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Patent Searching and Data


Title:
SWITCHING DEVICE ACTUATED WITH A TRANSPONDER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2003/069538
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a device actuated with a transponder (60) for generating a switch signal (S). The device is based on an oscillating circuit (10) with a capacitance (C1), an identification coil (L1) and an oscillator amplifier (12). A frequency observer (20) is connected to the oscillating circuit (10), said frequency observer evaluating the frequency (f1) tuned in the oscillating circuit and emitting a switch signal (S) if a change is detected. The frequency in the oscillating circuit (10) is changed by the approach of a transponder (60). The inventive device enables an almost powerless transponder recognition.

Inventors:
FINKENZELLER KLAUS (DE)
SCHILLER CHRISTOPH (DE)
Application Number:
PCT/EP2003/001144
Publication Date:
August 21, 2003
Filing Date:
February 05, 2003
Export Citation:
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Assignee:
GIESECKE & DEVRIENT GMBH (DE)
FINKENZELLER KLAUS (DE)
SCHILLER CHRISTOPH (DE)
International Classes:
B60R25/01; B60R25/24; E05B49/00; B60R25/40; G06K7/00; G06K17/00; G06K19/07; H04B1/59; H04B5/02; (IPC1-7): G06K7/00
Foreign References:
EP1024451A12000-08-02
US6150948A2000-11-21
DE19855207C12000-05-18
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 1999, no. 08 30 June 1999 (1999-06-30)
Attorney, Agent or Firm:
Klunker, Schmitt-nilson Hirsch (München, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Mit einem Transponder betätigbare Schaltvorrichtung zur Erzeugung ei nes Schaltsignales, gekennzeichnet durch einen Schwingkreis (10) mit einer Kapazität (Ci), einer Erkennungsspule (Li) sowie einem Oszillatorverstärker (12), wobei die Erkennungsspule (L1) und die Kapazität (Ci) die Resonanzfre quenz (fl) des Schwingkreises (10) bestimmen, und einen Frequenzbeobachter (20), welcher die in dem Schwingkreis (10) eingestellte Frequenz (fi) auswertet und bei Feststellen einer Änderung ein Schaltsignal (S) erzeugt.
2. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltsignal (S) über eine Steuerleitung (22) zu einem Funktionsschaltkreis (40) geführt ist.
3. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Os zillatorverstärker (12) und der Frequenzbeobachter (20) von einer unabhän gigen Energiequelle (50) mit Energie versorgt werden.
4. Schaltvorrichtung nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, daß der Frequenzbeobachter (20) trennbar mit der Energieversorgung (50) verbun den ist.
5. Schaltvorrichtung nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, daß die Trennbarkeit durch einen Schalter (24) realsiert ist, der von dem Funktions schaltkreis (40) betätigt wird.
6. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Er kennungsspule (L1) über einen Schalter (30) mit dem Funktionsschaltkreis (40) verbindbar ist.
7. Schaltvorrichtung nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (30) durch das Schaltsignal (S) des Frequenzbeobachters (20) betä tigbar ist.
8. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Re sonanzfrequenz (fl) des Schwingkreises durch die Erkennungsspule (Li) so wie durch eine zu diesem Zweck in den Schwingkreis (10 geschaltete Kapa zität (Ci) definiert wird.
9. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Re sonanzfrequenz (fl) des Schwingkreis (10) übereinstimmt mit der Resonanz frequenz eines Transponders (60).
10. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Frequenzbeobachter (20) ein Differenzierglied beinhaltet.
11. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Frequenzbeobachter (20) dazu ausgebildet ist, eine Änderung der Phasenla ge der in den Schwingkreis (10) eingestellten Resonanzschwingung zu er kennen.
12. Verwendung einer Schaltvorrichtung nach Anspruch 1 zum Einschalten eines Funktionsschaltkreises (40).
13. Verwendung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Funk tionsschaltkreis (40) aus einer begrenzten Energiequelle (42) mit Energie ver sorgt wird.
14. Funktionsauslösesystem mit einem Funktionsschaltkreis (40), welcher durch ein Schaltsignal (S) einschaltbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Erzeugung des Schaltsignales (S) durch eine Schaltvorrichtung gemäß An spruch 1 erfolgt.
15. Berechtigungserkennungssystem mit einem Transponderlesegerät (40), welches durch Kommunikation und einem Transponder (60) die Berechti gung eines Nutzers prüft, dadurch gekennzeichnet, daß das Transponderle segerät (40) mit einer Schaltvorrichtung gemäß Anspruch 1 verbunden ist, welche das Transponderlesegerät (40) einschaltet, wenn ihr ein Transponder (60) präsentiert wurde.
16. Schließsystem für eine Tür, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Schalt vorrichtung gemäß Anspruch 1 aufweist, welche ein Transponderlesegerät (40) einschaltet, das durch Kommunikation mit einem Transponder (60) die Berechtigung eines Nutzers zur Betätigung des Schließsystems prüft.
17. Schließsystem nach Anspruch 16 dadurch gekennzeichnet, daß die Er kennungsspule (Li) in einem Türknauf (70) angeordnet ist.
18. Schließsystem nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Er kennungsspule (L1) in einem Hohlraum (76) angeordnet ist, welcher an den Innenwänden zum Türknauf (70) hin mit einer Abschirmung (78) belegt ist.
19. Schließsystem nach Anspruch 16 dadurch gekennzeichnet, daß die Ab schirmung (78) von einem Material gebildet ist, das Verluste durch in das Türknaufmaterial induzierte Wirbelströme verhindert.
Description:
Mit einem Transponder betätigbare Schaltvorrichtung Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung nach der Gattung des Haupt- anspruchs. Eine Vorrichtung dieser Art ist aus der DE 198 55 207 Cl bekannt.

