WO2013186478A1 - Gestion d'energie dans un transpondeur electromagnetique - Google Patents

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    • G06K19/07749—Constructional details, e.g. mounting of circuits in the carrier the record carrier being capable of non-contact communication, e.g. constructional details of the antenna of a non-contact smart card

Definitions

  • the present invention generally relates to electronic circuits and, more particularly, trans ⁇ electromagnetic-layers equipped with a battery.
  • a scope of the present invention relates to devices known under the name NFC (Near Field Communication), which are mostly mobile telecommunication devices with communi ⁇ cation channels in the near field.
  • NFC Near Field Communication
  • Most devices equipped with a battery and a near-field communication router are designed to be powered by the battery when it is available or to be powered by extracting energy from an electromagnetic field radiated by a terminal in the absence of a battery or when it is not available or discharged.
  • a transmission from a terminal to a transponder is generally carried out by amplitude modulation of a high frequency carrier (for example at 13.56 MHz). Since the carrier must be able to supply energy to the transponder when it is not running on battery power, the modulation index is generally less than 100% so that the carrier is always present.
  • a high frequency carrier for example at 13.56 MHz. Since the carrier must be able to supply energy to the transponder when it is not running on battery power, the modulation index is generally less than 100% so that the carrier is always present.
  • the modulation index is defined as the ratio between the variation of the message amplitude and the variation of the amplitude of the carrier. In practice, the modulation index is generally 0.8, which means that the difference between the respective amplitudes of a high state and a low state does not exceed 20% of the amplitude of the carrier. This modulation index conditions the sensitivity that the transponder-side demodulator must have in order for it to be able to distinguish the high-level transmissions from the low-level transmissions.
  • an embodiment of the present invention aims to overcome all or part of the disadvantages of conventional electromagnetic transponders equipped with a battery.
  • An embodiment of the present invention aims to preserve the modulation index of the terminal that the transponder operates in battery mode or tele-powered mode.
  • An embodiment of the present invention aims to simplify the transition from one mode to another.
  • An embodiment of the present invention aims at providing a solution that can be easily integrated in low voltage technology.
  • an electromagnetic transponder COMPOR ⁇ as:
  • a first rectifier bridge whose AC input terminals are connected to the terminals of the oscillating circuit and of which at least two rectifying elements are controllable from the voltage supplied by the battery.
  • the transponder further comprises a second rectifier bridge whose output is connected to the input of an amplitude demodulator.
  • said two controllable rectifying elements are two first MOS transistors.
  • each first MOS transistor is connected to a midpoint of a series association of a resistive element and a second MOS transistor between one of the alternative input terminals of the first bridge rectifier and a reference potential.
  • each second transistor receives, on its gate, a voltage representative of the charge level of the battery.
  • said representative voltage is the voltage supplied by the battery.
  • the transponder comprises a comparator of the level of the battery voltage with respect to a threshold for controlling the first rectification bridge.
  • FIG. 1 is a schematic and partial representation of an example of a conventional electromagnetic transponder
  • FIGS. 2A, 2B, 2C and 2D illustrate, in the form of timing diagrams, the operation of the transponder of FIG. 1;
  • FIG. 3 is a simplified circuit diagram of an embodiment of an electromagnetic transponder
  • FIG. 4 represents a detail of the circuit of FIG.
  • FIG. 1 very schematically represents an exemplary circuit constituting a conventional electromagnetic transponder.
  • Such a transponder is based on the use of an oscillating circuit 10, for example parallel, formed of an inductive antenna element and a capacitive element C1 in parallel.
  • This oscillating circuit is intended to capture a high frequency electromagnetic field radiated by a terminal or reader (not shown).
  • This type of system is intended to operate in the near field, or close inductive coupling, generally referred to as the NFC (Near East).
  • the transponders to which the embodiments which will be described apply are devices equipped with a battery 11 capable of supplying the transponder circuits in certain operating modes. These circuits have been schematically represented by a block 4 and include the various electronic circuits necessary for the exploitation of the information received from the terminal and the possible generation of transmissions in the transponder-to-terminal direction.
  • the transponder power supply can also be extracted from the electromagnetic field radiated by the terminal within range of which the transponder is located.
