JP3509663B2 - 変調回路 - Google Patents

変調回路

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JP3509663B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はキャリア信号の振幅
を入力信号に応じて変調する変調回路に関する。
【0002】
【従来の技術】この種の変調回路は、キャリア信号の振
幅を入力信号の2値情報に応じて偏移させるものであ
る。このような振幅偏移変調は、ASK(amplit
udeshift keying)と呼ばれ、例えば入
力信号の2値情報を示す「1」、「0」に応じてキャリ
ア信号の振幅を変調度100%に偏移させるタイプAの
変調と、入力信号の値「1」、「0」に応じてキャリア
信号の振幅を変調度10%に偏移させるタイプBの変調
とがある。
【0003】図6は、振幅偏移変調の原理を説明する波
形図である。振幅偏移変調の変調度は、 変調度={(x−y)/(x+y)}×100(%) として表すことができる。なお、xは入力信号である2
値信号の値が例えば「1」であるときのキャリア信号の
振幅電圧を示し、yは前記2値信号の値が「0」である
ときのキャリア信号の振幅電圧を示す。
【0004】ここで、2値信号の値「1」のときのキャ
リア信号振幅電圧xに対し2値信号の値「0」のときの
キャリア信号振幅電圧yを0Vにすると、上式から 変調度={(x−0)/(x+0)}×100=100
(%) となり、図6(b)のように、キャリア信号の振幅を変
調度100%に偏移させるタイプAの変調信号が生成さ
れる。また、2値信号の値「1」,「0」のときのキャ
リア信号振幅電圧x,yの比率をそれぞれ100,8
1.8とすると、上式から 変調度={(100−81.8)/(100+81.8)}×100≒
10(%) となり、図6(c)のように、キャリア信号の振幅を変
調度10%に偏移させるタイプBの変調信号が生成され
る。
【0005】前述のタイプA及びタイプBの各変調回路
のうち、入力信号の値「1」、「0」に応じてキャリア
信号の振幅を変調度100%に偏移させるタイプAの変
調回路は、ICカードに対してデータのリード・ライト
を行う非接触ICカードリーダライタに用いられてい
る。非接触ICカードリーダライタは、この変調回路の
変調信号を電波信号としてICカードへ送信することに
より、ICカードへのデータの書き込みやICカードか
らのデータの読み出しを行っている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】近年は、入力信号の値
「1」、「0」に応じてキャリア信号の振幅を変調度1
0%に偏移させるタイプBの変調回路を非接触ICカー
ドリーダライタに搭載し、このタイプBの変調回路の変
調信号をICカードに送信することにより、ICカード
に対するデータのリード・ライトを行うことが検討され
ている。しかしながら、このようなタイプBの変調回路
を搭載したICカードリーダライタでは、既に市場に出
回っているタイプAの変調信号用のICカードに対して
はアクセスすることができない。このため、ICカード
リーダライタに、タイプAの振幅偏移変調信号によりア
クセスされるICカード及びタイプBの振幅偏移変調信
号によりアクセスされるICカードの双方のカード対し
てアクセスが可能な変調回路を配設したいという要望が
ある。
【0007】したがって、本発明は、それぞれ異なる振
幅偏移変調信号によりアクセスが可能な各ICカードに
対し、最適な振幅偏移変調信号を出力してアクセスを可
能にすることを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るために本発明は、電波信号である高周波のキャリア信
号の振幅電圧を2値信号の値に応じて偏移させることに
より振幅偏移変調信号を出力する変調回路において、キ
ャリア信号の振幅電圧を第1の電圧分偏移させる第1の
振幅偏移変調信号の出力が指示されるとキャリア信号と
同一位相の第1の信号を出力するとともに、キャリア信
号の振幅電圧を第1の電圧より小さい第2の電圧分偏移
させる第2の振幅偏移変調信号の出力が指示されるとキ
ャリア信号の位相に対して所定位相分遅延した第2の信
号を出力する変調部と、一端が電源に接続されるととも
に他端が容量素子に接続される第1のスイッチと、一端
がグランドに接続されるとともに他端が第1のスイッチ
と容量素子の接続点に接続される第2のスイッチと、キ
ャリア信号及び2値信号を入力し、かつ第1の信号と第
2の信号とを選択的に入力するとともに、入力した各信
号の論理演算を行いこの演算結果に基づいて第1及び第
2のスイッチを開閉する制御手段とを設け、閉結された
スイッチを介する容量素子への電荷の充放電に基づき前
記接続点から第1及び第2の信号に応じた第1及び第2
の振幅偏移変調信号を出力するようにしたものである。
【0009】この場合、制御手段は、変調部から第1の
