JP3892563B2 - Information storage medium - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえば、無電池式の無線カードや無線タグなど、携帯可能な無線通信機能を有した無電池式の情報記憶媒体に関する。
【0002】
【従来の技術】
最近、携帯可能な無線通信機能を有した無電池式の情報記憶媒体として、いわゆる無電池式の無線カードが開発され、実用化されつつある。この種の無線カードを用いた無線カードシステムでは、無線カードリーダ・ライタを用いて、無線カードとの間で無線による送受信を行なうことにより、無線カードに対して電力の送信やデータの送信および受信など、所定の情報処理を行なうようになっている。
【0003】
ところで、このような無線カードにおいて、無線カードリーダ・ライタから送信される電波による電力を受信しながら、無線カードリーダ・ライタに対してデータを変調して送信を行なう方式として、たとえば、図5に示す回路が知られている。
【0004】
図5の回路について説明すると、1は無線カードの送受信アンテナコイルで、その両端には同調コンデンサ2が接続されるとともに、ダイオードD1〜D4をブリッジ接続してなる全波整流回路3の交流入力端が接続される。全波整流回路3の一方の直流出力端(負側)は接地され、他方の直流出力端(正側)はシリーズレギュレータあるいはシャントレギュレータからなる安定化電源回路4に接続され、この安定化電源回路4で無線カード内の各回路に供給する電源が生成される。
【0005】
送受信アンテナコイル1の一端は復調回路5の入力端に接続され、復調回路5の出力端は制御ロジック回路6に接続されている。制御ロジック回路6には、受信データや送信データなどを記憶するメモリ7が接続されている。
【0006】
送受信アンテナコイル1の両端には、抵抗8とアナログスイッチング素子9との直列回路が接続される。アナログスイッチング素子9は、変調回路10からの変調された送信データによってオン、オフ制御される。変調回路10の入力端は制御ロジック回路6に接続されている。
【0007】
このような構成において、送受信アンテナコイル1で受信した搬送波は全波整流回路3で整流され、この整流出力に基づき安定化電源回路4で電源が生成され、各回路に供給されるとともに、復調回路5は、送受信アンテナコイル1の一端から得られる受信電圧を復調し、制御ロジック回路6へ送る。
【0008】
一方、制御ロジック回路6は、メモリ7から送信データを読出して変調回路10へ送り、変調回路10で変調し、変調した送信データに応じてアナログスイッチング素子9をオン、オフ制御することにより、送信を行なう。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
安定化電源回路をシリーズレギュレータで構成した場合、無線カードリーダ・ライタと無線カードとの通信距離が短くなると、無線カードリーダ・ライタから無線カードへ放射される電波の磁界強度Eは、距離をdとすると、E∝1/d3 の関係があり、送受信アンテナコイルでの搬送波受信電圧が非常に高くなり、ワンチップLSIで構成される回路の耐圧が大きな問題となる。
【0010】
また、安定化電源回路をシャントレギュレータで構成した場合、送受信アンテナコイルでの搬送波受信電圧はシャントレギュレータの電圧にクランプされ、この結果、低変調度の振幅変調信号の受信検波や送信がうまく行なえないという問題を有している。
【0011】
そこで、本発明は、ワンチップLSI化した場合の耐圧問題を解決するとともに、低変調度の振幅変調信号の検波を確実に行なうことができるとともに、送信を効率よく行なうことができ、さらに、全二重通信を確実に行なうことができる無線通信機能を有した無電池式の情報記憶媒体を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明の情報記憶媒体は、1つの送受信アンテナにより、外部から送信される電波を受信しながら外部へのデータ送信を行なう無線通信機能を有した無電池式の情報記憶媒体において、送受信を行なうための1つの送受信アンテナコイルと、この送受信アンテナコイルの両端に接続され、第1の搬送波に同調させるための同調素子と、前記送受信アンテナコイルの両端に接続され、前記第1の搬送波を整流する、4つの整流素子をブリッジ接続してなる全波整流回路と、この全波整流回路の出力に接続され、電流電圧変換手段を介して前記全波整流回路の出力を所定の電圧にクランプすることにより、該情報記憶媒体内で用いる安定化した電源を生成する電源生成手段と、前記全波整流回路の出力に接続され、前記全波整流回路の出力の包絡線検波を行なうことにより受信信号を検出する包絡線検波手段とを具備している。
【0013】
また、本発明の情報記憶媒体は、1つの送受信アンテナにより、外部から送信される電波を受信しながら外部へのデータ送信を行なう無線通信機能を有した無電池式の情報記憶媒体において、送受信を行なうための1つの送受信アンテナコイルと、この送受信アンテナコイルの両端に接続され、第1の搬送波に同調させるための同調素子と、前記送受信アンテナコイルの両端に接続され、前記第1の搬送波を整流する、4つの整流素子をブリッジ接続してなる全波整流回路と、この全波整流回路の出力に接続され、電流電圧変換手段を介して前記全波整流回路の出力を所定の電圧にクランプすることにより、該情報記憶媒体内で用いる安定化した電源を生成する電源生成手段と、前記全波整流回路の出力に接続され、前記全波整流回路の出力の包絡線検波を行なうことにより受信信号を検出する包絡線検波手段と、この包絡線検波手段の出力から直流成分を除去する直流分除去手段と、この直流分除去手段で直流成分を除去された前記包絡線検波手段の出力を所定の増幅度で増幅する増幅手段と、この増幅手段の出力から第1の搬送波成分を除去するフィルタ手段と、このフィルタ手段で第1の搬送波成分を除去された前記増幅手段の出力を2値化する2値化手段とを具備している。
【0014】
