JPH1188242A - データキャリア - Google Patents

データキャリア

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JPH1188242A
JPH1188242A JP9239406A JP23940697A JPH1188242A JP H1188242 A JPH1188242 A JP H1188242A JP 9239406 A JP9239406 A JP 9239406A JP 23940697 A JP23940697 A JP 23940697A JP H1188242 A JPH1188242 A JP H1188242A
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Hidekazu Ishii
英一 石井
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 応答機が通信距離限界付近で動作する場合に
充分な送信電力を得る。 【解決手段】 応答機30の送受信コイル31にはスイ
ッチングトランジスタ39を介して送信用負荷回路37
が接続され、この送信用負荷回路37の抵抗値は質問機
10との最大通信距離(若しくは通信限界距離)時にデ
ータを送信するために消費される送信電力とほぼ等しい
電力消費量と成るように設定されている。内部処理回路
35は限界通信距離付近で電力消費量の少ない動作をす
る場合はI/Oを介してトランジスタ39をオンさせ、
電力を送信用負荷回路37で消費させ、整流回路33の
出力をおさえる。データ送信等の大電力消費時にはトラ
ンジスタ39をオフさせる。トランジスタ39は変調回
路36の出力がデータ“1”を出力する時にもオンす
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、データキャリアに
関し、質問機と応答機(データキャリア)との間で信号
の授受行う非接触式ICカード型のデータキャリアに関
する。
【0002】
【従来の技術】質問機と応答機のカードとの間で、電磁
結合方式又は電磁誘導方式等により信号の授受を行う方
式のデータキャリアシステム(例えば、「非接触式IC
カードシステム」として実用化が進められている)が広
く知られている。特に、搬送波を応答機側で整流して、
応答機の電力として使用する無電池方式の非接触式IC
カードシステムがIDカード用、搬送物の認識用タグ等
として広く用いられる様になってきた。
【0003】このような電磁結合方式の非接触式ICカ
ードシステムにおいては、質問機は、OSC(発振器)
で発生させた搬送波を送信データに応じて変調し、その
変調波をドライバー回路で増幅し、アンテナコイルを駆
動して応答機に送信する。応答機は、アンテナコイルで
質問機からの信号を受信すると、整流回路で搬送波を整
流して内部で使用する電力を得るとともに、復調回路で
受信信号を復調してデータ処理回路に送り、データ処理
回路でデータ処理を行う。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、応答機で使
用する電力は質問機からから供給される高周波磁界によ
りコイルに誘導電圧を発生させ、これを整流回路で整流
して供給している。データキャリアには、大まかに分け
ると、 1.高周波磁界を受けず何の動作もしない状態、 2.質問機から高周波磁界とともにこの信号にかけられ
た変調信号を受け取る受信動作状態、 3.質問機から高周波磁界を受け取りながら応答機内で
の信号処理を行う内部処理状態、 4.質問機から高周波磁界を受け取りながら質問機へデ
ータを送信する送信動作状態 の4つの動作状態が存在する。
【0005】この中で、4番目の送信動作状態が応答機
として最も電力を消費する動作状態である。質問機と応
答機の距離が遠くなり、質問機から受け取る電力が少な
く、応答機の動作のための下限に近い電力しか得られな
い場合に、上記4つの動作状態によって応答機の消費電
力が異なることが障害になる場合があった。
【0006】データキャリアシステムは通常下記の手順
で動作を行う事が多い。 (1)質問機からの高周波磁界と信号を受けて応答機が
動作を開始し、質問機からの呼びかけに応じて、応答機
が通信エリア内に来たことを知らせる為の短い信号を送
信する。 (2)質問機は通信エリア内に応答機が来たことを認識
し、IDの確認や、応答機の内部データの問い合わせ命
令を送る。
【0007】(3)上記質問機からの命令に沿った処理
