JPH10285087A - Data carrier and identification system - Google Patents
Data carrier and identification systemInfo
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- JPH10285087A JPH10285087A JP9092233A JP9223397A JPH10285087A JP H10285087 A JPH10285087 A JP H10285087A JP 9092233 A JP9092233 A JP 9092233A JP 9223397 A JP9223397 A JP 9223397A JP H10285087 A JPH10285087 A JP H10285087A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はデータキャリアとデ
ータキャリアを用いた識別システムに関し、特に通信領
域を拡大できるようにしたデータキャリアと識別システ
ムに関するものである。The present invention relates to a data carrier and an identification system using the data carrier, and more particularly to a data carrier and an identification system capable of expanding a communication area.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、組立搬送ラインでの部品，製品の
識別やスキー場のゲート，自動改札機等において搬送や
入改札を機械化するためには、製品や通過する人を識別
したり、課金処理を行うシステムが必要となる。そこで
特開平１−151831号に示されているように、識別対象物
にメモリを有するメモリユニット（データキャリア）を
設け、外部からデータ伝送によってこのようなメモリに
必要な情報を書込んでおき、必要に応じてその情報を読
出すようにした識別システムが提案されている。2. Description of the Related Art Conventionally, in order to identify parts and products on an assembly transportation line and to mechanize transportation and entrance / exit at a gate of a ski resort, an automatic ticket gate, etc., it is necessary to identify a product or a passing person, or charge a fee. A processing system is required. Therefore, as shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-151831, a memory unit (data carrier) having a memory for an object to be identified is provided, and necessary information is written in such a memory by external data transmission. An identification system has been proposed in which the information is read as needed.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】このような従来の識別
システムには、リーダライタからデータキャリアに信号
と電力を伝送し、データキャリア側でその信号を整流し
て電源として用いることによりデータキャリアの電池を
不要とした識別システムも提案されている。このような
パッシブ型のデータキャリアでは、データキャリアとリ
ーダライタとの通信距離は以下の要因で規定される。即
ちリーダライタからキャリアが伝送され、それによって
データキャリアを駆動するための電力が与えられる場合
には、キャリアに重畳された信号もデータキャリアに到
達している。従ってリーダライタからデータキャリアへ
の通信距離は電力伝送距離とほぼ一致している。電力伝
送距離は、リーダライタの送信コイルに加える送信電力
とデータキャリアの消費電力とによって決定される。最
近は低消費電力型のデータキャリアを実現できるように
なっているため、電力伝送距離を拡大することは比較的
容易であり、リーダライタからデータキャリアへの送信
距離を向上させることも容易にできる。In such a conventional identification system, a signal and power are transmitted from a reader / writer to a data carrier, and the signal is rectified on the data carrier side to be used as a power supply, so that the data carrier can be used as a power source. An identification system that does not require a battery has also been proposed. In such a passive data carrier, the communication distance between the data carrier and the reader / writer is defined by the following factors. That is, when a carrier is transmitted from the reader / writer and power is supplied to drive the data carrier, a signal superimposed on the carrier also reaches the data carrier. Therefore, the communication distance from the reader / writer to the data carrier is almost equal to the power transmission distance. The power transmission distance is determined by the transmission power applied to the transmission coil of the reader / writer and the power consumption of the data carrier. Recently, it has become possible to realize a low power consumption type data carrier, so it is relatively easy to extend the power transmission distance, and it is also easy to improve the transmission distance from the reader / writer to the data carrier. .
【０００４】しかしながらデータキャリアからリーダラ
イタへデータを伝送する場合には、データキャリアはエ
ネルギーを受信しながら送信しているため、微小な信号
の変化でしか送信することができない。そのためデータ
キャリアからリーダライタへの送信距離は向上させるこ
とが難しく、通信距離はデータキャリアからリーダライ
タへの送信距離で決まる結果となっている。However, when data is transmitted from a data carrier to a reader / writer, since the data carrier transmits while receiving energy, it can be transmitted only by a small signal change. Therefore, it is difficult to improve the transmission distance from the data carrier to the reader / writer, and the communication distance is determined by the transmission distance from the data carrier to the reader / writer.
【０００５】本発明はこのような従来の問題点に着目し
てなされたものであって、データキャリアからリーダラ
イタへの送信距離を向上させることによって通信距離を
拡大することを目的とする。The present invention has been made in view of such a conventional problem, and has as its object to extend the communication distance by improving the transmission distance from a data carrier to a reader / writer.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】本願の請求項１の発明
は、外部より与えられるキャリアを受信する共振回路
と、前記共振回路の両端に接続された抵抗及びスイッチ
ング素子を含み、該スイッチング素子によって受信した
キャリアの振幅レベルを低下させるシャント回路と、前
記共振回路に得られるキャリアのレベルを検出し、レベ
ルが低いときに前記シャント回路の抵抗値を大きく、レ
ベルが高いときに前記シャント回路の抵抗値を小さくす
るように切換えるレベル検出手段と、前記共振回路に得
られるキャリアを抽出するキャリア抽出手段と、メモリ
と、前記キャリア抽出手段により抽出されたキャリアが
与えられ、前記メモリより読出したデータに基づいて前
記シャント回路のスイッチング素子を制御することによ
り振幅を変化させる通信ロジック回路と、を有すること
を特徴とするものである。According to a first aspect of the present invention, there is provided a resonance circuit for receiving an externally provided carrier, and a resistor and a switching element connected to both ends of the resonance circuit. A shunt circuit for lowering the amplitude level of the received carrier, and detecting the level of the carrier obtained in the resonance circuit, increasing the resistance value of the shunt circuit when the level is low, and increasing the resistance value of the shunt circuit when the level is high. Level detection means for switching to reduce the value, carrier extraction means for extracting the carrier obtained in the resonance circuit, memory, and the carrier extracted by the carrier extraction means are provided. Controlling the switching element of the shunt circuit on the basis of A logic circuit, is characterized in that it has a.
