CH690885A5

CH690885A5 - Umprogrammierbarer implantierbarer Transponder und Verfahren zu dessen Kalibrierung.

Info

Publication number: CH690885A5
Application number: CH02884/95A
Authority: CH
Inventors: Donald J Urbas; David Ellwood
Original assignee: Bio Medic Data Systems Inc
Priority date: 1994-10-13
Filing date: 1995-10-12
Publication date: 2001-02-15
Also published as: JP3561452B2; ITRM950673A0; US5767792A; NL1010483A1; GB2294182B; IT1276217B1; NL1001396A1; JP3068774B2; GB2294182A; AU3319695A; NL1010481A1; CA2159679A1; ITRM950673A1; NL1010483C2; GB9521048D0; NL1010482A1; NL1010482C2; CA2159679C; NZ280159A; JP2000201098A

Description

Hintergrund der Erfindung

Diese Erfindung bezieht sich auf einen passiven Transponder, und insbesondere auf einen passiven Transponder, der nach der Fertigstellung (und dem Einsetzen in den Host) umprogrammierbar ist und zum Überwachen von Eigenschaften des Hosts verwendet wird, in den er eingesetzt ist, und der ganz besonders zum Identifizieren eines Tiers und dessen Eigenschaften verwendet wird.

Transponder- und Scannersysteme sind auf diesem Fachgebiet wohlbekannt. Diese Systeme umfassen einen Interrogator, der von einem passiven Transponder Signale überträgt und empfängt. Eine dieser Anwendungen ist ein Transponder, der in einem Tier implantiert ist. Das US-Patent Nr. 5 252 962 beschreibt einen zeitprogrammierbaren EEPROM, der einen Identifikationscode speichern kann, welcher der Identifikation des Tiers entspricht, in das er eingesetzt ist. Auf diesem Fachgebiet ist ebenfalls bekannt, einen Transponder, der ein EEPROM verwendet, umzuprogrammieren. Die Transponder des Standes der Technik sind jedoch nicht zufriedenstellend, da sie dem Interrogator wenig oder keine Informationen liefern, damit eine richtige Programmierung gewährleistet ist.

Dementsprechend sind bei einer in Betracht gezogenen Anwendung, wie beispielsweise der Tierüberwachung, die Transponder nicht in der Lage gewesen, dem Interrogator zuverlässig anzuzeigen, dass die Daten in jedem Transponder richtig gespeichert, verändert oder gelöscht werden.

Bisher wiesen die Transponder eine Schaltung auf, die ausgebildet war, um die Temperatur des Tieres zu messen, in das sie eingebaut waren. Eine solche analoge Schaltung, die im US-Patent 5 252 962 beschrieben ist, hat sich als ungenau erwiesen. Es ist deshalb wünschenswert, einen passiven Transponder zu liefern, der diese Mängel des Standes der Technik beseitigt, der einem Interrogator anzeigt, ob genügend Strom empfangen wird, um programmiert zu werden, der einen Umweltzustand wie beispielsweise die Temperatur des Host-Tieres feststellt, der diese Information zusammen mit anderen Informationen an einen Interrogator überträgt, und der mit dem Interrogator einen im Wesentlichen simultanen Informationsaustausch vornehmen kann.

Zusammenfassung der Erfindung

Allgemein ausgedrückt wird in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ein passiver Transponder geliefert, wobei der Transponder eine Antenne zum Empfangen eines Eingangssignals umfasst, um den Transponder mit Strom zu versorgen, wobei das Signal ebenfalls Daten und Befehle von der Signalquelle enthält, und der auch in der Lage ist, ein Ausgangssignal an die Signalquelle zu übertragen. Der Transponder umfasst ebenfalls einen Speicher zum Speichern von Daten, die der Transponder von der Signalquelle empfängt, wobei der Transponder entweder in einem LESE-Modus zum Übertragen von Informationen vom Transponder zur Signalquelle funktioniert, oder in einem PROGRAMMIER Modus, in dem der Speicher Daten speichert als Reaktion auf Informationen, die im Eingangssignal enthalten sind.

Der Transponder umfasst ebenfalls eine Integritätsschaltung, um der Signalquelle anzuzeigen, dass genügend Strom von der Signalquelle erhältlich ist, damit der Speicher die Daten speichert. Der Transponder umfasst ebenfalls eine Überwachungsschaltung zum Überwachen einer Eigenschaft eines Hosts. Der Speicher umfasst eine Mehrzahl von Speicherorten, mit Orten, die sequentiell adressiert werden, um im Speicher gespeicherte Daten zu lesen, und wobei die Adressierung in einer Geschwindigkeit geschieht, die ein Faktor der Frequenz der Signalquelle ist. Die Überwachungsschaltung überwacht die Eigenschaft während der Zeitperiode, die erforderlich ist, um eine vorbestimmte Anzahl Adressen des Speichers zu adressieren.

Der Transponder umfasst ebenfalls einen Impedanzmodulator, um im Wesentlichen simultane Zweiwegkommunikation zwischen dem Transponder und der Signalquelle zu ermöglichen.

Es wird ebenfalls ein Verfahren zum Kalibrieren eines Transponders geliefert, sodass ein Benützer oder ein Programmierer genaue Temperaturinformationen über den Host erhalten kann, in den der Transponder eingesetzt ist. Das Verfahren umfasst folgende Schritte: Platzieren des Transponders in einem Flüssigkeitsbad mit einer bekannten Temperatur, Berechnen der Temperatur des Flüssigkeitsbades auf der Basis des vom Transponder übertragenen Ausgangssignals, Vergleichen der berechneten Temperatur mit der bekannten Temperatur, um eine Temperaturdifferenz zu erhalten, und Speichern der Differenz zwischen der berechneten Temperatur und der bekannten Temperatur (Ausgleichstemp-Wert) in einem vorbestimmten Speicherort des Transponders.

Wenn er im Host eingesetzt ist, kann eine genaue Temperaturablesung des Hosts gewährleistet werden, indem der Ausgleichstemp-Wert, der im Transponder gespeichert ist, zu den Temperaturdaten addiert wird, die vom Transponder als Teil des Ausgangssignals übertragen werden. Das Summentotal des Ausgleichstemp-Werts und der Temperaturdaten, die vom Transponder übertragen werden, können dem Benützer ebenfalls angezeigt werden.

Dementsprechend besteht ein Ziel der vorliegenden Erfindung darin, einen verbesserten passiven Transponder zu liefern. Ein weiteres Ziel der Erfindung ist, einen passiven Transponder zu liefern, der die Eigenschaft eines Objekts, in das er eingesetzt worden ist, abtastet und überträgt.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist, einen umprogrammierbaren passiven Transponder zu liefern, der in der Lage ist, dem In terrogator Informationen zu liefern, die anzeigen, dass genügend Strom empfangen wird, um den Transponder zu programmieren. Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist, einen verbesserten passiven Transponder zu liefern, um die Temperatur eines Hosts genauer zu bestimmen und zu übermitteln.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist, Phasenmodulation zu verwenden, um Daten genauer an den Interrogator zu übertragen.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist, einen Impedanzmodulator zu verwenden, damit eine im Wesentlichen simultane Übertragung und Empfang von Daten mit dem Interrogator möglich ist, der eine passive Bauart aufweist.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist, den Wirkungsgrad der Schaltungen zu verbessern, indem normale Schaltungen verwendet werden, um sowohl im Lese- als auch im Programmier-Modus verschiedene Funktionen auszuführen.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist, einen Transponder zu liefern, der Eigenschaftsdaten des Hosts sammelt, während er Daten aus dem Speicher liest.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist, den Wirkungsgrad und die Leistungsfähigkeit der Schaltungen zu verbessern, indem eine Taktfrequenz und Timing-Signale verwendet werden, die von der Frequenz der Signalquelle herstammen und mit dieser verbunden sind.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist, die Datenübertragungsgeschwindigkeiten zu verbessern, indem Messungen von Host-Eigenschaften während der Übertragung von gespeicherten Informationen durchgeführt werden.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist, ein Verfahren zum Kalibrieren eines Transponders zu liefern, um die Temperatureigenschaften des Hosts, in den der Transponder eingesetzt ist, genauer anzuzeigen.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist, einen passiven Transponderspeicher in Kombination mit einem internen Eigenschaftssensor zu verwenden, um eine genaue Messung der Eigenschaft zu erhalten.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist, eine Schaltung zu liefern, um irrtümliches Überschreiben irgendeines Teils von gespeicherten Daten zu verhindern.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist, eine Schaltung zu liefern, damit ein selektives Überschreiben von gespeicherten Daten möglich ist.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist, eine Schaltung zu liefern, die einen codierten Befehl erfordert, um in den Programm-Modus zu gelangen, wodurch falsches Programmieren verhindert wird.

Noch weitere Ziele und Vorteile der Erfindung sind zum Teil offensichtlich und gehen zum Teil aus der Beschreibung hervor.

Die Erfindung umfasst dementsprechend mehrere Schritte, und die Beziehung eines oder mehrerer solcher Schritte in Bezug auf jeden anderen Schritt wird im nachfolgend offenbarten Verfahren beispielhaft erläutert, und der Bereich der Erfindung wird in den Ansprüchen definiert.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird auf die folgende Beschreibung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen Bezug genommen, in denen:

Fig. 1 ein Blockschaltschema eines passiven Transponders in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung ist;
Fig. 2 ein Blockschaltschema eines Adressen- und Timing-Generators, der in Übereinstimmung mit der Erfindung konstruiert ist;
Fig. 3 ein Schaltschema eines Temperaturtakt-Mastertaktselektors, der in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung konstruiert ist;
Fig. 4 ein Schaltschema eines Datensequenz-Generators, der in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung konstruiert ist;
Fig. 5 ein Schaltschema eines Modusdecoder, der in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung konstruiert ist;

Fig. 6 ein Schaltschema eines Phasenmodulators, der in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung konstruiert ist;
Fig. 7 ein Schaltschema eines Impedanzmodulators, der in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung konstruiert ist;
Fig. 8 ein Schaltschema eines Manchestercodierers und Präambel-Generators in Übereinstimmung mit der Erfindung;
Fig. 9 eine Seitenansicht eines passiven Transponders, der in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung konstruiert ist;
Fig. 10 eine Ansicht von oben eines passiven Transponders, der in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung konstruiert ist;
Fig. 11 eine Ansicht von unten eines passiven Transponders, der in Übereinstimmunq mit der vorliegenden Erfindunq konstruiert ist;
Fig. 12 eine Querschnittansicht entlang der Linie 12-12 von Fig. 11;

Fig. 13 eine Querschnittansicht entlang der Linie 13-13 von Fig. 11; und
Fig. 14 ein Blockschaltschema eines Interrogators und eines passiven Transponders in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung.

