用于非接触读取器装置的电子电路转让专利

申请号 : CN200680038724.9

文献号 : CN101292254B

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相似专利:

发明人 : 伯恩哈德·斯皮斯帕米尔·埃尔代尼兹迈克尔·岑茨

申请人 : NXP股份有限公司

摘要 :

公开了一种用于与应答器(20)进行非接触通信的读取器装置(10,10’)的电子电路(12,12’)。该电子电路(12,12)包括与所述读取器装置(10,10’)的天线(11)相连接的连接线路(13a,13b),该天线(11)设计为用来接收来自于所述应答器(30)的无线电信号(TRS)。而且,它还包括接收模块(14),该接收模块(14)与天线连接线路(13a,13b)连接并且安排成用来处理来自所述天线(11)的代表所述无线电信号(TRS)的输入电压(VI)。为了提供接收模块(14)的令人满意的操作并且为了补偿天线电路与电子电路(12,12’)的不良匹配和/或读取器装置(10,10’)进行工作时所处的不良环境状况,该电子电路此外包括控制模块(15,15’)。所述控制模块(15,15’)安排成用来将所述输入电压(VI)与参考值(VR)进行比较并且用来以使得所述输入电压(VI)的电平保持在预定范围内的方式调节所述读取器装置(10,10’)的控制对象。本发明此外还涉及一种读取器装置(10,10’)和一种操作读取器装置(10,10’)的方法。

权利要求 :

1.用于读取器装置(10,10’)的电子电路(12,12’),其中该读取器装置(10,10’)被设计成用来与应答器(20)进行非接触通信,该电子电路(12,12’)包括:-与所述读取器装置(10,10’)的天线(11)连接的连接线路(13a,13b),该天线(11)被设计为用于接收来自所述应答器(20)的无线电信号(TRS),-接收模块(14),该接收模块(14)与天线连接线路(13a,13b)连接并且配置成用来处理来自所述天线(11)的代表所述无线电信号(TRS)的输入电压(VI),和-控制模块(15,15’),该控制模块(15,15’)被配置成用来将所述输入电压(VI)与参考值(VR)进行比较并且用来以使得所述输入电压(VI)的电平保持在预定范围内的方式调节所述读取器装置(10,10’)的控制对象,其特征在于,所述控制模块(15,15’)被配置成在较高参考值(VRu)和较低参考值(VRl)之间轮换所述参考值(VR)。

2.按照权利要求1中所述的电子电路(12,12’),其中-在所述接收模块(14)和所述天线连接线路(13a,13b)之间安排有可调衰减元件(16),并且其中-所述控制模块(15,15’)被配置成用于将所述输入电压(VI)与参考值(VR)进行比较并且用于据此调节所述衰减元件(16)。

3.按照权利要求1中所述的电子电路(12,12’),其中-安排有可调放大器(18a,18b)来驱动所述天线(11),并且其中-所述控制模块(15,15’)被配置成用于将所述输入电压(VI)与参考值(VR)进行比较并且用于据此调节所述放大器(18a,18b)。

4.按照权利要求2所述的电子电路(12,12’),其中

-安排有可调放大器(18a,18b)来驱动所述天线(11),并且其中-所述控制模块(15,15’)被配置成用于将所述输入电压(VI)与参考值(VR)进行比较并且用于据此调节所述放大器(18a,18b)。

5.根据权利要求1至4中任何一项所述的电子电路(12,12’),其中所述控制模块(15,15’)被配置成逐步地调节所述读取器装置(10,10’)的控制对象。

6.读取器装置(10,10’),其被设计为用来与应答器(20)进行非接触通信,包括权利要求1到5中任何一项所述的电子电路(12,12’)和与之连接的天线(11)。

7.对读取器装置(10,10’)所包括的接收模块(14)的输入电压(VI)的范围进行控制的方法,该读取器装置(10,10’)被设计为用来与应答器(20)进行非接触通信,该方法包括步骤:-将所述输入电压(VI)与参考值(VR)进行比较,和

-以使得所述输入电压(VI)的电平保持在预定范围内的方式调节所述读取器装置(10,10’)的控制对象,其特征在于,所述参考值(VR)在较高参考值(VRu)和较低参考值(VRl)之间轮换。

8.按照权利要求7中所述的方法,包括步骤:

-将所述输入电压(VI)与参考值(VR)进行比较,和

-据此调节衰减元件(16),该衰减元件(16)安排在所述接收模块(14)与所述读取器装置(10,10’)的天线(11)之间。

9.按照权利要求7中所述的方法,包括步骤:

-将所述输入电压(VI)与参考值(VR)进行比较,和

-据此调节放大器(18a,18b),所述放大器(18a,18b)被配置为用来驱动所述读取器装置(10,10’)的天线(11)。

10.按照权利要求7中所述的方法,包括步骤:

-将所述输入电压(VI)与参考值(VR)进行比较,和

-据此调节衰减元件(16),该衰减元件(16)被安排在所述接收模块(14)与所述读取器装置(10,10’)的天线(11)之间,并且据此调节放大器(18a,18b),该放大器配置为用来驱动所述读取器装置(10,10’)的天线(11)。

11.根据权利要求7至10中任何一项所述的方法,其中逐步地执行调节所述读取器装置(10,10’)的控制对象。

说明书 :

技术领域

本发明涉及一种用于读取器装置的电子电路,该读取器装置是为了与应答器进行无接触通信而设计的,所述电路包括连接所述读取器装置的天线的连接线路,该天线设计成用来接收来自所述应答器的无线电信号,并且包括接收模块,该接收模块与天线连接线路相连并且安排成用来处理来自所述天线的代表所述无线电信号的输入电压。

本发明此外还涉及设计成用来与应答器进行非接触通信的读取器装置,包括按照本发明的电子电路和与之连接的天线,并且最后还涉及一种用于对读取器装置所包括的接收模块的输入电压范围进行控制的方法,该读取器装置设计成用来与应答器进行非接触通信。

背景技术

今天,本文开头段落中定义的非接触读取器装置得到了广泛使用,尤其是在服务行业、在后勤保障领域、在商业领域和在工业生产领域中得到了广泛使用。更加基于智能卡的例子是建筑物和办公室的门禁系统、付费系统以及用于识别个人身份(例如护照)的智能卡。主要基于所谓的RFID标签的例子是用于物体和产品的识别/标价的系统、动物打标和内含RFID标签的纸张。当然应该意识到,前面的例子仅仅展现了众多应用中的很小一部分,并且这些例子只是用来解释说明智能卡和RFID标签都有什么用途。此外,即将普及的近场通信(Near Field Communication,简称NFC)技术也适合应用于同一技术领域。在下文中,将以无源方式工作的RFID标签和智能卡以及NFC装置统称为应答器。
对于所有这些系统,都需要读取器装置(对于NFC则不一定,因为NFC装置也可以担当读取器),这些读取器装置在无线电范围内与应答器进行通信。因此,读取器装置发出无线电信号,这些无线电信号可以包括命令或数据并且可以由应答器接收。此外,应答器可以向读取器发回数据和命令。应答器包括无源的和有源应答器。在无源应答器的情况下,应答器还使用电磁场的能量为它自身供电,而有源应答器具有它们自己的电源,例如电池。此外,读取器装置和应答器之间的耦合方式可以分为各种不同类型,比如感性耦合、电磁反向散射耦合、强耦合和电耦合。最后,各种不同的系统工作在不同的频率范围内,从数kHz到几GHz。为了简明起见,下文中仅仅对通用系统特征进行说明并且在适当的情况下对专用系统特征进行说明,例如,对感性耦合系统或者对感性耦合系统中的负载调制概念进行说明。不过,人们会很容易发现,本发明的目的和为了实现这一目的所采用的手段适合于所有种类的身份识别系统。
在设计读取器装置时需要解决的一个问题涉及如何应付系统的不同边界条件的问题,就是说:读取器装置与应答器之间的距离不断变化、环境状况不断变化(无线电范围内的干扰物),并且最后(并非最不重要的)是不同的设计方针,这可能意味着开发者不得不使用带有专用天线的专用电子读取器电路。
现有技术中有一些例子,这些例子给出了不同的办法。其中之一在1999年8月26日提交的名称为《Data communications terminaland method of adjusting a power signal generated therefrom》的WO99/43096中公开。其中,数据通信终端包括用于向便携式数据装置传送电力信号的天线电路。该终端此外还包含一种仅通过利用监测天线电路的阻抗特性而不需要来自便携式数据装置的任何通信反馈即可自动调节由便携式数据装置接收到的电力的方法。当检测到所监测的阻抗特性发生改变时,数据通信终端调节传送给便携式数据装置的电力信号的功率电平。
WO99/43096公开了受控变量是流经读取器装置的天线的电流或者该天线的阻抗。该控制对象(受控系统)包括输出放大器并且设置值是输出放大器的电源电压。利用这一系统,读取器装置与应答器之间距离的不断变化可以得到补偿,这样就避免了应答器因为在距离变小时造成其温度升高而遭到的破坏,并且避免了距离变大时造成传输数据丢失。不过,WO99/43096无法照顾到读取器装置的输入级。由此,本发明的目的是避免对读取器装置的输入级造成破坏并且具体是提供所述输入级的最优化操作。