  • a rectifier bridge 2 is used whose alternating input terminals are connected to the terminals 12 and 13 of the oscillating circuit and whose output terminals 21 and 22 respectively define positive voltage supply terminals and a terminal connected to a reference potential, usually the mass.
  • a rectifier bridge 2 is used whose alternating input terminals are connected to the terminals 12 and 13 of the oscillating circuit and whose output terminals 21 and 22 respectively define positive voltage supply terminals and a terminal connected to a reference potential, usually the mass.
  • the rectifier bridge 2 is a full-wave bridge comprising four diodes 24 to 27.
  • a filtering cell 23 and lowering of the voltage level is generally interposed between the output 21 of the rectifier bridge 2 and a terminal 31 for supplying the electronic circuits 4 internal to the transponder.
  • the cell 23 is, for example, a pi filter having two capacitive elements C23 and C23 'respectively connecting the terminals 21 and 31 to the ground, a resistor R23 being interposed between the terminals 21 and 31.
  • the excursion across the circuit oscillating can reach several tens of volts while the battery is intended to supply the circuits 4 by a voltage of a few volts.
  • the cell 23 also serves as a voltage step down.
  • the power supply terminal 31 receives a voltage coming either from the cell 23 or from the battery 11.
  • a diode-type rectifier element DU is interposed between the output of the battery and the terminal 31 in order to avoid that a current flows in the direction of the battery.
  • inter ⁇ tation communications received from a terminal is performed by means of a demodulator 41 (DEMOD) included in the block 4.
  • This demodulator is an amplitude demodulator generally, the transmissions in a terminal direction to transponder being performed in amplitude modulation of the radio frequency carrier generated by the terminal.
  • a second rectifier bridge 5 is interposed between the oscillating circuit 10 and an input 42 of the demodulator 41.
  • AC input terminals of the rectifier bridge 5 are connected to the terminals 12 and 13 of the oscillating circuit 10 while its terminals 51 and 52 rectified output are respectively connected to the terminal 42 and the reference potential.
  • a capacitive filter element C53 generally connects the terminal 42 to ground.
  • the rectifier bridge 5, called demodulation is for example a double-wave bridge formed of 4 diodes 54 to 57.
  • FIGS. 2A, 2B, 2C and 2D illustrate this problem. These figures are timing diagrams illustrating, respectively in left-hand part I, an operation powered by the battery, in central part II an operation in which the transponder circuits are exclusively remote-powered by a field picked up by the oscillating circuit 10, and in the right part III a mixed operation likely to pose a problem.
  • FIG. 2A illustrates examples of signal pace
  • FIG. 2B illustrates examples of charge levels V] _] _ of the battery.
  • FIG. 2C illustrates the corresponding paces of the voltage V51 obtained at the output of the demodulation bridge.
  • Figure 2D shows the resulting MI modulation index.
  • the carrier transmitted by the terminal is amplitude modulated with a modulation index of about 50%, i.e. Voltage level V p for high states of the data signal is twice the level of the low states of this signal.
  • the voltage drop in the DU diode is not taken into account.
  • the voltage V] _] _ represents the charge level of the battery less the direct voltage drop in the DU diode.
  • the level V ⁇ j of the voltage V] _] _ is greater than the voltage level extracted from the oscillating circuit and supplied by the cell 23.
  • the block 4 is powered by the battery.
  • Voltage V51 reflects the 50% modulation rate between the two levels of the radio frequency signal. It can be considered that, insofar as the transponder is powered by its battery, it constitutes (at least in reception) a negligible load on the electromagnetic field generated. It follows (FIG. 2D) that the modulation index is respected on the transponder side, thus reflecting the modulation of the carrier of the electromagnetic field.
  • the battery 11 is partially discharged and is at a level ⁇ - jjj intermediate between high and low levels of the voltage extracted from the electromagnetic field. It follows that the circuits 4 draw the power necessary for their operation of the electromagnetic field during the high levels H ( Figure 2B) the electromagnetic signal, but the battery during the low levels L of the modulation. Such a situation leads to the voltage ⁇ 3 ⁇ 4 ⁇ at the terminals of the oscillating circuit no longer respecting a modulation index of 50%. As a result, the voltage V51 recovered for the demodulator no longer has a modulation index of 50% but a lower index (FIG. 2D). In the example shown, it is assumed that the modulation index has dropped to a value of 25%.
