DE19800801A1 - Chipkarte mit Signalauswertung - Google Patents

Description

Problemstellung

Die Erfindung betrifft eine Chipkarte, enthaltend mindestens einen Chip mit elektronischem Speicher, bei der die Energieversorgung und der bidirek­ tionale Datenaustausch entweder über Kontakte oder über kontaktfreie Übertragungselemente geschieht. Eine solche Karte ist erstmalig mit der Schrift DE 39 35 364 und nachfolgend durch erweiterte Ansprüche der US 5,206,495 beschrieben worden. Als weitere Veröffentlichungen sind be­ kannt geworden: EP 0 534 559, DE 43 10 334, PCT/IB96/00518, DE 195 31 372, DE 195 31 275.

Aufgabenstellung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kriterium anzugeben, mit dem die Chipkarte selbsttätig ihre kontaktbehaftete und/oder kontaktfreie Funktionsweise bestimmen kann. Zu diesem Zweck werden zusätzlich zu den in der DE 39 35 364 beschriebenen Kriterien weitere Kriterien heran­ gezogen. Insbesondere ist eine Wechselspannungserkennungsschaltung zum Umschalten der Chipkarte zwischen den beiden Betriebsarten "Kopp­ lung über die Kontakte" und "Kopplung über die Antennenspule(n)" vorge­ sehen.

Beschreibung der patentgemäßen Lösung

Die Patentbeschreibung gestattet es, die gestellte Aufgabe zu erfüllen.

Zu Anspruch 1

Die wesentlichen Merkmale der Erfindung sind in Anspruch 1 enthalten.

Es wird eine Chipkarte 1 beschrieben, bei der zur Energieversorgung des Chips 2 und zur bidirektionalen Datenübertragung von und zum Chip 2 auf oder in der Chipkarte sowohl Kontakte 3 als auch Mittel zur kontaktlosen Datenübertragung 4, 5 vorgesehen sind. In dem Chip 2 ist ein ansteuerba­ res Bauelement 12 enthalten, das an seinem Ausgang E3 ein Signal in Ab­ hängigkeit von Spannungen an seinen sechs Eingängen F2, F1; E1, G1; E2, G2 erzeugt. Der Ausgang E3 soll ein logisches Signal darstellen, mit dessen Pegel abgebildet wird, ob die Karte kontaktbehaftet und/oder kon­ taktfrei Daten und Energie überträgt. Als Spannungsversorgung des Bau­ elementes 12 dienen entweder die Kontakte 3 und/oder die Spulen 4/5. Zu­ sätzlich sind an die beiden Eingänge F1, F2 des Bauelementes 12 die Fre­ quenzen angelegt, die entweder von den Spulen und/oder von den Kon­ takten eingespeist werden. An den beiden Eingängen E1, E2 liegt die je­ weilige, räumlich getrennte, den Kontakten oder den Spulen zuzuordnende Versorgungsspannung an. Wird die Karte wahlweise entweder über Kon­ takte oder über Spulen bedient, liegen nach Wahl Frequenz F1, F2 an. Wo­ bei die beiden Eingänge F1, F2 im Teil 12 an einer einzigen ersten Leitung FF und die beiden Eingänge E1, E2 an einer einzigen zweiten Leitung EE zusammengeführt sind. In dem Bauelement 12 ist ein weiteres Bauelement 8 enthalten. In Bauelement 8 wird eine Frequenzdetektion (Wechselspannungserkennung) durchgeführt. Liegt die eine Frequenz an F1 an wird der erste Pegel eines logischen Signals angezeigt liegt die Frequenz F2 an, wird der zweite Pegel angezeigt. Wobei das logische Si­ gnal jeweils mit der Versorgungsspannung verbunden sein muß, die an der Karte anliegt. Entweder liegt die Versorgungsspannung an den Kon­ takten oder an den Spulen an und steuert als einzige anliegende Versor­ gungsspannung sämtliche Signalpegel in einer Schaltung.