发明内容

本发明的目的是由本文开头段落中定义的电子电路实现的,该电子电路此外还包括一个控制模块,该控制模块被配置成用来将所述输入电压与参考值进行比较并且以使得所述输入电压的电平保持在预定范围内的方式调节所述读取器装置的控制对象。所述控制模块被配置成在较高参考值和较低参考值之间轮换所述参考值。
本发明的目的此外还由读取器装置来实现,该读取器装置被设计为用来与应答器进行非接触通信,包括本发明的电子电路和与之连接的天线。
本发明的目的最后是由一种对由读取器装置包括的接收模块的输入电压的范围进行控制的方法来实现的,该读取器装置被设计为用来与应答器进行非接触通信,该方法包括步骤:
-将所述输入电压与参考值进行比较,和
-以使得所述输入电压的电平保持在预定范围内的方式调节所述读取器装置的控制对象(plant),
所述参考值在较高参考值和较低参考值之间轮换。
前面提到的措施给出了这样的优点:接收模块能够在最佳工作范围内工作,尽管电子电路与天线电路之间的匹配以及读取器装置周围的环境状况可以发生变化。
在本发明的优选实施方式中,在所述接收模块与所述天线连接线路之间安排有可调衰减元件,并且所述控制模块被配置为用来将所述输入电压与参考值进行比较并且用来据此调节所述衰减元件。相当普遍的情况是需要将天线电压(天线电压可能会高达100V)降低到接收模块可能接收的程度。取决于所使用的技术,输入电压应当处于几伏的范围之内。由于在目前使用的读取器装置内一般都包含衰减元件,因此可以通过将现有的衰减元件(一般为分压器)替换为可调衰减元件(例如,(数控)分压器),以相对简单的方式实现本发明。
在本发明的另一种优选实施方式中,安排可调放大器来驱动所述天线并且所述控制模块安排为用来将所述输入电压与参考值进行比较并且用来据此调节所述放大器。读取器装置通常包括(功率)放大器,用以驱动天线并且提供高达100V的信号幅度。由于在常见的读取器设计中已经存在放大器,因此仅需要相对较少的工作量就可以将本发明付诸实践。为此,将放大器替换为具有用于增益调节的附加输入端的放大器,或者如果输出放大器工作在饱和状态下(这是最常见的情况),则可以简单地调节放大器的电源电压。
在本发明的非常优选的实施方式中,将可调衰减元件安排在所述接收模块和所述天线连接线路之间,安排可调放大器来驱动所述天线,并且所述控制模块安排为用来将所述输入电压与参考值进行比较并且用来据此调节所述衰减元件和所述放大器。这里,将此前提出的两种方法结合了起来,这样提供了更大的自由度。而且,干扰参数的较大变化,即天线电路匹配不良以及不良环境状况,可以因两种调节可能的额外效果而得到补偿。
在再另一种有益的实施方式中,将读取器装置的(多个)控制对象设置为启动值,以便以输入电压的电平增加的方式逐步地调节所述(多个)控制对象,并且在达到输入电压的预定电平时停止调节。此处,从低值端开始,使天线电压增加,继而使输入电压增加,这样防止了对灵敏的接收模块造成破坏。不过,还可以想到在高值端开始并且以使输入电压的电平降低的方式逐步地调节所述(多个)控制对象。当达到最佳电平时,停止该过程,因为已经获得了令人满意的接收模块操作。还可以将最终的调节量存储在电子电路的存储器中,以备以后使用,例如,用于以后的读取器装置加电。因此所使用的控制模块最好包括微处理器或状态机。
而且,如果在达到特定的输入电压电平的时候反向进行一个调节步骤,则效果也是有益的。在某些情况下,相对于接收模块的输入电压以安全为前提略微大一点,效果可能比较好。由此,把造成输入电压超过所述预定电平的第一调节反向,从而读取器装置随后仅仅在所述预定电平以下工作。同样,可以想到从较高端开始。在这种情况下,读取器装置随后仅仅在所述预定电平以上工作。而且,同样可以想到,将最后的调节存储起来以备以后使用。
如果不能达到预定电平,则使用最后一次调节更加有益处。这里,对读取器装置的进一步操作使用最可行的调节,因为不能达到目标范围。这可能是由于天线电路与电子电路的匹配非常差,或者读取器装置工作在非常恶劣的环境状况中。
最后,如果控制模块包括连续控制器,则也会有有益的效果。这种控制器的一个例子是标准PID控制器,其中可以单独设置控制机制的比例、积分和微分部分。由于控制过程通常时间要求并不苛刻,因此可以使用P控制器或PI控制器。
参照下文中介绍的实施方式,将会明显看出本发明的这些和其它方面,并且将会参照下文介绍的实施方式阐述本发明的这些和其它方面。