  • Such unstability of the modulation index may be detrimental to the reliability of data decoding since an amplitude demodulator generally operates with respect to thresholds. Thus, there are situations of charge level of the battery in which the demodulator is no longer able to discriminate the high states of the low states of the signal modulating the carrier.
  • modulation index of 50% is an arbitrary example.
  • the reasoning is transposed regardless of this modulation index in that it will, in any case, be degraded in certain battery charging situations.
  • FIG. 3 is a simplified electrical diagram of an embodiment of a transponder whose rectifying bridge serving to supply the supply voltage is a controllable bridge 2 'from a signal distinct from the voltage at the terminals of the oscillating circuit (a diode bridge can indeed be considered as automatically controllable as a function of the voltage level extracted from the oscillating circuit), that is to say say at least two of the rectifying elements comprise terminals or control electrodes.
  • the other elements of the circuit of FIG. 3 are identical to those described with reference to FIG. 1.
  • the rectifying elements must in any case be provided as a function of the power required for remote power supply, this does not pose a problem for them. replace with switches adapted to this power.
  • control (signal CTRL) controllable rectifying elements of the bridge 2 ' from the level of the voltage of the battery 11.
  • the bridge 2' can thus be activated only if the level of the battery voltage is not sufficient to ensure fully tele-powered operation as described in Part III of Figures 2A-2D.
  • the battery disconnect switch has not been illustrated. It may be, for example, a MOS transistor replacing the diode DU and whose parasitic diode is used to block any rise in current to the battery when the trans ⁇ spinner is fed from the electromagnetic field.
  • Figure 4 shows a more detailed circuit diagram of an embodiment of a controllable bridge 2 '.
  • the diodes 25 and 26 are replaced by MOS transistors 65 and 66.
  • the control of these transistors is carried out by connecting their respective gates to midpoint points 61 and 62 of the series of associations.
  • Transistors 67 and 68 have their gates inter-connected, for example, to battery output terminal 43 11 or alternatively to an application terminal of a voltage representative of the voltage across the battery.
  • Resistors R63 and R64 form with the resis ⁇ stances respective drain-source of transistors 67 and 68 in the on state, resistive dividing bridges. This protects the transistors 67 and 68 which can therefore be provided with a reduced size compared to a switch to withstand the power and the remote power supply voltage.
  • transistors 67 and 68 are turned on (N-channel transistors are assumed), thereby grounding the respective gates of transistors 65 and 66 and, consequently, opening ( disconnects) the bridge rectifier 2 '. The energy is then provided exclusively by the battery. Conversely, when the battery voltage is below a threshold, the transistors 67 and 68 are open. As a result, transistors 65 and 66 are blocked. In this case, this amounts to connecting their respective gates to terminals 12 and 13 and they are then mounted in diodes. The recovery bridge is then active.
  • the tripping threshold of transistors 67 and 68 is set by the gate-source voltage to be applied thereto.
  • their grids are directly connected to the output of the battery (terminal 43). It is then considered that when the battery is present, the bridge 2 'must be disconnected, regardless of the level of charge of the battery.
  • a voltage divider bridge for example resistive, is interposed between a terminal (for example 43) for supplying the voltage level of the battery and the gates of transistors 67 and 68.
  • a threshold can thus be taken into account. minimum level of battery charge to disconnect the bridge. Care should be taken to choose this threshold low enough to avoid recreating a conflict between the remote power supply voltage and the battery voltage. The choice of this threshold depends on the sensitivity of the demodulator and the consumption of the transponder circuits.
  • FIG. 4 As a variant of the circuit of FIG. 4, provision may be made for comparing the level of the battery voltage with a threshold and for controlling the transistors 67 and 68 accordingly.
  • the embodiment of FIG. 4 constitutes one embodiment preferred in that it minimizes the number of components required.
  • An advantage of the proposed control circuit is that the transistors 67 and 68 are controllable with a signal whose voltage level is relatively low compared to the excursion of more than 10 volts which can be seen by the transistors 65 and 66. It It is then possible to provide it with a smaller size, which facilitates their integration. For example, the control voltage they must receive is compatible with the level of a few volts (less than 4 volts in practice) of the battery.