【０００７】本願の請求項２の発明では、前記共振回路
の共振周波数は、外部より送出されるキャリアの周波数
と前記通信ロジック回路によりスイッチング素子を制御
する送信周波数との間に設定したことを特徴とするもの
である。According to a second aspect of the present invention, a resonance frequency of the resonance circuit is set between a frequency of a carrier transmitted from outside and a transmission frequency for controlling a switching element by the communication logic circuit. It is assumed that.
【０００８】本願の請求項３の発明では、前記共振回路
は、外部より送出されるキャリアの周波数と前記通信ロ
ジック回路によりスイッチング素子を制御する送信周波
数の双方に共振することを特徴とするものである。According to a third aspect of the present invention, the resonance circuit resonates at both a frequency of a carrier transmitted from outside and a transmission frequency for controlling a switching element by the communication logic circuit. is there.
【０００９】本願の請求項４の発明は、請求項１〜３の
いずれか１項記載のデータキャリアと、前記データキャ
リアにキャリアを送出し、データキャリアからの信号を
受信するリーダライタと、を有する識別システムであっ
て、前記リーダライタは、送信コイルと、前記データキ
ャリアからの信号の受信時に一定周波数のキャリアを連
続して送信し、前記送信コイルを駆動する送信回路と、
受信コイルと、前記データキャリアから得られる変調さ
れたキャリア信号を受信する受信回路と、前記受信出力
に基づいて前記データキャリアからの信号を復調する復
調回路と、を有することを特徴とするものである。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a data carrier according to any one of the first to third aspects, and a reader / writer for transmitting a carrier to the data carrier and receiving a signal from the data carrier. In the identification system having, the reader / writer, a transmission coil, a transmission circuit that continuously transmits a carrier of a constant frequency when receiving a signal from the data carrier, and drives the transmission coil,
A receiving coil, a receiving circuit for receiving a modulated carrier signal obtained from the data carrier, and a demodulating circuit for demodulating a signal from the data carrier based on the received output. is there.
【００１０】[0010]
【発明の実施の形態】図１は本発明の第１の実施の形態
によるデータキャリアの構成を示す回路図である。本図
に示すようにデータキャリア１はコイルＬ１及びコンデ
ンサＣ１から成る共振回路２を有している。この共振周
波数は後述するリーダライタからのキャリア周波数、例
えば１２５ＫＨｚと一致させておく。この共振回路２に
は全波整流回路３及びシャント回路４が接続される。シ
ャント回路４は、共振回路２の一端に接続される抵抗Ｒ
１，Ｒ２とスイッチング素子であるＦＥＴＱ１の直列接
続体と、共振回路２の他端に接続される抵抗Ｒ３，Ｒ４
とシャント用のスイッチング素子であるＦＥＴＱ２の直
列接続体とを有している。抵抗Ｒ２，Ｒ４の両端は短絡
用のトランジスタＱ３，Ｑ４が並列に接続され、そのベ
ースが共通接続されている。全波整流回路３はダイオー
ドブリッジとコンデンサＣ２によって構成される。そし
て全波整流回路３より過大な直流電圧が出力されないよ
うに、ツェナダイオード等のクランプ回路５がダイオー
ドブリッジの前に挿入されている。復調回路６はリーダ
ライタ側からＡＳＫ変調された信号を包絡線検波によっ
て復調するものである。又コンデンサＣ２には電圧モニ
タ回路７が接続される。電圧モニタ回路７は全波整流回
路３の平滑出力の電圧レベルをモニタすることにより、
データキャリアとリーダライタとの距離を検出する。そ
して電圧レベルが閾値以上であればスイッチング用のト
ランジスタＱ３，Ｑ４を閉成し、閾値以下であればスイ
ッチングトランジスタＱ３，Ｑ４を開放するものであ
る。ここで電圧モニタ回路７とスイッチングトランジス
タＱ３，Ｑ４とは、共振回路に得られるキャリアのレベ
ルを検出し、キャリアのレベルが低いときにシャント回
路の抵抗値を大きく、キャリアのレベルが高いときにシ
ャント回路の抵抗値を小さくするように切換えるレベル
検出手段を構成している。FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a data carrier according to a first embodiment of the present invention. As shown in the figure, the data carrier 1 has a resonance circuit 2 including a coil L1 and a capacitor C1. This resonance frequency is made to coincide with a carrier frequency from a reader / writer described later, for example, 125 KHz. The full-wave rectifier circuit 3 and the shunt circuit 4 are connected to the resonance circuit 2. The shunt circuit 4 includes a resistor R connected to one end of the resonance circuit 2.