信号を入力しかつ2値信号の第1及び第2の値のうち第
1の値を入力するとキャリア信号の1/2周期毎に第1
及び第2のスイッチをそれぞれ交互に開閉するととも
に、第2の値を入力すると第1及び第2のスイッチを開
放して前記接続点から第1の振幅偏移変調信号を出力さ
せる一方、変調部から第2の信号を入力しかつ2値信号
の第1の値を入力すると第1及び第2のスイッチの開放
タイミングをそれぞれキャリア信号の1/2周期分づら
してキャリア信号の1/4周期に相当する時間開放する
とともに、2値信号の第2の値を入力すると第1及び第
2のスイッチの閉結タイミングをそれぞれキャリア信号
の1/2周期分づらしてキャリア信号の1/4周期に相
当する時間閉結することにより前記接続点から第2の振
幅偏移変調信号を出力させるようにしたものである。ま
た、制御手段を、キャリア信号と変調部の出力信号との
排他的論理和演算を行う論理和回路と、キャリア信号と
論理和回路の出力信号との論理積演算を行ってこの演算
結果を反転出力する第1の論理積回路と、キャリア信号
の反転信号と論理和回路の出力信号との論理積演算を行
ってこの演算結果を反転出力する第2の論理積回路と、
キャリア信号の反転信号と2値信号との論理積演算を行
ってこの演算結果を反転出力する第3の論理積回路と、
キャリア信号と2値信号との論理積演算を行ってこの演
算結果を反転出力する第4の論理積回路と、第1の論理
回路の出力信号と第3の論理積回路の出力信号との論理
積演算を行ってこの演算結果の反転信号を第1のスイッ
チへ出力する第5の論理積回路と、第2の論理回路の出
力信号と第4の論理積回路の出力信号との論理積演算を
行ってこの演算結果の反転信号を第2のスイッチへ出力
する第6の論理積回路とにより構成するものである。ま
た、キャリア信号の振幅電圧が2値信号の値に応じて1
0%分偏移するようにキャリア信号と第2の信号との間
の位相差を定め、第2の振幅遷移変調信号として出力す
るものである。また、変調部に対し、第1及び第2の振
幅偏移変調信号の何れか一方の出力を自動的に指示する
指示手段を設けたものである。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明について図面を参照
して説明する。図4は、本発明に係る変調回路を適用し
た非接触ICカードリーダライタの構成を示すブロック
図である。図4において、非接触ICカードリーダライ
タ(以下、ICカードリーダという)1は、このICカ
ードリーダ1の全体を制御する制御部11と、後述する
キャリア信号を制御部11から出力されるデータ信号に
応じて変調する変調回路12と、整合回路14と、共振
回路15と、以上の各部に電源を供給する電源部16と
から構成される。
【0011】ここで、整合回路14には、容量素子C1
が設けられ、変調回路12からの出力信号を入力して共
振回路15に出力するとともに、この出力信号が共振回
路15から効率良く後述のICカードへ伝達できるよう
に共振回路15との間でインピーダンスの整合をとるも
のである。共振回路15は、誘導素子であるアンテナコ
イルL1と容量素子C2とが並列に接続され、整合回路
14を介し変調回路12から変調波信号が与えられると
共振を開始してアンテナコイルL1から電波信号を発生
し、このアンテナコイルL1と電磁結合したICカード
へ無線信号として送信するものである。復調回路13
は、前記無線信号の送信に対してICカードから返送さ
れる共振回路15を介する変調波信号を入力すると、こ
の変調波信号を復調してデータを抽出し制御部11に出
力するものである。
【0012】ICカードリーダ1内の制御部11は、シ
リアルI/F(シリアルインタフェース)を介して上位
装置2と接続される。制御部11は、シリアルI/Fを
介して上位装置2とデータ通信を行うことにより、上位
装置2からの受信データをICカードに記録させるとと
もに、ICカードから読み出したデータを上位装置2へ
送信する。
【0013】図5は、ICカードリーダ1と電磁結合す
る前記ICカードの構成を示すブロック図である。図5
において、ICカード3は、アンテナコイルL2と、無
線インタフェース31と、制御回路32と、ICカード
固有のID及び情報が記憶されるメモリ33とを有す
る。
【0014】ICカード3の無線インタフェース31
は、ICカードリーダ1のアンテナコイルL1とICカ
ード3のアンテナコイルL2とが電磁結合すると、IC
カードリーダ1からの前記電波信号により電力POWER を
生成して制御回路32及びメモリ33に供給するととも
に、クロック信号CLK を生成して制御回路32に与え、
かつ電波信号の中からデータDATAを抽出して制御回路3
2に出力するものである。ICカード3の制御回路32
は、無線インタフェース31からの電力POWER が供給さ
れると、クロック信号CLK に同期して無線インタフェー
ス31からのデータDATAを読み込み、このデータDATAが
メモリ33に対する書き込みデータの場合はメモリ33
に記録する一方、前記データDATAがメモリ33のデータ