さらに、本発明の情報記憶媒体は、1つの送受信アンテナにより、外部から送信される電波を受信しながら外部へのデータ送信を行なう無線通信機能を有した無電池式の情報記憶媒体において、送受信を行なうための1つの送受信アンテナコイルと、この送受信アンテナコイルの両端に接続され、第1の搬送波に同調させるための同調素子と、前記送受信アンテナコイルの両端に接続され、前記第1の搬送波を整流する、4つの整流素子をブリッジ接続してなる全波整流回路と、この全波整流回路の出力に接続され、電流電圧変換手段を介して前記全波整流回路の出力を所定の電圧にクランプすることにより、該情報記憶媒体内で用いる安定化した電源を生成する電源生成手段と、前記送受信アンテナコイルで第1の搬送波を受信し、この第1の搬送波の整数分の1の周波数をもつ第3の搬送波を生成する第3の搬送波生成手段と、この第3の搬送波生成手段で生成された第3の搬送波と送信データとの排他的論理和をとることにより位相変調信号を得る排他的論理和手段と、この排他的論理和手段で得られる位相変調信号、および、それをインバータで反転させた反転位相変調信号の各電圧をそれぞれ所定の電流値に変換する定電流回路を前記送受信アンテナコイルの両端にそれぞれ接続してなり、前記第1の搬送波を受信中に前記位相変調信号に応じた所定の電流で前記送受信アンテナコイルの両端をプッシュプル駆動することにより送信を行なわせる定電流駆動手段とを具備している。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図1は、本発明に係る情報記憶媒体としての無線カードが適用される無線カードシステムの構成を示すものである。この無線カードシステムは、携帯可能な無線通信機能を有する無電池式の無線カード100と、外部装置としての無線カードリーダ・ライタ200とに大別される。
【0016】
無線カード100は、無線カードリーダ・ライタ200からのコマンドの解読、データの書込み、データの送信などを行なうもので、ループ状の送受信アンテナコイル101、無線カード100内の各回路に与える安定化電源を生成する電源回路102、受信データの復調を行なう復調回路103、送信データの変調を行なう変調回路104、送信データや受信データなどを記憶する不揮発性のメモリ105、および、これらの制御を行なうCPUなどからなる制御ロジック回路106などによって構成されている。
【0017】
無線カードリーダ・ライタ200は、無線カード100への読出し、書込みコマンドの送信、読出しデータの処理、書込みデータの送信、電力波の送信などを行なうもので、送信アンテナコイル201、送信アンテナコイル201を駆動するドライバ202、送信データの変調を行なう変調回路203、受信アンテナコイル204、受信アンテナコイル204の出力を増幅する増幅回路205、受信データの復調を行なう復調回路206、および、これらの制御を行なうCPUなどからなる制御回路207によって構成されている。
【0018】
このような構成において、まず、無線カード100側の動作について説明する。送受信アンテナ101で受信された受信信号は、電源回路102で整流、平滑、安定化されることにより安定化電源が生成され、各回路に供給される。また、この受信信号は、復調回路103で復調された後、制御ロジック回路106に送られ、制御ロジック回路106でコマンドの解読とともにデータの読出しや書込みが行なわれる。
【0019】
また、制御ロジック回路106は、メモリ105から送信データを読出して変調回路104へ送り、変調回路104で変調した後、送受信アンテナ101に供給することにより、送信を行なう。
【0020】
次に、無線カードリーダ・ライタ200側の動作について説明する。制御回路207は、読出しコマンドあるいは書込みコマンドおよび書込みデータ(送信データ)を生成し、変調回路203へ送る。変調回路203では、制御回路207からの送信データを任意の変調方式で変調し、その変調データをドライバ202へ送る。ドライバ202では、変調データを放射するに充分な強度まで増幅した後、無線カード100内の電源生成用の電力信号とともに、変調波として送信アンテナコイル201へ送り、送信を行なう。
【0021】
また、無線カード100からの送信電波は、受信アンテナ204で受信され、増幅回路205で増幅された後、復調回路206に送られる。復調回路206では受信信号を復調し、この復調されたデータは制御回路207へ送られ、ここで必要な処理(たとえば、正常に受信できたか、エラーは無いかなど)が行なわれた後、必要に応じて外部へ出力される。
【0022】
次に、本発明の要部である無線カード100における電源回路102、復調回路103、および、変調回路104の部分について、図2を参照して詳細に説明する。
【0023】
図2において、送受信アンテナコイル101の両端には、第1の搬送波の周波数に同調させるための同調素子としての同調コンデンサ11が接続されるとともに、整流素子としてのダイオードD11〜D14をブリッジ接続してなる全波整流回路12の交流入力端a,bが接続される。全波整流回路12の一方の直流出力端(負側)cは接地され、他方の直流出力端(正側)dは、電流電圧変換手段としての抵抗などで構成される電流電圧変換回路13を介して、クランプ手段としてのシャントレギュレータなどで構成されるクランプ回路14に接続され、このクランプ回路14で無線カード100内の各回路に供給する安定化電源が生成される。
【0024】
クランプ回路14には、クランプされた電圧を平滑する平滑手段としての平滑コンデンサ15が接続されている。
また、全波整流回路12の他方の直流出力端(正側)dは、包絡線検波手段としての包絡線検波回路16の入力端に接続される。包絡線検波回路16の出力端は、直流分除去手段としてのコンデンサ17を介して、増幅手段としての増幅回路18の入力端に接続される。増幅回路18の出力端は、フィルタ手段としてのローパスフィルタ(LPF)19を介して、2値化手段としての2値化回路20の入力端に接続される。2値化回路20の出力端は、制御ロジック回路106に接続されている。
【0025】
