實施例，應當看到，代替單向整流(例如二極管D2)，也可以使用雙向整流，例如通過應用通常已知的“Wien電橋”(4個二極管)。
對于所顯示的實施例，同樣可以代替P型場效應晶體管而使用N型場效應晶體管作為調制晶體管TM。甚至有可能使用雙極型晶體管。根據作出的選擇，二極管D1和二極管D2的陰極和陽極連接可被交換，以及可變信號的極性可被適配于信號輸出端3和連接點9。二極管D1或D2例如可被設計成用晶體管安排為二極管。
圖11顯示識別代碼生成器IDCG的電路圖的例子。識別代碼例如可以由每個字4比特的兩個字組合-例如正如方塊BLK2顯示的，該方塊可以接收兩個4比特的字，也就是，包括B0到B3的第一個字以及包括B4到B7的第二個字。方塊BLK1由在時鐘輸入端clk上的、來自時鐘生成器CLKG的時鐘頻率f控制，該方塊BLK1生成和發(fā)送二進制信號BA、BB、BC和BD到方塊BLK2。在二進制信號BA的控制下，比特B0和B4分別被傳送到輸出端OLA和OLB。在二進制信號BB的控制下，比特B1和B5分別被傳送到輸出端OLA和OLB。在二進制信號BC的控制下，比特B2和B6分別被傳送到輸出端OLA和OLB。在二進制信號BD的控制下，比特B3和B7分別被傳送到輸出端OLA和OLB。二進制信號BA、BB、BC、和BD被順序地傳送到方塊BLK2。結果，第一個字從方塊BLK2的輸出端OLA順序地傳送到方塊BLK3的輸入端OLA。同時，第二個字從方塊BLK2的輸出端OLB被傳送到方塊BLK3的輸入端OLB。方塊BLK1的一個輸出端與方塊BLK4的時鐘輸入端clk連接，用于提供具有速率(f/4)的時鐘頻率，它是方塊BLK1的時鐘頻率的四分之一。字選擇信號WA和WB從方塊BLK4發(fā)送到方塊BLK3，用來指示來自方塊BLK2的第一個字還是第二個字要被傳送到信號輸出端3。通過順序地激活字信號WA和WB，首先，第一個字被切換到信號輸出端3，然后第二個字被切換到信號輸出端3，這樣，比特B0到B7順序地出現在信號輸出端3。而且，固定模式字FP被順序地切換到信號輸出端3。這些固定模式字FP的用途是當第一比特BO開始及最后比特結束時通知基站BS。固定模式例如可以是一串4個邏輯零，后面跟隨一串4個邏輯1。然而，也可以選擇其他模式，只要基站BS以某種方式認出這個模式。
權利要求
1.一種應答器(IDT)，用于通過以相應于代碼的節(jié)律改變來自基站(BS)的射頻(RF)信號而把代碼提供給基站(BS)，應答器(IDT)包括識別代碼生成裝置(IDCG)，用于生成代碼；整流器裝置(RTF)，被安排成與射頻信號(RF)進行交流耦合以用于把電源電壓(V1)加到該生成裝置(IDCG)，該整流器裝置(RTF)包括至少一個用作為整流器的電路；調制晶體管(TM)，其具有主電流路徑，并包括控制電極，該控制電極被耦合來用于接收代碼以用于產生整流器裝置(RTF)的可變負載，其結果是使該射頻信號(RF)以所述節(jié)律變化，所述至少一個用作為整流器的電路包括調制晶體管(TM)的主電流路徑；電壓適配裝置(VADPT)，用于適配代碼的電壓電平和用于把具有經適配的電壓電平的代碼提供給調制晶體管(TM)的控制電極；以及另外的整流器裝置(FRTF)，用于把一個分開的電源電壓(V2)加到電壓適配裝置(VADPT)。
2.如權利要求1中要求的應答器(IDT)，其特征在于，電壓適配裝置(VADPT)包括適配晶體管(Tadpt)的主電流路徑和電阻元件(R)的串聯組合，該串聯組合被耦合來用于接收該分開的電源電壓(V2)，以及其中適配晶體管(Tadpt)的控制電極被耦合來用于接收由識別代碼生成裝置(IDCG)提供的代碼，以及其中適配晶體管(Tadpt)與電阻元件R的公共接點(9)被耦合到調制晶體管(TM)的控制電極。
