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    • 专利摘要:
    Die Erfindung umfaßt eine drahtlose Kommunikationsschaltung und ein Verfahren zur Kommunikation mittels drahtloser Signale, die einen Schwingkreis mit einem parallel zu einer Kondensatorschaltung geschalteten Induktivität aufweisen. Die Kondensatorschaltung umfaßt ein Paar von in Reihe geschalteten Kondensatoren. Jeder der Kondensatoren ist gemeinsam mit Masse verbunden und weist einen zugeordneten kapazitiven Wert auf. Ein Rückkopplungsnetzwerk ist angeschlossen, um den Schwingkreis selektiv zum Erzeugen eines Signals mit einer Amplitude vorzuspannen. Die Amplitude des Signals ist eine Funktion eines Verhältnisses der der Kondensatorschaltung zugeordneten kapazitiven Werte. Die Frequenz des Signals ist durch die Induktivität und die Kondensatorschaltung definiert. Der Schwingkreis ist insofern multifunktional, als er zum Arbeiten als ein Sender und ein Empfänger vorgespannt werden kann.The invention comprises a wireless communication circuit and a method for communication by means of wireless signals, which have an oscillating circuit with an inductance connected in parallel with a capacitor circuit. The capacitor circuit comprises a pair of capacitors connected in series. Each of the capacitors is connected to ground and has an associated capacitive value. A feedback network is connected to selectively bias the resonant circuit to generate an amplitude signal. The amplitude of the signal is a function of a ratio of the capacitive values associated with the capacitor circuit. The frequency of the signal is defined by the inductance and the capacitor circuit. The resonant circuit is multifunctional in that it can be biased to work as a transmitter and a receiver.
    公开号:DE102004014811A1
    申请号:DE200410014811
    申请日:2004-03-24
    公开日:2004-11-04
    发明作者:Jaideva C. Houston Goswami；Albert Sugar Land Hoefel
    申请人:Schlumberger Technology BV；
    IPC主号:G01V1-00
    专利说明:
    [0001] DieErfindung betrifft allgemein die Analyse geologischer Formationenzum Zweck der Ausbeutung von darin enthaltenen Kohlenwasserstoffreservoiren.Insbesondere betrifft die Erfindung eine drahtlose Kommunikationsschaltung,die zur Verwendung bei der Analyse geologischer Formationen geeignetist.TheThe invention relates generally to the analysis of geological formationsfor the purpose of exploiting hydrocarbon reservoirs contained therein.In particular, the invention relates to a wireless communication circuit,which are suitable for use in the analysis of geological formationsis.
    [0002] GeologischeFormationen, die ein Reservoir zum Sammeln von Kohlenwasserstoffenunter der Erdoberflächedefinieren, enthalten ein Netzwerk miteinander verbundener Wege,in denen Flüssigkeitenvorhanden sind, die in das Reservoir ein- oder aus dem Reservoiraustreten. Um die Art und das Verhalten der Flüssigkeiten in dem vorgenanntenNetzwerk zu bestimmen wird angestrebt, Erkenntnisse, wie etwa denReservoirdruck und die Durchlässigkeitdes Reservoirgesteins, überdie geologische Formation zu erhalten. Heutige Arbeitsweisen analysierendiese Eigenschaften entweder durch Datenerfassung über eineDrahtleitung mittels eines „Formationsprüfungs"-Werkzeugs oder durchBohrlochprüfungenmit Gestänge.Beide Prüfungsarten sindzur Verwendung mit „offeneBohrung"- oder „verrohrteBohrung"-Anwendungengeeignet. Allerdings gestatten diese Prüfungen keine Datenerfassungin Echtzeit, da es erforderlich ist, die Prüfungen durchzuführen, wenndie Bohrausrüstungaus der Bohrung entfernt worden ist, was als eine Fahrt bezeichnetwird.geologicalFormations that are a reservoir for collecting hydrocarbonsunder the surface of the earthdefine, contain a network of interconnected paths,in which liquidsare present that are in or out of the reservoirescape. To the type and behavior of the liquids in the aforementionedThe goal of the network is to determine insights such as theReservoir pressure and permeabilityof the reservoir rock, aboutto preserve the geological formation. Analyze today's working methodsthese properties either through data collection through aWireline using a "formation test" tool or throughborehole testswith linkage.Both types of exams arefor use with “openBore "- or" pipedHole "applicationssuitable. However, these checks do not allow data collectionin real time as it is necessary to perform the tests whenthe drilling equipmenthas been removed from the well, what is referred to as a tripbecomes.
    [0003] EineFahrt beinhaltet üblicherweisedas Entfernen des Bohrstrangs aus dem Bohrloch, das Einbringen einesFormationsprüfersin das Bohrloch, um die Formationsdaten zu erfassen, und, nach Zurückholendes Formationsprüfers,das Wiedereinführendes Bohrstrangs in das Bohrloch zum weiteren Bohren. Ersichtlich verringertdas „Fahrenim Bohrloch" denDurchsatz und wird deshalb üblicherweisevermieden. Daher erfolgt die Datenerfassung normalerweise zu geeignetenZeitpunkten, beispielsweise währendeines Wechsels des Bohrers, oder wenn der Bohrstrang aus einem anderen,nicht mit dem Bohren in Zusammenhang stehenden Grund entfernt wird,oder wenn eine Datenerfassung ausreichend wichtig ist, um eine zusätzlicheFahrt zu rechtfertigen.ARide usually involvesremoving the drill string from the borehole, inserting aformation auditordownhole to collect formation data and, after retrievingthe formation tester,reintroducingthe drill string into the borehole for further drilling. Clearly reducedthe drivingin the borehole "theThroughput and therefore becomes commonavoided. Therefore, data collection is usually done as appropriateTimes, for example duringa change of the drill, or if the drill string comes from another,is not removed for drilling related reasonor if data collection is important enough to add oneTo justify ride.
    [0004] Eswird angestrebt und ist von Vorteil, Reservoirformationsdaten aufeiner „Echtzeit"-Basis zu erhalten. Daherhat es im Stand der Technik Versuche gegeben, verschiedene Formationsdatenaus einem interessierenden, unterirdischen Bereich zu erfassen,währendder Bohrstrang sich im Bohrloch befindet. Ein Versuch im Stand derTechnik wird von Ciglenec et al. in U.S. Pat. Nr. 6 028 534 offenbart,das dem Rechtsnachfolger der vorliegenden Erfindung übertragenworden ist. Ciglenec et al. offenbaren einen Fernsensor mit einerSensor-Instrumentausrüstung undmit zugeordneter Elektronik, der ballistisch in eine Formation eingebrachtwird. Die im Fernsensor enthaltene Elektronik erleichtert Datentransferszwischen dem Sensor und einem benachbarten Kragen, der rotiert.Hierzu ermöglichtes die Elektronik, die gewünschteräumlicheAusrichtung zwischen dem Kragen und dem Sensor zu bestimmen, bevoreine Datenübertragungstattfindet.Itis aimed at and is beneficial based on reservoir informationto get a "real time" basis. Thereforethere have been attempts in the prior art, different formation datafrom an interesting underground areawhilethe drill string is in the borehole. An attempt in the state of theTechnology is described by Ciglenec et al. in U.S. Pat. No. 6 028 534,assigned to the assignee of the present inventionhas been. Ciglenec et al. disclose a remote sensor with aSensor instrumentation andwith associated electronics, which is ballistically introduced into a formationbecomes. The electronics contained in the remote sensor facilitate data transfersbetween the sensor and an adjacent collar that rotates.This enablesit the electronics, the desired onespatialDetermine alignment between the collar and the sensor beforea data transfertakes place.
    [0005] Daherbesteht Bedarf füreine Elektronik, die in der Lage ist, in drahtlosen Kommunikationsschaltungenverwendet zu werden, die in geologische Formationen eingebrachtsind.Thereforethere is a need forelectronics that are capable of being used in wireless communication circuitsto be used in geological formationsare.
    [0006] DieErfindung umfaßteine Kommunikationsschaltung und ein Verfahren zur Kommunikationmit drahtlosen Signalen, bei dem ein Schwingkreis bereitgestelltwird, der eine Induktivitätaufweist, die zu einer Kondensatorschaltung parallel geschaltetist. Die Induktivitätist die Antenne der Kommunikationsschaltung und arbeitet daher immerin Resonanz, selbst wenn die Komponenten des Schwingkreises sichmit der Temperatur verändern.Die Antenne kann daher bei einem hohen Q unter minimalem Energieverbrauchwährendder Übertragungarbeiten. Die Kondensatorschaltung enthält ein Paar in Reihe geschalteterKondensatoren. Jeder der Kondensatoren ist gemeinsam mit Masse verbundenund weist einen zugeordneten kapazitiven Wert auf. Angeschlossenist ein Rückkopplungsnetzwerk,um den Schwingkreis selektiv vorzuspannen, um ein Signal zu erzeugen,währenddie zum Erzeugen des Signals erforderliche Energie minimiert wird.Die Rückkopplungsschaltungwirkt so, daß sieden Amplitudenausschlag des überdie Antenne erzeugten Signals maximiert. Die einseitig endende Amplitudedes Signals auf jeder Seite der Antenne ist eine Funktion einesVerhältnissesder kapazitiven Werte, die der Kondensatorschaltung zugeordnet sind,wobei die Frequenz des Signals durch die Induktivität und dieKondensatorschaltung definiert wird. Der Schwingkreis ist insofernmultifunktional, als er vorgespannt werden kann, um als ein Senderund/oder ein Empfängerzu arbeiten. Zudem kann der Schwingkreis mit zusätzlichen Schaltungen versehensein, die die Sende- oder Empfangsfrequenz genauer definieren, undeine Fernenergiequelle fürdiesen bereitstellen. Diese und weitere Ausführungsformen werden ausführlichernachfolgend beschrieben.TheInvention includesa communication circuit and a method for communicationwith wireless signals, in which a resonant circuit is providedbeing an inductorhas connected in parallel to a capacitor circuitis. The inductanceis the antenna of the communication circuit and therefore always worksin resonance even if the components of the resonant circuit arechange with temperature.The antenna can therefore operate at a high Q with minimal energy consumptionwhilethe transferwork. The capacitor circuit includes a pair of series onesCapacitors. Each of the capacitors is connected to groundand has an associated capacitive value. affiliatedis a feedback network,to selectively bias the resonant circuit to generate a signalwhilethe energy required to generate the signal is minimized.The feedback circuitacts so that itthe amplitude of the overmaximizes the signal generated by the antenna. The one-sided amplitudeof the signal on each side of the antenna is a function of oneratiothe capacitive values assigned to the capacitor circuit,where the frequency of the signal is determined by the inductance and theCapacitor circuit is defined. The resonant circuit is so farmultifunctional than it can be biased to act as a transmitterand / or a recipientto work. In addition, the resonant circuit can be provided with additional circuitsbe, which define the transmission or reception frequency more precisely, anda remote energy source forprovide this. These and other embodiments become more detaileddescribed below.
