DE102005053471B4

DE102005053471B4 - System und Verfahren zum Bereitstellen einer Geringleistungs-Geringspannungs- Datenerkennungsschaltung für RF-AM-Signale in EPC0-konformen RFID-Kennzeichnungen

Info

Publication number: DE102005053471B4
Application number: DE102005053471.6A
Authority: DE
Inventors: Ravi Kumar; Priyanka Agarwal; V. Pravin Kumar
Original assignee: National Semiconductor Corp
Current assignee: National Semiconductor Corp
Priority date: 2004-11-12
Filing date: 2005-11-09
Publication date: 2015-02-19
Anticipated expiration: 2025-11-10
Also published as: TWI399950B; DE102005053471A1; US20060103457A1; JP2006180469A; US7579906B2; TW200640199A

Abstract

Verfahren zum Demodulieren von funkfrequenzamplitudenmodulierten Signalen, das Verfahren umfasst die Schritte von:
Bereitstellen eines ersten Teils einer Demodulatorschaltung (500), die eine +ve-Einhüllenden-Detektorschaltung (510), eine erste Differenziererschaltung (520), die einen Eingang gekoppelt hat an einen Ausgang der +ve-Einhüllenden-Detektorschaltung (510), einen ersten Tiefpassfilter (530), der einen Eingang gekoppelt hat an einen Ausgang der ersten Differenziererschaltung (520), und einen Nulldurchgangsdetektor (540) aufweist, der einen ersten Eingang gekoppelt hat an einen Ausgang des ersten Tiefpassfilters (530);
Parallelkoppeln zu dem ersten Teil der Demodulatorschaltung (500) eine –ve-Einhüllenden-Detektorschaltung (550), eine zweite Differenziererschaltung (560), die einen Eingang gekoppelt hat an einen Ausgang der –ve-Einhüllenden-Detektorschaltung (550), einen zweiten Tiefpassfilter (570), der einen Eingang gekoppelt hat an einen Ausgang der zweiten Differenziererschaltung (560), wobei ein Ausgang des zweiten Tiefpassfilters (570) gekoppelt ist an einen zweiten Eingang des Nulldurchgangdetektors (540);
Empfangen eines funkfrequenzamplitudenmodulierten Signals in der +ve-Einhüllenden-Detektorschaltung (510);
Erkennen eines +ve-Einhüllenden-Signals mit der +ve-Einhüllenden Detektorschaltung (510); und
Bereitstellen des +ve-Einhüllenden-Signals an die erste Differenziererschaltung (520).

Description

Kreuzbezug zu verwandten Anmeldungen
Diese Anmeldung beansprucht unter 35 U.S.C. § 119(e) die Nutzung der US-Patentanmeldung Seriennummer 60/627,759, die am 12. November 2004 eingereicht wurde.
Technisches Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf Herstellungstechnologie für Halbleitergeräte und insbesondere auf ein System und ein Verfahren zum Bereitstellen einer Geringleistungs-Geringspannungs-Datenerkennungsschaltung für funkfrequenz-(RF)-amplitudenmodulierte (AM) Signale in Funkfrequenzidentifikations-(RFID)-Kennzeichnungen.
Hintergrund der Erfindung
Funkfrequenzidentifikations-(RFID)-Technologie umfasst ein berührungsloses, automatisches Identifikationssystem. RFID-Technologie stellt ein automatisches Verfahren bereit zum effizienten Sammeln von Produkt, Ort, Zeit oder Transaktionsdaten ohne menschlichen Eingriff.
Ein RFID-System umfasst üblicherweise eine Lesereinheit, die eine Antenne verwendet, um Funkenergie zu übertragen, um einen Responder, wie z. B. eine Funkfrequenzidentifikations-(RFID)-Kennung zu fragen. Eine RFID-Kennzeichnung besitzt keine chipeigene Batterie, sie empfängt ihre Energie stattdessen von dem eingehenden RF-Signal von der Lesereinheit. Die RFID-Kennzeichnung verwendet die Energie von dem eingehenden RF-Signal, um die Daten zu extrahieren, die in dem Chip der RFID-Kennzeichnung gespeichert sind, und um die Daten zurück an die Lesereinheit zu senden. Die Lesereinheit kann dann die Daten von der RFID-Kennzeichnung an einen Computer zur weiteren Verarbeitung senden.
Ein RFID-System umfasst üblicherweise eine Lesereinheit und eine Mehrzahl von RFID-Kennzeichnungen. Ein RFID-System kann verwendet werden, um Personen oder Objekte zu identifizieren, die eine RFID-Kennzeichnung aufweisen und die innerhalb des Lesebereichs der Lesereinheit lokalisiert sind. Die Lesereinheit ist in der Lage, mit allen den RFID-Kennzeichnungen, die innerhalb des Bereichs lokalisiert sind, zu kommunizieren, wobei ein vordefiniertes Kommunikationsprotokoll verwendet wird.
In einer Ausführungsform eines RFID-Systems überträgt die Lesereinheit Daten an eine RFID-Kennzeichnung mit einem amplitudenmodulierten (AM) Funkfrequenz-(RF)-Signal, das eine Frequenz in dem Bereich von neunhundert Megahertz (900 MHz) bis zwei vier Zehntel Gigahertz (2,4 GHz) aufweist. In der RFID-Kennzeichnung stellt ein Demodulator das Basisbandsignal von dem eingehenden RF-Signal wieder her. Ein Demodulator in einer RFID-Kennzeichnung sollte in der Lage sein, das Basisbandsignal einer RF-Amplitude wiederherzustellen, die ausreichend Leistung aufweist, um den Chip der RFID-Kennzeichnung zu versorgen.
Der Demodulator in der RFID-Kennzeichnung sollte ebenfalls in der Lage sein, ASK-Demodulationstiefen von zwanzig Prozent (20%) bis einhundert Prozent (100%) zu dekodieren. Der Demodulator in einer RFID-Kennzeichnung sollte ebenfalls in der Lage sein, Daten zu empfangen bei Datenraten, die im Bereich von sechzehntausend Bits pro Sekunde (16 Kbps) bis achtzigtausend Bits pro Sekunde (80 Kbps) oder höher sind.
Eine RFID-Kennzeichnung kann architektonisch aufteilt werden in drei Hauptblöcke. Wie in 1 gezeigt, sind die drei Hauptblöcke einer RFID-Kennzeichnung 100 des Standes der Technik ein Analogblock 110, ein digitaler Zustandsmaschinenblock 120 und ein nicht-flüchtiger Speicher-(NVM)-Block 130. Der Analogblock 110 umfasst eine Demodulationsschaltung 140 und eine Modulationsschaltung 150. Funkfrequenz-(RF)-Energie koppelt zu den Elementen der RFID-Kennzeichnung 100 über die Antenne 160. Chipeigene Gleichstrom-(DC)-Leistung wird erzeugt in der RFID-Kennzeichnung 100 unter Verwendung einer Ladungspumpenschaltung (nicht gezeigt in 1). Die DC-Leistung wird verwendet zum Versorgen der verbleibenden Funktionen des Chips von RFID 100.
Datenerkennung, Spannungsregulierung, Rückstreutakterzeugung und andere Funktionen werden ausgeführt in dem analogen Bereich des Analogblocks 110. Die eigentlichen Protokollfunktionen werden in dem digitalen Zustandsmaschinenblock 120 gehandhabt. EPC-Daten oder Nutzerdaten können entweder in dem nicht-flüchtigen Speicher-(NVM)-Block 130 oder in einer Laser-nur-Lesespeicher-(ROM)-Einheit (nicht gezeigt) gespeichert werden.
Die Funktionen von Gleichstrom-(DC)-Leistungserzeugung, Taktsignalerzeugung, Demodulation usw., werden ausgeführt unter Verwendung der analogen Schaltungen in dem Analogblock 110. Der digitale Zustandsmaschinenblock 120 führt die Kommunikationsprotokollfunktion mit der RFID-Lesereinheit (nicht gezeigt) durch.
2 illustriert ein Blockdiagramm, das zeigt, wie eine Demodulationsschaltung 210 des Standes der Technik verbunden ist mit anderen Teilen des integrierten Schaltungschips einer RFID-Kennzeichnung 100 des Standes der Technik. Der Demodulator 210 und die verbleibenden analogen und digitalen Teile 220 des Chips arbeiten mit der Leistungsversorgung, die durch eine Ladungspumpenschaltung 230 erzeugt wird und reguliert wird durch eine Regulatorschaltung 240.
Eine Demodulatorschaltung 210 einer RFID-Kennzeichnung 100 weist einen großen Bereich von Anforderungen auf für unterschiedliche Operationsbereiche. Zum Beispiel kann die amplitudenmodulierte (AM) Signaldatenrate moduliert werden mit Funkfrequenz-(RF)-Leistungsniveaus von minus zehn Dezibel (–10 dBm) bis positive zwanzig Dezibel (20 dBm) (d. h. von einhundert Mikrowatt (100 μW) bis einhundert Milliwatt (100 mW). Wie weiter oben angesprochen, kann die amplitudenmodulierte (AM) Signaldatenrate variieren von sechzehntausend Bits pro Sekunde (16 Kbps) bis achtzigtausend Bits pro Sekunde (80 Kbps) oder höher mit einer Modulationstiefe, die variieren kann von zwanzig Prozent (20%) bis einhundert Prozent (100%). Zusätzlich können die Anstiegs- und Abfallzeiten dieser Signale zwischen drei Zehntel Mikrosekunden (0,3 μs) und zehn Mikrosekunden (10 μs) sein in Abhängigkeit von der Datenrate.
