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    Eine Schaltungsanordnung (4), insbesondere für RF-Transponder (1, 1', 1'') und/oder Remote Sensoren, mit einer Empfangseinrichtung zum Empfangen eines elektrischen Steuersignals (d_ID, clk_ID) und einem ersten Speichermittel (4.1) zum Speichern eines Steuerzustands DOLLAR I1 der Schaltungsanordnung (4) in Abhängigkeit von dem Steuersignal (d_ID, clk_ID), zeichnet sich dadurch aus, dass sie ein zweites Speichermittel (4.7) zum Halten des Steuerzustands DOLLAR I2 bei mangelnder Spannungsversorgung der Schaltungsanordnung (4) aufweist. Entsprechend ist bei einem Verfahren zum Steuern einer Transponder-Vorrichtung oder eines Remote Sensors vorgesehen, dass bei mangelnder Spannungsversorgung der Transponder-Vorrichtung oder des Remote Sensors der Steuerzustand während einer Zeit t durch ein zweites Speichermittel gehalten wird. Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung und das erfindungsgemäße Verfahren sind insbesondere zum Steuern einer Mehrzahl von Transponder-Vorrichtungen und/oder Remote Sensoren in einem gemeinsamen elektromagnetischen Wellenfeld geeignet, im Falle einer Ausgestaltung der Vorrichtung als passive Baugruppe auch bei Versorgungslücken.A circuit arrangement (4), in particular for RF transponders (1, 1 ', 1' ') and / or remote sensors, having a receiving device for receiving an electrical control signal (d_ID, clk_ID) and a first storage means (4.1) for storing a Control state DOLLAR I1 of the circuit arrangement (4) in dependence on the control signal (d_ID, clk_ID), characterized in that it comprises a second memory means (4.7) for holding the control state DOLLAR I2 in the absence of power supply of the circuit arrangement (4). Accordingly, it is provided in a method for controlling a transponder device or a remote sensor that is maintained at a lack of power supply of the transponder device or the remote sensor, the control state during a time t by a second storage means. The circuit arrangement according to the invention and the method according to the invention are particularly suitable for controlling a plurality of transponder devices and / or remote sensors in a common electromagnetic wave field, in the case of an embodiment of the device as a passive assembly even with supply gaps.
    公开号:DE102004007106A1
    申请号:DE200410007106
    申请日:2004-02-13
    公开日:2005-09-15
    发明作者:Dirk Dipl.-Ing. Ziebertz
    申请人:Atmel Germany GmbH；
    IPC主号:G01S13-74
    专利说明:
    [0001] DieErfindung betrifft eine Schaltungsanordnung, insbesondere für RF-Transponderoder Remote Sensoren, mit einer Empfangseinrichtung zum Empfangeneines elektrischen Steuersignals und einem ersten Speichermittelzum Speichern eines Steuerzustands der Schaltungsanordnung in Abhängigkeitvon dem Steuersignal, sowie die Verwendung einer solchen Schaltungsanordnungin einer Transponder-Vorrichtung, insbesondere einem RF-Transponder,oder einem Remote Sensor.TheThe invention relates to a circuit arrangement, in particular for RF transpondersor remote sensors, with a receiving device for receivingan electrical control signal and a first storage meansfor storing a control state of the circuit arrangement in dependencefrom the control signal, as well as the use of such circuitryin a transponder device, in particular an RF transponder,or a remote sensor.
    [0002] Weiterhinbetrifft die Erfindung eine Transponder-Vorrichtung und einen RemoteSensor mit einer solchen Schaltungsanordnung sowie eine Anordnungderartiger Transponder-Vorrichtungen bzw. Sensoren mit einer Basisstationzumindest zum Senden von Steuersignalen an die Transponder-Vorrichtungenund/oder Remote Sensoren. Schließlich betrifft die Erfindungein Verfahren zum Steuern einer Transponder-Vorrichtung oder einesRemote Sensors, wobei zumindest ein Steuersignal mittels einer Empfangseinrichtungin der Transponder-Vorrichtung oder dem Remote Sensor empfangenund ein entsprechender Steuerzustand der Transponder-Vorrichtung(des Sensors) in Abhängigkeitvon dem Steuersignal durch ein erstes Speichermittel gespeichertwird, sowie ein Verfahren zum Steuern einer Mehrzahl von Transponder-Vorrichtungen und/oderRemote Sensoren in einem gemeinsamen elektromagnetischen Wellenfeld.FartherThe invention relates to a transponder device and a remoteSensor with such a circuit arrangement and an arrangementSuch transponder devices or sensors with a base stationat least for sending control signals to the transponder devicesand / or remote sensors. Finally, the invention relatesa method for controlling a transponder device or aRemote sensor, wherein at least one control signal by means of a receiving devicereceived in the transponder device or the remote sensorand a corresponding control state of the transponder device(the sensor) dependingstored by the control signal by a first storage meansas well as a method for controlling a plurality of transponder devices and / orRemote sensors in a common electromagnetic wave field.
    [0003] Transponderwerden heutzutage auf vielfältigenGebieten der Technik bevorzugt im Rahmen berührungsloser Identifikationssy stemeeingesetzt. Insbesondere der Einsatz berührungsloser Systeme auf derBasis einer Datenübertragungper Funk bei Frequenzen im Radiobereich (RF) eignet sich überall dort,wo eine automatische Kennzeichnung, Erkennung, Abfrage, Lagerung, Überwachungoder ein entsprechender Transport erfolgen soll. Mit Hilfe von Transpondernsind Behälter,Maschinen, Fahrzeuge usw. individuell markier- und identifizierbar.Daher ermöglichtes die Radiofrequenz-Identifikation (RFID), kontaktlos, unabhängig undohne Sichtverbindung zu einem auf dem Transponder befindlichen Datenträger, derdie abzufragenden Informationen enthält, Objekte zu identifizieren,egal ob sich der Transponder auf dem Objekt befindet oder im Fördermittel (z.B.Behälter,Palette) integriert ist. Da selbst widrige Witterungseinflüsse für elektromagnetischeWellen kein Hindernis darstellen, lassen sich Daten auch über relativgroßeAbständevon bis zu 2 m oder mehr sicher und fehlerfrei erfassen. Eine weiterewichtige Anwendung fürRFID-Systeme liegt auf dem Gebiet der Kfz-Technik im Bereich vonWegfahrsperren, bei denen der Transponder im Kfz-Schlüssel eingebaut ist.transponderare nowadays on manifoldFields of technology preferred in the context of contactless identification systemsused. In particular, the use of contactless systems on theBasis of a data transmissionby radio at radio frequencies (RF) is suitable everywhere,where automatic marking, detection, retrieval, storage, monitoringor a corresponding transport should take place. With the help of transpondersare containers,Machines, vehicles etc. individually markable and identifiable.Therefore allowsit radio frequency identification (RFID), contactless, independent andwithout line of sight to a data carrier located on the transponder, thecontains the information to query identifying objectswhether the transponder is on the object or in the conveyor (e.g.Container,Pallet) is integrated. Because even adverse weather conditions for electromagneticWaves do not represent an obstacle, data can also be transmitted via relativesizedistancesup to 2 m or more safely and without errors. Anotherimportant application forRFID systems is in the field of automotive engineering in the field ofImmobilizers, where the transponder is installed in the car key.
    [0004] EinRadiofrequenz-Identifikationssystem wird allgemein aus zwei Komponentengebildet, dem in der Regel passiven Transponder ohne eigene Spannungsversorgung – auch alstag oder label bezeichnet –,der an den zu identifizierenden Objekten angebracht wird und derin dieser Form keine eigene Energieversorgung besitzt, und einemstationären odermobilen Erfassungsgerät(reader). Der Transponder als Herzstück eines solchen Systems beinhalteteinen integrierten Schaltkreis (IC) als Datenträger sowie eine Sende- und Empfangseinrichtungin Form einer Antenne; die Erfassungsgeräte beinhalten Steuereinheit,Frequenzmodul sowie mindestens eine Sende- und Empfangs-Antenne.OneRadiofrequency identification system generally consists of two componentsformed, the usually passive transponder without its own power supply - as welltag or label indicates -,which is attached to the objects to be identified and thein this form has no own power supply, and onestationary ormobile detection device(Reader). The transponder as the heart of such a system includesan integrated circuit (IC) as a data carrier and a transmitting and receiving devicein the form of an antenna; the detection devices include control unit,Frequency module and at least one transmitting and receiving antenna.