送受信アンテナコイル101の一端と接地点との間には、定電流回路を構成するMOSトランジスタ(FET)21と抵抗22との直列回路が接続され、送受信アンテナコイル101の他端と接地点との間には、同じく定電流回路を構成するMOSトランジスタ(FET)23と抵抗24との直列回路が接続される。
【0026】
トランジスタ21,23の各ゲートには、それぞれフィルタ手段としてのローパスフィルタ(LPF)25,26を介してアンド回路27,28の各出力端がそれぞれ接続される。
【0027】
アンド回路27の一方の入力端には、排他的論理和回路29の出力が入力され、他方の入力端には、制御ロジック回路106からの送信制御信号が入力される。アンド回路28の一方の入力端には、排他的論理和回路29の出力がインバータ回路30を介して入力され、他方の入力端には、制御ロジック回路106からの送信制御信号が入力される。
【0028】
排他的論理和回路29の各入力端には、制御ロジック回路106からの送信データ、および、受信した第1の搬送波を整数分の1に分周した第3の搬送波信号がそれぞれ入力される。
【0029】
また、送受信アンテナコイル101の他端は、2値化手段としての2値化回路31の入力端に接続される。2値化回路31の出力端は、制御ロジック回路106に接続されている。
【0030】
次に、このような構成において、図3および図4に示す要部の信号波形図を参照して図2の動作を説明する。
送受信アンテナコイル101で受信された第1の搬送波の低変調度の振幅変調受信電圧A(あるいはB)の波形を図3(a)に示している。同調コンデンサ11は、送受信アンテナコイル101とで第1の搬送波の周波数に同調している。
【0031】
送受信アンテナコイル101で受信された第1の搬送波の受信電圧A(あるいはB)は、全波整流回路12で整流された後、抵抗などで構成される電流電圧変換回路13を介して、シャントレギュレータなどで構成されるクランプ回路14に入力され、クランプ回路14で所定の定電圧が生成され、平滑コンデンサ15で平滑されて、各回路の電源として用いられる。
【0032】
ここで、クランプ回路14は、無線カードリーダ・ライタ200との通信可能距離が最大のときには、クランプ回路14自身の消費電流がほぼ「0」となるように動作し、通信距離が無線カードリーダ・ライタ200と近づくにつれて、クランプ回路14自身の消費電流が増大し、クランプ回路14の出力は所定の定電圧に保持されるようになっている。
【0033】
なお、通信可能距離が最大のときの電流電圧変換回路13による電圧降下は、クランプ回路14から出力される所定の定電圧の10分の1から5分の1程度が望ましい。
【0034】
このように構成することによって、全波整流回路12の出力電圧(受信電圧)Cは図3(b)に示すような波形となる。この出力電圧Cは包絡線検波回路16に入力され、図3(c)に示すような波形の検波出力Dが得られる。この検波出力Dは、第1の搬送波の整数分の1の周波数をもつ第2の搬送波で2相位相(BPSK)変調された変調信号であり、クランプ回路14から出力される所定の定電圧を越えるような直流電圧成分を有している。
【0035】
包絡線検波回路16の出力は、コンデンサ17を介して増幅回路18に入力されることにより、上記直流成分がコンデンサ17で除去された後、所定の増幅度を有した増幅回路18で増幅が行なわれる。
【0036】
増幅回路18の出力は、ローパスフィルタ19を介して2値化回路20に入力されることにより、ローパスフィルタ19で第1の搬送波成分の充分な除去や、全二重通信時の第3の搬送波成分の除去も合せて行なわれた後、2値化回路20で2値化されて図3(d)に示す2値化出力Eが得られる。
【0037】
こうして2値化回路20から得られる2値化出力Eと、2値化回路31から得られる第1の搬送波の2値化出力とから、2相位相変調信号の復調を制御ロジック回路106で行なうことができる。ここで、第2の搬送波の周波数<第3の搬送波の周波数として、全二重通信を可能となるよう構成されている。
【0038】
以上のように構成したので、クランプ回路14の出力は、無線カードリーダ・ライタ200との通信距離が変わっても所定の定電圧に安定化され、電流電圧変換回路13によって低変調度の振幅変調受信信号が電圧に変換されることにより検波できる。
【0039】
また、この電流電圧変換回路13としての抵抗の値を充分に小さく設定してあるので、無線カードリーダ・ライタ200との通信距離が近づいても、送受信アンテナコイル101の受信電圧は充分に抑制される。
【0040】
次に、無線カード100からの送信に関する動作について説明する。送受信アンテナコイル101で第1の搬送波を受信し、2値化回路31でその受信した第1の搬送波の2値化信号を得て、制御ロジック回路106でその2値化信号の分周を行なうことにより、第1の搬送波の整数分の1の周波数をもつ第3の搬送波を得るとともに、メモリ105から送信データを読出し、これら第3の搬送波信号および送信データを排他的論理和回路29に送り、両信号の排他的論理和をとることにより、2相位相(BPSK)変調信号を得る。
【0041】
この2相位相変調信号(排他的論理和回路29の出力)をアンド回路27に入力するとともに、インバータ回路30を介して反転させ、反転2相位相変調信号を得て、アンド回路28に入力する。ここで、制御ロジック回路106から、データ送信時は“1”とし、それ以外では“0”とする送信制御信号をアンド回路27,28に入力し、2相位相変調信号と論理積をとることにより、送信時以外ではアンド回路27,28の各出力は“0”となり、電圧電流変換を行なうMOSトランジスタ21,23をオフさせる。
【0042】
ローパスフィルタ25,26は、アンド回路27,28にそれぞれ接続され、第3の搬送波の高調波成分を除くように構成される。ローパスフィルタ25の出力(2相位相変調信号)は、電圧信号としてMOSトランジスタ21と抵抗22とで構成された電圧電流変換を行なう定電流回路に入力され、抵抗22によって所定の送信電流が送受信アンテナコイル101の一端に供給される。
【0043】
