CN105518719B - 非接触通信装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种非接触通信装置，其能够直接使用现有的IC芯片，并且不需要向IC芯片输送电力，且也能够使通信距离变长。一种非接触通信装置，能够与IC芯片连接，且具备：天线部；第1检波部，从利用所述天线部接收的信号抽取第1检波信号；振幅调制部，使用利用所述第1检波部抽取的第1检波信号对时钟信号进行振幅调制，并将经该振幅调制的信号输入至所述IC芯片；第2检波部，从所述IC芯片的输出信号抽取第2检波信号；负载调制部，使用利用所述第2检波部抽取的第2检波信号而对从所述天线部抽取的载波进行负载调制并输入至所述天线部；及电源部。

Description

非接触通信装置
技术领域
本发明涉及非接触IC卡等非接触通信装置。
背景技术
用于车站的检票机或超市的寄存器等的非接触通信装置，通过负载调制方式收发数据(非专利文献1)。
现有技术文献
非专利文献
非专利文献1：苅部浩著，“简单易懂的非接触IC卡之书”，初版3印，日刊工业报社，2005年11月20日
发明内容
[发明所要解决的问题]
在现有的非接触通信装置中，不仅需要收发信号，而且需要向IC芯片输送电力，因此无法实施较大的负载调制，其结果不得不缩短通信距离。
由此，本发明的目的在于提供一种非接触通信装置，其直接使用现有的IC芯片，并且不需要向IC芯片输送电力，且也能够使通信距离变长。
[解决问题的技术手段]
根据本发明，所述问题通过以下手段解决。
本发明是一种非接触通信装置，其特征在于：其是能够与IC芯片连接的非接触通信装置，且具备：天线部；第1检波部，从利用所述天线部接收的信号抽取第1检波信号；振幅调制部，使用利用所述第1检波部抽取的第1检波信号对时钟信号进行振幅调制，并将经该振幅调制的信号输入至所述IC芯片；第2检波部，从所述IC芯片的输出信号抽取第2检波信号；负载调制部，使用利用所述第2检波部抽取的第2检波信号对从所述天线部抽取的载波进行负载调制并输入至所述天线部；及电源部。
附图说明
图1是本发明的一实施方式的非接触通信装置的概略逻辑电路图。
图2是本发明的一实施方式的非接触通信装置的概略时序图。
具体实施方式
以下，参照随附图式对本发明的实施方式进行说明。
图1是本发明的一实施方式的非接触通信装置的概略逻辑电路图，图2是本发明的一实施方式的非接触通信装置的概略时序图。
如图1所示，本发明的一实施方式的非接触通信装置1为能够与IC芯片40连接的非接触通信装置，包括天线部10、第1检波部20、振幅调制部30、第2检波部50、负载调制部60、及电源部70。以下依序进行说明。另外，非接触通信装置1在与读取装置(未图示)之间进行半双工通信。
[天线部10]
天线部10在与读取装置(例如：安装在车站的检票机或超市的寄存器等的读取器)之间收发信号。天线部10例如具备天线线圈11及调谐用的电容器12，使用横切天线线圈11的磁场来收发信号。
[第1检波部20]
第1检波部20从利用天线部10接收的信号(图2：A)抽取第1检波信号(图2：B)。第1检波部20具备例如放大器21、检波二极管22、电阻23、电容器24、25、及比较器26，利用天线部10接收的信号以较特定的阈值高或低的形式输出“1”或“0”。该输出信号成为第1检波信号。
第1检波部20通过从电源部70供给的电力而动作。
[振幅调制部30]
振幅调制部30使用利用第1检波部20抽取的第1检波信号(图2：B)对时钟信号(图2：C)进行振幅调制，并将经该振幅调制的信号(图2：D3)输入至IC芯片40。
