JP2003333112A - Demodulator - Google Patents
DemodulatorInfo
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- JP2003333112A JP2003333112A JP2002138938A JP2002138938A JP2003333112A JP 2003333112 A JP2003333112 A JP 2003333112A JP 2002138938 A JP2002138938 A JP 2002138938A JP 2002138938 A JP2002138938 A JP 2002138938A JP 2003333112 A JP2003333112 A JP 2003333112A
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- JP
- Japan
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- circuit
- clock
- signal
- demodulation
- data
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- Pending
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- Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ASK100%変調を用いた受信電波からデ
ータを復調するにはポーズ期間にも復調クロックが途絶
しないようにPLL等の大規模回路が必要であった。
【解決手段】 ポーズ期間はクロックが供給されない
が、ポーズ状態となるとポーズ期間に相当するカウント
数をカウンタ回路110にプリセットしておく。ポーズ
解除後はプリセット値から再カウントを始めるので、ポ
ーズ期間があっても復調クロックが途切れることはな
い。これにより正常なデータ復調が可能となる。
(57) [Problem] To demodulate data from a received radio wave using ASK 100% modulation, a large-scale circuit such as a PLL is required so that a demodulation clock is not interrupted even during a pause period. A clock is not supplied during a pause period, but when a pause state is set, a counter number corresponding to the pause period is preset in a counter circuit. After the pause is released, re-counting is started from the preset value, so that the demodulated clock is not interrupted even if there is a pause period. This enables normal data demodulation.
Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は復調装置に関し、
さらに詳しくは、ASK100%変調された信号を復調
する装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、テレホンカードや乗車券のみなら
ずFAや物流などの用途においても非接触ICカードが
用いられるようになっている。さらには、複数枚の非接
触ICカードを各人が所有する状況になりつつある。非
接触ICカードは接触部をもたないため接触不良やよご
れなどに強く、また、通信エリアに存在する複数枚のカ
ードを同時に読み取ることが可能である。このような利
点をもつため今後も幅広い分野で非接触ICカードが利
用されると考えられる。
【0003】図12は、非接触ICカードとリーダライ
タとの接続を表す概念図である。リーダライタ801
は、データ信号を送受信するアンテナ803と、データ
を変調させる変調回路807と、データを復調させる復
調回路812と、変復調されたデータを制御する制御回
路805と、制御されたデータのリード/ライトを実行
させるメモリ806とから構成され、データの入出力を
行うコントローラ等に接続される。
【0004】一方、非接触ICカード802は、所定の
基板またはフィルム上に、リーダライタ801からデー
タとして放射される磁界の一部を電気信号に変換するア
ンテナ804と、データを変調させる変調回路811
と、データを復調させる復調回路808と、変復調され
たデータを制御する制御回路809と、制御されたデー
タのリード/ライトを実行させるメモリ810とから構
成される。
【0005】コントローラから呼出信号や処理要求信号
等の命令信号を受けたリーダライタ801は、制御回路
805でメモリ806とのアクセスを行い、変調回路8
07へ制御命令信号を送信し、アンテナ803を介して
非接触ICカード802に変調信号が送信される。
【0006】リーダライタ801から送信された変調信
号は、非接触ICカード802のアンテナ804で受信
され、復調回路808にてその変調信号が復調され、復
調された復調信号は制御回路809に制御命令信号とし
て送信される。その制御命令信号は、メモリ810で実
行され、応答信号や結果応答信号等の信号として変調回
路811へ送信され、変調された変調信号がアンテナ8
04を介してリーダライタ801に送信される。
【0007】非接触ICカード802より送信された変
調信号をアンテナ803で受信したリーダライタ801
