Aparato electrónico con equipo de conmutación entre modos de funcionamiento.

Aparato electrónico (1) con un circuito eléctrico y un equipo de conmutación entre modos de funcionamiento asignado al mismo, mediante el cual se puede despertar el circuito de un estado de reposo a un estado de trabajo, en el que el consumo de corriente del circuito es mayor que en el estado de reposo, con un receptor para la recepción de una señal de radio que presenta un portadora de UHF, que está modulada en amplitud con una señal de modulación, teniendo el receptor una antena de UHF

(6) que está unida a través de un nivel de filtro pasivo (7) con una entrada de un circuito rectificador (8) pasivo, estando unida una salida del circuito rectificador (8) con un equipo de detección (16) para la señal de modulación y estando el equipo de conmutación entre modos de funcionamiento para el despertar del circuito eléctrico situado en el estado de reposo en unión de control con el equipo de detección (16), caracterizado porque para la adaptación de la impedancia de salida del circuito rectificador (8) a la impedancia de entrada del equipo de detección, entre la salida del circuito rectificador (8) y el equipo de detección (16) está dispuesto un filtro pasivo (9) permeable para la señal de modulación y porque el nivel de filtro (7) y/o el filtro (9) presenta un circuito resonante LC con un resonador de cuarzo (12) y/o un resonador microacústico.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2011/002443.

Solicitante: Albert-Ludwigs-Universität Freiburg.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: Fahnenbergplatz 79085 Freiburg ALEMANIA.

Inventor/es: OSTERTAG, THOMAS, GAMM,GERD ULRICH, REINDL,LEONHARD MICHAEL, SIPPEL,MATTHIAS, WENDT,THOMAS, UNGAN,TOLGAY.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION H — ELECTRICIDAD > TECNICA DE LAS COMUNICACIONES ELECTRICAS > REDES DE COMUNICACION INALAMBRICAS > Gestión de potencia, p. ej. TPC [Control de potencia... > H04W52/02 (Disposiciones para ahorro de potencia)

PDF original: ES-2473268_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Aparato electrïnico con equipo de conmutaciïn entre modos de funcionamiento La invenciïn se refiere a un aparato electrïnico con un circuito elïctrico y un equipo de conmutaciïn entre modos de funcionamiento asignado al mismo, mediante el cual se puede despertar el circuito de un estado de reposo a un 5 estado de trabajo, en el que el consumo de corriente del circuito es mayor que en el estado de reposo, con un receptor para la recepciïn de una seïal de radio que presenta un portadora que estï modulada en amplitud con una seïal de modulaciïn, teniendo el receptor una antena de UHF que estï unida a travïs de un nivel de transformador de impedancia pasivo con una entrada de un circuito rectificador pasivo, estando unida una salida del circuito rectificador con un equipo de detecciïn para la seïal de modulaciïn y estando el equipo de conmutaciïn entre modos de funcionamiento para el despertar del circuito elïctrico situado en el estado de reposo en uniïn de control con el equipo de detecciïn.

Un aparato electrïnico de este tipo, que estï configurado como nudo de sensor de radio que se hace funcionar con baterïa para una red de sensor inalïmbrica y que presenta como circuito elïctrico un transceptor, es conocido por Bas van der Doorn y col. "A prototype low-cost wakeup radio for the 868 MHz band", Int. J. Sensors Networks, Vol. 5, 15 Nï 1, 2009, pïginas 22-32. Con un aparato electrïnico de este tipo se pueden transmitir de forma sencilla datos sin un complejo cableado. A este respecto, sin embargo, es desventajoso que la baterïa del aparato presente solo una vida ïtil limitada. Las redes en las que a intervalos mensuales se tienen que renovar las baterïas en los aparatos causan a largo plazo mïs costes que la ïnica inversiïn para el cableado de una red unida por cable correspondiente. Esto es el caso, en particular, cuando los aparatos se emplean en lugares que son solo difïcilmente accesibles.

Para reducir el consumo de energïa, el circuito elïctrico del aparato conocido de antemano se puede llevar con ayuda de un equipo de conmutaciïn entre modos de funcionamiento a un estado de reposo y a uno de trabajo. En el estado de reposo estï reducido el consumo de energïa frente al estado de trabajo. Esto se puede conseguir, por ejemplo, estando desconectadas partes del circuito en el estado de reposo. El denominado despertar del aparato se realiza de forma inalïmbrica mediante una seïal de radio emitida, por ejemplo, de una estaciïn de base. Esta presenta una portadora en la banda de 868 MHz que estï modulada en amplitud con OOK con una seïal de modulaciïn de 125 kHz. En la modulaciïn de amplitud con OOK se conecta y desconecta periïdicamente la portadora con una velocidad de 862 Hz. Ya que la portadora se encuentra en la banda de UHF, el aparato se puede despertar a travïs de una distancia relativamente grande.