    [0005] Darüber hinausbietet der Transponder die Möglichkeitzur Datenspeicherung. Die Daten lassen sich – im Gegensatz zu bei spielsweiseauf Barcodes gespeicherten Informationen – verändern oder ergänzen. DerDatenaustausch zwischen Transponder und Reader erfolgt über elektromagnetischeFelder in verschiedenen Frequenzbereichen, vorzugsweise – wie erwähnt – jedochim RF-Bereich, vornehmlich im UHF- oder Mikrowellenbereich (MW).Furthermorethe transponder offers the possibilityfor data storage. The data can be - in contrast to exampleInformation stored on barcodes - modify or supplement. Of theData exchange between transponder and reader takes place via electromagneticFields in different frequency ranges, preferably - as mentioned - howeverin the RF range, primarily in the UHF or microwave range (MW).
    [0006] Sollenmit Hilfe eines passiven RFID-Systems mehrere in einem gemeinsamenRF-Feld befindliche Transponder ausgelesen werden, so kommen sog.Antikollisions-Prozeduren zum Einsatz. Mit Hilfe derartiger Prozedurenwerden die Transponder seriell ausgelesen. Nach dem Auslesen einesbestimmten Datensatzes, beispielsweise einer Identifikationsnummer(ID) aus dem integrierten Schaltkreis des Transponders, wird derausgelesene Transponder in einen inaktiven Mode gesetzt, d.h. für eine Kommunikationmit dem Reader (im Folgenden auch als Basisstation bezeichnet) stummgeschaltet, so dass anschließendweitere Transponder möglichst störungsfreiausgelesen werden können(vgl. Finkenzeller, RFID-Handbuch, Hanser/München).Shouldwith the help of a passive RFID system several in one commonRF field located transponder are read out, so-called.Anti-collision procedures are used. With the help of such proceduresthe transponders are read serially. After reading acertain record, such as an identification number(ID) from the integrated circuit of the transponder, theread out transponder set in an inactive mode, i. for a communicationmute with the reader (also referred to below as the base station)switched, so that afterwardsfurther transponders are possible without interferencecan be read out(see Finkenzeller, RFID manual, Hanser / Munich).
    [0007] Dadie passiven Transponder überdas RF-Feld mit Energie versorgt werden müssen, ist bei derartigen Anwendungendafür zusorgen, dass die Transponder währendder gesamten Prozedur ihre Steuerzustände halten oder sich zumindestnach einem erfolgreichen Auslesen des Datensatzes nicht mehr ander Kommunikation mit dem Reader beteiligen. Dieser Aspekt ist vorallem dann kritisch, wenn sich die Trägerfrequenzen im UHF- oder MW-Bereich bewegenund die Lage der Transponder im Raum sich relativ zum Reader ändert.Therethe passive transponders overThe RF field needs to be powered up in such applicationsfor that tooMake sure the transponders are in placethe entire procedure or at least maintain their control statesafter a successful readout of the record no longerparticipate in the communication with the reader. This aspect is presentespecially critical when the carrier frequencies in the UHF or MW rangeand the location of the transponders in the room changes relative to the reader.
    [0008] ImUHF- und MW-Bereich entstehen durch Überlagerungseffekte auf Grundvon Reflexionen Raumbereiche, in denen die Energieversorgung der Transponderdurch das Trägersignalnicht mehr sichergestellt ist. Solche Raumbereiche müssen dann durcheinen auf dem Transponder-IC befindlichen Energiespeicher, in derRegel einen Kondensator, überbrückt werden.Da die mit einer Überbrückung derartigerRaumbereiche verbundenen Zeiten recht groß werden können und regelmäßig im Sekundenbereichliegen, nehmen solche Speicher aufgrund der großen erforderlichen Kapazitäten (Größenordnung μF) ausgedehnteFlächenauf dem IC in Anspruch, so dass entsprechende Lösungen konstruktiv unrentabelsind. Daher gab es in der Vergangenheit Bestrebungen sicherzustellen,dass derartige Versorgungslöchersich nicht negativ auf die Antikollisions-Prozeduren auswirken.In the UHF and MW range, overlapping effects due to reflections create areas of space in which the power supply to the transponders is no longer ensured by the carrier signal. Such areas of space must then be bridged by an energy store located on the transponder IC, usually a capacitor. Since the times associated with bridging such areas of space can be quite large and are regularly in the seconds range, take such memory due to the large required capacity (order of μF) extensive areas on the IC, so that corresponding solutions are structurally unprofitable. Therefore, efforts have been made in the past to ensure that such supply holes do not adversely affect the anti-collision procedures.
    [0009] Ausder US 5,963,144 istein gattungsgemäßer Transponderund eine Schaltungsanordnung bzw. ein Verfahren zu dessen Steuerungbekannt, wobei der Transponder nach seiner Erkennung (Registrierung)währendeiner Zeit t vollständigabgeschaltet wird, wobei t ungefähr2 s beträgt.Unabhängigdavon, ob die Antikollisions-Prozedur abgeschlossen ist oder nicht,klinkt sich der entsprechende Transponder nach Ablauf dieser Zeitautomatisch wieder mit in die Kommunikation ein. Das Abschalten derTransponder. erfolgt gemäß der US 5,963,144 durch ein Verstellender Eingangsimpedanz des Transponders, so dass insbesondere alsnachteilig anzusehen ist, dass dieser während der fraglichen Zeit nichtanderweitig angesprochen werden kann. Darüber hinaus können imZuge von Versorgungslückenundefinierte Steuerzuständedes Transponders auftreten, die nach Ablauf der Zeit t möglicherweise andas Gesamtsystem übertragenwerden.From the US 5,963,144 a generic transponder and a circuit arrangement or a method for its control is known, wherein the transponder is completely switched off after its detection (registration) during a time t, where t is about 2 s. Regardless of whether the anti-collision procedure is completed or not, the corresponding transponder will automatically re-engage in the communication after this time has expired. Switching off the transponder. takes place in accordance with US 5,963,144 by adjusting the input impedance of the transponder, so that is to be regarded as particularly disadvantageous that it can not be addressed elsewhere during the period in question. In addition, in the course of supply gaps undefined control states of the transponder may occur, which may be transmitted to the entire system after the time t.
    [0010] Obwohlder der Erfindung zugrunde liegende Stand der Technik samt desseninhärentenNachteilen vorstehend ausschließlichin Bezug auf Transponder dargelegt wurde, gelten diesselben Überlegungenauch fürsog. Remote Sensoren, d.h. Sensoren, die ohne eine Kabelverbindungzur Daten- und Energieübertragungmit einer Basisstation frei in einem Messraum ausgebracht sind.Bei solchen Remote Sensoren kann sich beispielsweise um Temperatur-,Bewegungs-, Partikelsensoren oder dgl. handeln, die wenigstens Energieund Messanweisungen von der Basisstation empfangen und Messwertean diese zurück übertragenmüssen.Even thoughthe invention underlying the state of the art, includinginherentDisadvantages above exclusivelywith regard to transponders, the same considerations applyalso forso-called remote sensors, i. Sensors without a cable connectionfor data and energy transferare deployed freely in a measuring room with a base station.Such remote sensors may be, for example, temperature,Motion, particle or the like act, the least energyand receive measurement instructions from the base station and readingstransferred back to thishave to.
    [0011] DerErfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Transponder oder einenRemote Sensor bzw. eine Anordnung von Transpondern und/oder Remote Sensorensowie ein Verfahren zur dessen bzw. deren Steuerung unter Vermeidungder vorstehend aufgeführtenNachteile dahingehend weiter zu entwickeln, dass eine Steuerungder Transponder oder Sensoren durch eine Basisstation jederzeitmöglichund eine Antikollisions-Prozedur für die Kommunikation mit derBasisstation sicher und fehlerfrei durchführbar ist.Of theInvention is based on the object, a transponder or aRemote sensor or an arrangement of transponders and / or remote sensorsand a method for its or their control while avoidingthose listed aboveDisadvantages to further develop that a controlthe transponder or sensors through a base station at any timepossibleand an anti-collision procedure for communicating with theBase station is safe and error-free feasible.
    [0012] DieAufgabe wird bei einer Schaltungsanordnung der eingangs genanntenArt dadurch gelöst, dassdiese ein zweites Speichermittel zum Halten des Steuerzustands beimangelnder Spannungsversorgung der Schaltungsanordnung aufweist.Bei einer erfindungsgemäßen Transponder-Vorrichtung undeinem erfindungsgemäßen RemoteSensor ist zur Lösungder Aufgabe vorgesehen, dass diese bzw. dieser eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnungbeinhaltet, währendeine Anordnung von Transponder-Vorrichtungen/Remote Sensoren der eingangsgenannten Art zur Lösungder Aufgabe aus erfindungsgemäßen Transponder-Vorrichtungen/RemoteSensoren gebildet ist.TheTask is in a circuit arrangement of the aforementionedKind solved by thatthis at a second storage means for holding the control stateHaving insufficient power supply of the circuit arrangement.In a transponder device according to the invention anda remote according to the inventionSensor is for solutionthe task that this or this inventive circuit arrangementincludes whilean arrangement of transponder devices / remote sensors of the beginningmentioned type to the solutionthe task of transponder devices according to the invention / remoteSensors is formed.