Darin ist eine Transponderleseeinrichtung beschrieben, die durch ein Schalt- signal einschaltbar ist, welches erzeugt wird, indem durch Heranführen ei- nes ferromagnetischen Elementes an eine Erkennungsspule darin eine Span- nung induziert wird. Die Erkennungsspule ist eigens für die Auslösung des Schaltvorganges vorgesehen und um einen Permanentmagneten herum aus- gebildet. Das ferromagnetische Element ist zusammen mit dem Transponder auf einem Codeträger untergebracht, der beispielsweise ein Schlüssel sein kann. Die Vorrichtung erlaubt das Einschalten der Transponderleseeinrich- tung durch bloßes Annähern des Codeträgers, ohne daß dieser einer eigenen Energieversorgung bedarf. Die Vorrichtung erfordert allerdings den ständi- gen Betrieb einer Verstärkerschaltung, die zur Verstärkung der in die Erken- nungsspule induzierten Spannung eingesetzt wird. Dabei entstehen Leer- laufverluste, die von der Energieversorgung ständig ausgeglichen werden müssen. Der Betrieb der Vorrichtung setzt deshalb eine ausreichend große Energieversorgung voraus. Muß diese sehr klein dimensioniert werden, ist die Vorrichtung nicht oder nur bedingt einsetzbar.

Eine verbreitete Transponderanwendung bilden kontaktlose tragbare Daten- träger, die mit einem Lesegerät zusammenwirken, das über eine Spule ver- fügt, mittels derer es einen in den Ansprechbereich gebrachten Transponder zum einen mit Energie versorgt, zum anderen ausliest. Um das Heranführen eines Transponders zu erkennen, erzeugt das Lesegerät zyklisch in kurzen zeitlichen Abständen ein Magnetfeld, das geeignet ist, einen gegebenenfalls in den Ansprechbereich gebrachten Transponder mit Energie zu versorgen.

Zugleich sendet das Lesegerät in der Regel jeweils ein Abfragesignal, mit dem ein Transponder angesprochen wird. Die regelmäßige Erzeugung von Magnetfeld und Abfragesignal bedingt einen vergleichsweise hohen Ener-

gieverbrauch, der das Konzept ungeeignet macht für Anwendungen, in de- nen eine ausreichend große Energieversorgung nicht zur Verfügung gestellt werden kann.