Detaillierte Beschreibung
der bevorzugten Ausführungen

Zuerst wird auf Fig. 1 verwiesen, in der ein Blockdiagramm eines implantierbaren passiven Transponders ("Transponder") abgebildet ist, der allgemein mit 100 bezeichnet ist. Der Transponder 100 kann zum Beispiel unter der Haut eines Labortieres, wie beispielsweise eines Nagetiers, platziert werden. In einer beispielhaften Ausführung steht der Transponder 100 mit einem Interrogator 1000 in Verbindung, wie in Fig. 14 dargestellt, und zwar durch eine induktive Koppelung, die auf dem Fachgebiet aus dem US-Patent Nr. 4 730 198 allgemein bekannt ist. Der Interrogator 1000 umfasst die Strukturen, die in der Anmeldung Serie-Nr. 07/605 049 offenbart werden, die am 29. Oktober 1990 eingereicht wurde, und die vollständig in der vorliegenden Erfindung mit eingeschlossen ist. Ein Signal mit einer ausgewählten Frequenz wird vom Transponder mittels einer einspuligen Antenne 19 empfangen.

Diese Frequenz ist die MASTER-TAKT-Frequenz für den Transponder. In der hierin beschriebenen beispielhaften Ausführung beträgt die MASTER-TAKT- Frequenz ungefähr 364 KHz. Die Wellenform der Signalquelle kann ebenfalls Daten- und Steuerungsinformationen enthalten, die vom Transponder gesendet werden.

Der Transponder 100 bleibt im AUS-Zustand bis der Transponder 100 ein Signal mit einem ausreichenden Strompegel vom Interrogator empfängt. Der Interrogator, der eine von Hand gehaltene Vorrichtung sein kann, kann ebenfalls einen einstellbaren Erreger enthalten der, zusammen mit der Distanz zwischen dem Interrogator und dem Transponder, den Signalpegel zum Transponder steuert. Wenn der Interrogator ein Signal mit genügend Strom an den Transponder 100 überträgt, wird der Transponder in einen "EIN"-Zustand versetzt, und kann Daten vom Interrogator empfangen oder an diesen senden.

Wie weiter unten noch detailliert beschrieben wird, ist Empfang und Speicherung von Daten nur möglich, nachdem der Transponder dem Interrogator ein Signal zurückübertragen hat, das anzeigt, dass der Transponder 100 ein Signal mit einem ausreichenden Spannungspegel empfangen hat, um Daten zu speichern, und nachdem der Interrogator mit einem Befehl geantwortet hat, um in den Programm-Modus zu gelangen. Wie ebenfalls weiter unten erläutert wird, überträgt der Transponder 100 Daten in einem LESE-Modus an den Interrogator und empfängt und speichert Daten vom Interrogator im PROGRAMM-Modus.

Zur Erleichterung des Verständnisses von Fig. 1 wird der Transponder 100 zuerst beschrieben, nachdem der Transponder 100 programmiert worden ist, und nachdem ein benützerspezifischer Identifikationscode in einem elektrisch löschbaren programmierbaren Nur-Lese-Speicher 25 (EEPROM) gespeichert worden ist.

In Fig. 1 ist eine einzelne Antenne 19 vorgesehen, um mit dem Interrogator in Verbindung zu stehen und um von diesem Strom zu erhalten. Nach dem Empfang eines Signals mit geeignetem Strompegel schaltet der Transponder EIN und gelangt in den Lese-Modus und überträgt Daten an den Interrogator.

Das Signal von der Antenne 19 wird einer Strom- und Informations-Detektionsschaltung 21 zugeführt. Die Strom- und Informations-Detektionsschaltung umfasst eine Ganzwellen-Graetz-Schaltung. Der Detektor 21 liefert Gleichstrom für den Transponder 100, stellt die Hülle des Signals fest, aus dem das PROG-DATEN-Signal erstellt wird, und erzeugt das MASTER-TAKT-Signal, indem er ein um eine halbe Welle nach oben korrigierter Teil des von der Antenne 19 erhaltenen Signals quadriert. Die Detektionsschaltung 21 umfasst ebenfalls den notwendigen Überspannungsschutz und die Pegelreferenzen, die für das richtige Funktionieren des Transponders benötigt werden. Das PROG-DATEN-Signal wird auf eine Modusdecodierschaltung 27 angewendet.

In Abhängigkeit von den Daten, die vom PROG-DATEN-Signal getragen werden, bleibt der Transponder im LESE-Modus oder wird in den PROGRAMM-Modus versetzt, indem er die assoziierten PROG-MODUS und PROG-MODUS-Signale überträgt.

Ein Adressen- und Timing-Generator 23, umfassend die Teiler 70a, 70b (Fig. 2), empfängt das 364 KHz-MASTER-TAKT-Signal von der Strom- und Informations-Detektionsschaltung 21 und durch die Teiler 70a und 70b und von assoziierten logischen Toren, entwickelt eine Anzahl von Timing- und Adressensignalen:

die ÜBERTRAGUNGS-TAKT- und EMPFANGS-TAKT-Signale werden im Teiler 70a entwickelt und beide dem MUX 70 zugeführt, wobei der MUX 70, basierend auf der Basis des Status der PROG-MODUS- und PROG-MODUS-Linen, entweder den ÜBERTRAGUNGS-TAKT oder den EMPFANGS-TAKT als Eingabe in den Teiler 70b sowie als Eingabe in andere Blöcken über die RCV/XMIT-Taktlinie auswählt, wobei im Teiler 70a ebenfalls durch 2 dividierte MASTER-TAKT- und durch 4 dividierte MASTER-TAKT-Signale entwickelt und dazu verwendet werden, um 91 KHz-Signale in Phase und 91 KHz-Signale ausser Phase (90 Grad ausser Phase) zu entwickeln, die vom Phasenmodulator 15 verwendet werden, um an den Interrogator zurück zu übertragende Daten zu codieren.

Die Ao-A3-Ausgänge des Teilers 70b, dessen Eingang entweder das EMPFANGS-TAKT- oder das ÜBERTRAGUNGS-TAKT-Signal ist, wird verwendet, um die Byte des EEPROM 25 über den Adressbus 28 sequentiell zu adressieren. Die Bitadress-Signale A-1 bis A-3 sind ebenfalls Ausgänge des Teilers 70b und werden verwendet, um das erste und das achte Bit jedes Byte zu identifizieren sowie die Zeitperiode, in der die ersten 4 Bit der im Byte 15 des EEPROM 25 gespeicherten Daten übertragen werden könnten aber tatsächlich durch eine Präambel ersetzt werden.

Verwiesen wird wiederum auf Fig. 1, in der das Universalschieberegister 11 abgebildet ist. Das Schieberegister 11 empfängt Daten von einem Datenbus 30 für die Ausgabe während dem LESE-MODUS. Der Adressen- und Timing-Generator 23 wendet ein PAR- LADE-Signal an, um das Register 11 zu schieben. Wenn das PAR-LADE-Signal hoch ist und das ÜBERTRAGUNGS-TAKT-Signal während des ersten Bits jeder der Acht-Bit-Sequenzen von einem tiefen in einen hohen Zustand übergeht, werden entweder gespeicherte Daten vom EEPROM 25 oder Temperaturdaten (weiter unten beschrieben) über den Puffer 9 oder den Datenmultiplexer 9a auf dem Datenbus 30 platziert. Während des LESE-MODUS überträgt das Schieberegister 11 die Daten sequentiell an einen Präambel-Generator und einen Manchestercodierer und Präambel-Generator 13 ("Codierer und Präambel-Generator 13").

Als Reaktion auf ein PROG-DATEN-Signal, ein ÜBERTRAGUNGS-TAKT-Signal und ein dividiertes ÜBERTRAGUNGS-TAKT-Signal codiert der Codierer und Präambel-Generator 13 die vom Schieberegister 11 empfangenen seriellen Daten, erzeugt eine Präambel und überträgt die präambel- und manchestercodierten Daten an den Phasenmodulator 15. Unter Verwendung des MASTER-TAKT/2-Signals und des MASTER-TAKT/4-Signals vom Adressen- und Timing-Generator 23 erzeugt der Phasenmodulator 15 ein Signal in Phase und ein Signal ausser Phase, die notwendig sind, um die auf der Übertragungsdatenlinie erscheinenden Daten zu codieren. Die Phasencodierung erfolgt im Phasenmodulator 15 wenn die Daten auf der Linie, über einen Multiplexer 55 (Fig. 6), das geeignete Signal in Phase oder ausser Phase auswählt. Der Phasenmodulator 15 überträgt die phasencodierten Daten an den Impedanzmodulator 17.

Der Impedanzmodulator 17 moduliert die wahrnehmbare Impedanz der Antenne 19, indem er einen Ladungswiderstand selektiv durch die Antenne legt, und zwar in Timing-Intervallen, die vom Signal, das von der Antenne 19 empfangen wird, und von den phasenmodulierten manchestercodierten Daten bestimmt werden. Die sich verändernde Ladungsimpedanz durch die Antenne 19 ist das, was vom Interrogator als Empfangssignal abgetastet wird.

Der Thermistor 1 verändert seinen Widerstand als Reaktion auf die Temperatur. Ein Konverter 3, der vom Thermistor 1 gesteuert wird, liefert ein Ausgangssignal TEMP-FREQ. Die Frequenz des TEMP-FREQ-Signals vom Temperatur- bis Frequenzkonverter 3 ("Konverter 3") ist eine Funktion der Temperatur, die vom Thermistor 1 abgetastet wird. Ein Temperaturtakt-Mastertaktselektor 5 empfängt als erste Eingabe ein TEMP-FREIGABE-Signal von einem Datensequenz-Generator 26, und zwar entweder ein PROGRAMM- MODUS-Signal, ein MASTER-TAKT-Signal oder ein TEMP-FREQ-Signal. Der Selektor 5 wählt aus, welches dieser Signale vom Binärzähler 7 aufgehalten wird.

