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DE69534303T2 - Modulationsschaltung für Vorrichtung zum Lesen und Schreiben einer IC-Karte - Google Patents

Modulationsschaltung für Vorrichtung zum Lesen und Schreiben einer IC-Karte Download PDF

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DE69534303T2
DE69534303T2 DE69534303T DE69534303T DE69534303T2 DE 69534303 T2 DE69534303 T2 DE 69534303T2 DE 69534303 T DE69534303 T DE 69534303T DE 69534303 T DE69534303 T DE 69534303T DE 69534303 T2 DE69534303 T2 DE 69534303T2
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DE
Germany
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signal
circuit
card
carrier
phase
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Yoshishige Kobe-shi Nagata
Kenichi Itami-shi Takahira
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG 1. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein kontaktloses IC-Karten-Kommunikationssystem (IC = integrierte Schaltung) und insbesondere eine Modulations-, Demodulations- und Antennenkopplungsschaltung, die in einer kontaklosen IC-Karten-Lese-/Schreibvorrichtung verwendet wird, und ein Verfahren zum Zuführen von Energie zu der IC-Karte während der Datenübertragung.
  • 2. Beschreibung des Stands der Technik
  • 14 zeigt die Anordnung des in der JP-Patentveröffentlichung Nr. JP-B-5-20798 beschriebenen herkömmlichen IC-Karten-Kommunikationssystems. In der Figur bezeichnet 10 eine IC-Karte vom kontaktlosen Typ, und 11 ist eine Rahmenantenne zum Senden und Empfangen von Daten, die in der IC-Karte 10 vorgesehen ist. Mit 20 ist eine Lese-/Schreibvorrichtung zum Schreiben und Lesen von Daten auf die/von der IC-Karte 10 bezeichnet, und 21 ist eine an der Lese-/Schreibvorrichtung 20 vorgesehene Rahmenantenne.
  • Daten werden auf der Basis der Übertragung von Impulssignalen zwischen der Rahmenantenne 11 der IC-Karte 10 und der Rahmenantenne 21 der Lese-/Schreibvorrichtung 20 auf die IC-Karte 10 geschrieben oder davon gelesen, wie in 14 gezeigt ist. Der IC-Karte 10 wird Energie in Form einer elektromagnetischen Welle zugeführt, die von der Lese-/Schreibvorrichtung 20 abgegeben wird.
  • Die Übertragung solcher Impulssignale im Raum bewirkt jedoch, daß unerwünschte Seitenbänder entstehen, und erhöht ferner künstliches Rauschen. In dem räumlichen Übertragungsweg, der Frequenzcharakteristiken mit Verzögerung hat, ist es schwierig, die hochratige Datenübertragung mit hoher Zuverlässigkeit auszuführen. Die Energiezufuhr zu der IC-Karte 10 auf der Basis der Übertragung eines Impulssignals ist aufgrund der Spreizung des Frequenzspektrums nicht effizient.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Wie vorstehend beschrieben, gab es Nachteile, da die Übertragung solcher Impulssignale im Raum bewirkt, daß unerwünschte Seitenbänder entstehen, und ferner künstliches Rauschen zunimmt, und da es in dem räumlichen Übertragungsweg, der Frequenzcharakteristiken mit Verzögerung hat, schwierig ist, die hochratige Datenübertragung mit hoher Zuverlässigkeit auszuführen, und die Energiezufuhr zu der IC-Karte 10 auf der Basis der Übertragung eines Impulssignals aufgrund der Spreizung des Frequenzspektrums nicht effizient ist.
  • Die vorliegende Erfindung soll die vorstehenden Nachteile des Stands der Technik überwinden, und es ist ihre Hauptaufgabe, eine Modulationsschaltung für eine IC-Karten-Lese-/Schreibvorrichtung bereitzustellen, die imstande ist, die hochratige Datenübertragung mit hoher Zuverlässigkeit zu implementieren.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Modulationsschaltung nach Anspruch 1 gelöst.
  • Die Modulationsschaltung einer IC-Karten-Lese-/Schreibvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung weist folgendes auf: einen Differenzcodierer zum Ausführen der Differenzcodierung für ein an die IC-Karte zu sendendes Signal, einen Modulator zum Implementieren der binären Phasenumtastungsmodulation (BPSK = binary phase shift keying) auf der Basis der exklusiven logischen Summenoperation an dem codierten Signal und einem Impulssignal, das eine Trägerfrequenz hat, einen Phasenänderungsdetektor zum Detektieren eines Änderungspunkts der Phase des modulierten Signals, eine Signalverarbeitungsschaltung zum Modifizieren des modulierten Signals für eine Halbperiode bei dem Phasenänderungspunkt, so daß es eine Frequenz und eine Amplitude hat, die das Doppelte von denen des modulierten Signals sind, eine erste Miller-Integrationsschaltung, die das modifizierte Signal integriert, um ein Dreieckwellensignal zu erzeugen, und eine zweite Miller-Integrationsschaltung, die das resultierende Dreieckwellensignal weiter integriert, um ein Sinuswellensignal zu erzeugen, das eine kontinuierliche Phase hat.
  • Im Betrieb implementiert der Modulator die BPSK-Modulation für ein zu sendendes Signal. Anschließend detektiert der Phasenänderungspunktdetektor einen Änderungspunkt der Phase des modulierten Signals. Die Signalverarbeitungsschaltung modifiziert das modulierte Signal für eine Halbperiode bei dem Phasenänderungspunkt, so daß es eine Frequenz und eine Amplitude hat, die das Doppelte von denen des modulierten Signals sind. Die erste Miller-Integrationsschaltung integriert das modifizierte Signal, um ein Dreieckwellensignal zu erzeugen. Die zweite Miller-Integrationsschaltung integriert ferner das Dreieckwellensignal, um ein Sinuswellensignal zu erzeugen, das eine kontinuierliche Phase hat, und das resultierende Signal wird aus der Modulationsschaltung herausgeführt.
  • Aufgrund der Verwendung der zweiten Miller-Integrationsschaltung zum Bilden eines Sinuswellensignals, das eine kontinuierliche Phase hat, wird also die Entstehung von unerwünschten Seitenbändern unterdrückt, das Signal wird für eine hochratige Übertragung effizient moduliert und eine Bandspreizung des Steuerdatensignals wird verhindert, so daß es effizient in Energie umgewandelt wird.
  • Die Signalverarbeitungsschaltung in der Modulationsschaltung einer IC-Karten-Lese-/Schreibvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung weist folgendes auf: einen additiven Impulserzeuger, der ein 1-Perioden-Impulssignal erzeugt, das eine Frequenz hat, die das Doppelte der Trägerfrequenz bei dem Phasenänderungspunkt ist, eine Invertierschaltung zum Invertieren des modulierten Signals, eine erste logische Summenschaltung, der als Eingänge das modulierte Signal und das von dem additiven Impulserzeuger gelieferte Impulssignal zugeführt werden, eine zweite logische Summenschaltung, der als Eingänge ein von der Invertierschaltung geliefertes invertiertes moduliertes Signal und das von dem additiven Impulserzeuger gelieferte Impulssignal zugeführt werden, und eine Spannungssummiereinrichtung zum Summieren der Ausgangsspannungen der ersten und zweiten logischen Summenschaltungen.