また、ローパスフィルタ26の出力(反転2相位相変調信号)は、電圧信号としてMOSトランジスタ23と抵抗24とで構成された電圧電流変換を行なう定電流回路に入力され、抵抗24によって所定の送信電流が送受信アンテナコイル101の他端に供給される。これにより、送受信アンテナコイル101への送信電流としてプッシュプル動作が行なわれる。
【0044】
ここで、第3の搬送波の周波数f3 による送受信アンテナコイル101のインピーダンスを、[送受信アンテナコイル101のインピーダンス(2πf3 L)<(電流電圧変換回路13の抵抗値)]とすることにより、効率の良い送信電流を送受信アンテナコイル101に流し、送信を行なうことができる。
【0045】
プッシュプル送信を行なっているときの送受信アンテナコイル101の両端における各送信電圧A,Bの波形を図4(a),(b)に示す。プッシュプル送信を行なっているため、図4(a),(b)の送信電圧波形は位相が反転したものとなる。この結果、全波整流回路12の出力に現われる送信出力電圧Cは、図4(c)に示すようになり、相殺されて受信の包絡線検波回路16の出力には現われない。
【0046】
また、(第1の搬送波の周波数f1 )>(第3の搬送波の周波数f3 )>(第2の搬送波の周波数f2 )となるように構成されているので、(第3の搬送波の周波数f3 )×2≫(第2の搬送波の周波数f2 )となる。したがって、ローパスフィルタ19で送信搬送波は充分に除去できる。
【0047】
この結果、本実施の形態の構成で全二重通信が安定に行なうことができる。
以上説明したように、上記した実施の形態によれば、従来の問題点であったワンチップLSI化した場合の耐圧問題を解決するとともに、10%あるいはそれ以下の低変調度の振幅変調信号の検波を確実に行なうことができるとともに、送信を効率よく行なうことができ、さらに、全二重通信を確実に行なうことができる。
【0048】
すなわち、シャントレギュレータとシリーズレギュレータとの中間の動作を行なわせるように構成したので、両レギュレータのそれぞれの欠点を共に回避できる。
【0049】
また、全波整流回路の出力に直接平滑コンデンサを接続しないで、電流電圧変換回路としての抵抗を介して平滑コンデンサを接続し、平滑安定化を行なわせるようにしたので、10%あるいはそれ以下の低変調度の振幅変調信号の波形が正しく全波整流回路の出力に保存される。したがって、この全波整流回路の出力を検波することにより、確実に低変調度の振幅変調信号の検波を行なうことができる。
【0050】
また、全波整流回路の出力後の信号は両波整流のため、受信した第1の搬送波の周波数の2倍の周波数となるので検波が容易となる。
また、検波後は位相変調信号となるので、発生している直流分を容易にカットでき、安定した増幅が低い電源電圧で行なうことができる。
【0051】
また、全波整流回路の出力後の信号は、第1の搬送波の周波数に対しても、第3の搬送波の周波数に対しても2倍とするので、検波後のもれ込みに対してもローパスフィルタでの除去が容易となる。
【0052】
送信についても、送受信アンテナコイルの端部に出力インピーダンスが充分に高い定電流回路を接続して、定電流ドライブを行なうようにしたので、効率のよい送信が行なえる。
【0053】
また、プッシュプル送信としたので、全波整流回路の出力には相殺されて受信検波出力には現われないので、全二重通信を確実に行なえる。
また、送信時以外には定電流ドライバをオフとしたので、効率のよい受信が行なえる。
【0054】
また、定電流回路の入力部に第3の搬送波の高調波除去フィルタを挿入したので、不要な成分の送出が抑制できる。
さらに、送受信アンテナコイルの第3の搬送波の周波数でのインピーダンスが全波整流回路の出力に接続された電流電圧変換回路のインピーダンスよりも小となるようにしたので、効率のよい送信が行なえる。
【0055】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、ワンチップLSI化した場合の耐圧問題を解決するとともに、低変調度の振幅変調信号の検波を確実に行なうことができるとともに、送信を効率よく行なうことができ、さらに、全二重通信を確実に行なうことができる無線通信機能を有した無電池式の情報記憶媒体を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る情報記憶媒体としての無線カードが適用される無線カードシステムの構成を示すブロック図。
【図2】無線カードの電源回路、復調回路および変調回路の部分を詳細に示す構成図。
【図3】動作を説明するための要部の信号波形を示す図。
【図4】動作を説明するための要部の信号波形を示す図。
【図5】従来の無線カードの構成を示す構成図。
【符号の説明】
100……無線カード(情報記憶媒体)、200……無線カードリーダ・ライタ、101……送受信アンテナ、102……電源回路、103……復調回路、104……変調回路、105……メモリ、106……制御ロジック回路、11……同調コンデンサ(同調素子)、D11〜D14……ダイオード(整流素子)、12……全波整流回路、13……電流電圧変換回路(電流電圧変換手段)、14……クランプ回路(クランプ手段)、15……平滑コンデンサ(平滑手段)、14……包絡線検波回路(包絡線検波手段)、17……コンデンサ(直流分除去手段)、18……増幅回路(増幅手段)、19……ローパスフィルタ(フィルタ手段)、20……2値化回路(2値化手段)、21,23……トランジスタ(定電流回路)、22,24……抵抗(定電流回路)、25,26……ローパスフィルタ(フィルタ手段)、27,28……アンド回路、29……排他的論理和回路(排他的論理和手段)、30……インバータ回路、31……2値化回路(2値化手段)。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a batteryless information storage medium having a portable wireless communication function, such as a batteryless wireless card or a wireless tag.
