專利名稱：三軸式低頻發(fā)射應(yīng)答機(jī)的噪聲報(bào)警定時(shí)器功能的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體而言涉及電感耦合磁場傳輸及檢測系統(tǒng)，例如遠(yuǎn)程無鑰匙進(jìn)入(RKE)及被動式無鑰匙進(jìn)入(PKE)系統(tǒng)，且更具體而言涉及一種用于減少此種系統(tǒng)中的誤喚醒的設(shè)備及方法。
背景技術(shù)：
近年來，遠(yuǎn)程無鑰匙進(jìn)入(RKE)系統(tǒng)在汽車及安全應(yīng)用中的使用已顯著增加。傳統(tǒng)的遠(yuǎn)程無鑰匙進(jìn)入(RKE)系統(tǒng)由一RKE發(fā)射機(jī)與一基站組成。所述RKE發(fā)射機(jī)帶有激活按鈕。當(dāng)按動一激活按鈕時(shí)，所述RKE發(fā)射機(jī)便將對應(yīng)的射頻數(shù)據(jù)傳輸至所述基站。所述基站接收所述數(shù)據(jù)且如果所接收的數(shù)據(jù)有效則實(shí)施適當(dāng)?shù)牟僮?，例如解鎖/鎖閉車門或后備箱。在傳統(tǒng)的RKE系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)自RKE發(fā)射機(jī)傳輸至基站，而不是自基站傳輸至發(fā)射機(jī)。此通常稱作單向通信。
可通過使用一種雙向通信方法來制造先進(jìn)得多的RKE系統(tǒng)。所述雙向遠(yuǎn)程無鑰匙進(jìn)入系統(tǒng)由一發(fā)射應(yīng)答機(jī)與一基站組成。所述發(fā)射應(yīng)答機(jī)與基站可在不使用人機(jī)界面按鈕的情況下自行進(jìn)行通信。所述基站向所述發(fā)射應(yīng)答機(jī)發(fā)送一命令且如果所述命令有效則所述發(fā)射應(yīng)答機(jī)可相應(yīng)地對所述基站作出響應(yīng)。通過利用所述雙向通信方法，人們無需按動任何按鈕便可遠(yuǎn)程解鎖/鎖閉他/她的車門或后備箱。因此，現(xiàn)在可完全不用手地進(jìn)入房間或汽車。
所述雙向通信RKE系統(tǒng)由基站與發(fā)射應(yīng)答機(jī)組成。所述基站可發(fā)送并接收低頻命令/數(shù)據(jù)并且能夠接收VHF/UHF/微波信號。所述發(fā)射應(yīng)答機(jī)可檢測低頻(LF)數(shù)據(jù)并通過低頻或VHF/UHF/微波向所述基站傳輸數(shù)據(jù)。在應(yīng)用中，所述雙向發(fā)射應(yīng)答機(jī)可視需要具有激活按鈕，但也可在無任何激活按鈕的情況下用于(例如)解鎖/鎖閉車門、后備箱等等。
對于可在不存在人機(jī)界面情況下操作的發(fā)射應(yīng)答機(jī)的可靠的不用手操作而言，所述發(fā)射應(yīng)答機(jī)必須足夠智能地作出決策以正確地檢測輸入信號及適當(dāng)?shù)毓芾砥溥\(yùn)行功率以延長電池壽命。本申請案中的概念闡述了發(fā)射應(yīng)答機(jī)動態(tài)配置，其可在應(yīng)用期間隨時(shí)對發(fā)射應(yīng)答機(jī)的特征集進(jìn)行配置，以在不用手的操作環(huán)境中自行地以智能方式與所述基站進(jìn)行通信。
參見圖1，圖中描繪一種現(xiàn)有技術(shù)被動式遠(yuǎn)程無鑰匙進(jìn)入(RKE)系統(tǒng)。這些無線RKE系統(tǒng)通常由一基站102(其一般在汽車應(yīng)用中布置于車輛中或在安全入口應(yīng)用中布置于住宅或辦公室中)及一個或多個與基站102進(jìn)行通信的RKE發(fā)射應(yīng)答機(jī)104(例如鑰匙鏈)構(gòu)成?；?02可包括一射頻接收機(jī)106、天線110及(視需要)一低頻發(fā)射機(jī)/讀出器108及相關(guān)聯(lián)的天線112。發(fā)射應(yīng)答機(jī)104可包括一射頻發(fā)射機(jī)122、一耦合至發(fā)射機(jī)122的編碼器124、天線118及(視需要)一低頻發(fā)射應(yīng)答機(jī)126及相關(guān)聯(lián)的天線120。發(fā)射機(jī)122可在最遠(yuǎn)約100米的距離處使用甚高頻(VHF)或超高頻(UHF)無線電信號114與接收機(jī)106進(jìn)行通信，以對一包含基站102的車輛(未顯示)進(jìn)行定位、解鎖及鎖閉車門、設(shè)定所述車輛中的報(bào)警、等等。編碼器124可用于僅對指定車輛的所需操作進(jìn)行加密。視需要，低頻發(fā)射應(yīng)答機(jī)126可用于在一耦合于線圈112與120之間的磁場116內(nèi)在近距離(例如1.5米或以下)處不用手地鎖閉及解鎖一車輛或建筑物的門。
RKE發(fā)射應(yīng)答機(jī)104通常安置于一小的、易于攜帶的鑰匙鏈(未顯示)及類似物中。一極小的內(nèi)部電池用于在使用時(shí)為RKE發(fā)射應(yīng)答機(jī)的電子電路供電。RKE發(fā)射應(yīng)答機(jī)的負(fù)載循環(huán)必須(必然地)很低，否則所述小的內(nèi)部電池將會很快耗盡。因此，為了節(jié)約電池壽命，RKE發(fā)射應(yīng)答機(jī)104大部分時(shí)間處于一“休眠模式”中，只有當(dāng)檢測到一足夠強(qiáng)的磁場詢問信號時(shí)才被喚醒。所述RKE發(fā)射應(yīng)答機(jī)將在處于一為預(yù)期工作頻率的足夠強(qiáng)的磁場中時(shí)被喚醒，并將只有在如此被喚醒并自基站詢問器接收到一正確的安全代碼后或在用戶請求一手動啟動的“解鎖”信號(例如，鑰匙鏈上的解鎖按鈕)的情況下才作出響應(yīng)。
此類RKE系統(tǒng)易于出現(xiàn)誤喚醒、電池壽命短、工作范圍太依賴于鑰匙鏈(未顯示)的取向而不可靠。因此，需要使所述RKE發(fā)射應(yīng)答機(jī)電路的誤“喚醒”次數(shù)保持在最小限度。此是通過使用低頻時(shí)變磁場將所述基站的詢問范圍限制至所述RKE發(fā)射應(yīng)答機(jī)來實(shí)現(xiàn)的。所述磁場的通量密度稱作“場強(qiáng)”且是所述磁場傳感器的感測對象。場強(qiáng)隨距所述源的距離的立方形式減小(即1/d3)。因此，磁場的有效詢問范圍迅速減小。這樣，在走過一大型購物中心的停車場時(shí)不會使RKE發(fā)射應(yīng)答機(jī)一直被喚醒。由此，所述RKE發(fā)射應(yīng)答機(jī)將只在非常接近正確車輛時(shí)才被喚醒。為喚醒RKE發(fā)射應(yīng)答機(jī)所需的接近距離稱作“讀取范圍”。自所述RKE發(fā)射應(yīng)答機(jī)至所述基站詢問器的VHF或UHF響應(yīng)傳輸則在一大得多的距離處并在一更低的傳輸功率電平下有效。
當(dāng)磁通線切割一由導(dǎo)線制成的線圈時(shí)，會產(chǎn)生電流，即關(guān)于受磁場通量切割的電導(dǎo)體中的電流，參見麥克斯韋方程(Maxwell’s Equations)。因此，所檢測到的磁通密度將與拾波線圈中流動的電流量成正比。
然而，在緊密耦合或近場噪聲環(huán)境下，例如磁性或電磁性噪聲源可使模擬前端裝置及相關(guān)聯(lián)的外部控制裝置“喚醒”或保持“喚醒”且因此使功率消耗增加并由此縮短電池壽命。如果模擬前端裝置制作成對小的信號電平非常敏感以便得到更大的讀取范圍，則這會具有更大的影響。一種用以節(jié)約電池功率的有效方式是將RKE裝置的電子電路及在檢測是否存在來自無鑰匙進(jìn)入系統(tǒng)讀出器的電磁RF信號(詢問問答)時(shí)所不需要的任何相關(guān)聯(lián)的電路關(guān)斷，例如斷開或使其進(jìn)入“休眠模式”。只有在檢測到所述詢問信號時(shí)，才將RKE裝置的電子電路重新連接至電池電源(喚醒)。然而，存在一問題，當(dāng)所述發(fā)射應(yīng)答機(jī)接收機(jī)受到噪聲源(例如自例如頻率與所述詢問信號基本相同的電視及計(jì)算機(jī)監(jiān)視器發(fā)出的電磁輻射(EMR))影響時(shí)，所述RKE裝置將不必要地被喚醒。如果所述RKE發(fā)射應(yīng)答機(jī)接收機(jī)受到一連續(xù)噪聲源影響，則所述電池可在幾天內(nèi)耗盡。