Aus der DE 100 06 747 AI ist weiterhin eine gattungsgemäße Vorrichtung entnehmbar, welche speziell auf das Problem des Energieverbrauchs ausge- richtet ist. Vorgeschlagen wird, ein tragbares Transponderelement mit einem Permanentmagneten zu versehen, welcher bei Annäherung an eine Leseein- richtung einen darin angeordneten, durch einen Magneten gesteuerten Schalter betätigt. Die vorgeschlagene Vorrichtung minimiert den Energie- verbrauch der Leseeinrichtung, da diese in Abwesenheit eines Transponders vollständig ausgeschaltet bleiben kann. Der Einbau eines Permanentmagne- ten bedingt allerdings konstruktive Maßnahmen an den damit auszustatten- den Transponderelementen, die nicht immer ohne weiteres vorgenommen werden können. Schon wegen des Problems der mechanischen Integration eignet sich die Lösung beispielsweise nicht für kontaktlose Chipkarten. Häu- fig ist das von einem Permanentmagneten erzeugte Magnetfeld im Hinblick auf die praktische Nutzbarkeit der damit versehenen Transponder zudem unerwünscht. Dies gilt beispielsweise für tragbare Datenträger im Chipkar- tenformat, bei denen Information auf einem Magnetstreifen hinterlegt ist.

Auch ist die Handhabung derartiger Transponder insofern beeinträchtigt, als sie von anderen, für Magnetfelder empfindlichen Schaltungen ferngehalten werden müssen.

Das"RFID-Handbuch"von K. Finkenzeller, Carl Hanser Verlag, 2. Auflage, 2000, beschreibt ausführlich die Grundlagen der Transpondertechnologie und gibt Beispiele für Transponderanwendungen. Besonders im Kapitel 4 dieses Buches finden sich Grundlageninformationen und ergänzendene Er- läuterungen zu der nachfolgend beschriebenen Erfindung. Auf diese Passa-

gen im besonderen wie auf das Buch als ganzes wird ausdrücklich verwie- sen, sie sollen Teil dieser Anmeldung sein.

Aus der DE 196 02 316 Cl ist eine Vorrichtung zum Übertragen von Daten und Versorgungsenergie von/zu einem Transponder bekannt, die bei- spielsweise in einem Diebstahlschutzsystem eines Kraftfahrzeuges Verwen- dung finden kann. Die Vorrichtung weist einen stationären Transceiver so- wie einen tragbaren Transponder auf, der beim Annähern an den Transcei- ver mit diesem zusammenwirkt. Um eine möglichst effektive Energie-bzw.

Datenübertragung zu erreichen wird vorgeschlagen, nach der Herstellung des Transceivers die Resonanzfrequenz des Sendeantennenkreises und/oder die Größe des in dem Sendeantennenkreises fließenden Erregerstroms so einzustellen, daß sich eine maximale Energieübertragung zum Transponder ergibt. Die gefundene Einstellung wird schaltungstechnisch fixiert.

Aus der DE 199 23 367 AI ist eine Vorrichtung zur berührungslosen Positi- onserfassung eines Gegenstandes bekannt, die eine Sende-, eine Empfangs- antenne, sowie eine Auswerteschaltung besitzt. Die Sende-und die Emp- fangsantenne beeinflussen sich dabei gegenseitig. Bei Anwesenheit eines Ge- genstandes ändert sich ihre Kopplung. Die Änderung wird erfaßt und aus- gewertet.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine mit einem Transponder betätigbare Schal- tungsvorrichtung anzugeben, die auf Seiten des geschalteten Schaltkreises einen möglichst geringen Energieverbrauch ermöglicht und dabei ohne Be- schränkung einsetzbar ist.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung mit Merkmalen des Hauptanspruchs. Erfindungsgemäß wird die Erzeugung eines Schaltsigna-

les, und damit ein Schaltvorgang, ausgelöst, indem die Verstimmung der Resonanzfrequenz eines Schwingkreises festgestellt wird. Der Schwingkreis und die für die Erkennung benötigte Schaltung könnene nahezu leistungslos betrieben werden. Entsprechend weist die erfindungsgemäße Schaltvorrich- tung einen außerordentlich geringen Energieverbrauch auf. Sie eignet sich deshalb in besonderer Weise zur Betätigung von Schaltkreisen, deren Ener- gieversorgung aus einer begrenzten Energiequelle erfolgt. Insbesondere eig- net sie sich zur Versorgung von aus kleinen Batterien gespeisten Schaltkrei- sen. Die weitgehende Unabhängigkeit von der Größe der zur Verfügung stehenden Energiequelle erlaubt eine freizügige Verwendung der Vorrich- tung in einer Vielzahl von sonst nicht in Betracht kommenden Einbauorten.