In einer beispielhaften Ausführung zählt der Zähler 7 im LESE-Modus die positiv gehenden Übergänge im TEMP-TAKT-Signal, das am Ausgang des Konverters 3 (TEMP-FEQ) während dem Timing-Intervall erzeugt wird, in dem die ersten 14 Byte vom EEPROM an den Interrogator übertragen werden. Wie oben erwähnt koppeln der Puffer 9 und der Datenmultiplexer 9a die Temperaturdaten im Zähler 7 mit dem Datenbus 30. Ebenfalls wie oben erwähnt werden die Temperaturdaten auf dem Datenbus 30 parallel in das Schieberegister 11 geladen und dann seriell an den Manchestercodierer und Präambel-Generator 13 übertragen.

Der Datensequenz-Generator 26 stellt fest, wann während dem Übertragungszyklus des LESE-Modus die im EEPROM 25 gespeicherten Informationen (über das AUSGANG-FREIGABE-Signal), die Präambel (über das PRÄAMBEL-FREIGABE-Signal) und die Temperatur (über das TEMP-FREIGABE-Signal) an den Interrogator übertragen werden. Das TEMP-FREIGABE-Signal steuert den Eingang zum Temperaturzähler 7, wenn sich dieser nicht im PROGRAMM-Modus befindet, über den Temperaturtakt-Mastertaktselektor 5.

Der Datensequenz-Generator 26 identifiziert ebenfalls das Byte 16 (über das BYTE-16-Signal), damit die Schaltung des Modusdecoders 27 in der Lage ist, die Befehlssequenz zu suchen, die den Transponder in den Programm-Modus versetzt und das PROGRST-Signal liefert, das dem Modusdecoder 27 ermöglicht, nur dann nach der Befehlssequenz zu suchen, wenn das Datenbit 8 des 16. im EEPROM 25 gespeicherten Byte keine Null ist.

Die PRÄAMBEL-FREIGABE-Signaleingabe an den Codierer und Präambel-Generator 13 ermöglicht, dass der Codierer 13 ein nicht manchestercodiertes Präambelsignal anwenden kann, das sowohl das Transponder-Timing anzeigt als auch ob der Spannungspegel auf der PROG-DATEN-Linie über oder unter ungefähr 3 Volt liegt, das heisst ausreichend ist, um den Transponder 100 zu programmieren. Vorausgesetzt, dass der Transponder 100 genügend Strom empfängt um EIN zu bleiben, bleibt dieser im LESE-MODUS, bis er in den PROGRAMM-Modus versetzt wird. Eine vorbestimmte Impulssequenz auf der PROG-DATEN-Linie versetzt den Transponder 100 in den PROGRAMM-Modus, aber diese Sequenz sollte vom Interrogator nicht gesendet werden, bis der Transponder dem Interro gator mitgeteilt hat, dass die Signalpegelstärke zum Programmieren des EEPROM 25 geeignet ist.

Die PROG-DATEN-Linie wird der Modusdecoderschaltung 27 zugeführt, welche die Sequenz decodiert, um zu bestimmen, ob der Befehl zum Eintreten in den Programm-Modus empfangen worden ist.

Im PROGRAMM-Modus erscheinen Daten vom Interrogator auf der PROG-DATEN-Linie, die unter Benützung des EMPFANGS-TAKT-Signals in das Universalschieberegister 11 eingetaktet und dann über parallele Ausgänge übertragen werden, das heisst auf dem Datenbus 30 und den Eingangs/Ausgangslinien (d0-d7) des EEPROM 25. Das Taktsignal des Universalschieberegisters 11 ist das Signal auf der RCV/XMIT-Linie und wird vom MUX 70 (Fig. 2) ausgewählt, wenn sich der Transponder 100 im PROGRAMM-Modus befindet. Wenn sich die acht Datenbit einmal auf dem Datenbus 30 befinden, überträgt der Adressen- und Timing-Generator 23 ein SCHREIBEN-FREIGABE-Signal an den Programmier-Timing-Generator 80.

Der Programmier-Timing-Generator 80 liefert als Reaktion auf das SCHREIBEN-FREIGABE-Signal dem EEPROM 25 Signale, um das Timing der sich in diesem befindlichen Schreibzyklen zu steuern. Während des Schreibzyklus schaltet der besetzte Ausgang des EEPROM 25 den Teiler 70a des Adressen- und Timing-Generators 23 aus, indem er den MASTER-TAKT-Eingang entfernt, wodurch der EMPFANGS-TAKT gestoppt wird und die EEPROM-Adresse nicht mehr verändert werden kann. Ebenfalls während dem Schreibzyklus wählt der Temperaturtakt-Mastertaktselektor 5, der ebenfalls den MASTER-TAKT und die TEMP-FREQ erhält, den MASTER-TAKT für die Eingabe in den Zähler 7, der die Timingfunktionen für das Einschreiben von Daten in den EEPROM 25 liefert.

Nachdem jeder Byte in den EEPROM 25 geschrieben worden ist, ist eine Clean-up-Schaltung vorgesehen, damit das EEPROM 25 ein nachfolgendes Datenbyte empfangen kann als Reaktion auf den MASTER-TAKT sowie ein Besetzt-Signal vom EEPROM (Fig. 2).

Lese-Modus

Wen der Transponder "geladen" ist, befindet er sich ohne anderweitige Eingabe im LESE-Modus. Dementsprechend überträgt der Transponder 100, unmittelbar nach dem Empfang von genügend Strom und während er sich im LESE-Modus befindet, drei unterschiedliche Arten von Daten: die Temperatur des Tieres, in das der Transponder eingesetzt ist; im EEPROM 25 gespeicherte Daten, normalerweise Identifikationsdaten für das Tier; und eine Präambel, welche den vom Transponder 100 empfangene Spannungspegel angibt, und die eine Timing-Referenz für den Interrogator erstellt. Die Übertragung dieser Daten (Präambel, Temperaturdaten, Identifikationsdaten) durch den Transponder 100 wird kontinuierlich wiederholt, solange das vom Interrogator übertragene Signal dem Transponder genügend Strom liefert und vom Interrogator kein Befehl zum Eintreten in den Programm-Modus gesendet wird.

In einer bevorzugten Ausführung folgen auf die Präambel die Temperaturdaten, welche ihrerseits von den Identifikationsdaten gefolgt werden, die im EEPROM 25 gespeichert sind. Die Temperaturdaten enthalten Informationen, welche die Körpertemperatur des Tieres, in dem der Transponder eingesetzt ist, ausdrücken. Danach, und bis der Transponder in den Programm-Modus gesetzt ist, oder bis vom Transponder ungenügend Strom empfangen wird, wiederholt sich der ganze Datenfluss kontinuierlich.

Verwiesen wird wiederum auf Fig. 2, um die Schaltung des Transponders 100 zum Übertragen der oben erwähnten Daten an den Interrogator im Detail zu beschreiben. Die Funktion des Adressen- und Timing-Generators 23 ist, die verschiedenen Taktsignale zu liefern. Der Adressen- und Timing-Generator 23 umfasst ein ODER-Tor 240, das von der Strom- und Informationsdetektionsschaltung 21 das 364 KHz-MASTER-TAKT-Signal empfängt, sowie ein BESETZT-Signal vom EEPROM 25, und überträgt beim Fehlen eines Besetzt-Signals den MASTER-TAKT an den Teiler 70a.

Die Teiler 70a und 70b und der MUX 70 entwickeln eine Anzahl Adressen- und Timing-Signale: die ÜBERTRAGUNGS-TAKT- und EMPFANGS-TAKT-Signale werden im Teiler 70a entwickelt und beide dem MUX 70 zugeführt, wo der MUX 70 entweder das ÜBERTRAGUNGS-TAKT-Signal oder das EMPFANGS-TAKT-Signal als Eingabe in den Teiler 70b sowie als Eingabe in andere Blöcke auswählt als Reaktion auf den PROG-MODUS. Die MASTER-TAKT/2- und MASTER-TAKT/4-Signale werden ebenfalls im Teiler 70a entwickelt und werden dazu verwendet, ein erstes 91 KHz-Signal zu erzeugen, sowie ein zweites 91 KHz- Signal, das bezüglich dem ersten Signalphasenmodulator 15 90 Grad ausser Phase ist und zum Codieren von Daten dient, die dem Interrogator zurückübertragen werden.

Die Ausgänge A0-A3 des Teilers 70b, dessen Eingang entweder das EMPFANGS-TAKT-Signal oder das ÜBERTRAGUNGS-TAKT-Signal ist, wird verwendet, um die Byte des EEPROM 25 über den Bus 28 sequentiell zu adressieren.

Der Adressen- und Timing-Generator 23 umfasst ebenfalls ein UND-Tor 246, das die A-1-, A-2-Signale und Signale auf der RCV/XMIT-Linie als Eingang erhält und ein Wahlbit-8-Signal erzeugt. Ein UND-Tor 242 empfängt PROG-MODUS-, PROG-DATEN- und Wahlbit-8-Signale als Eingang und erzeugt ein SCHREIBEN-FREIGABE-Signal. Ein UND-Tor 244 empfängt die Signale A1-A3 als Eingänge und erzeugt ein Bit-1-Signal. Ein UND-Tor 248 empfängt ein umgekehrtes PROG-MODUS-Signal, und das Bit-1-Signal erzeugt das PAR-LADE-Signal. Dadurch werden die Bitadressensignale A1-A3 und die Ausgangssignale des Teilers 70b dazu verwendet, um das erste und achte Bit jedes Byte zu identifizieren. Der geeignete Takt wird vom MUX 70 ausgewählt, und zwar auf der Basis des Status der PROG-MODUS- und Nicht-PROG-MODUS-Signale.