  • Im Betrieb erzeugt der additive Impulserzeuger ein 1-Perioden-Impulssignal, das eine Frequenz hat, die das Doppelt der Trägerfrequenz bei dem Phasenänderungspunkt ist. Das modulierte Signal wird von der Invertierschaltung invertiert. Die erste logische Summenschaltung bildet die logische Summe des modulierten Signals und des von dem additiven Impulserzeuger gelieferten Impulssignals, und die zweite logische Summenschaltung bildet die logische Summe des von der Invertierschaltung gelieferten invertierten modulierten Signals und des von dem additiven Im pulserzeuger gelieferten Impulssignals. Die Spannungssummiereinrichtung summiert die Ausgangsspannungen der ersten und zweiten logischen Summenschaltungen. Es wird also eine zuverlässige und kostengünstige Modulationsschaltung in einer relativ einfachen Schaltungsanordnung erhalten.
  • Die Spannungssummiereinrichtung in der Modulationsschaltung der IC-Karten-Lese-/Schreibvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung weist folgendes auf: einen ersten Widerstand, dessen eines Ende mit dem Ausgang der ersten logischen Summenschaltung verbunden ist und dessen anderes Ende mit dem invertierenden Eingang eines Operationsverstärkers in der ersten Miller-Integrationsschaltung verbunden ist, und einen zweiten Widerstand, dessen eines Ende mit dem Ausgang der zweiten logischen Summenschaltung verbunden ist und dessen anderes Ende mit dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers verbunden ist. Der erste und der zweite Widerstand haben Widerstandswerte, die mit einem Verhältnis von 1:3 eingestellt sind, und sind ausgebildet, um als Eingangswiderstände der ersten Miller-Integrationsschaltung dienen. Diese Konfiguration trägt zu der kostengünstigen Modulationsschaltung bei.
  • Die Demodulationsschaltung einer IC-Karten-Lese-/Schreibvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung weist einen Trägersynchronisator und einen Bitsynchronisator auf. Der Trägersynchronisator weist folgendes auf: eine Trägersynchronsignal-Erzeugungsschaltung zum Erzeugen eines Trägersynchronsignals, eine exklusive logische Summenschaltung, dem als Eingangssignale ein von einer IC-Karte gesendetes BPSK-moduliertes Signal (nachstehend einfach "BPSK-Signal" genannt) und das von der Trägersynchronsignal-Erzeugungsschaltung erzeugte Trägersynchronsignal zugeführt werden, einen Synchrongateimpulszähler, der Taktimpulse der Lese-/Schreibvorrichtung in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal der exklusiven logischen Summenschaltung aufwärts- oder abwärts zählt, einen Majoritätsdiskriminator, der, während der Synchrongateimpulszähler während einer Halbperiode des Trägersynchronsignals eine Zähloperation ausführt, den Majoritätspegel des BPSK-Signals bestimmt, wodurch detektiert wird, ob das Trägersynchronsignal und das BPSK-Signal gleichphasig oder gegenphasig sind, einen Erste-/Letzte-Hälfte-Vergleicher, der die Dauer des BPSK-Signals zwischen der ersten Hälfte und der letzten Hälfte einer Halbperiode des Trägersynchronsignals vergleicht, und eine Sync-Steuerschaltung, welche die Trägersynchronsignal-Erzeugungsschaltung steuert, wodurch auf der Basis des Detektierergebnisses des Majoritätsdiskriminators und des Vergleichsergebnisses des Erste-/Letzte-Hälfte-Vergleichers die Phase des Trägersynchronsignals in Abhängigkeit davon gesteuert wird, ob das Trägersynchronsignal in der Voreilphase oder der Nacheilphase relativ zu dem BPSK-Signal ist. Im Betrieb erzeugt in dem Trägersynchronisator die Trägersynchronsignal-Erzeugungsschaltung ein Trägersynchronsignal. Die exklusive logische Summenschaltung empfängt das von einer IC-Karte gesendete BPSK-Signal und das von der Trägersynchronsignal-Erzeugungsschaltung erzeugte Trägersynchronsignal und bildet die exklusive logische Summe dieser Eingangssignale. Der Synchrongateimpulszähler zählt Taktimpulse der Lese-/Schreibvorrichtung während einer Halbperiode des Trägersynchronsignals, indem er durch das Ausgangssignal der exklusiven logischen Summenschaltung hinsichtlich seines Zählmodus (aufwärts/abwärts) gesteuert wird. Der Majoritätsdiskriminator bestimmt den Majoritätspegel des BPSK-Signals, wodurch detektiert wird, ob das Trägersynchronsignal und das aus der BPSK-Modulation resultierende Signal gleichphasig oder gegenphasig sind. Der Erste-/Letzte-Hälfte-Vergleicher vergleicht die Dauer des BPSK-Impulssignals zwischen der ersten Hälfte und der letzten Hälfte einer Halbperiode des Trägersynchronsignals. Auf der Basis der Detektierergebnisse des Majoritätsdiskriminators und des Erste-/Letzte-Hälfte-Vergleichers detektiert die Sync-Steuerschaltung die Voreilphase oder Nacheilphase des Trägersynchronsignals relativ zu dem BPSK-Signal und steuert die Trägersynchronsignal-Erzeugungsschaltung, wodurch die Phase des Trägersynchronsignals gesteuert wird. Die Demodulationsschaltung implementiert also die präzise Demodulation für hochratige Datenübertragung.
  • Der Bitsynchronisator in der Demodulationsschaltung der IC-Karten-Lese-/Schreibvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung empfängt das Ausgangssignal des Majoritätsdiskriminators in dem Trägersynchronisator und das Trägersynchronsignal und gibt demodulierte Daten auf der Basis eines Majoritätsdiskriminierungs- und eines bitsynchronen Empfangstaktsignals ab. Die majoritätsbasierte Datendemodulation wird also ermöglicht, und die Bitsynchronisation wird für verbesserte Präzision der Demodulation gesteuert.
  • Die Antennenkopplungsschaltung einer IC-Karten-Lese-/Schreibvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung weist folgendes auf: einen Kopplungstransformator, der eine mit einer Rahmenantenne verbundene Antennenspule, eine Empfangsspule und eine mit dem Senderabschnitt verbundene Sendespule hat, einen Operationsverstärker, dessen einer Eingang mit der Empfangsspule des Kopplungstransformators verbunden ist und dessen Ausgang mit dem Empfängerabschnitt verbunden ist, und Widerstände, welche die Senderausgangsspannung teilen und die geteilte Spannung dem anderen Eingang des Operationsverstärkers zuführen. Die geteilte Spannung hat eine solche Amplitude, daß an dem Operationsverstärker die an der Empfangsspule induzierte Senderausgangsspannung abgeglichen bzw. versetzt wird. Die Antennenkopplungsschaltung ermöglicht also das gleichzeitige Senden und Empfangen.
  • Eine andere Antennenkopplungsschaltung einer IC-Karten-Lese-/Schreibvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung weist folgendes auf: einen Kopplungstransformator, der eine mit der Rahmenantenne verbundene Antennenspule und eine mit dem Senderabschnitt verbundene Sende-/Empfangsspule hat, einen Operationsverstärker, dessen einer Eingang mit der Sende-/Empfangsspule des Kopplungstransformators verbunden ist und dessen Ausgang mit dem Empfängerabschnitt verbunden ist, und Widerstände, welche die Senderausgangsspannung teilen und die geteilte Spannung dem anderen Eingang des Operationsverstärkers zuführen. Die geteilte Spannung hat eine solche Amplitude, daß die an der Sende-/Empfangsspule induzierte Senderausgangsspannung an dem Operationsverstärker abgeglichen bzw. versetzt wird. Die Antennenkopplungsschaltung ermöglicht also das gleichzeitige Senden und Empfangen, und sie ist kompakt und kostengünstig, weil für das Senden und Empfangen eine gemeinsame Spule verwendet wird.