振幅调制部30构成为差动电路，具有例如：第1电路，具备电流缓冲器31a、AND输入型电流缓冲器32a、及电阻33a、34a；及第2电路，反转电流缓冲器31b、反转AND输入型电流缓冲器32b、及电阻33b、34b。从第1电路输出图2的D1所示的信号，且从第2电路输出图2的D2所示的信号，但由于IC芯片40在内部具有阻抗，因此结果是，整体振幅调制部30的输出信号成为图2的D3所示的信号。另外，差动电路为振幅调制部30的一例。
振幅调制部30通过从电源部70供给的电力而动作。
[IC芯片40]
IC芯片40接收利用振幅调制部30进行了振幅调制的信号(图2：D3)，并输出应答信号(图2：E)。
IC芯片40不具有电力供给端子，使用从振幅调制部30输入的信号来产生自身使用的电力而动作。
[第2检波部50]
第2检波部50从IC芯片40的输出信号(图2：E)抽取第2检波信号(图2：F)。第2检波部50具备例如整流二极管51a、51b、电阻52、电容器53、电容器54、及比较器55，IC芯片40的输出信号以较特定的阈值高或低的形式输出“1”或“0”。该输出信号成为第2检波信号。
第2检波部50通过从电源部70供给的电力而动作。
第2检波部50以有线形式连接于IC芯片40，因此接收从IC芯片40输出的信号的输入特性(例如：SN(Signal to Noise，信噪)比或输入电平)不变动。
[负载调制部60]
负载调制部60使用利用第2检波部50抽取的第2检波信号(图2：F)对利用天线部10接收的载波(图2：G)进行负载调制，并将经该负载调制的信号(图2：H)输入至天线部10。从天线部10发送经该负载调制的信号(图2：H)。负载调制部60具备例如FET(Field EffectTransistor：场效晶体管)61、及电阻62。
在无电阻62的情况下，当FET61导通时，差动放大器81a的2个差动输入端短路，因此无法从时钟抽取部81抽取时钟信号，从而无法对IC芯片40供给电力。由此，在本发明的一实施方式中设置电阻62。然而，为了能够实施较大的负载调制，电阻62为较小的值为宜，在具有FET61所需的导通电阻的情况下也能够省略电阻62。只要能够从时钟抽取部81抽取时钟信号，则能够尽量减小电阻62与FET61的导通电阻来实施较大的负载调制。
在现有的非接触通信装置中，当欲实施较大的负载调制时，利用位于IC芯片40的内部的电力接收电路所获得的电力变小，无法达到IC芯片40的动作所需的电力，从而IC芯片40停止动作。相对于此，在本发明的一实施方式中，即便尽量减小电阻62与FET61的导通电阻，只要能够从时钟抽取部81抽取时钟信号，则IC芯片40也不会停止动作，因此实施较大的负载调制的情况下的限制得以缓和。因此，根据本发明的一实施方式，能够实施较大的负载调制。另外，在本发明的一实施方式中，表示有利用负载调制部60的负载调制的大小Y(图2：H)为利用读取装置(未图示)的负载调制的大小X(图2：A)的9倍左右的形态作为一例，但此为一例。
[电源部70]
电源部70对第1检波部20、振幅调制部30、及第2检波部50供给电力。因此，这些各部通过从电源部70供给的电力而动作。
如以上所述，根据本发明的一实施方式的非接触通信装置1，能够直接使用现有的IC芯片40。此外，由于使用电源部70，因此不需要向IC芯片40输送电力。进而，由于能够实施较大的负载调制，因此通信距离也变长。
以下，更详细地进行说明。
[时钟抽取部81、时钟装置82]
时钟抽取部81从利用天线部10接收的信号抽取时钟信号(图2：C)。时钟抽取部81具备例如差动放大器81a与比较器81b。
时钟装置82是产生时钟信号(图2：C)并输出该时钟信号的装置。时钟装置82能够使用例如晶体振荡器。使用时钟装置82是因为于不是在与读取装置(未图示)之间，而是在与移动电话或智能手机等外部装置(未图示)之间进行通信的情况下，不从时钟抽取部81输出时钟信号。
[第1开关部91、第2开关部92]