    [0013] Darüber hinausist zur Lösungder Aufgabe bei einem Verfahren der eingangs genannten Art vorgesehen,dass bei mangelnder Spannungsversorgung der Transponder-Vorrichtungbzw. des Remote Sensors der Steuerzustand während einer Zeit t durch einzweites Speichermittel gehalten wird. Zu demselben Zweck wird weiterhinbei einem Verfahren zum Steuern einer Mehrzahl von Transponder-Vorrichtungenund/oder Remote Sensoren jede Transponder-Vorrichtung und jederSensor gemäß dem vorstehendgenannten Verfahren gesteuert.Furthermoreis the solutionthe task is provided in a method of the type mentioned,that in case of lack of power supply of the transponder deviceor the remote sensor, the control state during a time t bysecond storage means is held. For the same purpose will continuein a method of controlling a plurality of transponder devicesand / or remote sensors each transponder device and eachSensor according to the abovecontrolled procedures mentioned.
    [0014] Aufgrundder Tatsache, dass ein Steuerzustand der Schaltungsanordnung bzw.der Transponder-Vorrichtung oder des Remote Sensors durch ein zweitesSpeichermittel gehalten wird, ist erfindungsgemäß im Falle einer Versorgungslücke sichergestellt,dass es bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtungbzw. im Zuge des erfindungsgemäßen Verfahrensaufgrund zumindest zeitweilig garantierter Datenhaltung zu keinerleiundefinierten Steuerzuständenkommt, was sich speziell im Rahmen einer Antikollisions-Prozedurbeim Einsatz einer Mehrzahl von Transponder-Vorrichtungen und/oderRemote Sensoren in einem gemeinsamen Wellenfeld positiv bemerkbarmacht.by virtue ofthe fact that a control state of the circuit arrangement orthe transponder device or the remote sensor by a secondHolding means is ensured according to the invention in the case of a supply gap,that it is in a device according to the inventionor in the course of the process according to the inventiondue at least temporarily guaranteed data retention to noneundefined control statescomes what is specifically in the context of an anti-collision procedurewhen using a plurality of transponder devices and / orRemote sensors in a common wave field positively noticeablepower.
    [0015] ImZuge einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung istvorgesehen, dass das erste Speichermittel ein schaltbares logischesSpeichermittel und in bevorzugter Weiterbildung ein D-Flip-Flop(Verzögerungsglied)ist. Auf diese Weise lässtsich in einfacher und sicherer Weise ein wohl definiertes Steuersignalfür eineerfindungsgemäße Transponder-Vorrichtung odereinen erfindungsgemäßen RemoteSensor, beispielsweise zu deren/dessen Stumm- oder Aktivschaltung,bereitstellen.in theCourse of a development of the circuit arrangement according to the inventionprovided that the first storage means a switchable logicalStorage means and in a preferred embodiment, a D flip-flop(Delay element)is. That wayin a simple and secure way, a well-defined control signalfor oneTransponder device according to the invention ora remote according to the inventionSensor, for example, to its / their mute or active circuit,provide.
    [0016] ImRahmen weiterer Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnungkann das zweite Speichermittel zum Speichern elektrischer Energieausgebildet sein; vorzugsweise handelt es sich dabei um ein Speichermittel,das einen Kondensator aufweist. Damit ist erfindungsgemäß in einfacherWeise sichergestellt, dass auch im Falle einer Versorgungslücke einSpeicherzustand des ersten Speichermittels erhalten bleibt, so dassdie erfindungsgemäße Schaltungsanordnungauch in diesem Fall insbesondere für ein definiertes Kommunikationsverhaltendes entsprechenden Transponders bzw. Sensors sorgt.Within the scope of further embodiments of the circuit arrangement according to the invention, the second storage means may be designed to store electrical energy; preferably it is this is a storage means having a capacitor. This ensures according to the invention in a simple manner that even in the case of a supply gap, a memory state of the first memory means is maintained, so that the circuit arrangement according to the invention provides in this case, in particular for a defined communication behavior of the corresponding transponder or sensor.
    [0017] Insbesondereim Zuge seiner Ausgestaltung als Kondensator sorgt das zweite Speichermittelfür einHalten eines Steuerzu stands des ersten Speichermittels während einerZeit t mit 0 < t ≤ tmax, die durch eine charakteristische Entladungszeitdes Kondensators bestimmt ist. Vorzugsweise beträgt tmax ungefähr 9 s,in einer äußerst bevorzugtenWeiterbildung der Schaltungsanordnung beträgt t ungefähr 2 s. Dabei lassen sich auchlängereVersorgungslückenproblemlos überbrücken. Dievorstehend genannten Zeiten sind mit dem leakage L stark von der TemperaturT abhängig(L ∼ e–T).In particular, in the course of its design as a capacitor, the second storage means for holding a Steuerzu stands of the first storage means during a time t with 0 <t ≤ t max , which is determined by a characteristic discharge time of the capacitor. T max is approximately 9 s, in an extremely preferred development of the circuit arrangement t is approximately 2 s. Even longer supply gaps can be bridged without any problems. The above times are strongly dependent on the temperature T with the leakage L (L ~ e -T ).
    [0018] Obwohlprinzipiell auch eine Ausbildung die erfindungsgemäßen Schaltungsanordnungals aktiv mit Spannung versorgte Schaltungsanordnung möglich ist,sieht eine vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnungvor, dass die Empfangseinrichtung weiterhin zu Empfangen elektromagnetischerEnergie zum Versorgen der Schaltungsanordnung ausgebildet ist. Einerderartige Ausbildung ermöglichtein möglichsteinfaches Design der Schaltungsanordnung, die auf diese Weise als einerein passive Baugruppe ausgebildet ist.Even thoughin principle, an embodiment of the circuit arrangement according to the inventionas an actively powered circuit arrangement is possible,sees an advantageous development of the circuit arrangement according to the inventionPrior to that, the receiving device continues to receive electromagneticEnergy is designed to supply the circuit arrangement. oneallows such trainingone possiblesimple design of the circuit, in this way as apurely passive assembly is formed.
    [0019] BeiVerwendung einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnungin einer Transponder-Vorrichtung, insbesondere einem RF-Transponder, istLetztere vorzugsweise durch ein logisches Ausgangssignal der Schaltungsanordnungsteuerbar. Entsprechend zeichnet sich auch eine Weiterbildung dererfindungsgemäßen Transponder-Vorrichtungdadurch aus, dass die Transponder Vorrichtung durch ein logischesAusgangssignal der Schaltungsanordnung steuerbar ist. Gleiches giltim Zuge der Erfindung auch fürdie genannten Remote Sensoren.atUse of a circuit arrangement according to the inventionin a transponder device, in particular an RF transponderThe latter preferably by a logical output signal of the circuit arrangementcontrollable. Accordingly, a development of theTransponder device according to the inventioncharacterized in that the transponder device by a logicalOutput signal of the circuit arrangement is controllable. same forin the course of the invention also forthe mentioned remote sensors.
    [0020] In äußerst bevorzugterWeiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrenszum Steuern einer Transponder-Vorrichtung oder eines Remote Sensorswird diese/dieser durch das Steuersignal wahlweise stumm oder aktivfür eineKommunikation mit einer Basisstation geschaltet, wobei das Stummschaltender Transponder-Vorrichtung bzw. des Sensors vorzugsweise nach erfolgter Kommunikationmit der Basisstation geschieht. Dadurch erhöht sich die Sicherheit vonim Zuge einer Verwendung mehrerer Transponder-Vorrichtungen und/oderSensoren anzuwendender Antikollisions-Prozeduren, da es erfindungsgemäß nichtzu Interferenzen in der Kommunikation mit bereits abgefragten undnoch abzufragenden Vorrichtungen kommt.In extremely preferredFurther development of the method according to the inventionfor controlling a transponder device or a remote sensorthis is either mute or active by the control signalfor oneCommunication is switched to a base station, with the mutethe transponder device or the sensor preferably after communicationhappens with the base station. This increases the safety ofin the course of using multiple transponder devices and / orSensors to be applied anti-collision procedures, as it does not according to the inventionto interference in communication with already queried andstill to be queried devices comes.
    [0021] Dievorstehend aufgeführten Überlegungen samtder sich daraus ergebenden Vorteile gelten – wie bereits gesagt – auch für RemoteSensoren.Thelisted above together withthe resulting benefits apply - as already said - also for remoteSensors.