を読み取るコマンドデータの場合はメモリ33内のデー
タを読み取って無線インタフェース31へ出力するもの
である。
【0015】図4及び図5を用いICカードリーダ1及
びICカード3の動作を説明する。ICカードリーダ1
は、変調回路12内に設けた後述の発振器40から所定
周波数のキャリア信号を発生させて整合回路14及び共
振回路15を介し電波信号として送信している。ここ
で、ICカード3がICカードリーダ1の所定の場所に
載置されると、ICカード3のアンテナコイルL2とI
Cカードリーダ1のアンテナコイルL1とが電磁結合
し、ICカード3には前述したようにICカードリーダ
1の前記電波信号によって電力POWER が供給される。
【0016】ICカードリーダ1の制御部11は、上位
装置2からICカード3に対するデータをシリアルI/
Fを介して受信すると、このデータを変調回路12に出
力する。変調回路12は、制御部11からのデータを入
力すると、前記キャリア信号を入力したデータ値に応じ
て振幅偏移変調し、整合回路14及び共振回路15を介
して電波信号として送信する。
【0017】ICカード3の無線インタフェース31で
は、アンテナコイルL2を介してICカードリーダ1か
らの電波信号を受信すると、前述したようにこの電波信
号の中からデータDATAを抽出し、制御回路32に出力す
る。ここで、制御回路32はICカードリーダ1からの
受信データDATAがメモリ33に対する書き込みデータの
場合はメモリ33に記録する。また、前記データDATAが
メモリ33のデータを読み取るコマンドデータの場合
は、前述のクロック信号CLK に同期してメモリ33内の
データを順次読み取り無線インタフェース31側へ出力
する。
【0018】ICカード3のメモリ33から順次読み出
されるデータは、無線インタフェース31及びアンテナ
コイルL2を介してICカードリーダ1側に電波信号と
して送信される。ICカードリーダ1の共振回路15
は、ICカード3からの電波信号を受信するとこの電波
信号を変調波信号として復調回路13に出力する。復調
回路13は、この変調波信号を復調することにより変調
波信号の中からデータを抽出し、抽出したICカード3
のメモリ33のデータを制御部11へ出力する。制御部
11は、復調回路13からのデータを入力すると、この
データを上位装置2へ送信する。このようにして、IC
カードリーダ1は、ICカード3に対してデータの書き
込みを行うことができ、かつICカード3に書き込まれ
たデータを読み出すことができる。
【0019】図1は、本発明に係る変調回路の構成を示
すブロック図であり、本変調回路はICカードリーダ1
の変調回路12として用いられる。変調回路12は、図
1に示すように、所定周波数のクロック信号CLKを発
生して前述のキャリア信号として出力する発振器40
と、制御部11からの切替信号bの「H」,「L」の各
レベルに応じて出力信号の位相を変える変調部41と、
排他的論理和回路EXORと、ナンドゲートNAND1
〜NAND6と、インバータINVと、スイッチSW
1,SW2とからなる。ここで、排他的論理和回路EX
ORと、ナンドゲートNAND1〜NAND6と、イン
バータINVとにより制御手段12Aが構成される。
【0020】図1を用いて変調回路12の要部構成をさ
らに詳細に説明する。図1において、発振器40及び変
調部41の各出力端子は、排他的論理和回路EXORの
各入力端子に接続される。また、発振器40の出力端子
は各ナンドゲートNAND1,NAND4の第1の入力
端子及びインバータINVの入力端子に接続される。ま
た、インバータINVの出力端子は各ナンドゲートNA
ND2,NAND3の第1の入力端子に接続され、かつ
排他的論理和回路EXORの出力端子はナンドゲートN
AND1,NAND2の第2の入力端子に接続される。
ナンドゲートNAND3,NAND4の第2の入力端子
には、制御部11からデータ値「1」(「H」レベ
ル)、データ値「0」(「L」レベル)を有する送信符
号a(2値信号)が出力される。
【0021】さらに、ナンドゲートNAND5の第1及
び第2の入力端子にはそれぞれナンドゲートNAND
1,NAND3の各出力端子が接続され、ナンドゲート
NAND5の出力端子はアナログスイッチ等からなるス
イッチSW1の制御端子に接続される。また、ナンドゲ
ートNAND6の第1及び第2の入力端子にはそれぞれ
ナンドゲートNAND2,NAND4の各出力端子が接
続され、ナンドゲートNAND6の出力端子はアナログ
スイッチ等からなるスイッチSW2の制御端子に接続さ
れる。スイッチSW1の一端は電源VDDに接続される
とともに、スイッチSW1の他端は、一端がグランドに
接続されたスイッチSW2の他端に接続される。スイッ
チSW1,SW2の接続点は前述した整合回路14の容
量素子C1に接続される。
【0022】以上のように構成された変調回路12は、
送信符号aの値に応じてキャリア信号の振幅を偏移させ
るものであり、送信符号aの値「1」、「0」に応じて
キャリア信号の振幅を変調度100%に偏移させるタイ