附图说明

下文中将参照附图中示出的实施方式,借助非限定性的实例,更加详细地介绍本发明。
图1表示本发明的与应答器通信的读取器装置;
图2表示本发明的读取器装置的更加详细的示意图;
图3表示标准的控制环;
图4表示本发明的读取器装置的设定过程。

具体实施方式

图1表示与应答器20进行通信的读取器装置10,该应答器20包括应答器天线21和应答器电路22。由此,读取器装置10包括天线11和电子电路12。该电子电路12本身借助连接线路13a、13b与天线11相连接。在电子电路12内,有接收模块14、控制模块15、衰减元件16和第一和第二放大器17a、17b。第一连接线路13a与第一放大器17a的输出端连接。由此,第二连接线路13b与第二放大器17b的输出端连接。此外,第二连接线路13b与接收模块14的输入端、与设置在中间的衰减元件16连接。接收模块14的输入端此外还与控制模块15的输入端连接。控制模块15的输出端是以虚线形式表示的。一个输出端与放大器连接,另一个输出端与衰减元件16连接。
应当注意,仅仅示出了解释本发明所必需的那些读取器装置元件。此外,附图并不表示完整的电路,而是表示具有功能连接关系的功能实体的架构。
图1中所示的架构起到如下作用。将数据信号DS施加到放大器17a和17b的输入端。这个数据信号DS得到放大(使用相反极性)并且经由连接线路13a、13b将其馈送给天线11。然后天线依照该数据信号DS向应答器20发送读取器无线电信号RRS,在应答器处,借助应答器天线21接收该读取器无线电信号RRS并且在应答器电路20内将其再次转换为数据信号。在无源应答器的情况下,应答器20还使用电磁场的能量为它自身供电,而有源应答器具有它们自己的电源,例如电池。接收到数据信号20的结果是,应答器20向读取器装置10发送回应答器无线电信号TRS。在当前称为感性耦合系统的例子中,这是通过对由读取器装置10发射的电磁场进行负载调制来完成的。但是必须要注意,本发明可以以等同的方式应用于其它无线电系统,尤其是适合应用于电磁反向散射耦合、强耦合和电耦合系统。现在要在读取器装置10处检测应答器无线电信号TRS。为此经由天线11接收应答器无线电信号TRS,天线11将该信号送到接收模块14,接收模块14继而将该信号转换为接收数据DR流。随后可以由微处理器(未示出)处理接收数据DR。
接收模块14通过估算天线电压的变化来检测应答器无线电信号TRS内的不同位。当应答器20传递数字数据时,它对场进行负载调制,这指的是应答器电路22使应答器天线21短路。这在读取器天线11中造成电压降,这个电压降继而可以由接收模块14检测到。很容易想到,这些电压降是比较小的,并且此外,还会随着读取器装置10和应答器20之间的距离变化。为了使接收模块14进行令人满意的操作,如果将输入电压VI的电平保持在预定范围内将会是比较有利的。换句话说,读取器装置10的天线电压的幅度在调制和未调制两种情况下都应当保持在预定范围内。由于负载调制造成的电压降是比较小的,因此也可以简单地说,输入电压VI在未调制情况下应当具有一定的幅度。输入电压VI首先取决于放大器17a、17b的输出功率,其次取决于天线电路的设计,并且最后取决于环境状况,就是说读取器装置的无线电范围内影响电磁场的物体,尤其是由金属制成的物体。因此,不采用额外的措施,是无法将输入电压VI维持在良好的范围之内的。下面给出了其中三种措施:
a)控制放大器17a、17b的增益:如前所述,读取器装置10的输出功率取决于放大器17a、17b的输出功率,而且取决于天线电路与电路12的匹配程度。当电路12和天线电路二者的阻抗匹配时,会有尽可能多的能量从电路12传递到天线电路(在图1中由天线11单独构成),意思是说电路12的阻抗应当是天线电路阻抗的共轭复数。通常使用电容器(见图2中的18a和18b)来提供这一条件,以便补偿天线11的电感,因为电路12在一般情况下倾向于略呈容性。结果,天线电路在读取器装置10的载波频率下进入谐振状态。不过,使天线电路与电路12匹配并不是件容易的事,因为不同的电路12本身就是各异的并且天线还具有其它边界条件。而且,读取器装置10的组装通常是由不同于生产电路12的厂商的其它厂商完成的。因此,读取器的组装者通常对电路12的性能不会有太深入的了解。此外,如前所述,读取器装置10的环境状况也会影响天线11的输出功率。可以想象最坏的情况是在读取器装置10附近有电磁屏蔽。由此,自然会意识到,天线11匹配不良和不利的环境状况会导致输入电压VI的电平降低。为了确保按照本发明的接收模块14能够进行令人满意的操作,要据此调节放大器17a、17b的增益,意思是说在输入电压VI的电平降低时增大增益,这样就补偿了天线11的匹配不良和/或传输路径上传输无线电波的较差的环境状况。因此,将输入电压VI以及参考电压VR馈送给控制模块15,控制模块15监控输入电压VI,并且根据在与参考电压VR比较之后的输入电压VI的电平,借助第一控制信号C1(虚线)增大或减小放大器17a和17b的增益。一般来说,放大器工作在饱和状态下,从而增大增益可以简单地通过增大放大器17a、17b的电源电压来完成。不过,也可以想到使用增益可调的放大器。在这种情况下,将第一控制信号C1馈送到放大器17a和17b的相应输入端。注意,对于前面提出的讨论,都假设将衰减元件16的调节量保持为恒定不变,因此不会影响接收模块14的输入电压VI。由此,可以忽略控制模块15的第二控制信号C2和相应的输出。
就控制工程而言(也见图3,图3表示标准控制环),这意味着参考电压VR起到控制环的参考值r的作用并且输入电压VI起到该系统的控制变量y的作用。由此,参考电压VR和输入电压VI之间的差是误差e,将这个误差e馈送给控制器C。最终,放大器17a和17b是控制环的控制对象P,并且第一控制信号C1起到控制环的设置值u的作用。控制模块15包括控制环的控制器C以及求和点。
b)控制由衰减元件16进行的衰减:在天线11和接收模块之间有衰减元件16,在本情况下是可变电阻或分压器。取决于调节量,衰减元件16以较小或较大的程度对天线电压进行衰减,从而将会意识到,接收模块14的输入电压VI取决于天线电压以及取决于衰减元件16的调节量。如前所述,为了使接收模块14进行令人满意的操作,输入电压VI的电平应当保持在预定范围内。为了确保这一点,按照本发明,要据此调节衰减元件16的衰减量,意思是说在输入电压VI的电平降低时减小衰减量,这样就补偿了天线11的匹配不良和/或传输路径上传输无线电波的较差环境状况。因此,将输入电压VI以及参考电压VR馈送给控制模块15,控制模块15监控输入电压VI,并且根据在与参考电压VR比较之后的输入电压VI的电平,借助第二控制信号C2(虚线)增大或减小衰减元件16的衰减量。在本例中,使用可调电阻器作为衰减元件16,具体来说是使用数控分压器(还称为DCP)作为衰减元件16。由此,第二控制信号C2在本情况下是数字值,但是应当注意,其它的可能性也是可以想到的。注意,对于前面提出的讨论,都假设将放大器17a和17b的增益保持为恒定不变,因此不会影响接收模块14的输入电压VI。据此,可以忽略控制模块15的第一控制信号C1和相应的输出。
就控制工程而言,这意味着参考电压VR同样起到控制环的参考值r的作用并且输入电压VI起到该系统的控制变量y的作用。据此,参考电压VR和输入电压VI之间的差是误差e,将这个误差e馈送给控制器C。与例子a)不同,衰减元件16是控制环的控制对象P并且第二控制信号C2起到控制环的设置值u的作用。同样,控制模块15包括控制环的控制器C和求和点二者。