Zu Anspruch 2

Das Bauelement 8 enthält die Bauelemente 20, 21, an denen die beiden Leitungen F1 und F2 zu einer ersten Leitung FF und die beiden Leitungen E1 und E2 zu einer zweiten Leitung EE zusammengefaßt sind. FF wird an Bauelement 20 und EE an 21 angeschlossen. Bauelement 20 gibt ein logi­ sches Signal SF aus, sofern die über FF anliegende Frequenz einen Zähl­ wert erreicht hat. Dies kann beispielsweise durch ein Schieberegister er­ folgen, bei dem ein Carrybit als SF ausgegeben wird, sofern das letzte in Serie geschaltete Register einen Wert anzeigt. Bauelement 21 gibt ein lo­ gisches Signal ST aus, sofern eine Zeit abgelaufen ist. Dies kann bei­ spielsweise durch ein RC-Glied erfolgen, bei dem über die Ladezeit ein Spannungsanstieg zu verzeichnen ist. Mit Erreichen eines bestimmten Spannungswertes wird ein Ausgangssignal ST eines Operators geschaltet, womit eine Zeitbestimmung erfolgt ist. Es kann auch jede andere Zeitbe­ stimmung erfolgen, indem z. B. ein Oszillator mit einem Quarz als Taktge­ ber eingesetzt wird. An das Bauelement 22 werden die beiden logischen Signale SF, ST angelegt. Das zeitlich unterschiedliche Auftreten, je nach­ dem ob der Registerausgang SF zuerst gesetzt wird oder ob der Zeitwert ST zuerst erscheint, bestimmt die Höhe des Frequenzwertes. Da eine hohe Frequenz einen schnelleren Registerdurchlauf als eine tiefe erzeugt wird bei geeigneter Dimensionierung der Teile 20, 21 das Signal SF vor dem oder mit dem Signal ST auftauchen. Mit dieser Information an seinen Ein­ gängen kann Teil 22 ein logisches Signal an E3 abgeben. Der unterschied­ liche Pegel von E3 zeigt das Auftreten der Frequenz F1 an den Kontakten oder F2 an den Spulen an.

Zu Anspruch 3

Statt einer Frequenzzählung kann in Bauteil 20 auch eine Frequenzfilte­ rung enthalten sein. Bei einer hohen Frequenz, wie sie bei Spulenbetrieb zu erwarten ist, wird das Signal SF mit einem ersten logischen Wert und bei niedrigerer Frequenz, wie sie bei Kontaktbetrieb zu erwarten ist, wird SF mit dem zweiten logischen Wert ausgegeben. Womit zwei unterschied­ liche Signalpegel für das Signal SF für zwei unterschiedliche Frequenzen generiert werden.

Zu Anspruch 4

Es steht nur eine Frequenz zur Auswertung zur Verfügung, die entweder über F1 oder F2 ausschließlich an die Leitung FF angeschlossen ist. Wird die eine anliegende Frequenz z. B. durch den Ausgang des Schieberegi­ sters detektiert, wird ein erster Signalpegel mit dem Signal SF gesetzt. Liegt keine Frequenz an, indem beispielsweise keine Verbindung von F2 mit den Spulenelementen hergestellt ist, muß der Chip 2 weiterhin eine Spannungsversorgung z. B. von den Kontakten zur Aufrechterhaltung sei­ nes funktionalen Betriebes erhalten. In diesem Falle kann Bauteil 20 sei­ nen zweiten logischen Signalpegel nicht mehr aus der Frequenz oder der Spannungsquelle generieren, die nicht angeschlossen ist, sondern muß diesen zweiten Signalpegel aus der angeschlossenen Spannungsquelle generieren. Mit dieser Maßnahme ist gewährleistet, daß an E3 eindeutig zuzuordnende Spannungswerte vorliegen.

Zu Anspruch 5

Zur Auslösung von Ereignissen, die zeitlich aufeinander bezogen sein sol­ len, werden Kontrollsignale (Triggersignale) benutzt. Es werden die Bau­ teile 20, 21 miteinander verbunden, indem über die Verbindungsstrecke TR ein Signal zu dem Zeitpunkt übertragen wird, zu dem beispielsweise Teil 20 das erste Register gesetzt hat. Mit diesem Signal wird folgend der Startzeitpunkt des Zeitgliedes in 21 gesteuert.

Es kann auch eine Bedienung der Karte geben, in der ein Betrieb der Karte sowohl über Kontakte als auch gleichzeitig über Spulen erfolgt. In diesem Falle liegen Spannungen über Spulen und Kontakte zu selben Zeit an. Es sind in Tabelle 1 die Fälle aufgeführt, die ein Schaltungsentwickler zur Er­ stellung einer widerspruchsfreien Schaltung zu berücksichtigen hat.

Abgrenzung zu weiteren Schriften Abschnitt 1 Technischer Stand durch DE 39 35 364 und PCT/IB96/00518

Die Beschreibung der PCT/IB96/00518 betrifft gemäß Seite 1, Zeilen 1-7 "eine Chipkarte, die sowohl über Kontakte als auch über zumindest eine Antennenspule mit einer zugehörigen Schreib-Lese-Station koppelbar ist, wobei die Schreib-Lese-Station über die Kopplung die Energie für den Be­ trieb der Chipkarte liefert und auch der Datenaustausch über diese Kopp­ lung erfolgt und wobei für den Fall der Kopplung über die Antennenspu­ le(n) ein Gleichrichter zur Energieversorgung vorgesehen ist. Eine derarti­ ge Chipkarte ist aus der DE 39 35 364 bekannt." Mit dieser Aufgabenstel­ lung setzt die PCT/IB96/00518 auf der Aufgabenstellung der DE 39 35 364, Spalte 1, Zeilen 41-49 auf: "Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrun­ de, eine Chipkarte zu schaffen, die sowohl kontaktbehaftet wie auch kon­ taktlos funktioniert, so daß diese ohne Dazutun des Kartenbenutzers in Verbindung mit Kontaktkartenlesern bzw. kontaktlos arbeitenden Lesern eingesetzt werden kann und automatisch selbsttätig ihre Funktionsweise (kontaktlos oder kontaktbehaftet) bestimmen."