第1开关部91为切换时钟抽取部81与时钟装置82的开关。第1开关部91在与读取装置(未图示)之间进行通信的情况下将时钟抽取部81与振幅调制部30连接，且在与移动电话或智能手机等外部装置(未图示)之间进行通信的情况下将时钟装置82与振幅调制部30连接。由此，振幅调制部30在与读取装置(未图示)之间进行通信的情况下，对从时钟抽取部81抽取的时钟信号(图2：C)进行振幅调制，且在与外部装置(未图示)之间进行通信的情况下，对利用时钟装置82产生的时钟信号(图2：C)进行振幅调制。
第2开关部92是切换第1检波部20与移动电话或智能手机等外部装置(未图示)的开关。第2开关部92在与读取装置(未图示)之间进行通信的情况下将第1检波部20与振幅调制部30连接，且在与外部装置(未图示)之间进行通信的情况下将外部装置(未图示)与振幅调制部30连接。由此，振幅调制部30在与读取装置(未图示)之间进行通信的情况下，利用从第1检波部20输出的第1检波信号对时钟信号(图2：C)进行振幅调制，且在与外部装置(未图示)之间进行通信的情况下，利用从外部装置(未图示)输入的信号对时钟信号(图2：C)进行振幅调制。
另外，第1开关部91与第2开关部92也可根据目的而连动。
[其他]
第2检波部50能够与移动电话或智能手机等外部装置(未图示)连接地构成，在与外部装置(未图示)之间进行通信的情况下，从第2检波部50输出的第2检波信号输入至外部装置(未图示)。
在本发明的一实施方式的非接触通信装置中，第1开关部91、第2开关部92、电流缓冲器31a、AND输入型电流缓冲器32a、反转电流缓冲器31b、及反转AND输入型电流缓冲器32b能够由例如FPGA(Field Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)构成。
以上，对本发明的实施方式进行了说明，但这些说明是关于本发明的一例，本发明不受这些说明任何限定。
[符号的说明]
1 非接触通信装置
10 天线部
11 天线线圈
12 电容器
20 第1检波部
21 放大器
22 检波二极管
23 电阻
24 电容器
25 电容器
26 比较器
30 振幅调制部
31a 电流缓冲器
32a AND输入型电流缓冲器
33a 电阻
34a 电阻
31b 反转电流缓冲器
32b 反转AND输入型电流缓冲器
33b 电阻
34b 电阻
40 IC芯片
50 第2检波部
51a 整流二极管
51b 整流二极管
52 电阻
53 电容器
54 电容器
55 比较器
60 负载调制部
61 FET
62 电阻
70 电源部
81 时钟抽出部
81a 差动放大器
81b 比较器
82 时钟装置
91 第1开关部
92 第2开关部

Claims (4)

1.一种非接触通信装置，其特征在于，能够与IC芯片连接，且包括：
天线部；
第1检波部，从利用所述天线部接收的信号抽取第1检波信号；
振幅调制部，使用利用所述第1检波部抽取的第1检波信号对时钟信号进行振幅调制，并将经该振幅调制的信号输入至所述IC芯片；
第2检波部，从所述IC芯片的输出信号抽取第2检波信号；
负载调制部，使用利用所述第2检波部抽取的第2检波信号对从所述天线部抽取的载波进行负载调制并输入至所述天线部；及
电源部，对所述第1检波部、所述振幅调制部、以及所述第2检波部供给电力；
所述电源部是电池；且
所述第1检波部、所述振幅调制部、以及所述第2检波部是利用从所述电源部供给的电力来动作。
2.根据权利要求1所述的非接触通信装置，其特征在于：
所述振幅调制部为差动电路。
3.根据权利要求1所述的非接触通信装置，其特征在于具备：
开关，切换所述第1检波部与外部装置。
4.根据权利要求1所述的非接触通信装置，其特征在于具备：
开关，切换所述第1检波部与外部装置；且
所述振幅调制部为差动电路。
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