Eine Demodulatorschaltung 210 einer RFID-Kennzeichnung 100 darf ebenfalls keine große Verzögerungszeit während des Demodulationsprozesses einfügen. Die Demodulatorschaltung 210 sollte die Ausgabe des Demodulationsprozesses mit einer Verzögerung bereitstellen, die weniger ist als eine Mikrosekunde (1,0 μs).
Es gibt dort in der Technik einen Bedarf für ein System und ein Verfahren zum Bereitstellen einer verbesserten Datenerkennungsschaltung für Funkfrequenz-(RF)-Signale in Funkfrequenzidentifikations-(RFID)-Kennzeichnungen in RFID-Systemen. Es gibt dort in der Technik ebenfalls einen Bedarf für ein System und ein Verfahren zum Bereitstellen einer verbesserten Demodulatorschaltung zur Verwendung in Funkfrequenzidentifikations-(RFID)-Kennzeichnungen in RFID-Systemen.
Dokument US 2003/0 128 070 A1 offenbart einen Demodulator eines amplitudenmodulierten Signals, der dadurch gekennzeichnet ist, dass er einen Spitzenerkennungszelle umfasst, die fähig ist, das Referenzmodulierungssignal des modulierten Signals zu extrahieren; einen ersten Demodulator, der eingerichtet ist die Spitze des Referenzmodulierungssignals zu erkennen um eine hohe Vergleichsschwelle zu erzeugen und um den Beginn der Modulation zu ermitteln, einen zweiten Demodulator, der eingerichtet ist eine Mulde (through) des Referenzmodulierungssignals zu erkennen um eine niedrige Vergleichsschwelle zu erzeugen und um das Ende der Modulierung zu ermitteln; eine Logikverarbeitungseinheit, die fähig ist, das demodulierte Signal zur Verfügung zu stellen.
Zusammenfassung der Erfindung
Um die oben genannten Unzulänglichkeiten des Standes der Technik zu adressieren, ist es eine primäre Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein System und ein Verfahren bereitzustellen zum Bereitstellen einer Geringleistungs-Geringspannungs-Datenerkennungsschaltung für Funkfrequenz-(RF)-Signale in einer Demodulatorschaltung für eine Funkfrequenzidentifikations-(RFID)-Kennzeichnung.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Demodulatorschaltung bereitgestellt, die einen ersten Eingangsanschluss und einen zweiten Eingangsanschluss umfasst. Eine erste Anschluss-+ve-Einhüllenden-Detektorschaltung und eine erste Anschluss-–ve-Einhüllenden-Detektorschaltung sind gekoppelt an den ersten Eingangsanschluss. Eine zweite Anschluss-+ve-Einhüllenden-Detektorschaltung und eine zweite Anschluss-–ve-Einhüllenden-Detektorschaltung sind gekoppelt an den zweiten Eingangsanschluss.
Die zweite Anschluss-+ve-Einhüllenden-Detektorschaltung weist einen Ausgang auf, der gekoppelt ist an einen Ausgang der ersten Anschluss-+ve-Einhüllenden-Detektorschaltung. Die zweite Anschluss-–ve-Einhüllenden-Detektorschaltung weist einen Ausgang auf, der gekoppelt ist an einen Ausgang der ersten Anschluss-–ve-Einhüllenden-Detektorschaltung.
Ein Eingang einer +ve-Einhüllenden-Differenziererschaltung ist gekoppelt an einen Ausgang der ersten Anschluss-+ve-Einhüllenden-Detektorschaltung und an einen Ausgang der zweiten Anschluss-+ve-Einhüllenden-Detektorschaltung. Der Eingang eines +ve-Tiefpassfilters ist gekoppelt an einen Ausgang der +ve-einhüllenden Differenziererschaltung.
Eine Eingang einer —ve-Einhüllenden-Differenziererschaltung ist gekoppelt an einen Ausgang der ersten Anschluss-–ve-Einhüllenden-Detektorschaltung und an einen Ausgang der zweiten Anschluss-–ve-Einhüllenden-Detektorschaltung. Ein Eingang eines –ve-Tiefpassfilters ist gekoppelt an einen Ausgang der –ve-einhüllenden Differenziererschaltung.
Ein erster Eingang einer Null-Durchgangs-Detektorschaltung ist verbunden mit einem Ausgang des +ve-Einhüllenden-Tiefpassfilters. Ein zweiter Eingang der Null-Durchgangs-Detektorschaltung ist gekoppelt an einen Ausgang des –ve-Einhüllenden-Tiefpassfilters. Die Null-Durchgangs-Detektorschaltung erkennt einen Übergang in dem RF-Eingangssignal unter Verwendung einer Spannungsdifferenz zwischen einem +ve-gefilterten, differenzierten Einhüllenden-Signal von dem +ve-Einhüllenden-Tiefpassfilter und einem –ve-gefilterten, differenzierten Einhüllenden-Signal von dem –ve-Einhüllenden Tiefpassfilter.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein System und ein Verfahren bereitzustellen zum Demodulieren von funkfrequenz-(RF)-amplitudenmodulierten Signalen in einer Demodulatorschaltung einer Funkfrequenzidentifikations-(RFID)-Kennzeichnung.
Es ist ebenfalls eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein System und ein Verfahren bereitzustellen zum Bereitstellen einer Geringleistungs-Geringspannungs-Demodulatorschaltung zur Verwendung in Funkfrequenzidentifikations-(RFID)-Kennzeichnungen.
Es ist noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein System und ein Verfahren bereitzustellen zum Bereitstellen einer Geringleistungs-Geringspannungs-Demodulatorschaltung zur Verwendung in Funkfrequenzidentifikations-(RFID)-Kennzeichnungen von dem Typ, die mehr als einen Eingangsanschluss aufweisen.
Das vorhergehende hat eher grob die Merkmale und technischen Vorteile der vorliegenden Erfindung umrissen, so dass die, die in der Technik bewandert sind, die detaillierte Beschreibung der Erfindung, die folgt, besser verstehen können. Zusätzliche Merkmale und Vorteile der Erfindung werden hierin nachstehend beschrieben werden, die den Gegenstand der Ansprüche der Erfindung bilden. Diejenigen, die in der Technik bewandert sind, werden würdigen, dass sie leicht die offenbarte Konzeption und die spezifische Ausführungsform verwenden können als eine Basis zum Modifizieren oder Entwerfen anderer Strukturen zum Ausführen der gleichen Zwecke der vorliegenden Erfindung. Diejenigen, die in der Technik bewandert sind, sollten ebenfalls realisieren, dass solche äquivalenten Konstruktionen nicht von dem Geist und Umfang der Erfindung in ihrer breitesten Form abweichen.
Vor der nachstehenden Ausführung der detaillierten Beschreibung der Erfindung mag es vorteilhaft sein, Definitionen für bestimmte Wörter und Ausdrücke, die im Verlaufe dieses Patentdokuments verwendet werden, darzulegen. Die Ausdrücke „einschließen” und „umfassen” wie auch Ableitungen davon bedeuten Einschließung ohne Begrenzung; der Ausdruck „oder” ist einschließend, bedeutend und/oder; die Ausdrücke „verbunden mit” und „verbunden damit” wie auch Ableitungen davon mögen bedeuten einschließen, darin eingeschlossen sein, verbunden sein mit, beinhalten, darin beinhaltet sein, verbunden sein mit oder zu, gekoppelt sein mit oder zu, kommunizierbar sein mit, zusammenwirken mit, verschachteln, nebeneinanderstehen, benachbart sein zu, gebunden sein zu oder mit, haben, eine Eigenschaft haben von oder ähnliches; und der Ausdruck „Controller” bedeutet irgendein Gerät, System oder Teil davon, das zumindest eine Operation steuert, solch ein Gerät kann implementiert sein in Hardware, Firmware oder Software oder einigen Kombinationen von mindestens zwei derselben. Es sollte festgestellt werden, dass die Funktionalität, die mit irgendeinem bestimmten Controller verbunden ist, zentralisiert oder verteilt sein kann, ob lokal oder entfernt. Definitionen für bestimmte Wörter und Ausdrücke werden überall in diesem Patentdokument bereitgestellt, diejenigen, die in der Technik bewandert sind, sollten verstehen, dass in vielen, wenn nicht in den meisten Fällen, solche Definitionen sowohl anzuwenden sind auf vorhergehende Verwendung wie auch auf zukünftige Verwendung solch definierter Wörter und Ausdrücke.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Für ein kompletteres Verständnis der vorliegenden Erfindung und ihrer Vorteile wird nun Bezug genommen auf die folgende Beschreibung, genommen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen, in denen ähnliche Bezugszeichen ähnliche Teile repräsentieren:
1 illustriert ein schematisches Blockdiagramm einer Architektur einer beispielhaften Funkfrequenzidentifikations-(RFID)-Kennzeichnung des Standes der Technik;
2 illustriert ein schematisches Blockdiagramm eines Teils einer beispielhaften Funkfrequenzidentifikations-(RFID)-Kennzeichnung des Standes der Technik, das einen beispielhaften Demodulatorblock zeigt;
3 illustriert eine erste vorteilhafte Ausführungsform einer Demodulatorschaltung einer Funkfrequenzidentifikations-(RFID)-Kennzeichnung in Übereinstimmung mit den Prinzipien der vorliegenden Erfindung;
4 illustriert eine zweite vorteilhafte Ausführungsform einer Demodulatorschaltung einer Funkfrequenzidentifikations-(RFID)-Kennzeichnung in Übereinstimmung mit den Prinzipien der vorliegenden Erfindung.