Die Aufgabenstellung der PCT/IB96/00518 ist gemäß Seite 2, Zeile 14-17:
"Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Chipkarte der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der die Reichweite in kontaktlosem Betrieb genauso groß oder nur unwesentlich geringer ist wie bei Chipkarten, die nur für kontaktlosen Betrieb geeignet sind." Diese Aufgabe soll in der PCT/IB96/00518 gemäß Seite 2, Zeilen 18-23 gelöst werden: "Diese Auf­ gabe wird durch eine Chipkarte der eingangs genannten Art erfindungsge­ mäß dadurch gelöst, daß der Gleichrichter direkt mit Komponenten, die Betriebsspannung benötigen, verbunden ist, und daß eine Wechselspan­ nungserkennungsschaltung zum Umschalten der Chipkarte zwischen den beiden Betriebsarten "Kopplung über die Kontakte" und "Kopplung über die Antennenspule(n)" vorgesehen ist". Es wird hier darauf hingewiesen, daß bei Betrieb über Spulen ein Gleichrichter grundsätzlich zum Betrieb des Chips in der Karte benötigt wird und daß die Verbindung eines Gleichrich­ ters "direkt mit Komponenten, die Betriebsspannung benötigen" nicht erfin­ dungsgemäß sein kann, da es in der DE 39 35 364 Spalte 2, Zeilen 11-16 heißt: "Das Teil 2.1.1 führt eine Strom- und Spannungsgleichrichtung durch, indem z. B. über eine Dioden-Kondensatornetzwerk Gleichstrom und Gleichspannung dem gesamten Teil 2 zur Verfügung gestellt werden, so­ fern genügend Energie nach einem Transformatorprinzip zur Verfügung gestellt werden." Aus den Ansprüchen der DE 39 35 364 (Spalte 3, Zeilen 6-12) ist zu entnehmen: ". . . daß ein Dioden-Kondensatornetzwerk (Teil 2.1.1) zur Gleichrichtung und Glättung einer in den Spulen induzierten Wechselspannung an die Spulen angeschlossen ist, daß die so erzeugte Gleichspannung (U1) zur Spannungsversorgung des Chips Teil (2) dient . . ."

Es bleibt zu analysieren, in wieweit die in der PCT/IB96/00518, Seite 2, Zeile 20 bis 23 angegebene Aufgabenstellung ("Wechselspannungserken­ nungsschaltung zum Umschalten der Chipkarte zwischen den beiden Be­ triebsarten "Kopplung über die Kontakte" und "Kopplung über die Anten­ nenspule(n)") eine erfinderische Leistung darstellt.

Das Hinzufügen einer weiteren Wechselspannungserkennungsschaltung wie sie in der PCT/IB96/00518 auf Seite 3, Zeile 1-6 angegeben ist: "Aus diesem Grund ist erfindungsgemäß eine Wechselspannungserkennungs­ schaltung (z. B. in Form eines zusätzlichen Gleichrichters) zum Umschalten zwischen den Betriebsarten vorgesehen. Wenn von dieser eine Wechsels­ pannung an der Antennenspule detektiert wird, wird die Chipkarte auf die kontaktlose Betriebsart ("Kopplung über die Antennenspule(n)", sonst auf die kontaktbehaftete Betriebsart ("Kopplung über die Kontakte") umge­ schaltet." Ist aus DE 39 35 364 bekannt. In der DE 39 35 364 erzeugt eine über Spulen (Teile 4, 5) eingespeiste Wechselspannung ursächlich über ei­ nen Gleichrichter 2.1.1 eine Gleichspannung U1, wobei U1 die kontaktlose Betriebsart über Teil 2.1.2 schaltet. Fachleute wissen, daß zusätzliche Gleichrichter Energie benötigen, womit das Ziel der PCT/IB96/00518, Seite 2, Zeilen 15-16 (große Reichweite bei kontaktlosem Betrieb) in Frage ge­ stellt wird.

Auf Seite 3 der PCT/IB96/00518, Zeilen 25-32 ist angegeben, daß eine selbsttätige Ermittlung der Karte, in welcher Betriebsart sie arbeitet, erfin­ dungsgemäß gewünscht wird: "Vorzugsweise sind die Speicherzugriffs­ rechte abhängig von den Betriebsarten "Kopplung über die Kontakte" und "Kopplung über die Antennenspule(n)" unterschiedlich konfigurierbar. Ins­ besondere können zwei Speicherbereiche vorgesehen sein, die abhängig von den Betriebsarten "Kopplung über die Kontakte" und "Kopplung über die Antennenspule(n)" alternativ aktiviert sind. Auf diese Weise kann ein- und dieselbe Karte zwei völlig unterschiedliche Funktionen ausüben, je nachdem, in welcher Betriebsart sie eingesetzt wird (z. B. elektronischer Fahrschein in kontaktlosem Betrieb und Telefonwertkarte in kontaktbehaf­ tetem Betrieb.)" Dies deckt sich mit der Aufgabenstellung der DE 39 35 364 (Spalte 1, ab Zeile 62 bis Spalte 2 Zeile 7).