を応答機が実施し、対応するデータを連続して質問機に
返す処理を行う。この一連の処理の中で、応答機が最も
電力を消費するのは質問機への送信動作であるが、
(1)の応答のような短い信号の送信時に消費する電力
は、応答機の整流回路内に設けられた平滑コンデンサに
蓄積された電荷で充分賄う事が出来るが、(3)のよう
に各種データを連続して送信する場合には大きな電力を
必要とし、応答機と質問機の距離が応答限界に近い場合
には、平滑コンデンサに蓄積された電荷の量が充分でな
いため、応答機が平滑コンデンサに蓄積された電荷を使
い切ってしまって、データ転送の途中で動作を停止する
と言う問題があった。
【0008】この問題は一つの質問機で複数の応答機に
対応するマルチ対応のデータキャリアシステムの場合に
特に問題となる。一台でもこの様に不安定な応答機が存
在するとこの応答機に対して何回もデータ送信要求を繰
り返すためにシステム全体が止まってしまうと言う現象
が起こるからである。この問題を解決するには平滑コン
デンサを大きくするか、平滑コンデンサに蓄積された電
荷で充分な短い期間に送信データを分割して送信し、分
割送信の間に平滑コンデンサに充電を行う方法が考えら
れるが、前者では応答機のサイズが大きく成るとともに
コストも増大すると言う別の問題が発生し、後者では一
台の応答機とのデータのやりとりに長時間有し、搬送シ
ステム等の用途に用いた場合等には、搬送システム内の
応答機を付着する物体の移動速度を制限せざるを得ない
と言った問題を発生させている。
【0009】本発明は、上記問題を解決し、応答機が通
信距離限界付近で動作する場合に充分な送信電力を確保
できるデータキャリアを提供する事を目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明のデータキャリアは、送受信コイルとこれに接
続された同調コンデンサと、送受信コイルで受信した信
号を整流する整流回路と、整流回路の出力電力で駆動さ
れる内部処理回路と、送信信号を前記送受信コイルに供
給する送信回路とを備え、質問機からの指示に従って信
号処理を行うデータキャリアにおいて、質問機との最大
通信距離時にデータを送信するために消費される送信電
力とほぼ等しい電力消費量の整流回路に対する負荷回路
と、内部処理回路での電力消費量が少ない時には負荷回
路を整流回路に接続し、内部処理回路での電力消費量が
多い時には切り離すスイッチング手段を備える。
【0011】尚、負荷回路はデータキャリアから前記質
問機に向かってデータを送信するために、送受信コイル
の両端の電圧に振幅変調をかける為の送信用負荷回路と
共用する事ができる。
【0012】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面を用い
て説明する。図1は本発明の実施の形態のデータキャリ
アを用いたデータキャリアシステムの構成を示す図であ
る。図において、質問機10は搬送波の基本信号を発生
する発振回路11と、発振回路11からの基本信号をそ
れぞれ異なる分周比で分周して第1、第2の搬送波を発
生する分周回路12、13、と第1、第2の搬送波から
1つの搬送波を選択して出力する選択回路15と、出力
増幅器16、アンテナコイル17、および同調コンデン
サ18を備える。質問機10は更に、送信信号を生成す
る内部処理回路19と、アンテナコイル17で受信した
信号を処理する復調回路20を備える。この図では復調
回路20の入力をアンテナコイル17としたが、アンテ
ナコイル17と同心に別途受信コイルを設けてもよい。
【0013】応答機30は送受信コイル31と、送受信
コイル31に並列に接続された同調コンデンサ32と、
整流回路33と、FSK復調を行う復調回路34、内部
処理回路35、送信用変調回路36および送信用負荷回
路37を有する。内部処理回路35は一般的な信号処理
回路と同様に、CPU35a、RAM35b、プログラ
ム等を記憶したROM35c、電気的に書き換え可能な
EEPROM35dおよびインタフェース35eを備え
ている。なお、整流回路33で整流された電力は、復調
回路34、内部処理回路35、送信用変調回路36に供
給される。
【0014】送信用変調回路36の出力及びインタフェ
ース35eの出力は論理OR回路38を介してスイッチ
ングトランジスタ39に接続されている。スイッチング
トランジスタ39は送信用負荷回路37を論理OR回路
38の出力に応じて選択的に送受信コイル31と整流回
路33の接点に接続する。送信用負荷回路37の抵抗値