1, R2 and a series connection of FET Q1 as a switching element, and resistors R3, R4 connected to the other end of the resonance circuit 2.
And a series connection of FETs Q2, which are shunt switching elements. Transistors Q3 and Q4 for short circuit are connected in parallel to both ends of the resistors R2 and R4, and their bases are commonly connected. The full-wave rectifier circuit 3 includes a diode bridge and a capacitor C2. Then, a clamp circuit 5 such as a Zener diode is inserted before the diode bridge so that an excessive DC voltage is not output from the full-wave rectifier circuit 3. The demodulation circuit 6 demodulates the ASK-modulated signal from the reader / writer by envelope detection. The voltage monitor circuit 7 is connected to the capacitor C2. The voltage monitor circuit 7 monitors the voltage level of the smoothed output of the full-wave rectifier circuit 3 to
The distance between the data carrier and the reader / writer is detected. If the voltage level is equal to or higher than the threshold value, the switching transistors Q3 and Q4 are closed, and if the voltage level is equal to or lower than the threshold value, the switching transistors Q3 and Q4 are opened. Here, the voltage monitor circuit 7 and the switching transistors Q3 and Q4 detect the level of the carrier obtained in the resonance circuit, and increase the resistance value of the shunt circuit when the carrier level is low and shunt when the carrier level is high. Level detection means for switching so as to reduce the resistance value of the circuit is configured.
【００１１】復調回路６の出力は通信ロジック回路８に
入力される。通信ロジック回路８は復調回路６より得ら
れたコマンド及びデータに基づいてメモリ９にデータを
書込み又は読出すものであり、読出された信号によって
シャント回路４のスイッチング用のＦＥＴＱ１，Ｑ２を
開閉するように構成される。又抵抗Ｒ６，Ｒ７は全波整
流回路３の出力電圧Ｖccを分圧するものであり、その中
点の電圧が閾値Ｖrefとしてコンパレータ１０が与えら
れる。コンパレータの閾値は通常のＣＭＯＳ回路を用い
た場合には１／２・Ｖccとなるが、この実施の形態では
これより低くなるようにＲ６＞Ｒ７として、閾値を低下
させている。コンパレータ１０は共振回路に得られるキ
ャリアを閾値により波形整形する回路であって、データ
キャリアから信号を伝送するときにリーダライタより得
られるキャリアを整形し、データキャリアに必要なクロ
ック信号を抽出するものであり、その出力は通信ロジッ
ク回路８に与えられている。分圧回路とコンパレータ１
０とは共振回路に得られるキャリアを抽出するキャリア
抽出手段を構成している。The output of the demodulation circuit 6 is input to the communication logic circuit 8. The communication logic circuit 8 writes or reads data to or from the memory 9 based on the command and data obtained from the demodulation circuit 6. The communication logic circuit 8 opens and closes the switching FETs Q1 and Q2 of the shunt circuit 4 by the read signal. It is composed of The resistors R6 and R7 divide the output voltage Vcc of the full-wave rectifier circuit 3, and the voltage at the middle point is given to the comparator 10 as the threshold value Vref. The threshold value of the comparator is 1 / 2.Vcc when a normal CMOS circuit is used. However, in this embodiment, the threshold value is reduced as R6> R7 so as to be lower than this value. The comparator 10 is a circuit for shaping a carrier obtained by a resonance circuit with a threshold value, and shapes a carrier obtained from a reader / writer when transmitting a signal from a data carrier, and extracts a clock signal necessary for the data carrier. The output is given to the communication logic circuit 8. Voltage divider and comparator 1
0 constitutes a carrier extracting means for extracting a carrier obtained in the resonance circuit.
【００１２】図２はリーダライタの構成を示すブロック
図である。リーダライタ２０は通信制御回路２１に送信
信号生成回路２２が接続される。送信信号生成回路２２
はリーダライタ２０からデータを送信する際に、一定周
期のクロックをデータキャリア側に伝送し、且つ送信電
力が変動しないようにするために、送信データを例えば
バイフェーズ符号に変換するものであり、その出力はド
ライブ回路２３に与えられる。ドライブ回路２３には又
キャリア生成回路２４から例えば１２５ＫＨｚのキャリ
アが供給される。ドライブ回路２３はこのキャリアをＡ
ＳＫ変調して、送信コイルＬ２及び共振用コンデンサＣ
４を含む共振回路２５を駆動するものである。一方受信
用コイルＬ３はコンデンサＣ５と共に共振回路２６を構
成しており、共振回路２６に増幅回路２７が接続され
る。増幅回路２７は受信時に受信した信号を増幅するも
のであり、その出力はバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）２
８に与えられる。バンドパスフィルタ２８は増幅出力か
らデータキャリアの送信周波数、例えば６２．５ＫＨｚ
の信号を抽出するものである。バンドパスフィルタ２８
の出力は復調回路２９に与えられ、元の信号を復調して
通信制御回路２１に出力するように構成されている。FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the reader / writer. In the reader / writer 20, a transmission signal generation circuit 22 is connected to a communication control circuit 21. Transmission signal generation circuit 22
When transmitting data from the reader / writer 20, a constant-period clock is transmitted to the data carrier side, and in order to prevent transmission power from fluctuating, the transmission data is converted into, for example, a biphase code. The output is provided to the drive circuit 23. The drive circuit 23 is also supplied with a carrier of, for example, 125 KHz from the carrier generation circuit 24. The drive circuit 23 converts this carrier into A
After performing SK modulation, the transmission coil L2 and the resonance capacitor C
4 for driving the resonance circuit 25 including the first circuit 4. On the other hand, the receiving coil L3 forms a resonance circuit 26 together with the capacitor C5, and the amplification circuit 27 is connected to the resonance circuit 26. The amplification circuit 27 amplifies a signal received at the time of reception, and its output is a band-pass filter (BPF) 2.