因此，需要防止或明顯減少RKE發(fā)射應(yīng)答機(jī)的誤“喚醒”。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明通過提供一種用于減少一遠(yuǎn)程無鑰匙進(jìn)入(RKE)發(fā)射應(yīng)答機(jī)的誤喚醒提進(jìn)而減少無用的功耗并增加電池工作時(shí)間來克服上述問題以及現(xiàn)有技術(shù)的其它缺點(diǎn)及不足。在一根據(jù)本發(fā)明的實(shí)例性實(shí)施例中，一種RKE發(fā)射應(yīng)答機(jī)包括一具有一噪聲報(bào)警定時(shí)器的模擬前端(AFE)。所述噪聲報(bào)警定時(shí)器定時(shí)功能可從一內(nèi)部振蕩器得到。當(dāng)因存在一信號而將AFE喚醒時(shí)，所述內(nèi)部振蕩器便被啟用并為所述噪聲報(bào)警定時(shí)器啟動一時(shí)間間隔。如果所接收信號在一超時(shí)周期(例如32毫秒)內(nèi)有效，則喚醒一外部控制裝置(例如數(shù)字處理器、微控制器、微處理器、數(shù)字信號處理器、應(yīng)用專用集成電路(ASIC)、可編程邏輯陣列(PLA)等等)并禁用所述噪聲報(bào)警定時(shí)器。然而，如果所述信號在超時(shí)周期內(nèi)無效，例如信號不滿足數(shù)據(jù)濾波器要求(數(shù)據(jù)濾波器可為一數(shù)字鑒別濾波器，其可包含來自內(nèi)部振蕩器的定時(shí)信息)，則所述噪聲報(bào)警定時(shí)器將報(bào)警并由此向所述外部控制裝置發(fā)出一ALERT輸出。一旦所述外部控制裝置檢測到ALERT輸出，便可采取適當(dāng)?shù)拇胧Ｋ龀瑫r(shí)周期可從AFE的一內(nèi)部振蕩器得到。
當(dāng)存在一信號(載波)而使一喚醒檢測器喚醒AFE時(shí)，噪聲報(bào)警功能便會啟動。一旦AFE被喚醒，便會啟動所述內(nèi)部振蕩器及噪聲報(bào)警定時(shí)器。AFE可使用一數(shù)字鑒別濾波器來監(jiān)控信號的有效性，且如果所述信號有效，則將所述噪聲報(bào)警定時(shí)器復(fù)位并不向外部控制裝置發(fā)出告警。此后，便可進(jìn)行正常的通信。然而，如果發(fā)現(xiàn)所述信號在32毫秒的持續(xù)時(shí)間內(nèi)例如因存在噪聲而無效(未通過所述數(shù)字鑒別濾波器)，則通過ALERT輸出向所述外部控制裝置發(fā)送噪聲告警信號，從而將所述外部控制裝置喚醒并采取適當(dāng)?shù)拇胧丝扇Q于所述外部控制裝置的固件程序。
當(dāng)存在一看起來無效的信號時(shí)，噪聲報(bào)警定時(shí)器會啟用外部控制裝置來動態(tài)地調(diào)整RKE系統(tǒng)的配置。由此，可通過降低AFE的靈敏度從而使其在存在噪聲時(shí)可不被喚醒來實(shí)現(xiàn)節(jié)電。所述外部控制裝置也可修改所述數(shù)字鑒別濾波器的參數(shù)來檢查是否可判定為一有效信號。
在另一實(shí)例性實(shí)施例中，可利用三信道(X、Y及Z信道)發(fā)射應(yīng)答機(jī)的噪聲報(bào)警定時(shí)器功能來通知一外部控制裝置正接收到一未在從接收到所述信號開始的某一時(shí)間周期(例如32毫秒)內(nèi)通過一預(yù)定的智能喚醒濾波器要求的信號。所述發(fā)射應(yīng)答機(jī)可在從約100kHz到約400kHz的頻率下運(yùn)行。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述外部控制裝置可調(diào)整信道輸入靈敏度、禁用一信道、或者將AFE置于一休眠模式中，以便降低因不期望的輸入信號(例如噪聲及/或干擾)所引起的功率消耗。所述噪聲報(bào)警定時(shí)器在接收到一輸入信號時(shí)啟動，并可在由(例如但不限于)外部控制裝置作出一信道選擇、喚醒時(shí)間濾波器被禁用、判定出所接收信號為一所期望的數(shù)據(jù)信號、或者所接收信號終止時(shí)復(fù)位。
本發(fā)明的一技術(shù)優(yōu)點(diǎn)是基本消除那些緣于有害噪聲的會不必要地耗用功率且因此縮短電池壽命的誤喚醒。再一技術(shù)優(yōu)點(diǎn)是使用一噪聲報(bào)警功能來降低功耗并保持通信。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)本文中已揭示的內(nèi)容應(yīng)易知其它的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)。


結(jié)合附圖閱讀下文說明可更全面地理解本發(fā)明的揭示內(nèi)容及其優(yōu)點(diǎn)，在附圖中圖1為一現(xiàn)有技術(shù)遠(yuǎn)程無鑰匙進(jìn)入系統(tǒng)的一示意性方塊圖；圖2為一根據(jù)本發(fā)明的遠(yuǎn)程無鑰匙進(jìn)入系統(tǒng)的實(shí)例性實(shí)施例的一示意性方塊圖；圖3為圖2中所示模擬前端(AFE)的一示意性方塊圖；圖4為一由圖3中所示的三個信道、檢測器、喚醒濾波器及解調(diào)器構(gòu)成的實(shí)例性信道的一示意性方塊圖；圖5為一實(shí)例性喚醒序列的一示意性定時(shí)圖；圖6為圖5中所示喚醒定時(shí)序列的一示意性波形圖；圖7為一顯示實(shí)例性喚醒濾波器定時(shí)參數(shù)選擇的表格；圖8為一用以判定一所接收信號是否符合喚醒濾波器要求的實(shí)例性流程圖；圖9為一所述喚醒濾波器的運(yùn)行的實(shí)例性狀態(tài)圖；圖10為一根據(jù)本發(fā)明的各調(diào)制深度實(shí)例的示意性信號電平圖；圖11為一顯示對最小調(diào)制深度要求的選取及其實(shí)例的表格；圖12為一實(shí)例性SPI定時(shí)圖；圖13為一顯示配置寄存器的位組織的實(shí)例性表格；圖14為對AFE發(fā)射應(yīng)答機(jī)電路及其配置寄存器的SPI命令的一實(shí)例性表格；圖15為對于一滿足喚醒標(biāo)準(zhǔn)的信號而言，AFE 228的經(jīng)解調(diào)LFDATA輸出及ALERT輸出與天線220處的輸入信號的關(guān)系圖的實(shí)例；及圖16為對于一不滿足喚醒標(biāo)準(zhǔn)的信號而言，AFE 228的經(jīng)解調(diào)LFDATA輸出及ALERT輸出與天線220處的輸入信號的關(guān)系圖的實(shí)例。
本發(fā)明可具有各種修改及替代形式。在圖式中以舉例方式顯示并在本文中詳細(xì)闡述了本發(fā)明的具體實(shí)施例。然而，應(yīng)了解，本文中對各具體實(shí)施例所作的說明并非旨在將本發(fā)明限定于所揭示的特定形式。相反地，旨在涵蓋仍歸屬于由隨附權(quán)利要求書所界定的本發(fā)明精神及范圍內(nèi)的所有修改、替代及等效形式。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在參見圖式，圖中示意性地顯示本發(fā)明各實(shí)例性實(shí)施例的細(xì)節(jié)。各圖式中相同的元件將由相同的編號表示，且相似的元件將由帶有一不同的小寫字母后綴的相同的編號表示。
參見圖2，其繪示一根據(jù)本發(fā)明的遠(yuǎn)程無鑰匙進(jìn)入(RKE)系統(tǒng)的一實(shí)例性實(shí)施例的一示意性方塊圖。所述RKE系統(tǒng)(其總體上由編號200表示)包括一基站202，其通常在汽車應(yīng)用中布置于車輛中或在安全入口應(yīng)用中布置于住宅或辦公室中；及一個或多個與基站202進(jìn)行通信的RKE發(fā)射應(yīng)答機(jī)204，例如鑰匙鏈?；?02可包括一射頻接收機(jī)206、天線210及一低頻發(fā)射機(jī)/讀出器208及相關(guān)聯(lián)的天線212。發(fā)射應(yīng)答機(jī)204可包括一射頻發(fā)射機(jī)222、天線218、一低頻模擬前端(AFE)228、低頻天線220a、220b及220c、及一耦合至發(fā)射機(jī)222及AFE 228的外部控制裝置224。