5 illustriert eine dritte vorteilhafte Ausführungsform einer Demodulatorschaltung einer Funkfrequenzidentifikations-(RFID)-Kennzeichnung in Übereinstimmung mit den Prinzipien der vorliegenden Erfindung.
6 illustriert eine vierte vorteilhafte Ausführungsform einer Demodulatorschaltung einer Funkfrequenzidentifikations-(RFID)-Kennzeichnung in Übereinstimmung mit den Prinzipien der vorliegenden Erfindung.
7A illustriert ein Schaubild einer simulierten logik-niveaudemodulierten Ausgangsspannung einer Demodulatorschaltung, die betrieben wird in Übereinstimmung mit den Prinzipien der vorliegenden Erfindung;
7B illustriert ein Schaubild einer simulierten, verrasteten –ve-Einhüllenden und einer simulierten, verrasteten +ve-Einhüllenden einer Demodulatorschaltung, die betrieben wird in Übereinstimmung mit den Prinzipien der vorliegenden Erfindung;
7C zeigt ein Schaubild einer simulierten –ve-RF-Einhüllenden und einer simulierten +ve-RF-Einhüllenden einer Demodulatorschaltung, die betrieben wird in Übereinstimmung mit den Prinzipien der vorliegenden Erfindung;
7D illustriert ein Schaubild eines simulierten Eingangs-(RF)-Signals für eine Demodulatorschaltung, die betrieben wird in Übereinstimmung mit den Prinzipien der vorliegenden Erfindung;
8 illustriert ein Flussdiagramm, das die Schritte einer ersten vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens der vorliegenden Erfindung zeigt;
9 illustriert ein Flussdiagramm, das die Schritte einer zweiten vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens der vorliegenden Erfindung zeigt;
10 illustriert ein Flussdiagramm, das die Schritte einer dritten vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens der vorliegenden Erfindung zeigt; und
11 illustriert ein Flussdiagramm, das die Schritte einer vierten vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens der vorliegenden Erfindung zeigt.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
3 bis 11, die nachstehend beschrieben werden, und die verschiedenen Ausführungsformen, die verwendet werden, um die Prinzipien der vorliegenden Erfindung in diesem Patentdokument zu beschreiben, sind nur zur Illustration und sollten in keiner Weise ausgelegt werden, um den Umfang der Erfindung zu beschränken. Diejenigen, die in der Technik bewandert sind, werden verstehen, dass die Prinzipien der vorliegenden Erfindung in jeder Art von geeignet angeordnetem Demodulatorgerät implementiert werden können.
3 illustriert eine erste vorteilhafte Ausführungsform 300 einer Demodulatorschaltung einer Funkfrequenzidentifikations-(RFID)-Kennzeichnung in Übereinstimmung mit den Prinzipien der vorliegenden Erfindung. Die Demodulatorschaltung 300, die in 3 gezeigt ist, umfasst eine +ve-Einhüllenden-Detektorschaltung 310, einen ersten Tiefpassfilter 320, einen zweiten Tiefpassfilter 330 und eine verrastetet Komparatorschaltung 340.
Die +ve-Einhüllenden-Detektorschaltung 310 erkennt ein erstes +ve-Einhüllenden-Signal eines einkommenden RF-Signals und leitet das erste +ve-Einhüllenden-Signal an den ersten Tiefpassfilter 320 weiter. Der Ausgang des ersten Tiefpassfilters 320 wird bereitgestellt an einen ersten Eingang einer verrasteten Vergleicherschaltung 340. Der Ausgang des ersten Tiefpassfilters 320 wird entworfen als ein „In”-Signal. Das erste +ve-Einhüllenden-Signal, das Ausgang von dem ersten Tiefpassfilter 320 (d. h. das „In”-Signal) ist, wird bereitgestellt an den zweiten Tiefpassfilter 330. Das zweite +ve-Einhüllenden-Signal wird verzögert mit Bezug auf das erste +ve-Einhüllenden-Signal durch Einführen einer kleinen Verzögerung mit der RC-Zeitkonstanten des zweiten Tiefpassfilters 330.
Der Ausgang des zweiten Tiefpassfilters 330 wird bereitgestellt an einen zweiten Eingang der verrasteten Komparatorschaltung 340. Der Ausgang des zweiten Tiefpassfilters 330 ist entworfen als ein „In_Verzögerung”-Signal. Die verrastetet Komparatorschaltung 340 vergleicht das „In”-Signal des ersten +ve-Einhüllenden-Signals und das „In_Verzögerung”-Signal des zweiten +ve-Einhüllenden-Signals, um den Logik-Niveau-Ausgang zu erhalten.
Um das erste +ve-Einhüllenden-Signal des einkommenden RF-Signals zu erkennen, wird das einkommende RF-Signal auf ein Volt (1 V) geschoben und nachfolgend an einen Source-Folger angelegt. Die Einhüllende der Daten (mit überlappender RF-Amplitude) wird wieder hergestellt bei der Source. Jedoch müssen die Hochfrequenzkomponenten des Signals weiter gedämpft werden, um ein klares Einhüllenden-Signal zu erhalten. Dies ist der Grund, warum das +ve-Einhüllenden-Signal durch den ersten Tiefpassfilter 320 geschickt wird.
Der erste Tiefpassfilter 320 ist bevorzugterweise ein kontinuierlicher Tiefpassfilter erster Ordnung. Die Grenzfrequenz des ersten Tiefpassfilters 320 wird bevorzugterweise ausgewählt, näherungsweise fünfhunderttausend Hertz (500 KHz) zu sein. Der erste Tiefpassfilter 320 macht die Demodulatorschaltung 300 immun gegen Signale, die vielleicht durch benachbarte Geräte erzeugt werden (z. B. die Rückstreuung von der Kennzeichnung selbst und die Rückstreuung von den umgebenden Kennzeichnungen). Die Eigenschaften des zweiten Tiefpassfilters 330 werden so gewählt, dass die Verzögerung, die der zweite Tiefpassfilter 330 erzeugt, ausreichende Spannungsdifferenz für die verrastete Komparatorschaltung 340 im schlechtesten Falle bereitstellt (d. h. minimale Modulationstiefe des RF-Eingangs).
Wie zuvor genannt, wird das erste +ve-Einhüllenden-Signal, das ausgegeben wird von dem ersten Tiefpassfilter 320, bereitgestellt an den ersten Eingang der verrasteten Komparatorschaltung 340 als ein „In”-Signal. Das zweite +ve-Einhüllenden-Signal, das ausgegeben wird von dem zweiten Tiefpassfilter 330, wird bereitgestellt an den zweiten Eingang der verrasteten Komparatorschaltung 340 als ein „In_Verzögerung”-Signal. Die Erkennung des Übergangs in dem Eingangssignal wird erzielt durch Verwendung der Spannungsdifferenz zwischen dem „In”-Signal und dem „In_Verzögerung”-Signal.
Es ist daher notwendig, dass die Spannungsdifferenz zwischen dem „In”- und dem „In_Verzögerungs”-Signal die Hysterese der verrasteten Komparatorschaltung 340 übersteigt, selbst bei der minimalen Eingangsleistung und Modulationstiefe (d. h. der geringsten Spannungsamplitude). Die Hysterese der verrasteten Komparatorschaltung 340 muss die Offset-Spannung des differentiellen Eingangspaares des Operationsverstärkers überwinden. Andernfalls kann die Offset-Spannung eine falsche Erkennungskante verursachen.
Wenn die Verzögerung zwischen dem „In”-Signal und dem „In_Verzögerung”-Signal vergrößert wird, um die Spannungsdifferenz zwischen den Signalen zu vergrößern, steigt ebenfalls die Gesamtverzögerung von dem Eingang zu dem demodulierten Ausgang. Daher gibt es dort eine Begrenzung für den Betrieb der Demodulatorschaltung 300 in Bezug auf praktische Werte für Komponenten, die in dem Verzögerungselement verwendet werden können.
Ein RF-Begrenzer 350 ist platziert in an dem Eingang der +ve-Einhüllenden-Detektorschaltung 310. Der RF-Begrenzer 350 begrenzt die einkommende Leistung. Dies setzt eine obere Grenze für den Bereich von Eingangsleistung, über welchen die Demodulatorschaltung 300 operieren muss. Zusätzlich macht der RF-Begrenzer 350 bei sehr hohen Leistungsniveaus die Modulationstiefe flacher.
4 illustriert eine zweite vorteilhafte Ausführungsform 400 einer Demodulatorschaltung einer Funkfrequenzidentifikations-(RFID)-Kennzeichnung mit den Prinzipien der vorliegenden Erfindung. Die Demodulatorschaltung 400, die in 4 gezeigt ist, erkennt ein +ve-Einhüllenden-Signal und vergleicht es mit einen fixen Referenzspannungsniveau. Die Demodulatorschaltung 400, die in 4 gezeigt ist, umfasst eine +ve-Einhüllenden-Detektorschaltung 410, einen Tiefpassfilter 420, eine Referenzspannungsniveaueinheit 430 und eine verrastete Komparatorschaltung 440.