    [0007] 1 ist eine Darstellung einerSchwerstange, die in einem Bohrloch angeordnet und mit einer steuerbarenSende-Empfangs-Einheit gemäß der vorliegendenErfindung versehen ist. 1 Figure 3 is an illustration of a drill collar placed in a borehole and provided with a controllable transceiver unit in accordance with the present invention.
    [0008] 2 ist eine schematischeAbbildung der steuerbaren Sende-Empfangs-Einheit der Schwerstange in 1 und zeigt ein System zumInstellungbringen eines Fernsensors vom Bohrloch in eine ausgewählte unterirdischeFormation. 2 is a schematic illustration of the controllable transceiver unit of the drill collar in 1 and shows a system for positioning a remote sensor from the borehole into a selected underground formation.
    [0009] 3 stellt schematisch dieelektronische Schaltung der steuerbaren Sende-Empfangs-Einheit der Schwerstangeaus 1 zum Empfangenvon Datensignalen vom und zum Senden von Datensignalen zum Fernsensordar. 3 schematically shows the electronic circuit of the controllable transceiver unit of the drill collar 1 for receiving data signals from and for sending data signals to the remote sensor.
    [0010] 4 ist eine elektronischeBlockdarstellung, die die Elektronik eines Fernsensors schematischabbildet. 4 is an electronic block diagram that schematically depicts the electronics of a remote sensor.
    [0011] 5 ist eine schematischeAbbildung einer in 4 gezeigtenKommunikationsschaltung entsprechend einer ersten Ausführungsform. 5 is a schematic illustration of an in 4 shown communication circuit according to a first embodiment.
    [0012] 6 ist eine schematischeAbbildung einer in 4 gezeigtenKommunikationsschaltung entsprechend einer zweiten Ausführungsform. 6 is a schematic illustration of an in 4 shown communication circuit according to a second embodiment.
    [0013] 7 ist eine schematischeAbbildung einer in 4 gezeigtenKommunikationsschaltung entsprechend einer dritten Ausführungsform 7 is a schematic illustration of an in 4 shown communication circuit according to a third embodiment
    [0014] 8 ist eine schematischeAbbildung einer in 4 gezeigtenKommunikationsschaltung entsprechend einer vierten Ausführungsform. 8th is a schematic illustration of an in 4 shown communication circuit according to a fourth embodiment.
    [0015] 9 ist eine schematischeAbbildung einer in 4 gezeigtenKommunikationsschaltung entsprechend einer fünften Ausführungsform. 9 is a schematic illustration of an in 4 shown communication circuit according to a fifth embodiment.
    [0016] 10 ist eine schematischeAbbildung einer in 4 gezeigtenKommunikationsschaltung entsprechend einer sechsten Ausführungsform. 10 is a schematic illustration of an in 4 shown communication circuit according to a sixth embodiment.
    [0017] 11 ist eine Blockdarstellung,die den Betrieb der steuerbaren Sende-Empfangs-Einheit zusammen mit dem Fernsensorgemäß der vorliegendenErfindung illustriert. 11 is a block diagram illustrating the operation of the controllable transceiver unit together with the remote sensor according to the present invention.
    [0018] Bezugnehmendauf 1 umfaßt einebeispielhafte Verwendung der vorliegenden Erfindung eine Schwerstange 10,die einen Bohrstrang (nicht dargestellt) zum Bohren eines Bohrlochs 12 aufweist.Die Schwerstange 10 ist mit einem Sondenabschnitt 14 versehen,der eine Datenerfassungsschaltung 16, dargestellt in 2, mit einer Sende/Empfangsschaltung 18 aus 3 umfaßt.Referring to 1 An exemplary use of the present invention includes a drill collar 10 using a drill string (not shown) for drilling a borehole 12 having. The drill collar 10 is with a probe section 14 provided of a data acquisition circuit 16 , shown in 2 , with a transmit / receive circuit 18 out 3 includes.
    [0019] Bezugnehmendauf 2 umfaßt die Schwerstange 10 einenDruckmesser 20, dessen Drucksensor 22 dem Bohrlochdruckim Bohrloch 12 durch einen Schwerstangendurchgang 24 ausgesetztist. Der Druckmesser 20 mißt den Umgebungsdruck auf derHöhe einerausgewähltenunterirdischen Formation und wird zum Überprüfen der Druckkalibration vonFernsensoren verwendet. Elektronische Signale (nicht dargestellt), dieden Umgebungsdruck im Bohrloch repräsentieren, werden über denDruckmesser 20 zu den Schaltkreisen einer Datenerfassungsschaltung 16 übertragen.Die Datenerfassungsschaltung 16 führt dann eine Druckkalibrierungeines Fernsensors 26 aus, der, wie am besten in 1 dargestellt ist, an dieserbestimmten Höheim Bohrloch eingebracht ist.Referring to 2 includes the drill collar 10 a pressure gauge 20 whose pressure sensor 22 the borehole pressure in the borehole 12 through a drill collar passage 24 is exposed. The pressure gauge 20 measures the ambient pressure at the level of a selected subterranean formation and is used to check the pressure calibration of remote sensors. Electronic signals (not shown) that represent the ambient pressure in the borehole are sent through the pressure gauge 20 to the circuits of a data acquisition circuit 16 transfer. The data acquisition circuit 16 then performs a pressure calibration of a remote sensor 26 out of how best in 1 is shown, is introduced at this certain height in the borehole.
    [0020] DieSchwerstange 10 ist ferner mit einer Fernsensoraufnahme 28 odermit mehreren Fernsensoraufnahmen 28 versehen, die auchin 1 dargestellt sind.Jede Sensoraufnahme 28 enthält einen Fernsensor 26 zurPositionierung innerhalb einer ausgewählten, interessierenden, unterirdischenFormation, durch die sich das Bohrloch 12 erstreckt. Wienachstehend erläutert,wird der Fernsensor 26 in dieser bestimmten Ausführungsformpositioniert, währenddas Bohrloch 12 gebohrt wird. Es wird jedoch angemerkt,daß derFernsensor 26 bereits davor in Stellung gebracht und zusammenmit der steuerbaren Sende-Empfangs-Einheit der vorliegenden Erfindung verwendetwerden kann. In derartigen Ausführungsformensind typischerweise Anstrengungen erforderlich, um den Ort des Fernsensors 26 zuidentifizieren, wie nachstehend ausführlicher beschrieben ist.The drill collar 10 is also with a remote sensor mount 28 or with multiple remote sensor recordings 28 provided that also in 1 are shown. Every sensor mount 28 contains a remote sensor 26 for positioning within a selected, interesting, underground formation through which the borehole extends 12 extends. As explained below, the remote sensor 26 positioned in this particular embodiment while the borehole 12 is drilled. However, it is noted that the remote sensor 26 already positioned before and can be used together with the controllable transceiver unit of the present invention. In such embodiments, efforts are typically required to locate the remote sensor 26 to identify, as described in more detail below.
    [0021] DieFernsensoren 26 sind gekapselte „intelligente" Sensoren, die vonder Schwerstange 10 in eine Position in der Formation,die das Bohrloch 12 umgibt, gebracht werden. Die Fernsensoren 26 erfassenEigenschaften der Formation, unter anderem zum Beispiel Druck, Temperatur,Gesteinsdurchlässigkeit,Porosität, Leitfähigkeitund die dielektrische Konstante. Die Fernsensoren 26 sindin geeigneter Weise in einem Sensorgehäuse gekapselt, das eine ausreichendestrukturelle Integritätaufweist, um einer Beschädigungwährend einerBewegung aus der Schwerstange 10 in eine lateral eingesetzteBeziehung zur unterirdischen Formation, die das Bohrloch 12 umgibt,zu widerstehen.The remote sensors 26 are encapsulated "intelligent" sensors that are from the drill collar 10 into a position in the formation that the borehole 12 surrounds, brought. The remote sensors 26 record properties of the formation, including, for example, pressure, temperature, rock permeability, porosity, conductivity and the dielectric constant. The remote sensors 26 are suitably in one sensor encapsulated housing that has sufficient structural integrity to prevent damage during movement from the drill collar 10 in a laterally inserted relationship with the underground formation that the borehole 12 surrounds to resist.
    [0022] In 1, auf die erneut Bezuggenommen wird, ist ein einziger Fernsensor 26 gezeigt,der in einer Formation in einer im wesentlichen senkrechten Richtungin Bezug auf das Bohrloch 12 und somit die Schwerstange 10 eingelassenist. Fachleuten, die diese Offenbarung lesen, ist bewußt, daß eine derartigelaterale Bewegung zum Einlassen nicht senkrecht zum Bohrloch 12 seinmuß, sondernauch unter vielen Angriffswinkeln in die gewünschte Formationsposition erreichtwerden kann. Das Einbringen eines Sensors kann unter Verwendungeines oder mehrerer nachfolgender Schritte erreicht werden: (1)Bohren in die Wand 30 des Bohrlochs und Anordnen des Fernsensors 26 inder Formation; (2) Einschlagen/Eindrücken des gekapselten Fernsensors 26 indie Formation mit einer hydraulischen Presse oder einer anderenmechanischen Einsetzanordnung; oder (3) Schießen der Fernsensoren 26 indie Formation unter Verwendung von Treibsätzen. Abhängig von der Implementationist jede dieser Techniken geeignet. Obwohl die dargestellte Ausführungsformeinen hydraulischen Mechanismus (nachfolgend ausführlicherbeschrieben) verwendet, bringt eine alternative Ausführungsformden Fernsensor 26 beispielsweise ballistisch in Stellung,was ausführlicherin US-Patent Nr. 6 467 387 an Espinosa et al. beschrieben ist, dasdem Rechtsnachfolger der vorliegenden Erfindung übertragen worden ist.In 1 referred to again is a single remote sensor 26 shown in formation in a substantially perpendicular direction with respect to the borehole 12 and thus the drill collar 10 is let in. Those skilled in the art who read this disclosure are aware that such lateral movement for admission is not perpendicular to the borehole 12 must be, but can also be achieved from many angles of attack in the desired formation position. Sensor insertion can be accomplished using one or more of the following steps: (1) Drilling into the wall 30 the borehole and placing the remote sensor 26 in the formation; (2) Break in / push in the encapsulated remote sensor 26 into formation with a hydraulic press or other mechanical insertion arrangement; or (3) shooting the remote sensors 26 into the formation using propellants. Depending on the implementation, each of these techniques is suitable. Although the illustrated embodiment uses a hydraulic mechanism (described in more detail below), an alternative embodiment brings the remote sensor 26 for example ballistically in place, which is described in more detail in U.S. Patent No. 6,467,387 to Espinosa et al. which has been assigned to the assignee of the present invention.
