ES2276082T3 - Desmodulador que utiliza un circuito digital. - Google Patents
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Abstract
Desmodulador (3) para convertir una tensión de entrada analógica en una tensión de salida, el desmodulador comprendiendo: (a) un oscilador controlado por tensión (6) configurado para generar una señal que tiene una frecuencia proporcional a la tensión de entrada analógica; (b) un contador (21) configurado para contar cada ciclo de la señal generada por el oscilador controlado por tensión (6) y emitir una señal de salida de la cuenta representativa de la cuenta de ciclos; (c) un aparato de mantenimiento (22) configurado para mantener la señal de la cuenta y generar una señal mantenida de la cuenta, y (d) un aparato de comparación digital (23) configurado para comparar la señal de la cuenta y la señal mantenida de la cuenta y generar la salida digital
Description
Desmodulador que utiliza un circuito
digital.
Esta invención se refiere en general a
desmodulación y más particularmente a un circuito desmodulador que
utiliza un circuito digital.
Los transpondedores (etiquetas) de
identificación de radio frecuencia (RFID - Radio frecuency
identification) generalmente se utilizan conjuntamente con una
estación base RFID, típicamente en aplicaciones tales como control
de inventario, seguridad, tarjetas de acceso e identificación
personal. La estación base transmite una señal transportadora que
activa los circuitos en la etiqueta RFID cuando la etiqueta RFID es
llevada dentro de la gama de lectura de la estación base. La
comunicación de datos entre la etiqueta y la estación se consigue
modulando la amplitud de la señal transportadora con un modelo de
datos binarios, generalmente modulación de amplitud por
desplazamiento de fase. Con este propósito, las etiquetas RFID
típicamente son circuitos integrados que incluyen, entre otros
componentes, elementos de antena para acoplar el campo radiado,
rectificadores para convertir la señal transportadora de corriente
alterna a potencia de corriente continua y desmoduladores para
extraer el modelo de datos de la envolvente de la señal
transportadora.
Si se fabrican a un coste suficientemente bajo,
las etiquetas RFID también pueden ser útiles en aplicaciones
sensibles al coste tales como fijación de precios de productos,
localización de equipaje, localización de paquetes, identificación
de bienes, autentificación de papel moneda e identificación de
animales, para mencionar unas pocas aplicaciones. Las etiquetas
RFID proporcionan ventajas significantes sobre los sistemas
convencionalmente utilizados para tales aplicaciones, tales como
los sistemas de identificación de código de barras. Por ejemplo, un
cesto lleno de artículos marcados con etiquetas RFDI puede ser leído
rápidamente sin tener que manipular cada uno de los artículos,
mientras que se tienen que manipular individualmente cuando se
utiliza un sistema de código de barras. A diferencia de los códigos
de barras, las etiquetas RFID proporcionan la capacidad de
actualizar la información de la etiqueta. Sin embargo, la tecnología
RFID de hoy en día es demasiado cara para un uso predominante en
tales aplicaciones.
Un factor que hace subir el coste de las
etiquetas RFID convencionales es el tamaño del circuito integrado
debido a la utilización de circuitos analógicos. En particular, el
circuito que desmodula el modelo binario que envuelve la frecuencia
transportadora típicamente utiliza circuitos analógicos tales como
amplificadores funcionales y referencias de tensión. Tales
circuitos utilizan condensadores y resistencias precisos, los
cuales son relativamente grandes en tamaño y no se pueden igualar
con el rendimiento de los circuitos digitales. Además, el diseño de
tales circuitos requiere modelos de circuitos muy precisos que están
típicamente disponibles únicamente para tecnologías de circuitos
integrados maduras. Por lo tanto, las etiquetas RFID típicamente no
se pueden fabricar utilizando las últimas tecnologías ni los
procesos más reducidos que benefician los circuitos digitales al no
utilizar circuitos analógicos.