プAの変調と、送信符号aの値「1」、「0」に応じて
キャリア信号の振幅を変調度10%に偏移させるタイプ
Bの変調とを可能にするものである。
【0023】制御部11は、変調回路12に対して
「H」,「L」の何れかのレベルの切替信号bを送出し
て変調回路12に変調度10%の変調波信号または変調
度100%の変調波信号を出力させる場合、図示しない
切替スイッチの指示にしたがった切替信号bを出力す
る。即ち、前記切替スイッチが変調度10%の変調波信
号の出力を指示している場合は変調回路12へ「H」レ
ベルの切替信号bを出力し、前記切替スイッチが変調度
100%の変調波信号の出力を指示している場合は変調
回路12へ「L」レベルの切替信号bを出力する。
【0024】なお、制御部11は、変調回路12に対し
て「H」,「L」の何れかのレベルの切替信号bを自動
的に出力することもできる。即ち、まず変調回路12に
対して「H」レベルの切替信号bを出力して変調度10
%の変調波信号で通信させ、これによる通信が不可の場
合は変調回路12に対し「L」レベルの切替信号bを出
力して変調度100%の変調波信号で通信させるように
する。逆に、最初に変調回路12に対して「L」レベル
の切替信号bを出力して変調度100%の変調波信号で
通信させ、これによる通信が不可の場合は変調回路12
に対し「H」レベルの切替信号bを出力して変調度10
%の変調波信号で通信させる。
【0025】図1のブロック図と、図2及び図3の各タ
イムチャートとを用いて変調回路12の動作を説明す
る。まず、図2のタイムチャートを参照して変調回路1
2によるタイプAの変調動作を説明する。図2(b)に
示す発振器40からのデュティ比が1対1のクロック信
号CLKは、排他的論理和回路EXORの第1の入力端
子、及びナンドゲートNAND1,NAND4の第1の
入力端子へ出力されている。ここで、変調回路12に対
しタイプAの変調動作を行わせる場合、制御部11は例
えば「L」レベルの切替信号bを変調部41へ出力す
る。すると、変調部41はクロック信号CLKと同位相
の図2(c)に示す三角波信号を発生して排他的論理和
回路EXORの第2の入力端子へ出力する。これによ
り、排他的論理和回路EXORの出力は図2(d)に示
すように「L」レベルとなり、この「L」レベル信号は
ナンドゲートNAND1,NAND2の第2の入力端子
へ出力される。
【0026】この場合、ナンドゲートNAND1の出力
は図2(e)のように「H」レベルとなる。また、イン
バータINVによりクロック信号CLKが反転された図
2(f)に示す信号を入力するナンドゲートNAND2
の出力も図2(g)のように「H」レベルとなる。クロ
ック信号CLKの反転信号を第1の入力端子から入力す
るナンドゲートNAND3では、第2の入力端子から入
力される送信符号aのレベルが図2(a)に示すような
「H」レベル(データ値「1」)の場合は、図2(h)
に示すようにクロック信号CLKと同様の信号を出力す
る。また、第1の入力端子からクロック信号CLKを入
力するナンドゲートNAND4では、第2の入力端子に
入力される送信符号aのレベルが「H」レベルの場合
は、図2(i)に示すようにクロック信号CLKの反転
信号を出力する。
【0027】ナンドゲートNAND5では、第1の入力
端子から入力したナンドゲートNAND1の出力信号
と、第2の入力端子から入力したナンドゲートNAND
3の出力信号との論理積をとり、その反転出力結果であ
る図2(j)に示す信号をスイッチSW1へ出力する。
その結果、スイッチSW1は、ナンドゲートNAND5
の出力信号(クロック信号CLKの反転信号)の「H」
及び「L」の各レベルに応じて接点の閉結及び開放を行
う。一方、ナンドゲートNAND6では、第1の入力端
子から入力したナンドゲートNAND2の出力信号と、
第2の入力端子から入力したナンドゲートNAND4の
出力信号との論理積をとり、その反転出力結果である図
2(k)に示す信号をスイッチSW2へ出力する。その
結果、スイッチSW2は、ナンドゲートナンド6の出力
信号(クロック信号CLK)の「H」及び「L」の各レ
ベルに応じて接点の閉結及び開放を行う。即ち、スイッ
チSW1の接点が時間T1(クロック信号CLKの1/
2周期)の間開放されているときにはスイッチSW2の
接点はこの間閉結されるとともに、スイッチSW2が次
の時間T1(クロック信号CLKの1/2周期)の間開
放されているときにはスイッチSW1はこの間閉結され
る。
【0028】ここで、ナンドゲートNAND5,NAN
D6から同時にそれぞれ「L」,「H」の各レベル信号
がスイッチSW1,SW2へ出力されると、スイッチS
W1,SW2は同時にそれぞれ接点が開,閉して整合回
路14の容量素子C1の蓄積電荷がスイッチSW2を介
してグランド側へ放電するとともに、次のタイミングで
ナンドゲートNAND5,NAND6から同時にそれぞ
れ「H」,「L」のレベル信号が出力されると、スイッ
チSW1,SW2は同時にそれぞれ接点が閉,開して電