Mit Bezug auf Fig. 1 weist das EEPROM 25 vorzugsweise 16 adressierbare Byte auf, wobei jedes vom Adressen- und Timing-Generator 23 über den Adressbus 28 adressierbar ist, insbesondere Ausgangssignale und die A0-A3 der vier Bit hoher Ordnung des Teilers 70b. Die vom Datensequenz-Generator 26 erzeugte AUSGANG-FREIGABE geht hoch und ermöglicht dem EEPROM 25, seine Daten zu übertragen, und macht wenn es tief ist den Ausgang des EEPROM 25 dreistufig, sodass er nicht mit den Daten vom Puffer 9 und dem Multiplexer 9A in Konflikt kommt. In der bevorzugten Ausführung adressiert der Adressen- und Timing-Generator 23 die Adressen des EEPROM 25 sequentiell. Da jede Adresse des EEPROM 25 im LESE-Modus adressiert wird, werden die an dieser Adresse gespeicherten Daten auf den Datenbus 30 übertragen und zum Codierer und Präambel-Generator 13 hinausgeschoben.

Das Laden der Daten in das Schieberegister 11 wird als nächstes beschrieben.

Nach 8 Taktimpulsen des MASTER-TAKTS werden die Daten auf dem Bus 30 parallel in das Schieberegister 11 geladen, wenn der hohe Pegel auf der PAR-LADE-Signallinie vom Adressen- und Timing-Generator 23 in das Universalschieberegister 11 getaktet wird mittels einem tiefen bis hohen Übergang des ÜBERTRAGUNGS- TAKTS, der auf der RCV/XMIT-Signallinie vom Adressen- und Timing-Generator 23 erscheint. Danach werden die Daten im Schieberegister 11 seriell an den Codierer und Präambel-Generator 13 übertragen, und zwar mit der ÜBERTRAGUNGS-TAKT-Geschwindigkeit von APPROX 11 KHz (MASTER-TAKT/32).

Die PRÄAMBEL-FREIGABE-Signalausgabe des Datensequenz-Generators 26 gibt an, wann die erste Hälfte des Datenbyte 15 übertragen werden könnte, und zwingt stattdessen den Codierer und Präambel-Generator 13 dazu, die 4 Bit der Präambel in den seriellen Datenfluss einzusetzen.

Die Präambel erstellt eine Timing-Referenz und zeigt den Spannungspegel des empfangenen Signals an. Die Präambel und die Schaltung, die nötig ist, um die Präambel in den Datenfluss einzusetzen, werden im Folgenden beschrieben.

In Fig. 8 ist die Präambel vom Interrogator leicht feststellbar, da, obwohl sie auf eine Art verarbeitet wird, die derjenigen ähnlich ist, die von den wirklichen Daten verwendet wird, das ausschliessliche ODER-Tor 210 (Fig. 8) eine Taktfrequenz verwendet, welche die Hälfte derjenigen ist, die für die wirklichen Daten verwendet wird, und den Ausgang des Tors 200 (Fig. 8) bemustert, das in Wirklichkeit die PROG-DATEN-Linie ist, und diese Linie zeigt den vom Transponder 100 empfangene Signalpegel an. Insbesondere bleibt der Präambelteil während zwei Zyklen des ÜBERTRAGUNGS-TAKTS in einem Zustand, und verweilt dann während zwei weiteren Taktzyklen im entgegengesetzten Zustand.

Obwohl die Präambel-Generatoren und Manchestercodierer auf dem Fachgebiet wohlbekannt sind, wandelt der Manchestercodierer und Präambel-Generator 13 die seriellen Daten in positiv oder negativ gehende Übergänge, und zwar in Abhängigkeit vom logischen Niveau, mit dem die Daten codiert sind. Ob die Präambel in einem Übergang zu einem hohen Zustand oder einem Übergang zu einem tiefen Zustand beginnt, hängt davon ab, ob das vom Transponder empfangene Signal ungefähr 3 Volt übersteigt.

Die Erzeugung der Präambel wird im Weiteren mit Verweis auf Fig. 8 detailliert erläutert. Der Codierer und Präambel-Generator 13 umfasst ein OR-Tor 212 und empfängt die DATEN- (vom Schieberegister 11) und PROG-MODUS-Signale als Eingänge. Ein AUSSCHLIESSLICHES-ODER-Tor 216 empfängt den umgekehrten Ausgang des OR-Tors 212 als ersten Eingang und das Signal auf der RCV/XMIT-Linie als weiteren Eingang und überträgt ein torgesteurtes DATEN-Signal an den MUX 214. Ein UND-Tor 200 empfängt das PROG-DATEN-Signal und das PROG-MODUS-Signal und liefert ein erstes Eingangssignal an das AUSSCHLIESSLICHE-ODER-Tor 210. Das AUSSCHLIESSLICHE-ODER-Tor 210 empfängt den ÜBERTRAGUNGS-TAKT/2 als zweiten Eingang und überträgt die PRÄAMBEL an den MUX 214. Der MUX 214 empfängt ebenfalls das PRÄAMBEL-FREIGABE-SIGNAL.

Der A-2-Signalausgang durch den Sequenzteiler 23 ist ein Signal, das tief ist für das erste Viertel (zwei Taktzyklen) und hoch für das zweite Viertel der Zeitperiode, während der eine individuelle Adresse des EEPROM 25 adressiert wird. Weiter ist, wenn das PROG-DATEN-Signal tief ist, der Ausgang des AUSSCHLIESSLICHEN-ODER-Tors 210 während zwei Zyklen des A-2-Signals tief und dann während zwei Zyklen des A-2-Signals hoch. Umgekehrt gilt dass, wenn das PROG-DATEN-Signal hoch ist, was vorkommt, wenn die Versorgungsspannung vom Interrogator grösser als ungefähr drei Volt ist, die Präambel, die vom XODER-Tor 210 übertragen wird, während zwei Taktzyklen des A-2-Signals hoch und dann während zwei Taktzyklen des A-2-Signals tief ist. Wenn somit die Versorgungsspannung des Transponders 100 kleiner als ungefähr drei Volt ist, beginnt die Präambel tief und geht hoch.

Wenn die Versorgungsspannung des Transponders grösser als ungefähr 3 Volt ist, beginnt die Präambel hoch und geht tief. Auf diese Weise überträgt der Transponder 100 die Versorgungsspannung an den Interrogator, sodass der Interrogator bestimmen kann, ob der Signalpegel im Transponder 100 genug hoch ist, damit der Transponder in den PROGRAMM-Modus eintreten kann. Die Kombination des ODER-Tors 212 mit dem AUSSCHLIESSLICHEN-ODER-Tor 216 erzeugt, als Ausgang des XODER-TORS 216, einen manchestercodierten Datenfluss. Der MUX 214 wählt zwischen den manchestercodierten Daten und der Präambel als Reaktion auf das PRAAMBEL-FREIGABE-Steuersignal. Wenn das PRÄAMBEL-FREIGABE-Signal tief ist, wird einer der ersten vierzehn Datenbyte des EEPROM 25 vom Schieberegister 11 abgegeben, das heisst der Ausgang des XODER-Tors 216.

Wenn das PRÄAMBEL-FREIGABE-Signal hoch ist, sind alle vierzehn Datenbyte vom Schieberegister 11 übertragen worden und das PRÄAMBEL-SIGNAL, der Ausgang von XODER 210, wird in den MUX 214 eingegeben.

Es wird nun auf Fig. 4 verwiesen, in der die Schaltung des Datensequenz-Generators 26 zum Erzeugen des PRÄAMBEL-FREIGABE-Signals detailliert wiedergegeben ist. Der Datensquenz-Generator 26 decodiert die Adresse vom Adressen- und Timing-Generator 23 auf dem Adressenbus 28 und überträgt die entsprechenden Freigabesignale. Der Datensequenz-Generator 26 umfasst ein ODER-Tor 101, das die A-0- und A-1-Ausgaben des Adressen- und Timing-Generators 23 als zwei Eingänge empfängt, und erzeugt eine Eingabe an den Inverter 102. Die Ausgabe des Inverter 102, die tief ist wenn alle geraden Byte adressiert werden oder wenn die letzten 4 Datenbit übertragen werden, liefert eine erste Ausgabe an ein UND-Tor 103, wobei das UND-TOR 103 die A1-A3-Signale als übrige Eingaben empfängt, die während den Byte 15 und 16 hoch sind.

Die Ausgabe des UND-TORS 103, das PRÄAMBEL-FREIGABE-Signal, ist deshalb nur während der ersten Hälfte des fünfzehnten Byte hoch, wobei das UND-Tor 103 das PRÄAMBEL-FREIGABE-Signal erzeugt. Als Reaktion darauf erzeugt der MUX 214 dementsprechend die PRÄAMBEL.

Temperaturabtastung

Ein Chip-Thermistor 1 ist vorgesehen, um Informationen bezüglich der Temperatur des Tiers abzutasten und zu produzieren. Der Chip-Thermistor 1 ist ein variabler Widerstand, dessen Widerstand sich als Reaktion auf Temperaturveränderungen variiert. Die Kombination des Chip-Thermistors 1 und des Spannung zu Frequenz-Konverters 3 bilden einen Temperatur zu Frequenz-Konverter, dessen Ausgang ein Frequenz (TEMP-FREQ)-Signal ist als Reaktion auf den Widerstand des Chip-Thermistors und somit auf die Temperatur des Tiers, in das der Transponder eingesetzt ist. Das TEMP-FREQ-Signal wird dem Temperaturtakt-Mastertaktselektor 5 eingegeben und an den Zähler 7 übertragen, wenn das TEMP-FREIGABE-Signal hoch ist und wenn sich der Transponder 100 nicht im PROGRAMMIER-Modus befindet.

Der Temp-Zähler 7 zählt die Anzahl Frequenzzyklen des TEMP-FREQ-Signals, um eine digitale Zahl zu erhalten, welche die gemessene Temperatur wiedergibt. Das Ausschalten des Zählers 7 als Reaktion auf einen tie fen Pegel auf der TEMP-FREIGABE-Signalausgabe durch den Datensequenz-Generator 26 an den Temperaturtakt-Mastertaktselektor 5 wird weiter unten erläutert. Der Zähler 7 zählt die Anzahl Oszillationen des TEMP-FREQ-Signals, die während der Adressierung der ersten 14 Byte des EEPROM 25 auftreten.

Während dem LESE-Modus und während der Adressierung des fünfzehnten Byte und der ersten Hälfte des sechzehnten Byte des EEPROM ist das TEMP-FREIGABE-SIGNAL tief, was verhindert, und zwar durch die Wirkung des Temperaturtakt-Mastertaktselektors 5, dass das TEMP-FREQ-Signal in den Zähler 7 eingegeben wird. Die Erzeugung des TEMP-FREIGABE-Signals wird jetzt beschrieben. Die Erzeugung des AUSGANG-FREIGABE-Signals des EEPROM 25, das im Wesentlichen die Umkehrung des TEMP-FREIGABE-Signals ist, wird ebenfalls beschrieben.