Die in der PCT/IB96/00518 auf Seite 3, Zeilen 34 bis Seite 4, Zeile 3 ange­ gebenen Aufgabenstellung deckt sich mit Beschreibungen, die aus der EP 0 534 559 bekannt sind.

In der PCT/IB96/00518 ist auf Seite 5, Zeilen, 15-16 eine Pegelerken­ nungsschaltung angeführt: "Mit einer Pegelerkennungsschaltung 11 wird die Überschreitung der minimal erforderlichen Betriebsspannung ange­ zeigt." Eine solche Pegelerkennungsschaltung ist für einen Fachmann aus der DE 39 35 364 erkennbar. Dort ist die Betriebsspannung im Chipteil 2.1.1 an die Eingänge E1, E2 angelegt und es ist einem Fachmann bekannt, daß elektronische Komperatoren erst dann ein Ausgangssignal erzeugen, wenn eine minimale Betriebsspannung überschritten ist. Im einfachsten Fall ist dies durch Standardbauelemente automatisch gewährleistet, da diese eine sogenannte "Schwellwertspannung oder Threshold-Spannung" bereits eingebaut haben (siehe zu Schwellwertschalter in "Lexikon Elektro­ nik," ISBN 3-527-281-53-3, VCH Verlag, 1994, Seite 783).

Ein wesentliches Element der PCT/IB96/00518 soll die Wechselspan­ nungserkennungsschaltung 12 darstellen. Auf Seite 5, Zeilen 16-21 ist ausgeführt: "Zur Realisierung von kontaktloser und kontaktbehafteter Schnittstelle am gleichen Chip 2 ist eine automatische Erkennung des Be­ triebsfalles zur Aktivierung der korrekten Schnittstelle erforderlich. Dies wird mit einer Wechselspannungserkennungsschaltung 12 realisiert, die bei Vorliegen einer Wechselspannung an der Antennenspule 3 die kon­ taktlose Schnittstelle und ansonsten die kontaktbehaftete Schnittstelle ak­ tiviert." Der erste Satz dieser Beschreibung überläßt es dem Fachmann festzustellen, ob ursächlich zunächst "eine automatische Erkennung des Betriebsfalles" oder ursächlich eine "Aktivierung der korrekten Schnittstelle erforderlich" ist. Da ein Abtrennen von Kontakten oder Spulen in der PCT/IB96/00518 nicht beschrieben ist, wird fachmännisch angenommen, daß in beiden Fällen jeweils genau eine und nur eine Spannungsversor­ gung (Gleichspannung) über Spulen und/oder Kontakte an oder in Teil 12 vorhanden ist. Ereignet sich schaltungstechnisch in Teil 12 irgendeine Ur­ sache-Wirkungsbeziehung, kann diese nur in einem logischen Signal ab­ gebildet werden, daß von der anliegenden Spannungsquelle versorgt wird. Ist erfindungsgemäß nach der Beschreibung der PCT/IB96/00518 (Seite 3, Zeile 1-6) ein "Umschalten zwischen den Betriebsarten vorgesehen", liege in einem ersten Fall eine Wechselspannung allein an den Spulen (kein Kontaktanschluß). Wird ein logisches Signal erzeugt, das für diesen er­ sten Fall einen "High-Pegel" haben möge, dann kommt die Spannung der Ladungsträger für diesen Pegel eindeutig von den Spulen (da keine Kon­ takte angeschlossen sind). Im einem zweiten Fall liege eine Gleichspan­ nung über die Kontakte an. Das Signal der Wechselspannungserken­ nungsschaltung wird fachmännisch zur Vermeidung von Fehlschaltungen diesen Fall mit einem "Low-Pegel" anzeigen. Dieser "Low-Pegel" kann nur von den Kontakten herrühren (da keine Spulen aktiv sind). Es muß die Wechselspannungserkennungsschaltung aktiv den Ausgang, der im ersten Fall per Leitung mit der "High-Spannung" des Spuleneinganges verbunden war, in diesem zweiten Fall umschalten auf eine Leitung die mit dem "Low- Pegel" der Kontaktseite verbindet. Die Ein-/Ausgangsrelationen der Tabel­ le 1 sind für einen Fachmann schaltungstechnisch abzubilden. Da Kontak­ teingänge und Spuleneingänge räumlich voneinander getrennt sind, über­ läßt es die PCT/IB96/00518 dem Fachmann die Lösung der DE 39 35 364 aufzugreifen.