8 given. The band-pass filter 28 converts the amplified output to the transmission frequency of the data carrier, for example, 62.5 KHz.
Is extracted. Bandpass filter 28
Is supplied to a demodulation circuit 29 to demodulate the original signal and output the demodulated signal to the communication control circuit 21.
【００１３】次に本実施の形態の動作について説明す
る。リーダライタ２０から信号を送信する際には通信制
御回路２１より送信データを送信信号生成回路２２に与
える。送信信号生成回路２２は送信データをバイフェー
ズ符号に変換し、ドライブ回路２３はキャリア生成回路
２４のキャリアに同期してキャリアを所定の周期で断続
する。このためＡＳＫ変調された信号が送信コイルＬ２
よりデータキャリア１に伝えられる。データキャリア１
は共振回路２によってこの信号を受信し、全波整流回路
３によって全波整流する。そして復調回路６によりＡＳ
Ｋ変調された信号を復調して通信ロジック回路８に与え
るようにしている。Next, the operation of this embodiment will be described. When a signal is transmitted from the reader / writer 20, transmission data is given from the communication control circuit 21 to the transmission signal generation circuit 22. The transmission signal generation circuit 22 converts the transmission data into a bi-phase code, and the drive circuit 23 interrupts the carrier at a predetermined cycle in synchronization with the carrier of the carrier generation circuit 24. Therefore, the ASK-modulated signal is transmitted to the transmission coil L2.
Is transmitted to the data carrier 1. Data carrier 1
Receives this signal by the resonance circuit 2 and performs full-wave rectification by the full-wave rectification circuit 3. Then, the demodulation circuit 6 causes the AS
The K-modulated signal is demodulated and applied to the communication logic circuit 8.
【００１４】さてデータキャリア１からリーダライタ２
０側に信号を伝送する際の動作について図３，図４を参
照しつつ説明する。リーダライタ２０はキャリア生成回
路２４によって生成された無変調の連続するキャリア
を、図３（ａ）に示すようにドライブ回路２３を介して
共振回路に加える。従って送信コイルＬ２より一定の周
波数の連続したキャリアが送出される。データキャリア
１では共振回路２によってこのキャリアを受信し、全波
整流回路３により全波整流する。そして電圧モニタ回路
７によって平滑された後の出力電圧を判別する。例えば
データキャリアがリーダライタ２０に近ければ、モニタ
電圧のレベルは高くなる。モニタ電圧が所定の閾値を越
えている場合には、共振回路２をシャントするための抵
抗値をより低くする。このためスイッチング用トランジ
スタＱ３，Ｑ４をオン状態とし、抵抗Ｒ２とＲ４の両端
を短絡する。こうすれば共振回路２の両端に抵抗Ｒ１，
Ｒ３のみがシャント抵抗として加わることとなる。Now, from the data carrier 1 to the reader / writer 2
The operation when transmitting a signal to the 0 side will be described with reference to FIGS. The reader / writer 20 adds the unmodulated continuous carrier generated by the carrier generation circuit 24 to the resonance circuit via the drive circuit 23 as shown in FIG. Therefore, a continuous carrier having a constant frequency is transmitted from the transmission coil L2. In the data carrier 1, this carrier is received by the resonance circuit 2 and full-wave rectified by the full-wave rectification circuit 3. Then, the output voltage smoothed by the voltage monitor circuit 7 is determined. For example, if the data carrier is closer to the reader / writer 20, the level of the monitor voltage will be higher. If the monitor voltage exceeds a predetermined threshold, the resistance value for shunting the resonance circuit 2 is made lower. Therefore, the switching transistors Q3 and Q4 are turned on, and both ends of the resistors R2 and R4 are short-circuited. In this case, the resistance R1,
Only R3 will be added as a shunt resistor.
【００１５】又全波整流回路３の出力電圧Ｖccは抵抗Ｒ
６，Ｒ７によって分圧される。コンパレータ１０は分圧
された閾値Ｖref を基準電圧として、共振回路２のキャ
リアを弁別する。このとき抵抗Ｒ６，Ｒ７の比を例えば
２：１とすると、１／３・Ｖccが閾値電圧Ｖref とな
る。こうすればコンパレータ１０は後述するように変調
度を深くしても安定してキャリアを抽出することができ
る。図３（ｂ）はこうして得られたキャリアを示してい
る。The output voltage Vcc of the full-wave rectifier circuit 3 is a resistor R
6, divided by R7. The comparator 10 discriminates carriers in the resonance circuit 2 using the divided threshold value Vref as a reference voltage. At this time, if the ratio of the resistors R6 and R7 is, for example, 2: 1, 1/3 · Vcc becomes the threshold voltage Vref. In this way, the comparator 10 can stably extract the carrier even if the modulation degree is increased as described later. FIG. 3B shows the carrier thus obtained.