發(fā)射機(jī)222可在最遠(yuǎn)約100米的距離處使用甚高頻(VHF)或超高頻(UHF)無線電信號214與接收機(jī)206進(jìn)行通信，以對一包含基站202的車輛(未顯示)進(jìn)行定位、將車門鎖閉及解鎖、設(shè)定所述車輛中的報(bào)警、等等。外部控制裝置224可對傳輸至所述基站的數(shù)據(jù)進(jìn)行加密。低頻AFE 228可用于在一耦合于線圈212與線圈220a、220b及/或220c之間的磁場216內(nèi)的近距離(例如1.5米或以下)處不用手地鎖閉及解鎖一車輛或建筑物的門。
RKE發(fā)射應(yīng)答機(jī)204通常安置于一小的、易于攜帶的鑰匙鏈(未顯示)及類似物中?？墒褂靡粯O小的內(nèi)部電池在使用(喚醒狀態(tài))中為RKE發(fā)射應(yīng)答機(jī)204的電子電路供電。RKE發(fā)射應(yīng)答機(jī)204的接通時(shí)間(現(xiàn)用時(shí)間)必須(必然地)極短，否則所述小的內(nèi)部電池將會很快耗盡。因此，為了保存電池壽命，RKE發(fā)射應(yīng)答機(jī)204大部分時(shí)間處于一“休眠模式”中，只有當(dāng)檢測到一具有正確的喚醒濾波器模式的足夠強(qiáng)的磁場詢問信號或按動一操作按鈕時(shí)才被喚醒。RKE發(fā)射應(yīng)答機(jī)204將在處于足夠強(qiáng)的磁場216中(高于一靈敏度水準(zhǔn))并具有一與配置寄存器中所編程的值相匹配的正確喚醒濾波器模式時(shí)被喚醒。然后，RKE發(fā)射應(yīng)答機(jī)204將只有在如此被喚醒并自所述基站詢問器接收到一正確命令代碼后、或在用戶請求一手動啟動的“解鎖”信號(鑰匙鏈上的解鎖按鈕)時(shí)才作出響應(yīng)。
基站202充當(dāng)一在磁場216內(nèi)發(fā)送一可由RKE發(fā)射應(yīng)答機(jī)204識別的命令信號的詢問器。RKE發(fā)射應(yīng)答機(jī)204以兩種不同方式充當(dāng)一應(yīng)答器(1)RKE發(fā)射應(yīng)答器204通過UHF發(fā)射機(jī)222將其代碼發(fā)送至基站202，或(2)通過對LC天線電壓進(jìn)行箝位及解箝位出LF作回話?；?02產(chǎn)生一處于某一頻率(例如125kHz)的時(shí)變磁場。當(dāng)RKE發(fā)射應(yīng)答機(jī)204處于一由基站202所產(chǎn)生的足夠強(qiáng)的磁場216內(nèi)時(shí)，RKE發(fā)射應(yīng)答機(jī)204將在其識別出其代碼的情況下作出響應(yīng)，且如果基站202自RKE發(fā)射應(yīng)答機(jī)204接收到一正確的響應(yīng)(數(shù)據(jù))，則所述門將解鎖或?qū)嵤╊A(yù)定操作，例如開燈、控制致動器、等等。因此，RKE發(fā)射應(yīng)答機(jī)204適于在一磁場216中感測一處于某一頻率的時(shí)變幅值磁耦合信號。所述磁耦合信號攜帶經(jīng)編碼的信息(所述磁場的調(diào)幅)，而在所述經(jīng)編碼的信息與RKE發(fā)射應(yīng)答機(jī)204所期望的信息相匹配的情況下，此會使RKE發(fā)射應(yīng)答機(jī)204通過低頻(LF)磁場216或通過UHF無線電鏈路向回與所述基站進(jìn)行通信。
所述磁場的通量密度稱作“磁場強(qiáng)度”且為磁性傳感器(例如LC諧振天線)的感測對象。場強(qiáng)隨距所述源的距離的立方形式減小(即1/d3)。因此，磁場的有效詢問范圍迅速減小。這樣，在走過一大型購物中心的停車場時(shí)不會使RKE發(fā)射應(yīng)答機(jī)一直被喚醒。由此，所述RKE發(fā)射應(yīng)答機(jī)將只在非常接近正確車輛時(shí)才被喚醒。為喚醒RKE發(fā)射應(yīng)答機(jī)所需的接近距離稱作“讀取范圍”。自所述RKE發(fā)射應(yīng)答機(jī)至所述基站詢問器的VHF或UHF響應(yīng)傳輸則在一大得多的距離處并在一更低的傳輸功率電平下有效。
所述讀取范圍對于RKE系統(tǒng)的可接受運(yùn)行而言很重要且通常是對所述RKE發(fā)射應(yīng)答機(jī)將喚醒并對所述時(shí)變磁場詢問信號進(jìn)行解碼的距離的限制因素。期望具有一盡可能遠(yuǎn)的讀取范圍。可通過在所述天線(220a、110b及/或220c)中的任何一個或多個上形成最可能高的電壓來獲得一更遠(yuǎn)的讀取范圍。最大線圈電壓是在基站線圈212與任一RKE發(fā)射應(yīng)答機(jī)線圈220面對面布置(即其間的磁耦合最強(qiáng))時(shí)獲得。由于RKE發(fā)射應(yīng)答機(jī)204的位置可能是隨機(jī)的，因此如果發(fā)射應(yīng)答機(jī)204只有一個線圈220，則使一發(fā)射應(yīng)答機(jī)線圈220與基站線圈212面對面的機(jī)率不是很高(僅一個最佳磁性線圈取向)。因此，本發(fā)明各實(shí)例性具體實(shí)施例對RKE發(fā)射應(yīng)答機(jī)204使用三個天線(例如220a、220b及220c)。這三個天線220a、220b及220c可在RKE發(fā)射應(yīng)答機(jī)204的制造期間沿正交方向(例如X、Y及Z)布置。因此，在任一給定時(shí)刻，這三個天線220a、220b及220c中的至少一個大致與基站線圈212處于一“面對面”取向的機(jī)率將更大。由此，RKE發(fā)射應(yīng)答機(jī)204的信號檢測范圍得到最大化，從而使RKE系統(tǒng)200的讀取(工作)范圍最大化。
除RKE鑰匙鏈204的讀取范圍所需的最小距離外，RKE鑰匙鏈204的所有可能的取向均必須在此讀取范圍內(nèi)起作用，因?yàn)镽KE鑰匙鏈204可相對于詢問器基站208的磁性發(fā)送線圈212處于任一三維(X、Y、Z)位置中。為了實(shí)現(xiàn)此三維功能，X、Y及Z線圈220a、220b及220c分別耦合至AFE 228-其包括電子放大器的三個信道及相關(guān)聯(lián)電路。這三個信道中的每一個均經(jīng)放大并耦合至一檢測分別自X、Y及Z天線220a、220b及220c接收的信號的檢測器(圖3)。
參見圖3，圖中描繪圖2中所示的模擬前端(AFE)228的一示意性方塊圖。AFE228包含三個模擬輸入信道并包括用于這三個信道(例如X、Y、Z)的放大器。這三個信道中的每一個均包括射頻幅值限制、天線調(diào)諧、靈敏度控制、自動增益控制放大器及一檢測器。每一信道均具有內(nèi)部調(diào)諧電容、靈敏度控制、一輸入信號強(qiáng)度限制器及自動增益控制放大器。每一信道的輸出均經(jīng)過OR運(yùn)算并饋送至一解調(diào)器中。所述解調(diào)器輸出饋送至一喚醒濾波器中，且如果數(shù)據(jù)與所編程的喚醒濾波器模式相匹配，則可在所述LFDATA引腳處得到。所述解調(diào)器包含一信號整流器、一低通濾波器及一峰值檢測器。
所述檢測器耦合至一用于組合這三個檢測器的輸出的加法器。AFE 228中還包括一喚醒濾波器、若干配置寄存器及一命令解碼器/控制器。X、Y及Z天線220a、220b及220c分別耦接至LCX、LCY及LCZ輸入端，且這些天線中的每一天線的一端均可耦接至一共用引腳-LCCOM/Vpp引腳。
AFE 228與X、Y及Z天線220a、220b及220c相結(jié)合可用于三維信號檢測。典型的工作頻率可自約100kHz至400kHz。AFE 228也可運(yùn)行于其它頻率上且涵蓋于本發(fā)明中。對所有三個信道的雙向非接觸式操作也涵蓋于本發(fā)明中?？筛欁顝?qiáng)的信號及/或可對在X、Y及Z天線220a、220b及220c上所接收到的信號進(jìn)行OR組合。可提供一串行接口來與外部控制裝置224進(jìn)行通信。可使用內(nèi)部微調(diào)電容對X、Y及Z天線220a、220b及220c中的每一者進(jìn)行單獨(dú)調(diào)諧。所述喚醒濾波器可為可配置的。每一信道均具有其自身用于檢測敏感信號的放大器。每一信道均可具有可選的靈敏度控制。可單獨(dú)禁用或啟用每一信道。每一檢測器均可具有對輸入信號的可配置的最小調(diào)制深度要求控制。裝置選項(xiàng)可通過若干配置寄存器及一列奇偶校驗(yàn)位寄存器(例如七個9位寄存器)來設(shè)置。這些寄存器可通過來自外部控制裝置224(圖2)的SPI(串行協(xié)議接口)命令來加以編程。