は質問機10との最大通信距離(若しくは通信限界距
離)時にデータを送信するために消費される送信電力と
ほぼ等しい電力消費量と成るように設定されている。
【0015】発振回路11はたとえば4MHzの基準信
号を生成する。この基準信号は第1、第2の分周回路1
2、13に供給され、第1の分周回路12で1/32に
分周された信号(125KHz)と第2の分周回路13
で1/34に分周された信号(117.6470588
KHz)が得られる。内部処理回路19が論理値“1”
のデータの送信を指示する場合には選択回路15で第1
の分周回路12の出力を選択して125KHzの信号を
出力増幅器16を介してアンテナコイル17に送る。一
方、内部処理回路19が論理値“0”のデータの送信を
指示する場合には選択回路15で第2の分周回路13の
出力を選択して117.6470588KHzの信号を
出力増幅器16を介してアンテナコイル17に送る。
【0016】データ送信後は応答機への電力送信の為に
選択回路15で第1の分周回路12の出力を選択して1
25KHzの信号を出力増幅器16を介してアンテナコ
イル17に送り続ける。応答機30の送受信コイル31
と同調コンデンサ32から構成される同調回路の同調周
波数は、125KHzと117.6470588KHz
の2つの周波数の中心、即ちルート(125KHz×1
17.6470588)=121.2678125KH
zに設定されている。従って、応答機30では論理値
“1”を受信する場合も論理値“0”を受信する場合も
ほぼ同じ強度の信号を受信する事が出来る。
【0017】応答機30から質問機10へデータ送信を
行う場合には、内部処理回路35の内部のCPUで発生
したデータがインタフェース35eを介して変調回路3
6に伝えられ、変調回路の出力に応じて送信用負荷回路
37をスイッチングトランジスタ39をオン・オフ動作
させる。すると送受信コイル31に流れる電流が変化
し、送受信コイル31とアンテナコイル17間の電磁結
合の強さが変化する。質問機10の復調回路20はアン
テナコイル17の両端に発生する電圧の変化、具体的に
は第1の分周回路14から出力される125KHzの信
号の振幅変化を検出して応答機30からのデータを復調
する。実際にはバンドパスフィルタで、第1の分周回路
14から出力される125KHzの信号のサブバンドの
振幅および位相の変化をとらえて復調動作を行う。
【0018】内部処理回路35は、内部処理回路35内
部での電力消費量が少ない時には負荷回路を整流回路に
接続し、内部処理回路での電力消費量が多い時には切り
離す制御信号をインタフェース35eを介して出力す
る。電力消費量が多い時としては電気的に書き換え可能
なEEPROM35dへのデータの書き込み等の動作と
データ送信動作が上げられる。
【0019】内部処理回路35内部での電力消費量が少
ない時にはスイッチングトランジスタ39がオンし、負
荷回路37が同調回路の送受信コイル31に接続される
ので同調回路を流れる電流の一部がこの負荷回路37で
熱として消費され、整流回路33に流れる電流が減少
し、内部処理回路35へ供給される電力が減少する。此
処で電力消費量が多いデータ送信動作をする場合は、イ
ンタフェース35eを介してスイッチングトランジスタ
39をオフ動作させる制御信号が出力される。しかしな
がら、変調回路36からは、送信データが論理“1”の
時にスイッチングトランジスタ39をオンし、送信デー
タが論理“1”の時にオフする信号が出力されるので、
スイッチングトランジスタ39は変調回路36からの信
号に従ってオン・オフ動作する。
【0020】この時、負荷回路37の抵抗値は質問機1
0との最大通信距離(若しくは通信限界距離)時にデー
タを送信するために消費される送信電力とほぼ等しい電
力消費量と成るように設定されているので、負荷回路が
同調回路に接続されても、整流回路33から供給される
電力がデータ送信に必要な電力を下回る事がない。尚、
本発明は質問機10と応答機30の距離が通信限界に近
くまで遠い場合を前提としているので、質問機10と応
答機30の距離が近くなって来ると、内部処理回路35
内部での電力消費量が少ない時の負荷回路37の電力消
費だけでは整流回路33の出力上昇を抑えられない事態
が発生する。これは負荷回路37の抵抗値は質問機10
との最大通信距離(若しくは通信限界距離)時にデータ
を送信するために消費される送信電力とほぼ等しい電力
消費量と成るように設定されているからであり、質問機
10と応答機30の距離が至近距離になった時の負荷と
しては小さすぎるからである。