【００１６】通信ロジック回路８は図３（ｃ）に示す送
信データに基づいて、このキャリアを１／２分周した分
周信号の位相を図３（ｄ）に示すように変化させる。こ
うして図３（ｄ）に示す送信信号に基づいて、シャント
回路４のＦＥＴＱ１，Ｑ２を制御する。こうすれば図３
（ａ）に示す一定振幅のキャリアが図３（ｅ）に示すよ
うに変調されることとなる。この信号が受信部側の共振
回路２６より検出され、図３（ｆ）に示すように増幅回
路２７によって増幅される。そして送信データによって
位相が異なる図３（ｄ）に示すシャントパルス（送信信
号）をバンドパスフィルタ２８によって抽出する。そし
て復調回路２９によって復調することにより送信データ
が受信される。このように送信データに基づいて位相を
変化させることによって、リーダライタ２０側にデータ
を伝送することができる。The communication logic circuit 8 changes the phase of the frequency-divided signal obtained by dividing this carrier by よ う, as shown in FIG. 3D, based on the transmission data shown in FIG. 3C. Thus, the FETs Q1 and Q2 of the shunt circuit 4 are controlled based on the transmission signal shown in FIG. In this case, FIG.
The carrier having the constant amplitude shown in FIG. 3A is modulated as shown in FIG. This signal is detected by the resonance circuit 26 on the receiving side, and is amplified by the amplifier circuit 27 as shown in FIG. Then, the shunt pulse (transmission signal) shown in FIG. The transmission data is received by demodulation by the demodulation circuit 29. By changing the phase based on the transmission data in this manner, data can be transmitted to the reader / writer 20 side.
【００１７】さてデータキャリア１がリーダライタ２０
から遠ざかると、共振回路２に得られるキャリアの振幅
が図４（ａ）に示すように低下する。従って電圧モニタ
回路７によって検出される電圧レベルも低下する。そし
て所定の閾値以下となれば電圧モニタ回路７からの信号
によってトランジスタＱ３，Ｑ４はオフとなる。こうす
れば共振回路２の両端に接続されるシャント回路には、
Ｒ１，Ｒ２の直列接続体及びＲ３，Ｒ４の直列接続体が
シャント抵抗として接続される。又図４（ａ）に示すよ
うにキャリアの振幅が低下するが、前述したようにキャ
リアを抽出するためのコンパレータ１０の閾値を１／３
・Ｖccとなるようにしているため、振幅が低下しても図
４（ｂ）に示すようにキャリアを抽出することができ
る。通信ロジック回路８はこのキャリアに基づいて図４
（ｃ），（ｄ）に示すように送信データ及びシャントパ
ルスを生成する。このシャントパルスによって図４
（ｅ）に示すように送信信号が変調される。Now, the data carrier 1 is connected to the reader / writer 20.
4A, the amplitude of the carrier obtained in the resonance circuit 2 decreases as shown in FIG. Therefore, the voltage level detected by the voltage monitor circuit 7 also decreases. When the voltage falls below a predetermined threshold value, the transistors Q3 and Q4 are turned off by a signal from the voltage monitor circuit 7. In this case, the shunt circuit connected to both ends of the resonance circuit 2 includes
A series connection of R1 and R2 and a series connection of R3 and R4 are connected as a shunt resistor. Further, as shown in FIG. 4A, the amplitude of the carrier decreases, but as described above, the threshold value of the comparator 10 for extracting the carrier is reduced to 1/3.
Since Vcc is set, even if the amplitude decreases, carriers can be extracted as shown in FIG. The communication logic circuit 8 uses the carrier as shown in FIG.
As shown in (c) and (d), transmission data and a shunt pulse are generated. FIG. 4 shows this shunt pulse.
The transmission signal is modulated as shown in (e).
【００１８】次にデータキャリアとリーダライタ間の距
離と、シャント抵抗、及び送信信号の変調度について説
明する。データキャリア１は図５（ａ）に等価回路を示
すように、共振回路２に前述したクランプ回路５と負荷
抵抗Ｒが接続されている回路として表現でき、リーダラ
イタ２０との通信領域に入れば、リーダライタ２０が電
圧源ｅとして示される。そしてリーダライタまでの距離
によって電圧源ｅの電圧レベルが変化し、負荷抵抗Ｒの
両端に得られる電圧レベルＶも変化する。Ｖは次式で示
される。Next, the distance between the data carrier and the reader / writer, the shunt resistance, and the modulation of the transmission signal will be described. The data carrier 1 can be expressed as a circuit in which the above-described clamp circuit 5 and load resistor R are connected to the resonance circuit 2 as shown in an equivalent circuit in FIG. , The reader / writer 20 is shown as a voltage source e. The voltage level of the voltage source e changes according to the distance to the reader / writer, and the voltage level V obtained at both ends of the load resistor R also changes. V is represented by the following equation.