は、復調回路812にて変調信号の復調を行い、その復
調信号を制御回路805に送信する。制御回路805に
送信された信号は、メモリ806とのアクセスを行い、
コントローラに送信される。
【0008】以上のようにしてリーダライタと非接触I
Cカードとの間でデータ通信が行われる。
【0009】国際標準規格ISO/IEC14443−
2では、非接触ICカードとリーダライタとの間で伝送
されるデータの変復調方式としてTypeAおよびTy
peBの2つが規定されている。TypeAでは、リー
ダライタから非接触ICカードへ伝送されるデータの変
調方式としてASK100%変調が規定されている。T
ypeAの非接触ICカードでは、リーダライタからの
ASK100%変調されたデータを以下のようにして復
調する。
【0010】図13は、ASK100%変調データを受
信する非接触ICカードの構成例である。非接触ICカ
ードは、リーダライタから放射される電波をアンテナ9
01を通して受信する。アンテナ901と同調容量90
2とは共振回路を構成しており、電波を効率よく受信で
きるような共振周波数に設定されている。アンテナ90
1で受信した信号は電源回路903・検波回路904・
クロック回路905に供給される。電源回路903では
アンテナ901で受信した信号を整流して非接触ICカ
ード自身が動作するための電源を得る。検波回路904
ではアンテナ901で受信した信号を包絡線検波して包
絡線検波出力を得る。包絡線選検波出力は復調回路90
6に与えられ、データが抽出される。制御回路907
は、抽出したデータを解釈しメモリ909に対してリー
ド/ライトを実行し、結果を変調回路908・アンテナ
901を経由してリーダライタに送信する。
【0011】次に、国際規格ISO/IEC14443
−2で規定されているASK100%変調方法を説明す
る。ASK100%変調方式では、無信号時には図14
に示すように、連続した13.56MHzの無変調波が
アンテナに供給されている。ASK100%変調波には
図15に示すように、13.56MHzの電波が途絶す
る期間が設けられる。電波が途絶する期間をポーズと呼
ぶ。ポーズが時間軸上でどの位置に挿入されるかによっ
て伝送するデータが表現される。
【0012】ISO/IEC14443−2ではポーズ
の挿入方法としてModified Miller変調を採用してい
る。Modified Miller変調でのポーズ挿入位置とデータ
との対応関係をコーディング規則といい、図16に示す
通りである。図16の規則に則って受信電波に反映され
た具体的なビットパターンを図17〜図22に示す。図
17〜図22でビット周期とは1ビットデータ伝送に割
り当てられる時間で、その値は9.44μSである。
【0013】図23を用いて、Modified Miller変調で
変調された受信電波から生成された包絡線検波出力から
ビットデータを復調する原理を説明する。図23で、復
調クロックのクロック周期は、変調データの伝送ビット
周期の1/2となる周波数を選ぶ。さらにビット周期の
開始点で必ず立ち上がりエッジとなるように位相を決め
ておくものとする。このような条件のもとで、まず、包
絡線検波出力を立ち下がりエッジで分周して分周信号と
する。分周信号を復調クロックの立上りエッジでラッチ
して遅延信号を得る。遅延信号は分周信号が復調クロッ
クの1周期分遅延したものである。分周信号と遅延信号
との排他的論理和を行なってEOR信号を得る。EOR
信号を復調クロックの矢印で示した立ち下がりエッジに
てラッチしてサンプリング信号を得ると、サンプリング
信号の値が復調データとなる。以上がModified Miller
復調の原理である。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】図23の復調クロック
は、アナログ信号である受信電波を2値化した後、分周
を行なうことによって生成する。図13の非接触ICカ
ードがASK100%変調波を受信した時の各部波形を
図24に示す。クロック回路905は受信電波を2値化
して受信電波と同一周波数のクロックを出力する。受信
電波が途絶するポーズ期間は、クロック回路905の出
力であるクロックも停止する。クロックを単純に分周し
た信号ではポーズ期間にクロックと同様に停止するた
め、図23に示すModified Miller復調を行なうための
復調クロックとしては利用できない。図13の非接触I
Cカードでは、発信回路908とPLL回路910とに
よって、クロックからポーズ期間も停止することなく非
変調期間と同一周波数を維持した補完後クロックを生成
し、補完後クロックを分周回路908で分周して所望の
復調クロックを得ている。
【0015】非接触ICカードは1チップLSIで構成
することがコストと信頼性面から重要であるが、PLL
回路の搭載は回路規模および価格の増大となる。
【0016】また、非接触ICカードでは動作電力も受
信電波から得るタイプが一般的であるが、リーダライタ
から非接触ICカードへの通信データにASK100%
変調波を用いる場合、受信電波が途絶するポーズ期間が
存在し、この間は非接触ICカードへの電力供給も途絶
することとなる。従来の非接触ICカードでは、電力供
給途絶期間にもPLL回路によって復調クロックを供給
してLSIを動作させるために大容量のコンデンサを内
蔵する必要がある。また、大容量のコンデンサを内蔵し
ても電波による電力供給が減少しているため、通信距離
が犠牲になる。
【0017】この発明は上記のような問題を解決するた
めになされたものであり、その目的は、回路規模を小さ
くすることができる復調装置を提供することである。
【0018】
【課題を解決するための手段】この発明による復調装置
は、クロック回路と、検波回路と、カウンタ回路と、復
調回路とを備える。クロック回路は、ASK100%変
調された信号を2値化してクロックを生成する。検波回
路は、上記ASK100%変調された信号を包絡線検波
する。カウンタ回路は、検波回路の出力の状態に従って