下面是對圖3中所描繪的各具體例示性實(shí)施例的信號及引腳輸出的說明。電子技術(shù)領(lǐng)域的一般技術(shù)人員根據(jù)本揭示內(nèi)容還可采用信號與引腳輸出的其它組合，此將仍屬于本發(fā)明精神及范圍內(nèi)。
VDDTAFE正極電源連接。
VSSTAFE接地連接。
LCXX方向上的外部LC接口引腳。此引腳允許在一LC諧振電路上進(jìn)行雙向通信。
LCYY方向上的外部LC接口引腳。此引腳允許在一LC諧振電路上進(jìn)行雙向通信。
LCZZ方向上的外部LC接口引腳。此引腳允許在一LC諧振電路上進(jìn)行雙向通信。
LCCOM用于LCX、LCY及LCZ天線連接的共用引腳。還用于測試模式電源輸入(Vpp)。LFDATA/CCLK/RSSI/SDIO此為一可由所述配置寄存器選擇的多輸出引腳。LFDATA提供來自這三個解調(diào)器的組合數(shù)字輸出。當(dāng)CS被拉低時(shí)，所述SDI為SPI數(shù)字輸入。當(dāng)實(shí)施對寄存器數(shù)據(jù)的SPI讀取功能時(shí)，所述SDO為SPI數(shù)字輸出。RSSI為接收機(jī)信號強(qiáng)度指示器輸出。SCLK/ALERTSCLK為用于SPI通信的數(shù)字時(shí)鐘輸入。如果此引腳未用于SPI(CS引腳為高)，則ALERT開路集電極輸出指示是否出現(xiàn)一奇偶性錯誤或是否出現(xiàn)一ALARM計(jì)時(shí)器超時(shí)。
CS用于SPI通信的信道選擇引腳。所述引腳輸入是SPI芯片選擇—由所述外部控制裝置拉低時(shí)開始SPI通信，而在升高時(shí)終止SPI通信。
參見圖4，圖中描繪一由圖3中所示的三個信道、檢測器、喚醒濾波器及解調(diào)器構(gòu)成的實(shí)例性信道的示意性方塊圖。下面是對圖4中所描繪的具體實(shí)例性實(shí)施例的功能性說明。電子技術(shù)領(lǐng)域的一般技術(shù)人員根據(jù)本揭示內(nèi)容還可采用信號與引腳輸出的其它組合，此將仍屬于本發(fā)明精神及范圍內(nèi)。
RF限制器通過將所附接的諧振電路解除隊(duì)列來限制LC引腳輸入電壓。絕對電壓限值是由硅工藝的最大允許輸入電壓界定。當(dāng)輸入電壓超過VDE_Q時(shí)，所述限制器開始將外部LC天線解除隊(duì)列，使解除隊(duì)列逐漸變強(qiáng)以確保天線輸入電壓不超過引腳的最大輸入電壓，并且還限制內(nèi)部AGC電路可接受的電壓范圍。
調(diào)制FET用于將LC引腳與LCCOM“短接”，以便進(jìn)行LF回話。所述調(diào)制FET是在AFE接收到“箝位接通”SPI命令時(shí)激活并在AFE接收到“箝位關(guān)斷”SPI命令時(shí)禁用。
天線調(diào)諧每一輸入信道均具有自LC引腳連接至LCCOM的63pF(分辨率為1pF)的可調(diào)電容。所述可調(diào)電容可用于對外部LC天線的諧振頻率進(jìn)行微調(diào)。
可變衰減器衰減由AGC放大器所控制的輸入信號電壓。衰減的目的是調(diào)節(jié)進(jìn)入解調(diào)器的最大信號電壓。
可編程衰減器可編程衰減器通過信道的配置寄存器靈敏度設(shè)定值來加以控制。所述衰減器可用于降低所述信道對最佳所需信號喚醒的敏感性。
AGC(自動增益控制)AGC控制所述可變衰減器以限制進(jìn)入解調(diào)器中的最大信號電壓?？蓪碜运腥齻€信道的信號電平相組合，以使AGC相對于具有最強(qiáng)信號的信道來一致地衰減所有三個信道。
FGA(固定增益放大器)FGA1及FGA2可提供一約為40dB的兩級增益。檢測器所述檢測器感測用于喚醒AFE的輸入信號。所述檢測器的輸出在信號載波頻率下以數(shù)字方式切換。如果選擇解調(diào)器輸出，則載波檢測器在喚醒后關(guān)斷。
解調(diào)器所述解調(diào)器由一全波整流器、一低通濾波器及一對輸入的調(diào)幅信號進(jìn)行解調(diào)的峰值檢測器組成。喚醒濾波器所述喚醒濾波器在輸入信號符合喚醒序列要求時(shí)啟用LFDATA輸出。
數(shù)據(jù)限幅器所述數(shù)據(jù)限幅器將輸入與參考電壓相比較。所述參考電壓來自調(diào)制深度設(shè)定值及峰值電壓。
現(xiàn)在參見圖3及圖4，AFE 228可具有一內(nèi)部32kHz振蕩器。所述振蕩器可用于幾個定時(shí)器待用定時(shí)器、報(bào)警定時(shí)器、脈沖寬度定時(shí)器-喚醒濾波器高及低、及周期定時(shí)器-喚醒濾波器。所述32kHz振蕩器較佳為低功率的，并可包括一可調(diào)電阻器-電容器(RC)振蕩器電路。其它類型的低功率振蕩器也可使用且涵蓋于本發(fā)明中。
如果在待用定時(shí)器到期之前沒有輸入信號，則可使用待用定時(shí)器通過發(fā)出一軟復(fù)位來使AFE 228自動返回至備用模式。此稱作“待用超時(shí)”或TINACT。如果一寄生信號喚醒AFE 228，則可使用所述待用定時(shí)器通過使AFE 228自動返回至電流較低的備用模式來使AFE 228所汲取的電流最小化，而這樣作不會喚醒會汲取更高功率的外部控制裝置224。在以下情況下可使待用時(shí)間復(fù)位接收到一低頻(LC)信號時(shí)、CS引腳為低(任一SPI命令)時(shí)、或進(jìn)行一與定時(shí)器相關(guān)的軟復(fù)位時(shí)。所述待用時(shí)間可始于沒有檢測到LF信號時(shí)。當(dāng)在TINACT中不存在先前接收到的LF信號時(shí)，所述待用時(shí)間可引發(fā)一AFE 228軟復(fù)位。所述軟復(fù)位可使AFE 228返回至其中所述AGC、解調(diào)器、RC振蕩器等等斷電的備用模式。此可使AFE 228返回至更低備用電流模式。
所述報(bào)警定時(shí)器可用于通知外部控制裝置224所述AFE 228正在接收一不滿足所述喚醒濾波器要求的LF信號-使AFE 228處于一高于備用電流汲取的狀態(tài)中。所述報(bào)警定時(shí)器的作用是通過下述方式使AFE 228所汲取的電流最小化使外部控制裝置224能夠判定AFE 228是否連續(xù)存在一噪聲源，并采取適當(dāng)措施來“忽略”所述噪聲源，也許是降低信道的靈敏度、禁用所述信道、等等。如果忽略所述噪聲源，則AFE 228可返回至一較低備用電流汲取狀態(tài)。所述報(bào)警定時(shí)器可在如下情況下復(fù)位CS引腳為低(任何SPI命令)時(shí)、出現(xiàn)與報(bào)警定時(shí)器相關(guān)的軟復(fù)位時(shí)、喚醒濾波器被禁用時(shí)、LFDATA引腳被啟用(信號通過喚醒濾波器)時(shí)。所述報(bào)警定時(shí)器可始于接收到一LF信號時(shí)。所述報(bào)警定時(shí)器可在其連續(xù)或周期性地接收到一錯誤的喚醒命令達(dá)到約32毫秒時(shí)在ALERT引腳上引起一低輸出。此稱作“報(bào)警超時(shí)”或TALARM。如果所述LF信號為周期性且不包含信號的時(shí)間大于TINACT，則待用定時(shí)器的超時(shí)將引起一軟復(fù)位-不能發(fā)出ALERT指示。
參見圖5及6，圖5描繪一實(shí)例性喚醒序列的一示意性定時(shí)圖且圖6描繪圖5中所示實(shí)例性喚醒定時(shí)序列的一示意性波形圖。所述脈沖寬度(脈沖時(shí)間周期)定時(shí)器可用于驗(yàn)證所接收到的喚醒序列同時(shí)符合最小喚醒高時(shí)間(TWAKH)及最小喚醒低時(shí)間(TWAKL)要求。所述周期定時(shí)器可用于驗(yàn)證所接收到的喚醒序列符合最大TwakT要求。