  • Ein Verfahren zum Zuführen von Energie zu der IC-Karte gemäß der vorliegenden Erfindung weist auf: einen Schritt des Sendens eines Steuerdatensignals von der Lese-/Schreibvorrichtung an die IC-Karte, einen anschließenden Schritt des Sendens einer nichtmodulierten Trägerwelle für die Energiezufuhr von der Lese-/Schreibvorrichtung an die IC-Karte, einen Schritt des Empfangens des Steuerdatensignals und der nichtmodulierten Trägerwelle durch die IC-Karte und des kontinuierlichen Umwandelns des Datensignals und der Trägerwelle in Energie, und einen Schritt des Senden eines Datensignals von der IC-Karte an die Lese-/Schreibvorrichtung während des Empfangs der nichtmodulierten Trägerwelle. Der IC-Karte wird also kontinuierlich Energie zugeführt, und sie implementiert die effiziente Signal-Energie-Umwandlung.
  • Ein anderes Verfahren der Energiezufuhr zu der IC-Karte gemäß der vorliegenden Erfindung weist auf: einen ersten Schritt des Sendens eines Steuerdatensignals von der Lese-/Schreibvorrichtung an die IC-Karte, einen zweiten Schritt des Empfangens des Steuerdatensignals durch die IC-Karte und des Umwandeln des Datensignals in Energie, einen dritten Schritt des Sendens eines Datensignals von der IC-Karte an die Lese-/Schreibvorrichtung, einen vierten Schritt des Sendens einer nichtmodulierten Trägerwelle für die Energiezufuhr von der Lese-/Schreibvorrichtung an die IC-Karte, einen fünften Schritt des Empfangens des modulierten Datensignals und der nichtmodulierten Trägerwelle durch die IC-Karte und des Umwandelns des Datensignals und der Trägerwelle in Energie, einen sechsten Schritt des Sendens eines Datensignals von der IC-Karte an die Lese-/Schreibvorrichtung, und einen siebten Schritt des Wiederholens des vierten Schritts und des sechsten Schritts. Der IC-Karte wird also intermittierend Energie zugeführt, und sie implementiert die effiziente Signal-Energie-Umwandlung während des zyklischen Empfangs der nichtmodulierten Trägerwelle.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist ein Blockbild, welches das IC-Karten-Kommunikationssystem zeigt, das Modulations-, Demodulations- und Antennenkopplungsschaltungen verwendet;
  • 2 ist eine systematische Darstellung, welche die Funktionen des in 1 dargestellten IC-Karten-Kommunikationssystems zeigt;
  • 3 ist eine schematische Darstellung der in 1 gezeigten Modulationsschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • 4 ist ein Wellenformdiagramm, das die Signale an verschiedenen Bereichen der in 3 dargestellten Modulationsschaltung zeigt;
  • 5 ist eine schematische Darstellung der Demodulationsschaltung;
  • 6 ist ein Blockbild des in 5 gezeigten Trägersynchronisators;
  • 7 ist eine schematische Darstellung, die eine spezielle Schaltungsanordnung des in 6 dargestellten Trägersynchronisators zeigt;
  • 8 ist eine tabellarische Auflistung der möglichen Fälle des BPSK-Eingangssignals, der Zählzustände des Synchrongateimpulszählers und des Sync-Vergleichszählers in Verbindung mit dem Betrieb des Trägersynchronsignal-Zählers sowie der Ausgangssignale des Majoritätsdiskriminators und des Erste-/Letzte-Hälfte-Vergleichers bei dem letzten Zählwert "7" des Trägersynchronsignal-Zählers als ein Ergebnis des Betriebs des in 7 gezeigten Trägersynchronisators;
  • 9 ist eine schematische Darstellung der Antennenkopplungsschaltung;
  • 10 ist eine schematische Darstellung der Antennenkopplungsschaltung, bei der für das Senden und Empfangen eine gemeinsame Spule vorgesehen ist und die das gleichzeitige Senden und Empfangen implementiert;
  • 11 ist eine schematische Darstellung einer anderen Antennenkopplungsschaltung, die für das intermittierende Senden/Empfangen von Daten des IC-Karten-Kommunikatonssystems verwendet wird;
  • 12 ist ein Zeitdiagramm, welches das kontinuierliche Senden/Empfangen von Daten des IC-Karten-Kommunikationssystems zeigt;
  • 13 ist ein Zeitdiagramm, welches das intermittierende Senden/Empfangen zwischen der Lese-/Schreibvorrichtung und der IC-Karte zeigt; und
  • 14 ist ein Diagramm, welches das herkömmliche IC-Karten-Kommunikationssystem zeigt.
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
  • Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im einzelnen erläutert.
  • 1 zeigt das IC-Karten-Kommunikationssystem, das die erfinderische Modulations-, Demodulations- und eine Antennenkopplungsschaltung verwendet. In der Figur bezeichnet 100 eine IC-Karte vom kontaktlosen Typ, und sie weist eine integrierte 1-Chip-Schaltung (IC) 110 auf, in der gebildet sind: ein ROM 111, der Programme und Daten speichert, ein RAM 112, der temporäre Daten speichert und als Arbeitsbereich dient, eine CPU 113, in der die Programme ablaufen, eine Ein-Ausgabe-Steuereinheit 114, ein Datenbus 115 und ein Modulator/Demodulator 116.
  • Die IC-Karte 100 weist ferner auf: eine Quarzoszillationsschaltung 120, die der integrierten Schaltung 110 ein Taktsignal zuführt, eine Rahmenantenne 130, die elektromagnetische Wellen abstrahlt und empfängt, eine Energiesteuereinheit 140, die aus der empfangenen elektromagnetischen Welle Energie für die integrierte Schaltung 110 erzeugt, und einen Energiespeicherkondensator 150.
  • Mit 200 ist eine Lese-/Schreibvorrichtung bezeichnet, die Daten auf die IC-Karte 100 schreibt und davon liest; sie weist folgendes auf eine Rahmenantenne 210, die elektromagnetische Wellen abstrahlt und empfängt, eine Kopplungsschaltung 220, welche die Rahmenantenne 210 mit dem Sender- und dem Empfängerabschnitt der Lese-/Schreibvorrichtung 200 koppelt, und einen Kommunikationspuffer 260, der Kommunikationsdaten vorübergehend speichert. Das Ausgangssignal des Kommunikationspuffers 260 wird auf der Basis der binären Phasenumtastungsmodulation (Binary Phase Shift Keying = BPSK) von einer Modulationsschaltung 240 moduliert, von einem Ausgangsverstärker 230 verstärkt und an die Kopplungsschaltung 220 abgegeben.
  • Ein empfangenes Signal, das von der Kopplungsschaltung 220 abgegeben wird, wird von einem Empfangsverstärker 232 verstärkt, von einem Begrenzer 234 in ein Rechteckwellensignal mit einer bestimmten Amplitude umgewandelt, von einer Demodulationsschaltung 250 demoduliert und dem Kommunikationsbuffer 260 zugeführt.