Die +ve-Einhüllenden-Detektorschaltung 410 erkennt ein erstes +ve-Einhüllenden-Signal eines einkommenden RF-Signals und leitet das erste +ve-Einhüllenden-Signal an Tiefpassfilter 420 weiter. Der Ausgang des Tiefpassfilters 420 wird bereitgestellt an einen ersten Eingang der verrasteten Komparatorschaltung 440. Der Ausgang des Tiefpassfilters 420 wird bezeichnet als ein „In”-Signal.
Der Ausgang der Referenzspannungsniveaueinheit 430 wird bereitgestellt an einen zweiten Eingang der verrasteten Komparatorschaltung 440. Der Ausgang der Referenzspannungsniveaueinheit 430 wird bezeichnet als ein „vref”-Signal. Die verrastete Komparatorschaltung 440 vergleicht das „In”-Signal des ersten +ve-Einhüllenden-Signals und das „vref”-Signal, um den Logikniveauausgang zu erhalten.
Um das erste +ve-Einhüllenden-Signal des einkommenden RF-Signals zu erkennen, wird das einkommende RF-Signal auf ein Volt (1 V) geschoben und nachfolgend an einen Source-Folger angelegt. Die Einhüllende der Daten (mit überlappender RF-Amplitude) wird wieder hergestellt bei der Source. Jedoch müssen die Hochfrequenzkomponenten des Signals weiter gedämpft werden, um ein klares Einhüllenden-Signal zu erhalten. Dies ist der Grund, warum das +ve-Einhüllenden-Signal durch den Tiefpassfilter 420 geleitet wird.
Der Tiefpassfilter 420 ist bevorzugterweise ein kontinuierlicher Tiefpassfilter erster Ordnung. Die Grenzfrequenz des Tiefpassfilters 420 ist bevorzugterweise ausgewählt, um näherungsweise fünfhunderttausend Hertz (500 KHz) zu sein. Der Tiefpassfilter 420 macht die Demodulatorschaltung 400 immun gegen Signale, die vielleicht durch benachbarte Geräte erzeugt werden können (z. B. die Rückstreuung von der Kennzeichnung selbst und die Rückstreuung von umgebenden Kennzeichnungen).
Wie zuvor genannt, wird das erste +ve-Einhüllenden-Signal, das ausgegeben wird von dem Tiefpassfilter 420, bereitgestellt an den ersten Ausgang der verrasteten Komparatorschaltung 440 als ein „In”-Signal. Die Referenzspannung, die ausgegeben wird von der Referenzspannungsniveaueinheit 430, wird bereitgestellt an den zweiten Ausgang der verrasteten Komparatorschaltung 440 als ein „vref”-Signal. Die Erkennung des Übergangs in dem Eingangssignal wird erzielt unter Verwendung der Spannungsdifferenz zwischen dem „In”-Signal und dem „vref”-Signal.
Der Betrieb der Demodulatorschaltung 400, die in 4 gezeigt ist, hängt ab von der Spannungsniveaudifferenz zwischen dem Signal „In” und dem Signal „vref”. Das obere Niveau und das untere Niveau des +ve-Einhüllenden-Signals „In” ist abhängig von der Eingangsleistung und dem Modulationstiefenniveau. Daher ist der Entwurf für das geeignete Spannungsniveau für die Referenzspannung „vref” kritisch.
Wenn der Wert der Referenzspannung „vref” gewählt wird, so dass er sehr nahe an dem oberen Niveau des „In”-Signals ist, mag die Spannungsdifferenz zwischen den beiden Spannungen „In” und „vref” (bezeichnet als „V₁”) nicht ausreichend sein, damit die verrastete Komparatorschaltung 440 arbeiten kann. Wenn der Wert von V₁ ansteigt, dann sinkt der Wert von V₂ signifikant. Dies wird ein Problem für Situationen, die niedrige Leistung und niedriger Modulation involvieren. Daher stellt der Bereich der Eingangsleistung und Modulationstiefe, über die die Demodulatorschaltung 400 Daten erkennen kann, eine Begrenzung in dem Betrieb der Demodulatorschaltung 400 dar.
Ein RF-Begrenzer 450 ist platziert an dem Eingang vor der +ve-Einhüllenden Detektorschaltung 410. Der RF-Begrenzer 450 begrenzt die einkommende Leistung. Dies setzt eine obere Grenze für den Bereich der Eingangsleistung, über die die Demodulatorschaltung 400 operieren muss. Zusätzlich macht der RF-Begrenzer 450 bei extrem hohen Leistungsniveaus die Modulationstiefe flacher.
5 illustriert eine dritte vorteilhafte Ausführungsform 500 einer Demodulatorschaltung einer Funkfrequenzidentifikations-(RFID)-Kennzeichnung in Übereinstimmung mit den Prinzipien der vorliegenden Erfindung. Die Demodulatorschaltung 500, die in 5 gezeigt ist, erkennt ein +ve-Einhüllenden-Signal und erkennt ein –ve-Einhüllendensignal und vergleicht die beiden Einhüllenden-Signale in einem Nulldurchgangsdetektor. Die Demodulatorschaltung 500, die in 5 gezeigt ist, umfasst eine +ve-Einhüllenden-Detektorschaltung 510, eine erste Differenziererschaltung 520, einen ersten Tiefpassfilter 530, eine –ve-Einhüllenden-Detektorschaltung 550, eine zweite Differenziererschaltung 560, einen zweiten Tiefpassfilter 570 und einen Nulldurchgangsdetektor 540. Die Amplitude des +ve-Einhüllenden-Signals und die Amplitude des –ve-Einhüllenden-Signals sind beide Funktionen des Leistungsniveaus des einkommenden RF-Signals und der Modulationstiefe.
Die +ve-Einhüllenden-Detektorschaltung 510 erkennt ein +ve-Einhüllenden-Signal eines einkommenden RF-Signals. Die +ve-Einhüllenden-Detektorschaltung 510 erkennt das +ve-Einhüllenden-Signal in der gleichen Weise, wie sie zuvor beschrieben wurde, unter Verwendung eines NMOS-Transistors M1. Das Gleichstrom-(DC)-Niveau an der Source des NMOS-Transistors M1 ist angepasst, um Abschneidungen bei höheren Leistungsniveaus zu vermeiden. Der Ausgang der +ve-Einhüllenden-Detektorschaltung 510 wird weitergeleitet an eine erste Differenziererschaltung 520. Die erste Differenziererschaltung 520 umfasst einen Blockierkondensator C2 und einen PMOS-Transistor M3. Der Blockierkondensator C2 blockt die Gleichstrom-(DC)-Komponente des +ve-Einhüllenden-Signals. Die erste Differenziererschaltung 520 wandelt das amplitudenmodulierte (AM) Signal in ein differenziertes Signal, das Flankeninformation aufweist.
Das +ve-differenzierte Einhüllenden-Signal wird dann abwärts niveauverschoben unter Verwendung von NMOS-Transistor M5 und weitergeleitet durch einen ersten Tiefpassfilter 530. Die Hochfrequenzkomponenten des Signals müssen weiter gedämpft werden, um ein klares Einhüllendensignal zu erhalten. Dies ist der Grund, warum das +ve-differenzierte Einhüllenden-Signal durch den ersten Tiefpassfilter 530 geleitet wird. Der erste Tiefpassfilter 530 ist bevorzugterweise ein kontinuierlicher Tiefpassfilter erster Ordnung. Die Grenzfrequenz des ersten Tiefpassfilters 530 wird bevorzugterweise gewählt, näherungsweise fünfhunderttausend Hertz (500 KHz) zu sein. Der erste Tiefpassfilter 530 macht die Demodulatorschaltung 500 immun gegen Signale, die erzeugt werden können durch benachbarte Geräte (z. B. die Rückstreuung von der Kennzeichnung selbst und die Rückstreuung von den umgebenden Kennungen).
Der Ausgang des ersten Tiefpassfilters 530 wird dann bereitgestellt an einen ersten Eingang des Nulldurchgangsdetektors 540. Der Ausgang des ersten Tiefpassfilters 530 wird bezeichnet als ein „In₁”-Signal.
Zur gleichen Zeit erkennt die –ve-Einhüllenden-Detektorschaltung 550 ein –ve-Einhüllenden-Signal des einkommenden RF-Signals. Die –ve-Einhüllenden-Detektorschaltung 550 erkennt das –ve-Einhüllenden-Signal unter Verwendung eines PMOS-Transistors M2. Das Gleichstrom-(DC)-Niveau bei der Source des PMOS-Transistors M2 wird angepasst um Abschneiden bei höheren Leistungsniveaus zu vermeiden. Ein Widerstand, der einen Widerstandswert von näherungsweise zweihundert Ohm (200 Ω) aufweist, ist in Serie verbunden mit dem Gate des PMOS-Transistors M2, so dass ein elektrostatischer Speicherentladungs(ESD)-Vorfall begrenzt ist auf ESD-Geräte, die in den RF-Kontaktflächen lokalisiert sind.
Der Ausgang der –ve-Einhüllenden-Detektorschaltung 550 wird weitergeleitet an eine zweite Differenziererschaltung 560. Die zweite Differenziererschaltung 560 umfasst Blockierkapazität C3 und PMOS-Transistor M4. Die Blockierkapazität C3 blockt die Gleichstrom-(DC)-Komponente des –ve-Einhüllenden-Signals. Die zweite Differenziererschaltung 560 wandelt das amplitudenmodulierte (AM) Signal in ein differenziertes Signal, das Flankeninformation aufweist.