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Description

GESTION D ' ENERGIE DANS UN TRANSPONDEUR ELECTROMAGNETIQUE
Domaine de 1 ' invention
La présente invention concerne de façon générale les circuits électroniques et, plus particulièrement, les trans¬ pondeurs électromagnétiques équipés d'une batterie.
Un domaine d'application de la présente invention concerne les dispositifs connus sous la dénomination NFC (Near Field Communication) qui sont le plus souvent des dispositifs mobiles de télécommunication équipés de circuits de communi¬ cation en champ proche.
Exposé de 1 ' art antérieur
La plupart des dispositifs équipés d'une batterie et d'un routeur de communication en champ proche sont conçus pour être alimentés par la batterie lorsque celle-ci est disponible ou être télé-alimentés en extrayant l'énergie d'un champ électromagnétique rayonné par un terminal en l'absence de batterie ou lorsque celle-ci n'est pas disponible ou déchargée.
Une transmission d'un terminal vers un transpondeur s'effectue généralement en modulation d'amplitude d'une porteuse haute fréquence (par exemple à 13,56 MHz). Comme la porteuse doit être en mesure de fournir de l'énergie au transpondeur lorsqu'il ne fonctionne pas sur batterie, l'indice de modulation est généralement inférieur à 100% de façon à ce que la porteuse soit toujours présente.
L'indice de modulation se définit comme étant le rapport entre la variation de l'amplitude du message et la variation de l'amplitude de la porteuse. En pratique, l'indice de modulation est généralement de 0,8, ce qui signifie que la différence entre les amplitudes respectives d'un état haut et d'un état bas n'excède pas 20% de l'amplitude de la porteuse. Cet indice de modulation conditionne la sensibilité que doit avoir le démodulateur côté transpondeur afin que celui-ci puisse distinguer les transmissions à l'état haut des transmissions à 1 ' état bas .
Des problèmes peuvent survenir lorsque la charge de la batterie du transpondeur est à un niveau tel que le transpondeur cherche à prélever l'énergie du champ électromagnétique lors des niveaux hauts de la transmission et à prélever l'énergie sur la batterie lors des niveaux bas. Dans un tel cas, l'indice de modulation n'est plus respecté ce qui peut provoquer des erreurs d'interprétation du signal.
Résumé
Ainsi, un mode de réalisation de la présente invention vise à pallier tout ou partie des inconvénients des transpondeurs électromagnétiques usuels équipés d'une batterie.
Un mode de réalisation de la présente invention vise à préserver l'indice de modulation du terminal que le transpondeur fonctionne en mode batterie ou en mode télé-alimenté .
Un mode de réalisation de la présente invention vise à simplifier le passage d'un mode à l'autre.
Un mode de réalisation de la présente invention vise à proposer une solution aisément intégrable en technologie basse tension.
Pour atteindre tout ou partie de ces objets ainsi que d'autres, on prévoit un transpondeur électromagnétique compor¬ tant :
un circuit oscillant ; une batterie ; et
un premier pont de redressement dont des bornes d'entrée alternative sont connectées aux bornes du circuit oscillant et dont au moins deux éléments de redressement sont commandables à partir de la tension fournie par la batterie.
Selon un mode de réalisation de la présente invention, le transpondeur comporte en outre un second pont de redressement dont une sortie est connectée en entrée d'un démodulateur d' amplitude .
Selon un mode de réalisation de la présente invention, lesdits deux éléments de redressement commandables sont deux premiers transistors MOS .
Selon un mode de réalisation de la présente invention, la grille de chaque premier transistor MOS est connectée à un point milieu d'une association en série d'un élément résistif et d'un second transistor MOS entre une des bornes d'entrée alternative du premier pont redresseur et un potentiel de référence .
Selon un mode de réalisation de la présente invention, chaque second transistor reçoit, sur sa grille, une tension représentative du niveau de charge de la batterie.
Selon un mode de réalisation de la présente invention, ladite tension représentative est la tension fournie par la batterie .
Selon un mode de réalisation de la présente invention, le transpondeur comporte un comparateur du niveau de la tension de batterie par rapport à un seuil pour commander le premier pont de redressement.