  • Die Lese-/Schreibvorrichtung 200 weist ferner folgendes auf: eine Mikrocomputerplatte 270, auf die gepackt sind: eine Quarzoszillationsschaltung 271, die ein Referenztaktsignal erzeugt, ein ROM 273, der Programme und Daten speichert, eine CPU 272, in der die Programme ablaufen, ein RAM 274, der temporäre Daten speichert und als ein Arbeitsbereich dient, ein programmierbarer Zeitgeber 275, ein serieller Sender/Empfänger 276 zur Kommunikation mit einer externen Einrichtung über ein Kabel und eine parallele Schnittstelle 277. Mit 280 ist eine Energieversorgung bezeichnet, die eine Versorgungs-Gleichspannung aus der Versorgungsleitung-Wechselspannung erzeugt und die Versorgungs-Gleichspannung den Komponenten der Lese-/Schreibvorrichtung 200 zuführt.
  • 2 zeigt die Funktionen des in 1 gezeigten IC-Karten-Kommunikationssystems. Die Lese-/Schreibvorrichtung 200 hat zwei Hauptfunktionen, und zwar Senden und Empfangen. Die Sendefunktion umfaßt eine Steuerdatensendefunktion F201 und eine Energieübertragungsfunktion F202, und die Empfangsfunktion ist eine Kartendatenempfangsfunktion F203 von der IC-Karte.
  • Die IC-Karte hat eine Steuerdatenempfangsfunktion F204 in Verbindung mit der Steuerdatensendefunktion F201 der Lese-/Schreibvorrichtung 200 und eine Wechsel-/Gleichspannungs-Umwandlungsfunktion F205 in Verbindung mit der Steuerdatensendefunktion F201 und der Energieübertragungsfunktion F202. Die Spannungsumwandlungsfunktion F205 wandelt die empfangene elektromagnetische Welle in eine Gleichspannung um, die der integrierten Schaltung 110 der IC-Karte als Energie zuzuführen ist. Die IC-Karte hat ferner eine Steuerfunktion F206 zum Steuern der Datenlese-/-schreiboperationen in Abhängigkeit von den empfangenen Steuerdaten während einer Periode, in welcher der IC-Karte Energie zugeführt wird oder in der Energie in der IC-Karte gehalten wird, und eine Kartendatensendefunktion F207 zum Senden von in der IC-Karte gespeicherten Daten an die Lese-/Schreibvorrichtung 200 während der Leseoperation.
  • 3 zeigt ein spezielles Schaltbild der Modulationsschaltung 240 der Lese-/Schreibvorrichtung gemäß 1. Die Modulationsschaltung 240 weist folgendes auf: einen Differenzcodierer 310, der die Differenzcodierung für von dem Kommunikationspuffer 260 ausgegebene Daten implementiert, einen Trägerimpulserzeuger 320, der ein Trägerimpulssignal erzeugt, das genutzt wird, um das codierte Signal in ein BPSK-moduliertes Signal umzuwandeln, ein Exklusiv-ODER-Glied 330, das ein digitales BPSK-Signal abgibt, eine Digitalsignalverarbeitungsschaltung 340 zum Umwandeln von Binärsignalen, die einen Phasenänderungsdetektor 347 zum Detektieren einer Phasenänderung in dem Ausgangssignal des Differenzcodierers 310 und einen additiven Impulserzeuger 348 zum Erzeugen eines additiven Impulses in Abhängigkeit von der Detektierung einer Phasenänderung hat, und Miller-Integrationsschaltungen 350 und 360, die Operationsverstärker 351 bzw. 361 haben. Die Digitalsignalverarbeitungsschaltung 340 weist in ihrer Ausgangsstufe ODER-Glieder 345 und 346 auf, wobei deren Ausgangssignale durch Widerstände R1 und R2 dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 351 zugeführt werden. Die Widerstände R1 und R2 haben Widerstandwerte, wobei das Verhältnis dieser Werte 1:3 ist.
  • Nachstehend wird der Betrieb der Modulationsschaltung von 3 unter Bezugnahme auf das Wellenformdiagramm von 4 erläutert. Wenn der Differenzcodierer 310 ein Bitsynchronsignal ST an den Kommunikationspuffer 260 abgibt, führt dieser Sendedaten SD zu dem Codierer 310 zurück. Der Differenzcodierer 310 wandelt die Daten SD in ein Signal um, dessen Phase sich ändert, um den Wert der Daten SD darzustellen. Dabei schaltet der Differenzcodierer 310 synchron mit dem Bitsynchronsignal ST seinen Ausgang SDD von "0" zu "1" oder von "1" zu "0" um, wenn die Information SD "0" ist, und hält den Ausgang SDD unverändert, wenn die Information SD "1" ist. Der Ausgang SDD des Differenzcodierers 310 und eine Impulsfolge mit der konstanten Trägerfrequenz, die von dem Trägerimpulserzeuger geliefert wird, werden dem Exklusiv-ODER-Glied 330 zugeführt, das dann ein digitales BPSK-Signal DX als ein Resultat der exklusiven logischen Summieroperation erzeugt.
  • Wenn der Phasenänderungsdetektor 347 eine Phasenänderung in dem Signal SDD detektiert, gibt ex ein Impulssignal E während einer Halbperiode der Trägerwelle ab. Als Reaktion auf das Impulssignal E erzeugt der additive Impulserzeuger 348 einen 1-Periodenimpuls c mit einer der zweifachen Trägerfrequenz entsprechenden Frequenz zu einem Zeitpunkt in Abhängigkeit von der Polarität des Signals SDD. Dabei wird der Impuls c in Abhängigkeit davon, ob das Signal SDD "1" bzw. "0" ist, in der ersten Halbperiode oder der letzten Halbperiode erzeugt.
  • Dem UND-Glied 343 werden als Eingänge das BPSK-Signal DX und ein von dem Inverter 342 geliefertes invertiertes Signal des Ausgangssignals E des Phasenänderungsdetektors 347 zugeführt. Das UND-Glied 343 gibt also das Signal DX ab, wenn das Signal E "0" ist und das Signal DX positiv ist, wodurch ein Impulssignal a erzeugt wird. Einem anderen UND-Glied 344 werden als Eingänge ein von dem Inverter 341 geliefertes invertiertes BPSK-Signal DX und ein von dem Inverter 342 geliefertes invertiertes Signal des Ausgangssignals E des Phasenänderungsdetektors 347 zugeführt. Das UND-Glied 344 gibt also das invertierte Signal des Signals DX ab, wenn das Signal E "0" ist und das invertierte Signal DX positiv ist, wodurch ein Impulssignal b erzeugt wird. Dem ODER-Glied werden als Eingänge die Signale a und c zugeführt, um ein Impulssignal d zu erzeugen, und einem anderen ODER-Glied 346 werden als Eingänge die Signale b und c zugeführt, um ein Impulssignal e zu erzeugen. Das Signal d stellt also das BPSK-Signal DX oder das Impulssignal c dar, wenn das Signal E "0" bzw. "1" ist, und das Signal e stellt das invertierte Signal des BPSK-Signals DX oder das Impulssignal c dar, wenn das Signal E "0" bzw. "1" ist.
  • Die Ausgangssignale d und e der ODER-Glieder 345 und 346 werden als Spannungswert summiert, indem sie durch die Widerstände R1 und R2 geleitet werden, was in einem Spannungssignal f resultiert, wie in 4 gezeigt ist. Da die Widerstände R1 und R2 ein Widerstandsverhältnis von 1:3 als das Ergebnis der Spannungssummierung haben, wird ein Spannungsimpulssignal f mit einer Amplitude von 1/2V (3/4 – 1/4 = 1/2) abgegeben, wenn das Signal E "0" ist. Dagegen wird ein Spannungsimpulssignal f mit einer Frequenz, die das Doppelte des Signals DX ist, und der Amplitude von 1V (3/4 + 1/4 = 1) abgegeben, wenn das Signal E "1" ist.