    [0022] WeitereEigenschaften und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgendenBeschreibung von Ausführungsbeispielenerfindungsgemäßer Transponder-Vorrichtungenanhand der Zeichnung. Es zeigt:FurtherFeatures and advantages of the invention will become apparent from the followingDescription of exemplary embodimentsTransponder devices according to the inventionbased on the drawing. It shows:
    [0023] 1 eineschematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung von Transponder-Vorrichtungenmit einer Basisstation in einem gemeinsamen Wellenfeld; 1 a schematic representation of an inventive arrangement of transponder devices with a base station in a common wave field;
    [0024] 2 einBlockschaltbild einer erfindungsgemäßen Transponder-Vorrichtung; 2 a block diagram of a transponder device according to the invention;
    [0025] 3 einSchaltschema einer ersten Baugruppe der erfindungsgemäßen Transponder-Vorrichtung;und 3 a circuit diagram of a first assembly of the transponder device according to the invention; and
    [0026] 4 einSchaltschema einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnungals zweite Baugruppe der erfindungsgemäßen Transponder-Vorrichtung. 4 a circuit diagram of a circuit arrangement according to the invention as a second assembly of the transponder device according to the invention.
    [0027] Die 1 zeigtin einer schematischen Darstellung einer Anzahl von Transponder-Vorrichtungen 1, 1', 1'', die gemeinsam in einem von einerBasisstation 2 ausgesandten RF-Wellenfeld RF angeordnetsind. Die Transponder-Vorrichtungen 1, 1', 1'' weisen gemäß der Darstellung der 1 jeweilseine Sende- undEmpfangseinrichtung 1a in Form einer (Dipol-)Antenne sowiemit dieser in Wirkverbindung stehende weitere Schaltkreise 1b auf,insbesondere in Form eines integrierten Schaltkreises (IC), dessen erfindungsgemäß wichtigeKomponenten im Folgenden anhand der 2 bis 4 näher erläutert werden.Die Basisstation 2, auch als (RFID-)Reader bezeichnet,weist zusätzlichzu einer Sende- und Empfangseinrichtungen 2a ebenfallsweitere Schaltkreise 2b auf, beispielsweise Modulatoren,Demodulatoren, Verstärker,Frequenzgeneratoren und Mikrocontroller umfassen kann.The 1 shows in a schematic representation of a number of transponder devices 1 . 1' . 1'' working together in one of a base station 2 emitted RF wave field RF are arranged. The transponder devices 1 . 1' . 1'' according to the illustration of 1 in each case a transmitting and receiving device 1a in the form of a (dipole) antenna as well as with this in operative connection further circuits 1b on, in particular in the form of an integrated circuit (IC), whose components according to the invention in the following with reference to 2 to 4 be explained in more detail. The base station 2 , also referred to as (RFID) reader, has in addition to a transmitting and receiving devices 2a also other circuits 2 B may include, for example, modulators, demodulators, amplifiers, frequency generators and microcontrollers.
    [0028] DieTransponder-Vorrichtungen 1, 1', 1'' sind erfindungsgemäß als passiveBaugruppen ausgebildet, d.h. sie verfügen über keine eigene Energieversorgungund werden überihre Empfangseinrichtungen 1a aus dem Wellenfeld RF durchdie Basisstation 2 mit elektromagnetischer Energie versorgt.Die Schaltkreise 2b der Basisstation 2 sind inhier nicht näherbezeichneter und dem Fachmann bekannter Weise zum Senden und Empfangenvon RF-Signalen und zu deren digitaler Auswertung ausgebildet. Wieanhand der Transponder-Vorrichtung 1'' exemplarischdargestellt, kommunizieren die Transponder-Vorrichtungen 1, 1', 1'' ihrerseits im RF-Frequenzbereichmit der Basisstation 2 (Wellenfeld RF'), beispielsweise bei der Abfrage vonin den Schaltkreisen 1b in den Transponder-Vorrichtungen 1, 1', 1'' gespeicherte Daten, wie eine Identifizierungs-Nummer(ID). Im Falle von Remote Sensoren (nicht gezeigt) handelt es sichdagegen bei den Daten vorzugsweise um zu übertragende Messwerte.The transponder devices 1 . 1' . 1'' According to the invention, they are designed as passive assemblies, ie they do not have their own power supply and are transmitted via their receiving devices 1a from the wave field RF through the base station 2 supplied with electromagnetic energy. The circuits 2 B the base station 2 are in unspecified and known in the art for transmitting and receiving RF signals and their digital evaluation designed. As with the transponder device 1'' illustrated by way of example, the transponder devices communicate 1 . 1' . 1'' in turn in the RF frequency range with the base station 2 (Wave field RF '), for example when interrogating in the circuits 1b in the transponder devices 1 . 1' . 1'' stored data, such as an identification number (ID). In the case of remote sensors (not shown), however, the data are preferably measured values to be transmitted.
    [0029] Die 2 zeigtanhand eines schematischen Blockschaltbilds eine erfindungsgemäße Transponder-Vorrichtung 1.Diese weist, wie bereits vorstehend anhand der 1 erläutert, eineSende- und Empfangseinrichtung 1a sowie mit dieser verbundeneweitere Schaltkreise 1b auf. Letztere sind hierbei alsein Eingangsschaltkreis 3, eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung 4 sowieein Lese-/Speicher-Schaltkreis 5 (ggf. Mess schaltkreisim Fall von Remote Sensoren) dargestellt. Auf Grund der Ausbildungder Transponder-Vorrichtung 1 als passive Baugruppe dientdie Sende- und Empfangseinrichtung 1a sowohl zum Empfangenvon Daten von der Basisstation 1 (1) und zumSenden von Daten an die Basisstation 1 als auch zur Energieversorgung(Versorgungsspannung VDD) der weiteren Schaltkreise 1b,insbesondere der Schaltungsanordnung 4 und dem Lese-/Speicher-Schaltkreis 5.Dazu weist eine erfindungsgemäße Transponder-Vorrichtung 1 regelmäßig auchein geeignetes Spannungs-Umformmittel (nicht gezeigt), wie eineDiodengleichrichterbrücke,zum Erzeugen eines Gleichspannungssignals VDD ausder mittels der Sende- und Empfangseinrichtung 1a aufgenommenen Wechselspannungs-Energieauf, was dem Fachmann geläufigist. Der Lese-/Speicher-Schaltkreis 5 beinhaltet geeigneteSpeichermittel (nicht gezeigt) zum Speichern zumindest von zu lesendenDaten der Transponder-Vorrichtung 1. Die Pfeile LOAD, RELOAD,RESET zwischen Schaltungsanordnung 4 Lese-/Speicher-Schaltkreis 5 zeigenSignalübertragungenzwischen den genannten Bestandteilen der Transponder-Vorrichtung 1 undwerden weiter unten noch nähererläutert.Die Bezeichnung POR illustriert einen möglichen Power-On-Reset (POR)des Schaltkreises 5.The 2 shows a schematic block diagram of a transponder device according to the invention 1 , This points, as already above with reference to the 1 explains a transmitting and receiving device 1a as well as with this connected further circuits 1b on. The latter are here as an input circuit 3 , A circuit arrangement according to the invention 4 and a read / store circuit 5 (possibly measuring circuit in case of remote sensors). Due to the design of the transponder device 1 as passive assembly serves the transmitting and receiving device 1a both for receiving data from the base station 1 ( 1 ) and to send data to the base station 1 as well as the power supply (supply voltage V DD ) of the other circuits 1b , in particular the circuit arrangement 4 and the read / store circuit 5 , For this purpose, a transponder device according to the invention 1 regularly also a suitable voltage-shaping means (not shown), such as a diode rectifier bridge, for generating a DC voltage signal V DD from the means of the transmitting and receiving device 1a absorbed AC energy, which is familiar to the expert. The read / store circuit 5 includes suitable storage means (not shown) for storing at least data to be read from the transponder device 1 , The arrows LOAD, RELOAD, RESET between circuit arrangement 4 Read / memory circuit 5 show signal transmissions between said components of the transponder device 1 and will be explained in more detail below. The term POR illustrates a possible power-on reset (POR) of the circuit 5 ,
    [0030] Diedetaillierte Ausgestaltung des Eingangsschaltkreises 3 sowieder Schaltungsanordnung 4 und deren Wechselwirkung untereinandersowie mit dem Lese-/Speicher-Schaltkreis 5 werden im Folgendenanhand der 3 und 4 näher erläutert.The detailed design of the input circuit 3 and the circuit arrangement 4 and their interaction with each other and with the read / store circuit 5 will be described below on the basis of 3 and 4 explained in more detail.