Otro problema relativo a los desmoduladores
utilizados en las técnicas de diseño convencionales de RFID es la
susceptibilidad a los picos de voltaje transitorio. La figura 1
ilustra un circuito de rectificación y desmodulación típico, como
es conocido en la técnica anterior. Un inductor 104 y un condensador
105 resuenan a la frecuencia de la transportadora. La forma de onda
de la envolvente se aísla en el nodo 102 a través de utilización de
un filtro de paso de banda 109. La señal se acopla entonces a través
de un condensador al nodo 108, creando un impulso corto en sentido
negativo o positivo en la entrada del comparador 107. Un impulso
alto indica un "estado alto" en la envolvente mientras un
impulso bajo indica un "estado bajo" en la envolvente. El
amplificador diferencial 107 compara estos impulsos con una
referencia de tensión 110 y generará un estado "alto" o un
estado "bajo" en la salida 103. En esencia, este circuito aísla
la señal de datos de la envolvente detectando el tiempo de
elevación/caída de la señal de la envolvente. Puesto que los picos
de voltaje transitorio tienden a tener tiempos de elevación y de
caída rápidos, los picos de voltaje transitorio de ruidos tienden a
crear estados de salida erróneos. Además, puesto que la salida 103
cambia el estado sólo en el momento siguiente de la elevación/caída
de los datos de la envolvente de la señal transportadora, la salida
103 permanecerá en un estado incorrecto hasta que se detecte la
siguiente transición de datos.
El documento US 5 818 881 A describe en un
desmodulador digital que comprende contadores y medios de
comparación digitales.
De acuerdo con los principios de la presente
invención, un desmodulador como se define en la reivindicación 1
convierte una entrada de tensión en una tensión de salida. El
desmodulador tiene un oscilador controlado por tensión, un
contador, un aparato de mantenimiento y un aparato de comparación
digital. El oscilador controlado por tensión genera una señal que
tiene una frecuencia proporcional a la tensión de entrada analógica.
El contador cuenta cada ciclo de la señal generada por el oscilador
controlado por tensión y emite de salida una señal de la cuenta
representativa de la cuenta de ciclos. El aparato de mantenimiento
mantiene la señal de la cuenta y genera una señal de la cuenta
mantenida. El aparato de comparación digital comparar la señal de la
cuenta y la señal de la cuenta mantenida y genera la salida
digital.
De acuerdo con una forma de realización
preferida de la presente invención, el oscilador controlado por
tensión tiene un terminal de entrada y un terminal de salida. El
contador tiene un terminal de entrada, un terminal de salida y un
terminal de reajuste. El aparato de mantenimiento tiene un terminal
de entrada, un terminal de salida y un terminal de reajuste. El
aparato de comparación digital tiene terminales de entrada primero
y segundo y un terminal de reajuste. La entrada de tensión se acopla
al terminal de entrada del oscilador controlado por tensión, el
terminal de salida del cual está acoplado al terminal de entrada del
contador. El terminal de salida del contador está acoplado al
terminal de entrada del aparato de mantenimiento. El terminal de
salida del contador y el terminal de salida del aparato de
mantenimiento están acoplados al primer terminal de entrada y al
segundo terminal de entrada del aparato de comparación digital. Los
terminales de reajuste del contador, del aparato de mantenimiento y
del aparato de comparación digital están acoplados al reloj de
reajuste.
De acuerdo con una forma de realización
preferida adicional de la presente invención, el oscilador
controlado por tensión incluye un dispositivo MOSFET (transistor
MOS de efecto de campo) de n canales, un condensador de
almacenamiento, un MOSFET de p canales y un disparador Schmidt. El
dispositivo MOSFET de n canales tiene terminales de fuente, drenaje
y puerta. El condensador de almacenamiento tiene terminales primero
y segundo. El MOSFET de p canales tiene drenaje, fuente y puerta.
El disparador Schmidt tiene terminales de entrada, salida y
reajuste. La puerta del MOSFET de n canales está acoplada a la
tensión de entrada, la fuente está acoplada a tierra y el drenaje
está acoplado al primer terminal del condensador de almacenamiento.
El segundo terminal del condensador de almacenamiento está acoplado
al suministro de energía. El drenaje del MOSFET de p canales está
acoplado al primer terminal del condensador almacenamiento y al
terminal de entrada del disparador Schmidt. La fuente del
dispositivo de p canales está acoplada al suministro de energía. La
puerta del MOSFET de p canales está acoplada a la salida del
disparador Schmidt. La salida del disparador Schmidt proporciona la
tensión de salida.
La invención también se refiere a un
procedimiento para convertir una tensión de entrada analógica a una
tensión de salida.