    [0023] Gemäß 2, auf die erneut Bezuggenommen wird, bringt eine hydraulisch betriebene Stoßvorrichtung 32 denFernsensor 26 ein, wobei sie bewirkt, daß dieserin die unterirdische Formation eindringt, um eine Messung der Eigenschaftender Formation zu erleichtern. Zum Einbringen des Sensors ist dieSchwerstange 10 mit einer inneren zylindrischen Bohrung 34 versehen,in der ein Kolbenelement 36 angeordnet ist, wobei die Stoßvorrichtung 32 ineiner Antriebsbeziehung zum gekapselten intelligenten Fernsensor 26 angeordnet ist.Das Kolbenelement 36 ist einem hydraulischen Druck ausgesetzt,der aus einem hydraulischen System 40 über eine hydraulische Versorgungsverbindung 42 zueiner Kolbenkammer 38 geleitet wird. Das hydraulische System 40 wirdselektiv von der Datenerfassungsschaltung 16 aktiviert,so daß derFernsensor 26 wie vorstehend beschrieben in Bezug auf denUmgebungsdruck im Bohrloch auf Höheder Formation kalibriert werden kann. Der Fernsensor 26 kanndann aus der Aufnahme 28 in die Formation hinter der Wand 30 desBohrlochs gebracht werden, so daß die Eigenschaften des Formationsdrucksfrei sind von Effekten im Bohrloch.According to 2 , which is referred to again, brings a hydraulically operated impact device 32 the remote sensor 26 causing it to penetrate the subterranean formation to facilitate measurement of the properties of the formation. The drill collar is for inserting the sensor 10 with an inner cylindrical bore 34 provided in the piston element 36 is arranged, the impact device 32 in a drive relationship with the encapsulated intelligent remote sensor 26 is arranged. The piston element 36 is exposed to hydraulic pressure from a hydraulic system 40 via a hydraulic supply connection 42 to a piston chamber 38 is directed. The hydraulic system 40 is selectively by the data acquisition circuit 16 activated so that the remote sensor 26 can be calibrated as described above with respect to the borehole ambient pressure at formation level. The remote sensor 26 can then from the recording 28 into the formation behind the wall 30 of the borehole so that the properties of the formation pressure are free from effects in the borehole.
    [0024] Bezugnehmendauf 3 enthält die Datenerfassungsschaltung 16 derSchwerstange 10, dargestellt in 1, eine Sende-Empfangs-Einheit 44,die von einem Sende-Empfangs-Leistungstreiber 46 (z.B.einem Leistungsverstärker)bei einer von einem Oszillator 48 bestimmten Frequenz angetriebenwird. Die Sende-Empfangs-Einheit 44 empfängt Signale,die, wie nachfolgend ausführlicherbeschrieben ist, vom Fernsensor 26 zum Sondenabschnitt 14 derSchwerstange 10 übertragenwerden. Es wird angemerkt, daß dasVerhältnisvon 2:1 nicht erforderlich ist, um die Erfindung auszuführen, unddaß andereVerhältnisseverwendet werden können.Die Sende-Empfangs-Einheit 44 umfaßt eine Antennenanordnung 50 undeinen oder mehrere Sende-Empfänger 52,abhängigvon der Implementierung.Referring to 3 contains the data acquisition circuit 16 the drill collar 10 , shown in 1 , a transceiver unit 44 by a transmit-receive power driver 46 (e.g. a power amplifier) with one from an oscillator 48 certain frequency is driven. The transceiver unit 44 receives signals from the remote sensor as described in more detail below 26 to the probe section 14 the drill collar 10 be transmitted. It is noted that the 2: 1 ratio is not required to practice the invention and other ratios can be used. The transceiver unit 44 comprises an antenna arrangement 50 and one or more transceivers 52 , depending on the implementation.
    [0025] Bezugnehmendauf 4 enthält die elektronischeSchaltung des Fernsensors 26, dargestellt in 1, eine Kommunikationsschaltung 54,die wenigstens eine Empfangsspule 56 oder Hochfrequenz(HF)antenneaufweist. Ein Ausgang 58 der Kommunikationsschaltung 54 istmit einer Steuerschaltung 60 verbunden. Die Steuerschaltung 60 istso ausgestaltet, daß einerihrer Steuerausgänge 62 einemDrucksensor 64 zugeführtwird, so daß Drucksensorausgangssignaleeinem Analog/Digital-Wandler(„ADW")/Speicher 66 zugeführt werden,der Signale vom Drucksensor 64 über einen Leiter 68 undzudem Steuersignale von der Steuerschaltung 60 über einenLeiter 70 empfängt.Eine Batterie 72 ist mit den verschiedenen Schaltkreiskomponenten desSensors 26 überLeistungsleiter 76, 78 und 80 verbunden.Ein Speicherausgang 82 der ADW/Speicherschaltung 66 wirdzu einer Steuerschaltung 84 für die Empfangsspule geführt. DieSteuerschaltung 84 fürdie Empfangsspule funktioniert als Treiberschaltung über denLeiter 86, damit die Antenne 56 Daten zur Sende-Empfangsschaltung 18,dargestellt in 3, sendenkann.Referring to 4 contains the electronic circuit of the remote sensor 26 , shown in 1 , a communication circuit 54 that have at least one receiving coil 56 or high frequency (HF) antenna. An exit 58 the communication circuit 54 is with a control circuit 60 connected. The control circuit 60 is designed so that one of its control outputs 62 a pressure sensor 64 is supplied so that pressure sensor output signals to an analog / digital converter ("ADC") / memory 66 are fed, the signals from the pressure sensor 64 over a ladder 68 and also control signals from the control circuit 60 over a ladder 70 receives. A battery 72 is with the various circuit components of the sensor 26 via performance manager 76 . 78 and 80 connected. A memory output 82 the ADW / memory circuit 66 becomes a control circuit 84 led for the receiving coil. The control circuit 84 for the receiving coil works as a driver circuit via the conductor 86 so the antenna 56 Data on the transmit / receive circuit 18 , shown in 3 , can send.
    [0026] Bezugnehmendauf 5 ist die Kommunikationsschaltung 54 ineiner Ausführungsformaus einem Schwingkreis 88 gebildet, der die Antenne 56 inParallelschaltung mit einer Kondensatorschaltung 92 enthält. DieKondensatorschaltung 92 umfaßt ein Paar Kondensatoren,die als Kondensatoren 92a und 92b dargestellt undin Reihe geschaltet sind. Die Kondensatoren 92a und 92b sind gemeinsammit Masse verbunden, was bei 92c dargestellt ist. Ein Rückkopplungsnetzwerk 94 istebenfalls in der Kommunikationsschaltung 54 enthalten. DasRückkopplungsnetzwerk 94 istso angeschlossen, daß esden Schwingkreis 88 selektiv vorspannen kann, damit dieserein Signal oder mehrere Signale, dargestellt als Signal 96,an Anschlüssen 88a bzw. 88b erzeugenkann.Referring to 5 is the communication circuit 54 in one embodiment from a resonant circuit 88 formed of the antenna 56 in parallel with a capacitor circuit 92 contains. The capacitor circuit 92 includes a pair of capacitors that act as capacitors 92a and 92b are shown and connected in series. The capacitors 92a and 92b are connected to ground together, what at 92c is shown. A feedback network 94 is also in the communication circuit 54 contain. The feedback network 94 is connected so that it is the resonant circuit 88 can selectively bias so that it has one or more signals, represented as a signal 96 , on connections 88a respectively. 88b can generate.
    [0027] DasRückkopplungsnetzwerk 94 enthält ersteund zweite Rückkopplungsschaltungen.Die erste Rückkopplungsschaltungumfaßteinen bipolaren Transistor 98, dessen Emitter 98a miteinem Pol eines Schalters 100 verbunden ist. Die verbleibendenPole des Schalters 100 sind mit VSUPPLY (VVERSORGUNG) und einem Eingang ASKIN verbunden. Eine Basis 98b desTransistors 98 ist zusammen mit einem Widerstand 102 undeinem Kondensator 104 verbunden. Der Widerstand 102 istin Reihe zwischen die Basis 98b und Masse 92c geschaltet. DerKondensator 104 ist in Reihe zwischen die Basis 98b undden Anschluß 88a desSchwingkreises 88 gekoppelt. Die zweite Rückkopplungsschaltungumfaßteinen bipolaren Transistor 106, dessen Emitter 106a mit Masseverbunden ist. Eine Basis 106b des Transistors 106 istgemeinsam mit einem Widerstand 108 und einem Kondensator 110 verbunden.Der Widerstand 108 ist zwischen die Basis 106b undVSUPPLY geschaltet. Ein Kollektor 106c desTransistors 106 ist mit einem Pol eines Schalters 112 über denKondensator 112a geschaltet, wobei der Kollektor 106c undder Kondensator 112a gemeinsam mit dem Anschluß 88a desSchwingkreises 88 verbunden sind. Die verbleibenden Poledes Schalters 112 sind mit Masse und dem Eingang FSKIN verbunden. Der Kondensator 110 istzwischen die Basis 106 und den Anschluß 88b des Schwingkreises 88 in Reihegeschaltet.The feedback network 94 includes first and second feedback circuits. The first feedback circuit comprises a bipolar transistor 98 , whose emitter 98a with a pole of a switch 100 connected is. The remaining poles of the switch 100 are connected to V SUPPLY (V SUPPLY) and an input ASK IN. One Base 98b of the transistor 98 is together with a resistance 102 and a capacitor 104 connected. The resistance 102 is in series between the base 98b and mass 92c connected. The condenser 104 is in series between the base 98b and the connection 88a of the resonant circuit 88 coupled. The second feedback circuit comprises a bipolar transistor 106 , whose emitter 106a is connected to ground. One Base 106b of the transistor 106 is in common with a resistance 108 and a capacitor 110 connected. The resistance 108 is between the base 106b and V SUPPLY switched. A collector 106c of the transistor 106 is with a pole of a switch 112 over the capacitor 112a switched, the collector 106c and the capacitor 112a together with the connection 88a of the resonant circuit 88 are connected. The remaining poles of the switch 112 are connected to ground and the FSK IN input. The condenser 110 is between the base 106 and the connection 88b of the resonant circuit 88 connected in series.