源VDDからスイッチSW1を介して容量素子C1へ電
荷が充電される。送信符号aが図2(a)に示す「H」
レベルの期間、こうした容量素子C1の充放電動作が行
われることにより、スイッチSW1,SW2の接続点に
は図2(l)に示すような全振幅(100%振幅)の変
調波信号cが発生する。そして、この変調波信号cが整
合回路14を介して共振回路15へ送られ、共振回路1
5からICカード3側へ同様な変調波信号が電波信号と
して送信される。
【0029】次に、送信符号aが「H」レベル(データ
値「1」)から「L」レベル(データ値「0」)になる
と、各入力端子から送信符号aを入力する各ナンドゲー
トNAND3,NAND4の出力は強制的に「H」レベ
ルとなり、したがって、これらの各ゲートNAND3,
NAND4の出力を入力する各ナンドゲートNAND
5,NAND6の出力は強制的に「L」レベルとなる。
この結果、各スイッチSW1,SW2の接点はともに開
放されるため、各スイッチSW1,SW2の接続点の電
位は変動しない。即ち、送信符号aが図2(a)に示す
「L」レベルの期間では、容量素子C1への充放電動作
が行われないため、スイッチSW1,SW2の接続点の
変調波信号cは図2(l)のように0%振幅となる。こ
れにより、変調回路12は、送信符号aの値「1」,
「0」(即ち、送信符号aの「H」レベル,「L」レベ
ル)に応じてクロック信号CLK(キャリア信号)の振
幅を変調度100%に偏移させる変調波信号を出力する
ことができる。即ち、変調回路12は、変調部41から
の出力信号と発振器40のクロック信号CLKとが同位
相のときにはタイプAの変調回路として動作する。
【0030】次に、図3のタイムチャートを参照して変
調回路12によるタイプBの変調動作を説明する。変調
回路12に対しタイプBの変調動作を行わせる場合、制
御部11は「H」レベルの切替信号bを変調部41へ出
力する。すると、変調部41はクロック信号CLKに対
し90゜遅れた位相の図3(c)に示す三角波信号を発
生して排他的論理和回路EXORへ出力する。これによ
り、排他的論理和回路EXORの出力はクロック信号C
LKが分周された図3(d)に示すような信号となり、
この分周信号がナンドゲートNAND1,NAND2の
第2の入力端子側へ出力される。
【0031】この場合、前記分周信号とクロック信号C
LKとの論理積の反転信号を発生するナンドゲートNA
ND1の出力波形は図3(e)のような波形になる。ま
た、前記分周信号を入力するとともに、クロック信号C
LKの反転信号(図3(f))を入力するナンドゲート
NAND2の出力波形は、図3(g)のような波形とな
る。クロック信号CLKの反転信号を第1の入力端子か
ら入力するナンドゲートNAND3では、第2の入力端
子から入力する送信符号aのレベルが図3(a)に示す
「H」レベル(データ値「1」)の場合は、図3(h)
に示すようにクロック信号CLKと同一の信号を発生す
る。また、第1の入力端子からクロック信号CLKを入
力するナンドゲートNAND4では、第2の入力端子か
ら入力する送信符号aのレベルが「H」レベルの場合
は、図3(i)に示すようにクロック信号CLKの反転
信号と同一の信号を発生する。
【0032】ナンドゲートNAND5では、第1の入力
端子から入力したナンドゲートNAND1の出力信号
と、第2の入力端子から入力したナンドゲートNAND
3の「H」レベル信号との論理積をとり、その反転出力
結果である図3(j)に示す信号をスイッチSW1へ出
力する。その結果、スイッチSW1はナンドゲートNA
ND5の出力信号の「H」及び「L」の各レベルに応じ
て接点の閉結及び開放を行う。一方、ナンドゲートNA
ND6では、第1の入力端子から入力したナンドゲート
NAND2の出力信号と、第2の入力端子から入力した
ナンドゲートNAND4の出力信号との論理積をとり、
その反転出力結果である図3(k)に示す信号をスイッ
チSW2へ出力する。その結果、スイッチSW2はこの
ナンドゲートNAND6の出力信号の「H」及び「L」
の各レベルに応じて接点の閉結及び開放を行う。即ち、
送信符号aのレベルが「H」レベルの場合、スイッチS
W1,SW2の各接点は時間T(クロック信号CLKの
1周期)のうち、時間T2(クロック信号CLKの1/
4周期)だけ開放されるとともに、スイッチSW1,S
W2の各接点の開放タイミングはクロック信号CLKの
1/2周期分づれるように制御される。
【0033】このような各スイッチSW1,SW2の接
点の開閉動作により整合回路14の容量素子C1への電
荷の充放電が行われ、図3(l)のような波形の変調波
信号cが生成される。即ち、送信符号aが「H」レベル
の場合、ナンドゲートNAND5,NAND6からの
「H」レベル信号によりスイッチSW1,SW2の接点
が閉結しているときにNAND6からの「L」レベル信
号によりスイッチSW2の接点を時間T2だけ開放して
この間電源VDDからの電荷をスイッチSW1を介して
容量素子C1へ充電させるとともに、スイッチSW2の