Das –ve-differenzierte Einhüllenden-Signal wird dann abwärts niveauverschoben unter Verwendung von NMOS-Transistor M6 und weitergeleitet durch einen zweiten Tiefpassfilter 570. Die Hochfrequenzkomponenten des Signals müssen weiter gedämpft werden, um ein klares Einhüllenden-Signal zu erhalten. Dies ist der Grund, warum das –ve-differenzierte Einhüllenden-Signal weitergeleitet wird durch den zweiten Tiefpassfilter 570. Der zweite Tiefpassfilter 570 ist bevorzugterweise ein kontinuierlicher Tiefpassfilter erster Ordnung. Die Grenzfrequenz des zweiten Tiefpassfilters 570 wird bevorzugterweise gewählt, um näherungsweise fünfhunderttausend Hertz (500 KHz) zu sein. Der zweite Tiefpassfilter 570 macht die Demodulatorschaltung 500 immun gegen Signale, die erzeugt werden können durch benachbarte Geräte (z. B. die Rückstreuung von der Kennzeichnung selbst und die Rückstreuung von den umgebenden Kennzeichnungen).
Der Ausgang des zweiten Tiefpassfilters 570 wird dann bereitgestellt an einen zweiten Eingang des Nulldurchgangsdetektors 540. Der Ausgang des zweiten Tiefpassfilters 570 ist bezeichnet als „In₂”-Signal. Der Nulldurchgangsdetektor 540 vergleicht das „In₁”-Signal des +ve-gefilterten, differenzierten Einhüllenden-Signals und das „In₂”-Signal des –ve-gefilterten, differenzierten Einhüllenden-Signals, um den Logikniveauausgang zu erhalten.
Der Nulldurchgangsdetektor 540 kann ein einfacher Rastkomparator 540 sein. Wenn die zwei Einhüllenden-Signale angelegt werden an das differentielle Eingangspaar des Komparators, macht der Ausgang einen Übergang von hoch nach niedrig oder niedrig nach hoch, wann immer ein Nulldurchgang erkannt wird. Da die Erkennung keinerlei fixiertes Referenzniveau einschließt, ist die Erkennung insensitiv gegen die RF-Leistungsniveaus.
Ein RF-Begrenzer 580 ist platziert an dem Eingang vor der +ve-Einhüllenden-Detektorschaltung 510 und vor der –ve-Einhüllenden-Detektorschaltung 550. Der RF-Begrenzer 580 begrenzt die einkommende Leistung. Dieses setzt eine obere Grenze für den Bereich der Eingangsleistung, über die die Demodulatorschaltung 500 operieren muss. Zusätzlich macht der RF-Begrenzer 580 bei extrem hohen Leistungsniveaus die Modulationstiefe flacher.
Die Hysterese der Raste des Nulldurchgangsdetektors 540 wird bestimmt durch das minimale Erkennungsschwellniveau. In einer vorteilhaften Ausführungsform ist das minimale Erkennungsschwellniveau zwanzig Prozent (20%). Der Kompromiss ist zwischen der erlaubten Eingangs-Offset-Spannung für das differentielle Eingangspaar des Operationsverstärkers und der Hysterese. Die Hysterese wird in einer solchen Art und Weise gewählt, dass das fehlerhafte Verhalten der Raste aufgrund der Eingangs-Offset-Spannung vermieden werden kann.
Die Architektur der Demodulatorschaltung 500 vermeidet ebenfalls die Verwendung einer kaskodierten Struktur. Daher kann die Demodulatorschaltung 500 für Energieversorgungsspannungen arbeiten, die so niedrig sind, wie acht Zehntel eines Voltes (0,8 V). Effizienter Geringleistungsbetrieb kann erzielt werden durch Vorspannen der Geräte der Demodulatorschaltung 500 in tiefem Unterschwellbereich.
6 illustriert eine vierte vorteilhafte Ausführungsform 600 einer Demodulatorschaltung einer Funkfrequenzidentifikations-(RFID)-Kennzeichnung in Übereinstimmung mit den Prinzipien der vorliegenden Erfindung. In einigen Typen von RIFD-Kennzeichnungen können dort mehr als ein unabhängiger Antennenanschluss sein. Funkfrequenz-(RF)-Daten können an einem Anschluss oder können gleichzeitig an mehr als einem Anschluss vorhanden sein. Jeder der Anschlüsse speist seinen eigenen Antennenmodulator und Ladungspumpe.
Um die Hardware zu minimieren (und so die Chipfläche und den Leistungsverbrauch), kann das RF-Signal von den Anschlüssen kombiniert werden. 6 illustriert eine vorteilhafte Ausführungsform der Demodulatorschaltung 600 der vorliegenden Erfindung, die entworfen ist zur Verwendung mit einer RFID-Kennzeichnung, die zwei Anschlüsse aufweist. Der erste Anschluss ist bezeichnet mit einer Markierung „RF1”, und der zweite Anschluss ist bezeichnet mit einer Markierung „RF2”.
Die Demodulatorschaltung 600, die in 6 gezeigt ist, erkennt ein +ve-Einhüllenden-Signal an jeden der beiden Anschlüsse (RF1 und RF2) und erkennt ebenfalls ein –ve-Einhüllenden-Signal an jedem der zwei Anschlüsse (RF1 und RF2). Die Demodulatorschaltung 600 kombiniert die +ve-Einhüllenden-Signale von den zwei Anschlüssen. Die Demodulatorschaltung 600 kombiniert ebenfalls die –ve-Einhüllenden-Signale von den zwei Anschlüssen. Die kombinierten Signale werden abwärts niveauverschoben unter Verwendung der gleichen Niveauschieberschaltung, wie in der Einzelanschlussimplementierung, die in 5 gezeigt ist. Die niveauverschobenen Signale werden nachfolgend an einen Nulldurchgangsdetektor geleitet, um den Demodulatorausgang zu bestimmen.
Die Demodulatorschaltung 600, die in 6 gezeigt ist, umfasst eine erste Anschluss-+ve-Einhüllenden-Detektorschaltung 610, eine erste Anschluss-–ve-Einhüllenden-Detektorschaltung 620, eine zweite Anschluss-+ve-Einhüllenden-Detektorschaltung 630, eine zweite Anschluss-–ve-Einhüllenden-Detektorschaltung 640, eine +ve-Einhüllenden-Differenziererschaltung 650, einen +ve-Einhüllenden-Tiefpassfilter 660, eine –ve-Einhüllende-Differenziererschaltung 670, einen –ve-Einhüllenden-Tiefpassfilter 680 und einen Nulldurchgangsdetektor 690. Die Amplitude des +ve-Einhüllenden-Signals und die Amplitude des –ve-Einhüllenden-Signals sind beide Funktionen des Leistungsniveaus des einkommenden RF-Signals und der Modulationstiefe.
Die erste Anschluss-+ve-Einhüllenden-Detektorschaltung 610 erkennt ein +ve-Einhüllenden-Signal eines einkommenden RF-Signals. Die zweite Anschluss-+ve-Einhüllenden-Detektorschaltung 630 erkennt ebenfalls das +ve-Einhüllenden-Signal. Das Gleichstrom-(DC)-Niveau an der Source des NMOS-Transistors M1 der ersten Anschluss-+ve-Einhüllenden-Detektorschaltung 610 und das Gleichstrom-(DC)-Niveau an der Source des NMOS-Transistors M7 der zweiten Anschluss-+ve-Einhüllenden-Detektorschaltung 630 werden angepasst, um Abschneiden bei höheren Leistungsniveaus zu vermeiden.
Der Ausgang der ersten Anschluss-+ve-Einhüllenden-Detektorschaltung 610 wird geleitet an die +ve-Einhüllenden-Differenziererschaltung 650. Der Ausgang der zweiten Anschluss-+ve-Einhüllenden-Detektorschaltung 630 wird geleitet an die +ve-Einhüllenden-Differenziererschaltung 650. Die +ve-Einhüllenden-Differenziererschaltung 650 umfasst Blockierkapazität C2, Blockierkapazität C5 und PMOS-Transistor M3. Blockierkapazität C2 blockt die Gleichstrom-(DC)-Komponente des +ve-Einhüllenden-Signals von der ersten Anschluss-+ve-Einhüllenden-Detektorschaltung 610. Die Blockierkapazität C5 blockt die Gleichstrom-(DC)-Komponente des +ve-Einhüllenden-Signals von der zweiten Anschluss-+ve-Einhüllenden-Detektorschaltung 630. Die +ve-Einhüllenden-Differenziererschaltung 650 wandelt das amplitudenmodulierte (AM) Signal in ein differenziertes Signal, das Flankeninformation aufweist.
Das kombinierte +ve-Einhüllenden-Signal wird dann nach unten niveauverschoben unter Verwendung von NMOS-Transistor M5 und geleitet durch einen +ve-Einhüllenden-Tiefpassfilter 660. Der Ausgang des +ve-Einhüllenden-Tiefpassfilters 660 wird dann bereitgestellt an einen ersten Eingang des Nulldurchgangsdetektors 690. Der Ausgang des +ve-Einhüllenden-Tiefpassfilters 660 wird bezeichnet als ein „In₁”-Signal.