Unter anderem eignet sie sich zum Einbau in Türschließeinrichtungen, um ein transpondergestütztes, berührungsloses Türöffnen zu ermöglichen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist weiterhin sehr benutzerfreundlich, weil sie von einem Benutzer keinerlei besondere Handhabungsmaßnahmen erfordert. Die eingesetzten Transponder haben eine übliche Erscheinungs- form und werden auf übliche Weise genutzt. Die übliche Ausführung der eingesetzten Transponder wirkt sich auch vorteilhaft auf ihre Herstellung aus, da keine besonderen konstruktiven Maßnahmen im Aufbau erforderlich sind. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht insbe- sondere darin, daß transponderseitig die ohnehin vorhandene Spule des Transponders den Schaltvorgang auslöst, besondere Bauelemente mithin nicht erforderlich sind. Die Transponder können entsprechend kostengüns- tig ausgeführt werden.

Unter Bezugnahme auf die Zeichnung wird nachfolgend ein Ausführungs- beispiel der Erfindung näher erläutert.

Zeichnung : Es zeigen : Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Schaltvorrichtung, Fig. 2 ein Ersatzschaltbild eines Teils der Schaltvorrichtung, Fig. 3 ein Ersatzschaltbild eines Frequenzbeobachters, Fig. 4 eine Nutzung der Schaltvorrichtung in einer Türschließeinrichtung.

Beschreibung : Grundelemente der in Fig. 1 gezeigten Schaltvorrichtung sind ein Schwing- kreis 10, ein an den Schwingkreis 10 angeschlossener Frequenzbeobachter 20, ein in dem Schwingkreis 10 angeordneter, von dem Frequenzbeobachter 20 betätigter Schalter 30, ein mit dem Schalter 30 und dem Frequenzbeobachter 20 verbundener Funktiosschaltkreis 40 sowie ein Transponder 60 zum Aus- lösen eines Schaltvorganges. Ein weiteres Grundelement ist daneben eine Energiequelle 50, welche den Schwingkreis 10, den Frequenzbeobachter 20 sowie den Schalter 30 mit Energie versorgt.

Der Schwingkreis 10 baut sich aus einer Erkennungsspule Li, einer Kapazität Ci sowie einem Oszillatorverstärker 12 auf. Weiterer Bestandteil des Schwingkreises 10 ist zudem der Schalter 30. Die Erkennungsspule Li und die Kapazität Ci bestimmen die Resonanzfrequenz fi des Schwingkreises 10.

Der Oszillatorverstärker 12 ist zweckmäßig als rückgekoppelter Transistor- verstärker ausgeführt. Er erhält den Schwingkreis 10 in Resonanz auf der

Resonanzfrequenz fi und gleicht die über die Erkennungsspule Li und die Kapazität Ci sowie gegebenenfalls vorhandene weitere Bauelemente entste- henden Energieverluste aus. Er ist hierzu mit der Energiequelle 50 verbun- den.

Der Frequenzbeobachter 20 beinhaltet eine Schaltung, die es erlaubt Ände- rungen der auf dem Schwingkreis 10 stehenden Resonanzfrequenz fi zu er- kennen. Die Schaltung ist hierzu vorzugsweise als Amplitudenmeßeinrich- tung, als Phasenmeßeinrichtung oder als Frequenzmeßeinrichtung ausgebil- det. Erkennt der Frequenzbeobachter 20 eine Verstimmung der Resonanz- frequenz fi im Schwingkreis 10, erzeugt er ein Schaltsignal S, welches über eine Steuerleitung 22 zum einen den Schalter 30 anspricht, zum, anderen den Funktionsschaltkreis 40.