    [0028] Mitdieser Konfiguration wirkt die Antenne 56 als die Induktivität des Schwingkreises 88,wodurch es der Kommunikationsschaltung 54 möglich wird,stets bei einer gewünschtenResonanzfrequenz zu arbeiten, d.h. die Antenne 56 ist stetsin Resonanz mit dem Schwingkreis 88. Als Ergebnis wirddie Stabilisierungszeit der Kommunikationsschaltung 54 minimiert,wodurch der Datendurchsatz erhöhtwird, währenddie Energie, die zum Übertragenvon Daten erforderlich ist, minimiert wird. Die Resonanzfrequenzder Kommunikations schaltung 54 wird vom Wert der Antenne 56 undder Kondensatorschaltung 92 dominiert. Die Transistoren 98 und 106 unddie Kondensatoren 104 und 110 der ersten bzw.zweiten Rückkopplungsschaltkreiseimplementieren eine Rückkopplungsschleifedes Schwingkreises 88. So stellt jede der ersten und zweitenRückkopplungsschaltungeneine 360° Rückkopplungzum Schwingkreis 88 bereit. Bei Aktivierung spannt derWiderstand 102 den Transistor 98 der ersten Rückkopplungsschaltungin Durchlaßrichtungvor und der Widerstand 108 spannt den Transistor 106 derzweiten Rückkopplungsschaltungin Durchlaßrichtungvor. Das Ergebnis besteht darin, daß über die Antenne 56 einemaximale Spannung an den Anschlüssen 88a und 88b erreichtwird, infolge der 180° Umkehrungdes Signals überder Antenne 56. Da die Transistoren 98 und 106 nurfür einesehr kurze Zeitspanne leiten, ist die Energie, die verbraucht wird,um die maximale Spannung überder Antenne 56 zu erzeugen, minimal.With this configuration the antenna works 56 than the inductance of the resonant circuit 88 , which makes it the communication circuit 54 is possible to always work at a desired resonance frequency, ie the antenna 56 is always in resonance with the resonant circuit 88 , As a result, the stabilization time of the communication circuit 54 minimized, which increases data throughput while minimizing the energy required to transfer data. The resonance frequency of the communication circuit 54 will depend on the value of the antenna 56 and the capacitor circuit 92 dominated. The transistors 98 and 106 and the capacitors 104 and 110 the first and second feedback circuits, respectively, implement a feedback loop of the resonant circuit 88 , Each of the first and second feedback circuits provides 360 ° feedback to the resonant circuit 88 ready. When activated, the resistance tensions 102 the transistor 98 the first feedback circuit forward and the resistance 108 tensions the transistor 106 forward of the second feedback circuit. The result is that over the antenna 56 a maximum voltage at the connections 88a and 88b is achieved due to the 180 ° reversal of the signal over the antenna 56 , Because the transistors 98 and 106 Conducting only for a very short period of time is the energy that is consumed at the maximum voltage across the antenna 56 to generate minimal.
    [0029] DasVerhältnisC1/C2 der Werteder Kondensatoren 92a und 92b definiert den Abgleichdes Schwingkreises 88 und die Amplituden des Signals 96,wobei C1 der Wert des Kondensators 92a undC2 der Wert des Kondensators 92b ist.Wenn die Werte C1 und C2 imwesentlichen gleich sind, arbeitet der Schwingkreis 88 in einemabgeglichenen Zustand und die Amplituden des Signals über derAntenne 56 sind im wesentlichen gleich, wobei sie zwischenMasse und VSUPPLY oszillieren. Wenn dieWerte C1 und C2 nichtgleich sind, arbeitet der Schwingkreis 88 in einem unabgeglichenenZustand, was dazu führt,daß dieAmplitude des Signals über derAntenne 56 anders ist. Unabhängig davon, ob der Schwingkreis 88 ineinem abgeglichenen oder einem unabgeglichenen Zustand arbeitet,bleibt das Differenzspannungsniveau des Signals über der Antenne 56,gemessen an den Anschlüssen 88a und 88b,im wesentlichen unbeeinflußt.Im Ergebnis ist die Datenübertragungsenergiean den Anschlüssen 88a und 88b gleich,d.h. der Energieverlust ist minimiert. Daher ist die Kommunikationsschaltung 54 geeignetzur Verwendung sowohl als Differenztaktsender als auch als Gleichtaktempfänger, wasim Nachfolgenden ausführlicherbeschrieben ist.The ratio C 1 / C 2 of the values of the capacitors 92a and 92b defines the tuning of the resonant circuit 88 and the amplitudes of the signal 96 , where C 1 is the value of the capacitor 92a and C 2 the value of the capacitor 92b is. If the values C 1 and C 2 are essentially the same, the resonant circuit operates 88 in a balanced state and the amplitudes of the signal over the antenna 56 are essentially the same, oscillating between ground and V SUPPLY . If the values C 1 and C 2 are not the same, the resonant circuit operates 88 in an unbalanced state, which causes the amplitude of the signal across the antenna 56 is different. Regardless of whether the resonant circuit 88 works in a balanced or an unbalanced state, the differential voltage level of the signal remains above the antenna 56 , measured at the connections 88a and 88b , essentially unaffected. As a result, the data transmission energy is at the connections 88a and 88b the same, ie the energy loss is minimized. Hence the communication circuit 54 suitable for use both as a differential clock transmitter and as a common mode receiver, which is described in more detail below.
    [0030] Dieerste Rückkopplungsschaltungerleichtert eine Datenkommunikation unter Verwendung von Amplitudenumtastungstechniken(ASK amplitude shift keying). Hierzu wird der Schalter 100 aktiviert,um den Emitter 98a mit dem Eingang ASKIN zuverbinden. Ein am Eingang ASKIN festgestelltesSignal aktiviert und deaktiviert den Schwingkreis 88, wodurchder Sendestrom in der Antenne 56 bereitgestellt wird. Aufdiese Weise wird das von der Antenne 56 erzeugte Signalso dekodiert, daß esbei ASKIN empfangene Information enthält. Beispielsweisekann der Drucksensor 46, dargestellt in 4, ein Signal an den Eingang ASKIN übertragen.Das veranlaßtden Schwingkreis 88 dazu, Signale 96 in Reaktiondarauf zu übertragen,wodurch vom Drucksensor 64 empfangene Information an einenEmpfänger(nicht dargestellt) übertragenwird, der in bezug auf die Kommunikationsschaltung 54 entferntangeordnet ist. In einer Ausführungsformist die Information aus dem Drucksensor 64 digital.The first feedback circuit facilitates data communication using amplitude shift keying (ASK) techniques. To do this, the switch 100 activated to the emitter 98a to be connected to the ASK IN input. A signal detected at the ASK IN input activates and deactivates the resonant circuit 88 , causing the transmit current in the antenna 56 provided. This way the antenna 56 generated signal decoded so that it contains information received at ASK IN . For example, the pressure sensor 46 , shown in 4 , transmit a signal to the ASK IN input. This causes the resonant circuit 88 to signals 96 to transmit in response, causing the pressure sensor 64 received information is transmitted to a receiver (not shown) related to the communication circuit 54 is located remotely. In one embodiment, the information is from the pressure sensor 64 digital.
    [0031] Alternativhierzu kann das Signal 96 unter Verwendung von Frequenzabtastungs(FSK)technikenmit der zweiten Rückkopplungsschaltungso codiert werden, daß esInformation enthält.Hierzu wird der Schwingkreis 88 unter Verwendung des Schalters100 zum Verbinden des Emitters 98 mit VSUPPLY zumununterbrochenen Oszillieren geschaltet. Ein Signal, z.B. das vomDrucksensor 64 erzeugte, kann am Eingang FSKIN festgestelltwerden. Das Signal bei FSKIN verbindet denKondensator 112a selektiv parallel mit dem Kondensator 92a,wodurch die Resonanzfrequenz des Schwingkreises 88 verändert wird.Auf diese Weise kann das Signal 96 so erzeugt werden, daß es beiFSKIN vorhandene Information übermittelt.Alternatively, the signal 96 encoded using frequency sampling (FSK) techniques with the second feedback circuit to contain information. For this, the resonant circuit 88 using switch 100 to connect the emitter 98 switched with V SUPPLY for continuous oscillation. A signal, e.g. that from the pressure sensor 64 generated, can be determined at the input FSK IN . The signal at FSK IN connects the capacitor 112a selectively in parallel with the capacitor 92a , causing the resonant frequency of the resonant circuit 88 is changed. This way the signal 96 be generated in such a way that it transmits existing information at FSK IN
    [0032] Bezugnehmendauf 6, mit geringen Änderungender ersten Rückkopplungsschaltung,kann die Kommunikationsschaltung 154 als Empfänger für Signalearbeiten, die unter Verwendung von ASK-Techniken moduliert sind.Hierzu ist ein gleichrichtender Kondensator 114 zwischendem Emitter 98a und Masse geschaltet. Die gemeinsame Verbindungzwischen dem Emitter 98a und dem gleichrichtenden Kondensator 114 bildet einenEingangsanschluß 116,an den ein Leistungsschalter angeschlossen und aus der Entfernungmittels Empfang eines Aufwachsignals betrieben werden könnte, wiees im Stand der Technik bekannt ist. Wenn ein Signal, das eine Amplitudeaufweist, die größer istals der Basis-Emitter-Schwellenwert des Transistors 98,am Anschluß 88b empfangen wird,arbeitet der Transistor 98 in der umgekehrten Betriebsart.Im Ergebnis wird der gleichrichtende Kondensator 114 durchdie Kollektor-Basis-Diode des Transistors 98 geladen, wenndas Signal am Anschluß 88b hochist. Der gleichrichtende Kondensator 114 wird auf das gleicheSpannungsniveau geladen, das am Anschluß 88b vorherrscht,abzüglichder Kollektor-Basis-Sättigungsspannungdes Transistors 98. Wenn das Spannungsniveau des Signals 96 amAnschluß 88b abfällt unddas Spannungsniveau des Signals 96 am Anschluß 88a ansteigt,wird die Spannung bei der Basis 98b relativ zur Spannungam Kollektor 106c positiv. Diese Vorspannungsanordnungdes Transistors 98 stoppt den Kollektor-Emitter-Strom undverhindert, daß dieSpannung am Emitter 98a fällt, bis kein weiteres Signalvon der Antenne 56 erfaßt wird.Referring to 6 , with minor changes to the first feedback circuit, the communication circuit 154 work as receivers for signals that are modulated using ASK techniques. For this is a rectifying capacitor 114 between the emitter 98a and ground switched. The common connection between the emitter 98a and the rectifying capacitor 114 forms an input connection 116 to which a circuit breaker could be connected and operated remotely by receiving a wax-up signal, as is known in the art. When a signal that has an amplitude greater than the base-emitter threshold of the transistor 98 , at the connection 88b is received, the transistor works 98 in the reverse mode. As a result, the rectifying capacitor 114 through the collector-base diode of the transistor 98 loaded when the signal on the connector 88b is high. The rectifying capacitor 114 is charged to the same voltage level that at the connection 88b prevails, minus the collector-base saturation voltage of the transistor 98 , If the voltage level of the signal 96 at the connection 88b drops and the voltage level of the signal 96 at the connection 88a increases, the tension at the base 98b relative to the voltage at the collector 106c positive. This bias arrangement of the transistor 98 stops the collector-emitter current and prevents the voltage at the emitter 98a drops until no further signal from the antenna 56 is detected.