所述可配置的智能喚醒濾波器可用于防止AFE 228因例如噪聲等有害輸入信號或錯誤基站命令而喚醒外部控制裝置224。一旦已判定出LC輸入/檢測器電路上的一特定脈沖序列，所述LFDATA輸出便被啟用并喚醒外部控制裝置224。所述電路將經(jīng)解調(diào)信號的一“標(biāo)頭”(或稱作喚醒濾波器模式)與一預(yù)先配置的模式相比較，并在相匹配時(shí)啟用所述LFDATA引腳上的解調(diào)器輸出。例如，所述喚醒要求由100％LF信號(輸入包絡(luò)線)的最小高持續(xù)時(shí)間、后隨所述LF信號的大致零百分比的最小低持續(xù)時(shí)間組成。對高及低持續(xù)時(shí)間的選擇進(jìn)一步隱含著一最大時(shí)間周期。對喚醒高及低持續(xù)時(shí)間的要求可取決于在其中一個可通過SPI接口進(jìn)行編程的配置寄存器中所存儲的數(shù)據(jù)。圖7為一顯示實(shí)例性的喚醒濾波器定時(shí)參數(shù)選擇的表格，所述喚醒濾波器定時(shí)參數(shù)可編程到一配置寄存器中以使每一RKE發(fā)射應(yīng)答機(jī)均將喚醒。所述喚醒濾波器可啟用或禁用。如果所述喚醒濾波器被禁用，則AFE 228輸出其已解調(diào)的所有信號。較佳地，啟用所述喚醒濾波器以使外部裝置或微控制器單元224不會因一意外輸入信號而喚醒。
當(dāng)對所述喚醒序列進(jìn)行定時(shí)時(shí)，將所述解調(diào)器輸出與預(yù)定的喚醒參數(shù)相比較。其中從所述解調(diào)器輸出的上升緣至第一下降緣測量TWAKH。脈沖寬度較佳處于TWAKH≤t≤TWAKT內(nèi)。從解調(diào)器輸出的下降緣至第一上升緣測量TWAKL。脈沖寬度較佳處于TWAKH≤t≤TWAKT內(nèi)。從上升緣至上升緣(即TWAKH與TWAKL之和)測量TWAKT。TWAKH及TWAKL的脈沖寬度較佳為t≤TWAKT。
所述可配置的智能喚醒濾波器可復(fù)位，從而需要一全新的順序性的喚醒高及低周期以在下述條件下啟用LFDATA輸出。
所接收的喚醒高不大于所配置的最小TWAKH值。
所接收的喚醒低不大于所配置的最小TWAKL值。
所接收的喚醒序列超過最大TWAKT值TWAKH+TWAKL＞TWAKT；或TWAKH＞TWAKT；或TWAKL＞TWAKT接收到軟復(fù)位SPI命令。
如果所述濾波器因一處于高電平的時(shí)間較長(TWAKH＞TWAKT)而復(fù)位，則高脈沖定時(shí)器可不重新開始定時(shí)，直至解調(diào)器輸出上出現(xiàn)一低到高躍遷后為止。
參見圖15，其繪示AFE 228的經(jīng)解調(diào)LFDATA輸出及ALERT輸出與天線220處的輸入信號的關(guān)系的一實(shí)例。在圖15所示的實(shí)例中，將AFE 228的喚醒濾波器編程為TWAKH＝2毫秒(ms)及TWAKL＝2毫秒(ms)，且輸入波形滿足喚醒濾波器定時(shí)要求。經(jīng)解調(diào)數(shù)據(jù)輸出緊接著出現(xiàn)于喚醒濾波器標(biāo)頭之后。在本實(shí)例中，由于輸入滿足輸出啟用濾波器要求(TWAKH＝2ms，TWAKL＝2ms)，因而AFE 228的ALERT輸出處于邏輯高電平。
參見圖16，其繪示AFE 228的經(jīng)解調(diào)LFDATA輸出及ALERT輸出與天線220處所接收輸入信號的關(guān)系的一實(shí)例。在圖16所示的實(shí)例中，將AFE 228的喚醒濾波器編程為TWAKH＝2毫秒(ms)及TWAKL＝2毫秒(ms)，但輸入波形不滿足喚醒濾波器定時(shí)要求。在本實(shí)例中，輸入波形的TWAKH＝2ms且TWAKL＝1ms。由于輸入信號不滿足喚醒濾波器要求，因而不存在來自AFE 228的經(jīng)解調(diào)輸出。在本實(shí)例中，由于輸入波形不滿足喚醒濾波器要求，因而從AGC穩(wěn)定時(shí)間開始計(jì)算約32ms之后，ALERT輸出處于邏輯低電平。
參見圖8，圖中描繪一判定一所接收信號是否符合所述喚醒濾波器要求的實(shí)例性流程圖。在步驟802中，所述喚醒濾波器處于一待用狀態(tài)中。步驟804檢查是否存在一LF輸入信號且在存在一LF輸入信號時(shí)，如果AGC接通，則步驟810設(shè)定AGC現(xiàn)用狀態(tài)位。步驟812設(shè)定信道X、Y及/Z的輸入信道接收狀態(tài)位。步驟806檢查所述LF輸入信號是否缺失超過16毫秒。如果是，則步驟808將實(shí)施一軟復(fù)位并返回至步驟804以繼續(xù)檢查是否存在一LF輸入信號。
在步驟806中，如果所述LF輸入信號不存在的時(shí)間超過16毫秒，則步驟814判定是否啟用所述喚醒濾波器。如果在步驟814中啟用所述喚醒濾波器，則步驟816判定所述輸入LF信號是否符合所述喚醒濾波器要求。如果符合要求，則步驟818在LFDATA引腳上提供所檢測到的輸出且外部控制裝置224被LFDATA輸出喚醒。步驟820判定來自所述LFDATA引腳的數(shù)據(jù)是否正確且如果正確，則在步驟822中通過LF回話或通過一UHF射頻鏈路發(fā)送回一響應(yīng)。
在步驟816中，如果所述輸入LF信號不符合所述喚醒濾波器要求，則步驟824判定所接收到的錯誤喚醒命令(或信號)是否持續(xù)超過32毫秒。如果不超過，則步驟816重復(fù)判定所述輸入LF信號是否符合所述喚醒濾波器要求。在步驟824中，如果所接收到的錯誤喚醒命令持續(xù)超過32毫秒，則步驟826設(shè)定一告警輸出且步驟816繼續(xù)判定所述輸入LF信號是否符合所述喚醒濾波器要求。參見圖9，圖中描繪所述喚醒濾波運(yùn)行的一實(shí)例性狀態(tài)圖。
重新參見圖3，AFE 228可對所述三個信道中的每一個提供單獨(dú)的靈敏度控制。可通過對AFE 228配置寄存器進(jìn)行編程來隨時(shí)調(diào)整所述靈敏度控制。靈敏度控制可設(shè)定于每一信道的其中一個配置寄存器中，并可提供靈敏度降低，例如從約0dB降至約-30dB。通過對其中一個配置寄存器進(jìn)行編程，每一信道均可具有其自身的從約0dB到約-30dB的靈敏度控制。
通過對模擬前端裝置(AFE)228中的配置寄存器進(jìn)行編程，可分別啟用或禁用每一信道。如果啟用所述信道，則所述信道中的所有電路均變成現(xiàn)用的。如果禁用所述信道，則所禁用的信道中的所有電路均為待用的。因此，沒有來自被禁用信道的輸出。被禁用的信道汲取的電池電流少于被啟用的信道。因此，如果在啟用一個信道的同時(shí)禁用其它兩個信道，則所述裝置的工作功率消耗少于當(dāng)啟用不止一個信道時(shí)。存在可通過在工作期間禁用而不是啟用一特定信道來使所述裝置更好地運(yùn)行或節(jié)省不必要的工作電流的條件?？稍谒鲅b置最初加電時(shí)以缺省模式啟用或在一加電復(fù)位條件下啟用所有三個信道。所述外部裝置或微控制器單元224可對AFE 228配置寄存器進(jìn)行編程，以在工作期間在需要時(shí)隨時(shí)禁用或啟用各個信道。
AFE 228可對這三個信道中的任何一個分別進(jìn)行啟用/禁用配置。可(例如)通過一外部裝置的固件控制來隨時(shí)調(diào)整每一信道的輸入啟用/禁用控制?？赏ㄟ^使盡可能多的電路斷電(例如禁用一待用輸入信道)來使所汲取的電流最小化。當(dāng)禁用一輸入信道時(shí)，可禁用此信道的放大器、檢測器、全波整流器、數(shù)據(jù)限幅器、比較器及調(diào)制FET。至少，所述RF輸入限制器應(yīng)保持現(xiàn)用以使硅不會承受來自天線的過大輸入電壓。
可以1pF的步長將每一天線220分別自約0pF調(diào)諧至63pF?？蓪ν獠坎⒙?lián)LC天線電路附加調(diào)諧電容。
自動增益控制(AGC)放大器可自動將輸入信號電壓電平放大至一可為解調(diào)器所接受的電平。所述AGC可快速地起動并緩慢釋放，從而使所述AGC跟蹤載波信號電平而不是載波信號上的調(diào)幅數(shù)據(jù)位。所述AGC放大器較佳跟蹤所述天線上這三個信號中最強(qiáng)的信號。當(dāng)接收到所述SPI軟復(fù)位命令時(shí)或在一待用定時(shí)器超時(shí)后，斷開AGC的電源以使所汲取的電流最小化。一旦加電，AGC放大器便在接收到輸入信號時(shí)需要一最小穩(wěn)定時(shí)間(TSTAB)來達(dá)到穩(wěn)定。
參見圖10，圖中描繪根據(jù)本發(fā)明的各調(diào)制深度實(shí)例的一示意性信號電平圖。對輸入信號的可配置最小調(diào)制深度要求界定了一輸入信號電平必須從其將被檢測為一數(shù)據(jù)低狀態(tài)的振幅峰值減少的最小百分率。