プリセットされ、クロック回路からのクロックをカウン
トする。復調回路は、カウンタ回路の出力の変化点に基
づいて検波回路の出力をサンプリングする。
【0019】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一または相
当部分には同一の符号を付しその説明は繰り返さない。
【0020】<非接触ICカードの全体構成>図1は、
この発明の実施の形態による非接触ICカードの全体構
成を示すブロック図である。図1に示す非接触ICカー
ドは、アンテナ101と、同調容量102と、電源回路
103と、検波回路104と、クロック回路105と、
カウンタ回路110と、復調回路106と、制御回路1
07と、メモリ109と、変調回路108とを備える。
【0021】アンテナ101は、リーダライタ(図示せ
ず)から放射される電波を受信する。同調容量102
は、電波を効率よく受信するためにアンテナ101と共
振回路を構成する。電源回路103は、アンテナ101
で受信した信号を整流して非接触ICカード自身が動作
するための電源を生成する。検波回路104は、アンテ
ナ101で受信した信号を包絡線検波して包絡線検波出
力を得る。クロック回路105は、アンテナ101で受
信した信号を2値化してクロックを生成する。カウンタ
回路110はクロック回路105からのクロックをカウ
ントし、カウント値が所定の値(分周数)に達するごと
にカウント値をリセットしかつカウント値が分周数の1
/2に達するごとにその出力レベル(Hレベル,Lレベ
ル)を切り替える。カウンタ回路110の出力は復調ク
ロックとして復調回路106に供給される。カウンタ回
路110は、検波回路104からの包絡線検波出力の状
態に従ってカウント値をプリセットする。復調回路10
6は、カウンタ回路110からの復調クロックの変化点
に基づいて検波回路104からの包絡線検波出力をサン
プリングし、包絡線検波出力から復調データを抽出す
る。制御回路107は、復調データを解釈しメモリ10
9に対してリード/ライト制御し、結果を変調回路10
8に与える。メモリ109は、データのリード/ライト
を行なうためのメモリである。変調回路108は、制御
回路107から与えられるデータを変調してアンテナ1
01に与える。
【0022】<復調クロックの生成>次に、クロック回
路105で生成されたクロックからカウンタ回路110
が復調クロックを生成する動作を説明する。図2はカウ
ンタ回路110の回路図、図3はカウンタ回路110の
動作説明図である。カウンタ回路110はクロックをカ
ウントして復調クロックを生成するが、図3に示すよう
に、包絡線検波出力がLレベルである期間、すなわちA
SK100%変調期間にはある値にプリセットされる。
包絡線検波出力がHレベルになるとカウンタ回路110
はカウントを再開する。
【0023】図4〜図6は、ポーズが存在するクロック
から復調クロックを生成する動作を説明している。クロ
ック回路110の分周比は、クロックから変調データの
ビット周期の1/2である復調クロックを生成するよう
に決めてある。これは図23のModhified Miller復調原
理で説明した復調クロックと変調データとの周期に合わ
せるためである。具体的には、変調データの速度が10
6Kbpsであるので、復調クロックは13.56MH
zクロックを64分周した212KHzとなり、図4の
タイミング図にカウント動作を示している。
【0024】プリセットする値は、包絡線検波出力がL
レベルである期間にクロックが連続していると仮定した
場合にカウントされる値よりも大きく設定しておく。
【0025】このようにすることによって、図5および
図6に示すように、復調クロックのデューティーは変動
するが、必ず包絡線検波出力のポーズごとに復調クロッ
クの再同期が取られるため、包絡線検波出力1周期間あ
たりの復調クロックのクロック数は、図23に示した従
来例と同数となる。
【0026】<ビットデータの復調>次に図7を用い
て、Modified Miller変調で変調された受信電波から生
成された包絡線検波出力からビットデータを復調する動
作を説明する。包絡線検波出力を立ち下がりエッジで分
周して分周信号とする。分周信号を復調クロックの立ち
上がりエッジでラッチして遅延信号を得る。分周信号と
遅延信号との排他的論理和を行なってEOR信号を得
る。EOR信号を復調クロックの矢印で示した立ち下が
りエッジにてラッチしてサンプリング信号を得ると、サ
ンプリング信号の値が復調データとなる。また、ポーズ
期間にはクロックが停止しているため回路が消費する電
力は僅少となる。
【0027】<プリセット値とポーズ期間との関係>次
に、カウンタ回路110のプリセット値と包絡線検波出
力のポーズ期間との関係について説明する。
【0028】図8を参照して、この実施形態では包絡線
検波出力の1ビット区間の時間は、
1/通信周波数=1/105937.5≒9.44μs
であるとする。これは、13.56MHzの無変調波を
128分周した周波数である。なお、105937.5
の数値は、106kbpsの通信速度をHzの小数点1
桁まで周波数表示した値である。
【0029】また、復調クロックの周波数は21187
5Hzで、平均周波数は通信周波数の2倍である。これ
は無変調波を64分周した周波数であり、図4のカウン
タ回路110はクロック(無変調波と同一周波数)を6
4分周するものである。
【0030】そして、復調クロックに必要な条件として
以下の3つが要求される。
[条件1] 1ビット区間に2周期存在すること。
[条件2] デューティは変動してもよい。
[条件3] 包絡線検波出力がLレベルであるときに復
調クロックがHレベルとなる位相であること。
【0031】条件3と図4とから、カウンタプリセット
値は32以上63以下でなければならない。この範囲外
では、包絡線検波出力がLレベルである期間、復調クロ
ックはLレベルとなってしまうからである。
【0032】ここでは、ポーズ期間は0.5μs〜4.