    [0033] Bezugnehmendauf 7 kann die Funktionder Kommunikationsschaltung 254 zwischen Sender und Empfänger dadurchgeändertwerden, daß einPol eines Schalters 160 mit dem Emitter 98a gekoppeltwird, wobei die verbleibenden zwei Pole des Schalters 160 mitVSUPPLY und dem gleichrichtenden Kondensator 114 gekoppeltwerden. Auf diese Weise kann die Kommunikationsschaltung 254 alsein Sender arbeiten, indem der Emitter 98a mit VSUPPLY unter Verwendung des Schalters 160 gekoppeltwird, und die vorgenannten Übertragungs(FSK)technikenverwendet werden. Damit die Kommunikationsschaltung 254 alsEmpfängerarbeitet, wird der Schalter 160 so eingestellt, daß der Emitter 98a mitdem gleichrichtenden Kondensator 114 gekoppelt ist, undso wie vorstehend unter Bezugnahme auf 6 beschrieben arbeitet.Referring to 7 can the function of the communication circuit 254 between transmitter and receiver can be changed in that a pole of a switch 160 with the emitter 98a is coupled, with the remaining two poles of the switch 160 with V SUPPLY and the rectifying capacitor 114 be coupled. In this way, the communication circuit 254 work as a transmitter by the emitter 98a with V SUPPLY using the switch 160 is coupled, and the aforementioned transmission (FSK) techniques are used. So that the communication circuit 254 works as a receiver, the switch 160 set so that the emitter 98a with the rectifying capacitor 114 and as above with reference to FIG 6 described works.
    [0034] Bezugnehmendauf 8 enthält eineweitere Ausführungsformder Kommunikationsschaltung 354 einen Hüllendemodulator 120,der gemeinsam mit der Antenne 56 und dem Kondensator 92b verbundenist. Der Hüllendemodulator 120 umfaßt einengleichrichtenden Kondensator 122 und einen Widerstand 124,die in Parallelschaltung zwischen Masse und einer Kathode einerDiode 126 geschaltet sind. Eine Anode der Diode 126 istgemeinsam mit der Antenne 56 und dem Kondensator 92b desSchwingkreises 88 verbunden. Der Schwingkreis 88 weistdie größte Empfindlichkeitfür vonder Antenne 56 erfaßteSignale auf, wenn die Werte der Kondensatoren 92a und 92b sogewähltsind, daß sieden Schwingkreis 88 in einem unabgeglichenen Zustand bringen,z.B. wenn der Kondensator 92a einen Wert hat, der vielgrößer istals der Wert des Kondensators 92b. Hierdurch wird das Signal 96 amAnschluß 88a miteinem Spannungsniveau, relativ zu Masse, bereitgestellt, das vielgrößer istals das Spannungsniveau des Signals 96 am Anschluß 88b.Das erleichtert das Erfassen wesentlich kleinerer Signale im Vergleichzur Empfängerkonfiguration,die vorstehend unter Bezug auf 6 beschriebenworden ist. Wenn gewünscht,kann ein Komparator zwischen die Kathode der Diode 26 undden Widerstand 124 an einem Punkt 126a geschaltetwerden, um das gleichgerichtete Signal in ein logisches Signal umzusetzen.Referring to 8th contains another embodiment of the communication circuit 354 an envelope demodulator 120 that is shared with the antenna 56 and the capacitor 92b connected is. The envelope demodulator 120 includes a rectifying capacitor 122 and a resistance 124 which are connected in parallel between ground and a cathode of a diode 126 are switched. An anode of the diode 126 is in common with the antenna 56 and the capacitor 92b of the resonant circuit 88 connected. The resonant circuit 88 exhibits the greatest sensitivity to from the antenna 56 detected signals when the values of the capacitors 92a and 92b are chosen so that they are the resonant circuit 88 bring in an unbalanced condition, for example if the capacitor 92a has a value that is much larger than the value of the capacitor 92b , This will make the signal 96 at the connection 88a with a voltage level, relative to ground, that is much greater than the voltage level of the signal 96 at the connection 88b , This facilitates the detection of much smaller signals compared to the receiver configuration described above with reference to 6 has been described. If desired, a comparator can be placed between the cathode of the diode 26 and the resistance 124 at one point 126a can be switched to convert the rectified signal into a logic signal.
    [0035] Bezugnehmendauf 9 wird eine gepaarte-Dioden-Schaltung 128 gemeinsammit dem Kondensator 92b und der Antenne 56 verbunden,um die Empfindlichkeit der Kommunikationsschaltung 454 zuerhöhen, wennsie als Empfängerarbeitet. Die gepaarte-Dioden-Schaltung 128 umfaßt einenOperationsverstärker 130 underste und zweite Dioden 132a und 132b, deren Anodengemeinsam mit einem Kopplungskondensator 134 und einemVorspannungswiderstand 136 verbunden sind. Ein Widerstand 138 istzwischen die Kathode der Diode 132b und Masse in Reihegeschaltet, wobei die Kathode der Diode 132a gemeinsammit einem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 130 unddem Widerstand 138 verbunden ist. Ein RC-Netzwerk 140,das einen Widerstand 140a aufweist, der parallel zu einemKondensator 140b geschaltet ist, ist in Reihe zwischenMasse und eine Kathode der Diode 132a geschaltet. Die Kathodeder Diode 132a und das RC-Netzwerk 140 sind gemeinsammit einem nichtinvertierenden V+ Eingangdes Operationsverstärkers 130 verbunden.Referring to 9 becomes a paired diode circuit 128 together with the capacitor 92b and the antenna 56 connected to the sensitivity of the communication circuit 454 to increase if she works as a receiver. The paired diode circuit 128 includes an operational amplifier 130 and first and second diodes 132a and 132b , whose anodes together with a coupling capacitor 134 and a bias resistor 136 are connected. A resistance 138 is between the cathode of the diode 132b and ground connected in series, the cathode of the diode 132a together with an inverting input of the operational amplifier 130 and the resistance 138 connected is. An RC network 140 that has a resistance 140a has, which is parallel to a capacitor 140b is connected in series between ground and a cathode of the diode 132a connected. The cathode of the diode 132a and the RC network 140 are common to a non-inverting V + input of the operational amplifier 130 connected.
    [0036] Bezugnehmendsowohl auf 4 als auchauf 9 ist in einer beispielhaftenAusführungsformder Wert des Widerstands 138 etwas größer als der Wert des Widerstands 140a.Bei Abwesenheit eines Signals an der Antenne 56 ist einSpannungsabfall überder Diode 132a größer alsder Spannungsabfall überder Diode 132b infolge eines etwas höheren Vorspannungsstroms inDurchlaßrichtung.Die Spannung steigt mit dem Vorspannungsstrom. Wenn ein Signal vonder Antenne 56 erfaßtwird, wird das Signal durch die Diode 132a und nicht durchdie Diode 132b gleichgerichtet. Der Operationsverstärker 130 ignoriertdie Wechselstromkomponente des Signals am invertierenden V– Eingang.Die Gleichspannung am V– Eingang des Operationsverstärkers 130 istdann größer alsdie Gleichspannung am V+ Eingang des Operationsverstärkers 130.Im Ergebnis wechselt der Operationsverstärker 130 den Zustand.Wenn das Signal an der Antenne 56 endet, entlädt der Kondensator 140b undder Operationsverstärker 130 kehrtzu seinem Ursprungszustand zurück.Auf diese Weise werden an einem Ausgang O/P des Operationsverstärkers 130 inReaktion auf von der Antenne 56 erfaßte Signale Digitalsignaleerzeugt. Die Signale bei O/P könnenfür eineWeiterverarbeitung zur Steuerschaltung 60 übertragenwerden. Durch Bereitstellen der gepaarte-Dioden-Konfiguration kannder Operationsverstärker 130 beieiner niedrigen Frequenz, beispielsweise im Kilohertzbereich, arbeiten,so daß Operationsverstärker mitgeringer Leistung/kleiner Bandbreite verwendet werden können, umerhebliche Vorteile in bezug auf Energieeinsparung bereitzustellen.Um die Empfindlichkeit der Empfangsschaltung 128 zu erhöhen kann einzusätzlicherVorverstärker(nicht dargestellt) so angeschlossen sein, daß der Kondensator 134 gemeinsam andessen Anschlüsse,und der Ausgang des Vorverstärkers(nicht dargestellt) gemeinsam an die Anoden der Dioden 132a und 132b angeschlossenist.Referring to both 4 as well on 9 is the value of resistance in an exemplary embodiment 138 slightly larger than the value of the resistance 140a , In the absence of a signal on the antenna 56 is a voltage drop across the diode 132a greater than the voltage drop across the diode 132b due to a slightly higher forward bias current. The voltage increases with the bias current. If a signal from the antenna 56 is detected, the signal is through the diode 132a and not through the diode 132b rectified. The operational amplifier 130 ignores the AC component of the signal at the inverting V - input. The DC voltage at V - input of op amp 130 is then greater than the DC voltage at the V + input of the operational amplifier 130 , As a result, the operational amplifier changes 130 the condition. If the signal on the antenna 56 ends, the capacitor discharges 140b and the operational amplifier 130 returns to its original state. In this way, at an output O / P of the operational amplifier 130 in response to from the antenna 56 detected signals generated digital signals. The signals at O / P can be used for further processing to the control circuit 60 be transmitted. By providing the paired diode configuration, the operational amplifier can 130 operate at a low frequency, for example in the kilohertz range, so that low power / low bandwidth operational amplifiers can be used to provide significant energy saving advantages. To the sensitivity of the receiving circuit 128 To increase an additional preamplifier (not shown) can be connected so that the capacitor 134 common to its connections, and the output of the preamplifier (not shown) common to the anodes of the diodes 132a and 132b connected.