[0002]
[Prior art]
Recently, a so-called battery-less wireless card has been developed and put into practical use as a battery-less information storage medium having a portable wireless communication function. In a wireless card system using this type of wireless card, the wireless card reader / writer is used to perform wireless transmission and reception with the wireless card, thereby transmitting power to the wireless card and transmitting and receiving data. For example, predetermined information processing is performed.
[0003]
By the way, in such a wireless card, a method for modulating and transmitting data to a wireless card reader / writer while receiving power from a radio wave transmitted from the wireless card reader / writer is shown in FIG. The circuit shown is known.
[0004]
The circuit shown in FIG. 5 will be described. Reference numeral 1 denotes a transmission / reception antenna coil of a wireless card. A tuning capacitor 2 is connected to both ends of the coil, and an AC input terminal of a full-wave rectifier circuit 3 formed by bridge-connecting diodes D1 to D4 Is connected. One DC output terminal (negative side) of the full-wave rectifier circuit 3 is grounded, and the other DC output terminal (positive side) is connected to a stabilized
[0005]
One end of the transmission / reception antenna coil 1 is connected to the input end of the
[0006]
A series circuit of a
[0007]
In such a configuration, the carrier wave received by the transmission / reception antenna coil 1 is rectified by the full-wave rectification circuit 3, and power is generated by the stabilized
[0008]
On the other hand, the
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
When the stabilized power supply circuit is composed of a series regulator, when the communication distance between the wireless card reader / writer and the wireless card becomes shorter, the magnetic field intensity E of the radio wave radiated from the wireless card reader / writer to the wireless card becomes the distance d. Then, there is a relationship of E∝1 / d 3 , the carrier wave reception voltage at the transmission / reception antenna coil becomes very high, and the breakdown voltage of the circuit constituted by the one-chip LSI becomes a serious problem.
[0010]
In addition, when the stabilized power supply circuit is configured with a shunt regulator, the carrier wave reception voltage at the transmit / receive antenna coil is clamped to the voltage of the shunt regulator, and as a result, reception detection and transmission of an amplitude modulation signal with a low modulation degree cannot be performed well. Has the problem.