Brève description des dessins
Ces objets, caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite à titre non limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles :
la figure 1 est une représentation schématique et partielle d'un exemple de transpondeur électromagnétique usuel ; les figures 2A, 2B, 2C et 2D illustrent, sous forme de chronogrammes, le fonctionnement du transpondeur de la figure 1 ;
la figure 3 est un schéma électrique simplifié d'un mode de réalisation d'un transpondeur électromagnétique ; et
la figure 4 représente un détail du circuit de la figure 3.
Description détaillée
De mêmes éléments ont été désignés par de mêmes références aux différentes figures. Par souci de clarté, seuls les éléments utiles à la compréhension des modes de réalisation qui vont être décrits ont été représentés et seront détaillés. En particulier, la génération des signaux à transmettre par un terminal n'a pas été détaillée, les modes de réalisation décrits étant compatibles avec les transmissions usuelles. De plus, les circuits d'exploitation des signaux reçus par le transpondeur n'ont pas non plus été détaillés, les modes de réalisation décrits étant là encore compatibles avec l'exploitation usuelle de telles transmissions.
La figure 1 représente, de façon très schématique, un exemple de circuit composant un transpondeur électromagnétique usuel .
Un tel transpondeur est basé sur l'utilisation d'un circuit oscillant 10, par exemple parallèle, formé d'un élément inductif formant antenne et d'un élément capacitif Cl en parallèle. Ce circuit oscillant est destiné à capter un champ électromagnétique haute fréquence rayonné par un terminal ou lecteur (non représenté) . Ce type de système est destiné à fonctionner en champ proche, ou couplage inductif proche, généralement dénommé par l'appellation anglo-saxone NFC (Near
Field Communication) .
Les transpondeurs auxquels s'appliquent les modes de réalisation qui vont être décrits sont des dispositifs équipés d'une batterie 11 susceptible d'alimenter les circuits du transpondeur dans certains modes de fonctionnement. Ces circuits ont été représentés de façon schématique par un bloc 4 et comprennent les différents circuits électroniques nécessaires à l'exploitation des informations reçues du terminal et à la génération éventuelle de transmissions dans le sens transpondeur vers terminal. L'alimentation du transpondeur peut également être extraite du champ électromagnétique rayonné par le terminal à portée duquel se trouve le transpondeur. Dans ce cas, on utilise un pont redresseur 2 dont des bornes d'entrée alternatives sont connectées aux bornes 12 et 13 du circuit oscillant et dont des bornes 21 et 22 de sortie définissent respectivement des bornes de fourniture d'une tension positive et une borne connectée à un potentiel de référence, généralement la masse. Dans l'exemple de la figure 1, le pont redresseur 2, dit d'alimentation, est un pont double alternance comportant quatre diodes 24 à 27. Une cellule de filtrage 23 et d'abaissement du niveau de tension est généralement intercalée entre la sortie 21 du pont redresseur 2 et une borne 31 d'alimentation des circuits électroniques 4 internes au transpondeur. La cellule 23 est, par exemple, un filtre en pi comportant deux éléments capacitifs C23 et C23' reliant respectivement les bornes 21 et 31 à la masse, une résistance R23 étant intercalée entre les bornes 21 et 31. L'excursion aux bornes du circuit oscillant peut atteindre plusieurs dizaines de volts alors que la batterie est destinée à alimenter les circuits 4 par une tension de quelques volts. La cellule 23 sert donc également d'abaisseur de tension. La borne d'alimentation 31 reçoit une tension provenant soit de la cellule 23 soit de la batterie 11. En pratique, un élément de redressement de type diode DU est intercalé entre la sortie de la batterie et la borne 31 afin d'éviter qu'un courant ne circule en direction de la batterie.
S 'agissant des transmissions de données, l'inter¬ prétation des communications reçues d'un terminal s'effectue au moyen d'un démodulateur 41 (DEMOD) inclus dans le bloc 4. Ce démodulateur est généralement un démodulateur d'amplitude, les transmissions dans un sens terminal vers transpondeur s 'effectuant en modulation d'amplitude de la porteuse radio- fréquence générée par le terminal. Ainsi, un deuxième pont redresseur 5 est intercalé entre le circuit oscillant 10 et une entrée 42 du démodulateur 41. Des bornes d'entrée alternative du pont redresseur 5 sont connectées aux bornes 12 et 13 du circuit oscillant 10 tandis que ses bornes 51 et 52 de sortie redressée sont respectivement connectées à la borne 42 et au potentiel de référence. Un élément capacitif C53 de filtrage relie généralement la borne 42 à la masse. Le pont redresseur 5, dit de démodulation, est par exemple un pont double alternance formé de 4 diodes 54 à 57.