La figura 1 es un dibujo esquemático de un
circuito que muestra un diseño de la técnica anterior de un
desmodulador convencional que utiliza referencias de tensión y
amplificadores funcionales.
La figura 2 es un diagrama de bloques de una
forma de realización del desmodulador de la presente invención.
La figura 3 es un diagrama esquemático que
ilustra una forma de realización de la presente invención, mostrando
detalles de una forma de realización del oscilador controlado por
tensión de la figura 2.
La figura 4 es un diagrama de temporización de
nodos seleccionados en el diagrama del circuito esquemático
presentado en la figura 3.
La figura 5 es un diagrama esquemático que
ilustra una forma de realización de la presente invención, mostrando
detalles de una forma de realización alternativa del oscilador
controlado por tensión de la figura 2.
En la figura 2 se ilustra un diagrama de bloques
de una forma de realización del desmodulador 3 de la presente
invención para convertir una tensión de entrada analógica a una
tensión de salida. El desmodulador 3 incluye un oscilador
controlado por tensión (VCO) 6, un contador, un aparato de
mantenimiento 22 y un aparato de comparación digital 23.
Suministrando al desmodulador 3 hay una tensión de entrada analógica
Vin y un reloj de reajuste 24.
El oscilador controlado por tensión 6 es
cualquier dispositivo o sistema configurado para generar una señal
provista de una frecuencia proporcional a la tensión de entrada
analógica Vin. En una forma de realización, el oscilador controlado
por tensión 6 tiene un terminal de entrada y un terminal de salida.
La tensión de entrada analógica Vin se aplica al terminal de
entrada. La señal del oscilador controlado por tensión que tiene
una frecuencia proporcional a la tensión de entrada analógica Vin se
genera en el terminal de salida.
El contador 21 es cualquier dispositivo o
sistema configurado para contar cada ciclo de la señal generada por
el oscilador controlado por tensión y emite de salida una señal de
la cuenta representativa de la cuenta de los ciclos. Aunque el
contador 21 está representado en la figura 2 como un único contador,
el contador 21 puede estar compuesto por uno o más contadores o una
combinación de elementos que actúen como un contador.
En una forma de realización, el contador 21
tiene un terminal de entrada 34, un terminal de salida 35 y un
terminal de reajuste 36. El terminal de entrada 34 está acoplado al
terminal de salida del oscilador controlado por tensión 6. El
terminal de reajuste 36 está conectado al reloj de reajuste 24. La
señal de la cuenta es la salida en el terminal de salida 35.
El aparato de mantenimiento 22 es cualquier
dispositivo o sistema configurado para mantener la señal de la
cuenta y generar una señal de la cuenta mantenida. Ejemplos de
aparatos de mantenimiento 22 incluyen un biestable, un circuito de
muestra y mantenimiento, una memoria y un cierre. Aunque el aparato
de mantenimiento 22 está representado en la figura 2 como un único
aparato de mantenimiento, el aparato de mantenimiento 22 puede estar
compuesto por uno o más aparatos de mantenimiento 22 o por una
combinación de elementos que actúen como un aparato de
mantenimiento.
En una forma de realización, el aparato de
mantenimiento 22 tiene un terminal de entrada 37, un terminal de
salida 38 y un terminal de reajuste 39. El terminal de entrada 37
está conectado al terminal de salida 35 del contador 21. El
terminal de reajuste 39 está acoplado a un reloj de reajuste 24.
El aparato de comparación digital 23 es
cualquier dispositivo o sistema configurado para comparar la señal
de la cuenta y la señal mantenida de la cuenta y generar la salida
digital. Aunque el aparato de comparación 23 está representado en
la figura 2 como un único aparato de comparación digital, el aparato
de comparación digital 23 puede estar compuesto por uno o más
aparatos de comparación digital 23 o por una combinación de
elementos que actúen como un aparato de comparación digital.
En una forma de realización, el aparato de
comparación digital 23 tiene un primer terminal de entrada 41, un
segundo terminal de entrada 40, un terminal de salida 42 y un
terminal de reajuste 43. El primer terminal de entrada 41 está
conectado a la salida 38 del aparato de mantenimiento 22. El segundo
terminal de entrada 40 está conectado a la salida 35 del contador
21. El terminal de reajuste 43 está conectado al reloj de reajuste
24. La salida digital se genera en el terminal de salida 42.
En una forma de realización, la tensión de
entrada analógica Vin es proporcional a una magnitud de una señal
transportadora modulada por un modelo binario. La tensión de salida
en el terminal de salida 42 incluye una corriente de datos binarios
que corresponden al modelo binario que modula la señal
transportadora.