    [0031] Die 3 zeigtin einem detaillierten Schaltschema den erfindungsgemäßen Eingangsschaltkreis 3 derTransponder-Vorrichtungen 1, 1', 1'', der gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispielvollständigmonolithisch integriert ausgebildet ist. Der Eingangsschaltkreis 3 weisteinen Eingang 3.1 fürein Steuersignal und einen Ausgang 3.2 für das Steuersignalauf. Zwischen dem Eingang 3.1 und dem Ausgang 3.2 istgemäß derThe 3 shows in a detailed circuit diagram of the input circuit according to the invention 3 the transponder devices 1 . 1' . 1'' , which is formed according to the embodiment shown completely monolithically integrated. The input circuit 3 has an entrance 3.1 for a control signal and an output 3.2 for the control signal. Between the entrance 3.1 and the exit 3.2 is according to the
    [0032] 3 einelektrisches Ventilmittel in Form einer Schottky-Diode 3.3 angeordnet. Parallelzu der Schottky-Diode 3.3 weist der Eingangsschaltkreis 3 einInvertermittel 3.4 auf, dessen Ausgang 3.4a mit demGate 3.5a eines Feldeffekt-Transistors 3.5 verbundenist. Der Drain-Anschluss 3.5b des Transistors 3.5 liegtauf dem Potenzial am Ausgang 3.2 des Eingangsschaltkreises 3,währendder Source-Anschluss 3.5c auf Substratpotenzial VSS liegt. 3 an electrical valve means in the form of a Schottky diode 3.3 arranged. Parallel to the Schottky diode 3.3 indicates the input circuit 3 an inverter 3.4 on, whose output 3.4a with the gate 3.5a a field effect transistor 3.5 connected is. The drain connection 3.5b of the transistor 3.5 lies on the potential at the output 3.2 of the input circuit 3 while the source connector 3.5c on substrate potential V SS .
    [0033] Beidem Steuersignal am Eingang 3.1 kann es sich erfindungsgemäß beispielsweiseum ein Reset-Signal handeln. Dieses zeichnet sich durch eine gegenüber demSubstratpotenzial VSS positive Spannung aus, so dass beim Anliegeneines solchen Signals am Eingang 3.1 ein Durchlassstromdurch die Schottky-Diode 3.3 fließt, die im Gegensatz zu normalenDioden im Durchlasszustand praktisch keine Ladungsspeicherung aufweistund daher als extrem schnelle Schaltdiode ohne messbare Sperrverzögerung gilt,wodurch am Ausgang 3.2 des Eingangsschaltkreises 3 eindefiniertes Statussignal S (HIGH-Pegel) vorliegt, das – wie nachfolgendanhand der 4 beschrieben – als Steuersignal(Statussignal) fürdie erfindungsgemäße Schaltungsanordnung 4 verwendetwird. Liegt am Eingang 3.1 des Eingangsschaltkreises 3 kein(Reset-)Signal an, so sorgt das Invertermittel 3.4 dafür, dassder Transistor 3.5 leitend geschaltet ist, so dass derEingang 3.2 des Eingangsschaltkreises 3 definiertauf Substratpotenzial VSS liegt.At the control signal at the input 3.1 For example, according to the invention, it may be a reset signal. This is characterized by a relation to the substrate potential VSS positive voltage, so that when such a signal at the input 3.1 a forward current through the Schottky diode 3.3 flows, which has virtually no charge storage in contrast to normal diodes in the on state and therefore applies as extremely fast switching diode without measurable reverse recovery delay, whereby at the output 3.2 of the input circuit 3 a defined status signal S (HIGH level) is present, which - as described below on the basis of 4 described - as a control signal (status signal) for the circuit arrangement according to the invention 4 is used. Located at the entrance 3.1 of the input circuit 3 no (reset) signal, so ensures the inverter means 3.4 for that transistor 3.5 is turned on, leaving the input 3.2 of the input circuit 3 defined at substrate potential V SS .
    [0034] DerEingangsschaltkreis 3 ist vorzugsweise zusammen mit dernachfolgend beschriebenen Schaltungsanordnung 4 und demLese-/Speicher-Schaltkreis 5 monolithisch integriert ausgebildet.The input circuit 3 is preferably together with the circuit arrangement described below 4 and the read / store circuit 5 monolithically integrated.
    [0035] Die 4 zeigtanhand eines detaillierten Schaltschemas eine erfindungsgemäße Ausgestaltungder Schaltungsanordnung 4. Diese weist zunächst einenEingang fürDaten d_ID sowie einen Eingang füreinen Takt clk_ID auf, wobei die entsprechenden Signale d_ID, clk_IDvom Lese-/Speicher-Schaltkreis 5 geliefert werden, wasin der 2 anhand des Pfeils LOAD dargestellt ist. Letztererfungiert daher bezüglichder Schaltungsanordnung 4 als "State-Machine", wie nachfolgend noch deutlicher werdenwird.The 4 shows a detailed circuit diagram of an embodiment of the circuit arrangement according to the invention 4 , This first has an input for data d_ID and an input for a clock clk_ID, wherein the corresponding signals d_ID, clk_ID from the read / store circuit 5 be delivered, which is in the 2 represented by the arrow LOAD. The latter therefore functions with respect to the circuit arrangement 4 as a "state machine", as will become more apparent below.
    [0036] Mitden genannten Eingängender Schaltungsanordnung 4 ist der Dateneingang (D-Eingang; D)bzw. der Takteingang C eines ersten Speichermittels in Form einesD-Flip-Flops 4.1 verbunden. Das D-Flip-Flop 4.1 weistweiterhin zwei Ausgänge 4.1a, 4.1b auf,wobei der Ausgang 4.1b zum Liefern des invertierten Ausgangssignalsam Ausgang 4.1a ausgebildet ist. Der Ausgang 4.1b istdirekt mit einen Eingang eines NAND-Gatters 4.2 verbunden.Darüber hinausist in 4 ein Reset-Eingang R dargestellt.With the mentioned inputs of the circuit arrangement 4 is the data input (D input; D) or the clock input C of a first memory means in the form of a D flip-flop 4.1 connected. The D flip flop 4.1 also has two outputs 4.1a . 4.1b on, with the output 4.1b to deliver the in vertierten output signal at the output 4.1a is trained. The exit 4.1b is directly to an input of a NAND gate 4.2 connected. In addition, in 4 a reset input R is shown.
    [0037] DemAusgang 4.1a des D-Flip-Flops 4.1 ist eine Stromquelle 4.3 inForm eines Feldeffekt-Transistors 4.4 mit kurzgeschlossenenGate- und Source-Anschlüssennachgeschaltet. Jeweils mit dem Drain-Anschluss des Transistors 4.4 verbundenweist die Schaltungsanordnung 4 einen Kondensator 4.5 undeinen weiteren Feldeffekt-Transistor 4.6 auf, die zwecksSchaffung eines zweiten Speichermittels 4.7 parallel geschaltetsind. Ein Anschluss des Kondensators 4.5 ist mit dem Drain-Anschluss 4.6a desTransistors 4.6 an einem Knoten 4.71 verschaltet,währendsich der zweite Anschluss des Kondensators 4.5 sowie derSource-Anschluss 4.6b desKondensators 4.6 jeweils auf Substratpotenzial VSS befinden. Der Gate-Anschluss 4.6c desTransistors 4.6 ist mit einem Eingang 4.8 für das amAusgang 3.2 (3) der Eingangsschaltung 3 anliegendeStatussignal S verbunden.The exit 4.1a of the D flip-flop 4.1 is a power source 4.3 in the form of a field effect transistor 4.4 followed by shorted gate and source terminals. Each with the drain terminal of the transistor 4.4 connected has the circuit arrangement 4 a capacitor 4.5 and another field effect transistor 4.6 to create a second storage means 4.7 are connected in parallel. One connection of the capacitor 4.5 is with the drain connection 4.6a of the transistor 4.6 at a node 4.71 interconnected while the second terminal of the capacitor 4.5 as well as the source connection 4.6b of the capacitor 4.6 each at substrate potential V SS . The gate connection 4.6c of the transistor 4.6 is with an entrance 4.8 for that at the exit 3.2 ( 3 ) of the input circuit 3 connected status signal S connected.
    [0038] Demzweiten Speichermittels 4.7 nachgeschaltet weist die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung 4 eineSchaltstufe 4.9 aus zwei parallel geschalteten MOSFET-Transistoren 4.10 (PMOS), 4.11 (NMOS)auf. Der PMOS-Transistor 4.10 ist mit seinem Gate 4.10a anden Knoten 4.71 und mit seinem Source- und Bulk- Anschluss 4.10b bzw. 4.10b' an die beispielsweisedurch die erwähnteDioden-Gleichrichterbrückegelieferte Versorgungsspannung VDD (diodedrop) angeschlossen. Der NMOS-Transistor 4.11 ist ebenfallsmit seinem Gate 4.11a mit dem Knoten 4.71 verschaltet,währendsich sein Source-Anschluss 4.11b auf Substratpotenzial VSS befindet. Die Transistoren 4.10, 4.11 sind über ihreDrain-Anschlüsse 4.10c, 4.11c miteinanderverbunden. Weiterhin stehen die Drain-Anschlüsse der Transistoren 4.10, 4.11 mitdem zweiten Anschluss des NAND-Gatters 4.2 in Verbindung,das darüberhinaus einen Ausgang 4.2a aufweist, der zugleich den Ausgangder Schaltungsanordnung 4 bildet. An diesen ist, wie ausder 2 ersichtlich, der Lese-/Schreibschaltkreis 5 einererfindungsgemäßen Transponder-Vorrichtung 1 angeschlossen.The second storage means 4.7 downstream of the circuit arrangement according to the invention 4 a switching stage 4.9 from two parallel-connected MOSFET transistors 4.10 (PMOS), 4.11 (NMOS). The PMOS transistor 4.10 is with his gate 4.10a at the node 4.71 and with its source and bulk connection 4.10b respectively. 4.10b ' to the supplied for example by the mentioned diode rectifier bridge supply voltage V DD (diode drop) connected. The NMOS transistor 4.11 is also with his gate 4.11a with the node 4.71 switched, while its source connection 4.11b is at substrate potential V SS . The transistors 4.10 . 4.11 are over their drain connections 4.10c . 4.11c connected with each other. Furthermore, there are the drain terminals of the transistors 4.10 . 4.11 with the second terminal of the NAND gate 4.2 In addition, the output has an output 4.2a has, at the same time the output of the circuit arrangement 4 forms. At this is how out of 2 apparent, the read / write circuit 5 a transponder device according to the invention 1 connected.