Le fait que l'alimentation des circuits du transpondeur soit prélevée soit sur la batterie soit sur le circuit oscillant selon le mode de fonctionnement est susceptible de poser problème, notamment dans le cas où la charge de la batterie se trouve dans une situation particulière.
Les figures 2A, 2B, 2C et 2D illustrent ce problème. Ces figures sont des chronogrammes illustrant, respectivement, en partie gauche I un fonctionnement alimenté par la batterie, en partie centrale II un fonctionnement où les circuits du transpondeur sont exclusivement télé-alimentés par un champ capté par le circuit oscillant 10, et en partie droite III un fonctionnement mixte susceptible de poser problème.
La figure 2A illustre des exemples d'allure du signal
VRF capté par le circuit oscillant, c'est-à-dire la tension entre les bornes 12 et 13. La figure 2B illustre des exemples de niveaux de charge V]_]_ de la batterie. La figure 2C illustre les allures correspondantes de la tension V51 obtenue en sortie du pont 5 de démodulation. La figure 2D représente l'indice de modulation MI résultant.
Dans les trois situations, I, II et III, on suppose que la porteuse émise par le terminal est modulée en amplitude avec un indice de modulation d'environ 50%, c'est-à-dire que le niveau de la tension V^p pour des états hauts du signal de données est le double du niveau des états bas de ce signal .
Pour simplifier, on ne tient pas compte de la chute de tension dans la diode DU. En pratique, la tension V]_]_ représente le niveau de charge de la batterie diminué de la chute de tension directe dans la diode DU.
Dans la partie I, on suppose que le niveau V^^j de la tension V]_]_ est supérieur au niveau de tension extrait du circuit oscillant et fourni par la cellule 23. Le bloc 4 est alimenté par la batterie. La tension V51 reflète le taux de modulation de 50% entre les deux niveaux du signal radio- fréquence. On peut considérer que, dans la mesure où le transpondeur est alimenté par sa batterie, il ne constitue (au moins en réception) qu'une charge négligeable sur le champ électromagnétique généré. Il en découle (figure 2D) que l'indice de modulation est respecté côté transpondeur, reflétant ainsi la modulation de la porteuse du champ électromagnétique.
Dans le mode de fonctionnement II, on considère que le transpondeur est intégralement télé-alimenté . Cela correspond, par exemple, à une absence de batterie (Vfoatll = 0) ou à une batterie très déchargée. Dans ce cas, l'intégralité de l'énergie nécessaire au fonctionnement du circuit électromagnétique du transpondeur est prélevée sur le champ électromagnétique. La charge que constitue alors le transpondeur sur le champ provoque une modification (diminution) de l'amplitude du signal ^p. Toutefois, cette diminution s'effectue de la même façon pour les périodes de niveau haut et les périodes de niveau bas de la modulation (voir les figures 2A et 2C) . Par conséquent, l'indice de modulation reste non modifié et approximativement égal à 50%.
Dans le mode de fonctionnement III, la batterie 11 est partiellement déchargée et se trouve à un niveau ^^-jjj intermédiaire entre les niveaux haut et bas de la tension extraite du champ électromagnétique. Il en découle que les circuits 4 tirent l'alimentation nécessaire à leur fonction- nement du champ électromagnétique pendant les niveaux hauts H (figure 2B) du signal électromagnétique, mais de la batterie pendant les niveaux bas L de la modulation. Une telle situation conduit à ce que la tension \¾ρ aux bornes du circuit oscillant ne respecte plus un indice de modulation de 50%. Par conséquent, la tension V51 récupérée pour le démodulateur ne présente plus un indice de modulation de 50% mais un indice inférieur (figure 2D) . Dans l'exemple représenté, on suppose que l'indice de modulation a chuté à une valeur de 25%.