【数１】 (Equation 1)
【００１９】さて図５（ｂ）に示すようにデータキャリ
ア１がリーダライタ２０より離れている場合にはクラン
プ回路５は動作せず、負荷抵抗Ｒとその両端の電圧Ｖと
は図示のように比例状態となっている。このときのシャ
ント回路４をオフ及びオンとしたときの負荷抵抗を
ＲO ，ＲF とすると、シャント抵抗を断続することによ
って負荷抵抗がＲO ，ＲF の間で変化し、変調度は（Ｖ
O1−ＶF1）／ＶO1となる。一方図５（ｃ）に示すように
データキャリア１がリーダライタ２０に近接している場
合には、負荷抵抗Ｒの両端に得られる電圧Ｖは負荷抵抗
Ｒの変化によって異なるが、所定値を越えればクランプ
回路５により一定の電圧Ｖｃとなる。シャント回路４を
オフ及びオンとしたときの負荷抵抗を夫々ＲO ，ＲN と
する。前述したようにデータキャリアが近づくとクラン
プ回路５が動作して図５（ｂ）に示すような比例関係に
はないため、遠点での変調度と同じ変調度を得るにはシ
ャント回路の抵抗値を小さくする必要がある。このため
所定の閾値を越えればシャント抵抗を小さく（ＲN ＜Ｒ
F ）する。こうすれば変調度は（ＶO2−ＶN2）／ＶO2と
なり、遠点での変調度との差を小さくすることができ
る。このようにシャント抵抗を切換えることにより、図
４（ｅ）に示すように振幅レベルは低下するが、変調度
はデータキャリアが近接している状態とほぼ同一値とす
ることができる。そして図４（ｆ）に示すようにリーダ
ライタ２０側ではこれを増幅することによって、データ
キャリアからの信号を得ることができる。When the data carrier 1 is separated from the reader / writer 20 as shown in FIG. 5B, the clamp circuit 5 does not operate, and the load resistance R and the voltage V across the load resistance R are as shown in FIG. It is in a proportional state. Assuming that the load resistance when the shunt circuit 4 is turned off and on at this time is R O and R F , the load resistance changes between R O and R F by intermittently connecting the shunt resistance, and the modulation degree is ( V
O1 the -V F1) / V O1. On the other hand, when the data carrier 1 is close to the reader / writer 20 as shown in FIG. 5C, the voltage V obtained at both ends of the load resistor R differs depending on the change in the load resistor R, but exceeds the predetermined value. For example, the voltage becomes constant Vc by the clamp circuit 5. The load resistances when the shunt circuit 4 is turned off and on are denoted by R O and RN , respectively. As described above, when the data carrier approaches, the clamp circuit 5 operates and does not have a proportional relationship as shown in FIG. 5B. Therefore, in order to obtain the same modulation degree as that at the distant point, the resistance of the shunt circuit is required. The value must be reduced. Therefore, if the threshold value is exceeded, the shunt resistance is reduced (R N <R
F ). In this case, the degree of modulation is ( VO2 - VN2 ) / VO2 , and the difference from the degree of modulation at the far point can be reduced. By switching the shunt resistance in this manner, the amplitude level is reduced as shown in FIG. 4E, but the modulation degree can be made substantially the same as in the state where the data carriers are close to each other. Then, as shown in FIG. 4F, the signal from the data carrier can be obtained by amplifying the signal on the reader / writer 20 side.
【００２０】次に本発明の第２の実施の形態について説
明する。前述した第１の実施の形態ではデータキャリア
１はコイルＬ１，コンデンサＣ１から成る共振回路２を
設けており、この共振周波数はリーダライタから送出さ
れるキャリア周波数（１２５ＫＨｚ）としている。第２
の実施の形態ではこの周波数を、データキャリアからリ
ーダライタに容易に信号を伝送できるようにするため
に、図３（ｄ）に示す送信信号の周波数、前述の例では
６２．５ＫＨｚとする。こうすればデータキャリアから
リーダライタへのデータ伝送距離を第１の実施の形態に
比べて大きくすることができる。Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the first embodiment described above, the data carrier 1 is provided with the resonance circuit 2 including the coil L1 and the capacitor C1, and the resonance frequency is the carrier frequency (125 KHz) transmitted from the reader / writer. Second
In this embodiment, the frequency is set to the frequency of the transmission signal shown in FIG. 3D, that is, 62.5 KHz in the above-described example, so that the signal can be easily transmitted from the data carrier to the reader / writer. This makes it possible to increase the data transmission distance from the data carrier to the reader / writer as compared with the first embodiment.