接点を閉結した後、さらに時間T2が経過してNAND
5からの「L」レベル信号によりスイッチSW1の接点
を時間T2だけ開放しこの間容量素子C1の充電電荷を
スイッチSW2を介して放電させるようにする。以上の
ような動作をクロック信号CLKの1周期毎に繰り返し
行うことにより、スイッチSW1,SW2の接続点には
図3(l)に示すような全振幅(100%振幅)の変調
波信号cが発生する。そして、この変調波信号cが整合
回路14を介して共振回路15へ送られ、共振回路15
からICカード3側へ同様な変調波信号が電波信号とし
て送信される。
【0034】次に、図3(a)の送信符号aが「H」レ
ベルから「L」レベル(データ値「0」)になると、ク
ロック信号CLKの反転信号を第1の入力端子から入力
するナンドゲートNAND3では、図3(h)に示すよ
うな「H」レベル信号を出力する。また、第1の入力端
子からクロック信号CLKを入力するナンドゲート4に
おいても、図3(i)に示すような「H」レベル信号を
出力する。
【0035】ナンドゲートNAND5では、第1の入力
端子から入力したナンドゲートNAND1の出力信号
と、第2の入力端子から入力したナンドゲートNAND
3の「H」レベル信号との論理積をとり、その反転出力
結果である図3(j)に示す信号をスイッチSW1へ出
力する。その結果、スイッチSW1にはナンドゲートN
AND1の出力の反転信号が出力されることになり、ス
イッチSW1はこの出力信号の「H」,「L」の各レベ
ルに応じて接点の閉結及び開放を行う。一方、ナンドゲ
ートNAND6では、第1の入力端子から入力したナン
ドゲートNAND2の出力信号と、第2の入力端子から
入力したナンドゲートNAND4の「H」レベル信号と
の論理積をとり、その反転出力結果である図3(k)に
示す信号をスイッチSW2へ出力する。その結果、スイ
ッチSW2にはナンドゲートNAND2の出力の反転信
号が出力されることになり、スイッチSW2はこの出力
信号の「H」,「L」の各レベルに応じて接点の閉結及
び開放を行う。即ち、送信符号aのレベルが「L」レベ
ルの場合、スイッチSW1,SW2の各接点は時間T
(クロック信号CLKの1周期)のうち、時間T2(ク
ロック信号CLKの1/4周期)だけ閉結されるととも
に、スイッチSW1,SW2の各接点の閉結タイミング
はクロック信号CLKの1/2周期分づれるように制御
される。
【0036】このような各スイッチSW1,SW2の接
点の開閉動作により整合回路14の容量素子C1への電
荷の充放電が行われ、図3(l)のような波形の変調波
信号cが生成される。即ち、送信符号aが「L」レベル
の場合、ナンドゲートNAND5からの「H」レベル信
号によりスイッチSW1の接点を時間T2だけ閉結して
この間電源VDDからの電荷をスイッチSW1を介し容
量素子C1へ充電させるとともに、前記スイッチSW1
の接点を開放した後、さらに時間T2が経過してNAN
D6からの「H」レベル信号によりスイッチSW2の接
点を時間T2だけ閉結しこの間容量素子C1の充電電荷
をスイッチSW2を介して放電させるようにする。以上
のような動作をクロック信号CLKの1周期毎に繰り返
し行うことにより、スイッチSW1,SW2の接続点に
は、前述した全振幅(100%振幅)の変調波信号から
振幅値がX%(X≒18.2%)分少ない図3(l)に
示す振幅値(100−X≒81.8)%の変調波信号c
(即ち、変調度10%の変調波信号)を発生させること
ができる。そして、この変調波信号が整合回路14及び
共振回路15を介しICカード3側へ送信される。即
ち、変調回路12は、クロック信号CLKに対する変調
部41の出力信号の位相を調整することにより、キャリ
ア信号の振幅が変調度10%に偏移するタイプBの変調
回路として動作する。
【0037】本実施の形態では、変調度100%の変調
と変調度10%の変調とを兼用する変調回路について説
明したが、必要に応じてクロック信号CLKに対する変
調部41の三角波信号の位相を調整すれば、上記以外の
変調度を有する変調波信号を生成することができる。ま
た、変調度100%の変調波信号と変調度10%の変調
波信号の他に、上記と異なる変調度の変調波信号を新た
に生成することにより3つ以上のそれぞれ異なる変調方
式にも対応することができる。すなわち、前記全振幅に
対する偏移値X%が40%になるように、クロック信号
CLKに対する変調部41の三角波信号の位相差を調整
することにより、変調回路12は、送信符号aの値
「1」,「0」(即ち、送信符号aの「H」レベル,
「L」レベル)に応じてクロック信号CLK(キャリア
信号)の振幅を、全振幅(100%振幅)と前記全振幅
から例えば40%分偏移した60%振幅を有する新たな
変調度の振幅偏移変調信号を生成し出力することができ
る。
【0038】また、本実施の形態では、変調部41から
三角波信号を出力しているが、三角波信号の代わりにパ
ルス信号を出力するようにしても良い。この場合、変調
部41は、図2の例ではクロック信号CLKと同相のパ
ルス信号を、図3の例ではクロック信号CLKと90゜