【0021】この事態を防止するために本実施の形態の
変形例としては、図2に示すように、整流回路33の出
力電圧を検出する電圧検出手段41、およびこの電圧検
出手段41が予め設定された閾値電圧を越える電圧を検
出した時に同調回路にスイッチングトランジスタ42を
介して接続される負荷回路43を備える。負荷回路42
によって質問機10と応答機30の距離が至近距離にな
った時に電流バイパスを形成して、同調回路に発生する
電流の一部(場合によっては大部分)をこの負荷回路4
2で熱として消費して整流回路33への電流を制限す
る。
【0022】従って、限界応答距離内であれば、質問機
10と応答機30の距離によらず安定した動作が可能と
なる。
【0023】
【発明の効果】以上の様に本発明によれば、応答機が通
信距離限界付近で動作する場合に充分な送信電力を確保
できるデータキャリアを提供する事ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態のデータキャリアシステム
を示すブロック図である。
【図2】本発明の実施の形態のデータキャリアシステム
の変形例を示すブロック図である。
【符号の説明】
10 質問機 11 発振回路 12 分周回路 13 分周回路 15 選択回路 17 アンテナコイル 18 同調コンデンサ 19 内部処理回路 20 復調回路 30 応答機 31 送受信コイル 32 同調コンデンサ 33 整流回路 35 内部処理回路 37 送信用負荷回路 38 論理和回路

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 送受信コイルとこれに接続された同調コ
    ンデンサと、前記送受信コイルで受信した信号を整流す
    る整流回路と、前記整流回路の出力電力で駆動される内
    部処理回路と、送信信号を前記送受信コイルに供給する
    送信回路とを備え、質問機からの指示に従って信号処理
    を行うデータキャリアにおいて、 前記質問機との最大通信距離時にデータを送信するため
    に消費される送信電力とほぼ等しい電力消費量の前記整
    流回路に対する負荷回路と、 前記内部処理回路での電力消費量が少ない時には前記負
    荷回路を前記整流回路に接続し、前記内部処理回路での
    電力消費量が多い時には切り離すスイッチング手段を備
    えた事を特徴とするデータキャリア。
  2. 【請求項2】 請求項2において、前記負荷回路はデー
    タキャリアから前記質問機に向かってデータを送信する
    ために、前記送受信コイルの両端の電圧に振幅変調をか
    ける為の送信用負荷回路と共用されている事を特徴とす
    るデータキャリア。
  3. 【請求項3】 送受信コイルとこれに接続された同調コ
    ンデンサと、前記送受信コイルの両端に接続され前記送
    受信コイルで受信した信号を整流する整流回路と、前記
    整流回路の出力電力で駆動される内部処理回路と、送信
    信号を前記送受信コイルに供給する送信回路とを備え、
    質問機からの指示に従って信号処理を行うデータキャリ
    アにおいて、 前記質問機との最大通信距離時にデータを送信するため
    に消費される送信電力とほぼ等しい電力消費量の前記整
    流回路に対する負荷回路と、 前記内部処理回路での電力消費量が少ない時には前記負
    荷回路を前記整流回路に接続し、前記内部処理回路での
    電力消費量が多い時には切り離す負荷制御信号を発生す
    る負荷制御手段と、 前記送信回路の出力と負荷制御信号の論理和信号を発生
    する論理手段と、 前記論理手段の出力に応じて前記負荷回路を前記整流回
    路に接続するスイッチング手段を備えた事を特徴とする
    データキャリア。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008541288A (ja) * 2005-05-19 2008-11-20 エヌエックスピー ビー ヴィ 改良された電圧制限回路を有するトランスポンダ
CN105337424A (zh) * 2015-11-02 2016-02-17 李德生 Oo芯形分体支点旋转无触点控磁调功装置
CN105356625A (zh) * 2015-11-02 2016-02-24 李德生 芯o形连体支点旋转无触点控磁调功装置

Cited By (4)

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