【００２１】前述した第２の実施の形態ではデータキャ
リア１の共振回路の共振周波数はキャリア周波数と異な
るため、リーダライタからデータキャリアへの電力伝送
距離は低下してしまうという問題が生じる。従って第３
の実施の形態ではデータキャリア１の共振回路２Ａを図
６に示すように、コイルＬ１，コンデンサＣ１の並列共
振回路に更に並列にコンデンサＣ６とコイルＬ４の直列
共振回路を加えたものである。その他の回路は第１の実
施の形態と同一であるので、同一符号を付して詳細な説
明を省略する。In the above-described second embodiment, since the resonance frequency of the resonance circuit of the data carrier 1 is different from the carrier frequency, there is a problem that the power transmission distance from the reader / writer to the data carrier is reduced. Therefore the third
In the embodiment, as shown in FIG. 6, the resonance circuit 2A of the data carrier 1 is such that a series resonance circuit of a capacitor C6 and a coil L4 is further added in parallel to a parallel resonance circuit of a coil L1 and a capacitor C1. The other circuits are the same as those of the first embodiment, and therefore, are denoted by the same reference numerals and will not be described in detail.
【００２２】こうすればコイルＬ１，コンデンサＣ１に
よる並列共振回路の共振周波数ｆa は ｆa ＝｛２π√（Ｌ１Ｃ１）｝-1 となる。又コイルＬ４，コンデンサＣ６の直列共振回路
の共振周波数ｆb は ｆb ＝｛２π√（Ｌ４Ｃ６）｝-1 となる。図７（ａ）は並列共振回路の特性を示すグラ
フ、図７（ｂ）は直列共振回路の特性を示すグラフであ
る。そしてこの周波数ｆa ，ｆb を一致させると、総合
的な周波数特性は図７（ｃ）に示すものとなる。このよ
うに共振特性を２つのピークを有するものとすることが
できるため、各ピークを送受信周波数の双方の周波数、
即ち前述した第１の実施の形態の周波数の場合には、１
２５ＫＨｚと６２．５ＫＨｚとの２つの周波数で同調特
性を有するものとすることができる。又直列共振回路と
並列共振回路の共振周波数ｆa とｆb とを一致させなく
ても、これらを組合せることによって２つのピークを有
する共振特性を得ることができる。In this way, the coil L1 and the capacitor C1
Frequency f of the parallel resonance circuita Is fa= {2π} (L1C1)}-1 Becomes A series resonance circuit including a coil L4 and a capacitor C6.
Resonance frequency fbIs fb= {2π} (L4C6)}-1 Becomes FIG. 7A is a graph showing characteristics of the parallel resonance circuit.
FIG. 7B is a graph showing the characteristics of the series resonance circuit.
You. And this frequency fa, FbWhen you match
The typical frequency characteristics are as shown in FIG. This
It is necessary to make the resonance characteristic have two peaks
So that each peak can be
That is, in the case of the frequency of the first embodiment described above, 1
Tuned at two frequencies, 25KHz and 62.5KHz
Can have a property. Also with series resonance circuit
Resonant frequency f of parallel resonant circuitaAnd fbWithout matching
However, by combining them, there are two peaks.
Resonance characteristics can be obtained.
【００２３】尚前述した各実施の形態はデータキャリア
の平滑回路の出力側に電圧モニタ回路を設け、リーダラ
イタとの距離を電圧レベルによって判別するようにして
いるが、全波整流回路３と負荷との間に電流モニタ回路
を設け、電流レベルに基づいてリーダライタまでの距離
を検出してシャント回路の抵抗を切換えるようにしても
よい。又電圧や電流レベルに基づいてシャント回路の抵
抗値を多段階に切換えたり、連続的に変化させるよう
に、ＦＥＴ等による電子ボリュームを用いて構成するこ
とも可能である。In each of the above-described embodiments, the voltage monitor circuit is provided on the output side of the data carrier smoothing circuit so that the distance to the reader / writer is determined based on the voltage level. And a current monitor circuit may be provided between them to detect the distance to the reader / writer based on the current level and switch the resistance of the shunt circuit. It is also possible to use an electronic volume such as an FET so that the resistance value of the shunt circuit is switched in multiple steps or continuously changed based on the voltage or current level.
【００２４】[0024]
【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば、データキャリアはリーダライタとの距離によってシ
ャント回路のシャント抵抗値を変化させるようにしてい
る。従って通信距離によって最適なシャント抵抗値を選
択することができ、データキャリアからリーダライタへ
の送信距離を大きくすることができる。そのためデータ
キャリアとリーダライタとの通信距離を拡大することが
できるという効果が得られる。As described above in detail, according to the present invention, the shunt resistance of the shunt circuit is changed depending on the distance between the data carrier and the reader / writer. Therefore, the optimum shunt resistance value can be selected according to the communication distance, and the transmission distance from the data carrier to the reader / writer can be increased. Therefore, the effect that the communication distance between the data carrier and the reader / writer can be increased can be obtained.
【図１】本発明の第１の実施の形態によるデータキャリ
アの構成を示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a data carrier according to a first embodiment of the present invention.
【図２】本発明の第１の実施の形態による識別システム
のリーダライタの構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a reader / writer of the identification system according to the first embodiment of the present invention.
【図３】第１の実施の形態による識別システムの各部の
動作を示す波形図である。FIG. 3 is a waveform chart showing an operation of each unit of the identification system according to the first embodiment.
【図４】第１の実施の形態による識別システムの各部の
動作を示す波形図である。FIG. 4 is a waveform chart showing an operation of each unit of the identification system according to the first embodiment.