Die Energieversorgung des Frequenzbeobachters 20 erfolgt aus der Energie- quelle 50, mit der er hierzu verbunden ist. Zweckmäßig erfolgt die Verbin- dung über einen Schalter 24, der durch den Funktionsschaltkreis 40 betätigt wird. Mittels des Schalters 24 trennt der Funktionsschaltkreis 40 den Fre- quenzbeobachter 20 für die Dauer der Kommunikation mit einem Transpon- der 60 von der Energieversorgung 50, nachdem er zuvor selbst durch ein Schaltsignal S eingeschaltet wurde. Nach Abschluß einer Kommunikation mit einem Transponder 60 schaltet der Funktionsschaltkreis 40 den Fre- quenzbeobachter 20 wieder ein, indem er ihn durch Umlegen des Schalters 24 wieder mit der Energiequelle 50 verbindet.

Der Schalter 30 kann von beliebiger Bauart sein. In seiner Grundstellung 32 schließt er, wie in Fig. 1 angedeutet, den Schwingkreis 10. Nach Erhalt eines Schaltsignales S über die Steuerleitung 22 wechselt er in die Position 34 und verbindet die Erkennungsspule Li mit dem Funktionsschaltkreis 40.

Der Funktionsschaltkreis 40 kann grundsätzlich durch jede beliebige Schal- tung gebildet sein, welche durch ein Schaltsignal S ansprechbar ist. Im Aus- führungsbeispiel wird davon ausgegangen, daß der Funktionsschaltkreis 40 ein kontaklos arbeitendes Transponderlesegerät ist, welches im Anschluß an eine Kommunikation mit einem Transponder 60 eine Funktion auslöst oder nicht auslöst. Im Hinblick auf die mittels der beschriebenen Vorrichtung er- zielbaren Vorteile wird ferner davon ausgegangen, daß der, im folgenden Lesegerät genannte, Funktionsschaltkreis 40 eine eigene Energiequelle 42 in Gestalt einer Batterie besitzt. Zur Durchführung einer Kommunikation mit einem Transponder 60 ist das Lesegerät 40 durch Bewegen des Schalters 30 in die Position 34 mit der Erkennungsspule Li verbindbar. Durch ein über die Steuerleitung 22 zugeführtes Steuersignal S wird es eingeschaltet. Wei- terhin kann das Lesegerät 40 mit einem zwischen Energiequelle 50 und Fre- quenzbeobachter 20 angeordneten Schalter 24 verbunden sein, über den der Frequenzbeobachter 20 ein-und ausschaltbar ist, indem er mit der Energie- quelle 50 verbunden bzw. nicht verbunden ist.

Die Energiequelle 50 hat zweckmäßig die Gestalt einer Batterie. Sie liefert die Energieversorgung für den Oszillatorverstärker 12, den Frequenzbeobachter 20 und den Schalter 30. Die Energiequelle 50 kann eine bauliche Einheit mit der Energiequelle 42 bilden und insbesondere auch von einer einzelnen E- nergiequelle, also etwa durch eine einzelne Batterie gebildet sein.

Der Transponder 60 ist von üblicher Bauart und fungiert beispielsweise als Träger für einen Code, der durch das Lesegerät 40 geprüft wird. Beispiels- weise besitzt er die Gestalt eines tragbaren Datenträgers im Format einer Norm-Chipkarte. Daneben kann er auch in beliebigen anderen Bauformen vorliegen, etwa in Gestalt einer Armbanduhr oder eines Schreibgerätes. We-

sentlicher Bestandteil des Transponders 60 im Hinblick auf die hier beschrie- bene Vorrichtung ist eine Transponderspule L2. Durch sie läßt sich ein Schaltvorgang auslösen.