In der PCT/IB96/00518 heißt es (Seite 5, Zeile 21-24): "Eine Kontrolleinheit 13 steuert abhängig vom Betriebsfall entweder die kontaktlose oder die kontaktbehaftete Schnittstelle und regelt den Zugriff auf einen Datenspei­ cher 14 über einen unidirektionalen Adreßbus und einen bidirektionalen Datenbus." Da ein Abklemmen von Teilen des Chips von der Spannung nicht beschrieben ist, wird auch die Kontrolleinheit komplett entweder von der Kontaktschnittstelle oder der kontaktfreien Schnittstelle mit Spannung versorgt. Auf Seite 5 der PCT/IB96/00518 Zeile 25-27 heißt es: "Die Kon­ trolleinheit 13 besteht aus vier Bereichen; Bereich 13a enthält die Schal­ tungen, die erkennen, ob die Chipkarte überhaupt in Betrieb ist (dies wird von der Pegelerkennungsschaltung 11 ermittelt), und wenn ja, welche Schnittstelle aktiv ist." Gemäß obiger Ausführungen wird auch der jeweils eine oder andere Pegel logischer Signale durch die Versorgungsspannung dargestellt, die den Chip versorgt. Genau diese Aufgabenstellung ist in der DE 39 35 364 gelöst. Wird zusätzlich in der PCT/IB96/00518 eine Wech­ selspannung (Frequenz) zur Auswertung herangezogen, bleibt die Herkunft der Spannungspegel logischer Ausgangssignale in einer Kontrolleinheit in gleicher Weise an die Herkunft der Spannungsversorgung gebunden, wie eine Wechselspannungserkennungsschaltung (s. o.).

In der PCT/IB96/00518 Seite 6, Zeilen 18-21 ist auf eine Diode 15 hinge­ wiesen, von der es heißt: "Statt dessen ist zwischen dem Anschluß VDD und dem Gleichrichter 5 eine Diode 15 vorgesehen, die den Anschluß VDD vom Gleichrichter 5 entkoppelt." Eine solche Diode ist bereits für einen Fachmann aus Bild 3 der DE 39 35 364 offenbar. Dort sind zwei Dioden ein­ gesetzt und es ist leicht einsehbar, eine von den beiden fortzulassen.

Abschnitt 2 Abgrenzung der vorliegenden Schrift zur PCT/IB96/00518

In Abschnitt 1 wurde dargestellt, was einem Fachmann aus der PCT/IB96/00518 und der DE 39 35 364 bekannt ist. In der vorliegenden Schrift wird eine erfinderische Leistung beansprucht, die sich auf eine Wechselspannungserkennungsschaltung (Frequenzdetektion) bezieht, wie sie in der PCT/IB96/00518 auf Seite 2, Zeilen 21-22; Seite 3, Zeilen 1-6; Seite 5, Zeile 16-21; und im ersten Anspruch, Seite 7, Zeilen 7-9 als funk­ tionales Element, das Spulenbetrieb oder Kontaktbetrieb erkennt, angege­ ben ist. Der Fall, eines zusätzlichen Gleichrichters, wurde oben als be­ kannt durch die DE 39 35 364 abgehandelt. In der PCT/IB96/00518 sind über vorstehend angegebene Beschreibungen hinaus keine Mittel angege­ ben, die es einem Fachmann gestatten, die benötigte Wechselspannungs­ erkennungsschaltung aufzubauen. Die fehlenden erfinderischen Schritte werden in dieser Schrift vorgelegt.

Der PCT/IB96/00518 fehlt die Angabe, ob die Wechselspannungserken­ nungsschaltung 12 eine Frequenzauswertung oder eine Amplitudenaus­ wertung vornimmt. Eine Amplitudenauswertung könnte von einem Fach­ mann ausgeschlossen werden, da die Amplitude eingespeist von den Kon­ takten oder den Spulen gleiche Höhe haben dürfte. Da über Kontakte eine andere Frequenz als über Spulen ein läuft, wäre eine Frequenzauswertung zu mutmaßen.