Der Datensequenz-Generator 26 umfasst ein NUND-Tor 104 (Fig. 4), das A-0- und A-1-Signale als Eingaben empfängt, und dessen Ausgabe deshalb während der letzten Hälfte der Zeit tief ist, wenn alle gerade nummerierten Byte adressiert werden. Ein UND-Tor 105 empfängt A1-A3-Signale als Eingaben, sodass seine Ausgabe, die eine erste Eingabe in das UND-Tor 107 ist, während den Byte 15 und 16 hoch ist. Die Ausgabe des NUND-Tors 104 wird ebenfalls dem UND-Tor 107 eingegeben, sodass die Ausgabe des UND-Tors 107 während dem Zeitintervall von Byte 15 und der ersten Hälfte des vom Byte 16 definierten Zeitintervalls hoch ist. Die Ausgabe des UND-Tors 107 wird dem Eingang des ODER-Tors 41 zugeführt, dessen andere Eingabe das PROG-MODUS-Signal ist.

Die Ausgabe des ODER-Tors 41, welche das AUSGANG-FREIGABE-Signal ist, folgt entweder der Ausgabe des UND-Tors 107 oder wird im PROGRAMM-Modus hoch gehalten. Das AUSGANG-FREIGABE-Signal muss während dem PROG-MODUS hoch gehalten werden, damit im EEPROM 25 Daten gespeichert werden können, und tief, wenn im EEPROM Daten gelesen werden; während dem Lesen der ersten vierzehn Byte von gespeicherten Daten und während dem Byte 16 wenn der Bit 8 des Byte 16 geprüft wird, um festzustellen, ob eine logische 0 dort gespeichert ist.

Die Ausgabe des ODER-Tors 41 ist, zusammen mit dem PROG-MODUS-Signal, die Eingabe in das NUND-Tor 42, und die Ausgabe dieses NUND-Tors ist das TEMP-FREIGABE-Signal. Das TEMP-FREIGABE-Signal ist deshalb während dem ganzen Byte 15 und der ersten Hälfte von Byte 16 tief und hoch während des durch die zweite Hälfte des Byte 16 definierten Zeitintervalls.

Verwiesen wird nun ebenfalls auf Fig. 3, welche die Schaltung des Temperaturfrequenz-Mastertaktselektors 5 detailliert illustriert. Ein NUND-Tor 42 empfängt den PROG-MODUS und die Ausgabe des ODER-Tors 41 und liefert das TEMP-FREIGABE-Signal als erste Ausgabe an das NUND-Tor 43. Das NUND-Tor 43 empfängt ebenfalls das TEMP-FREQ-Signal und überträgt ein Signal an das NUND-TOR 44. Das NUND-Tor 44 empfängt ebenfalls das PROG-MODUS-Signal und gibt ein Signal an das NUND-Tor 46 ab. Ein NUND-Tor 45 empfängt den MASTER-TAKT und den PROG-MODUS und gibt ein Signal an das NUND-Tor 46 ab, welches das TEMP-FREQ-Signal überträgt. Nachdem vierzehn Datenbyte übertragen worden sind, verhindert die Ausgabe eines NUND-Tors 42 (TEMP-FREIGABE), das während dem ganzen Byte 15 und der ersten Hälfte von Byte 16 tief ist, dass das TEMP-FREQ-Signal in den Zähler 7 eingegeben wird.

Deshalb erscheint das TEMP-FREQ-Signal nicht mehr am Eingang des NUND-Tors 44 und es findet kein weiteres Zählen der Übergänge des TEMP-TAKT-Signals statt. Die Ausgabe des Zählers 7 wird auf dem Datenbus 30 platziert und dann wie weiter unten beschrieben ausgegeben.

Der Puffer 9 ist ein dreistufiger Puffer und der Multiplexer 9a ist ein 4 Bit, 2 Eingang-Multiplexer mit dreistufigen Ausgängen. Während der zweiten Hälfte der Periode in der der fünfzehnte Byte des EEPROM 25 adressiert wird, werden die signifikantesten vier Bit des TEMP-ZÄHLERS 7 durch den Multiplexer 9 auf dem Datenbus 30 platziert und dann in das Schieberegister 11 geladen, und zwar mittels der Wirkung des PAR-LADE-Signals und des ÜBERTRAGUNGS-TAKTS. Während der Periode, in der das sechzehnte Byte des EEPROM 25 adressiert würde, werden die mittleren 4 Bit des TEMP-ZÄHLERS 7 durch den Puffer 9 auf dem Datenbus 30 platziert, und die Bit niedriger Ordnung des TEMP-ZÄHLERS 7 werden durch den Multiplexer 9a auf dem Datenbus 30 platziert.

Die niedrigen 8 Bit des TEMP-ZÄHLERS, die sich jetzt auf dem Datenbus 30 befinden, werden durch das PAR-LADE-Signal und den ÜBERTRAGUNGS-TAKT in das Schieberegister 11 geladen. Die Daten auf dem Datenbus 30 werden am Anfang jedes Byte ins Schieberegister 11 geladen. Die Temperaturdaten werden dann mit der Übertragungstaktgeschwindigkeit seriell aus dem Schieberegister 11 hinaus zum Codierer und Präambel-Generator 13 geschoben. Nachdem die Daten für Byte 16 in das Universalschieberegister eingegeben worden sind, wird der Temperaturzähler 7 durch die TEMP-RST-Signalausgabe des Programmier- und Timing-Generator 80 auf 0 zurückgestellt, sodass dieser beim Beginn des nächsten Zyklus wieder zählbereit ist.

Weiter kann der Temperaturzähler 7 in einer beispielhaften Ausführung auch als Reaktion auf ein STROM-EIN-Signal zurückgestellt werden, das jedes Mal das Interrogatorsignal von der Antenne 19 zurückstellt, das zuerst den Transponder 100 aufstartet.

Die Ausgabe des Manchestercodierers und Präambel-Generators 13 (der Datenfluss, umfassend die EEPROM-Daten, die nichtmanchestercodierten Präambel- und Temperaturdaten) wird dem Phasenmodulator 15 eingegeben, und zwar mit einer Taktfrequenz von 11 KHz (ÜBERTRAGUNGS-TAKT), die vom MUX 70 des Adressen- und Timing-Generators 23 ausgewählt wird.

Verwiesen wird nun auf Fig. 6, in der ein Schaltdiagramm des Phasenmudulators 15 abgebildet ist. Die MASTER-TAKT/2- und MASTER-TAKT/4-Signalausgaben des Adressen- und Timing-Generators 23 werden einem Phasenmodulator 15 eingegeben. Ein Phasenschieber 51 empfängt das MASTER-TAKT/2-Signal und liefert als Ausgabe einen PHASEN-TAKT ausser Phase mit 91 KHz, das heisst 90 DEG ausser Phase mit dem MASTER-TAKT/4 (dem PHASEN-TAKT in Phase), der vom Adressen- und Timing-Generator 23 übertragen wird. Das ungeschobene 91 KHz-PHASEN-TAKT-Signal wird direkt in das NUND-Tor 52 eingegeben. Eine zweite Eingabe in das NUND-Tor 52 ist die Ausgabe eines Inverters 55, der das Ausgangssignal des Codierers und Präambel-Generators 13 umkehrt. Ein zweites NUND-Tor 53 empfängt das 91 KHz Signal ausser Phase, das PHASEN-TAKT-Signal und die Ausgabe des Codierers 13.

Ein NUND-Tor 54 empfängt die Ausgaben beider NUND-Tore 52, 53, sodass der Phasenmodulator 15 entweder ein 91 KHz-Signal in Phase oder ein 91 KHz-Signal ausser Phase als Reaktion auf das Signal vom Codierer und Präambel-Generators 13 überträgt und liefert eine Ausgabe an den Impedanzmodulator 17.

Der Impedanzmodulator 17 empfängt das Ausgangssignal des Phasenmodulators 15. Der Impedanzmodulator 17 verhindert eine Übermodulation auf der Antenne 19, was den korrekten Empfang des 364 KHz-Taktsignals beeinträchtigen könnte, das vom Inter rogator empfangen wird. Der Impedanzmodulator 17 verhindert, dass die Impedanzmodulation stattfindet, wenn die Spannung durch die Spule zu hoch ist.

Der Impedanzmodulator 17 beeinträchtigt die kombinierte Spulen- und Ladewiderstandsimpedanz nur während Perioden, welche das MASTER-TAKT-Signal am wenigsten stören, sodass ein breites 91 KHz-Rücksignal erzeugt wird, ohne das 364 KHz-MASTER-TAKT-Signal zu unterbrechen.

Verwiesen wird jetzt auf Fig. 7, in welcher der Impedanzmodulator 17 detailliert abgebildet ist. Der Impedanzmodulator 17 umfasst einen MOSFET-Transistor 63, einen Widerstand 64, einen Schmidt-Auslöser 62, der eine erste Eingabe an das UND-Tor 61 liefert. Die Ausgabe des Phasenmodulators 15 liefert die zweite Eingabe an das UND-Tor 61. Eine hochpegelige Ausgabe des UND-Tors setzt den MOSFET 63 in Betrieb.

Wenn der MOSFET 63 EIN geschaltet wird, ist eine Seite der Spule, welche die Antenne 19 bildet, über den Widerstand 64 mit dem Boden verbunden, wodurch die Antenne 19 geladen wird. Wenn der MOSFET 63 AUS geschaltet wird, ladet der Widerstand 64 die Spule nicht. Das Ein- und Ausschalten des Ladewiderstands 64 von der Antennenschaltung moduliert die wahrnehmbare Impedanz der Antenne 19. Die Impedanzveränderung der Antenne wird im Interrogator als die Empfangssignal-Trägerfrequenz von 91 KHz abgetastet. Der Interrogator stellt die phasencodierten Daten fest, indem die Phasenveränderung der Trägerfrequenz festgestellt wird. Diese Phasenübergänge werden vom Interrogator abgetastet und, je nach dem, wann die nachfolgenden Übergänge bezüglich dem Präambelübergang erfolgen, zeigen dem Interrogator an, ob die Daten eine Eins oder eine Null sind.