Para la recepciïn de la seïal de radio, el aparato tiene un receptor que presenta una antena de UHF que estï unida a travïs de un nivel de transformador de impedancia pasivo con una entrada de un circuito rectificador pasivo. La salida del circuito rectificador estï unida a travïs de un amplificador de operaciïn con una entrada de interrupciïn de un microcontrolador que sirve de equipo de detecciïn para la seïal de modulaciïn o la seïal de despertar. El microcontrolador estï unido con una entrada de interruptor de un microordenador que controla el transceptor. Al

detectar la seïal de modulaciïn se despierta el microordenador a travïs de la entrada de interruptor. Sin embargo, el aparato presenta incluso en el estado de reposo todavïa un consumo de corriente relativamente alto. En particular, el amplificador de operaciïn, que tiene que estar en funcionamiento tambiïn en el estado de reposo constantemente para que el aparato se pueda despertar en cualquier momento, necesita relativamente mucha energïa.

Ademïs, por el documento WO 2004/077761 A1 es conocido un receptor para la recepciïn de una seïal de radio que presenta una portadora que estï modulada con una seïal de modulaciïn con OOK. El receptor tiene una antena de HF que estï unida a travïs de un nivel de filtro pasivo con una entrada de un circuito rectificador pasivo. Una salida del circuito rectificador estï unida con un equipo de detecciïn para la seïal de modulaciïn en la que la seïal portadora sincronizada rectificada se transforma en una seïal digital que sirve como identificaciïn del aparato para un aparato de bluetooth. Cuando la identificaciïn del aparato transmitida de este modo coincide con una 45 identificaciïn de aparato almacenada en el aparato con bluetooth, el aparato con bluetooth se conmuta de un estado de reposo a un estado de trabajo para establecer una conexiïn de bluetooth. Tambiïn este aparato presenta en el estado de reposo un consumo de corriente relativamente elevado.

Por tanto, existe el objetivo de crear un aparato del tipo que se ha mencionado anteriormente que posibilite un consumo reducido de corriente.

Ese objetivo se resuelve al estar dispuesto para la adaptaciïn de la impedancia de salida del circuito rectificador a la impedancia de entrada del equipo de detecciïn entre la salida del circuito rectificador y el equipo de detecciïn un filtro pasivo permeable para la seïal de modulaciïn y al presentar el filtro y/o el nivel de filtro un circuito resonante LC con un resonador de cuarzo y/o un resonador microacïstico.

A este respecto, el circuito resonante LC estï dimensionado de tal manera que el resonador de cuarzo y/o el

resonador microacïstico se hace funcionar entre su frecuencia de resonancia en serie y en paralelo, es decir, en el nivel de filtro se encuentra la frecuencia portadora entre la frecuencia de resonancia en serie y en paralelo del circuito resonante LC y/o en el filtro se encuentra la frecuencia de modulaciïn entre la frecuencia de resonancia en serie y en paralelo del circuito resonante LC. El resonador de cuarzo y/o el resonador microacïstico se usan como inductancia de alta calidad. De este modo, el nivel de filtro que presenta el resonador de cuarzo y/o el resonador microacïstico transforma la impedancia de la antena con elevada calidad en la impedancia de entrada del circuito rectificador o el filtro pasivo que presenta el resonador de cuarzo y/o el resonador microacïstico transforma la impedancia de salida del circuito rectificador en la impedancia de entrada del equipo de detecciïn. Con este fin, el filtro pasivo estï dimensionado de tal manera que en el intervalo de frecuencias de la seïal de modulaciïn la impedancia de salida del filtro unido a travïs del circuito rectificador con la antena de UHF se encuentra mïs prïxima a la impedancia de entrada del equipo de detecciïn que la impedancia de salida del circuito rectificador. El ciclo de frecuencia del filtro estï seleccionado de tal manera que el filtro es permeable para el intervalo de frecuencias de la seïal de modulaciïn y que se debilitan las frecuencias que se encuentran fuera de este intervalo de frecuencias. De este modo, los ruidos y las seïales perturbadoras tales como, por ejemplo, seïales de telefonïa mïvil se suprimen, por lo que se reduce adicionalmente el consumo de corriente del equipo de detecciïn. Preferentemente se emplea un resonador de cuarzo con una frecuencia de resonancia de 32768 Hz, que se usa tambiïn en relojes de cuarzo y, por tanto, estï disponible en elevado nïmero de piezas econïmicamente.