【図５】（ａ）はデータキャリアの等価回路、（ｂ），
（ｃ）は負荷抵抗と出力電圧の関係を示すグラフであ
る。FIG. 5A is an equivalent circuit of a data carrier, and FIGS.
(C) is a graph showing the relationship between the load resistance and the output voltage.
【図６】本発明の第２の実施の形態によるデータキャリ
アの構成を示す回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram showing a configuration of a data carrier according to a second embodiment of the present invention.
【図７】第２の実施の形態による共振回路の特性を示す
グラフである。FIG. 7 is a graph showing characteristics of the resonance circuit according to the second embodiment.
１ データキャリア ２，２Ａ，２５，２６ 共振回路 ３ 全波整流回路 ４ シャント回路 ５ クランプ回路 ６，２９ 復調回路 ７ 電圧モニタ回路 ８ 通信ロジック回路 ９ メモリ １０ コンパレータ ２０ リーダライタ ２１ 通信制御回路 ２２ 送信信号生成回路 ２３ ドライブ回路 ２４ キャリア生成回路 ２７ 増幅回路 ２８ バンドパスフィルタ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Data carrier 2, 2A, 25, 26 Resonant circuit 3 Full-wave rectifier circuit 4 Shunt circuit 5 Clamp circuit 6, 29 Demodulation circuit 7 Voltage monitor circuit 8 Communication logic circuit 9 Memory 10 Comparator 20 Reader / writer 21 Communication control circuit 22 Transmission signal Generating circuit 23 Drive circuit 24 Carrier generating circuit 27 Amplifying circuit 28 Band-pass filter
Claims (4)
共振回路と、 前記共振回路の両端に接続された抵抗及びスイッチング
素子を含み、該スイッチング素子によって受信したキャ
リアの振幅レベルを低下させるシャント回路と、 前記共振回路に得られるキャリアのレベルを検出し、レ
ベルが低いときに前記シャント回路の抵抗値を大きく、
レベルが高いときに前記シャント回路の抵抗値を小さく
するように切換えるレベル検出手段と、 前記共振回路に得られるキャリアを抽出するキャリア抽
出手段と、 メモリと、 前記キャリア抽出手段により抽出されたキャリアが与え
られ、前記メモリより読出したデータに基づいて前記シ
ャント回路のスイッチング素子を制御することにより振
幅を変化させる通信ロジック回路と、を有することを特
徴とするデータキャリア。A shunt circuit that includes a resistor and a switching element connected to both ends of the resonance circuit, and that reduces an amplitude level of the carrier received by the switching element; Detecting the level of the carrier obtained in the resonance circuit, and increasing the resistance value of the shunt circuit when the level is low;
When the level is high, level detection means for switching so as to reduce the resistance value of the shunt circuit, carrier extraction means for extracting the carrier obtained in the resonance circuit, memory, and the carrier extracted by the carrier extraction means And a communication logic circuit for changing the amplitude by controlling a switching element of the shunt circuit based on data read from the memory.
送出されるキャリアの周波数と前記通信ロジック回路に
よりスイッチング素子を制御する送信周波数との間に設
定したことを特徴とする請求項１記載のデータキャリ
ア。2. The resonance circuit according to claim 1, wherein a resonance frequency of the resonance circuit is set between a frequency of a carrier transmitted from outside and a transmission frequency for controlling a switching element by the communication logic circuit. Data carrier.
ャリアの周波数と前記通信ロジック回路によりスイッチ
ング素子を制御する送信周波数の双方に共振するもので
あることを特徴とする請求項１記載のデータキャリア。3. The data according to claim 1, wherein the resonance circuit resonates at both a frequency of a carrier transmitted from the outside and a transmission frequency at which a switching element is controlled by the communication logic circuit. Career.
タキャリアと、 前記データキャリアにキャリアを送出し、データキャリ
アからの信号を受信するリーダライタと、を有する識別
システムであって、 前記リーダライタは、 送信コイルと、 前記データキャリアからの信号の受信時に一定周波数の
キャリアを連続して送信し、前記送信コイルを駆動する
送信回路と、 受信コイルと、 前記データキャリアから得られる変調されたキャリア信
号を受信する受信回路と、 前記受信出力に基づいて前記データキャリアからの信号
を復調する復調回路と、を有するものであることを特徴
とする識別システム。4. An identification system comprising: the data carrier according to claim 1; and a reader / writer that transmits a carrier to the data carrier and receives a signal from the data carrier. The reader / writer includes: a transmission coil; a transmission circuit for continuously transmitting a carrier of a constant frequency when receiving a signal from the data carrier to drive the transmission coil; a reception coil; and a modulation obtained from the data carrier. An identification system, comprising: a receiving circuit that receives a carrier signal that has been transmitted; and a demodulation circuit that demodulates a signal from the data carrier based on the reception output.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9092233A JPH10285087A (en) | 1997-04-10 | 1997-04-10 | Data carrier and identification system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP9092233A JPH10285087A (en) | 1997-04-10 | 1997-04-10 | Data carrier and identification system |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10285087A true JPH10285087A (en) | 1998-10-23 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9092233A Pending JPH10285087A (en) | 1997-04-10 | 1997-04-10 | Data carrier and identification system |
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