位相の遅れたパルス信号を出力する。また、本実施の形
態では、変調回路をICカードリーダに適用した例を説
明したが、変調回路を有する全ての機器に同様に適用で
きる。
【0039】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、キ
ャリア信号の振幅電圧を2値信号の値に応じて偏移させ
振幅偏移変調信号を出力する変調回路において、キャリ
ア信号の振幅電圧を第1の電圧分偏移させる第1の振幅
偏移変調信号の出力が指示されるとキャリア信号と同一
位相の第1の信号を出力するとともに、キャリア信号の
振幅電圧を第1の電圧より小さい第2の電圧分偏移させ
る第2の振幅偏移変調信号の出力が指示されるとキャリ
ア信号の位相に対して所定位相分遅延した第2の信号を
出力する変調部と、一端が電源に接続されるとともに他
端が容量素子に接続される第1のスイッチと、一端がグ
ランドに接続されるとともに他端が第1のスイッチと容
量素子の接続点に接続される第2のスイッチと、キャリ
ア信号及び2値信号を入力し、かつ第1の信号と第2の
信号とを選択的に入力するとともに、入力した各信号の
論理演算を行いこの演算結果に基づいて第1及び第2の
スイッチを開閉する制御手段とを設け、閉結されたスイ
ッチを介する容量素子への電荷の充放電に基づき前記接
続点から第1及び第2の信号に応じた第1及び第2の振
幅偏移変調信号を出力するようにしたので、本変調回路
を非接触ICカードリーダに搭載すれば、それぞれ異な
る振幅偏移変調信号によりアクセスが可能な各ICカー
ドに対し的確な振幅偏移変調信号を出力してデータのリ
ード・ライトを行うことができる。
【0040】また、制御手段は、変調部から第1の信号
を入力しかつ2値信号の第1及び第2の値のうち第1の
値を入力するとキャリア信号の1/2周期毎に第1及び
第2のスイッチをそれぞれ交互に開閉するとともに、第
2の値を入力すると第1及び第2のスイッチを開放して
前記接続点から第1の振幅偏移変調信号を出力させる一
方、変調部から第2の信号を入力しかつ2値信号の第1
の値を入力すると第1及び第2のスイッチの開放タイミ
ングをそれぞれキャリア信号の1/2周期分づらしてキ
ャリア信号の1/4周期に相当する時間開放するととも
に、2値信号の第2の値を入力すると第1及び第2のス
イッチの閉結タイミングをそれぞれキャリア信号の1/
2周期分づらしてキャリア信号の1/4周期に相当する
時間閉結することにより前記接続点から第2の振幅偏移
変調信号を出力させるようにしたので、的確な振幅偏移
変調信号を出力することができる。また、制御手段を、
キャリア信号と変調部の出力信号との排他的論理和演算
を行う論理和回路と、キャリア信号と論理和回路の出力
信号との論理積演算を行ってこの演算結果を反転出力す
る第1の論理積回路と、キャリア信号の反転信号と論理
和回路の出力信号との論理積演算を行ってこの演算結果
を反転出力する第2の論理積回路と、キャリア信号の反
転信号と2値信号との論理積演算を行ってこの演算結果
を反転出力する第3の論理積回路と、キャリア信号と2
値信号との論理積演算を行ってこの演算結果を反転出力
する第4の論理積回路と、第1の論理回路の出力信号と
第3の論理積回路の出力信号との論理積演算を行ってこ
の演算結果の反転信号を第1のスイッチへ出力する第5
の論理積回路と、第2の論理回路の出力信号と第4の論
理積回路の出力信号との論理積演算を行ってこの演算結
果の反転信号を第2のスイッチへ出力する第6の論理積
回路とにより構成したので、簡単かつ経済的な構成によ
り的確な振幅偏移変調信号を出力できる。また、キャリ
ア信号の振幅電圧が2値信号の値に応じて10%分偏移
するようにキャリア信号と第2の信号との間の位相差を
定めるようにしたので、変調回路から的確な10%振幅
偏移変調信号を出力できる。また、変調部に対し、第1
及び第2の振幅偏移変調信号の何れか一方の出力を自動
的に指示するようにしたので、変調回路は各ICカード
に適合した的確な振幅偏移変調信号を自動的に出力でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る変調回路の構成を示すブロック
図である。
【図2】 上記変調回路の各部の動作波形図である。
【図3】 上記変調回路の各部の動作波形図である。
【図4】 上記変調回路を適用した非接触ICカードリ
ーダライタのブロック図である。
【図5】 非接触ICカードリーダライタによりデータ
がリード・ライトされるICカードのブロック図であ
る。
【図6】 振幅偏移変調の説明図である。
【符号の説明】
1…非接触ICカードリーダ、2…上位装置、3…IC
カード、11…制御部、12…変調回路、12A…制御
手段、13…復調回路、14…整合回路、15…共振回
路、31…無線インタフェース、32…制御回路、33
…メモリ、40…発振器、41…変調部、EXOR…排
他的論理和回路、NAND1〜NAND6…ナンドゲー
ト、INV…インバータ、SW1,SW2…スイッチ、