En la figura 3 se representan el circuito
rectificador 2 y el circuito desmodulador 3. El circuito
rectificador 2 se incluye para ilustrar el funcionamiento del
desmodulador 3. El circuito rectificador 2 no es una parte
integrante de la presente invención. En una forma de realización, el
circuito desmodulador 3 y por lo menos parte del circuito
rectificador 2 están incorporados en una pastilla de circuito
integrado. Circuitos adicionales (no representados) también pueden
estar incorporados en el circuito integrado con el circuito
desmodulador 3. En una forma de realización, el circuito
desmodulador 3 está incluido como un desmodulador para un
transpondedor (etiqueta) de identificación de radio frecuencia
(RFID). Son posibles otros usos del circuito desmodulador 3.
En una forma de realización, el oscilador
controlado por tensión 6 incluye un disparador Schmidt 20, un
condensador de almacenamiento 18, un primer transistor 7 y un
segundo transistor 19. El disparador Schmidt 20 tiene un terminal
de entrada 32, un terminal de salida 31 y un terminal de reajuste
33. El terminal de reajuste está acoplado al reloj de reajuste
24.
El primer transistor 7 es cualquier dispositivo
o aparato que actúe como un conmutador electrónico u óptico. Aunque
en la figura 3 el transistor 7 está representado como un único
transistor, el transistor 7 puede estar compuesto por uno o más
transistores o una combinación de elementos que actúen como un
transistor. En una forma de realización el transistor tiene un
terminal de fuente, un terminal de drenaje y un terminal de puerta.
El terminal de drenaje está acoplado al condensador 18 y a la
entrada 32 del disparador Schmidt 20. El terminal de fuente está
acoplado a tierra. El terminal de puerta está acoplado a la tensión
de entrada Vin.
El disparador Schmidt 20 tiene un terminal de
entrada 32, un terminal de salida 31 y un terminal de reajuste 33.
El terminal de entrada 32 está conectado al drenaje 30 del
transistor 7. El terminal de salida 31 está conectado a la puerta
28 del transistor 19. El terminal de reajuste 33 está conectado al
reloj de reajuste 24.
El transistor 19 es cualquier dispositivo o
aparato que actúe como un conmutador electrónico u óptico. Aunque
en la figura 3 el transistor 19 está representado como un único
transistor, el transistor 19 puede estar compuesto por uno o más
transistores o una combinación de elementos que actúen como un
transistor. En una forma de realización el transistor 19 es un
transistor MOS de efecto de campo (MOSFET) y tiene un terminal de
puerta 28, un terminal de fuente 29 y un terminal de drenaje 30. El
terminal de drenaje 30 está acoplado a la entrada 32 del disparador
Schmidt 20. El terminal de fuente 29 está acoplado a una tensión de
suministro de energía Vdd. El terminal de puerta 28 está acoplado a
la salida 31 del disparador Schmidt 20.
El condensador 18 es cualquier dispositivo o
aparato que actúe como un condensador para almacenar y liberar
carga. Aunque en la figura 3 el condensador 18 está representado
como un único condensador, el condensador 18 puede estar compuesto
por uno o más condensadores o una combinación de elementos que
actúen como un condensador. En una forma de realización el
condensador 18 está acoplado entre un terminal de fuente 30 del
segundo transistor 19 y a una tensión de suministro de energía Vdd.
Un terminal del condensador 18 está acoplado al terminal de fuente
30 del segundo transistor 19, al drenaje del transistor 7 y al
terminal de entrada 32 del disparador Schmidt 20. El otro terminal
del condensador 18 está acoplado a la tensión de suministro de
energía Vdd.