5μsまでの間で変動するものとする。ポーズ期間が最
小(0.5μs)の場合、図9に示すように、プリセッ
ト値が32〜63の間であれば復調クロックに必要な条
件1,2,3を満たす。
【0033】一方、ポーズ期間が最大(4.5μs)の
場合、図10に示すように、プリセット値が32,48
のときは復調クロックに必要な条件1を満足しない。プ
リセット値が63のときは条件を満足する。このよう
に、条件を満足するプリセット値はポーズ期間に応じて
変わる。
【0034】次に、プリセット値とポーズ期間との関係
を一般化して説明する。
【0035】図11に示すように、
1ビット区間=T、
ポーズ期間=t1、
ポーズ期間の終了時点から復調クロックがLレベルにな
るまでの期間=t2、
ポーズ期間の終了時点から復調クロックの1周期が経過
した時点から次のビット区間開始点までの期間=t3、
プリセット値=N、とする。
【0036】そうすると、
t2=復調周波数の周期×(プリセット値から1周期ま
でのカウント数)÷1周期カウント数=(T÷2)×
(64−N)÷64、
t3=T−t1−t2−(T÷2)
=(T÷128)×N−t1・・・A、
となる。
【0037】A式で(T÷2)>t3>0が求める条件
である。t3≦0であれば復調クロックは周期不足とな
り、t3≧(T÷2)であれば復調クロックは周期超過
となる。
【0038】t3>0の条件から、
(T÷128)×N−t1>0、
N>t1÷(T÷128)、
となる。ここで、T=9.44μs、t1=4.5μs
を代入すると、
N>61
が得られる。したがって、プリセット値Nは62、63
の2種のみとなる。
【0039】(T÷2)とt3との大小関係について考
える。
(T÷2)−t3=(1÷4−N÷128)×T−t1・・・B
である。B式は、N=63、t1=0.5μsで最小と
なり、
(1÷2−63÷128)×9.44−0.5≒0.57
であるため、(T÷2)>t3なる条件も満足してい
る。よって、プリセット値Nは62,63のどちらでも
よい。
【0040】<効果>以上のように本実施形態によれ
ば、PLL回路のような大規模回路を必要とせず、しか
もASK100%変調波のポーズ期間にはクロックも停
止することによりポーズ期間の電力消費も僅少となるた
め、大容量のコンデンサ内蔵する必要とせず、ASK1
00%変調波からデータを復調することが可能である。
【0041】なおここでは本発明を非接触ICカードに
適用した例について説明したが、非接触ICタグなどに
も同様に本発明を適用することができる。
【0042】
【発明の効果】本発明の復調装置によれば、ASK10
0%変調された信号から、小規模な回路によって低消費
電力でデータを復調することができる。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION [0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a demodulator.
More specifically, the present invention relates to an apparatus for demodulating a signal which is ASK 100% modulated. [0002] In recent years, non-contact IC cards have been used not only for telephone cards and tickets, but also for applications such as FA and physical distribution. Furthermore, it is becoming a situation that each person owns a plurality of non-contact IC cards. A non-contact IC card does not have a contact portion, so it is resistant to poor contact or dirt, and can simultaneously read a plurality of cards existing in a communication area. Because of these advantages, non-contact IC cards are expected to be used in a wide range of fields in the future. FIG. 12 is a conceptual diagram showing the connection between a non-contact IC card and a reader / writer. Reader / writer 801
Includes an antenna 803 for transmitting / receiving a data signal, a modulation circuit 807 for modulating data, a demodulation circuit 812 for demodulating data, a control circuit 805 for controlling modulated / demodulated data, and reading / writing of controlled data. And a memory 806 to be executed, and is connected to a controller or the like that inputs and outputs data. On the other hand, the non-contact IC card 802 includes an antenna 804 for converting a part of a magnetic field radiated as data from the reader / writer 801 into an electric signal on a predetermined substrate or film, and a modulation circuit 811 for modulating data.
, A demodulation circuit 808 for demodulating data, a control circuit 809 for controlling the modulated / demodulated data, and a memory 810 for reading / writing the controlled data. The reader / writer 801 having received a command signal such as a calling signal or a processing request signal from the controller accesses the memory 806 by the control circuit 805 and outputs the signal to the modulation circuit 8.