Une telle instabilité de l'indice de modulation peut s'avérer préjudiciable à la fiabilité du décodage des données dans la mesure où un démodulateur d'amplitude fonctionne généralement par rapport à des seuils. Ainsi, il existe des situations de niveau de charge de la batterie dans lesquelles le démodulateur n'est plus en mesure de discriminer les états hauts des états bas du signal modulant la porteuse.
L'exemple d'un indice de modulation de 50% est un exemple arbitraire. Le raisonnement se transpose quel que soit cet indice de modulation dans la mesure où il se trouvera, de toute façon, dégradé dans certaines situations de charge de la batterie.
On aurait pu penser insérer un interrupteur entre les bornes 21 et 31 afin de déconnecter le pont de redressement 2 lorsque la batterie est présente et ainsi éviter de perturber l'indice de modulation. Toutefois, la consommation des circuits du transpondeur est importante et il faudrait donc un interrupteur de taille importante pour ne pas augmenter trop les pertes en mode télé-alimenté . De plus, la commande d'un tel interrupteur risque de poser problème car elle nécessiterait une tension d'un niveau supérieur à celui de la batterie, voire même supérieur au niveau le plus élevé entre le niveau du champ et le niveau de la batterie (cas d'un transistor MOS de type P par exemple) .
La figure 3 est un schéma électrique simplifié d'un mode de réalisation d'un transpondeur dont le pont de redressement servant à fournir la tension d'alimentation est un pont commandable 2' à partir d'un signal distinct de la tension aux bornes du circuit oscillant (un pont de diodes peut en effet être considéré comme commandable automatiquement en fonction du niveau de tension extrait du circuit oscillant), c'est-à-dire dont au moins deux des éléments de redressement comportent des bornes ou électrodes de commande. Les autres éléments du circuit de la figure 3 sont identiques à ceux décrits en relation avec la figure 1. Les éléments de redressement devant de toute façon être prévus en fonction de la puissance requise en télé- alimentation, cela ne pose pas de problème de les remplacer par des commutateurs adaptés à cette puissance.
Selon le mode de réalisation de la figure 3, on prévoit de commander (signal CTRL) des éléments de redressement commandables du pont 2 ' à partir du niveau de la tension de la batterie 11. Le pont 2' peut ainsi n'être activé que si le niveau de la tension de batterie n'est pas suffisant pour garantir un fonctionnement entièrement télé-alimenté tel que décrit dans la partie III des figures 2A à 2D.
Pour simplifier la représentation de la figure 3, le commutateur de déconnection de la batterie n'a pas été illustré. Il pourra s'agir, par exemple, d'un transistor MOS remplaçant la diode DU et dont la diode parasite est utilisée pour bloquer toute remontée de courant vers la batterie lorsque le trans¬ pondeur est alimenté à partir du champ électromagnétique.
La figure 4 représente un schéma électrique plus détaillé d'un mode de réalisation d'un pont commandable 2'.
Par rapport au pont 2 de la figure 1, les diodes 25 et 26 sont remplacées par des transistors MOS 65 et 66. La commande de ces transistors est effectuée en connectant leurs grilles respectives à des points milieux 61 et 62 d'associations en série de résistances R63, respectivement R64, et de transistors MOS 67, respectivement 68, entre les bornes respectives 12 et 13 d'entrée alternative du pont 2' et le potentiel de référence (la masse) . Les transistors 67 et 68 ont leurs grilles inter- connectées, par exemple, à la borne 43 de sortie de la batterie 11 ou, en variante, à une borne d'application d'une tension représentative de la tension aux bornes de la batterie.
Les résistances R63 et R64 forment avec les résis¬ tances drain-source respectives des transistors 67 et 68 à l'état passant, des ponts diviseurs résistifs. Cela protège les transistors 67 et 68 qui peuvent donc être prévus d'une taille réduite par rapport à un interrupteur devant supporter la puissance et la tension de télé-alimentation.
Lorsque la tension de la batterie est suffisante, les transistors 67 et 68 sont rendus passants (on suppose des transistors à canal N) , ce qui met à la masse les grilles respectives des transistors 65 et 66 et, par voie de conséquence, ouvre (déconnecte) le pont redresseur 2'. L'énergie est alors fournie exclusivement par la batterie. A l'inverse, lorsque la tension batterie est inférieure à un seuil, les transistors 67 et 68 sont ouverts. Il en découle que les transistors 65 et 66 sont bloqués. Dans ce cas, cela revient à connecter leurs grilles respectives aux bornes 12 et 13 et ils sont alors montés en diodes . Le pont de redressement est alors actif.