In Anspruch 1 der vorgelegten Schrift ist zunächst angegeben, welche An­ schlüsse und Elemente ein Bauteil 12 benötigt das eine Wechselspan­ nungserkennungsschaltung (Frequenzauswertung) enthält. Es ist ersicht­ lich (Anspruch 1, Fig. 1, Tabelle 1), daß an der Schaltung 12 neben zwei Anschlüssen für Wechselspannung (F1, F2) vier weitere für die Gleich­ spannung (E1, G1; E2, G2) vorhanden sind. Dies ergibt sich aus der Not­ wendigkeit, die räumlich voneinander getrennten Spuleneingängen bzw. Kontakteingängen an ein einheitliches Bauteil 12 (Wechselspannungser­ kennungsschaltung) zu führen. Die Anschlüsse G1, G2 sind mit den jewei­ ligen räumlich voneinander getrennten Bezugspotentialen der Versor­ gungsspannungen, (Kontaktanschluß, Gleichrichteranschluß) verbunden. Ein logisches Signal, das an irgendeinem Ausgang (z. B. Wechselspan­ nungserkennungsschaltung oder E3) erscheint und in seinem Pegel den Betriebsfall (kontaktfrei oder kontaktbehaftet) abbilden soll, muß zu dem einen oder anderen Versorgungspunkt durchgeschaltet werden. Dies gilt auch, wenn als Kriterium für den Betriebsfall nicht die Spannung sondern z. B. die Frequenz (Wechselspannung) herangezogen wird. Von dieser not­ wendigen Verbindung der Wechselspannungserkennungsschaltung zu den Kontakten und zu den Spulen ist in der PCT/IB96/00518 nichts ausgesagt, womit zumindest ein Signalpegel "frei in der Luft hängen würde". Auch die­ ser Mangel der PCT/IB96/00518 wird in der vorgelegten Schrift behoben, indem gemäß Anspruch 1 jeweils zwei Leitungen der anliegenden Wech­ selspannungen F1, F2 bzw. der anliegenden Versorgungsspannungen E1, E2 zu der Schaltung 12 geführt werden und dort zu eine einzigen Lei­ tung FF bzw. EE verbunden werden. Die Verbindung der Leitungen unter­ einander kann gemäß der DE 39 35 364 erfolgen, es können aber auch Di­ oden zur Entkopplung der Eingänge voneinander eingesetzt werden (siehe Bild 3 der DE 39 35 364). Erst wenn diese Rahmenbedingungen gemäß vorliegendem Anspruch 1 erfindungsgemäß erfüllt sind, kann eine Wech­ selspannungserkennungsschaltung funktionieren und wird als Unterteil 8 in Teil 12 eingefügt. Es muß erfinderisch erkannt werden, daß zur Funktion von Teil 12 eine Tabelle 1 als Wahrheitstabelle ganz wesentlich von den üblichen Wahrheitstabellen unterscheidet, indem nicht nur der Pegel eines Signals (z. B. an E3) sich ändert sondern auch die Herkunft der Bezugspo­ tentiale sich ändert. Die Information über den Arbeitszustand der Karte ist nicht ausschließlich in der Höhe eines Potentials sondern auch in der Ver­ bindungsstrecke zum Bezugspotential enthalten. Genau wegen dieses un­ auflöslichen Zusammenhanges wird jede Schaltung (auch eine Wechsels­ pannungserkennungsschaltung), die ein logisches Signal ausgeben soll, auf eine Schaltung zurückgreifen müssen, die irgendwie die Umschaltung der Verbindung des logischen Signals von Eingängen E1, G1 zu E2, G2 be­ werkstelligt. In den eingangs zitierten Schriften ist dieser Zusammenhang nicht beschrieben. Eine Lösung ist bisher nur aus der DE 39 35 364 be­ kannt, bei der die ursächlich allen anderen Ereignissen vorausgehende Information (Herkunft der Versorgungsspannung) als Kriterium verwendet wird. Die angegebenen Schriften benutzen die anliegende Versorgungs­ spannung und enthalten in ihren Signalen die Mittel der DE 39 35 364. Es ist auch den Verfassern der PCT/IB96/00518 nicht gelungen, die Herkunft des Ausganges der Wechselspannungserkennungsschaltung und damit de­ ren einwandfreie Funktion zu beschreiben.

Soll an einer Leitung FF eine erste von einer zweiten Frequenz unterschie­ den werden, können Schwingungshäufigkeiten gezählt werden, wobei ge­ prüft wird, ob die erreichte Anzahl von Schwingungsereignissen innerhalb oder außerhalb einer Zeit liegt. Hierzu ist eine Triggerung zwischen Auslö­ sung der Ereigniszählung in Bauteil 20 und Zeitstart in Bauteil 21 erforder­ lich. All diese Mittel werden erst durch die vorliegenden Ansprüche be­ schrieben. Es kann auch ein Frequenzfilter eingesetzt werden, bei dem ei­ ne geeignete Dimensionierung für eine von zwei Frequenzen niederohmig ist, die andere nicht. Der PCT/IB96/00518 fehlt eine Beschreibung dieser Mittel oder eine Beschreibung, wie diese Mittel zu ersetzen sind. Erst die vorliegende Schrift gibt eine Lösung in ihren Ansprüchen an.

Aus der PCT/IB96/00518 könnte ein Fachmann entnehmen, daß der An­ schluß einer Frequenz F1 an einer Auswerteschaltung (Wechselspan­ nungserkennungsschaltung) ausreicht und der Gegenfall, durch das Fehlen der Frequenz F2 indiziert wird. Tabelle 1 zeigt die Zusammenhänge für je­ de Auswerteschaltung auf. Mit dem Wechsel der Frequenz erfolgt auch ein Wechsel in der räumlichen Herkunft der Versorgungsspannung. Dieser Wechsel muß in den logischen Signalpegeln durch eine Schaltung darge­ stellt werden, die einen elektrischen Leitungswechsel herstellt. Eine solche Schaltung ist in der PCT/IB96/00518 nicht angegeben, womit der Punkt E3 für die Signalausgabe bei nicht ausgewerteter Frequenz F2 "in der Luft hängt".