En una forman de realización, la entrada del
circuito rectificador 2 es una frecuencia transportadora radiada
desde una estación base en la que la amplitud de la transportadora
está envuelta por un modelo de datos. Un ejemplo de una amplitud
transportadora envuelta por un modelo de datos es una modulación de
amplitud por desplazamiento de fase. Una salida del circuito
rectificador 2 es una salida rectificada producida en el nodo 4. La
salida rectificada es utilizada para generar una corriente de
seguimiento a través del transistor 5 y reflejada a través del
transistor 7 sobre la entrada del circuito desmodulador 3. Otra
salida del circuito rectificador 2 es una salida de energía Vdd, la
cual puede ser utilizada como fuente de energía de corriente
continua para el circuito rectificador 2 y el circuito desmodulador
3 para generar suministro de energía (Vdd). El circuito
rectificador 2 incluye un elemento de antena 9, un condensador de
sintonización 10, un condensador de acoplamiento 11, un primer
diodo de rectificación 12, un segundo diodo de rectificación 13, una
pila del diodo de rectificación 14, un transistor 5 y un
condensador de almacenamiento 17. El circuito desmodulador 3 incluye
un transistor de entrada 7, un condensador 18, un transistor 19, un
disparador Schmidt 20, un contador 21, un aparato de mantenimiento
22, un aparato de comparación digital 23 y un reloj de reajuste
24.
En una forma de realización, el elemento de
antena 9 tiene terminales primero y segundo. El primer terminal del
elemento de antena 9 está acoplado a un nodo de resonancia 26. El
segundo terminal del elemento de antena 9 está conectado a tierra
27.
En una forma de realización, el elemento de
antena 9 es un inductor. El inductor 9 y el condensador 10 se
escogen para que resuenen a la frecuencia transportadora. El
inductor 9 es exterior a la pastilla de circuito integrado en esta
forma de realización, pero también puede ser interior en el circuito
integrado. Además, el proceso del circuito integrado puede incluir
una capa de alta permeabilidad magnética para incrementar la
inductancia del elemento de antena.
En una forma de realización, el elemento de
antena 9 es tinta conductora impresa sobre papel o bien sobre otro
medio. En formas de realizaciones alternativas, el elemento de
antena 9 es cualquier tipo de elemento inductor.
El condensador de sintonización 10 está
conectado en paralelo con la antena 9 entre el nodo de resonancia
26 y tierra 27. En una forma de realización, el condensador de
sintonización 10 tiene terminales primero y segundo. El primer
terminal del condensador de sintonización 10 está conectado al
primer terminal de la antena 9 y el segundo terminal del
condensador de sintonización 10 está conectado al segundo terminal
de la antena 9. Cuando el circuito rectificador 2 es llevado dentro
de la gama de lectura de una estación base que radia la frecuencia
transportadora apropiada, la tensión en el nodo 26 resonará. El
condensador 10 es interior al circuito integrado en una forma de
realización, pero también puede ser exterior al circuito
integrado.
En una forma de realización, el condensador de
sintonización 10 es tinta conductora impresa sobre papel o bien
otro medio. En formas de realizaciones alternativas, el condensador
de sintonización 10 es cualquier otro tipo de elemento
capacitivo.
El condensador de acoplamiento 11 está conectado
al nodo de resonancia 26, acoplando la tensión al nodo 4. En una
forma de realización, el condensador de acoplamiento 11 tiene
terminales primero y segundo. El primer terminal del condensador de
acoplamiento 11 está conectado al primer terminal del elemento de
antena 9 y el segundo terminal del condensador de acoplamiento 11
está conectado al primer diodo de rectificación 12, al segundo
diodo de rectificación 13 y a un tercer diodo de rectificación
14.
En una forma de realización, el condensador de
acoplamiento 11 es tinta conductora impresa sobre papel o bien otro
medio. En formas de realizaciones alternativas, el condensador de
acoplamiento 11 es cualquier otro tipo de elemento capacitivo.
El primer diodo de rectificación 12 está
acoplado entre el segundo terminal del condensador de acoplamiento
11 y tierra 27. En una forma de realización, el primer diodo de
rectificación tiene un terminal ánodo y un terminal cátodo. El
terminal ánodo está conectado a tierra y el terminal cátodo está
conectado al segundo terminal del condensador de acoplamiento 11.
La salida rectificada se genera en el terminal cátodo.
El primer diodo de rectificación 12 se
desplazará hacia delante cuando se acople una tensión negativa al
nodo 4, manteniendo de ese modo la tensión en el nodo 4 no inferior
a una caída del diodo por debajo de tierra 27. La tensión en el
nodo 4 puede conseguir la misma amplitud entre picos que el nodo de
resonancia 26, el doble de la amplitud entre picos de la salida
rectificada de un rectificador convencional.