Le seuil de déclenchement des transistors 67 et 68 est fixé par la tension grille-source à leur appliquer. Dans un mode de réalisation simplifié tel que représenté en figure 4, leurs grilles sont directement connectées à la sortie de la batterie (borne 43) . On considère alors que, lorsque la batterie est présente, on doit déconnecter le pont 2', quel que soit le niveau de charge de la batterie.
De préférence, un pont diviseur de tension, par exemple résistif, est intercalé entre une borne (par exemple 43) de fourniture du niveau de tension de la batterie et les grilles des transistors 67 et 68. On peut ainsi tenir compte d'un seuil minimum de niveau de charge de la batterie pour déconnecter le pont. On veillera alors à choisir ce seuil suffisamment bas afin d'éviter de recréer un conflit entre la tension de télé- alimentation et la tension de batterie. Le choix de ce seuil dépend de la sensibilité du démodulateur et de la consommation des circuits du transpondeur.
Le fonctionnement du transpondeur tel que décrit en relation avec les figures 3 et 4 revient, dans les chronogrammes des figures 2A à 2D, à n'avoir que les situations I et II. La situation I correspondant à celle où le pont 2' est déconnecté.
En variante du circuit de la figure 4, on pourra prévoir de comparer le niveau de la tension de batterie à un seuil et de commander en conséquence les transistors 67 et 68. Toutefois, le mode de réalisation de la figure 4 constitue un mode de réalisation préféré dans la mesure où il minimise le nombre de composants nécessaire.
Un avantage du circuit de commande proposé est que les transistors 67 et 68 sont commandables avec un signal dont le niveau de tension est relativement faible par rapport à l'excursion de plus de 10 volts qui peut être vue par les transistors 65 et 66. Il est alors possible de la prévoir de plus petite taille, ce qui facilite leur intégration. Par exemple, la tension de commande qu'ils doivent recevoir est compatible avec le niveau de quelques volts (moins de 4 volts en pratique) de la batterie.
Divers modes de réalisation ont été décrits. Diverses variantes et modifications apparaîtrons à l'homme de l'art. En particulier, on pourra prévoir de commander (remplacer par des transistors) les diodes 24 et 27 au lieu ou en plus du remplacement des diodes 25 et 26. De plus, la mise en oeuvre pratique des modes de réalisation décrits est à la portée de l'homme du métier à partir des indications fonctionnelles données ci-dessus et en utilisant des technologies habituelles de réalisation de circuit intégré.

Claims

REVENDICATIONS
1. Transpondeur électromagnétique comportant :
un circuit oscillant (10) ;
une batterie (11) ; et
un premier pont de redressement (2') dont des bornes d'entrée alternative sont connectées aux bornes du circuit oscillant et dont au moins deux éléments de redressement (65, 66) sont commandables à partir de la tension fournie par la batterie .
2. Transpondeur selon la revendication 1, comportant en outre un second pont de redressement (5) dont une sortie est connectée en entrée d'un démodulateur d'amplitude (41).
3. Transpondeur selon la revendication 1 ou 2, dans lequel lesdits deux éléments de redressement commandables sont deux premiers transistors MOS (65, 66) .
4. Transpondeur selon la revendication 3, dans lequel la grille de chaque premier transistor MOS (65, 66) est connectée à un point milieu (61, 62) d'une association en série d'un élément résistif (R63, R64) et d'un second transistor MOS (67, 68) entre une des bornes d'entrée alternative (12, 13) du premier pont redresseur et un potentiel de référence.
5. Transpondeur selon la revendication 4, dans lequel chaque second transistor reçoit, sur sa grille, une tension représentative du niveau de charge de la batterie.
6. Transpondeur selon la revendication 5, dans lequel ladite tension représentative est la tension fournie par la batterie .
7. Transpondeur selon l'une quelconque des revendi¬ cations 1 à 4, comportant un comparateur du niveau de la tension de batterie par rapport à un seuil pour commander le premier pont de redressement (2').
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