Beschreibung der Figuren Zu Fig. 1

Eine Ausführungsform der hier beanspruchten Schaltung ist in Fig. 1 an­ gegeben. Es sind als Anschlußpunkte für Wechselspannung F1, F2 und für Gleichspannung E1, G1; E2, G2 vorgesehen. An E1, E2 liegen die Potentiale der Kontakt- oder der Spuleneingänge. G1, G2 liegen an deren Bezugspo­ tentiale. An E3 soll ein logisches Signal erscheinen, das mit seinen Poten­ tialen den Fall Kontaktbetrieb oder Spulenbetrieb abbildet. In 12 ist das Teil 8 enthalten.

Zu Fig. 2

Fig. 2 stellt Teil 8 der Fig. 1 dar. Es werden die vier Leitungen F1, F2; E1, E2 aus Fig. 1 über Entkopplungsdioden auf die Eingänge FF von Teil 20 bzw. EE von Teil 21 geführt. Teil 20 kann als Schieberegister ausge­ führt sein und erzeugt ein Signal am Ausgang SF, wenn ein Zählereignis erreicht ist. Teil 21 kann als Zeitglied (z. B. in Form eines RC-Gliedes) aus­ geführt sein und erzeugt ein Signal an ST, wenn eine Zeit abgelaufen ist. Die Teile 20, 21 können über eine Verbindungsleitung TR getriggert wer­ den. SF, ST werden an das Teil 22 geführt, das an seinem Ausgang E3 ein Signal in Abhängigkeit von der zeitlichen Folge des Auftretens der Signale an SF, ST gibt.

Zu Tabelle 1

Tabelle 1 gibt eine Wahrheitstabelle an, die an einem Ausgang E3 ein logi­ sches Signal angibt, das von seiner Höhe und von seinen Anschlüssen von zwei räumlich getrennten Spannungsquellen gespeist wird. Es werden mit E1, G1, E2, G2 die Anschlüsse der Eingangsseite gekennzeichnet. Eine Besonderheit stellt die Ausgangsseite dar, die mit E3 über eine Leitung für das logische "High-Potential" und mit G3 über eine Leitung für das logische "Low-Potential" verfügt. Tabelle 1 zeigt somit auch die Herkunft des "Low- Potentials" an und weicht damit von üblichen Wahrheitstabellen ab, bei denen das "Low-Potential" mit dem einzigen Bezugspotential einer Schal­ tung identisch ist. Zum Vergleich sind die üblichen Bezeichnungsweisen mit "1" für das "High-Potential" und "0" für das "Low-Potential" in den Rei­ hen 2 bis 5 mit aufgenommen. Die Kriterien zur Erzeugung von E3 (z. B. Wechselspannungserkennungsschaltung, Frequenzauswertung, Span­ nungsauswertung) sind nicht aufgeführt, es wird lediglich angegeben, wel­ che Potentiale E3 abhängig von irgendeiner Entscheidungsschaltung an­ nehmen muß, falls die eine oder die andere Versorgungsspannung an­ liegt. E3 ist dem Ausgang von Schaltelementes 8 (12) zuzuordnen. Im Fall Nr. 1 liegt an Teil 12 keine Spannung an. In Fall 2 liegt an E1 der Pluswert US1, "1" einer Spannung von den Spulen und an G1 das Bezugspotential UG1, "0" der Spulenspannung, abgegriffen z. B. nach einem Gleichrichter. An den beiden Ausgängen liegen US1 an E3 und ergeben logisch "1", an UG1 liegt an G3 an und ergibt logisch "0". In Fall Nr. 3 liegt der Pluswert der Kontaktspannung VDD an E2 und das Bezugspotential VSS an G2. Ausgangsseitig muß in diesem Falle ein Wechsel im logischen Signalpe­ gel stattfinden, um zu den Ausgangssignalen bei Spulenanschluß zu tren­ nen. Es liegt an E3 VDD "=0" und an G3 ebenfalls VSS "=0", womit deutlich sichtbar wird, daß ein Leitungswechsel zum neuen Bezugspotential statt­ gefunden hat. Wenn logisch "1" am Ausgang E3 sich auf logisch "0" ändert, hat sich eine Änderung in der Herkunft der Versorgung abgespielt, die durch einen schaltungstechnischen Verbindungswechsel erfolgen muß. Von Bedeutung ist der Fall 4. Es liegen Spannungen von Kontakten und Spulen an. Es soll am Ausgang E3 ein "Nullpotential" auftreten, womit an G3 ebenfalls "0" anliegen muß. Es ist nun wahlweise durch eine Schaltung entweder den Spulenanschlüssen oder den Kontaktanschlüssen Dominanz zu geben. In der Tabelle dominiert die Kontaktseite. Es ist ersichtlich, daß in den Spalten für den Ausgang E3 jeweils nur ein Zustand vor allen ande­ ren ausgezeichnet ist, womit sich Speicherzugriffe sperren oder öffnen las­ sen. Die Fälle 1, 2, 3, 4, 5 sind explizit in der DE 39 35 364 beschrieben (Ansprüche Spalte 3, Zeilen 10-23 und Beschreibung Spalte 2, Zeilen 24-­ 32). Sollen schaltungstechnisch weitere Möglichkeiten (z. B. andere Schaltlogik) genutzt werden, wird auf die DE 197 52 695.0 verwiesen.