El segundo diodo de rectificación 13 está
conectado entre el nodo 4 de salida rectificada y la salida de
energía Vdd. En una forma de realización, el segundo diodo de
rectificación 13 tiene un terminal ánodo y un terminal cátodo. El
ánodo está conectado al segundo terminal del condensador de
acoplamiento 11 y el terminal cátodo está conectado al condensador
de almacenamiento 17.
La pila del diodo de rectificación 14 está
conectada entre el nodo de salida rectificada 4 y el drenaje y la
puerta del transistor 5. En una forma de realización, la pila del
diodo de rectificación 14 tiene un terminal ánodo y un terminal
cátodo. El terminal ánodo de la pila del diodo de rectificación 14
está conectado al segundo terminal del condensador de acoplamiento
11 y el cátodo está conectado a la puerta y el drenaje del
transistor 5. La fuente del transistor 5 está conectada a tierra
27. La pila del diodo de rectificación 14 limita la tensión en el
nodo 4 en el caso en el que la amplitud de la señal transportadora,
la proximidad del circuito rectificador 2 a la estación base, o el
rendimiento de acoplamiento de los campos radiados generen tensiones
suficientemente grandes como para causar un daño permanente en los
componentes del circuito integrado. La tensión generada en la
puerta del transistor 5 se aplica a la puerta del transistor 7,
generando de ese modo la misma corriente a través del transistor 7
que la que está fluyendo a través del transistor 5.
El condensador de almacenamiento 17 está
acoplado entre la salida de energía Vdd y tierra 27. En una forma
de realización, el condensador de almacenamiento 17 tiene terminales
primero y segundo. El primer terminal está conectado al terminal
cátodo del segundo diodo de rectificación 13 y el segundo terminal
está conectado a tierra 27.
Cuando la tensión en el nodo 4 es más positiva
que la tensión en la salida de energía Vdd, el segundo diodo de
rectificación 13 se desplazará hacia delante, cargando de ese modo
el condensador 17 a la tensión pico del nodo 4 menos una caída del
diodo. La carga en el condensador 17 se utiliza como energía para el
circuito de rectificación 2 y el circuito desmodulador 3 y se
refresca a la frecuencia transportadora.
La figura 4 ilustra el funcionamiento del
desmodulador 3. En funcionamiento, cuando el reloj de reajuste 24
baja, el disparador Schmidt 20 se dispara, reajustando la salida del
contador 21 a 0. La salida del disparador Schmidt 20 conectará el
MOSFET 19, cortocircuitando de ese modo el condensador 18 y cargando
el terminal de entrada 32 del disparador Schmidt 20 a la tensión de
suministro de energía Vdd. Los marcadores 50 y 52 en la figura 4
muestran los niveles del reloj de reajuste 24 y del terminal de
entrada 32 del disparador Schmidt 20 en ese punto en el tiempo
sobre el diagrama de la forma de la onda, respectivamente. Cuando el
reloj de reajuste 24 vuelve a un estado alto, el terminal de
entrada 32 del disparador Schmidt 20 se deja flotante a la tensión
de suministro de energía Vdd.
La puerta del transistor 7 está conectada a la
puerta del transistor 5, generando de ese modo una corriente a
través del transistor 7 que sigue con la señal desmodulada en el
nodo 4. A medida que cambia la tensión en el transistor 7 la
corriente arrastrada por el transistor 7 cambiará
correspondientemente. Puesto que la carga en el condensador 18 es
flotante, el arrastre de corriente disminuirá la tensión en el
terminal de entrada 32 del disparador Schmidt 34 como una función
del tiempo. Esta reducción de la tensión en el terminal de entrada
32 del disparador Schmidt 20 está marcada en la forma de onda de la
figura 4 con el número 54. Obsérvese que la escala del tiempo en la
figura 4 no está a escala. El tiempo durante el cual el terminal de
entrada 32 del disparador Schmidt 20 está a Vdd es muy corto
comparado con el ciclo completo y se ha exagerado en la figura 4
con fines ilustrativos.