  • Die Miller-Integrationsschaltung 350, welche die Eingangswiderstände R1 und R2 hat, integriert das Signal f um ein Dreieckwellensignal A0 zu erzeugen. Die Widerstände R1 und R2 werden nämlich für die proportionale Summierung der Signale d und e verwendet sowie als Eingangswiderstände der Miller-Integrationsschaltung 350. Die Miller-Integrationsschaltung 360 integriert ferner das Ausgangssignal der Integrationsschaltung 350, um ein Sinuswellensignal A1 zu erzeugen. Das resultierende Signal A1 hat die Amplitude 1, wenn das Signal E "0" ist, oder hat eine Amplitude von 1/2 und der zweifachen Frequenz, wenn das Signal E "1" ist. Infolgedessen kann die Modulationsschaltung 240 durch eine einfache Kombination einer Digital-Analog-Schaltungsanordnung ein BPSK-Signal erzeugen, das eine Sinuswellenform mit kontinuierlicher Phase hat.
  • 5 zeigt die Grundanordnung der Demodulationsschaltung. Diese Schaltung wird als die Demodulationsschaltung 250 in der IC-Karten-Lese-/Schreibvorrichtung 200 der in 1 gezeigten Ausführungsform verwendet. Da die Konfiguration und der Funktionsweise des IC-Karten-Kommunikationssystems von 1 bereits erläutert worden sind, entfällt eine wiederholte Erläuterung.
  • Wie 5 zeigt, weist die Demodulationsschaltung 250 folgendes auf: Exklusiv-ODER-Glieder 410 und 440, einen Trägersynchronisator 420, einen Taktimpulserzeuger 430 und einen Bitsynchronisator 450. Der Trägersynchronisator 420 und das Exklusiv-ODER-Glied 410 sind wirksam, um zu diskriminieren, ob das Eingangs-BPSK-Signal gleichphasig oder gegenphasig ist. Dabei werden dem Exklusiv-ODER-Glied 410 als Eingänge das BPSK-Signal von dem Begrenzer 234 und das in dem Trägersynchronisator 420 erzeugte Trägersynchronsignal zugeführt. Der Trägersynchronisator 420 verarbeitet das Ausgangssignal des Exklusiv-ODER-Glieds 410, um auf der Basis einer Majoritätsdiskriminierung zu diskriminieren, ob das Eingangs-BPSK-Signal gleichphasig oder gegenphasig ist, und erzeugt ein Diskriminierungssignal. Diese Schaltungen sind ferner wirksam, um zu diskriminieren, ob die Phase des Eingangssignals in bezug auf das erzeugte Trägersynchronsignal voreilt oder nacheilt, und implementieren die Sync-Steuerung durch entsprechendes Vorverstellen oder Verzögern der Phase des Trägersynchronsignals.
  • Der Bitsynchronisator 450 ist wirksam, um die Bitsynchronisation auf der Basis der Anordnung und des Betriebs ähnlich wie bei dem Trägersynchronisator 420 zu implementieren. Dabei wird das von dem Trägersynchronisator 420 erzeugte Diskriminierungssignal anstelle des BPSK-Signals verwendet, das Trägersynchronsignal wird anstelle des Taktimpulses verwendet. Der Bitsynchronisator 450 erzeugt Empfangsbitdaten RD und ein Empfangsbit-Taktsignal RT anstelle des Diskriminierungssignals bzw. des Trägersynchronsignals. Die Empfangsbitdaten RD werden einer Differenzdecodierung unterzogen, um zu demodulierten Daten zu werden.
  • 6 zeigt die Anordnung des Trägersynchronisators 420. In dieser Figur zählt ein Sync-Gate-Zähler (SGC) 510 Taktimpulse in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal eines Exklusiv-ODER-Glieds 410 aufwärts oder abwärts. Ein Majoritätsdiskriminator 520 diskriminiert auf der Basis des Zählergebnisses des Sync-Gate-Zählers (SGC) 510, ob die Majorität in dem Ausgangssignal des Exklusiv-ODER-Glieds 410 während einer Halbperiode der Trägerwelle "0" oder "1" ist. Einem Exklusiv-ODER-Glied 530 werden als Eingänge das Ausgangssignal des Exklusiv-ODER-Glieds 410 und das Trägersynchronsignal 2CSS, das eine zweifache Frequenz hat, zugeführt. Ein Sync-Vergleichszähler (SCC) 540 wird von dem Ausgangssignal des Exklusiv-ODER-Glieds 530 hinsichtlich seines Zählmodus (aufwärts oder abwärts) gesteuert. Er hat also unterschiedliche Zählmoden für die erste Hälfte und die letzte Hälfte einer Halbperiode des Trägersynchronsignals CSS. Ein Erste-/Letzte-Hälfte-Vergleicher 550 diskriminiert auf der Basis des Zählergebnisses des Sync-Vergleichszählers (SCC) 540 während einer Halbperiode des Trägersynchronsignals, ob das Eingangssignal in der Voreilphase oder der Nacheilphase relativ zu dem Trägersynchronsignal ist.
  • Eine Sync-Steuereinheit 560 erzeugt ein Signal zum Korrigieren der Voreilphase oder Nacheilphase des Trägersynchronsignals auf der Basis des Vergleichsergebnisses des Erste-/Letzte-Hälfte-Vergleichers 550. Ein Trägersynchronsignal-Zähler (CSC) 570 erzeugt das Trägersynchronsignal durch Vorverstellen der Phase des Trägersynchronsignals, wenn es nacheilt, und durch Verzögern der Phase des Trägersynchronsignals, wenn es voreilt, basierend auf dem Ausgangssignal der Sync- Steuereinheit 560. Ein Steuertakterzeuger 580 taktet die Phasensteuerung auf der Basis des Ausgangssignals des Trägersynchronsignal-Zählers (CSC) 570.
  • Nachstehend wird die Funktionsweise der Demodulationsschaltung erläutert. Das Exklusiv-ODER-Glied 410 empfängt das BPSK-Signal und das von dem Trägersynchronsignal-Zähler (CSC) 570 gelieferte Trägersynchronsignal CSS und gibt "0" ab, wenn beide Signale gleichphasig sind, oder "1" ab, wenn die Signale gegenphasig sind. Der Sync-Gate-Zähler (SGC) 510 zählt die Taktimpulse aufwärts oder abwärts, wenn das Ausgangssignal des Exklusiv-ODER-Glieds 410 "1" bzw. "0" ist. Das Zählergebnis wird dem Majoritätsdiskriminator 520 zugeführt, der diskriminiert, ob die Majorität "0" oder "1" ist.
  • Das Exklusiv-ODER-Glied 530 empfängt das Ausgangssignal des Exklusiv-ODER-Glieds 410 und das Signal 2CSS, das eine Frequenz hat, die das Doppelte derjenigen des Trägersynchronsignals CSS ist, das verwendet wird, um die erste Hälfte und die letzte Hälfte des CSS-Signals zu diskriminieren. Das Ausgangssignal des Exklusiv-ODER-Glieds 530 ist also das Ausgangssignal des Exklusiv-ODER-Glieds 410, das seinerseits für die erste oder letzte Hälfte des Trägersynchronsignals CSS invertiert wird.