    [0037] EinzusätzlicherVorteil mit der gepaarte-Dioden-Schaltung 128 besteht darin, daß sie eineverhältnismäßige Stabilität aufweist,wenn sie Temperaturschwankungen unterworfen wird, d. h. die Differenzspannung, dieSpannung bei dem V+ Eingang abzüglich derSpannung am V– Eingang,ist verhältnismäßig unabhängig vonder Temperatur. Die Vorspannungsströme der Dioden 132a und 132b sindI1 und I2. Der Wertdes Kondensators 140b und des Widerstands 138 istR1 bzw. R2. DasVerhältnisI1/I2 ist durchdas Verhältnisvon R1/R2 definiert.Im Ergebnis kann die Differenz der Vorspannungen in Durchlaßrichtungder Dioden 132a und 132b, ΔVD,wie folgt definiert werden:
    [0038] Auflösen derGleichung 1 nach ΔVD ergibt:
    [0039] Unterder Annahme, daß dieBetriebstemperatur des Schwingkreises 88 zwischen 300Kund 450K beträgt,ergeben sich die Werte fürUT wie folgt: UT(300K) ≈ 26 mV (4) UT(450K) ≈ l39 mV (5) Assuming that the operating temperature of the resonant circuit 88 is between 300K and 450K, the values for U T are as follows: U T (300K) ≈ 26 mV (4) U T (450K) ≈ l39 mV (5)
    [0040] Eswird angestrebt, daß dieminimale Erkennungseingangsschwellenspannung unterhalb der maximalenEingangsoffsetspannung liegt. Unter der Annahme, daß die Eingangsoffsetspannungdes Operationsverstärkers 130 wenigerals 3 mV beträgt,kann ein Verhältnisvon R1/R2 wie folgtdefiniert werden:
    [0041] Somitergibt sich mit einem Widerstandsmißverhältnis von 6% in dem vorgenanntenBeispiel in bezug auf Gleichungen (1) bis (7) ein ΔVD mit einem Wert von 3 mV bei 300K und 4,5V bei 450K. Wie gezeigt ist die Differenzspannung ΔVD überdiesem Temperaturbereich sehr stabil. Der kleine Anstieg des Schwellenwerts kannein gewünschtesErgebnis sein, da die Eingangsoffsetspannung von Operationsverstärkern imAllgemeinen dazu tendiert, mit der Temperatur zu steigen.Thus, with a resistance mismatch of 6% in the above example, the result is on equations (1) to (7) a ΔV D with a value of 3 mV at 300K and 4.5 V at 450K. As shown, the differential voltage ΔV D is very stable over this temperature range. The small increase in the threshold may be a desired result because the input offset voltage of operational amplifiers generally tends to increase with temperature.
    [0042] Bezugnehmendsowohl auf 4 als auchauf 10 enthält die Kommunikationsschaltung 554 eine Spannungsvervielfacherschaltung 142,die mit dem Schwingkreis 88 verbunden ist. Die Spannungsvervielfacherschaltung 142 enthält einenKopplungskondensator 144, der zusammen mit einer Kathodeeiner ersten Diode 146 und einer Anode einer zweiten Diode 148 verbundenist. Ein gleichrichtender Kondensator 150 ist zwischeneine Katode der zweiten Diode 148 und Masse in Reihe geschaltet.Eine Anode Kathode der ersten Diode 146 ist mit dem Anschluß 88a verbunden.Die Spannungsvervielfacherschaltung 142 erhöht die Größe einesvon der Antenne 56 erfaßten Signals. Wenn die Antenne 56 einSignal erfaßt,wird der gleichrichtende Kondensator 150 geladen. Wennder gleichrichtende Kondensator 150 geladen ist, wird derKopplungskondensator 144 verwendet, um Daten zu demodulieren.Die Dioden 146 und 148 richten die Signale gleich,wobei gleichgerichtete demodulierte Daten am Ausgang 152 vorhandensind, die an andere Schaltungen übertragen werdenkönnen,bsw. der Steuerschaltung 60. Die demodulierten Daten können danndirekt mit einem Spannungsregler verwendet werden. Wenn erwünscht können mehrereSpan nungsvervielfacherschaltungen 142 zwischen dem Schwingkreis 88 unddem Ausgang 152 in Stufen zusammengeschaltet werden. Wennder gleichrichtende Kondensator 150 in kurzen Stößen geladenwird, kann der Schwingkreis 88 verwendet werden, um gleichzeitigEnergie und Daten zu empfangen.Referring to both 4 as well on 10 contains the communication circuit 554 a voltage multiplier circuit 142 that with the resonant circuit 88 connected is. The voltage multiplier circuit 142 contains a coupling capacitor 144 together with a cathode a first diode 146 and an anode of a second diode 148 connected is. A rectifying capacitor 150 is between a cathode of the second diode 148 and ground connected in series. An anode cathode of the first diode 146 is with the connection 88a connected. The voltage multiplier circuit 142 increases the size of one from the antenna 56 detected signal. If the antenna 56 a signal is detected, the rectifying capacitor 150 loaded. If the rectifying capacitor 150 is charged, the coupling capacitor 144 used to demodulate data. The diodes 146 and 148 rectify the signals, with rectified demodulated data at the output 152 are present that can be transferred to other circuits, or. the control circuit 60 , The demodulated data can then be used directly with a voltage regulator. If desired, multiple voltage multiplier circuits can be used 142 between the resonant circuit 88 and the exit 152 interconnected in stages. If the rectifying capacitor 150 is loaded in short bursts, the resonant circuit 88 be used to receive energy and data at the same time.
    [0043] Bezugnehmendauf 2 und 11 beginnt der Fernsensor 26,sobald er in Stellung gebracht ist, im Betrieb Daten zu sammeln.In einer bestimmten Ausführungsformenthältder Fernsensor 26 einen Zeitgeber, der periodisch ein Startendes Fernsensors 26 einleitet. Der Fernsensor 26 nimmtdann Daten auf, speichert diese im ADW/Speicher 66, dargestelltin 4, und ruht erneut.Wenn die Antennenanordnung 50 zur Antenne 56 desFernsensors 26 ausgerichtet ist, sendet ein Kragensender 162,der einen Leistungsverstärker(nicht dargestellt) enthält,einen Aufwachton zum Fernsensor 26 durch die Antennenanordnung 50.Der Aufwachton wird mit einer Frequenz innerhalb der Bandbreitedes Schwingkreises 88, dargestellt in 10, gesendet, die nahe der Resonanzfrequenzdes Fernsensors 26 ist. Der Fernsensor 26 empfängt denTon überseine Antenne 26, wenn die Antennenanordnung 50 nahegenug ist, erkennt das empfangene Signal durch die Empfängeraufwachelektronik(nicht dargestellt) und wacht auf, wenn das Signal die gewünschte Frequenzaufweist. Der Fernsensor 26 sendet dann ein Bestätigungssignalzum Kragensender 162 und wartet, um einen Befehl zu empfangen.Referring to 2 and 11 the remote sensor begins 26 as soon as he is positioned to collect data in the company. In a particular embodiment, the remote sensor includes 26 a timer that periodically starts the remote sensor 26 initiates. The remote sensor 26 then records data, stores it in the ADW / memory 66 , shown in 4 , and rests again. If the antenna arrangement 50 to the antenna 56 of the remote sensor 26 a collar transmitter sends 162 , which contains a power amplifier (not shown), a wake-up sound to the remote sensor 26 through the antenna arrangement 50 , The wake-up sound is at a frequency within the bandwidth of the resonant circuit 88 , shown in 10 , which is sent close to the resonance frequency of the remote sensor 26 is. The remote sensor 26 receives the sound through its antenna 26 if the antenna arrangement 50 is close enough, detects the received signal by the receiver wake-up electronics (not shown) and wakes up when the signal has the desired frequency. The remote sensor 26 then sends a confirmation signal to the collar transmitter 162 and waits to receive a command.
    [0044] DerFernsensor 26 ist, wenn er vom Kragensender 162 aufgewecktworden ist, in der Lage, eine Reihe von Befehlen, wie sammle Daten, übertrageDaten, lese Speicher, schreibe Speicher, zu empfangen und auszuführen. Üblicherweisewird der Kragensender 162 den Fernsensor 26 instruieren,Daten zu übertragen.Der Fernsensor 26 überträgt über dieAntenne 56 Meßdatenzur Sender-Empfänger-Schaltung 18 undkehrt danach in den Ruhezustand zurück. Der Empfänger 156 inder Sende-Empfänger-Schaltung 18 verstärkt, demoduliert,und dekodiert die Daten. Ein Duplexer 158 in der Kragenelektronikschütztden Empfänger 156 inder Schwerstange 10. Die Antennenanordnung 50 inder Schwerstange 10 ist durch, unter anderem, eine Abstimmschaltung 164,die zwischen die Antennenanordnung 50 und den Duplexer 158 geschaltetist, in Resonanz zur Übertragungsfrequenzdes Fernsensors 26 abgestimmt.The remote sensor 26 is when he's off the collar transmitter 162 has been able to receive and execute a series of commands such as collect data, transfer data, read memory, write memory. Usually the collar transmitter 162 the remote sensor 26 instruct to transfer data. The remote sensor 26 transmits via the antenna 56 Measurement data for the transmitter-receiver circuit 18 and then returns to sleep. The recipient 156 in the transceiver circuit 18 amplifies, demodulates and decodes the data. A duplexer 158 in the collar electronics protects the receiver 156 in the collar 10 , The antenna arrangement 50 in the collar 10 is by, among other things, a tuning circuit 164 that between the antenna arrangement 50 and the duplexer 158 is switched in resonance with the transmission frequency of the remote sensor 26 Voted.