    [0039] Diein der 4 dargestellte Schaltung 4 lässt sichim Rahmen der Erfindung als Statusregister verstehen. Sie unterstützt eineAntikollisions-Prozedur dahingehend, dass nach einer Erfassung des Tags 1 durchdie Basisstation 2 (vgl. 1) das erste Speichermittel(D-Flip-Flop) 4.1 mittels eines geeigneten, von der Empfangseinrichtung 1a desTags 1 zu empfangenden Steuersignals nach Maßgabe durchden Lese-/Speicher-Schaltkreis 5 (Signale d_ID, clk_ID) "gesetzt" wird, d.h. den WertEins (1) annimmt. Dazu muss bei D und C gleichzeitig ein HIGH-Pegel-Signal(Datensignal bzw. Taktsignal/Taktpuls) anliegen. An den Ausgängen 4.1a, 4.1b desFlip-Flops 4.1 ergebensich so die Werte Q = 1 und Q - = 0, wobei Letzterer, solange der Tagmit Spannung versorgt wird, gemäß der 4 unmittelbaran das NAND-Gatter 4.2 weitergeleitet wird. Erfindungsgemäß wird nunder Transponder 1, 1', 1'' (1)bei gesetztem Statusregister nicht völlig abgeschaltet, sondernlediglich in einen stummen, inaktiven Zustand versetzt (stumm geschaltet).Das bedeutet, dass sich der Tag so lange nicht mehr an der Kommunikationmit der Basisstation beteiligt, bis er von dieser einen entsprechenden,neuen Be fehl empfängt,durch den das Statusregister wieder auf einen Wert Q = 0 gesetztwird: Währendzunächstdas Signal Q = 1 (HIGH-Pegel) bzw. Q - = 0 (LOW-Pegel) unmittelbaran einem Eingang des NAND-Gatters 4.2 anliegt, ist betreffend dasSignal Q entscheidend, ob am Eingang 4.8 ein (Reset-)SignalS anliegt oder nicht. Liegt kein Reset- Signal S an, so sperrt derTransistor 4.6 und der Kondensator 4.5 wird aufgeladen.Da die Schaltstufe 4.9 als CMOS-Inverter fungiert, liegt am zweitenEingang des NAND-Gatters 4.2 ebenfallsein LOW-Pegel-Signal, so dass dieses am Ausgang 4.2a denlogischen Wert Eins (1) als logisches Ausgangssignal IDliefert, der bzw. das erfindungsgemäß zum Stummschalten des Tagsverwendet wird. Die Signalübertragungvon der Schaltungsanordnung 4 zum Lese-/Speicher-Schaltkreis 5 istin 2 anhand des Pfeils RELOAD dargestellt.The in the 4 illustrated circuit 4 can be understood in the context of the invention as a status register. It supports an anticollision procedure so that after detection of the tag 1 through the base station 2 (see. 1 ) the first storage means (D flip-flop) 4.1 by means of a suitable, from the receiving device 1a of the day 1 to be received control signal in accordance with the read / store circuit 5 (Signals d_ID, clk_ID) is set, ie the value one ( 1 ). At the same time, a HIGH level signal (data signal or clock signal / clock pulse) must be present at D and C at the same time. At the exits 4.1a . 4.1b of the flip-flop 4.1 result in the values Q = 1 and Q - = 0, the latter, as long as the day is supplied with voltage, according to the 4 directly to the NAND gate 4.2 is forwarded. According to the transponder 1 . 1' . 1'' ( 1 ) is not completely switched off when the status register is set, but merely put into a mute, inactive state (muted). This means that the tag will stop communicating with the base station until it receives a corresponding new command from it, which will reset the status register to a value of Q = 0: While initially the signal Q = 1 (HIGH level) or Q - = 0 (LOW level) directly to an input of the NAND gate 4.2 is present, is decisive as to the signal Q, whether at the entrance 4.8 a (reset) signal S is present or not. If no reset signal S is present, the transistor blocks 4.6 and the capacitor 4.5 is charged. Because the switching stage 4.9 acting as a CMOS inverter is located at the second input of the NAND gate 4.2 also a LOW level signal, so this at the output 4.2a the logical value one ( 1 ) as a logical output signal ID which is used according to the invention for muting the tag. The signal transmission from the circuit arrangement 4 to the read / store circuit 5 is in 2 represented by the arrow RELOAD.
    [0040] Imumgekehrten Fall Q = 0 bzw. Q - = 1 ist der Zustand des Knotens 4.71 entscheidend.Ist der Kondensator 4.5 geladen, befindet sich der Knoten 4.71 ineinem „HIGH-Zustand". Sinkt die Spannungam Ausgang Q des Flip-Flops 4.1 ab, wird mittels des Transistors 4.3 verhindert,dass sich der Kondensator 4.5 bzw. der Knoten 4.71 über denKnoten 4.1a (Anschluß Q)des Flip-Flops entlädt. Vonder Schaltstufe 4.9 (Inverter aus Transistor 4.10 undTransistor 4.11) steht am Eingang des NAND Gatters 4.2 ein LOW-Pegelan. Somit ist der Ausgang 4.2a (Signal ID) auf HIGH.In the opposite case, Q = 0 or Q - = 1 is the state of the node 4.71 crucial. Is the capacitor 4.5 loaded, is the node 4.71 in a "HIGH state." The voltage at the output Q of the flip-flop drops 4.1 is off, by means of the transistor 4.3 prevents the capacitor 4.5 or the node 4.71 over the node 4.1a (Terminal Q) of the flip-flop discharges. From the switching stage 4.9 (Inverter of transistor 4.10 and transistor 4.11 ) stands at the entrance of the NAND gate 4.2 a LOW level. Thus, the output 4.2a (Signal ID) to HIGH.
    [0041] Istder Kondensator 4.5 entladen (die Spannung am Knoten 4.71 istLOW) steht von der Schaltstufe 4.9 am Eingang des NANDGatters 4.2 ein HIGH-Pegel an. Zusammen mit dem HIGH-Pegel des Q - Signaleshat dies am Ausgang des NAND-Gatters (Signal ID) ein LOW-Pegel zurFolge.Is the capacitor 4.5 unload (the voltage at the node 4.71 is LOW) is from the switching stage 4.9 at the entrance of the NAND gate 4.2 a HIGH level. Together with the HIGH level of the Q signal, this results in a LOW level at the output of the NAND gate (signal ID).
    [0042] Fernerlässt sichmittels des Signals S (Gate des Transsitors 4.6) direktauf den Ladezustand des Kondensators 4.5 einwirken. Hierdurchlässt sichder Kondensator 4.5 entladen undauf einen LOW-Pegel Zustandbringen.Furthermore, can be by means of the signal S (gate of the Transsitors 4.6 ) directly on the state of charge of the capacitor 4.5 act. This allows the capacitor 4.5 discharge and bring to a LOW level condition.
    [0043] Beifehlenden äußerem Feld,insbesondere bei einer Feldlückesinkt die Versorgungsspannungsspannung VDD ab. Hierdurch werdenund nach nahezu alle Knoten spannungslos. Ferner liegt auch an demLesespeicherschaltkreis 5 keine Spannung an. Hierdurchfallen alle Steuersignale insbesondere D_ID, CLK_ID oder ein Signal 3.1 inden LOW-Pegel Zustand. Auch innerhalb der Schaltung der 4 befindensich die Signale Q, Q -, der Knoten 4.9, S, ID und R in demLOW-Pegel Zustand. Nur der Konten 4.71 des Kondensators 4.5 bleibtin dem HIGH-Pegel Zustand, sofern der Kondensator 4.5 geladenist. Hierbei wird von dem Transistor 4.3 verhindert, dass sichder Knoten 4.71 überdas Flip-Flop (Q) entlädt.In the absence of an external field, in particular in the case of a field gap, the supply voltage VDD decreases. As a result, and after na almost all nodes are dead. Further, it is also on the read memory circuit 5 no voltage. As a result, all control signals fall in particular D_ID, CLK_ID or a signal 3.1 in the LOW level state. Also within the circuit of 4 are the signals Q, Q -, the node 4.9 , S, ID and R in the LOW level state. Only the accounts 4.71 of the capacitor 4.5 remains in the HIGH level state, provided the capacitor 4.5 loaded. This is done by the transistor 4.3 prevents the node 4.71 via the flip-flop (Q) discharges.