Es ventajoso que el filtro sea permeable para una seïal de modulaciïn, cuya frecuencia o intervalo de frecuencias se encuentra entre 10 kHz y 1, 3 MHz, en particular por encima de 30 kHz y preferentemente por encima de 100 kHz. El filtro pasivo posibilita entonces dimensiones compactas. Ya que las pïrdidas de conmutaciïn del equipo de detecciïn son aproximadamente... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Aparato electrïnico (1) con un circuito elïctrico y un equipo de conmutaciïn entre modos de funcionamiento asignado al mismo, mediante el cual se puede despertar el circuito de un estado de reposo a un estado de trabajo, en el que el consumo de corriente del circuito es mayor que en el estado de reposo, con un receptor para la recepciïn de una seïal de radio que presenta un portadora de UHF, que estï modulada en amplitud con una seïal de modulaciïn, teniendo el receptor una antena de UHF (6) que estï unida a travïs de un nivel de filtro pasivo (7) con una entrada de un circuito rectificador (8) pasivo, estando unida una salida del circuito rectificador (8) con un equipo de detecciïn (16) para la seïal de modulaciïn y estando el equipo de conmutaciïn entre modos de funcionamiento para el despertar del circuito elïctrico situado en el estado de reposo en uniïn de control con el equipo de detecciïn (16) , caracterizado porque para la adaptaciïn de la impedancia de salida del circuito rectificador (8) a la impedancia de entrada del equipo de detecciïn, entre la salida del circuito rectificador (8) y el equipo de detecciïn (16) estï dispuesto un filtro pasivo (9) permeable para la seïal de modulaciïn y porque el nivel de filtro (7) y/o el filtro (9) presenta un circuito resonante LC con un resonador de cuarzo (12) y/o un resonador microacïstico.

2. Aparato electrïnico (1) de acuerdo con la reivindicaciïn 1, caracterizado porque el filtro (9) es permeable para una seïal de modulaciïn, cuya frecuencia o intervalo de frecuencias se encuentra entre 10 kHz y 1, 3 MHz, en particular por encima de 30 kHz y preferentemente por encima de 100 kHz.

3. Aparato electrïnico (1) de acuerdo con la reivindicaciïn 1 o 2, caracterizado porque el circuito resonante LC presenta un condensador (13) que estï conectado en serie con el resonador de cuarzo (12) y/o el resonador microacïstico en un circuito de corriente que une la antena de UHF (6) con una conexiïn para un potencial constante y porque el resonador de cuarzo (12) y/o el resonador microacïstico y el condensador (13) estïn unidos con un nudo (17) que estï conectado en la entrada del circuito rectificador (8) .

4. Aparato electrïnico (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el circuito resonante LC presenta un condensador (13) , que estï conectado en serie con el resonador de cuarzo (12) y/o el resonador microacïstico en un circuito de corriente que une la salida del circuito rectificador (8) con una conexiïn para un potencial constante y porque el resonador de cuarzo (12) y/o el resonador microacïstico y el condensador

(13) estïn unidos con un nudo (15) , al que estï conectado el equipo de detecciïn (16) .

5. Aparato electrïnico (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el circuito resonante LC es un circuito resonante en serie que estï dispuesto en un circuito de corriente que une la antena de UHF (6) con el circuito rectificador pasivo (8) .

6. Aparato electrïnico (1) de acuerdo con la reivindicaciïn 5, caracterizado porque en el circuito de corriente que une la antena de UHF (6) con el circuito rectificador pasivo (8) estï dispuesto un dispositivo de conmutaciïn, mediante el cual este circuito de corriente se puede interrumpir periïdicamente.

7. Aparato electrïnico (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque la seïal de modulaciïn presenta una seïal portadora que estï modulada con una seïal de informaciïn, porque el equipo de detecciïn (16) tiene un equipo de demodulaciïn para la demodulaciïn de la seïal de informaciïn, porque el equipo de detecciïn (16) presenta un equipo de correlaciïn para la comparaciïn de la seïal de informaciïn con una seïal de direcciïn predeterminada, asignada al aparato electrïnico (1) y porque el equipo de correlaciïn estï en uniïn de control de tal modo con el equipo de conmutaciïn entre modos de funcionamiento, que el circuito elïctrico se despierta solamente con una coincidencia de la seïal de datos con la seïal de direcciïn.

8. Aparato electrïnico (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque estï configurado como nudo de radio en el que el circuito elïctrico presenta un transceptor de UHF unido a la antena de UHF.

9. Aparato electrïnico (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque el circuito elïctrico presenta un microordenador (2) .

10. Aparato electrïnico (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque la antena de UHF (6) se puede unir mediante un equipo de conmutaciïn (18) opcional o alternativamente con el transceptor de UHF (3) y el nivel de filtro pasivo (7) y porque el equipo de conmutaciïn (18) se encuentra de tal modo en uniïn de control con el equipo de detecciïn (16) , que la antena de UHF (6) en el estado de reposo del circuito elïctrico estï unida con el nivel de filtro pasivo (7) y en el estado de trabajo, con el transceptor de UHF (3) .