The control command signal is transmitted to the non-contact IC card 802 via the antenna 803. [0006] The modulated signal transmitted from reader / writer 801 is received by antenna 804 of non-contact IC card 802, the modulated signal is demodulated by demodulation circuit 808, and the demodulated signal is transmitted to control circuit 809 by a control command. Sent as a signal. The control command signal is executed by the memory 810 and transmitted to the modulation circuit 811 as a response signal, a result response signal, or the like, and the modulated signal is transmitted to the antenna 8.
04 to the reader / writer 801. [0007] A reader / writer 801 that receives a modulated signal transmitted from a non-contact IC card 802 by an antenna 803
Performs demodulation of the modulation signal in the demodulation circuit 812 and transmits the demodulated signal to the control circuit 805. The signal transmitted to the control circuit 805 accesses the memory 806,
Sent to controller. As described above, the reader / writer and the non-contact I
Data communication is performed with the C card. International standard ISO / IEC14443-
In Type 2, Type A and Type A are used as modulation and demodulation methods of data transmitted between the non-contact IC card and the reader / writer.
peB are defined. In Type A, ASK 100% modulation is specified as a modulation method of data transmitted from a reader / writer to a non-contact IC card. T
The non-contact IC card of type A demodulates ASK 100% modulated data from a reader / writer as follows. FIG. 13 shows an example of the configuration of a non-contact IC card that receives ASK 100% modulated data. A non-contact IC card transmits radio waves radiated from a reader / writer to an antenna 9.
01 is received. Antenna 901 and tuning capacity 90
2 constitutes a resonance circuit, and is set to a resonance frequency at which radio waves can be efficiently received. Antenna 90
The signal received at 1 is a power supply circuit 903, a detection circuit 904,
The clock is supplied to the clock circuit 905. The power supply circuit 903 rectifies the signal received by the antenna 901 to obtain a power supply for operating the non-contact IC card itself. Detection circuit 904
Then, an envelope detection is performed on the signal received by the antenna 901 to obtain an envelope detection output. The output of the envelope selection detection is supplied to the demodulation circuit 90.
6 and the data is extracted. Control circuit 907
Interprets the extracted data, executes read / write to the memory 909, and transmits the result to the reader / writer via the modulation circuit 908 and the antenna 901. Next, the international standard ISO / IEC14443
The ASK 100% modulation method specified in -2 will be described. In the ASK 100% modulation method, when there is no signal, FIG.
As shown in (1), a continuous 13.56 MHz unmodulated wave is supplied to the antenna. As shown in FIG. 15, the ASK 100% modulated wave has a period during which the 13.56 MHz radio wave is interrupted. The period during which radio waves are interrupted is called a pause. Data to be transmitted is represented by where the pause is inserted on the time axis. [0012] In ISO / IEC14443-2, Modified Miller modulation is adopted as a method of inserting a pause. The correspondence between the pause insertion position and the data in the Modified Miller modulation is called a coding rule, and is as shown in FIG. FIGS. 17 to 22 show specific bit patterns reflected on the received radio waves in accordance with the rules of FIG. 17 to 22, the bit period is the time allocated to 1-bit data transmission, and its value is 9.44 μS. The principle of demodulating the bit data from the envelope detection output generated from the received radio wave modulated by the Modified Miller modulation will be described with reference to FIG. In FIG. 23, as the clock cycle of the demodulation clock, a frequency that is の of the transmission bit cycle of the modulated data is selected. Further, it is assumed that the phase is determined so that the rising edge always occurs at the start point of the bit period. Under such conditions, first, the envelope detection output is frequency-divided at the falling edge to obtain a frequency-divided signal. The delayed signal is obtained by latching the frequency-divided signal at the rising edge of the demodulated clock. The delay signal is obtained by delaying the frequency-divided signal by one period of the demodulated clock. An exclusive OR of the frequency-divided signal and the delay signal is performed to obtain an EOR signal. EOR
When a signal is latched at the falling edge of the demodulated clock indicated by the arrow of the demodulated clock to obtain a sampling signal, the value of the sampling signal becomes demodulated data. This is Modified Miller
This is the principle of demodulation. The demodulated clock shown in FIG. 23 is generated by binarizing a received radio wave, which is an analog signal, and then performing frequency division. FIG. 24 shows waveforms of respective parts when the non-contact IC card of FIG. 13 receives an ASK 100% modulated wave. The clock circuit 905 binarizes the received radio wave and outputs a clock having the same frequency as the received radio wave. During the pause period during which the received radio wave is interrupted, the clock output from the clock circuit 905 also stops. A signal obtained by simply dividing the clock stops during the pause period in the same manner as the clock, and thus cannot be used as a demodulation clock for performing the Modified Miller demodulation shown in FIG. Non-contact I of FIG.
In the C card, a clock after interpolation is generated by the transmission circuit 908 and the PLL circuit 910 while maintaining the same frequency as the non-modulation period without stopping the pause period from the clock, and the divided clock is divided by the frequency divider circuit 908. Thus, a desired demodulated clock is obtained. It is important from the viewpoint of cost and reliability that a non-contact IC card is constituted by a one-chip LSI.