Der Impedanzmodulator 17 schaltet die Ladung auf die Schaltung, wenn die Ausgabe des Phasenmodulators 15 hoch und die momentane Spannung der Antenne 19 kleiner ist als die Eingangs-Hochpegelschwelle für den Inverter 62. Wenn die Spannung an der Antenne 19 zu hoch ist oder wenn der Modulator 15 ausser Phase tief geht, wird die Ladung von der Antenne abgeschaltet.

Der Programmier-Modus

Der zweite Modus, in dem der Transponder 100 funktionieren kann, ist der PROGRAMM-Modus. Da sich der Transponder 100 ohne andere Eingabe im LESE-Modus befindet, muss, um in den PROGRAMM-Modus zu gelangen, der Interrogator abtasten, dass der Spannungspegel auf der PROG-DATEN-Linie ungefähr 3 Volt übersteigt, und muss dann drei Impulse übertragen, sodass der Spannungspegel des PROG-DATEN-Signals durch eine Schwellenspannung von ungefähr 3 Volt transitioniert. Dies kann als "Möglichkeitsfenster" bezeichnet werden. In der hierin beschriebenen bevorzugten Ausführung ist der Spannungspegel eine Funktion des Signalpegelausgangs des Interrogators und dem Abstand vom Interrogator, und das "Möglichkeitsfenster" ist das Zeitintervall, wenn der Transponder 100 das 16. Datenbyte (das der Temperatur entspricht) überträgt.

Der Status der wirklichen Spannung auf der PROG-DATEN-Linie wird dem Interrogator durch den Übergang von tief zu hoch oder von hoch zu tief in der Mitte der Präambel übermittelt. Der logische Pegel der Präambel erscheint am Ausgangspegel des AUSSCHLIESSLICHEN-ODER-Tors 210 (Fig. 9). Da die Präambel während der ersten Hälfte des fünfzehnten Byte in den Datenfluss eingesetzt wird und das Präambel-Timing in dieser Ausführung das Manchestercodier-Timing in dieser Ausführung verletzt, kann der Interrogator das Timing mit dem Transponder erstellen.

Die Verwendung eines absichtlichen Signals an einem vorbestimmten Übergangspunkt im Timingszyklus des Transponders, um den Transponder 100 in den Programm-Modus zu versetzen, hilft mit zu verhindern, dass ein Rauschen auf der PROG-DATEN-Linie den Transponder 100 in den PROGRAMM-Modus versetzt.

Wenn der Spannungspegel am PROG-DATEN-Ausgangssignal des Transponders 100 nicht mindestens ungefähr 3 Volt beträgt, wie dies durch die Übergangsrichtung in der Mitte der Präambel angedeutet wird, realisiert der Bediener des Interrogators, dass der Signalausgangspegel des Interrogators erhöht werden muss, oder dass der Interrogator näher zum Transponder hin bewegt werden muss.

Es wird jetzt auf Fig. 5 verwiesen, anhand welcher der Modusdecoder 27 detaillierter beschrieben wird. In der Annahme, dass der Transponder genügend Strom empfängt, wird der Eintritt in den Programmier-Modus vollzogen, wenn während der Zeit, in das Byte 16 des EEPROM 25 adressiert wird, drei Impulse empfangen worden sind, und wenn das Bit 8 von Byte 16 kein logisches Tief (oder eine binäre Null) ist. Der Programmier-Modus wird durch einen hohen Pegel am Ausgang des FLIP-FLOP 124 angedeutet. Ob am Ausgang des FLIP-FLOP 124 ein hoher Pegel erscheint oder nicht, wird vom Ausgang des UND-Tors 123 bestimmt, wenn das Byte 16 am Ende des Timing-Intervalls adressiert wird. Der Transponder bleibt im PROGRAMM-Modus, bis die Stromzufuhr abgebrochen wird.

Ein Wahlbit-8-Signal vom Adressen- und Timing-Generator 23 wird durch den Inverter 130 dem ODER-Tor 109 zugeführt. Der andere Eingang zum ODER-Tor 109 empfängt die Ausgabe des signifikantesten Bit des EEPROM 25, sodass die Ausgabe des ODER-Tors 109 nur ein Tief sein kann, wenn das Datenbit 8 tief ist während der Zeit, in der das Bit 8 adressiert wird (durch das Wahlbit-8-Signal). Ein UND-Tor 108 empfängt das Signal vom ODER-Tor 109 und vom UND-Tor 106, was anzeigt, dass das 16. Byte des EEPROM 25 adressiert wird, und überträgt ein, tiefpegeliges PROG-RST-Signal, um den Flip-Flop 122 zu leeren, wenn das Datenbit 8 von Byte 16 des EEPROM 25 tief ist, oder lässt zu, dass das PROG-RST-Signal während dem ganzen Zeitintervall von Byte 16 hoch bleibt.

Angenommen, dass die PROG-RST-Linie hoch ist, was nur in der Zeit vorkommen kann, während der das Byte 16 adressiert wird, dann taktet ein logischer Eingabeimpuls auf der PROG-DATEN-Linie eine logische 1 auf den Q-Ausgang des Flip-Flop 121. Beim ersten Impuls auf der PROG-DATEN-Linie geht ein Eingang des UND-Tors 123 hoch. Beim zweiten Impuls auf der PROG-DATEN-Linie geht der Q-Ausgang des Flip-Flop 121 hoch, wodurch der Q-Ausgang des Flip-Flops 122 eine logische 1 aufträgt. Deshalb geht der zweite Eingang des UND-Tors 123 hoch während der erste Eingang des UND-Tors 123 tief geht. Beim dritten Impuls auf der PROG-DATEN-Linie knebelt der Flip-Flop 121 noch einmal und der Q-Ausgang des Flip-Flop 121 wird zu einer logischen 1.

Weil der Q-Ausgang des Flip-Flop 121 hochgeht, knebelt der Flip-Flop 122 nicht, sodass der zweite Eingang des UND-Tors 123 hoch bleibt, während der erste Eingang des UND-Tors 123 ebenfalls hoch ist, wodurch ein logisches Hoch auf die Ausgabe des UND-Tors 123 platziert wird, was anzeigt, dass drei Impulse stattgefunden haben.

Der Ausgang des UND-Tors 123 bleibt eine logische 1, vorausgesetzt, dass das PROG-RST die Flip-Flops nicht vor dem Ende des 16. Byte zurückstellt.

Im Folgenden wird das Verfahren beschrieben, mit dem das Takten des Flip-Flop 124 durchgeführt wird. Das NUND-Tor 125 (Fig. 5) empfängt, zusätzlich zum hohen Pegel, der anzeigt, dass das 16. Bit adressiert wird, das PROG-MODUS-Signal, das ein logisches Hoch ist, da sich der Transponder im LESE-Modus befindet. Deshalb ändert die Ausgabe des NUND-Tors 125 am Ende des 16. Byte den Status von einem Tief in ein Hoch und taktet somit den Status des Ausgangs des UND-Tors 123 in den Flip-Flop 124. Wenn somit der Ausgang des UND-Tors 125 tief ist, entweder weil während dem Bit 16 nicht 3 Impulse empfangen wurden, oder weil sich eine 0 im Bit 8 von Byte 16 befand, hält der Modusdecoder 27 den Transponder im LESE-Modus, und wenn der Ausgang des UND-Tors 125 hoch ist, versetzt der Modusdecoder 27 den Transponder in einen PROGRAMMIER-Modus.

Wenn jedoch im Bit 8 des 16. Bit des EEPROM 25 ein logisches Tief gespeichert ist, bleibt der Ausgang des UND-Tor 108 während der Zeit tief, in der das Bit 8 des 16. Byte übertragen würde, und dies würde die Flip-Flops 121 und 122 löschen, wodurch der Ausgang des UND-Tors 123 tiefgestellt würde. Die tiefen Signale vom Tor 123 werden am Ende von Byte 16 auf den Flip-Flop 124 angewendet, wodurch verhindert wird, dass der Transponder in den PROGRAMMIER-Modus versetzt wird.

Das Verfahren, durch das der Bit 16 vom Datensequenz-Generator 26 identifiziert wird, wird im Folgenden beschrieben. Während dem 15. Und 16. Byte befinden sich alle Adress-Linien A1-A3 auf einem logischen Hoch, und die Ausgabe des UND-Tors 105 ist hoch und wird in das UND-Tor 106 (Fig. 4) eingegeben. Weil die andere Eingabe in das UND-Tor 106 Ao ist, ist der Ausgang des UND-Tors 106 nur während der Adressierzeit von Bit 16 hoch. Im PROG-MODUS wird der EMPFANGS-TAKT vom Sequenzteiler 23 verwendet, um Daten ins Register 11 einzutakten, und der Tempera turfrequenz-Mastertaktselektor 5 wählt den MASTER-TAKT als Takteingabe für den Temperaturzähler 5.

Während dem PROGRAMM-Modus bewirkt der Interrogator, dass Daten auf der PROG-DATEN-Linie erscheint, indem die Amplitude des empfangenen Signals verändert wird, wodurch sich die Versorgungsspannung des Transponders über oder unter ungefähr 3 Volt bewegt. Wie ebenfalls oben erwähnt, nachdem der PROGRAMM-Modus gestartet wurde, beginnt das Schieberegister 11 mit der vom Empfangstakt bestimmten Geschwindigkeit Daten einzuschieben. Der Interrogator bestimmt, wann jedes Datenbit gesendet wird, weil der Interrogator den Empfangstakt vom Transponder empfängt. Insbesondere ist dies die Takteingabe in das AUSSCHLIESSLICHE-ODER-Tor 216. Der Interrogator sendet den ersten Datenbit aus, zuerst den signifikantesten Bit, und wartet dann auf einen positiven Übergang des EMPFANGS-TAKTS, bevor er den nächsten Datenbit sendet.

Nachdem er einen positiven Übergang empfangen hat, sendet der Interrogator das nächste Bit, und dieser Prozess geht so weiter, bis das erste Datenbyte gesendet worden ist.