Cuando el terminal de entrada 32 del disparador
Schmidt 20 cae a un umbral del nivel de la tensión dado, se dispara
el disparador Schmidt 20 causando que la tensión en el terminal de
puerta 28 del transistor 19 vaya a un estado bajo, cortocircuitando
de ese modo otra vez el condensador 18 a través del MOSFET 19 y
devolviendo al terminal de entrada 32 del disparador Schmidt 20 a
la tensión de suministro de energía Vdd. Al mismo tiempo, la salida
del disparador Schmidt 34 incrementará el contador 21. Las formas de
onda del terminal de entrada 32 del disparador Schmidt 20 y del
terminal de entrada 28 del transistor 19 en este punto en el tiempo
están marcadas por 56 y 58, respectivamente, en la figura 4. El
marcador 60 en la figura 4 representa el correspondiente incremento
del contador 21.
La salida del disparador Schmidt 20 desconectará
ahora el MOSFET 19, dejando el terminal de entrada 32 del
disparador Schmidt 20 a la tensión de suministro de energía Vdd,
otra vez. Este ciclo se repite entonces hasta el siguiente borde
bajo del impulso desde el reloj de reajuste 24, incrementando el
contador 21 cada vez que se dispara el disparador Schmidt 20.
Cuando el reloj de reajuste 24 va a o un estado
bajo, los datos del contador se fijan en el aparato de mantenimiento
22, el contador 21 es reajustando a 0 y se dispara el disparador
Schmidt 20. El terminal de entrada 32 del disparador Schmidt 20 se
carga de ese modo a la tensión de suministro de energía Vdd. La
cuenta que está ahora fijada en el aparato de mantenimiento 22
representa la salida de datos 12, una representación digital de la
tensión Vin 18 durante el tiempo entre los impulsos de REAJUSTE.
Entonces se repite el ciclo descrito antes.
Antes de que los datos del contador 21 sean
transferidos al aparato de mantenimiento 22 en el ciclo siguiente,
los datos en el contador 21 y en el aparato de mantenimiento 22 se
comparan con el aparato de comparación digital 23. En ese punto en
el tiempo, el aparato de mantenimiento 22 mantiene los datos del
ciclo anterior. Por lo tanto, la salida 42 del aparato de
comparación digital 23 se puede utilizar para determinar si ha
ocurrido una transición de datos negativa o positiva en los datos
de la envolvente entre el ciclo anterior y el ciclo actual.
Específicamente, si el valor digital en el contador 21 es mayor que
en el aparato de mantenimiento, entonces ha ocurrido una transición
positiva en los datos de la envolvente. De forma similar, si el
valor digital en el contador 21 es menor que en el aparato de
mantenimiento 22, entonces ha ocurrido una transición negativa en
los datos de la envolvente. Si el valor digital en el contador 21 y
en el aparato 22 es el mismo, entonces no ha ocurrido transición en
los datos de la envolvente.
La figura 5 es una ilustración esquemática de
una forma de realización alternativa en la que el desmodulador 3 se
utiliza con un rectificador convencional 2 como el que se representa
en la figura 1. El rectificador 2 tiene ambos terminales de antena
104 acoplados a un filtro de paso de banda 109. La tensión de
entrada del desmodulador en la puerta del transistor 7 se genera
mediante el acoplamiento de una conexión en serie de la pila del
diodo 14 y el transistor de corriente reflejada 5 entre la salida
del filtro de paso de banda 109 y tierra.
La descripción anterior es únicamente
ilustrativa de la invención. Aquellos expertos en la materia pueden
considerar diversas alternativas y modificaciones sin salirse de la
invención. En particular, siempre que un dispositivo está conectado
o acoplado a otro dispositivo, dispositivos adicionales pueden estar
presentes entre los dos dispositivos conectados. Por consiguiente,
la presente invención abarca todas las alternativas, modificaciones
y variaciones de ese tipo que quedan dentro del ámbito de las
reivindicaciones adjuntas.