Funktionsgrundlage der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung bildet eine mag- netische Gegenkopplung M, die sich zwischen der Erkennungsspule Li und der Transponderspule L2 einstellt, wenn beide in ausreichende Nähe zuein- ander gebracht werden. Die Gegenkopplung M stellt sich dabei ein, ohne daß es einer aktiven Mitwirkung des Transponders 60 bedarf, der Transpon- der 60 muß keine Energie bereitstellen. Durch die Gegenkopplung M wird eine Impedanz ZT in die Erkennungsspule Li transformiert. Die Einkopplung der Impedanz ZT hat zur Folge, daß sich die Resonanzbedingungen im Schwingreis 10 ändern. Dadurch ändert sich die Resonanzfrequenz fi des Schwingkreises 10 : Die eingekoppelte Impedanz ZT ist dabei nicht abhängig von der Größe des in dem Schwingkreis 10 fließenden Stromes Il. Dieser kann daher durch geeignete Dimensionierung der Schwingkreisbauelemente auf einen Wert von nahezu 0 eingestellt werden kann.

Für die eingekoppelte Impedanz ZT gilt : ZT = co2 k2 Li L2 (R2 +jmL2 + RL/ (1+ jo R)- (l) wobei für die magnetische Kopplung M zwischen der Erkennungsspule Li und der Transponderspule L2 gilt : M = k (Li L2) 1/2.

Eine Ableitung der Beziehung (1) für die transformiert Impedanz ZT findet sich in dem in der Einleitung angegebenen"RFID-Handbuch", C. Finken-

zeller, 2. Auflage, 2000, insbesondere Kapitel 4.1. 10. Unter besonderem Hin- weis auf dieses Buch wird von einer detaillierten Ableitung an dieser Stelle abgesehen.

Zur Erläuterung der Bedeutung der Beziehung (1) zeigt Fig. 2 ein Ersatz- schaltbild des Schwingkreises 10 und des Transponders 60. Der Schwing- kreis 10 umfaßt die Erkennungsspule Li, einen der Erkennungsspule Li zu- geordneten ohmschen Widerstand Ri, einen rückgekoppelten Verstärker V als Oszillatorverstärker 12 sowie eine Gesamtkapazität Ci, die sich zusam- mensetzt aus einer ersten Teilkapazität Cii zur Herbeiführung einer Span- nungsteilung für die Rückkopplung sowie einer zweiten Teilkapazität C12 zur Einstellung der Resonanzfrequenz. Die Bauelemente des Schwingkreises 10 sind vorzugsweise so dimensioniert, daß die Erkennungsspule Li und die Kapazität Ci die Resonanzfrequenz fi des Schwingkreises 10 im wesentlichen alleine bestimmen.

Um einen möglichst großen Effekt zu erreichen, werden Li und Ci vorzugs- weise so gewählt, daß der unbelastete Schwingkreis 10 genau auf der Reso- nanzfrequenz eines korrespondierenden Transponders 60 arbeitet. In diesem Fall wird für ZT ein maximaler Wert erreicht, wodurch die Erkennung einer Verstimmung durch den Frequenzbeobachter 20 verbessert wird.

Angelehnt an gängige Transponderlösungen liegen typische im Schwing- kreis 10 eingestellte und gleichermaßen vom Transponder 60 genutzte Reso- nanzfrequenzen fi unterhalb von 135 kHz. Grundsätzlich kommen aber auch beliebige andere Frequenzbereiche in Betracht, z. B. die für die ISO-Normen relevante Frequenz von 13,56 MHz.

Der Transponder 60 besteht aus der Transponderspule L2, einer Spannungs- quelle U2, einer Transponderimpedanz Z2 sowie einem ohmschen Wider- stand R2 der Transponderspule L2. Die Transponderimpedanz Z2 setzt sich dabei aus einem Lastwiderstand RL sowie einer Kapazität C2 zusammen. Die Spannungsquelle U2 bildet die Spannung, die aufgrund der magnetischen Kopplung M durch den in der Erkennungsspule Li fließenden Strom Il in die Transponderspule L2 induziert wird.

Fig. 3 zeigt ein Ersatzschaltbild eines möglichen Frequenzbeobachters 20. Er ist an einem der Anschlußpunkte A an dem Schwingkreis 10 angeschaltet.

