CN1119774A - 非接触信息卡 - Google Patents

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Abstract

一种电路结构简单的可防止其中的IC芯片被过压损毁的非接触信息卡。该卡包括用于接收载波信号(例如FSK信号)的谐振电路；用于从载波信号中获得信息的信息处理装置以及用于获得通过对载波信号整流而得的电压的整流装置，其中该信息卡可由整流装置输出端所获的电压所驱动。谐振电路包括变容元件，谐振电路的谐振频率可通过根据整流装置输出端所获电压改变变容元件容值而改变，从而使整流装置输出端所获的电压值基本保持恒定。

Description

非接触信息卡
本发明涉及用作储值票、动物管理卡和滑雪场升降(缆车)票的非接触信息卡，它可通过无线电波从读卡机/写卡机上收发信息。
近来，通过无线电波在其自身与读卡机/写卡机(以下简称卡机)之间发和收诸如身份证号码(ID号)、到期日和次数信息的非接触信息卡已被用于诸如值储值票、动物管理卡和滑雪场升降机(缆车)票中。
现时的非接触信息卡是由电池驱动的，为了减少卡的厚度和便于管理，推出了不是由电池驱动而是由通过对读卡机/写卡机所发信息的载波信号整流所得的电压来驱动的信息卡。
图1示出不是由电池驱动的使用非接触信息卡的信息卡系统实例。下面参照图1对其进行描述。
如图1，基本上讲，信息卡系统包括非接触信息卡1和通过无线电波在其自身与卡1之间发和收信息的读卡机/写卡机2。
如图1所示，读卡机/写卡机2包括含cpu的主控单元21、信号输入端22、信号控制器23、数据缓冲RAM24和高次接口控制器25。主控单元21所发射的信息经过并串/串并(PS/SP)转换器26加到频移键控(FSK)调制器27上，其中转换器26将其上所加的并行信息转换成串行信息。
FSK调制器27在当数字信号处在高的“1”电平时设为f1，即320KHz；在处在低的“0”电平时，设为f2，即280KHz；图1的卡机2还包括基准振荡器28和分频器29，该分频器29将来自振荡器28的基准信号分频，以获得频率为f1和f2的信号。
FSK调制器27的输出信号经低通滤波器(LPF)30和放大器(AMP)31加到形成一个写头的线圈32上。
如图1，卡机2还包括形成读头的线圈33。线圈33上所获的ASK信号经带通滤波器(BPF)34加到ASK解调器35上。解调器35上的解调信号通过ps/sp转换器26转换成串一并数据的形式，随后加到主控单元21上。
此外，来自商用电源的电压加到交流输入端子36上。该电压随之被加到电源单元37上。电源单元37将用作驱动电压的整流后的直流电压加到读卡机/写卡机2中。
信息卡1包括具有300KHz谐振频率f。的谐振电路3，用于从构成写头的线圈32上读出其上所加的FSK信号。来自谐振电路3的FSK信号经BPF4加到FSK解调器5上。在FSK解调器5的输出端所获的以数字信号形式提供的信息经PS/SP转换器6(该转换器将信息转换成串一并数据形式)加到由CPU组成的主控单元7上。
主控单元7将诸如读命令信号和存贮信息信号加到存贮器8上。随后，在主控单元7的控制下将数据写入数据存贮器8或从中读出。
作为从数据存贮器8读出的信息信号的数字信号加到主控单元7上。在主控单元7的控制下读出的该信号通过PS/SP转换器6转换成并一串数据的形式，随后被加到ASK调制器9上。信息卡1还包括振荡器10，它将30KHz的频率为f3的载波信号加到ASK调制器9上。
于信息信号从数据存贮器8中读出之后，在ASK调制器9的输出端所获的信息信号的ASK信号经AMP11加到线圈12上，该线圈12以电磁耦合方式将SAK信号加到构成卡机2读头的线圈33上。
在图1的示例中，谐振电路3所接收的FSK信号被加到整流器13上，且整流器13输出端上所获直流电压被用作工作电压，来驱动卡1。
根据卡1，由于该卡无电池，因而可减少厚度且便于管理。
用于驱动卡1的电能是以电磁波的形式从读卡机/写卡机2上发射出来的。如果谐振电路3与构成卡机2的写头的线圈32之间的位置关系总是恒定，则在谐振电路3中感生的电压总为恒定。
但是，在实际应用中，当用卡时，卡1可在用作工作区的预定区域内移动，在此区域内卡1可靠近或远离线圈32。卡1可处于该工作区内的任意位置上。因此，当卡1最靠近线圈32时，在卡1的谐振电路3中感生过高电压，这样，整流器13输出过高电压。因此，在最坏的情况下，存在有卡1中的IC芯片被过高电压毁坏的危险。