[0011]
Therefore, the present invention solves the withstand voltage problem in the case of a one-chip LSI, can reliably detect an amplitude modulation signal with a low modulation degree, can perform transmission efficiently, An object of the present invention is to provide a battery-less information storage medium having a wireless communication function capable of reliably performing dual communication.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The information storage medium of the present invention is a battery-less information storage medium having a wireless communication function for transmitting data to the outside while receiving radio waves transmitted from the outside by one transmission / reception antenna. A transmitting / receiving antenna coil, a tuning element connected to both ends of the transmitting / receiving antenna coil and tuned to a first carrier wave, connected to both ends of the transmitting / receiving antenna coil, and rectifying the first carrier wave; A full-wave rectifier circuit formed by bridge-connecting four rectifier elements and an output of the full-wave rectifier circuit are connected to each other, and the output of the full-wave rectifier circuit is clamped to a predetermined voltage via a current-voltage converter. A power generation means for generating a stabilized power source used in the information storage medium, and an output envelope of the full-wave rectifier circuit connected to the output of the full-wave rectifier circuit It is provided with an envelope detector means for detecting the received signals by performing a detection.
[0013]
The information storage medium of the present invention is a battery-less information storage medium having a wireless communication function for transmitting data to the outside while receiving radio waves transmitted from the outside by one transmission / reception antenna. One transmitting / receiving antenna coil for performing, a tuning element connected to both ends of the transmitting / receiving antenna coil and tuned to a first carrier wave, connected to both ends of the transmitting / receiving antenna coil, and rectifying the first carrier wave The full-wave rectifier circuit formed by bridge-connecting four rectifier elements and the output of the full-wave rectifier circuit are connected to each other, and the output of the full-wave rectifier circuit is clamped to a predetermined voltage via the current-voltage conversion means. A power source generating means for generating a stabilized power source used in the information storage medium, and an output of the full-wave rectifier circuit connected to the output of the full-wave rectifier circuit Envelope detection means for detecting a received signal by performing envelope detection, DC component removal means for removing a DC component from the output of the envelope detection means, and DC component removed by the DC component removal means Amplifying means for amplifying the output of the envelope detecting means with a predetermined amplification degree, filter means for removing the first carrier component from the output of the amplifying means, and the first carrier component removed by the filter means Binarizing means for binarizing the output of the amplifying means.
[0014]
Furthermore, the information storage medium of the present invention is a battery-less information storage medium having a wireless communication function for transmitting data to the outside while receiving radio waves transmitted from the outside by one transmission / reception antenna. One transmitting / receiving antenna coil for performing, a tuning element connected to both ends of the transmitting / receiving antenna coil and tuned to a first carrier wave, connected to both ends of the transmitting / receiving antenna coil, and rectifying the first carrier wave The full-wave rectifier circuit formed by bridge-connecting four rectifier elements and the output of the full-wave rectifier circuit are connected to each other, and the output of the full-wave rectifier circuit is clamped to a predetermined voltage via the current-voltage conversion means. Thus, the first carrier wave is received by the power generation means for generating the stabilized power source used in the information storage medium and the transmission / reception antenna coil, and the first carrier wave is received. Third carrier generation means for generating a third carrier wave having a frequency that is 1 / integer of the carrier wave, and an exclusive OR of the third carrier wave generated by the third carrier wave generation means and the transmission data Each of the voltages of the exclusive OR means for obtaining the phase modulation signal, the phase modulation signal obtained by the exclusive OR means, and the inverted phase modulation signal obtained by inverting the phase modulation signal by the inverter, respectively. A constant current circuit that converts the value into a value is connected to both ends of the transmission / reception antenna coil, and both ends of the transmission / reception antenna coil are pushed and pulled with a predetermined current according to the phase modulation signal during reception of the first carrier wave. Constant current driving means for transmitting by driving.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a configuration of a wireless card system to which a wireless card as an information storage medium according to the present invention is applied. This wireless card system is roughly classified into a battery-less
[0016]
The
[0017]
The wireless card reader /
[0018]
In such a configuration, the operation on the
[0019]
Further, the
[0020]
Next, the operation on the wireless card reader /
[0021]
A transmission radio wave from the
[0022]
Next, the power supply circuit 102,
[0023]
In FIG. 2, a tuning capacitor 11 as a tuning element for tuning to the frequency of the first carrier wave is connected to both ends of the transmission /
[0024]
A smoothing
The other DC output terminal (positive side) d of the full-
[0025]
A series circuit of a MOS transistor (FET) 21 and a
[0026]
The output terminals of the AND
[0027]
The output of the exclusive OR
[0028]
To each input terminal of the exclusive OR
[0029]
The other end of the transmission /
[0030]
Next, the operation of FIG. 2 will be described with reference to signal waveform diagrams of the main part shown in FIGS. 3 and 4 in such a configuration.
FIG. 3A shows a waveform of the low modulation degree amplitude modulation reception voltage A (or B) of the first carrier wave received by the transmission /
[0031]
The received voltage A (or B) of the first carrier wave received by the transmission /
[0032]
Here, when the communicable distance with the wireless card reader /
[0033]
The voltage drop by the current-
[0034]
With this configuration, the output voltage (reception voltage) C of the full-
[0035]
The output of the
[0036]
The output of the
[0037]
The
[0038]
With the configuration described above, the output of the
[0039]
Further, since the resistance value of the current-
[0040]
Next, operations related to transmission from the
[0041]
The two-phase phase modulation signal (the output of the exclusive OR circuit 29) is input to the AND
[0042]
Low-
[0043]
The output (inverted two-phase phase modulation signal) of the low-
[0044]
Here, the impedance of the transmission /
[0045]
The waveforms of the transmission voltages A and B at both ends of the transmission /
[0046]
In addition, since the configuration is such that (the frequency f1 of the first carrier)> (the frequency f3 of the third carrier)> (the frequency f2 of the second carrier), (the frequency f3 of the third carrier) X2 >> (the frequency f2 of the second carrier wave). Therefore, the transmission carrier can be sufficiently removed by the low-
[0047]
As a result, full-duplex communication can be performed stably with the configuration of the present embodiment.