c)a)和b)的组合:这里,放大器17a和17b的增益和衰减元件14的衰减量都受到控制。据此,如图1所示,控制信号C1和C2都得到了使用,这意味着控制模块15是所谓的两维控制器。有利地,输入电压VI的电平的较大变化可以由于两方面的自由度而得到补偿,这要以控制模块15的设计较为复杂为代价。在任何情况下,都要注意使系统保持稳定,这由于两个控制对象,即放大器17a、17b和衰减元件16,都具有线性特性而变得简单易行。
图2现在表示读取器装置10’的另一种实施方式的更加详细的示意图。读取器装置10’同样包括与天线11连接的电路12’。与图1的实施方式不同,这里电容器18a和18b位于天线11和外部触点13a,13b之间。电路12’的构造与电路12非常类似。同样,控制模块15’控制放大器17a和17b以及衰减元件16,该衰减元件16在本情况下是数控分压器。控制模块15’包括控制器150、比较器151、数字到模拟转换器(简称DAC)152、开关153和三个电阻器154到156。DAC152在本例中具有并行接口,而衰减元件16具有串行接口。
控制模块15’的功能如下:同样,接收模块的输入电压VI作为控制模块15的输入,借助比较器151将该输入电压VI与参考电压VR进行比较。而且,输入电压VI同样起到控制环的控制变量y的作用,而参考电压VR起到参考值r的作用。据此,比较器151的输出代表控制环的误差e。将这一误差e馈送给控制器150,控制器150继而计算第一控制信号C1和第二控制信号C2的相应输出值。在本情况下,假定控制器150是简单的状态机,如果输入电压VI低于参考电压VR,则该状态机逐步地增大放大器17a、17b的增益并且减小衰减元件16的衰减量。在这种情况下,控制器15此外还向开关153发出信号,命令开关153切换到第二切换路径,这样就会提供电阻器155和156之间给出的较低参考电压VRl。如果输入电压VI超过参考电压VR,则同样会减小放大器17a、17b的增益并且增大衰减元件16的衰减量。与此同时,控制器向开关153发出信号,命令开关153提供电阻器154和155之间给出的较高参考电压VRu,就是说切换到第一切换路径。当然会意识到,开关153与电阻器154到156相结合会给出在较高和较低参考电压VRu和VRl之间轮换的参考电压VR。由此,控制模块15’引入了迟滞作用,这使系统保持稳定。为了避免由天线11和电容器18a、18b形成的谐振电路引发的换向对控制环造成负面影响,控制器150每隔128μs切换到下一个步骤。这一延迟最好用于13.56MHz。不过,也可以使用其它的延迟,尤其是在使用不同于13.56MHz的载频时。
图2中的实体,尤其是控制模块15’的那些实体,同样具有功能性的意义,而不是代表真正的、物理的实体。由此,比较器151可以是运算放大器以及数字加法器(处理输入电压VI的负值)。据此,控制器150可以是模拟控制器或数字控制器(具体来说是微处理器)。开关153可以是真正的开关或多路复用器。甚至可以设想到,参考电压VI不是真正的电压,而是微控制器中的数字参考值。在这种情况下,可以省去开关153。存储器中的两个数字参考值可以取而代之提供迟滞作用。如前所述,DAC 152具有并行接口,而衰减元件16具有串行接口。不过,同样可以想到其它的接口。而且,可以设想出模拟和数字实体的混合设计。仅需要留心一下据此转换的信号即可。最后,概括地说,输入电压VI和参考电压VR的比较可以采用各种不同的方式进行。首先,可以对天线电压进行整流,并且因此,可以将经过整流的输入电压VI与DC参考电压进行比较。并且其次,如果此外由低通滤波器对经过整流的电压先行加以滤波(见图4中的包络),则会有有益的效果。再有,可以按原样使用天线电压,意思是说,将AC输入电压VI与AC参考电压进行比较。这里,需要这两个电压具有相同的相位和频率。最后,也可以是将AC输入电压VI与DC参考电压VR进行比较。其中,比较是在特定的时间点或特定的相位上进行的。参照图4,这应该意味着在输入电压VI的最大值处取得采样值,该采样值仅仅占用相对较短的时间。