Claims (10)
1. Desmodulador (3) para convertir una tensión
de entrada analógica en una tensión de salida, el desmodulador
comprendiendo:
(a) un oscilador controlado por tensión (6)
configurado para generar una señal que tiene una frecuencia
proporcional a la tensión de entrada analógica;
(b) un contador (21) configurado para contar
cada ciclo de la señal generada por el oscilador controlado por
tensión (6) y emitir una señal de salida de la cuenta representativa
de la cuenta de ciclos;
(c) un aparato de mantenimiento (22) configurado
para mantener la señal de la cuenta y generar una señal mantenida
de la cuenta, y
(d) un aparato de comparación digital (23)
configurado para comparar la señal de la cuenta y la señal mantenida
de la cuenta y generar la salida digital
2. El desmodulador según se reivindica en la
reivindicación 1 en el que el desmodulador comprende un reloj de
reajuste (24), dicho contador (21) estando provisto de un terminal
de reajuste (36) conectado al reloj de reajuste, dicho aparato de
mantenimiento estando provisto de un terminal de reajuste (39)
acoplado al reloj de reajuste y dicho aparato de comparación
digital estando provisto de un terminal de reajuste (43) conectado
al reloj de reajuste.
3. El desmodulador según se reivindica en la
reivindicación 1 o 2 en el que el aparato de mantenimiento se
selecciona del grupo que consta de un biestable, un circuito de
muestra y mantenimiento, una memoria y un cierre.
4. El desmodulador según se reivindica en la
reivindicación 2 en el que el oscilador controlado por tensión (6)
comprende:
(a) un disparador Schmidt (20) provisto de un
terminal de entrada (32), un terminal de salida (31) y un terminal
de reajuste (33), el terminal de reajuste estando acoplado al reloj
de reajuste (24);
(b) un condensador de almacenamiento (18)
provisto de terminales primero y segundo, el primer terminal estando
conectado a una fuente de suministro de energía (VDD) y el segundo
terminal acoplado al terminal de entrada (32) del disparador
Schmidt (20);
(c) un primer transistor (7) provisto de un
terminal de fuente, un terminal de drenaje y un terminal de puerta,
el terminal de drenaje estando acoplado al segundo terminal del
condensador (18) y al terminal de entrada (32) del disparador
Schmidt (20), el terminal de fuente acoplado a tierra y el terminal
de puerta acoplado a la tensión de entrada; y
(d) un segundo transistor (19) provisto de un
terminal de fuente (29), un terminal de drenaje (30) y un terminal
de puerta (28), el terminal de drenaje (30) estando acoplado al
segundo terminal del condensador (18) y al terminal de entrada (32)
del disparador Schmidt (20), el terminal de fuente acoplado a la
fuente de suministro de energía (VDD) y el terminal de puerta
acoplado al terminal de salida (31) del disparador Schmidt (20).
5. El desmodulador según se reivindica en
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 en el que la tensión de
entrada analógica (Vin) es proporcional a una magnitud de una señal
transportadora modulada por un modelo binario y la tensión de
salida incluye una corriente de datos binarios que corresponden al
modelo binario que modula la señal transportadora.
6. Procedimiento para convertir una tensión de
entrada analógica a una tensión de salida, el procedimiento
comprendiendo:
(a) la generación de una señal de tensión
provista de una frecuencia proporcional a la fuente de tensión de
entrada analógica;
(b) la cuenta de los ciclos de la señal de
tensión y la generación de una señal de la cuenta representativa de
la cuenta de ciclos;
(c) el mantenimiento de la señal de la
cuenta;
(d) el reajuste de la cuenta de ciclos;
(e) la cuenta de los ciclos de la señal de
tensión y la generación de una señal de la cuenta representativa de
la cuenta de ciclos;
(f) la comparación de la señal del calculo con
la señal mantenida de la cuenta; y
(g) la generación de la señal de salida a partir
de la comparación de la señal de la cuenta con la señal mantenida
de la cuenta.
7. El procedimiento según se reivindica en la
reivindicación 6 en el que la señal de la cuenta, más alta que la
señal mantenida de la cuenta, produce una transición positiva en la
tensión de salida.
8. El procedimiento según se reivindica en la
reivindicación 6 o 7 en el que la señal de la cuenta, más baja que
la señal mantenida de la cuenta, produce una transición negativa en
la tensión de salida.
9. El procedimiento según se reivindica en la
reivindicación 6, 7 u 8 en el que la señal de la cuenta, igual que
la señal mantenida de la cuenta, no produce transición en la tensión
de salida.
10. El procedimiento según se reivindica en
cualquiera de las reivindicaciones 6 a 9 en el que la tensión de
entrada analógica es proporcional a una magnitud de una señal
transportadora modulada por un modelo binario y la generación de la
tensión de salida incluye la generación de una corriente de datos
binarios que corresponden al modelo binario que modula la señal
transportadora.
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