As described above, according to the above-described embodiment, the problem of withstand voltage in the case of the one-chip LSI, which has been a conventional problem, is solved, and the amplitude modulation signal with a low modulation degree of 10% or less is used. Detection can be performed reliably, transmission can be performed efficiently, and full-duplex communication can be performed reliably.
[0048]
That is, since it is configured to perform an intermediate operation between the shunt regulator and the series regulator, both of the disadvantages of both regulators can be avoided.
[0049]
In addition, since a smoothing capacitor is connected to the output of the full-wave rectifier circuit directly through a resistor as a current-voltage conversion circuit without being connected directly to the output of the full-wave rectifier circuit, smoothing stabilization is performed. The waveform of the amplitude modulation signal having a low modulation degree is correctly stored in the output of the full-wave rectifier circuit. Therefore, by detecting the output of the full-wave rectifier circuit, it is possible to reliably detect an amplitude modulation signal with a low modulation degree.
[0050]
Further, since the signal after the output of the full-wave rectifier circuit is double-wave rectified, the frequency becomes twice the frequency of the received first carrier wave, so that detection is easy.
Moreover, since it becomes a phase modulation signal after detection, the generated direct current component can be easily cut, and stable amplification can be performed with a low power supply voltage.
[0051]
In addition, since the signal after the output of the full-wave rectifier circuit is doubled with respect to the frequency of the first carrier wave and the frequency of the third carrier wave, it is possible to prevent leakage after detection. Removal with a low-pass filter is facilitated.
[0052]
With regard to transmission, since a constant current circuit having a sufficiently high output impedance is connected to the end of the transmission / reception antenna coil to perform constant current driving, efficient transmission can be performed.
[0053]
Further, since push-pull transmission is used, it is canceled out by the output of the full-wave rectifier circuit and does not appear in the reception detection output, so that full-duplex communication can be performed reliably.
In addition, since the constant current driver is turned off except during transmission, efficient reception can be performed.
[0054]
In addition, since the third carrier wave harmonic elimination filter is inserted in the input section of the constant current circuit, it is possible to suppress the transmission of unnecessary components.
Furthermore, since the impedance at the frequency of the third carrier wave of the transmission / reception antenna coil is made smaller than the impedance of the current-voltage conversion circuit connected to the output of the full-wave rectification circuit, efficient transmission can be performed.
[0055]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, it is possible to solve the withstand voltage problem in the case of a one-chip LSI, to reliably detect an amplitude modulation signal with a low modulation degree, and to perform transmission efficiently. In addition, a battery-less information storage medium having a wireless communication function capable of reliably performing full-duplex communication can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a wireless card system to which a wireless card as an information storage medium according to an embodiment of the present invention is applied.
FIG. 2 is a configuration diagram showing in detail a power supply circuit, a demodulation circuit, and a modulation circuit of a wireless card.
FIG. 3 is a diagram showing signal waveforms of main parts for explaining the operation.
FIG. 4 is a diagram showing signal waveforms of main parts for explaining the operation.
FIG. 5 is a configuration diagram showing a configuration of a conventional wireless card.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (10)
送受信を行なうための1つの送受信アンテナコイルと、
この送受信アンテナコイルの両端に接続され、第1の搬送波に同調させるための同調素子と、
前記送受信アンテナコイルの両端に接続され、前記第1の搬送波を整流する、4つの整流素子をブリッジ接続してなる全波整流回路と、
この全波整流回路の出力に接続され、電流電圧変換手段を介して前記全波整流回路の出力を所定の電圧にクランプすることにより、該情報記憶媒体内で用いる安定化した電源を生成する電源生成手段と、
前記全波整流回路の出力に接続され、前記全波整流回路の出力の包絡線検波を行なうことにより受信信号を検出する包絡線検波手段と、
を具備したことを特徴とする情報記憶媒体。In a battery-less information storage medium having a wireless communication function for transmitting data to the outside while receiving radio waves transmitted from the outside by one transmission / reception antenna,
One transmit / receive antenna coil for transmitting and receiving;
A tuning element connected to both ends of the transmission / reception antenna coil for tuning to the first carrier;
A full-wave rectifier circuit that is connected to both ends of the transmitting / receiving antenna coil and bridges four rectifier elements that rectifies the first carrier wave;