Die erste Anschluss-–ve-Einhüllenden-Detektorschaltung 620 erkennt ein –ve-Einhüllenden-Signal des einkommenden RF-Signals. Die zweite Anschluss-–ve-Einhüllenden-Detektorschaltung 640 erkennt ebenfalls das –ve-Einhüllenden-Signal. Das Gleichstrom-(DC)-Niveau an der Source des PMOS-Transistors M2 der ersten Anschluss-–ve-Einhüllenden-Detektorschaltung 620 und das Gleichstrom-(DC)-Niveau an der Source des PMOS-Transistors M8 der zweiten Anschluss-–ve-Einhüllenden-Detektorschaltung 640 werden angepasst, um Abschneiden bei höheren Leistungsniveaus zu vermeiden.
Der Ausgang der ersten Anschluss-–ve-Einhüllenden-Detektorschaltung 620 wird geleitet an die –ve-Einhüllenden-Differenziererschaltung 670. Der Ausgang der zweiten Anschluss-–ve-Einhüllenden-Detektorschaltung 640 wird geleitet an die –ve-Einhüllenden-Differenziererschaltung 670. Die –ve-Einhüllenden-Differenziererschaltung 670 umfasst Blockierkapazität C3, Blockierkapazität C6 und PMOS-Transistor M4. Die Blockierkapazität C3 blockt die Gleichstrom(DC)-Komponente des –ve-Einhüllenden-Signals von der ersten Anschluss-–ve-Einhüllenden-Detektorschaltung 620. Die Blockierkapazität C6 blockt die Gleichstrom-(DC)-Komponente des –ve-Einhüllenden-Signals von der zweiten Anschluss-–ve-Einhüllenden-Detektorschaltung 640. Die –ve-Einhüllenden-Differenziererschaltung 670 wandelt das amplitudenmodulierte (AM) Signal in ein differenziertes Signal, das Flankeninformation aufweist.
Das kombinierte –ve-Einhüllenden-Signal wird dann abwärts niveauverschoben unter Verwendung von NMOS-Transistor M6 und geleitet durch –ve-Einhüllenden-Tiefpassfilter 680. Der Ausgang des –ve-Einhüllenden-Tiefpassfilters 680 wird dann bereitgestellt an einen zweiten Eingang des Nulldurchgangsdetektors 690. Der Ausgang des –ve-Einhüllenden-Tiefpassfilters 680 wird bezeichnet als ein „In₂”-Signal. Der Nulldurchgangsdetektor 690 vergleicht das „In₁”-Signal des +ve-Einhüllenden-Signals und das „In₂”-Signal des –ve-Einhüllenden-Signals, um den Logikniveauausgang zu erhalten.
Ein RF-Begrenzer 685 ist platziert an dem Eingang vor der ersten Anschluss-+ve-Einhüllenden-Detektorschaltung 610 und vor der ersten Anschluss-–ve-Einhüllenden-Detektorschaltung 620. Ein RF-Begrenzer 695 ist platziert an dem Eingang vor der zweiten Anschluss-+ve-Einhüllenden-Detektorschaltung 630 und vor der zweiten Anschluss-–ve-Einhüllenden-Detektorschaltung 640. Die RF-Begrenzer 685 und 695 begrenzen die einkommende Leistung. Dies setzt eine obere Begrenzung für den Bereich von Eingangsleistung, über den die Demodulatorschaltung 600 operieren muss. Zusätzlich machen die RF-Begrenzer 685 und 695 bei extrem hohen Leistungsniveaus die Modulationstiefe flacher.
Die Demodulatorschaltung 600 illustriert, wie die Prinzipien der vorliegenden Erfindung verwendet werden können in einer RFID-Kennzeichnung, die zwei Eingangsanschlüsse aufweist. Die vorliegende Erfindung kann ähnlich verwendet werden in RFID-Kennzeichnungen, die mehr als zwei Eingangsanschlüsse aufweisen.
Gemäß gegenwärtig existierenden EPC0-Standards muss eine RFID-Kennzeichnung anfänglich zurückgesetzt werden, bevor die RFID-Kennzeichnung beginnt mit einer Lesereinheit zu kommunizieren. Der Zurücksetzprozess geschieht durch Liefern eines „Daten hoch”-Signals für eine spezifizierte Zeitperiode an dem Beginn der Kommunikation zwischen der RFID-Kennzeichnung und der Lesereinheit. Wenn die Demodulatorschaltung nicht initialisiert ist auf einen „Daten hoch”-Zustand, mag die Demodulatorschaltung mit irgendeinem Datenzustand starten, entweder „hoch” oder „niedrig” gemäß den Betriebsbedingungen. Dies kann darin resultieren, dass die Demodulatorschaltung die erste Datenflanke verpasst.
Zusätzlich kann, während die Zurücksetzprozedur initiiert wird durch die Lesereinheit, wenn die RFID-Kennzeichnung nicht initialisiert ist, die Abwesenheit der Initialisierung eine Änderung der Daten während der Zurücksetzprozedur verursachen aufgrund des Bereinigungsverhaltens der Demodulatorschaltung. Dies wird verursachen, dass die digitale Zustandsmaschine inkorrekt arbeitet. Um dieses Problem zu vermeiden, muss die Demodulatorschaltung zu Beginn des Betriebs der RFID-Kennzeichnung auf einen „Daten hoch”-Zustand initialisiert werden.
In der vorliegenden Erfindung wird der Initialisierungsprozess erzielt bei der zweiten Stufe von Niveauverschiebung innerhalb der Demodulatorschaltung. Betrachte z. B. die Initialisierung des Betriebs der Demodulatorschaltung 600. Der Knoten hinter der Blockierkapazität C2 wird auf die Energieversorgungsspannung (VDD) gezogen, wenn die RFID-Kennzeichnung startet, das RF-Signal von der Lesereinheit zu empfangen. Nachdem der Initialisierungszustand gesetzt ist, wird diese Hochziehoperation deaktiviert.
Da ein starkes Hochziehen verwendet wird bei dem +ve-Einhüllenden-Detektor, geht der Knoten hinter der Blockierkapazität C2 hoch, bevor der –ve-Einhüllenden-Detektor auf das gleiche DC-Niveau geht. Die Raste für die +ve-Einhüllende wirkt, und dieser Wert wird aufgerastet. Die Hysterese in dem Nulldurchgangsdetektor 690 hilft, auf den gleichen Ausgang aufzurasten, wenn die –ve-Einhüllende ebenfalls das gleiche DC-Niveau erreicht, wenn dort keine Daten in dem RF-Signal sind.
7A bis 7D illustrieren vier Zeitdiagramme, die den Betrieb der Demodulatorschaltung der vorliegenden Erfindung illustrieren. Die vier Zeitdiagramme sind von einer Computersimulation des Betriebs einer RFID-Kennzeichnung, die die Demodulatorschaltung 500 umfasst. Die simulierte Demodulatorschaltung operiert bei einer nominalen Spannung von einem Volt (1 V) und dissipiert näherungsweise fünfhundert Nanowatt (500 nW) Leistung in einer 0,18 μm-CMOS-Technologie. Das simulierte einkommende RF-Signal weist eine Datenrate von achtzigtausend Bits pro Sekunde (80 Kbps) auf und eine Modulationstiefe von dreißig Prozent (30%). Die Siliziumfläche der simulierten Demodulatorschaltung ist näherungsweise fünfundsiebzig Mikrometer (75 μm) mal einhundertundsechzig Mikrometer (160 μm).
Das erste Zeitdiagramm, das in 7A gezeigt ist, zeigt die Logikniveaudemodulatorausgangsspannung als eine Funktion der Zeit. Das zweite Zeitdiagramm, das in 7B gezeigt ist, zeigt die Spannung als eine Funktion der Zeit der verrasteten +ve-Einhüllenden und der verrasteten –ve-Einhüllenden (der verrasteten Komparatorausgänge). Das dritte Zeitdiagramm, das in 7C gezeigt ist, zeigt die Spannung als eine Funktion der Zeit der +ve-RF-Einhüllenden und der –ve-RF-Einhüllenden (nach den Niveauschiebern). Das vierte Zeitdiagramm, das in 7D gezeigt ist, zeigt die Spannung des Eingangs-RF-Signals über die Zeit.
8 illustriert ein Flussdiagramm, das die Schritte 800 einer ersten vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens der vorliegenden Erfindung zeigt. Eine Dernodulatorschaltung 300 ist bereitgestellt, die eine +ve-Einhüllenden-Detektorschaltung 310, einen ersten Tiefpassfilter 320, einen zweiten Tiefpassfilter 330 und eine verrastetet Komparatorschaltung 340 (Schritt 810) umfasst. Dann wird ein Funkfrequenz-(RF)-Signal empfangen in der +ve-Einhüllenden-Detektorschaltung 310, und ein +ve-Einhüllenden-Signal wird erkannt (Schritt 820). Das +ve-Einhüllenden-Signal wird dann bereitgestellt an den ersten Tiefpassfilter 320 (Schritt 830). Das +ve-gefilterte Einhüllenden-Signal von dem ersten Tiefpassfilter 320 wird bereitgestellt an einen ersten Eingang der verrasteten Komparatorschaltung 340 (Schritt 840).