  • In Abhängigkeit von diesem Signal schaltet der Sync-Vergleichszähler (SCC) 540 den Taktimpulszählmodus zwischen der ersten Hälfte und der letzten Hälfte des Trägersynchronsignals CSS um. Der Erste-/Letzte-Hälfte-Vergleicher 550 vergleicht die Dauer des Impulses zwischen der ersten Hälfte und der letzten Hälfte einer Halbperiode des Trägersynchronsignals CSS. Die Sync-Steuereinheit 560 diskriminiert die Voreilphase oder Nacheilphase des Trägersynchronsignals CSS auf der Basis der von dem Majoritätsdiskriminator 520 und dem Erste-/Letzte-Hälfte-Vergleicher 550 zum Zeitpunkt der letzten Zählung des Trägersynchronsignal-Zählers 570 gelieferten Ergebnisse, und wirkt auf den Trägersynchronsignal-Zähler 570, um die Phase des Trägersynchronsignals beim Zählbeginn des Trägersynchronsignal-Zählers 570 vorzuverstellen oder zu verzögern. Der Steuertakterzeuger 580 taktet die letzte Zählung und den Zählbeginn für den nächsten Zählzyklus des Trägersynchronsignal-Zählers 570.
  • 7 zeigt eine spezielle Schaltungsanordnung des in 6 gezeigten Trägersynchronisators 420. Der Sync-Gate-Zähler (SGC) 510 ist ein Sync-Gate-Zähler, der aus einem Aufwärts-/Abwärtszähler besteht, und der Majoritätsdiskriminator 520 weist auf: einen Inverter 521, UND-Glieder 522, 523 und 525, ein D-Flipflop 524, das als der Aufwärtszähl-Zwischenpeicher verwendet wird, und ein anderes D-Flipflop 526, das verwendet wird, um das Ausgangssignal des UND-Glieds 525 zwischenzuspeichern. Das UND-Glied 525 erzeugt "0", wenn das Exklusiv-ODER-Glied 410 "1" länger als "0" führt, oder es erzeugt "1", wenn das Glied 410 "0" länger als "1" führt. Das D-Flipflop 526 hält das Ausgangssignal des UND-Glieds 525 am Ende einer Halbperiode des Trägersynchronsignals und behält es bis zum Ende der nächsten Halbperiode.
  • Der Sync-Vergleichszähler (SCC) 540 besteht aus einem Aufwärts-/Abwärtszähler, und der Erste-/Letzte-Hälfte-Vergleicher 550 hat ein NOR-Gied 551 mit vier Eingängen. Das NOR-Glied 551 erzeugt ein Koinzidenzsignal EQL, das die Koinzidenz der ersten und der letzten Hälfte des Eingangssignals während einer Halbperiode des Trägersynchronsignals bezeichnet. Der Sync-Vergleichszähler 540 gibt an seinem MSB-Ausgang Od ein Erste-/Letzte-Hälfte-Vergleichssignal CMP ab. Die Sync-Steuereinheit 560 weist Inverter 561 und 563, UND-Glieder 564 und 565 und ein Exklusiv-ODER-Glied 562 auf. Das Exklusiv-ODER-Glied 562 empfängt die Signale MDT und CMP. Es gibt "0" ab, wenn beide Signale die gleiche Polarität haben, was die Nacheilphase des BPSK-Signals relativ zu dem Trägersynchronsignal bezeichnet, und gibt "1" ab, wenn ihre Polaritäten nicht übereinstimmen, was die Voreilphase bezeichnet. Das UND-Glied 564 erzeugt ein Sync-Zählervoreilsignal SCU, während das UND-Glied 565 ein Sync-Zählerverzögerungssignal SCD erzeugt.
  • Der Steuertakterzeuger 580 weist UND-Glieder 581, 582, 584, 585, 586 und 587, ein ODER-Glied 583 und D-Flipflops 588, 589 und 591 auf. Die Flipflops 589 und 591 erzeugen ein Phasenvoreilsignal FC bzw. ein Phasenverzögerungssignal BC für den Trägersynchronsignal-Zähler (CSC) 570. Das ODER-Glied 583 gibt normalerweise Ausgangsimpulse des Taktsignals NCK mit einem konstanten Intervall ab, gibt jedoch zusätzlich einen RCK-Impuls in Abhängigkeit von dem Phasenvoreilsignal FC ab, oder es ignoriert einen NCK-Impuls in Abhängigkeit von dem Phasennacheilsignal BC. Die Phase des Trägersynchronsignals CSS wird also gesteuert. Das UND-Glied 584 erzeugt ein Signal PST, welches das Ende einer Halbperiode des Trägersynchronsignals CSS bezeichnet, und das UND-Glied 587 erzeugt ein Rücksetztaktsignal LD. Das Bezugszeichen 599 bezeichnet ein UND-Glied.
  • 8 ist eine Auflistung der möglichen Fälle des Eingangs-BPSK-Signals, der Zählzustände des Sync-Gate-Zählers 570 (SGC) und des Sync-Vergleichszählers 540 (SCC) in Verbindung mit dem Betrieb des Trägersynchronsignal-Zählers 570 (CSC) und der Ausgangssignale (MDT) des Majoritätsdiskriminators 520 und der Ausgangssignale (CMP) des Erste-/Letzte-Hälfte-Vergleichers 550 bei dem letzten Zählwert "7" des Trägersynchronsignal-Zählers 570 (CSC) als ein Ergebnis des Betriebs des Trägersynchronisators gemäß 7. Das Eingangssignal ist gleichphasig, wenn MDT = "1 ", und es ist gegenphasig, wenn MDT = "0", und das Signal MDT wird dem Bitsynchronisator 450 intakt zugeführt. Das Eingangssignal ist weder in der Voreilphase noch in der Nacheilphase, wenn EQL = "1 ", und die Phasensteuerung erfolgt nicht. Im Fall von EQL = "0" wird dann, wenn die exklusive logische Summe der Signale MDT und CMP "1" ist, was relativ zu dem Eingangssignal ein nacheilendes Trägersynchronsignal CCS bezeichnet, der Trägersynchronsignal-Zähler (CSC) 570 um einen Impuls vorverstellt, oder wenn sie "0" ist, was ein voreilendes Trägersynchronsignal CCS bezeichnet, wird der Trägersynchronsignal-Zähler (CSC) 570 um einen Impuls verzögert.
  • Auf diese Weise werden die BPSK-Demodulation und die Sync-Phasensteuerung auf der Basis der Majoritätsdiskriminierungslogik ausgeführt, und infolgedessen wird eine präzise hochratige Datenübertragung erzielt.
  • 9 zeigt die Schaltungsanordnung der Antennenkopplungsschaltung. Diese Schaltung wird als die Antennenkopplungsschaltung 220 der in 1 gezeigten Ausführungsform verwendet. Wie diese Figur zeigt, weist ein Kopplungstransformator T eine Antennenspule 603, eine Sendespule 604 und eine Empfangsspule 605 auf. Der Ausgang des Ausgangsverstärkers 230 ist mit der Sendespule 604 verbunden und ferner durch einen Stellwiderstand 609 und einen Widerstand 610 mit Masse verbunden. Die Empfangsspule 605 ist durch einen Widerstand 607 mit dem invertierenden Eingang eines Operationsverstärkers 606 verbunden. Der invertierende Eingang und der Ausgang des Operationsverstärkers 606 sind durch einen Widerstand 608 verbunden. Der nichtinvertierende Eingang des Operationsverstärkers 606 ist mit dem Gleitkontakt des Stellwiderstands 609 verbunden.