Mounting a circuit increases the circuit size and the price. In general, in the non-contact IC card, the operating power is also obtained from the received radio wave, but the communication data from the reader / writer to the non-contact IC card includes ASK 100%.
When a modulated wave is used, there is a pause period during which the received radio wave is interrupted, and during this period, the power supply to the non-contact IC card is also interrupted. In a conventional non-contact IC card, it is necessary to incorporate a large-capacity capacitor in order to operate a LSI by supplying a demodulation clock by a PLL circuit even during a power supply interruption period. Further, even if a large-capacity capacitor is incorporated, the communication distance is sacrificed because the power supply by radio waves is reduced. The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a demodulator capable of reducing the circuit scale. [0018] A demodulation device according to the present invention includes a clock circuit, a detection circuit, a counter circuit, and a demodulation circuit. The clock circuit binarizes the ASK 100% modulated signal to generate a clock. The detection circuit performs envelope detection on the ASK 100% modulated signal. The counter circuit is preset according to the output state of the detection circuit and counts the clock from the clock circuit. The demodulation circuit samples the output of the detection circuit based on the change point of the output of the counter circuit. Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding portions have the same reference characters allotted, and description thereof will not be repeated. <Overall Configuration of Non-Contact IC Card> FIG.
FIG. 1 is a block diagram showing an entire configuration of a non-contact IC card according to an embodiment of the present invention. The contactless IC card shown in FIG. 1 includes an antenna 101, a tuning capacitor 102, a power supply circuit 103, a detection circuit 104, a clock circuit 105,
Counter circuit 110, demodulation circuit 106, control circuit 1
07, a memory 109, and a modulation circuit 108. The antenna 101 receives radio waves radiated from a reader / writer (not shown). Tuning capacity 102
Constitutes a resonance circuit with the antenna 101 in order to receive radio waves efficiently. The power supply circuit 103 includes an antenna 101
Rectifies the received signal to generate a power supply for operating the contactless IC card itself. The detection circuit 104 performs envelope detection on the signal received by the antenna 101 to obtain an envelope detection output. The clock circuit 105 binarizes a signal received by the antenna 101 to generate a clock. The counter circuit 110 counts the clock from the clock circuit 105, resets the count value each time the count value reaches a predetermined value (division number), and resets the count value to one of the division number.
/ 2, the output level (H level, L level) is switched. The output of the counter circuit 110 is supplied to the demodulation circuit 106 as a demodulation clock. The counter circuit 110 presets a count value according to the state of the envelope detection output from the detection circuit 104. Demodulation circuit 10
6 samples the envelope detection output from the detection circuit 104 based on the change point of the demodulation clock from the counter circuit 110, and extracts demodulated data from the envelope detection output. The control circuit 107 interprets the demodulated data and
9 is read / written and the result is
Give 8 The memory 109 is a memory for reading / writing data. The modulation circuit 108 modulates the data supplied from the control circuit 107 and modulates the antenna 1
Give to 01. <Generation of Demodulated Clock> Next, a counter circuit 110 is generated from the clock generated by the clock circuit 105.
The operation of generating a demodulated clock will be described. FIG. 2 is a circuit diagram of the counter circuit 110, and FIG. The counter circuit 110 counts the clock and generates a demodulated clock. As shown in FIG. 3, while the envelope detection output is at the L level, that is, A
It is preset to a certain value during the SK 100% modulation period.
When the envelope detection output becomes H level, the counter circuit 110
Restarts counting. FIGS. 4 to 6 illustrate an operation of generating a demodulated clock from a clock having a pause. The frequency division ratio of the clock circuit 110 is determined so as to generate a demodulated clock that is の of the bit period of the modulated data from the clock. This is to match the cycle of the demodulated clock and the modulated data described in the Modified Miller demodulation principle of FIG. Specifically, the modulation data speed is 10
Since it is 6 Kbps, the demodulation clock is 13.56 MHZ.