    [0044] Wirdein Feld angelegt, Versorgungsspannung VDD liegt an, wird mittelsdes Inverters 4.9 in Abhängigkeit der Spannung am Knotens 4.71 entschieden,inwieweit das Signal ID (Ausgang 4.2a) auf HIGH-Pegel gesetztwird. Ist das Signal ID high, generiert der Lesespeicherschaltkreis 5 dienötigenSignal um den LOAD oder RELOAD Vorgang einzuleiten. Hierdurch wirddas Flip-Flop 4.1 direkt über die Signale D_ID, CLK_ID,und R gesetzt, sodass Q = HIGH wird und der Kondensator 4.5 erneutauf VDD geladen werden kann.If a field is applied, the supply voltage VDD is applied, using the inverter 4.9 depending on the voltage at the node 4.71 decided to what extent the signal ID (output 4.2a ) is set to HIGH level. If the signal ID is high, the read memory circuit generates 5 the necessary signal to initiate the LOAD or RELOAD process. This will cause the flip-flop 4.1 directly across the signals D_ID, CLK_ID, and R, so that Q = HIGH and the capacitor 4.5 can be reloaded to VDD.
    [0045] Dabeikann der Tag erfindungsgemäß während derAntikollisions-Prozedurbzw. nach Stummschaltung zu jedem Zeitpunkt von der Basisstation angesprochenund ggf. umgeschaltet werden. Nach Verlassen einer Feldlücke (Versorgungslücke) miteiner Zeitdauer unterhalb der charakteristischen Entladezeit t desKondensators 4.5 nimmt der Tag nicht automatisch wiederan der Kommunikation mit der Basisstation 2 teil, da ererfindungs gemäß seinen vorherigenSteuerzustand überdas Statusregister gespeichert hat. Die Antikollisions-Prozedurwird auf diese Weise wesentlich sicherer.In this case, according to the invention, the tag can be addressed by the base station at any time during the anti-collision procedure or muting, and possibly switched over. After leaving a field gap (supply gap) with a time duration below the characteristic discharge time t of the capacitor 4.5 the tag does not automatically resume communication with the base station 2 in part, as it has inventively saved its previous control state via the status register. The anti-collision procedure becomes much more secure in this way.
    [0046] Umsicher zu stellen, dass der Tag diesen Zustand auch bei Auftreteneiner Feldlückedes RF-Feldes RF (1) beibehält, ist erfindungsgemäß das zweiteSpeichermittel 4.7 (Transistor 4.6 und Kondensator 4.5)vorgesehen. Der Kondensator 4.5 wird in seiner Funktionals elektrischer Energiespeicher für Q = 1 geladen (wenn keinReset-Signal S am Eingang 4.8 anliegt) und für Q = 0nicht. Je nach seiner konkreten Ausgestaltung entlädt sichder Kondensator 4.5 im Falle einer Versorgungslücke in einercharakteristischen Zeit t, die je nach Temperatur bis zu 9 s bei25°C betragenkann und die vorzugsweise fürtypische Anwendungen bei t = 2 s liegt. Während dieser Zeit ist der Kondensator 4.5 damitin der Lage, den Steuerzustand Q ∈ 0,1 des ersten Speichermittels 4.1 zuhalten. Wenn an Eingang 4.8 ein Reset-Signal S anliegt(vgl. 3), ist der Transistor 4.6 innerhalbdes zweiten Speichermittels 4.7 leitend geschaltet, undder Kondensator 4.5 wird – unabhängig vom derzeitigen Steuerzustanddes Statusregisters – entladen,so dass er beim neuen Setzen des Registers zum Halten des dann aktuellen Steuerzustandsbereit ist. Ein entsprechendes Signal für das D-Flip-Flop 4.1 liefertan dessen Eingang R der Lese-/Speicher-Schaltkreis 5 (PfeilRESET in 2).To make sure that the tag will maintain this state even if a field gap of the RF field RF ( 1 ), according to the invention is the second storage means 4.7 (Transistor 4.6 and capacitor 4.5 ) intended. The capacitor 4.5 is charged in its function as electrical energy storage for Q = 1 (if no reset signal S at the input 4.8 is present) and for Q = 0 not. Depending on its specific configuration, the capacitor discharges 4.5 in the case of a supply gap in a characteristic time t, which can be up to 9 s at 25 ° C depending on the temperature and which is preferably t = 2 s for typical applications. During this time is the capacitor 4.5 thus capable of the control state Q ∈ 0,1 of the first storage means 4.1 to keep. When at entrance 4.8 a reset signal S is applied (see. 3 ), is the transistor 4.6 within the second storage means 4.7 turned on, and the capacitor 4.5 is discharged, regardless of the current state of the status register, so that when the register is reset, it is ready to hold the then current control state. A corresponding signal for the D flip-flop 4.1 provides at its input R of the read / store circuit 5 (Arrow RESET in 2 ).
    [0047] DieStatus-Haltezeit t der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung 4 hängt vonder Schaltschwelle des CMOS-Inverters 4.9 ab, der als Auswerteschaltungfür eineHöhe derSpannung des zweiten Speichermittels 4.7 am Knoten 4.71 dient. DieSchaltschwelle lässtsich durch Anpassen der Weite/Länge-VerhältnisseW/L der MOSFET-Transistoren 4.10, 4.11 beeinflussen.Insbesondere bewirkt ein vergrößertes W/Ldes NMOS 4.11, ggf. bei zugleich verringertem W/L des PMOS 4.10,ein Absenken der Schaltschwelle; im umgekehrten Fall steigt dieSchaltschwelle. In der Folge ergibt sich bei abgesenkter Schaltschwelleeine längereHaltezeit t, wohingegen eine hohe Schaltschwelle mit einer kürzeren Haltezeitt einhergeht.The status holding time t of the circuit arrangement according to the invention 4 depends on the switching threshold of the CMOS inverter 4.9 from, as an evaluation circuit for a level of the voltage of the second memory means 4.7 at the node 4.71 serves. The switching threshold can be adjusted by adjusting the width / length ratios W / L of the MOSFET transistors 4.10 . 4.11 influence. In particular, an increased W / L of the NMOS causes 4.11 , possibly with reduced W / L of the PMOS at the same time 4.10 lowering the switching threshold; in the opposite case, the switching threshold increases. As a result, a longer holding time t results when the switching threshold is lowered, whereas a high switching threshold is accompanied by a shorter holding time t.
    1,1', 1''1,1 ', 1' ' Transponder(-Vorrichtung),TagTransponder () device,Day 1a1a Empfangseinrichtungreceiver 1b1b Schaltkreisecircuits 22 Basisstationbase station 2a2a Empfangseinrichtungreceiver 2b2 B Schaltkreisecircuits 33 EingangsschaltkreisInput circuit 3.13.1 Eingangentrance 3.23.2 Ausgangoutput 3.33.3 Schottky-DiodeSchottky diode 3.43.4 Invertermittelinverter means 3.4a3.4a Ausgangoutput 3.53.5 Transistor,FETTransistor,FET 3.5a3.5a Gategate 3.5b3.5b Sourcesource 3.5c3.5c Draindrain 44 Schaltungsanordnungcircuitry 4.14.1 erstesSpeichermittel, D-Flip-FlopfirstStorage means, D-flip-flop 4.24.2 NAND-GatterNAND gate 4.34.3 Stromquellepower source 4.44.4 Transistor,FETTransistor,FET 4.4a4.4a Gategate 4.4b4.4b Sourcesource 4.4c4.4c Draindrain 4.54.5 Kondensatorcapacitor 4.64.6 Transistor,FETTransistor,FET 4.6a4.6a Draindrain 4.6b4.6b Sourcesource 4.6c4.6c Gategate 4.74.7 zweitesSpeichermittelsecondstorage means 4.714.71 Knotennode 4.84.8 Eingangentrance 4.94.9 Schaltstufeswitching stage 4.104.10 PMOSPMOS 4.10a4.10a Gategate 4.10b4.10b Sourcesource 4.10c4.10c Draindrain 4.114.11 NMOSNMOS 4.11a4.11a Gategate 4.11b4.11b Sourcesource 4.11c4.11c Draindrain 55 Lese-/Speicher-SchaltkreisRead / memory circuit clk_IDclk_ID Taktsignalclock signal d_IDD_ID Datensignaldata signal DD Dateneingangdata input CC Takteingangclock input IDID Ausgangssignaloutput LOADLOAD Signalsignal PORPOR Power-On-ResetPower-on reset Q, Q -Q, Q - Ausgabewertoutput value RR Reset-EingangReset input RELOADRELOAD Signalsignal RESETRESET Signalsignal SS Reset-SignalReset signal t,tmax t, t max(Entlade-)Zeit(Discharge) time VDD V DDVersorgungsspannungsupply voltage VSS V SSSubstratpotenzialsubstrate potential
    权利要求:
    Claims (21)
    [1]
    Schaltungsanordnung, insbesondere für RF-Transponderoder Remote Sensoren, mit einer Empfangseinrichtung zum Empfangeneines elektrischen Steuersignals und einem ersten Speichermittel(4.1) zum Speichern eines Steuerzustands (Q, Q -) der Schaltungsanordnung(4) in Abhängigkeitvon dem Steuersignal (d_ID, clk_ID), gekennzeichnet durch ein zweitesSpeichermittel (4.7) zum Halten des Steuerzustands (Q, Q -)bei mangelnder Spannungsversorgung der Schaltungsanordnung (4).Circuit arrangement, in particular for RF transponders or remote sensors, having a receiving device for receiving an electrical control signal and a first storage means ( 4.1 ) for storing a control state (Q, Q -) of the circuit arrangement ( 4 ) in dependence on the control signal (d_ID, clk_ID), characterized by a second memory means ( 4.7 ) for holding the control state (Q, Q -) in the absence of power supply of the circuit arrangement ( 4 ).