所述AGC放大器將嘗試這將一進(jìn)入數(shù)據(jù)限幅器中的信道的峰值信號電壓調(diào)節(jié)至一所希望的VAGCREG-當(dāng)所述信號電平試圖升高到VAGCREG以上時(shí)減小所述輸入路徑的增益，并允許對低于VAGCREG的信號電平近似完全放大。
所述數(shù)據(jù)限幅器檢測高于VTHRESH的信號電平，其中VTHRESH＜VAGCREG。Vthresh實(shí)際上隨所配置的最小調(diào)制深度要求配置而變化。如果所述最小調(diào)制深度要求配置成50％，VTHRESH＝1/2VAGCREG，則從低于所述峰值(VAGCREG)50％到100％的信號電平將被視為數(shù)據(jù)低。
只有當(dāng)信號電平的幅值足以使所得到的進(jìn)入所述數(shù)據(jù)限幅器內(nèi)的放大信號電平符合或超過VAGCREG時(shí)，AFE 228才能保證所述信號符合最小調(diào)制深度要求。當(dāng)進(jìn)入所述數(shù)據(jù)限幅器內(nèi)的信號電平超過VTHRESH，但小于VAGCREG時(shí)，不符合所述最小調(diào)制深度要求。
如果如圖13中所示設(shè)定配置寄存器5中的SSTR位，則經(jīng)解調(diào)的輸出被禁止，除非所述輸入電平大于AGC閥值電平—其可為大致約15毫伏的峰-峰值。此將使得僅檢測具有更高信噪比的信號，從而使誤喚醒變少，但會損失取決于所述最小調(diào)制深度要求設(shè)定值的靈敏度。在靈敏度與信噪比之間存在折衷。
本發(fā)明能夠具有低電流模式。當(dāng)例如所述數(shù)字SPI接口發(fā)送一休眠命令以將AFE228置于一超低電流模式中時(shí)，AFE 228處于一低電流休眠模式中。除為保持寄存器存儲器及SPI能力所需的最少量電路之外的全部電路均將斷電，以使AFE 228所汲取的電流最小化。除所述休眠命令或加電復(fù)位以外的任何命令均將喚醒AFE 228。當(dāng)天線輸入端處基本上不存在任何LF信號但所述裝置加電并做好接收準(zhǔn)備時(shí)，AFE 228處于低電流備用模式中。當(dāng)一LF天線輸入端上存在一LF信號且內(nèi)部電路在隨所接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行切換時(shí)，AFE 228處于低電流工作模式中。
AFE 228可利用易失性寄存器來存儲配置字節(jié)。較佳地，所述配置寄存器需要使用某種形式的錯誤檢測來確保當(dāng)前配置不會因電事件而遭到破壞。在進(jìn)行一加電復(fù)位后，所述配置寄存器默認(rèn)為已知值。然后，可視需要通過SPI接口自外部控制裝置224加載所述配置字節(jié)。所述配置寄存器可將其值通常保持降至1.5V、小于外部控制裝置224的復(fù)位值及AFE 228的加電復(fù)位閾值。較佳地，外部控制裝置224將在出現(xiàn)可能會破壞AFE 228的配置存儲器的電事件時(shí)復(fù)位。然而，通過采用行及列奇偶校驗(yàn)來檢查是否因AFE 228配置寄存器的電事件而遭到破壞，將提醒外部控制裝置224以便采取糾正措施。每一配置字節(jié)均可受到一對八個配置位計(jì)算得出的行奇偶校驗(yàn)位的保護(hù)。
配置存儲器映像也可包括一個列奇偶校驗(yàn)字節(jié)，其中每一位均是對相應(yīng)列的配置位計(jì)算得出的。奇偶校驗(yàn)可為奇校驗(yàn)(或偶校驗(yàn))。設(shè)定/清除的奇偶校驗(yàn)位構(gòu)成奇數(shù)個設(shè)定位，以便當(dāng)進(jìn)行一加電復(fù)位且所述配置存儲器清空時(shí)，將產(chǎn)生一向外部控制裝置224指示所述配置已改變并需要重新加載的奇偶性錯誤。AFE 228可連續(xù)檢查所述配置存儲器映像上的行及列奇偶性。如果出現(xiàn)一奇偶性錯誤，則AFE 228可使SCLK/ALERT引腳變低(中斷外部控制裝置224)，從而指示所述配置存儲器已被破壞/卸載并需要重新編程。奇偶性錯誤不會中斷AFE 228的運(yùn)行，而是指示所述配置寄存器中的內(nèi)容可能被破壞或奇偶校驗(yàn)位被錯誤地編程。
天線輸入保護(hù)可用于防止有過高的電壓進(jìn)入天線輸入端(圖3所示的LCX、LCY及LCZ)中。當(dāng)輸入電壓超過閾電壓VDE_Q時(shí)，每一LC輸入引腳處的RF限制器電路均開始以電阻方式將所附接的外部LC天線解除隊(duì)列。所述限制器與升高的輸入電壓成正比地更強(qiáng)地解除隊(duì)列，以確保所述引腳不超過最大允許硅輸入電壓VLC，并且還將輸入信號限制至一可為內(nèi)部AGC放大器接受的范圍。
可通過使用一調(diào)制場效晶體管(MOD FET)將天線220解除隊(duì)列以便將數(shù)據(jù)調(diào)制到自所述基站/發(fā)射應(yīng)答器讀出器(示顯示)所感應(yīng)的天線電壓上來實(shí)現(xiàn)LF回話。所述調(diào)制數(shù)據(jù)可作為“箝位接通”、“箝位關(guān)斷”命令通過所述數(shù)字SPI接口來自外部控制裝置224。所述調(diào)制電路可包括將這三個LC輸入連接至LCCOM的低電阻性NMOS晶體管。較佳地，所述MOD FET應(yīng)緩慢導(dǎo)通(也許100ns的斜坡)以防止出現(xiàn)可能的高切換電流。當(dāng)所述調(diào)制晶體管導(dǎo)通時(shí)，其低導(dǎo)通電阻(RM)會阻尼所感應(yīng)的LC天線電壓。所述天線電壓在所述MOD FET導(dǎo)通時(shí)最小化而在所述MOD FET關(guān)斷時(shí)最大化。所述MOD FET的低導(dǎo)通電阻(Rm)會形成一高的調(diào)制深度。
加電復(fù)位(未顯示)可保持在復(fù)位狀態(tài)下直至可獲得一足夠的電源電壓為止。所述加電復(fù)位在所述電源電壓足夠供正確運(yùn)行(標(biāo)稱值為Vpor)時(shí)釋放。所述配置寄存器可在進(jìn)行一加電復(fù)位時(shí)全部清空。由于所述配置寄存器受到行及列奇偶性的保護(hù)，因此所述ALERT引腳將被下拉-向外部控制裝置224指示所述配置寄存器存儲器清空并需要加載。
所述LFDATA數(shù)字輸出可經(jīng)配置以傳送解調(diào)器輸出、載波時(shí)鐘輸入或接收機(jī)信號強(qiáng)度指示器(RSSI)輸出。當(dāng)所述解調(diào)器輸出由從調(diào)幅(AM)載波包絡(luò)線恢復(fù)的調(diào)制數(shù)據(jù)位組成時(shí)，通常將使用解調(diào)器輸出。如果載波時(shí)鐘輸出是通過所述配置設(shè)定值加以選擇，則可在LFDATA引腳上得到載波時(shí)鐘輸出。所述載波時(shí)鐘信號可按其原始速度輸出或使用載波時(shí)鐘除法配置放慢到四分之一。根據(jù)同時(shí)接收信號的輸入端數(shù)量及信號之間的相位差而定，所得到的載波時(shí)鐘輸出可能不為所述載波信號的整齊的方波表示形式。如果選定載波始終輸出，則一旦報(bào)頭計(jì)數(shù)器得到傳送，便啟用所述載波時(shí)鐘輸出。當(dāng)LFDATA數(shù)字輸出端配置成在解調(diào)器輸入端上輸出信號時(shí)，此載波時(shí)鐘表示形式可為輸出實(shí)際速度(除以1)或放慢(除以4)。如果選擇接收信號強(qiáng)度指示器(RSSI)，則所述裝置輸出一與所述輸入信號幅值成正比的電流信號。
參見圖12，圖中描繪一實(shí)例性SPI定時(shí)圖。所述SPI接口可利用三個信號現(xiàn)用低芯片選擇(CS)、時(shí)鐘(SCK)及串行數(shù)據(jù)(SDIO)。所述SPI可由外部控制裝置224用來向配置寄存器進(jìn)行寫入及自配置寄存器進(jìn)行讀取并用來控制AFE 228的電路。