Das +ve-gefilterte Einhüllenden-Signal von dem ersten Tiefpassfilter 320 wird ebenfalls bereitgestellt an den zweiten Tiefpassfilter 330, um eine verzögerte Version des +ve-gefilterten Einhüllenden-Signals zu erzeugen (Schritt 850). Das verzögerte +ve-gefilterte Einhüllenden-Signal von dem zweiten Tiefpassfilter 330 wird dann bereitgestellt an einen zweiten Eingang der verrasteten Komparatorschaltung 340 (Schritt 860). Die verrastetet Komparatorschaltung 340 erkennt einen Übergang in dem RF-Signal unter Verwendung der Spannungsdifferenz zwischen dem +ve-gefilterten Einhüllenden-Signal von dem ersten Tiefpassfilter 320 und dem verzögerten +ve-gefilterten Einhüllenden-Signal von dem zweiten Tiefpassfilter 330.
9 illustriert ein Flussdiagramm, das die Schritte 900 einer zweiten vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens der vorliegenden Erfindung zeigt. Eine Demodulatorschaltung 400 ist bereitgestellt, die eine +ve-Einhüllenden-Detektorschaltung 410, einen Tiefpassfilter 420, eine Referenzspannungsniveaueinheit 430 und eine verrastete Komparatorschaltung 440 umfasst (Schritt 910). Dann wird ein Funkfrequenz-(RF)-Signal empfangen in der +ve-Einhüllenden-Detektorschaltung 410, und ein +ve-Einhüllenden-Signal wird erkannt (Schritt 920). Das +ve-Einhüllenden-Signal wird dann bereitgestellt an den zweiten Tiefpassfilter 420 (Schritt 930). Das +ve-gefilterte Einhüllenden-Signal von dem Tiefpassfilter 420 wird bereitgestellt an einen ersten Eingang der verrasteten Komparatorschaltung 440 (Schritt 940).
Eine Referenzspannung von der Referenzspannungsniveaueinheit 430 wird dann bereitgestellt an einen zweiten Eingang der verrasteten Komparatorschaltung 440 (Schritt 950). Die verrastete Komparatorschaltung 440 erkennt einen Übergang in dem RF-Signal unter Verwendung der Spannungsdifferenz zwischen dem +vegefilterten Einhüllenden-Signal von dem Tiefpassfilter 420 und der Referenzspannung von der Referenzspannungsniveaueinheit 430.
10 illustriert ein Flussdiagramm, das die Schritte 1000 einer dritten vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens der vorliegenden Erfindung zeigt. Eine Demodulatorschaltung 500 ist bereitgestellt, die eine +ve-Einhüllenden-Detektorschaltung 510, eine erste Differenziererschaltung 520, einen ersten Tiefpassfilter 530, einen Nulldurchgangsdetektor 540 und parallel gekoppelt eine –ve-Einhüllenden-Detektorschaltung 550, eine zweite Differenziererschaltung 560 und einen zweiten Tiefpassfilter 570 umfasst (Schritt 1010). Ein Funkfrequenz-(RF)-Signal wird empfangen in der +ve-Einhüllenden Detektorschaltung 510, und ein +ve-Einhüllenden-Signal wird erkannt (Schritt 1020). Das +ve-Einhüllenden-Signal wird dann bereitgestellt an die erste Differenziererschaltung 520 (Schritt 1030). Dann wird der Ausgang der ersten Differenziererschaltung 520 bereitgestellt an den ersten Tiefpassfilter 530 (Schritt 1040). Das gefilterte differenzierte Ausgangssignal von dem ersten Tiefpassfilter 530 wird bereitgestellt an einen ersten Eingang des Nulldurchgangsdetektors 540 (Schritt 1050).
Ein Funkfrequenz-(RF)-Signal wird empfangen in der –ve-Einhüllenden-Detektorschaltung 550, und ein –ve-Einhüllenden-Signal wird erkannt (Schritt 1060). Das –ve-Einhüllenden-Signal wird dann bereitgestellt an die zweite Differenziererschaltung 560 (Schritt 1070). Dann wird der Ausgang der zweiten Differenziererschaltung 560 bereitgestellt an einen zweiten Tiefpassfilter 570 (Schritt 1080). Das gefilterte differenzierte Ausgangssignal von dem zweiten Tiefpassfilter 570 wird bereitgestellt an einen zweiten Ausgang des Nulldurchgangsdetektors 540 (Schritt 1090).
Der Nulldurchgangsdetektor 540 erkennt einen Übergang in dem RF-Signal unter Verwendung der Spannungsdifferenz zwischen dem +ve-gefilterten differenzierten Einhüllenden-Signal von dem ersten Tiefpassfilter 530 und dem –vegefilterten differenzierten Einhüllenden-Signal von dem zweiten Tiefpassfilter 570 (Schritt 1095).
11 illustriert ein Flussdiagramm, das die Schritte 1100 einer vierten vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens der vorliegenden Erfindung zeigt. Eine Demodulatorschaltung 600 ist bereitgestellt, die eine erste Anschluss-+ve-Einhüllenden-Detektorschaltung 610, eine erste Anschluss-–ve-Einhüllenden-Detektorschaltung 620, eine zweite Anschluss-+ve-Einhüllenden-Detektorschaltung 630, eine zweite Anschluss-–ve-Einhüllenden-Detektorschaltung 640, eine +ve-Einhüllenden-Differenziererschaltung 650, einen +ve-Einhüllenden-Tiefpassfilter 660, eine –ve-Einhüllenden-Differenziererschaltung 670, einen –ve-Einhüllenden-Tiefpassfilter 680 und einen Nulldurchgangsdetektor 690 umfasst (Schritt 1110). Ein Funkfrequenz-(RF)-Signal wird empfangen in der ersten Anschluss-+ve-Einhüllenden-Detektorschaltung 610 und in der zweiten Anschluss-+ve-Einhüllenden-Detektorschaltung 630, und die erkannten +ve-Einhüllenden-Signale werden kombiniert (Schritt 1120). Das +ve-Einhüllenden-Signal wird dann bereitgestellt an die +ve-Einhüllenden-Differenziererschaltung 650 und dann an den +ve-Einhüllenden-Tiefpassfilter 660 (Schritt 1130). Das gefilterte +ve-Einhüllenden-Signal von dem +ve-Einhüllenden-Tiefpassfilter 660 wird dann bereitgestellt an einen ersten Eingang des Nulldurchgangsdetektors 690 (Schritt 1140).
Ein Funkfrequenz-(RF)-Signal wird empfangen in der ersten Anschluss-–ve-Einhüllenden-Detektorschaltung 620 und in der zweiten Anschluss-–ve-Einhüllenden-Detektorschaltung 640, und die erkannten –ve-Einhüllenden-Signale werden kombiniert (Schritt 1150). Das –ve-Einhüllenden-Signal wird dann bereitgestellt an die –ve-Einhüllenden-Differenziererschaltung 670 und dann an den –ve-Einhüllenden-Tiefpassfilter 680 (Schritt 1160). Das gefilterte –ve-Einhüllenden-Signal von dem –ve-Einhüllenden-Tiefpassfilter 680 wird dann bereitgestellt an einen zweiten Eingang des Nulldurchgangsdetektors 690 (Schritt 1170).
Der Nulldurchgangsdetektor 690 erkennt einen Übergang in dem RF-Signal unter Verwendung der Spannungsdifferenz zwischen dem +ve-gefilterten differenzierten Einhüllenden-Signal von dem +ve-Einhüllenden-Tiefpassfilter 660 und dem –ve-gefilterten differenzierten Einhüllenden-Signal von dem –ve-Einhüllenden Tiefpassfilter 680 (Schritt 1180).
Obwohl die vorliegende Erfindung beschrieben worden ist mit beispielhaften Ausführungsformen, können verschiedene Änderungen und Modifikationen denjenigen, der in der Technik bewandert ist, vorgeschlagen worden sein. Es ist beabsichtigt, dass die vorliegende Erfindung solche Änderungen und Modifikationen als in den Bereich der beigefügten Ansprüche fallend umfasst.

Claims

Verfahren zum Demodulieren von funkfrequenzamplitudenmodulierten Signalen, das Verfahren umfasst die Schritte von: Bereitstellen eines ersten Teils einer Demodulatorschaltung (500), die eine +ve-Einhüllenden-Detektorschaltung (510), eine erste Differenziererschaltung (520), die einen Eingang gekoppelt hat an einen Ausgang der +ve-Einhüllenden-Detektorschaltung (510), einen ersten Tiefpassfilter (530), der einen Eingang gekoppelt hat an einen Ausgang der ersten Differenziererschaltung (520), und einen Nulldurchgangsdetektor (540) aufweist, der einen ersten Eingang gekoppelt hat an einen Ausgang des ersten Tiefpassfilters (530); Parallelkoppeln zu dem ersten Teil der Demodulatorschaltung (500) eine –ve-Einhüllenden-Detektorschaltung (550), eine zweite Differenziererschaltung (560), die einen Eingang gekoppelt hat an einen Ausgang der –ve-Einhüllenden-Detektorschaltung (550), einen zweiten Tiefpassfilter (570), der einen Eingang gekoppelt hat an einen Ausgang der zweiten Differenziererschaltung (560), wobei ein Ausgang des zweiten Tiefpassfilters (570) gekoppelt ist an einen zweiten Eingang des Nulldurchgangdetektors (540); Empfangen eines funkfrequenzamplitudenmodulierten Signals in der +ve-Einhüllenden-Detektorschaltung (510); Erkennen eines +ve-Einhüllenden-Signals mit der +ve-Einhüllenden Detektorschaltung (510); und Bereitstellen des +ve-Einhüllenden-Signals an die erste Differenziererschaltung (520).