Grundlage des gezeigten Frequenzbeobachters 20 bildet ein Differenzier- glied, das eine Diode D3, eine seriell nachgeschaltete Differenzierkapazität 31 sowie eine Parallelschaltung aus einem Widerstand R3 und einer Kapazi- tät C32 umfaßt, über welche der Ausgang der Diode D3 mit Masse verbunden ist. Der Ausgang der Differenzierkapazität Cgi bildet den Eingang einer Schmitt-Triggerschaltung ST, an deren Ausgang ein gegebenenfalls erzeugtes Schaltsignal S anliegt.

Der Frequenzbeobachter 20 mit der in Fig. 3 wiedergegebenen Schaltung arbeitet wie folgt. Ist im unbelasteten Schwingkreis 10 in Abwesenheit eines Transponders 60 eine konstante Schwingung mit der Resonanzfrequenz fi eingestellt, liegt am Ausgang der Diode D3 eine konstante Gleichspannung an, die zu der Amplitude der Schwingung im Schwingkreis 10 proportional ist. Über dem Widerstand RB erzeugt sie einen-minimalen-Stromfluß Is, dessen Größe durch entsprechende Dimensionierung des Widerstandes R3 auf einen Wert von nahezu 0 einstellbar ist.

Wird nun ein Transponder 60 mit einer Transponderspule L2 in das Feld der Erkennungsspule Li gebracht, bewirkt diese Annäherung die Einkopplung

einer Impedanz ZT gemäß der Beziehung (1) in den Schwingkreis 10. Hier- durch ändern sich in dem Schwingkreis 10 die Resonanzfrequenz fi und die Amplitude der Schwingung. Am Ausgang der Diode D3 entsteht dadurch vorübergehend eine sich entsprechend der Änderung der Amplitude verän- dernde Wechselspannung, welche an der Differenzierkapazität CB als Span- nungspuls erscheint und einen kurzfristigen, impulsartigen Stromfluß zu der Schmitt-Triggerschaltung ST bewirkt. Diese wird durch den Spannungspuls veranlaßt, ein Schaltsignal S abzugeben. Das Schaltsignal S bewirkt nun zum einen das Umschalten des Schalters 30 in die Position 34. Dadurch wird die Erkennungsspule Li mit dem Lesegrät 40 verbunden und dient diesem nach- folgend als Energieübertrager und Kommunikationseinrichtung zur Ener- gieversorgung und Kommunikation mit dem Transponder 60. Zum anderen schaltet das Schaltsignal S das Lesegerät 40 ein.

Ist ein Schalter 24 vorhanden, schaltet das Lesegerät 40, nachdem es selbst eingeschaltet wurde, seinerseits den Frequenzbeobachter 20 aus, indem es den Schalter 24 in die Position 28 steuert. Anschließend kommuniziert das Lesegerät 40 über die Spule Li mit dem Transponder 60. Nach Beendigung der Kommunikation mit einem Transponder 60 schaltet das Lesegerät 40 den Frequenzbeobachter 20 wieder ein.

Fig. 4 zeigt eine Anwendung der beschriebenen Schaltvorrichtung in einem Schließsystem für Türen. Dargestellt ist ein drehbarer Türknauf 70, welcher auf einer Welle 72 sitzt, die in eine-nicht gezeigte-Tür geführt ist und dort durch Drehung die Entriegelung bzw. die Verriegelung der Tür durch Be- wegen einer mechanischen Sperre ermöglicht. Der Türknauf 70 besitzt in- nenliegend einen ersten Hohlraum 74 zur Aufnahme einer ersten Batterie 50 zur Energieversorgung der Schaltvorrichtung sowie einer zweiten Batterie 42 zur Energieversorgung eines-nicht gezeigten-Lesegerätes 40. Anstelle

zweier Batterien 50,42 kann auch eine einzelne Batterie vorgesehen sein, die sowohl die Schaltvorrichtung wie das Lesegerät 40 versorgt. An der außen- liegenden, nutzerzugewandten Endfläche besitzt der Türknauf 70 desweite- ren einen zweiten Hohlraum 76, in dem eine Erkennungsspule Li angeord- net ist. Die Erkennungsspule Li ist gemäß der in Fig. 1 dargestellten Variante über einen-ebenfalls nicht gezeigten-Schalter 30 mit dem Lesegerät 40 ver- bunden und dient nach Erkennen eines Transponders 60 zur Kommunikati- on damit sowie zu dessen Energieversorgung.