  • Nachstehend wird die Funktionsweise erläutert. Das Datensignal und das Sinuswellensignal für die Energieversorgung von der Modulationsschaltung 240 werden durch den Ausgangsverstärker 230 der Sendespule 604 des Kopplungstranformators T zugeführt. Diese Signale werden der Antennenspule 603 auf der Basis der elektromagnetischen Induktion zugeführt und dann der Rahmenantenne 210 zugeführt, die einen Resonanzkondensator 602 hat, und als eine elektromagnetische Welle in den Raum abgestrahlt, so daß diese von der in einer kurzen Distanz befindlichen IC-Karte empfangen wird. Die Ausgangsspannung wird durch den Stellwiderstand 609 und den Widerstand 610 in die Spannung geteilt, die gleich dem an der Empfangsspule 605 induzierten Senderausgangssignal ist, und dem nichtinvertierenden Eingang des Operationsverstärkers 606 zugeführt, so daß die induzierte Sendespannung an der Empfangsspule 605 abgeglichen bzw. versetzt wird. Das Senderausgangssignal beeinflußt also das empfangene Eingangssignal in den gleichzeitigen Operationen des Sendens und Empfangens von Daten nicht.
  • 10 zeigt eine modifizierte Anordnung der Antennenkopplungsschaltung, die ebenfalls imstande ist, das gleichzeitige Senden und Empfangen auszuführen. Der Kopplungstransformator T hat eine Sende-/Empfangsspule, die gemeinsam für das Senden und Empfangen von Daten verwendet wird.
  • 12 zeigt den Operationstakt des kontinuierlichen Sendens/Empfangens des IC-Karten-Kommunikationssystems. Die Lese-/Schreibvorrichtung 200 sendet an die in einer kurzen Distanz befindliche IC-Karte 100, die keine eigene Energieversorgung hat, Daten und führt ihr Energie zu. Die Lese-/Schreibvorrichtung 200 sendet während der Übertragung serielle Daten in Form eines BPSK-modulierten Sinuswellensignals und führt der IC-Karte 100 während des Empfangs ein nichtmoduliertes Sinuswellensignal zu. Die Übertragung bei einem bestimmten Energiepegels wird während der gleichzeitigen Sende-/Empfangsoperation auf der Basis der Antennenkopplungsschaltung gemäß 9 oder 10 aufrechterhalten, so daß der IC-Karte kontinuierlich Energie zugeführt wird.
  • 11 zeigt die Schaltungsanordnung der Antennenkopplungsschaltung, die für das intermittierende Senden/Empfangen des IC-Karten-Kommunikationssystems verwendet wird. Wie 11 zeigt, ist die Sende-/Empfangsspule 612 des Kopplungstransformators T während des Sendens durch ein Relais 613 mit dem Ausgang des Ausgangsverstärkers 230 verbunden oder während des Empfangens durch einen Widerstand 607 mit dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 606 verbunden.
  • 13 zeigt den Operationstakt des intermittierenden Sendens und Empfangens zwischen der Lese-/Schreibvorrichtung 200 und der IC-Karte 100. Die Lese-/Schreibvorrichtung 200 sendet Kartensteuerdaten an die IC-Karte 100. Die Kartensteuerdaten sind ein BPSK-moduliertes Sinuswellensignal, das demoduliert und auf seiten der IC-Karte 100 in Energie umgewandelt wird. Die empfangene Energie wird in einem in der IC-Karte 100 vorgesehenen Kondensator gespeichert und für die Datenübertragung zu der Lese-/Schreibvorrichtung 200 verwendet.
  • Im Fall einer langen Datenübertragung von der IC-Karte 100 zu der Lese-/Schreibvorrichtung 200 über die Energiehaltezeit der IC-Karte hinaus sendet die Lese-/Schreibvorrichtung 200 intermittierend ein nichtmoduliertes Sinuswellensignal, und die IC-Karte 100 funktioniert auf der Basis der von diesem Signal erzeugten Energie, um Daten intermittierend zu der Lese-/Schreibvorrichtung 200 zu übertragen.

Claims (3)

  1. Modulationsschaltung zur Verwendung in einer IC-Karten-Lese-/Schreibvorrichtung, wobei die Modulationsschaltung folgendes aufweist: einen Differenzcodierer (310) zum Ausführen einer Differenzcodierung für ein an eine IC-Karte zu sendendes Signal (SD); einen Modulator (330) zum Implementieren der binären Phasenumtastungsmodulation auf der Basis der exklusiven logischen Summenoperation an dem codierten Signal (SDD) und eines Impulsfolgesignals, das eine Trägerfrequenz hat; einen Phasenänderungsdetektor (347) zum Detektieren eines Änderungspunkts der Phase des modulierten Signals (DX); eine Signalverarbeitungsschaltung (340) zum Modifizieren des modulierten Signals (DX) für eine Halbperiode bei dem Phasenänderungspunkt, so daß es eine Frequenz und eine Amplitude hat, die das Doppelte von denen des modulierten Signals (DX) sind; eine erste Miller-Integrationsschaltung (350), die das modifizierte Signal (f) integriert, um ein Dreieckwellensignal (Ao) zu erzeugen; und eine zweite Miller-Integrationsschaltung (360), die das von der ersten Miller-Integrationsschaltung (350) gelieferte Dreieckwellensignal (Ao) integriert, um ein Sinuswellensignal (A1) zu erzeugen, das eine kontinuierliche Phase hat.
  2. Modulationsschaltung nach Anspruch 1, wobei die Signalverarbeitungsschaltung (340) folgendes aufweist: einen additiven Impulsgenerator (348) zum Erzeigen eines 1-Perioden-Impulssignals (c), das eine Frequenz hat, die das Doppelte der Trägerfrequenz zum Zeitpunkt des Phasenänderungspunkts ist; eine Invertierschaltung (341) zum Invertieren des modulierten Signals (DX); eine erste logische Summenschaltung (345), die das modulierte Signal und das von dem additiven Impulsgenerator (348) gelieferte Impulssignal (c) empfängst; eine zweite logische Summenschaltung (346), die das von der Invertierschaltung (341) gelieferte invertierte modulierte Signal und das von dem additiven Impulsgenerator (348) gelieferte Impulssignal (c) empfängt; und eine Spannungssummiereinrichtung (R1, R2) zum Summieren der Ausgangsspannungen der ersten und zweiten logischen Summenschaltungen.
  3. Modulationsschaltung nach Anspruch 2, wobei die Spannungssummiereinrichtung folgendes aufweist: einen ersten Widerstand (R1), dessen eines Ende mit dem Ausgang der ersten logischen Summenschaltung (345) verbunden ist und dessen anderes Ende mit dem invertierenden Eingang eines Operationsverstärkers (351) in der ersten Miller-Integrationsschaltung (350) verbunden ist; und einen zweiten Widerstand (R2), dessen eines Ende mit dem Ausgang der zweiten logischen Summenschaltung (346) verbunden ist und dessen anderes Ende mit dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers (351) verbunden ist, wobei der erste und der zweite Widerstand (R1, R2) Widerstandswerte haben, die mit einem Verhältnis von 1:3 eingestellt sind, und als Summierwiderstände des Operationsverstärkers (351) und ferner als Eingangswiderstände der ersten Miller-Integrationsschaltung (350) wirksam sind.