    [0045] Insbesondereist die Schwerstange 10 sehr nahe am Fernsensor 26 positioniert.In einigen Ausführungenwird die Schwerstange 10 dazu verwendet, den Fernsensor 26 inStellung zu bringen, und in diesen Fällen ist die Schwerstange 10 naheam Fernsensor 26. Wenn der Fernsensor 26 davorin Stellung gebracht worden ist, kann seine Position aus Aufzeichnungen,die sein in Stellung bringen betreffen, bestimmt werden. Als letzterAusweg kann die Sendeempfangseinheit 44, dargestellt in 3, verwendet werden, umden Fernsensor 26 zu lokalisieren, indem die Schwerstange 10 imBohrloch 12 in Schwingungen versetzt wird. Eine elektromagnetischeWelle wird von der Sender-Empfänger-Schaltung 18 indie Schwerstange 10 übertragen,um den Fernsensor "Einzuschalten" und den Fernsensor 26 dazuzu bringen, ein kodiertes Identifikationssignal zurückzusenden.Dieser "Handshaking"-Vorgang kann dazuverwendet werden, die Position des Fernsensors 26 festzustellen,da der Empfang des Handshaking-Signals vom Fernsensor 26 indiziert,daß dieSchwerstange 10 in ausreichender Nähe zur Position des Fernsensors 26 angeordnetist.In particular, the drill collar 10 very close to the remote sensor 26 positioned. In some versions, the drill collar 10 used the remote sensor 26 to position, and in these cases, the drill collar 10 close to the remote sensor 26 , If the remote sensor 26 Before being positioned, his position can be determined from records relating to his positioning. As a last resort, the transceiver 44 , shown in 3 , used to the remote sensor 26 locate by the drill collar 10 in the borehole 12 is vibrated. An electromagnetic wave is emitted by the transmitter-receiver circuit 18 in the drill collar 10 transmitted to "turn on" the remote sensor and the remote sensor 26 to get a coded identification signal sent back. This "handshaking" process can be used to determine the position of the remote sensor 26 ascertained that the handshaking signal was received by the remote sensor 26 indicated that the drill collar 10 in sufficient proximity to the position of the remote sensor 26 is arranged.
    [0046] DiePosition des Fernsensors 26 kann verfolgt werden, sobalddie Position identifiziert ist. Die Kommunikation zwischen der Schwerstange 10 unddem Fernsensor 26 erfolgt typischerweise während derBohrarbeiten, obwohl das nicht erforderlich ist, um die Erfindungauszuführen.Es gibt daher typischerweise eine bestimmte Menge Translations-und Rotationsbewegung der Sender-Empfänger-Einheit 44 relativ zum Fernsensor 26,und diese Bewegung sollte erfaßtwerden. Das kann wie in US-Patentanmeldung Nr. 09/899,243 mit demTitel STEERABLE TRANSCEIVER UNIT FOR DOWNHOLE DATA ACQUISITION INA FORMATION beschrieben erreicht werden.The position of the remote sensor 26 can be tracked once the position is identified. Communication between the collar 10 and the remote sensor 26 is typically done during drilling, although this is not required to practice the invention. There is therefore typically a certain amount of translational and rotational movement of the transmitter-receiver unit 44 relative to the distance sensor 26 , and this movement should be recorded. This can be accomplished as described in US Patent Application No. 09 / 899,243 entitled STEERABLE TRANSCEIVER UNIT FOR DOWNHOLE DATA ACQUISITION IN A FORMATION.
    [0047] Ein "Handshaking"-Vorgang veranlaßt die Elektronikdes Fernsensors 26 dazu, in die Erfassungs- und Übertragungsbetriebsartzu gehen, und Druckdaten und andere Daten, die Eigenschaften derausgewählten Formationrepräsentieren,werden, wie auch der Identifikationscode des Sensors, auf der Höhe des Fernsensors 26 erhalten.Es wird angemerkt, daß derFernsensor 26 in einigen Ausführungsformen ununterbrochen Datenerfassen kann, währendder Sender inaktiv ist, z.B. in Abwesenheit der Antennenanordnung 50.Zur selben Zeit werden Drucksensordaten (Druck und Temperatur) undandere ausgewählteFormationseigenschaften erfaßtund die Elektronik des Fernsensors 26 setzt diese Datenin ein Digitalsignal oder mehrere aufeinander folgende Digitalsignaleum. Das Digitalsignal oder gegebenenfalls die Digitalsignale wirdbzw. werden vom Fernsensor 26 über die Sender-Empfänger-Schaltung 18 zurück zur Schwerstange 10 übertragen.Dies wird durch Synchronisation und Codierung jedes einzelnen Datenbitsin eine bestimmte Zeitabfolge erzielt. Die Datenerfassung und -übertragungoder zumindest die Übertragung(abhängigvon der Ausführungsform),wird beendet, nachdem stabile Druck- und Temperaturwerte erhaltenund erfolgreich zur On-Board-Schaltung der Schwerstange 10 übertragenworden sind.A "handshaking" process causes the electronics of the remote sensor 26 to go into the acquisition and transmission mode, and print data and other data representing properties of the selected formation, as well as the identification code of the sensor, are at the level of the remote sensor 26 receive. It is noted that the remote sensor 26 in some embodiments, can continuously acquire data while the transmitter is inactive, for example, in the absence of the antenna array 50 , At the same time, pressure sensor data (pressure and temperature) and other selected formation properties are acquired and the electronics of the remote sensor 26 converts this data into one digital signal or several successive digital signals. The digital signal or, if applicable, the digital signals is or will be from the remote sensor 26 via the transmitter-receiver circuit 18 back to the collar 10 transfer. This is achieved by synchronizing and coding each individual data bit in a specific time sequence. The data acquisition and transmission, or at least the transmission (depending on the embodiment), is ended after stable pressure and temperature values are obtained and successfully switched to the on-board connection of the drill collar 10 have been transferred.
    [0048] Wannimmer die vorgenannte Sequenz eingeleitet wird, wird die Sender-Empfänger-Schaltung 18,die in der Schwerstange 10 angeordnet ist, durch die Energieversorgung 46 mitEnergie versorgt. Eine elektromagnetische Welle wird von der Schwerstange 10 miteiner vom Oszillator 48 bestimmten Frequenz ausgesendet. DieFrequenz kann innerhalb des Bereichs von 10 KHz bis 50 MHz gewählt werden.Sobald der Fernsensor 26 in den Einflußbereich der Sender-Empfänger-Schaltung 18 gelangt,strahlt die im Fernsensor 26 angeordnete Antenne 56 mittelsder Steuerschaltung 84 für die Empfangsspule und derAntenne 56 eine elektromagnetische Welle mit der doppeltenOriginalfrequenz zurück.Whenever the aforementioned sequence is initiated, the transmitter-receiver circuit 18 that are in the drill collar 10 is arranged by the energy supply 46 energized. An electromagnetic wave is released from the drill collar 10 with one from the oscillator 48 certain frequency. The frequency can be selected within the range from 10 KHz to 50 MHz. Once the remote sensor 26 in the sphere of influence of the transmitter-receiver circuit 18 arrives, shines in the remote sensor 26 arranged antenna 56 by means of the control circuit 84 for the receiving coil and the antenna 56 an electromagnetic wave with twice the original frequency.
    [0049] Dasschließtdie detaillierte Beschreibung bestimmter Ausführungsformen ab. Die bestimmtenAusführungsformendie vorstehend offenbart worden sind, sind lediglich beschreibend,da die Erfindung verändert undauf verschiedene, jedoch äquivalenteArten ausgeführtwerden kann, die sich dem Fachmann im Hinblick auf die hier beschriebeneLehre erschließen.Ferner sind keine Einschränkungenin bezug auf die hier gezeigten Konstruktions- oder Entwurfsdetailsbeabsichtigt, außerden in den nachfolgenden Ansprüchenbeschriebenen. Es ist daher klar, daß die vorstehend offenbartenbestimmten Ausführungsformenverändertoder abgewandelt werden könnenund das derartige Varianten im Bereich der beanspruchten Erfindungliegen. Dementsprechend ist der hier nachgefragte Schutz in dennachfolgenden Ansprüchenausgeführt.Die Ausführungsformender vorstehend beschriebenen Erfindung sind beispielhaft. Die vorstehendwiedergegebene Offenbarung kann vielen Änderungen und Modifikationenunterworfen werden währendsie innerhalb des Schutzbereichs der Erfindung bleibt. Der Schutzbereichder Erfindung sollte daher nicht in bezug auf die vorstehende Beschreibungsondern statt dessen mit Bezug auf die beigefügten Ansprüche zusammen mit allen Äquivalentenbestimmt werden.Theincludesthe detailed description of certain embodiments. The certainembodimentswhich have been disclosed above are only descriptive,since the invention changed andto different but equivalentSpecies executedcan be, the expert with regard to the described hereOpen up teaching.Furthermore, there are no restrictionsin relation to the construction or design details shown hereintends exceptin the following claims. described It is therefore clear that the ones disclosed abovecertain embodimentschangedor can be modifiedand such variants in the scope of the claimed inventionlie. The protection requested here is accordingly in thesubsequent claimsexecuted.The embodimentsthe invention described above are exemplary. The aboveReproduction disclosed can make many changes and modificationsto be subjected to duringit remains within the scope of the invention. The protection areathe invention should therefore not be relied on in relation to the foregoing descriptionbut instead, with reference to the appended claims, together with all equivalentsbe determined.
    权利要求:
    Claims (25)
    [1]
    Drahtlose Kommunikationsschaltung mit: einerAntenne; einer mit der Antenne parallel geschalteten Kondensatorschaltung,die einen Schwingkreis definiert, der einen ersten und einen zweitenAnschluß aufweist,wobei die Kondensatorschaltung ein Paar in Reihe geschalteter Kondensatorenaufweist, wobei das Paar von Kondensatoren gemeinsam mit Masse verbundenist, und einem mit dem Schwingkreis verbundenen Rückkopplungsnetzwerk.Wireless communication circuit with:oneAntenna;a capacitor circuit connected in parallel with the antenna,which defines a resonant circuit, the first and the secondHas connection,the capacitor circuit being a pair of capacitors connected in serieswhich pair of capacitors are commonly connected to groundis anda feedback network connected to the resonant circuit.
    [2]
    Kommunikationsschaltung nach Anspruch 1, wobei dasRückkopplungsnetzwerkeine 360° Rückkopplungzu jedem der ersten und zweiten Anschlüsse bereitstellt.Communication circuit according to claim 1, wherein theFeedback networka 360 ° feedbackto each of the first and second ports.