Der Türknauf 70 besteht aus einem metallischem Material. Um sicherzustel- len, daß der Betrieb der Erkennungsspule 76 nicht durch Verluste durch Wirbelstrominduktion in das Türknaufmaterial beeinträchtigt, wird, ist die Innenoberfläche des Hohlraumes 76 mit einer Abschirmung 78 belegt. Als Material für die Abschirmung 78 eignen sich z. B. Ferritmaterialien oder hochpermeable Metalle, etwa amorphe Metalle. Weiter kann vorgesehen sein, daß die Erkennungsspule 76 auf einen Ferritkern gewickelt ist. Diese Ausführungsvariante empfiehlt sich besonders, wenn die Resonanzfrequenz fi im unbelasteten Schwingkreis 10 kleiner ist als 135 kHz.

In einem weiteren, nicht gezeigten Hohlraum in dem Türknauf 70 ist das Lesegerät 40 angeordnet. Vorzugsweise nutzt das Lesegerät 40 zur Kommu- nikation mit einem Transponder 60, wie Fig. 1 dargestellt, die Erkennungs- spule Li, die zu diesem Zweck nach erkannter Annäherung eines Transpon- ders 60 über einen Schalter 30 auf das Lesegerät 40 geschaltet wird.

Unter Beibehaltung des grundlegenden Ansatzes, eine Schaltvorrichtung zu realisieren, welche durch Erkennen der Verstimmung einer Resonanzfre- quenz fi in einem nahezu leistungslos betriebenen Schwingkreis 10 betätigt wird, erlaubt die vorgeschriebene Schaltvorrichtung eine Vielzahl von Aus- gestaltungen. Dies gilt etwa für die bauliche Realisierung des Schwingkreises

10 und des Frequenzbeobachters 20. Letzterer kann insbesondere durch jede andere Schaltung ersetzt werden, die es gestattet, unter Aufnahme einer ge- ringstmöglichen Energiemenge die Resonanzbedingungen in einem Schwingkreises sowie deren Änderungen zu beobachten. Unter anderem kann der Frequenzbeobachter 20 beispielsweise auch unter Verwendung eines Pulsgenerators, etwa eines Monoflops mit einem Ausgangspuls kon- stanter Zeit, realisiert sein, dem ein Integrator und ein Schwellwertschalter nachgeschaltet sind. Eine weitere mögliche Ausführung beinhaltet einen auf die Resonanzfrequenz fi abgestimmten Bandpaßfilter, dem eine Gleichrich- terschaltung sowie ein Schwellwertschalter nachgeschaltet sind. Denkbar ist ferner, nur eine Gleichrichterschaltung vorzusehen, der ein Schwellwert- schalter oder ein Fensterdiskriminator nachgeschaltet ist. Im Schwingkreis 10 kann weiter der Abgriff für die Verstärkerrückkoppelung an anderen geeig- neten Punkten, z. B. über die Spule erfolgen. Nicht notwendig ist weiter, daß die Erkennungsspule Li nach Ansprechen des Frequenzbeobachters 20 über einen Schalter 30 mit dem Lesegerät 40 verbunden wird. Ebenso kann vorge- sehen sein, daß das Lesegerät 40 mit einer eigenen Spule versehen ist und ein von dem Frequenzbeobachter 20 gegebenenfalls ausgegebenes Schaltsignal S direkt das Lesegerät 40 einschaltet. Ein Schalter 30 entfällt in dieser Ausfüh- rung. Eine Vielzahl von Realsierungsmöglichkeiten bietet sich ferner für den Schalter 24. Er kann zum Beispiel innerhalb des Frequenzbeobachters 20 rea- lisiert sein und seine Ansteuerung über die Signalleitung 22 erfolgen. Des- weiteren ist die Verwendung der vorgeschlagenen Schaltvorrichtung nicht auf die beispielhaft beschriebene Anwendung in Türschließsystemen be- schränkt. Sie eignet sich vielmehr für beliebige andere Schaltsituationen.