參見圖13，圖中描繪一顯示配置寄存器的位組織的實(shí)例性表格。如圖所示，每一配置寄存器均具有九個位，然而，所述配置寄存器可具有多于或小于九個位也涵蓋及歸屬于本發(fā)明的范圍內(nèi)。每一寄存器中的位0可為所述寄存器的行奇偶性。除寄存器7外的所有寄存器均可為可讀取的及可重寫的。寄存器6可為列奇偶校驗(yàn)位寄存器，其中寄存器6中的每一位均可為對應(yīng)寄存器按列布置的位組合的奇偶校驗(yàn)位。寄存器7可為AFE 228的一電路活動狀態(tài)寄存器，并可為只讀寄存器。例如，狀態(tài)寄存器7可指示哪一個信道引發(fā)一輸出來喚醒AFE 228、指示AGC電路活動、指示所述“告警輸出低”是歸因于一奇偶校驗(yàn)錯誤還是歸因于噪聲警報(bào)定時(shí)器、等等。
圖14為對AFE發(fā)射應(yīng)答機(jī)電路及其配置寄存器的SPI命令的一實(shí)例性表格。
本文已根據(jù)各具體實(shí)例性實(shí)施例闡述了本發(fā)明。根據(jù)本發(fā)明，可改變系統(tǒng)參數(shù)，通常是由設(shè)計(jì)工程師針對所期望的應(yīng)用來規(guī)定及選擇所述系統(tǒng)參數(shù)而異。此外，還涵蓋所屬領(lǐng)域的一般技術(shù)人員根據(jù)本文中所述的教示內(nèi)容可容易地設(shè)想出的其它實(shí)施例，其也可歸屬于由隨附權(quán)利要求書所界定的本發(fā)明范圍內(nèi)?？砂此鶎兕I(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)本文中所述的教示內(nèi)容而易知的不同但等效的方式來修改及實(shí)踐本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種用于減少因有害輸入信號而將一遠(yuǎn)程無鑰匙進(jìn)入(RKE)發(fā)射應(yīng)答機(jī)誤喚醒的方法，所述方法包括如下步驟使用一遠(yuǎn)程無鑰匙進(jìn)入(RKE)發(fā)射應(yīng)答機(jī)的一模擬前端(AFE)來接收一輸入信號；在接收到所述輸入信號時(shí)啟動一噪聲報(bào)警定時(shí)器，其中所述噪聲報(bào)警定時(shí)器具有一超時(shí)周期；及判定所述所接收信號在所述超時(shí)周期內(nèi)是否滿足一預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)，其中如果所述所接收信號在所述超時(shí)周期內(nèi)滿足所述預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)，則禁用所述噪聲報(bào)警定時(shí)器，及如果所述所接收信號在所述超時(shí)周期內(nèi)不滿足所述預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)，則產(chǎn)生一噪聲報(bào)警。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述超時(shí)周期約為32毫秒。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中通過一智能喚醒濾波器來判定所述預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中通過一數(shù)字鑒別濾波器來判定所述預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其進(jìn)一步包括如下步驟當(dāng)所述所接收的信號在所述超時(shí)周期內(nèi)滿足所述預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)喚醒一用于接受信號數(shù)據(jù)的外部控制裝置。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其進(jìn)一步包括如下步驟當(dāng)產(chǎn)生所述噪聲報(bào)警時(shí)喚醒一外部控制裝置，以使所述外部控制裝置將調(diào)整所述AFE的一參數(shù)從而基本上忽略在所述超時(shí)周期內(nèi)不滿足所述預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)的所述信號。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中所述參數(shù)是所述AFE的放大器增益。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中對所述AFE的所述放大器增益進(jìn)行動態(tài)調(diào)整。
9.如權(quán)利要求6所述的方法，其進(jìn)一步包括如下步驟修改所述數(shù)字鑒別濾波器的所述預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)并隨后判定一所接收信號是否在所述超時(shí)周期內(nèi)滿足所述已修改的預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其中根據(jù)一AFE內(nèi)部振蕩器頻率來計(jì)算所述超時(shí)周期。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其中當(dāng)在所述超時(shí)周期內(nèi)所述所接收信號大致接通達(dá)一預(yù)定接通周期及大致關(guān)斷達(dá)一預(yù)定斷開周期時(shí)，所述預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)得到滿足。
12.如權(quán)利要求1所述的方法，其進(jìn)一步包括如下步驟當(dāng)產(chǎn)生所述噪聲報(bào)警時(shí)，將所述AFE置于一種休眠模式中。
13.如權(quán)利要求1所述的方法，其進(jìn)一步包括如下步驟當(dāng)未接收到信號時(shí)啟用所述噪聲報(bào)警定時(shí)器。
14.如權(quán)利要求1所述的方法，其進(jìn)一步包括如下步驟當(dāng)基本未接收到信號時(shí)，將所述噪聲報(bào)警復(fù)位。
15.一種用于減少因有害輸入信號而使一多信道遠(yuǎn)程無鑰匙進(jìn)入(RKE)發(fā)射應(yīng)答機(jī)誤喚醒的方法，所述方法包括如下步驟通過一遠(yuǎn)程無鑰匙進(jìn)入(RKE)發(fā)射應(yīng)答機(jī)的一多信道模擬前端(AFE)來接收一輸入信號；在接收到所述輸入信號時(shí)啟動一噪聲報(bào)警定時(shí)器，其中所述噪聲報(bào)警定時(shí)器具有一超時(shí)周期；及判定所述所接收信號在所述超時(shí)周期內(nèi)是否滿足一預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)，其中如果所述所接收信號在所述超時(shí)周期內(nèi)滿足所述預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)，則禁用所述噪聲報(bào)警定時(shí)器，且如果所述所接收信號在所述超時(shí)周期內(nèi)不滿足所述預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)，則產(chǎn)生一噪聲報(bào)警。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其中所述超時(shí)周期約為32毫秒。
17.如權(quán)利要求15所述的方法，其中通過一智能喚醒濾波器來判定所述預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其中所述智能喚醒濾波器具有可編程的參數(shù)。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其中所述可編程的參數(shù)存儲于一配置寄存器中。
20.如權(quán)利要求15所述的方法，其中通過一數(shù)字鑒別濾波器來判定所述預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)。