    [3]
    Kommunikationsschaltung nach Anspruch 1, wobei dasRückkopplungsnetzwerkzum Bereitstellen eines maximalen Signalausschlags über derAntenne angeschlossen ist.Communication circuit according to claim 1, wherein theFeedback networkto provide a maximum signal deflection above theAntenna is connected.
    [4]
    Kommunikationsschaltung nach Anspruch 1, wobei jederKondensator des Paars von Kondensatoren im wesentlichen gleicheWerte aufweist.Communication circuit according to claim 1, wherein eachCapacitor of the pair of capacitors essentially the sameHas values.
    [5]
    Kommunikationsschaltung nach Anspruch 1, wobei jederKondensator des Paars von Kondensatoren verschiedene Werte aufweist.Communication circuit according to claim 1, wherein eachCapacitor of the pair of capacitors has different values.
    [6]
    Kommunikationsschaltung nach Anspruch 1, wobei derSchwingkreis ein Signal definiert und das Rückkopplungsnetzwerk zum Empfangenvon Daten verbunden ist, um das Signal mit den Daten selektiv zucodieren.Communication circuit according to claim 1, wherein theResonant circuit defines a signal and the feedback network for receivingof data is connected to the signal with the data selectivelyencode.
    [7]
    Kommunikationsschaltung nach Anspruch 1, wobei derSchwingkreis ein Signal definiert und das Rückkopplungsnetzwerk fernereine erste und eine zweite Rückkopplungsschaltungaufweist, um eine selektive Codierung des Signals zu ermöglichen,wobei die erste Rückkopplungsschaltungmit dem Schwingkreis verbunden ist, um das Signal unter Verwendungvon Amplitudenumtastungstechniken selektiv zu codieren, und die zweiteRückkopplungsschaltungmit dem Schwingkreis verbunden ist, um das Signal unter Verwendungvon Frequenzumtastungstechniken selektiv zu codieren.Communication circuit according to claim 1, wherein theThe resonant circuit defines a signal and the feedback network furthera first and a second feedback circuitto enable selective coding of the signal,the first feedback circuitis connected to the resonant circuit to use the signalselectively encoding amplitude shift keying techniques, and the secondFeedback circuitis connected to the resonant circuit to use the signalto selectively encode frequency shift keying techniques.
    [8]
    Kommunikationsschaltung nach Anspruch 1, ferner umfassendeine mit dem Schwingkreis parallel geschaltete gleichrichtende Schaltungzum Gleichrichten von von der Antenne erfaßten Signalen.The communication circuit of claim 1, further comprisinga rectifying circuit connected in parallel with the resonant circuitfor rectifying signals detected by the antenna.
    [9]
    Kommunikationsschaltung nach Anspruch 1, ferner umfassendeine Hüllendemodulatorschaltung,die gemeinsam mit einem Kondensator des Paars von Kondensatorenund der Antenne verbunden ist.The communication circuit of claim 1, further comprisingan envelope demodulator circuit,which together with a capacitor of the pair of capacitorsand the antenna is connected.
    [10]
    Kommunikationsschaltung nach Anspruch 1, fernerumfassend eine gepaarte-Dioden-Empfänger-Schaltung, die gemeinsammit einem Kondensator des Paars von Kondensatoren und der Antenneverbunden ist.The communication circuit of claim 1, furthercomprising a paired diode receiver circuit that is commonwith a capacitor of the pair of capacitors and the antennaconnected is.
    [11]
    Kommunikationsschaltung nach Anspruch 1, fernerumfassend einen Spannungsvervielfältiger, der gemeinsam mit einemKondensator des Paars von Kondensatoren und der Antenne verbundenist.The communication circuit of claim 1, furthercomprising a voltage multiplier that works together with aCapacitor of the pair of capacitors and the antenna connectedis.
    [12]
    Kommunikationsschaltung mit: einem Schwingkreis,der eine zu einer Kondensatorschaltung parallel geschaltete Induktivität aufweist,wobei die Kondensatorschaltung ein Paar von in Reihe geschaltetenKondensatoren aufweist, wobei das Paar von Kondensatoren erste undzweite zugeordnete Werte aufweist und gemeinsam mit Masse verbundenist, und einem Rückkopplungsnetzwerk,das mit dem Schwingkreis verbunden ist, um den Schwingkreis zumBetrieb als ein Sender und ein Empfänger selektiv vorzuspannen.Communication circuit with:a resonant circuit,which has an inductance connected in parallel with a capacitor circuit,the capacitor circuit being a pair of series connectedHas capacitors, the pair of capacitors first andsecond assigned values and connected together to groundis anda feedback network,which is connected to the resonant circuit to the resonant circuit toSelectively bias operation as a transmitter and a receiver.
    [13]
    Kommunikationsschaltung nach Anspruch 12, wobeider Schwingkreis ein Signal definiert und das Rückkopplungsnetzwerk fernereine Rückkopplungsschaltungzum Ermöglichenselektiver Codierung des Signals umfaßt.Communication circuit according to claim 12, whereinthe resonant circuit defines a signal and the feedback network furthera feedback circuitto enableselective coding of the signal comprises.
    [14]
    Kommunikationsschaltung nach Anspruch 12, wobeider Schwingkreis ein Signal definiert und das Rückkopplungsnetzwerk fernereine erste und eine zweite Rückkopplungsschaltungzum Ermöglicheneiner selektiven Codierung des Signals aufweist, wobei die ersteRückkopplungsschaltungzum selektiven Codieren des Signals unter Verwendung von Amplitudenumtastungstechnikenmit dem Schwingkreis verbunden ist und die zweite Rückkopplungsschaltungzum selektiven Codieren des Signals mit Frequenzumtastungstechniken mitdem Schwingkreis verbunden ist.Communication circuit according to claim 12, whereinthe resonant circuit defines a signal and the feedback network furthera first and a second feedback circuitto enablea selective coding of the signal, the firstFeedback circuitfor selectively encoding the signal using amplitude shift keying techniquesis connected to the resonant circuit and the second feedback circuitfor selectively encoding the signal using frequency shift keying techniquesis connected to the resonant circuit.
    [15]
    Kommunikationsschaltung nach Anspruch 13, fernerumfassend eine Hüllendemodulatorschaltung,die gemeinsam mit der Induktivitätund einem Kondensator des Paars von Kondensatoren verbunden ist.The communication circuit of claim 13, furthercomprising an envelope demodulator circuit,which together with the inductanceand a capacitor of the pair of capacitors is connected.
    [16]
    Kommunikationsschaltung nach Anspruch 13, fernerumfassend eine parallel zum Schwingkreis geschaltete gleichrichtendeSchaltung zum Gleichrichten von von der Induktivität erfaßten Signalen.The communication circuit of claim 13, furthercomprising a rectifying circuit connected in parallel with the resonant circuitCircuit for rectifying signals detected by the inductance.
    [17]
    Kommunikationsschaltung nach Anspruch 16, fernerumfassend eine gepaarte-Dioden-Empfänger-Schaltung, die gemeinsammit einem Kondensator des Paars von Kondensatoren und der Induktivität verbundenist.The communication circuit of claim 16, furthercomprising a paired diode receiver circuit that is commonconnected to a capacitor of the pair of capacitors and the inductoris.
    [18]
    Kommunikationsschaltung nach Anspruch 16, fernerumfassend einen Spannungsvervielfacher, der gemeinsam mit einemKondensator des Paars von Kondensatoren und der Induktivität verbundenist.The communication circuit of claim 16, furthercomprising a voltage multiplier, which together with aCapacitor of the pair of capacitors and the inductor connectedis.
    [19]
    Verfahren zur Kommunikation mittels drahtloser Signalemit einem Schwingkreis, der mit einem Rückkopplungsnetzwerk verbundenist, wobei das Verfahren umfaßt: Bildendes Schwingkreises durch paralleles Verbinden einer Antenne miteiner Kondensatorschaltung, so daß die Antenne ununterbrochenin Resonanz arbeitet; und Erzeugen eines oszillierenden Signalsdurch selektives Vorspannen des Schwingkreises mit dem Rückkopplungsnetzwerk.A method of communicating by wireless signals with a resonant circuit connected to a feedback network, the method comprising: forming the resonant circuit by connecting an antenna in parallel to a capacitor circuit so that the antenna operates continuously in resonance; and generating an oscillating signal by selectively biasing the resonant circuit with the feedback development network.
    [20]
    Verfahren nach Anspruch 19, ferner umfassend Bereitstelleneiner 360° Rückkopplungzur Schwingkreisschaltung mit dem Rückkopplungsnetzwerk.The method of claim 19, further comprising providinga 360 ° feedbackfor resonant circuit connection with the feedback network.
    [21]
    Verfahren nach Anspruch 19, ferner umfassend Empfangeneines Information enthaltenden Datensignals und das Codieren desoszillierenden Signals mit der Information.The method of claim 19, further comprising receivinga data signal containing information and the coding of theoscillating signal with the information.
    [22]
    Verfahren nach Anspruch 19, ferner umfassend Empfangeneines Information enthaltenden Datensignals und Codieren des oszillierendenSignals mit der Information unter Verwendung von FSK-Techniken.The method of claim 19, further comprising receivinga data signal containing information and coding the oscillatingSignals with the information using FSK techniques.
    [23]
    Verfahren nach Anspruch 19, ferner umfassend Empfangeneines Information enthaltenden Datensignals und Codieren des oszillierendenSignals mit der Information unter Verwendung von ASK-Techniken.The method of claim 19, further comprising receivinga data signal containing information and coding the oscillatingSignals with the information using ASK techniques.
    [24]
    Verfahren nach Anspruch 19, ferner umfassend Erfassenvon Gleichtaktsignalen und Erzeugen einer digitalen Ausgabe.The method of claim 19, further comprising sensingof common mode signals and generating a digital output.
    [25]
    Verfahren nach Anspruch 19, ferner umfassend abwechselndesErfassen eines Gleichtaktsignals mit der Antenne und Übertragenvon Differenztaktsignalen der mit Antenne.The method of claim 19, further comprising alternatingAcquisition of a common mode signal with the antenna and transmissionof differential clock signals with the antenna.
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    RU2353055C2|2009-04-20|
    GB2399961A|2004-09-29|
    US7158049B2|2007-01-02|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2011-06-22| R005| Application deemed withdrawn due to failure to request examination|Effective date: 20110325 |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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