Verfahren nach Anspruch 1, weiter umfassend die Schritte von: Bereitstellen eines +ve-differenzierten Einhüllenden-Signals von der ersten Differenziererschaltung (520) an den ersten Tiefpassfilter (530); Filtern des +ve-differenzierten Einhüllenden-Signals mit dem ersten Tiefpassfilter (530); und Bereitstellen des +ve-gefilterten, differenzierten Einhüllenden-Signals an den ersten Eingang des Nulldurchgangsdetektors (540).
Verfahren nach Anspruch 2, weiter umfassend die Schritte von: Empfangen eines funkfrequenzamplitudenmodulierten Signals in der –ve-Einhüllenden-Detektorschaltung (550); Erkennen eines –ve-Einhüllenden-Signals mit der –ve-Einhüllenden-Detektorschaltung (550); Bereitstellen des –ve-Einhüllenden-Signals an die zweite Differenziererschaltung (560); Bereitstellen eines –ve-differenzierten Einhüllenden-Signals von der zweiten Differenziererschaltung (560) an den zweiten Tiefpassfilter (570); Filtern des –ve-differenzierten Einhüllenden-Signals mit dem zweiten Tiefpassfilter (570); und Bereitstellen des –ve-gefilterten, differenzierten Einhüllenden-Signals an den zweiten Eingang des Nulldurchgangsdetektors (540).
Verfahren nach Anspruch 3, weiter umfassend den Schritt von: Erkennen in dem Nulldurchgangsdetektor (540) einen Übergang in dem funkfrequenzamplitudenmodulierten Signal unter Verwendung einer Spannungsdifferenz zwischen dem +ve-gefilterten, differenzierten Einhüllenden-Signal von dem ersten Tiefpassfilter (530) und dem –ve-gefilterten, differenzierten Einhüllenden-Signal von dem zweiten Tiefpassfilter (570).
Verfahren nach Anspruch 4, worin der erste Tiefpassfilter (530) ein kontinuierlicher Tiefpassfilter erster Ordnung ist, der eine Grenzfrequenz von näherungsweise fünfhunderttausend Hertz aufweist; und worin der zweite Tiefpassfilter (570) ein kontinuierlicher Tiefpassfilter erster Ordnung ist, der eine Grenzfrequenz von näherungsweise fünfhunderttausend Hertz aufweist.
Verfahren nach Anspruch 4, weiter umfassend den Schritt von: Erkennen des Übergangs in dem Nulldurchgangsdetektor (540), worin der Nulldurchgangsdetektor (540) ein minimales Erkennungsschwellniveau von zwanzig Prozent aufweist.
Verfahren zum Demodulieren von funkfrequenzamplitudenmodulierten Signalen in einem Demodulator (600), der einen ersten Eingangsanschluss (RF1) und einen zweiten Eingangsanschluss (RF2) umfasst, das Verfahren umfasst die Schritte von: Bereitstellen einer Demodulatorschaltung (600), die eine erste Anschluss-+ve-Einhüllenden-Detektorschaltung (610), eine erste Anschluss-–ve-Einhüllenden-Detektorschaltung (620), eine zweite Anschluss-+ve-Einhüllenden-Detektorschaltung (630) und eine zweite Anschluss-–ve-Einhüllenden-Detektorschaltung (640) umfasst; Zusammenkoppeln eines Ausgangs der ersten Anschluss-+ve-Einhüllenden-Detektorschaltung (610) und eines Ausgangs der zweiten Anschluss-+ve-Einhüllenden-Detektorschaltung (630); Zusammenkoppeln eines Ausgangs der ersten Anschluss-–ve-Einhüllenden-Detektorschaltung (620) und eines Ausgangs der zweiten Anschluss-–ve-Einhüllenden-Detektorschaltung (640); Koppeln des Ausgangs der ersten Anschluss-+ve-Einhüllenden-Detektorschaltung (610) und der zweiten Anschluss-+ve-Einhüllenden-Detektorschaltung (630) zu einer +ve-Einhüllenden-Differenziererschaltung (650); Koppeln eines Eingangs eines +ve-Einhüllenden-Tiefpassfilters (660) an einen Ausgang der +ve-Einhüllenden-Differenziererschaltung (650); und Koppeln eines ersten Eingangs eines Nulldurchgangsdetektors (690) an einen Ausgang des +ve-Einhüllenden-Tiefpassfilters (650).
Verfahren nach Anspruch 7, weiter umfassend die Schritte von: Empfangen eines funkfrequenzamplitudenmodulierten Signals in der ersten Anschluss-+ve-Einhüllenden-Detektorschaltung (610) und in der zweiten Anschluss-+ve-Einhüllenden-Detektorschaltung (630); Erkennen eines ersten Anschluss-+ve-Einhüllenden-Signals mit der ersten Anschluss-+ve-Einhüllenden-Detektorschaltung (610); Erkennen eines zweiten Anschluss-+ve-Einhüllenden-Signals mit der zweiten Anschluss-+ve-Einhüllenden-Detektorschaltung (630); Kombinieren des ersten Anschluss-+ve-Einhüllenden-Signals mit dem zweiten Anschluss-+ve-Einhüllenden-Signals, um ein +ve-Einhüllenden-Signal zu formen; Bereitstellen des +ve-Einhüllenden-Signals an die +ve-Einhüllenden-Differenziererschaltung (650); Bereitstellen eines +ve-differenzierten Einhüllenden-Signals von der +ve-Einhüllenden-Differenziererschaltung (650) an den +ve-Einhüllenden-Tiefpassfilter (660); Filtern des +ve-differenzierten Einhüllenden-Signals mit dem +ve-Einhüllenden Tiefpassfilter (660); und Bereitstellen des +ve-gefilterten, differenzierten Einhüllenden-Signals an den ersten Eingang des Nulldurchgangsdetektors (690).
Verfahren nach Anspruch 8, weiter umfassend die Schritte von: Koppeln des Ausgangs der ersten Anschluss-–ve-Einhüllenden-Detektorschaltung (620) und der zweiten Anschluss-–ve-Einhüllenden-Detektorschaltung (640) an eine –ve-Einhüllenden-Differenziererschaltung (670); Koppeln eines Eingangs eines –ve-Einhüllenden-Tiefpassfilters (680) an einen Ausgang der –ve-Einhüllenden-Differenziererschaltung (670); und Koppeln eines zweiten Eingangs des Nulldurchgangsdetektors (690) an einen Ausgang des –ve-Einhüllenden-Tiefpassfilters (680).
Verfahren nach Anspruch 9, weiter umfassend die Schritte von: Empfangen eines funkfrequenzamplitudenmodulierten Signals in der ersten Anschluss-–ve-Einhüllenden-Detektorschaltung (620) und in der zweiten Anschluss-–ve-Einhüllenden-Detektorschaltung (640); Erkennen eines ersten Anschluss-–ve-Einhüllenden-Signals mit der ersten Anschluss-–ve-Einhüllenden-Detektorschaltung (620); Erkennen eines zweiten Anschluss-–ve-Einhüllenden-Signals mit der zweiten Anschluss-–ve-Einhüllenden-Detektorschaltung (640); Kombinieren des ersten Anschluss-–ve-Einhüllenden-Signals mit dem zweiten Anschluss-–ve-Einhüllenden-Signal, um ein –ve-Einhüllenden-Signal zu formen; Bereitstellen des –ve-Einhüllenden-Signals an die –ve-Einhüllenden-Differenziererschaltung (670); Bereitstellen eines –ve-differenzierten Einhüllenden-Signals von der –ve-Einhüllenden-Differenziererschaltung (670) an den –ve-Einhüllenden-Tiefpassfilter (680); Filtern des –ve-differenzierten Einhüllenden-Signals mit dem –ve-Einhüllenden-Tiefpassfilter (680); und Bereitstellen des –ve-gefilterten, differenzierten Einhüllenden-Signals an den zweiten Eingang des Nulldurchgangsdetektors (690).
Verfahren nach Anspruch 10, weiter umfassend den Schritt von: Erkennen in dem Nulldurchgangsdetektor (690) einen Übergang in dem funkfrequenzamplitudenmodulierten Signal unter Verwendung einer Spannungsdifferenz zwischen dem +ve-gefilterten, differenzierten Einhüllenden-Signal von dem +ve-Einhüllenden-Tiefpassfilter (660) und dem –ve-gefilterten, differenzierten Einhüllenden-Signal von dem –ve-Einhüllenden-Tiefpassfilter (680).
Verfahren nach Anspruch 11, weiter umfassend die Schritte von: Platzieren eines ersten RF-Begrenzers (685) an einen Eingang zu der ersten Anschluss-+ve-Einhüllenden-Detektorschaltung (610) und zu der ersten Anschluss-–ve-Einhüllenden-Detektorschaltung (620); und Platzieren eines zweiten RF-Begrenzers (695) an einen Eingang zu der zweiten Anschluss-+ve-Einhüllenden-Detektorschaltung (630) und zu der zweiten Anschluss-–ve-Einhüllenden-Detektorschaltung (640).
Verfahren nach Anspruch 4, weiter umfassend die Schritte von: Empfangen eines RF-Signals in der Demodulatorschaltung (500); und Initialisieren eines Datenzustands innerhalb der Demodulatorschaltung (500) bei einer zweiten Stufe von Niveauverschiebung innerhalb der Demodulatorschaltung (500).