还应当注意,控制可以是始终实施或者只是按要求实施的,尤其是在初始化的时候。其中,读取器装置可以适合于它所安装的地点的环境状况。所以,例如在将读取器装置固定到紧邻建筑物入口的墙壁上之后,技术人员可以按下“设定”按钮。这一设定功能启动本发明的控制机制,只要没有找到放大器17a、17b和/或衰减元件16的最佳调节,就要进行这一控制。只要找到了最佳操作点,就停止该处理过程。
现在将参照图4更加详细地解释该过程。最好,以低输出功率开始。由此,在开始设定过程的时候减小放大器17a、17b的电源电压。图4表示第一控制信号C1具有相应的阶梯状减小。结果,天线的输出功率并且因此输入电压VI的电平(见VI的包络)减小。在第一时间间隔之后(并且由此在输入电压VI的包络的换向时期之后),在本情况下是在128μs之后,将输入电压VI与参考电压VR进行比较,此时参考电压VR是较低参考电压VRl。控制器150检测到输入电压VI低于目标范围。因此,将第一控制信号C1增加一个阶梯,并且继而使放大器17a、17b的输出功率增大一个阶梯。同样,输入电压VI在另一个128μs之后低于目标范围。最后,第一控制信号C1的下一个升高导致输入电压VI甚至高于目标范围。据此,反向进行最后一个步骤,从而使得最终输入电压VI的电平保持在较高参考电压VRu和较低参考电压VRl之间的目标范围之内。
这里应当注意,除了图4中所示的处理过程之外,也可以代替增大放大器17a、17b的增益,而是逐步地减小衰减元件16的衰减量。按照本文前面已经解释的,还可以在减小衰减元件16的衰减量的同时增大放大器17a、17b的增益。另一种可以想到的过程可以是,首先增大放大器17a、17b的增益,然后减小衰减元件16的衰减量,并且反过来也可以。还可以针对前面的例子假设,天线的匹配并不完全不可接受并且环境状况并非过于不良,从而输入电压VI有时候会达到较低参考电压VRl(并且这里甚至超出了较高参考电压VRu)。这并不是强制性的。由此,当没有达到期望的极限时,简单地使用提供了输入电压VI的最高电平的调节。
当超过了较低参考电压VRl时,如果认为相对较低的输入电压VI电平对于接收模块14的修正操作而言足够了,则甚至可以中断该过程。第三种可能是一直等到输入电压VI也超过了较高参考电压VRu。其中,不是如图4所示那样向回倒退一步,而是可以简单地按原样接受调节。很容易理解,这些例子仅仅涵盖了众多可能性中的一小部分,并且可以得出其它的处理过程,而不会超出本发明的宽泛范围。
也可以将第一控制信号C1和/或第二控制信号C2的值存储在电路12的存储器中(见图4中的步骤“存储”)以备以后使用,从而设定过程仅需要进行一次。在读取器装置10每次加电时,将这些值读取出来并且使用这些值来调节放大器17a、17b和/或衰减元件16。
该控制机制的另一个有用应用是不同天线电路适合用作前面所述的电路12、12’。由此,本发明也可以用于使单独一个电路12、12’容易地适用于不同的天线设计,例如由读取器装置10、10’的组装者使该电路适合于不同的天线设计。同样,仅仅需要启动“设定”过程。
最后,应当注意,前面提到的实施方式是图解说明而不是对本发明加以限制,并且本领域技术人员应该是能够设计出很多可供选用的实施方式,而不会超出由所附权利要求定义的本发明的范围。在权利要求里,置于括号中的任何附图标记都不应看作是对权利要求的限定。动词“包括”及其同义词并不排除除了任何权利要求中或说明书中从整体上看列出的那些元件或步骤之外还存在其它的元件或步骤的可能。使用单数名词并不排除在情况允许时存在多个的可能性(反之亦然)。在列举出数个构件的装置权利要求中,这些构件中的若干个可以由一个且同一个软件或硬件制品来具体实现。在相互不同的从属权利要求中叙述特定手段这一表面现象并不表明使用这些手段的组合没有有益效果。