    [2]
    Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass das erste Speichermittel (4.1) ein durch das Steuersignal(d_ID, clk_ID) schaltbares logisches Speichermittel ist.Circuit arrangement according to Claim 1, characterized in that the first memory means ( 4.1 ) is a logical storage means switchable by the control signal (d_ID, clk_ID).
    [3]
    Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 oder2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Speichermittel (4.1)ein D-Flip-Flop ist.Circuit arrangement according to one of claims 1 or 2, characterized in that the first storage means ( 4.1 ) is a D flip-flop.
    [4]
    Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis3, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Speichermittel (4.7)zum Halten des Steuerzustands (Q, Q -) während einer Zeit t mit 0 < t ≤ tmax ausgebildet ist.Circuit arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that the second memory means ( 4.7 ) for holding the control state (Q, Q -) during a time t at 0 <t ≦ t max .
    [5]
    Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis4, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Speichermittel (4.7)zum Speichern elektrischer Energie ausgebildet ist.Circuit arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized in that the second memory means ( 4.7 ) is configured to store electrical energy.
    [6]
    Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis5, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Speichermittel (4.7)einen Kondensator (4.5) aufweist.Circuit arrangement according to one of claims 1 to 5, characterized in that the second memory means ( 4.7 ) a capacitor ( 4.5 ) having.
    [7]
    Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 4 bis6, dadurch gekennzeichnet, dass tmax ≈ 9 s beträgt.Circuit arrangement according to one of claims 4 to 6, characterized in that t max ≈ 9 s.
    [8]
    Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 4 bis7, dadurch gekennzeichnet, dass t ≈ 2s beträgt.Circuit arrangement according to one of claims 4 to7, characterized in that t ≈ 2s is.
    [9]
    Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis8, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangseinrichtung (1a)weiterhin zum Empfangen elektromagnetischer Energie zum Versorgenzumindest der Schaltungsanordnung (4) ausgebildet ist.Circuit arrangement according to one of claims 1 to 8, characterized in that the receiving device ( 1a ) for receiving electromagnetic energy for supplying at least the circuit arrangement ( 4 ) is trained.
    [10]
    Verwendung einer Schaltungsanordnung nach einemder Ansprüche1 bis 9 in einer Transponder-Vorrichtung (1, 1', 1''), insbesondere einem RF-Transponder,oder einem Remote Sensor.Use of a circuit arrangement according to one of Claims 1 to 9 in a transponder device ( 1 . 1' . 1'' ), in particular an RF transponder, or a remote sensor.
    [11]
    Verwendung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,dass die Transponder-Vorrichtung (1, 1', 1'') oder der Remote Sensor durchein logisches Ausgangssignal (ID) der Schaltungsanordnung (4) steuerbarist.Use according to claim 10, characterized in that the transponder device ( 1 . 1' . 1'' ) or the remote sensor by a logical output signal (ID) of the circuit arrangement ( 4 ) is controllable.
    [12]
    Transponder-Vorrichtung, gekennzeichnet durch eineSchaltungsanordnung (4) nach einem der Ansprüche 1 bis9.Transponder device, characterized by a circuit arrangement ( 4 ) according to one of claims 1 to 9.
    [13]
    Transponder-Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurchgekennzeichnet, dass die Transponder-Vorrichtung (1, 1', 1'') durch ein logisches Ausgangssignal(ID) der Schaltungsanordnung (4) steuerbar ist.Transponder device according to claim 12, characterized in that the transponder device ( 1 . 1' . 1'' ) by a logical output signal (ID) of the circuit arrangement ( 4 ) is controllable.
    [14]
    Remote Sensor, gekennzeichnet durch eine Schaltungsanordnung(4) nach einem der Ansprüche 1 bis 9.Remote sensor, characterized by a circuit arrangement ( 4 ) according to one of claims 1 to 9.
    [15]
    Remote Sensor nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet,dass der Remote Sensor durch ein logisches Ausgangssignal (ID) derSchaltungsanordnung (4) steuerbar ist.Remote sensor according to claim 14, characterized in that the remote sensor by a logical output signal (ID) of the circuit arrangement ( 4 ) is controllable.
    [16]
    Anordnung von Transponder-Vorrichtungen mit einerBasisstation zumindest zum Senden von Steuersignalen an die Trans ponder-Vorrichtungen, gekennzeichnetdurch Transponder-Vorrichtungen (1, 1', 1'') gemäß Anspruch 12 oder 13.Arrangement of transponder devices with a base station at least for the transmission of control signals to the transponder devices, characterized by transponder devices ( 1 . 1' . 1'' ) according to claim 12 or 13.
    [17]
    Anordnung von Remote Sensoren mit einer Basisstationzumindest zum Senden von Steuersignalen an die Remote Sensoren,gekennzeichnet durch Remote Sensoren gemäß Anspruch 14 oder 15.Arrangement of remote sensors with a base stationat least for sending control signals to the remote sensors,characterized by remote sensors according to claim 14 or 15.
    [18]
    Verfahren zum Steuern einer Transponder-Vorrichtungoder eines Remote Sensors, wobei zumindest ein Steuersignal mittelseiner Empfangseinrichtung der Transponder-Vorrichtung oder des RemoteSensors empfangen und ein entsprechender Steuerzustand der Transponder-Vorrichtungoder des Remote Sensors in Abhängigkeitvon dem Steuersignal durch ein erstes Speichermittel gespeichert wird,dadurch gekennzeichnet, dass bei mangelnder Spannungsversorgungder Transponder-Vorrichtung oder des Remote Sensors der Steuerzustandwährendeiner Zeit t durch ein zweites Speichermittel gehalten wird.Method for controlling a transponder device or a remote sensor, wherein at least one control signal by means of a receiving device of the transponder device or the remote sensor receive and a corresponding control state of the transponder device or the remote sensor in dependence on the STEU Ersignal is stored by a first storage means, characterized in that is maintained at a lack of power supply of the transponder device or the remote sensor, the control state during a time t by a second storage means.
    [19]
    Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet,dass durch das Steuersignal die Transponder-Vorrichtung oder derRemote Sensor wahlweise stumm oder aktiv für eine Kommunikation mit einerBasisstation geschaltet wird.Method according to claim 18, characterizedthat by the control signal, the transponder device or theRemote sensor either mute or active for communication with oneBase station is switched.
    [20]
    Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet,dass die Transponder-Vorrichtung oder der Remote Sensor nach erfolgter Kommunikationmit der Basisstation stumm geschaltet wird.Method according to claim 18 or 19, characterizedthat the transponder device or the remote sensor after communicationmuted with the base station.
    [21]
    Verfahren zum Steuern einer Mehrzahl von Transponder-Vorrichtungen und/oderRemote Sensoren in einem gemeinsamen elektromagnetischen Wellenfeld,dadurch gekennzeichnet, dass jede Transponder-Vorrichtung und/oderjeder Remote Sensor gemäß einemVerfahren nach einem der Ansprüche18 bis 20 gesteuert wird.Method for controlling a plurality of transponder devices and / orRemote sensors in a common electromagnetic wave field,characterized in that each transponder device and / orevery remote sensor according to oneMethod according to one of the claims18 to 20 is controlled.
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