Nachdem alle acht Datenbit in das Universalschieberegister 11 geschoben und auf dem Datenbus platziert worden sind, wird ein logisches Hoch oder Tief (was das neunte Bit sein würde) vom Interrogator gesendet, um anzuzeigen, ob die vorherigen acht Bit gespeichert werden sollen. Falls erwünscht wird, dass die vorgängigen 8 Bit gespeichert werden sollen, wird eine logische Eins gesendet, und falls nicht erwünscht wird, dass ein bestimmtes Adressenbyte programmiert oder umprogrammiert werden soll, überträgt der Interrogator eine logische Null. Wenn vom Interrogator ein Hoch gesendet wird, das angibt, dass gewünscht wird, dass die vorgängigen 8 Bit gespeichert werden, überträgt der Adressen- und Timing-Generator 23 das SCHREIBEN-FREIGABE-Signal an den Programmier-Timing-Generator 80 und startet somit den Schreibzyklus.

Die Entwicklung des Schreiben-Freigabe-Signals wird im Folgenden beschrieben.

Ein UND-Tor 246 des Adressen- und Timing-Generators 23 bestimmt, wann die letzte Hälfte von Bit acht empfangen werden soll, indem er die Adresslinien A1-A-3 und den EMPFANGS-TAKT abtastet. Die Ausgabe des UND-Tors 246 wird dem UND-Tor 242 zugeführt, das ebenfalls eigene Eingabe-, PROG-DATEN- und PROG- MODUS-Signale hat. Demzufolge wird ein SCHREIBEN-FREIGABE-Signal erzeugt, wenn alle Eingänge hoch sind.

Wenn die SCHREIBEN-FREIGABE hochgeht wird die Schreibzyklus-Timingsequenz mit dem Timing für den Schreibzyklus des EEPROM 25 gestartet, das durch den MASTER-TAKT und den Zähler 7 zusammen mit den Ausgaben Q7 und Q12 des Zählers 7 festgesetzt wird. Logische Pegel auf Q7 und Q12 werden im Programm- und Timing-Generator 80 abgetastet, um zu bestimmen, wann eine bestimmte Anzahl MASTER-Taktübergänge gezählt worden sind und somit eine bestimmte Zeitperiode verstrichen ist. Der Temp-Takt-Mastertaktselektor 5 wirkt als Multiplexer indem er die Wahl zwischen dem MASTER-TAKT oder der TEMP-FREQ als Ausgang trifft. Als Reaktion auf ein hohes Signal auf der PROG-MODUS-Linie ist die Ausgabe des NUND-Tors 46 der MASTER-TAKT.

Wenn die SCHREIBEN-FREIGABE hoch geht, beginnt der Schreibzyklus mit dem EHV1-Ausgang des Programmier- und Timing-Generators 80, der hoch ist, und mit dem EHV2-Ausgang des Programmier- und Timing-Generators 80, der tief ist, und zwar während 5,63 ms. (Fig. 1). Wenn das EHV1-Signal hochgeht, beginnt der EEPROM 25 den Schreibzyklus und gibt ein Hoch auf der BESETZT-Signallinie ab, wodurch der Ausgang des ODER-Tors 240 (des Adressen- und Timing-Generators 23) hoch gehalten wird und schaltet den MASTER-TAKT-Signaleingang zum Teiler 70a des Adressen- und Timing-Generators 23 aus. Der MASTER-TAKT ist ausgeschaltet, sodass sich das adressierte Byte des EEPROM 25 während dem Schreibzyklus nicht verändert, und das EMPFANGS-TAKT-Signal, das an den Interrogator zurückgeschickt wird, verändert seinen Status ebenfalls nicht.

Während den folgenden 176 mu s sind sowohl das EHV1 als auch das EHV2 tief. Während den nächsten 5,63 ms ist das EHV2 hoch und das EHV1-Signal tief. Wenn das EHV1 hoch ist, löscht der EEPROM 25 die Daten im Byte, das im Zeitpunkt adressiert wurde, in dem das MASTER-TAKT-Signal ausgeschaltet war. Der Schreibzyklus dauert 11,43 ms, basierend auf dem Master-Takt-Signal von 364 KHz.

Weil der MASTER-TAKT vom Adressen- und Timing-Generator 23 ausgeschaltet worden ist, gibt es keine Timing-Signale, die vom Adressen- und Timing-Generator 23 übertragen werden, während Daten in den EEPROM geschrieben werden. Dementsprechend wird das EMPFANGS-TAKT-Signal vom Transponder 100 nicht übertragen. Dem zufolge wird vom Interrogator kein EMPFANGS-TAKT-Signal festgestellt, und der Interrogator ist in der Lage festzustellen, dass der Schreibzyklus durchgeführt wird.

Wenn die Person, die den Interrogator programmiert, wünscht, nur dieses einzelne Byte einzuschreiben, muss der Interrogator warten, bis er den Empfangs-Takt wieder feststellt, wodurch angezeigt wird, dass der Schreibzyklus abgeschlossen worden ist, und dann den Transponder niederfahren, indem der Transponder 100 aus dem PROGRAMM-Modus entfernt wird. Der Transponder 100 kann dann wieder aufgestartet werden, um die Veränderung zu überprüfen, weil der Transponder 100 in den LESE-MODUS gesetzt wird, wenn beim erneuten Aufstarten keine andere Eingaben gemacht werden. Wenn die Person, die den Transponder 100 programmiert wünscht, Daten in das nächste Byte zu schreiben, benützt der Interrogator den EMPFANGS-TAKT als Signal zum Übertragen des nächsten Datenbits und sendet dann eine logische Eins nach den Daten und wartet, bis der Transponder 100 den nächsten Schreibzyklus beendet hat.

Irgendeine Adresse des EEPROM 25 kann auf diese Art geschrieben werden. Die Byte 15 und 16, obwohl sie nie übertragen wurden weil die Präambel und die Temperatur während der Zeit übertragen wurden, in der die Daten an diesen Adressorten sonst übertragen worden wären, können zum Programmieren benützt werden. Wie vorgängig erwähnt können die Daten im EEPROM 25 permanent gemacht werden, indem eine Null zum signifikantesten Bit von Byte 16 geschrieben wird.

Das EEPROM 25 benötigt einen CLEAN-UP-Impuls, nachdem die Daten darin programmiert worden sind, damit der EEPROM 25 bereit ist für den nächsten Schreibzyklus. Eine CLEAN-UP-Schaltung 90 gibt einen Clean-up-Impuls ab als Reaktion auf das BESETZT-SIGNAL des EEPROM 25 und das MASTER-TAKT/8-Signal (Fig. 1, 2). Weiter kann, wenn das BESETZT-Signal tief gebracht worden ist, der MASTER-TAKT zum Adress- und Timing-Generator 23 gelangen und der nächste Adressort des EEPROM 25 wird adressiert.

Ein Verfahren zum Kalibrieren jedes Transponders, sodass ein Benützer oder Programmierer genaue Temperaturinformationen über den Host empfangen kann, in den er eingesetzt ist, wird im Folgenden zur Verfügung gestellt. Man hat zum Beispiel festgestellt, dass die Toleranzen der elektrischen Komponenten in einem bestimmten Transponder zu einer ungenauen Temperaturable sung durch diesen bestimmten Transponder führen kann. Zum Beispiel kann das TEMP-FREQ-Signal nicht genau kalibriert werden, der Temp-Zähler 7 kann nicht in der Lage sein, die Anzahl Frequenzzyklen des TEMP-FREQ-Signals genau zu zählen, oder annehmbare Toleranzschwankungen der wirklichen Komponenten können in dem Masse zu einer Schwankung der durch den Transponder ausgeführten Temperaturbestimmungen führen, dass dies für einen Benützer unannehmbar ist.

Um somit zu garantieren, dass die Temperatureigenschaften eines Hosts einem Benützer oder Programmierer genau angezeigt werden, muss ein Kalibrierungsvorgang durchgeführt werden, damit jeder Ausgleich bei der bestimmten Temperaturausgabe des Transponders berücksichtigt werden kann.

Vor dem Implantieren des Transponders 100 in den Host wird der Transponder 100 deshalb in einem gesteuerten Flüssigkeitsbad platziert, vorzugsweise in Wasser. Der Programmierer kennt die genaue Temperatur des Flüssigkeitsbades.

Wie oben beschrieben gibt der Transponder 100 ein Signal ab, das die Dateneigenschaften der Temperatur des Bades darstellt, in dem der Transponder eingetaucht ist. Der Programmierer vergleicht dann die bekannte Temperatur des Flüssigkeitsbades mit der Temperatur, die vom Interrogator 1000 angezeigt wird und auf dem vom Transponder 100 gelieferten Ausgangssignal basiert. Die Differenz zwischen der bekannten Temperatur des Flüssigkeitsbades und der Temperatur, die vom Interrogator 1000 angezeigt wird, ist als Ausgleichsttemp-Wert bekannt. Dieser Ausgleichstemp-Wert kann grösser als Null, kleiner als Null oder gleich Null sein.

Der Programmierer bewirkt dann, dass der Interrogator 1000 den bestimmten Ausgleichstemp-Wert, der für den bestimmten Transponder festgelegt wird, in einen vorbestimmten Speicherort im EEPROM 25 des bestimmten Transponders schreibt, wie dies in den vorgängigen Abschnitten beschrieben worden ist. Auf diese Weise kann jeder bestimmte Ausgleichstemp-Wert, der für jeden einzelnen Transponder einmalig ist, im Speicher des bestimmten Transponders bleiben, bis der bestimmte Transponder neu kalibriert wird. Wenn zum Beispiel die bekannte Temperatur des Flüssigkeitsbades 21,1 DEG C (70 DEG F) ist und die im Ausgangssignal enthaltenen Temperaturdaten anzeigen, dass die Temperatur 20 DEG C (68 DEG F) ist, wird ein Ausgleichstemp-Wert von 2 im vorbestimmten Speicherort gespeichert.

Wenn die bekannte Temperatur des Flüssigkeitsbades 21,1 DEG C (70 DEG F) ist und die Temperaturdaten anzeigen, dass die Temperatur 22,2 DEG C (72 DEG F) ist, dann wird ein Ausgleichstemp-Wert von -2 im vorbestimmten Speicherort gespeichert.

Für einen Einsatz, und wie in den vorgängigen Abschnitten offenbart, kann der Transponder 100 dann in einem Host implantiert werden. Der Transponder 100 gibt dem Interrogator 100 ein Ausgangssignal ab, das wie vorstehend offenbart Temperaturdaten umfasst. Der Interrogator 100 empfängt ebenfalls den Speicherinhalt des Transponders, einschliesslich dem Ausgleichstemp-Wert, der an dem vorbestimmten Speicherort des EEPROM 25 gespeichert ist.