Tabelle 1

Wahrheitstabelle für eine logische Schaltung 8 mit zwei Versor­ gungsspannungen

Claims (5)

1. Chipkarte 1, enthaltend einen Chip 2, bei der zur Energieversorgung des Chips 2 und zur bidirektionalen Datenübertragung von und zum Chip 2 auf oder in der Chipkarte 1 sowohl Kontakte 3 als auch Mittel zur kontaktlosen Datenübertragung 4, 5 vorgesehen sind, wobei in dem Chip 2 ansteuerbare Bauelemente 8, 12 vorgesehen sind, die ein Ausgangssignal in Abhängig­ keit von den Signalen an ihren Eingängen erzeugen, dadurch gekenn­ zeichnet, daß

• 1. als Spannungsversorgung des Chips 2 entweder die Kontakte 3 und/oder die Spulen 4 dienen,
• 2. wobei das Bauelement 12 zusätzlich zu den räumlich voneinander ge­ trennten Eingängen E1, G1; E2, G2 an denen wahlfrei die Versorgungs­ spannung von den Spulen oder den Kontakten anliegt, zwei Eingänge F1, F2 zum Anlegen von Frequenzen oder Daten enthält,
• 3. wobei die beiden Eingänge F1, F2 im Teil 12 an einer einzigen ersten Leitung FF und die beiden Eingänge E1, E2 an einer einzigen zweiten Leitung EE zusammengeführt sind,
• 4. wobei die Frequenzen entweder von den Spulen und/oder von den Kon­ takten eingespeist werden,
• 5. wobei in Bauelement 12 das Bauelement 8 enthalten ist,
• 6. wobei Bauelement 8 eine Frequenzdetektion oder Wechselspannungser­ kennung durchführt, indem in Abhängigkeit vom Auftreten einer Fre­ quenz F2 oder F1 ein logisches Signal an seinem Ausgang E3 erscheint,
• 7. wobei das logische Signal mit seinen beiden Spannungspegeln entweder mit der Versorgungsspannung an den Kontakten oder mit der Versor­ gungsspannung an den Spulen verbunden ist.

2. Gemäß vorstehendem Anspruch dadurch gekennzeichnet, daß

• 1. das Bauelement 8 die Bauteile 20, 21 enthält,
• 2. wobei FF an 20 anliegt und EE an 21,
• 3. wobei Bauelement 20 ein logisches Signal SF ausgibt, wenn die über FF anliegende Frequenz einen Zählwert erreicht hat,
• 4. wobei Bauelement 21 ein logisches Signal ST ausgibt, wenn eine Zeit abgelaufen ist,
• 5. wobei in einem Bauteil 22 die logischen Signale SF, ST je nach der Zeit­ folge ihres Auftretens am Ausgang E3 ein logisches Signal setzen,
• 6. womit an E3 ein logisches Signal anliegt,
• 7. wobei der eine logische Pegel von E3 das Auftreten der Frequenz F1 von den Kontakten und der andere das Auftreten der Frequenz F2 an den Spulen anzeigt.

3. Gemäß vorstehendem Anspruch dadurch gekennzeichnet, daß

• 1. in dem Bauteil 20 Frequenzfilter enthalten sind,
• 2. wobei zwei unterschiedliche Signalpegel für das Signal SF für zwei un­ terschiedliche Frequenzen generiert werden.

4. Gemäß vorstehendem Anspruch dadurch gekennzeichnet, daß

• 1. entweder F1 oder F2 ausschließlich an FF angeschlossen ist,
• 2. wobei Bauteil 20 bei Anliegen einer Frequenz an FF einen ersten logi­ schen Signalpegel aus der ersten Spannungsversorgung generiert,
• 3. wobei Bauteil 20 bei nicht anliegender Frequenz einen zweiten logischen Signalpegel aus der zweiten anliegenden Spannungsversorgung gene­ riert.

5. Gemäß vorstehendem Anspruch dadurch gekennzeichnet, daß

• 1. die Bauteile 20, 21 per Leitung TR zur Übertragung eines Kontrollsignals miteinander verbunden sind.