A power supply that is connected to the output of the full-wave rectifier circuit and generates a stabilized power supply for use in the information storage medium by clamping the output of the full-wave rectifier circuit to a predetermined voltage via a current-voltage converter. Generating means;
Envelope detection means connected to the output of the full-wave rectifier circuit and detecting a received signal by performing envelope detection of the output of the full-wave rectifier circuit;
An information storage medium comprising:
送受信を行なうための1つの送受信アンテナコイルと、
この送受信アンテナコイルの両端に接続され、第1の搬送波に同調させるための同調素子と、
前記送受信アンテナコイルの両端に接続され、前記第1の搬送波を整流する、4つの整流素子をブリッジ接続してなる全波整流回路と、
この全波整流回路の出力に接続され、電流電圧変換手段を介して前記全波整流回路の出力を所定の電圧にクランプすることにより、該情報記憶媒体内で用いる安定化した電源を生成する電源生成手段と、
前記全波整流回路の出力に接続され、前記全波整流回路の出力の包絡線検波を行なうことにより受信信号を検出する包絡線検波手段と、
この包絡線検波手段の出力から直流成分を除去する直流分除去手段と、
この直流分除去手段で直流成分を除去された前記包絡線検波手段の出力を所定の増幅度で増幅する増幅手段と、
この増幅手段の出力から第1の搬送波成分を除去するフィルタ手段と、
このフィルタ手段で第1の搬送波成分を除去された前記増幅手段の出力を2値化する2値化手段と、
を具備したことを特徴とする情報記憶媒体。In a battery-less information storage medium having a wireless communication function for transmitting data to the outside while receiving radio waves transmitted from the outside by one transmission / reception antenna,
One transmit / receive antenna coil for transmitting and receiving;
A tuning element connected to both ends of the transmission / reception antenna coil for tuning to the first carrier;
A full-wave rectifier circuit that is connected to both ends of the transmitting / receiving antenna coil and bridges four rectifier elements that rectifies the first carrier wave;
A power supply that is connected to the output of the full-wave rectifier circuit and generates a stabilized power supply for use in the information storage medium by clamping the output of the full-wave rectifier circuit to a predetermined voltage via a current-voltage converter. Generating means;
Envelope detection means connected to the output of the full-wave rectifier circuit and detecting a received signal by performing envelope detection of the output of the full-wave rectifier circuit;
DC component removing means for removing a DC component from the output of the envelope detection means;
Amplifying means for amplifying the output of the envelope detecting means from which the direct current component has been removed by the direct current component removing means with a predetermined amplification;
Filter means for removing the first carrier component from the output of the amplification means;
Binarization means for binarizing the output of the amplification means from which the first carrier wave component has been removed by the filter means;
An information storage medium comprising:
送受信を行なうための1つの送受信アンテナコイルと、
この送受信アンテナコイルの両端に接続され、第1の搬送波に同調させるための同調素子と、
前記送受信アンテナコイルの両端に接続され、前記第1の搬送波を整流する、4つの整流素子をブリッジ接続してなる全波整流回路と、
この全波整流回路の出力に接続され、電流電圧変換手段を介して前記全波整流回路の出力を所定の電圧にクランプすることにより、該情報記憶媒体内で用いる安定化した電源を生成する電源生成手段と、
前記送受信アンテナコイルで第1の搬送波を受信し、この第1の搬送波の整数分の1の周波数をもつ第3の搬送波を生成する第3の搬送波生成手段と、
この第3の搬送波生成手段で生成された第3の搬送波と送信データとの排他的論理和をとることにより位相変調信号を得る排他的論理和手段と、
この排他的論理和手段で得られる位相変調信号、および、それをインバータで反転させた反転位相変調信号の各電圧をそれぞれ所定の電流値に変換する定電流回路を前記送受信アンテナコイルの両端にそれぞれ接続してなり、前記第1の搬送波を受信中に前記位相変調信号に応じた所定の電流で前記送受信アンテナコイルの両端をプッシュプル駆動することにより送信を行なわせる定電流駆動手段と、
を具備したことを特徴とする情報記憶媒体。In a battery-less information storage medium having a wireless communication function for transmitting data to the outside while receiving radio waves transmitted from the outside by one transmission / reception antenna,
One transmit / receive antenna coil for transmitting and receiving;
A tuning element connected to both ends of the transmission / reception antenna coil for tuning to the first carrier;
A full-wave rectifier circuit that is connected to both ends of the transmitting / receiving antenna coil and bridges four rectifier elements that rectifies the first carrier wave;
A power supply that is connected to the output of the full-wave rectifier circuit and generates a stabilized power supply for use in the information storage medium by clamping the output of the full-wave rectifier circuit to a predetermined voltage via a current-voltage converter. Generating means;
A third carrier generating means for receiving a first carrier by the transmission / reception antenna coil and generating a third carrier having a frequency of an integer of the first carrier;
Exclusive OR means for obtaining a phase modulation signal by taking an exclusive OR of the third carrier wave generated by the third carrier wave generating means and the transmission data;
A constant current circuit that converts each voltage of the phase modulation signal obtained by the exclusive OR means and the inverted phase modulation signal obtained by inverting the phase modulation signal to an inverter has a predetermined current value at each end of the transmission / reception antenna coil. Constant current driving means for connecting and performing transmission by push-pull driving both ends of the transmitting / receiving antenna coil with a predetermined current according to the phase modulation signal while receiving the first carrier wave;
An information storage medium comprising:
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