Der Interrogator bestimmt dann die Temperatur, die dem Ausgangssignal entspricht, als bestimmte Temperatur und führt eine Rechenoperation durch, wobei der Ausgleichstemp-Wert zu den bestimmten Temperaturdaten des Transponders 100 addiert wird, um die wirkliche Temperatur zu liefern. Dieses Summentotal wird dan vom Interrogator 1000 angezeigt, um eine genauere und präzisere Temperatur des Hosts zu liefern, in dem der Transponder 100 eingesetzt ist.

Andererseits könnte der vorbestimmte Speicherort einen Fehlwert von Null enthalten, wenn der Transponder 100 während dem Kalibrieren die genaue Temperatur des Flüssigkeitsbades ausgibt. Der Programmierer muss den Interrogator 1000 nicht dafür programmieren, einen Nullwert in den vorbestimmten Speicherort zu schreiben, da ein Fehlwert von Null bereits vorgängig darin gespeichert worden ist. Dementsprechend kann diese alternative Konstruktion und das Verfahren zum Kalibrieren jedes einzelnen Transponders die Zeit verkürzen, die zum Kalibrieren jedes Transponders nötig ist.

Im Obenstehenden wird die Kalibrierung der Temperatur nur als Beispiel verwendet. Die Anwendung eines programmierten Ausgleichs, der von einer gesteuerten Umgebung bestimmt wird, kann verwendet werden, um andere Eigenschaften zu kalibrieren, wie beispielsweise Druck, pH und dergleichen. Durch das Speichern des Ausgleichs "an Bord" des Transponders, folgt die Kalibrierung dem Transponder, wodurch die Konstruktion des Interrogators vereinfacht wird, der selber bloss die Universalfunktion des Addierens des gespeicherten Ausgleichswertes zur Temperatur, wie sie vom Ausgangssignal des Transponders abgeleitet wird, ausführt.

Verwiesen wird nun auf die Fig. 9-12, in denen ein Transponder 100 in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung abgebildet ist. Der Transponder 100 umfasst ein Substrat 700. Ein Chip-Thermistor 1 ist auf dem Substrat 700 montiert. Ein Chip 710, der alle Strukturen enthält inklusive den EEPROM 25 und den Manchestercodierer und Präambel-Generator 13, wird ebenfalls auf dem Substrat 700 getragen. Kondensatoren 711 und 712 sind ebenfalls auf dem Substrat montiert. Diese Kondensatoren waren nicht im Chip eingeschlossen, weil die erforderliche Kapazität zu gross war. Der Kondensator 712 wird dazu verwendet, die Spule 731 auf 364 KHz zu stimmen, und der Kondensator 711 wird dazu verwendet, den Ausgang der vollen Graetz-Schaltung auf dem Chip zu filtern.

Der Chip 710, der Chip-Thermistor 711 und der Kondensator 712 sind über Verbindungsspuren 727, die auf dem Substrat 700 angebracht sind, elektrisch miteinander gekoppelt. Die Antenne 19 ist um einen Ferritstab 721 ausgebildet. Die Spule 731 ist über Haftelemente 724 mit dem Chip 710 und mit dem Kondensator 712 gekoppelt.

In einer beispielhaften Ausführung wird der Transponder 100 in einer Glaskapsel 750 eingekapselt. Die Kapsel ist nicht grösser als 1,525 cm und weist einen Innendurchmesser zwischen 0,173 cm und 0,183 cm und einen Aussendurchmesser zwischen 0,208 cm und 0,218 cm auf. Die Glaskapsel kann entweder mit einem Schutzepoxidharz überzogen, vollständig durch einen Schutzepoxidharz ersetzt oder behandelt sein, um eine Verschiebung im Tier zu verhindern. Weiter kann ein Glasrohr unter Verwendung von Direkthitze, Flamme oder Laser versiegelt werden.

Ein passiver Transponder, der wie hierin offenbart konstruiert und angeordnet ist, liefert viele bisher noch nicht erhältliche Vorteile. Durch die Lieferung eines Transponder, der die Präambel als Reaktion auf den Spannungspegel eines eingehenden Signals verändert, ist der Transponder in der Lage, dem Interrogator mitzuteilen, ob genügend Strom empfangen wird, um programmiert werden zu können. Durch das Überwachen der Adressierung der Speicheradressen und durch die Verwendung der Zeit, während der bestimmte Speicher adressiert werden, wird die Überwachung der Eigenschaft des Transponders genauer und leistungsfähiger ausgeführt. Durch die Lieferung eines Impedanzmodulators, der mit der Antennenspule gekoppelt ist, ist es möglich, Informationen mit der Signalquelle im Wesentlichen simultan auszutauschen.

Es ist somit ersichtlich, dass die oben erwähnten Ziele, unter denen, die durch die vorstehende Beschreibung offensichtlich gemacht wurden, leistungsfähig erreicht werden, und da bei der Ausführung des obigen Verfahren gewisse Änderungen vorgenommen werden können ohne vom Geist und Bereich der Erfindung abzuweichen, ist beabsichtigt, dass sämtliche Materie, die in der obigen Beschreibung enthalten oder in den begleitenden Zeichnungen dargestellt ist, im illustrierenden und nicht im beschränkenden Sinn interpretiert werden soll.

Es versteht sich ebenfalls, dass die folgenden Ansprüche alle Gattungs- und spezifischen Merkmale der hierin beschriebenen Erfindung und alle Bemerkungen über den Bereich der Erfindung abdecken, die sprachlich dazwischen liegen könnten.

Claims

1. Umprogrammierbarer passiver Transponder zur Implantation in einen Host, umfassend: - Antennenmittel zum Empfangen eines Eingangssignals, das Daten von einer Signalquelle enthält, und zum Übertragen eines Ausgangssignals an diese Signalquelle; und - Speichermittel zum Speichern dieser Daten, wobei sich der Transponder entweder in einem Lese-Modus zum Übertragen dieser Daten an diese Signalquelle oder in einem Programmier-Modus befindet, wobei im ersten Fall die Daten, die durch diesen Transponder von dieser Signalquelle empfangen werden, durch diese Speichermittel als dieses Ausgangssignal und wobei im zweiten Fall diese Daten durch diese Speichermittel als Reaktion auf dieses Eingangssignal gespeichert werden.

2.

Transponder nach Anspruch 1, zusätzlich umfassend entweder: a) Integritätsmittel, um dieser Signalquelle anzuzeigen, dass dieses Eingangssignal ausreichend ist, um zu bewirken, dass diese Speichermittel diese Daten speichern, oder b) Überwachungsmittel zum Überwachen einer Eigenschaft eines Hosts, wobei diese Überwachungsmittel mit diesen Speichermitteln gekoppelt sind, wobei diese Speichermittel eine Mehrzahl von Speicheradressen umfassen, wobei jede dieser Mehrzahl von Adressen als Reaktion auf dieses Eingangssignal sequentiell adressiert wird, wobei diese Überwachungsmittel diese Eigenschaft während der Zeitperiode überwachen, die zum Adressieren einer vorbestimmten Anzahl Adressen dieser Speichermittel erforderlich ist, und eine Eigenschaftsmessung liefern, wobei dieses Ausgangssignal diese Eigenschaftsmessung einschliesst, oder c) Impedanzmodulationsmittel,

bei dem als Reaktion auf dieses Ausgangssignal eine Last auf diese Antennenmittel angewendet wird, um mit diesen Antennenmitteln im Wesentlichen simultan dieses Ausgangssignal übertragen und dieses Eingangssignal empfangen zu können, um die Interferenz zwischen dem Ausgangssignal mit diesem Eingangssignal zu reduzieren.

3. Transponder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass dieses Speichermittel ein EEPROM umfasst, enthaltend eine Mehrzahl von Byte-Adressen, wobei dieser EEPROM während diesem Programmier-Modus Daten speichert, in dem er einen Schreibzyklus durchläuft, wobei diese Daten während diesem Schreibzyklus in einen adressierten Byte dieses EEPROM geschrieben werden, und weiter umfassend Anzeigemittel, die mit diesem EEPROM gekoppeltsind und zum Liefern einer Anzeige des Vorkommens dieses Schreibzyklus dienen.

4.

Vorrichtung zum Überwachen eines umprogrammierbaren Transponders, nach einem der Ansprüche 2 oder 3 und einem die Signalquelle bildenden Interrogator zum Übertragen eines Interrogator-Ausgangssignals, das Daten enthält, an diesen Transponder, und zum Empfangen eines Interrogator-Eingangssignals von diesem Transponder.

5.

Verfahren zum Kalibrieren eines Transponders nach einem der Ansprüche 2 bis 3, der eine Speichereigenschaft eines Hosts aufweist, mit einem Eigenschaftssensor, wobei dieses Verfahren folgende Schritte aufweist: - Platzieren eines Transponders in eine gesteuerte Umgebung, die einen bekannten Wert einer messbaren Eigenschaft aufweist; - Messen des Wertes der gesteuerten Umgebung mit dem Transponder; - Übertragen des Wertes der Eigenschaft, wie vom Transponder gemessen, als ein Ausgangssignal; - Empfangen des Ausgangssignals und Berechnen des Wertes der Eigenschaft der gesteuerten Umgebung auf der Basis des Ausgangssignals des Transponders; - Vergleichen des berechneten Werts mit dem bekannten Wert; und - Speichern der Differenz zwischen dem berechneten Wert und dem bekannten Wert in einem vorbestimmten Speicherort im Transponder.

6.

Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die gesteuerte Umgebung ein Flüssigkeitsbad ist und dass die besagte Eigenschaft die Temperatur ist.

7. Verwendung eines nach den Ansprüchen 5 und 6 kalibrierten Transponders zum Überwachen der Temperatur eines Hosts, wobei dieses Verfahren die zusätzlichen, danach angeordneten Schritte umfasst, - Einsetzen des Transponders in einen Host; - Übertragen des Ausgangssignals vom Transponder an den Interrogator; und - Addieren der Differenz, die im vorbestimmten Speicherort im Transponder gespeichert ist, zu einem Wert, der vom Transponder gemessen wurde, um einen ermittelten Temperaturwert zu erhalten.