The frequency is 212 KHz obtained by dividing the frequency of the z clock by 64, and the timing chart of FIG. The preset value is such that the envelope detection output is L
The value is set to be larger than the value counted when it is assumed that the clocks are continuous during the level period. By doing so, as shown in FIGS. 5 and 6, the duty of the demodulated clock fluctuates, but the demodulated clock is always resynchronized for each pause of the envelope detection output. The number of demodulated clocks per one cycle of the detection output is the same as that of the conventional example shown in FIG. <Demodulation of Bit Data> Next, an operation of demodulating bit data from an envelope detection output generated from a received radio wave modulated by Modified Miller modulation will be described with reference to FIG. The envelope detection output is frequency-divided at the falling edge to obtain a frequency-divided signal. The delayed signal is obtained by latching the frequency-divided signal at the rising edge of the demodulated clock. An exclusive OR of the frequency-divided signal and the delay signal is performed to obtain an EOR signal. When the sampling signal is obtained by latching the EOR signal at the falling edge indicated by the arrow of the demodulation clock, the value of the sampling signal becomes demodulated data. Further, since the clock is stopped during the pause period, the power consumed by the circuit is very small. <Relationship Between Preset Value and Pause Period> Next, the relationship between the preset value of the counter circuit 110 and the pause period of the envelope detection output will be described. Referring to FIG. 8, in this embodiment, it is assumed that the time of one bit section of the envelope detection output is 1 / communication frequency = 1 / 105937.5 ≒ 9.44 μs. This is a frequency obtained by dividing the frequency of the unmodulated wave of 13.56 MHz by 128. In addition, 105937.5
Is the communication speed of 106 kbps and the decimal point of Hz.
It is a value that displays the frequency up to the digit. The frequency of the demodulated clock is 21187
At 5 Hz, the average frequency is twice the communication frequency. This is a frequency obtained by dividing the unmodulated wave by 64, and the counter circuit 110 in FIG.
The frequency is divided by 4. The following three conditions are required for the demodulated clock. [Condition 1] Two periods exist in one bit section. [Condition 2] The duty may vary. [Condition 3] The phase at which the demodulated clock is at the H level when the envelope detection output is at the L level. From condition 3 and FIG. 4, the counter preset value must be 32 or more and 63 or less. Outside this range, the demodulated clock is at L level while the envelope detection output is at L level. Here, the pause period is 0.5 μs to 4.0 μs.
It fluctuates up to 5 μs. When the pause period is the minimum (0.5 μs), as shown in FIG. 9, if the preset value is between 32 and 63, the conditions 1, 2, and 3 required for the demodulation clock are satisfied. On the other hand, when the pause period is the maximum (4.5 μs), as shown in FIG.
In this case, the condition 1 required for the demodulated clock is not satisfied. When the preset value is 63, the condition is satisfied. Thus, the preset value that satisfies the condition changes according to the pause period. Next, the relationship between the preset value and the pause period will be generalized and described. As shown in FIG. 11, one bit section = T, pause period = t1, period from the end of the pause period until the demodulated clock goes to L level = t2, and one of the demodulated clocks from the end of the pause period. Period from the time when the cycle has elapsed to the start of the next bit section = t3,
It is assumed that the preset value = N. Then, t2 = demodulation frequency cycle × (count number from preset value to one cycle) プ リ セ ッ ト one cycle count number = (T ÷ 2) ×
(64−N) ÷ 64, t3 = T−t1−t2− (T ÷ 2) = (T ÷ 128) × N−t1... In the formula A, (T ÷ 2)>t3> 0 is a condition to be obtained. If t3 ≦ 0, the cycle of the demodulated clock is insufficient, and if t3 ≧ (T ÷ 2), the cycle of the demodulated clock is excessive. From the condition of t3> 0, (T な る 128) × N−t1> 0 and N> t1 ÷ (T ÷ 128). Here, T = 9.44 μs, t1 = 4.5 μs
Is obtained, N> 61 is obtained. Therefore, the preset value N is 62, 63
Only two types. Consider the magnitude relationship between (T ÷ 2) and t3. (T ÷ 2) -t3 = (1 ÷ 4-N ÷ 128) × T-t1... B The formula B is minimum at N = 63 and t1 = 0.5 μs, and (1 ÷ 2−63 ÷ 128) × 9.44−0.5 ≒ 0.57, so that (T ÷ 2)> t3 The conditions are also satisfied. Therefore, the preset value N may be either 62 or 63. <Effects> As described above, according to the present embodiment, a large-scale circuit such as a PLL circuit is not required, and the clock is stopped during the pause period of the ASK 100% modulated wave, so that the power during the pause period is reduced. ASK1 does not require a large-capacity built-in capacitor because of low consumption.
It is possible to demodulate data from a 00% modulated wave. Although an example in which the present invention is applied to a non-contact IC card has been described, the present invention can be similarly applied to a non-contact IC tag and the like. According to the demodulation device of the present invention, the ASK10
Data can be demodulated from a 0% -modulated signal by a small-scale circuit with low power consumption.