3.如權利要求1或2中要求的應答器(IDT)，其特征在于，AC耦合是電容性耦合(P1；P3，P2；P4)，因為應答器(IDT)包括用于與基站(BS)的第一接觸極板(P3)電容耦合的第一接觸極板(P1)，以及因為應答器(IDT)包括用于與基站(BS)的第二接觸極板(P4)電容耦合的第二接觸極板P(2)，以及整流器裝置(RTF)包括用作為整流器的電路(D1)而不是調制晶體管(TM)，該電路(D1)被耦合在應答器(IDT)的第一接觸極板(P1)與應答器(IDT)的第二接觸極板(P2)之間，以及調制晶體管(TM)的主電流路徑與識別代碼生成裝置(IDCG)的電源端(1，2)串聯連接，以及另外的整流器裝置(FRTF)被安排成經由電容性耦合(P1；P3，P2；P4)被耦合到射頻信號(RF)。
4.如權利要求1或2中要求的應答器(IDT)，其特征在于，AC耦合是電容性耦合(P1；P3，P2；P4)，因為應答器(IDT)包括，用于與基站(BS)的第一接觸極板(P3)電容耦合的第一接觸極板(P1)，以及因為應答器(IDT)包括用于與基站(BS)的第二接觸極板(P4)電容耦合的第二接觸極板P(2)，以及調制晶體管(TM)的主電流路徑被耦合在應答器(IDT)的第一接觸極板(P1)與應答器(IDT)的第二接觸極板(P2)之間，以及整流器裝置(RTF)包括用作為整流器的電路(D2)而不是調制晶體管(TM)，它與生成裝置(IDCG)的電源端(1，2)串聯連接，以及另外的整流器裝置(FRTF)被安排成經由電容性耦合(P1；P3，P2；P4)被與射頻信號(RF)耦合。
5.如權利要求1或2中要求的應答器(IDT)，其特征在于，AC耦合是電感性耦合(L1，L2)，因為應答器(IDT)包括用于與基站(BS)的線圈(L2)電感耦合的線圈(L1)，該線圈(L1)被電耦合到整流器裝置(RTF)和另外的整流器裝置(FRTF)，用于接收射頻信號(RF)，以及調制晶體管(TM)的主電流路徑與識別代碼生成裝置(IDCG)的電源端(1，2)串聯連接。
6.如前述權利要求之一要求的應答器(IDT)，其特征在于，應答器包括主要由一種或多種有機材料制造的電子部件。
7.如權利要求6中要求的應答器(IDT)，其特征在于，至少一種有機材料是聚合物。
全文摘要
一種用于把識別代碼提供給基站(BS)的識別應答器(IDT)，它以相應于識別代碼的節(jié)律改變由基站(BS)發(fā)送的射頻(RF)信號。識別應答器(IDT)具有識別代碼生成裝置(IDCG)，用于識別代碼；整流器裝置(RTF)，用于與基站(BS)交流耦合以便把電源電壓(V1)加到識別代碼生成裝置(IDCG)；調制晶體管(TM)；電壓適配裝置(VADPT)，用于適配識別代碼的電壓電平和用于把具有經適配的電壓電平的代碼提供給調制晶體管(TM)的一個控制端；以及另外的整流器裝置(FRTF)，用于上述的到基站(BS)的AC耦合，以便把一個分開的電源電壓(V2)加到電壓適配裝置(VADPT)。調制晶體管(TM)可執(zhí)行兩個任務整流RF信號的任務和給整流器裝置(RTF)提供可變負載的任務?？勺冐撦d按節(jié)律變化。結果，整流器裝置(RTF)的輸入電流按節(jié)律變化，它接下來又改變RF信號。RF信號的這個變化在基站(BS)處被檢測。
文檔編號H04B5/02GK1608275SQ02825977
公開日2005年4月20日 申請日期2002年11月27日 優(yōu)先權日2001年12月24日
發(fā)明者E·坎塔托爾 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司