C1,C2…容量素子、L1,L2…アンテナコイル。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−347638(JP,A) 特開 平5−316152(JP,A) 実開 昭53−51119(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04L 27/00 - 27/38

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 キャリア信号の振幅電圧を2値信号の値
    に応じて偏移させることにより振幅偏移変調信号を出力
    する変調回路において、 少なくともキャリア信号の振幅電圧を第1の電圧分偏移
    させる第1の振幅偏移変調信号の出力が指示されるとキ
    ャリア信号と同一位相の第1の信号を出力するととも
    に、キャリア信号の振幅電圧を第1の電圧より小さい第
    2の電圧分偏移させる第2の振幅偏移変調信号の出力が
    指示されるとキャリア信号の位相に対して所定位相分遅
    延した第2の信号を出力する変調部と、 一端が電源に接続されるとともに他端が容量素子に接続
    される第1のスイッチと、 一端がグランドに接続されるとともに他端が前記第1の
    スイッチと前記容量素子の接続点に接続される第2のス
    イッチと、 キャリア信号及び2値信号を入力し、かつ少なくとも前
    記第1の信号と第2の信号とを選択的に入力するととも
    に、入力した各信号の論理演算を行い前記論理演算の結
    果に基づき第1及び第2のスイッチを開閉する制御手段
    とを備え、前記制御手段により閉結されたスイッチを介
    する前記容量素子への電荷の充放電に基づき前記接続点
    から少なくとも前記第1及び第2の信号に応じた第1及
    び第2の振幅偏移変調信号を出力することを特徴とする
    変調回路。
  2. 【請求項2】 請求項1において、 前記制御手段は、前記変調部から第1の信号を入力しか
    つ前記2値信号の第1及び第2の値のうち第1の値を入
    力すると前記キャリア信号の1/2周期毎に第1及び第
    2のスイッチをそれぞれ交互に開閉するとともに、前記
    第2の値を入力すると第1及び第2のスイッチを開放し
    て前記接続点から第1の振幅偏移変調信号を出力させる
    一方、 前記変調部から第2の信号を入力しかつ前記2値信号の
    第1の値を入力すると第1及び第2のスイッチの開放タ
    イミングをそれぞれキャリア信号の1/2周期分づらし
    てキャリア信号の1/4周期に相当する時間第1及び第
    2のスイッチを開放するとともに、前記2値信号の第2
    の値を入力すると第1及び第2のスイッチの閉結タイミ
    ングをそれぞれキャリア信号の1/2周期分づらしてキ
    ャリア信号の1/4周期に相当する時間第1及び第2の
    スイッチを閉結し前記接続点から第2の振幅偏移変調信
    号を出力させることを特徴とする変調回路。
  3. 【請求項3】 請求項1において、 前記制御手段は、 キャリア信号と変調部の出力信号との排他的論理和演算
    を行う論理和回路と、 キャリア信号と論理和回路の出力信号との論理積演算を
    行うとともにこの論理積演算結果を反転出力する第1の
    論理積回路と、 キャリア信号の反転信号と論理和回路の出力信号との論
    理積演算を行うとともにこの論理積演算結果を反転出力
    する第2の論理積回路と、 キャリア信号の反転信号と2値信号との論理積演算を行
    うとともにこの論理積演算結果を反転出力する第3の論
    理積回路と、 キャリア信号と2値信号との論理積演算を行うとともに
    この論理積演算結果を反転出力する第4の論理積回路
    と、 第1の論理回路の出力信号と第3の論理積回路の出力信
    号との論理積演算を行うとともにこの論理積演算結果の
    反転信号を前記第1のスイッチへスイッチ開閉制御信号
    として出力する第5の論理積回路と、 第2の論理回路の出力信号と第4の論理積回路の出力信
    号との論理積演算を行うとともにこの論理積演算結果の
    反転信号を前記第2のスイッチへスイッチ開閉制御信号
    として出力する第6の論理積回路とを備えたことを特徴
    とする変調回路。
  4. 【請求項4】 請求項1において、 キャリア信号の振幅電圧が2値信号の値に応じて10%
    分偏移するようにキャリア信号と前記第2の信号との間
    の位相差を定め、前記第2の振幅遷移変調信号として出
    力することを特徴とする変調回路。
  5. 【請求項5】 請求項1において、 前記変調部に対し、前記第1及び第2の振幅偏移変調信
    号の何れか一方の出力を自動的に指示する指示手段を備
    えたことを特徴とする変調回路。
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