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態による非接触ICカー
ドの全体構成を示すブロック図である。
【図2】 図1に示したカウンタ回路の構成を示すブロ
ック図である。
【図3】 図2に示したカウンタ回路の動作を説明する
ための図である。
【図4】 図2に示したカウンタ回路の動作を説明する
ためのタイミングチャートである。
【図5】 図2に示したカウンタ回路による分周動作を
説明するためのタイミングチャートである。
【図6】 図2に示したカウンタ回路による分周動作を
説明するためのタイミングチャートである。
【図7】 包絡線検波出力からビットデータを復調する
動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図8】 カウンタ回路のプリセット値とポーズ期間と
の関係を説明するためのタイミングチャートである。
【図9】 カウンタ回路のプリセット値とポーズ期間と
の関係を説明するためのタイミングチャートである。
【図10】 カウンタ回路のプリセット値とポーズ期間
との関係を説明するためのタイミングチャートである。
【図11】 カウンタ回路のプリセット値とポーズ期間
との関係を説明するためのタイミングチャートである。
【図12】 非接触ICカードとリーダライタとの接続
を示すブロック図である。
【図13】 ASK100%変調データを受信する従来
の非接触ICカードの構成を示すブロック図である。
【図14】 ASK100%変調方式における無変調時
の信号波形を示す図である。
【図15】 ASK100%変調された信号波形を示す
図である。
【図16】 Modified Miller変調でのコーディング規
則を示す図である。
【図17】 Modified Miller変調でのビットパターン
を示す図である。
【図18】 Modified Miller変調でのビットパターン
を示す図である。
【図19】 Modified Miller変調でのビットパターン
を示す図である。
【図20】 Modified Miller変調でのビットパターン
を示す図である。
【図21】 Modified Miller変調でのビットパターン
を示す図である。
【図22】 Modified Miller変調でのビットパターン
を示す図である。
【図23】 Modified Miller復調原理を示す図であ
る。
【図24】 ASK100%変調信号を受信したときの
各部の波形を示す図である。
【符号の説明】
101 アンテナ、102 同調容量、103 電源回
路、104 検波回路、105 クロック回路、106
復調回路、107 制御回路、108 送信回路、1
09 メモリ、110 カウンタ回路。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of a non-contact IC card according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a counter circuit shown in FIG. FIG. 3 is a diagram for explaining an operation of the counter circuit shown in FIG. 2; FIG. 4 is a timing chart for explaining an operation of the counter circuit shown in FIG. 2; FIG. 5 is a timing chart for explaining a frequency dividing operation by the counter circuit shown in FIG. 2; FIG. 6 is a timing chart for explaining a frequency dividing operation by the counter circuit shown in FIG. 2; FIG. 7 is a timing chart for explaining an operation of demodulating bit data from an envelope detection output. FIG. 8 is a timing chart for explaining a relationship between a preset value of a counter circuit and a pause period. FIG. 9 is a timing chart for explaining a relationship between a preset value of a counter circuit and a pause period. FIG. 10 is a timing chart for explaining a relationship between a preset value of a counter circuit and a pause period. FIG. 11 is a timing chart for explaining a relationship between a preset value of a counter circuit and a pause period. FIG. 12 is a block diagram showing a connection between a non-contact IC card and a reader / writer. FIG. 13 is a block diagram illustrating a configuration of a conventional non-contact IC card that receives ASK 100% modulated data. FIG. 14 is a diagram showing a signal waveform when no modulation is performed in the ASK 100% modulation method. FIG. 15 is a diagram showing a signal waveform modulated by ASK 100%. FIG. 16 is a diagram illustrating a coding rule in Modified Miller modulation. FIG. 17 is a diagram illustrating a bit pattern in Modified Miller modulation. FIG. 18 is a diagram illustrating a bit pattern in Modified Miller modulation. FIG. 19 is a diagram illustrating a bit pattern in Modified Miller modulation. FIG. 20 is a diagram illustrating a bit pattern in Modified Miller modulation. FIG. 21 is a diagram illustrating a bit pattern in Modified Miller modulation. FIG. 22 is a diagram illustrating a bit pattern in Modified Miller modulation. FIG. 23 is a diagram illustrating the principle of Modified Miller demodulation. FIG. 24 is a diagram showing waveforms of respective units when an ASK 100% modulated signal is received. [Description of Signs] 101 antenna, 102 tuning capacitance, 103 power supply circuit, 104 detection circuit, 105 clock circuit, 106
Demodulation circuit, 107 control circuit, 108 transmission circuit, 1
09 memory, 110 counter circuit.
Claims (1)
してクロックを生成するクロック回路と、 前記ASK100%変調された信号を包絡線検波する検
波回路と、 前記検波回路の出力の状態に従ってプリセットされ、前
記クロック回路からのクロックをカウントするカウンタ
回路と、 前記カウンタ回路の出力の変化点に基づいて前記検波回
路の出力をサンプリングする復調回路とを備えることを
特徴とする復調装置。Claims: 1. A clock circuit for generating a clock by binarizing an ASK 100% modulated signal, an envelope detecting circuit for detecting the ASK 100% modulated signal, and a detecting circuit A demodulator characterized by comprising: a counter circuit preset according to an output state and counting a clock from the clock circuit; and a demodulation circuit sampling an output of the detection circuit based on a change point of an output of the counter circuit. apparatus.
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- 2002-05-14 JP JP2002138938A patent/JP2003333112A/en active Pending
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