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Families Citing this family (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2866016B2 (ja) * 1994-12-22 1999-03-08 三菱電機株式会社 Icカードのリード・ライト装置の変調器、その復調器
JP3360002B2 (ja) * 1996-03-14 2002-12-24 沖電気工業株式会社 接触式・非接触式兼用icカード及び接触式・非接触式兼用icカードリーダライタ
FR2752076B1 (fr) * 1996-08-05 1998-09-11 Inside Technologies Systeme d'alimentation electrique pour microcircuit a fonctionnement mixte, avec ou sans contact
US5949823A (en) * 1996-09-13 1999-09-07 Hitachi, Ltd. Data communication system and radio IC card system
US6167094A (en) * 1996-10-15 2000-12-26 Siemens Aktiengesellschaft Data transmission circuit having a station and a response circuit
US6164532A (en) * 1997-05-15 2000-12-26 Hitachi, Ltd. Power transmission system, power transmission/communication system and reader and/or writer
EP0886232B1 (de) * 1997-06-20 2007-09-05 Hitachi, Ltd. Schreib-/Lesevorrichtung, Stromversorgungssystem und Kommunikationssystem
ATE259513T1 (de) * 1998-03-27 2004-02-15 Koninkl Philips Electronics Nv Schaltung für datenträger zum reduzieren von stromverbrauch
FR2778521B1 (fr) * 1998-05-06 2000-06-16 Sgs Thomson Microelectronics Circuit codeur bpsk
US6585166B1 (en) * 1999-06-29 2003-07-01 Hitachi, Ltd. Composite IC card
GB2373689A (en) * 2001-03-20 2002-09-25 Christopher James Ashton Demodulation apparatus for multi-carrier PSK signals which reduces inter-carier interference
AUPR520301A0 (en) 2001-05-23 2001-06-14 Cochlear Limited Transceiver coil for auditory prosthesis
US6616054B1 (en) * 2001-07-02 2003-09-09 Bellsouth Intellectual Property Corporation External power supply system, apparatus and method for smart card
US6572015B1 (en) 2001-07-02 2003-06-03 Bellsouth Intellectual Property Corporation Smart card authorization system, apparatus and method
US6604685B1 (en) * 2001-07-02 2003-08-12 Bellsouth Intellectual Property Corporation Optical smart card system, apparatus and method
US6705531B1 (en) 2001-07-02 2004-03-16 Bellsouth Intellectual Property Corp. Smart card system, apparatus and method with alternate placement of contact module
US6935564B2 (en) * 2001-07-30 2005-08-30 Bayer Healthcare Llc Circuit and method for correcting influence of AC coupling
US8600804B2 (en) 2002-11-07 2013-12-03 Novitaz, Inc. Customer relationship management system for physical locations
US7962361B2 (en) 2002-11-07 2011-06-14 Novitaz Customer relationship management system for physical locations
JP3892407B2 (ja) 2003-03-25 2007-03-14 富士通株式会社 撮影装置
DE602004025811D1 (de) * 2003-08-11 2010-04-15 Sony Corp Funkkommunikationssystem und funkkommunikationseinrichtung
JP4519476B2 (ja) * 2004-02-03 2010-08-04 株式会社東芝 無線通信装置
WO2007029435A1 (ja) * 2005-09-02 2007-03-15 Nec Corporation 伝送方法、インターフェース回路、半導体装置、半導体パッケージ、半導体モジュールおよびメモリモジュール
TWI409934B (zh) * 2005-10-12 2013-09-21 Semiconductor Energy Lab 半導體裝置
EP2011054B1 (de) * 2006-04-12 2013-02-27 Intermec IP Corp. Rfid schreib-/lesestation mit hoher empfindlichkeit
JP2008219686A (ja) * 2007-03-07 2008-09-18 Fujitsu Ltd 音声出力回路及び音声出力方法
US20130006479A1 (en) * 2009-07-30 2013-01-03 Anderson Gerald G Microchip System and Method for Operating a Locking Mechanism and for Cashless Transactions
US11182661B2 (en) 2011-01-06 2021-11-23 Maplebear Inc. Reader network system for presence management in a physical retail environment
CN105743545B (zh) 2011-02-07 2019-08-27 飞利浦知识产权企业有限公司 提供无线电力传输系统中的通信的系统及方法
US11695448B2 (en) * 2014-07-31 2023-07-04 Gilbarco Inc. Fuel dispenser anti-skimming input device
CN108292371A (zh) * 2015-08-06 2018-07-17 薄膜电子有限公司 具有印刷接线柱的无线标签,及其制造和使用方法
US12056559B2 (en) 2020-09-16 2024-08-06 Gilbarco Inc. Fuel dispenser fraud detection apparatus and method

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4049909A (en) * 1975-10-29 1977-09-20 Bell Telephone Laboratories, Incorporated Digital modulator
US4311964A (en) * 1979-09-21 1982-01-19 Westinghouse Electric Corp. Coherent phase shift keyed demodulator for power line communication systems
US4818855A (en) * 1985-01-11 1989-04-04 Indala Corporation Identification system
JPS62100887A (ja) 1985-10-28 1987-05-11 スター精密株式会社 半導体デ−タキヤリアおよびデ−タ・リ−ドライト方式
US4724427A (en) * 1986-07-18 1988-02-09 B. I. Incorporated Transponder device
US4744094A (en) * 1986-12-12 1988-05-10 Zenith Electronics Corporation BPSK demodulator with D type flip/flop
ATE98025T1 (de) * 1987-07-31 1993-12-15 Texas Instruments Deutschland Transponder-anordnung.
JPH0755593B2 (ja) * 1989-05-18 1995-06-14 三菱電機株式会社 非接触icカード
JPH0312353A (ja) * 1989-06-07 1991-01-21 Showa Denko Kk バインダー混合物
JP2739343B2 (ja) * 1989-06-12 1998-04-15 本田技研工業株式会社 ハイブリッドタービンロータ
JPH0319591A (ja) * 1989-06-16 1991-01-28 Matsushita Electric Ind Co Ltd X―yラインセレクター回路
JPH0325832A (ja) * 1989-06-22 1991-02-04 Hokuto Denshi Kogyo Kk 放電制御抵抗付き陰極線管の検査方法
DE4003410A1 (de) * 1990-02-05 1991-08-08 Anatoli Stobbe Tragbares feldprogrammierbares detektierplaettchen
JPH0520798A (ja) * 1990-09-26 1993-01-29 Matsushita Electric Ind Co Ltd 映像音声信号記録再生装置
JPH053164A (ja) * 1991-06-21 1993-01-08 Toshiba Corp 半導体装置の製造方法
DE69230088T2 (de) * 1991-07-23 2000-01-27 Hitachi Maxell, Ltd. Lese/Schreibsystem für Aufzeichnungsmedium und kontaktfreies IC-Karten-System
JPH0528330A (ja) * 1991-07-24 1993-02-05 Mitsubishi Electric Corp 非接触型可搬担体及びその初期化方法
JP3085552B2 (ja) * 1991-09-03 2000-09-11 株式会社日立製作所 オンライン手書入力装置における文字入力/カーソル指示判定方法
JPH0585065A (ja) * 1991-09-28 1993-04-06 Nisca Corp 熱転写画像の形成方法及びその装置
DE69321182T2 (de) * 1992-02-18 1999-04-08 Citizen Watch Co., Ltd., Tokio/Tokyo Datenträgersystem
JPH0730458A (ja) * 1992-11-06 1995-01-31 Texas Instr Deutschland Gmbh 多重呼掛部、データ通信およびトランスポンダ装置
JPH0721336A (ja) * 1993-07-05 1995-01-24 Mitsubishi Electric Corp 接触型携帯機器及び非接触型携帯機器
JP2866016B2 (ja) * 1994-12-22 1999-03-08 三菱電機株式会社 Icカードのリード・ライト装置の変調器、その復調器
JPH0962808A (ja) * 1995-08-25 1997-03-07 Mitsubishi Electric Corp 非接触icカード及び非接触icカードシステム

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