21.如權(quán)利要求15所述的方法，其進(jìn)一步包括如下步驟當(dāng)所述所接收信號在所述超時(shí)周期內(nèi)滿足所述預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)喚醒一用于接受信號數(shù)據(jù)的外部控制裝置。
22.如權(quán)利要求15所述的方法，其進(jìn)一步包括如下步驟當(dāng)產(chǎn)生所述噪聲報(bào)警時(shí)喚醒一外部控制裝置，以使所述外部控制裝置將調(diào)整所述AFE的一參數(shù)從而基本上忽略在所述超時(shí)周期內(nèi)不滿足所述預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)的所述信號。
23.如權(quán)利要求22所述的方法，其中所述參數(shù)是所述AFE的一輸入信道的放大器增益。
24.如權(quán)利要求23所述的方法，其中對所述AFE的所述信道的所述增益進(jìn)行動態(tài)調(diào)整。
25.如權(quán)利要求22所述的方法，其進(jìn)一步包括如下步驟修改所述數(shù)字鑒別濾波器的所述預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)并隨后判定一所接收信號是否在所述超時(shí)周期內(nèi)滿足所述已修改的預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)。
26.如權(quán)利要求15所述的方法，其中根據(jù)一AFE內(nèi)部振蕩器頻率來計(jì)算所述超時(shí)周期。
27.如權(quán)利要求15所述的方法，其中當(dāng)在所述超時(shí)周期內(nèi)所述所接收的信號大致接通達(dá)一預(yù)定接通周期及大致關(guān)斷達(dá)一預(yù)定斷開周期時(shí)，所述預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)得到滿足。
28.如權(quán)利要求15所述的方法，其進(jìn)一步包括如下步驟當(dāng)產(chǎn)生一噪聲報(bào)警時(shí)，禁用所述AFE的至少一個輸入信道。
29.如權(quán)利要求15所述的方法，其進(jìn)一步包括如下步驟禁用所述AFE中每一接收到一在所述超時(shí)周期內(nèi)不滿足所述預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)的信號的信道。
30.如權(quán)利要求15所述的方法，其中所述所接收信號處于一從約100kHz到約400kHz的頻率。
31.如權(quán)利要求15所述的方法，其中所述所接收的信號處于一約125kHz的頻率。
32.如權(quán)利要求15所述的方法，其中所述多信道AFE包括三個信道。
33.一種具有減少的因有害輸入信號而引起的誤喚醒的遠(yuǎn)程無鑰匙進(jìn)入(RKE)發(fā)射應(yīng)答機(jī)，其包括一模擬前端(AFE)；及一具有一超時(shí)周期的噪聲報(bào)警定時(shí)器，其中當(dāng)所述AFE接收到一輸入信號時(shí)，所述噪聲報(bào)警定時(shí)器便開始一超時(shí)周期，在所述超時(shí)周期期間，所述所接收的輸入信號必須滿足一預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)，否則會產(chǎn)生一噪聲報(bào)警。
34.如權(quán)利要求33所述的RKE發(fā)射應(yīng)答機(jī)，其中所述AFE包括一放大器及一信號檢測器。
35.如權(quán)利要求33所述的RKE發(fā)射應(yīng)答機(jī)，其進(jìn)一步包括一用于判定所述所接收信號是否滿足所述預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)的智能喚醒濾波器。
36.如權(quán)利要求33所述的RKE發(fā)射應(yīng)答機(jī)，其進(jìn)一步包括一適于接收所述所產(chǎn)生的噪聲報(bào)警的外部控制裝置，藉此所述外部控制裝置調(diào)整所述AFE的一參數(shù)以便基本上忽略在所述超時(shí)周期內(nèi)不滿足所述預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)的所述所接收信號。
37.如權(quán)利要求36所述的RKE發(fā)射應(yīng)答機(jī)，其中所述參數(shù)為所述AFE的放大器增益。
38.如權(quán)利要求37所述的RKE發(fā)射應(yīng)答機(jī)，其中所述AFE中每一信道的所述放大器增益均由所述外部控制裝置動態(tài)地調(diào)整。
39.如權(quán)利要求36所述的RKE發(fā)射應(yīng)答機(jī)，其中所述外部控制裝置選自由數(shù)字處理器、微控制器、微處理器、數(shù)字信號處理器、應(yīng)用專用集成電路(ASIC)及可編程邏輯陣列(PLA)組成的群組中。
40.如權(quán)利要求33所述的RKE發(fā)射應(yīng)答機(jī)，其中當(dāng)產(chǎn)生所述噪聲報(bào)警時(shí)，將所述AFE置于一休眠模式中。
41.如權(quán)利要求40所述的RKE發(fā)射應(yīng)答機(jī)，其中當(dāng)所述AFE處于所述休眠模式中時(shí)，其消耗最少量的功率。
42.如權(quán)利要求33所述的RKE發(fā)射應(yīng)答機(jī)，其中當(dāng)基本未接收到信號時(shí)，將所述噪聲報(bào)警復(fù)位。
43.如權(quán)利要求33所述的RKE發(fā)射應(yīng)答機(jī)，其中所述AFE包括復(fù)數(shù)個輸入信道。
44.如權(quán)利要求43所述的RKE發(fā)射應(yīng)答機(jī)，其中所述復(fù)數(shù)個輸入信道包括三個輸入信道。
45.如權(quán)利要求43所述的RKE發(fā)射應(yīng)答機(jī)，其中所述AFE接收約為125kHz的信號。
46.如權(quán)利要求43所述的RKE發(fā)射應(yīng)答機(jī)，其中所述AFE適于接收從約100kHz至約400kHz的信號。
47.如權(quán)利要求33所述的RKE發(fā)射應(yīng)答機(jī)，其中當(dāng)一外部裝置產(chǎn)生一噪聲報(bào)警時(shí)，視需要禁用所述AFE的一信號信道。
48.如權(quán)利要求43所述的RKE發(fā)射應(yīng)答機(jī)，其中如果一所接收信號在所述超時(shí)周期內(nèi)不滿足所述預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)，則禁用所述復(fù)數(shù)個信號信道的每一信號信道輸出。
全文摘要
本發(fā)明揭示一種遠(yuǎn)程無鑰匙進(jìn)入(RKE)發(fā)射應(yīng)答機(jī)，其具有一具有一時(shí)間間隔的噪聲報(bào)警定時(shí)器，所述噪聲報(bào)警定時(shí)器用于判定一所接收信號是否在一時(shí)間間隔內(nèi)滿足一預(yù)定條件。如果所接收信號在所述時(shí)間間隔內(nèi)滿足所述預(yù)定條件，則禁用所述噪聲報(bào)警定時(shí)器并啟用RK發(fā)射應(yīng)答機(jī)電路，以便開始正常作業(yè)來處理所期望的信號。如果所接收信號在所述時(shí)間間隔內(nèi)不滿足所述預(yù)定條件，則所述噪聲報(bào)警定時(shí)器發(fā)出一告警信號，從而可采取例如以下等適當(dāng)?shù)拇胧员憬档陀捎泻斎胄盘査鸬墓β氏恼{(diào)整信道輸入的靈敏度，禁用一信道，或者將所述RK發(fā)射應(yīng)答機(jī)置于一休眠模式中。一智能喚醒濾波器判定所述輸入信號是否在所述時(shí)間間隔內(nèi)滿足所述預(yù)定條件。
文檔編號G07C9/00GK1957379SQ200580016442
公開日2007年5月2日 申請日期2005年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月23日
發(fā)明者詹姆斯·B·諾蘭, 托馬斯·尤博克·李, 史蒂夫·維尼爾, 艾倫·蘭費(fèi)爾 申請人:密克羅奇普技術(shù)公司