为了防止IC芯片等被过压损毁，需要采用有与整流器13相联的串行控制型恒压控制器的卡1，以在整流器13的输出电压增加而超过预定值时以发热形式耗掉过压。
但是，在此情况下，将过压转成热量的恒压控制器在电路装置中相当复杂，且在卡1的IC芯片中占较大面积。结果，该卡变得较昂贵。
在考虑前述方面后，本发明的目的在于提供一种电路较简单的非接触信息卡，其中的IC芯片可免受过压损毁。
本发明的再一目的是提供一种可以以低成本制造的非接触信息卡。
根据本发明的一个方面，提供一种非接触信息卡，它包括一个谐振电路，用于接收以读卡机/写卡机上所加信息为基础而调制的载波信号；信息处理装置，用于从载波信号中获得信息；以及，整流装置，用于对载波信号整流以提供一个电压；该非接触信息卡由整流装置输出端所获的电压所驱动。该非接触信息卡可包括在谐振电路中的变容元件，其中谐振电路的谐振频率可通过根据整流装置输出端的电压值改变变容元件的容值而改变，从而使整流装置的输出端的电压值基本恒定。
根据本发明的另一方面，在非接触信息卡中，变容元件由变容二极管构成，且变容二极管由整流装置输出端上所获的电压所反偏置。
根据本发明，当整流装置输出端所获的电源电压增加时，在谐振电路中由电磁耦合所获的电压也增加，这样，变容元件的容值改变，例如减少，且谐振电路的谐振频率改变，例如增加。这样，在谐振电路中由电磁耦合所获的电压减少，使在整流装置的输出端所获的电源电压能基本恒定成为可能。
图1为示意方框图，示出使用非接触信息卡的信息卡系统；
图2为示意方框图，示出根据本发明一个实施例的非接触信息卡，和
图3为幅频响应曲线图，借助该图，来解释图2所示非接触信息卡的工作。
参照图2和图3描述根据本发明一个实施例的非接触信息卡。在图2中，与图1相对应或相似的零件标以相同的标号且不再详述。
如图2所示，谐振电路3以电磁耦合方式从构成图1所示卡机2的写头的线圈32中接收FSK信号。
如图2所示，谐振电路3包括线圈3a、与线圈3a并联的电容3b和与线圈3a相并联、由电容3c和构成变容元件的变容二极管3d组成的串联电路构成。
在此情况下，变容二极管3d的阴极连到电容3c上，随后将予描述的与电源电压成正比的电压加到变容二极管3d的阴极作为反偏电压。
当电源电压保持在预定值时，谐振电路3的谐振频率f。被选为例如300KHz，此情况为卡机2的线圈32的FSK信号为最大限度利用电磁耦合的状态。
在此实施例中，谐振电路3中所获的FSK信号经带通滤波器4加到FSK解调器5上。在FSK解调器5的输出端上所获的基于数字信号基础的信息信号经PS/SP转换器6转换成串一并形式的数据，随后加到由CPU形成的主控单元7上。
主控单元7将诸如存贮信息信号和读命令信号的信号加到数据存储器8上。从而可在主控单元7的控制下向数据存贮器8写入数据或从中读出数据。
作为从数据存贮器8中读出的信息信号的数字信号被加到主控单元7上。在主控单元7控制下读出的该数字信号由PS/SP转换器6转换成并-串数据形式，且随后馈到ASK调制器9上。ASK调制器9上加有来自振荡器10的诸如300KHz频率f。的载波信号。
在从数据存贮器8上读出信息信号之后在ASK调制器9输出端所获的ASK信号经放大器11加到线圈12上，该线圈12将ASK信号以电磁耦合方式发到图1所示卡机2的读头线圈33上。
根据该实施例，谐振电路3中所获的FSK信号被加到由整流二极管13a和电容器13b所构成的整流器13上。随后，整流器13在其输出端产生直流电压作为电源电压，该直流电压用作驱动非接触信息卡的工作电压。
根据该实施例，电阻14a和14b的串联电路联在整流器13的输出端的两端上。电阻14a和14b间的节点40经隔高频线圈15联到构成谐振电路3的电容3c和变容二极管3d间的节点50上。
此外，根据该实施例，非接触信息卡以电磁耦合方式在其自身与类似于图1的读卡机/写卡机2的卡机之间发和收信息。
由于根据该实施例的非接触信息卡如上安置，当卡1位于卡机2的工作区中预定位置时，整流器13在其输出端产生预定的电压。另外，谐振电路3的谐振频率被选为f。该频率f。是根据变容二极管3d的初始容值而决定的。这样，电能可以以谐振频率f。在卡1与卡机2之间发和收。
如果卡1的位置过于靠近卡机2的线圈32，则整流器13输出端所获的电压升高，但是，变容二极管3d被与增加的电压对应的电压反偏，这样，变容二极管3d的容值相应而降低。结果，谐振电路3的谐振频率按从图3所示的实线特性(谐振频率f。)到虚划线特性(谐振频率f。+Δf)的谐振特性移动方向而增加。因而，谐振电路3的电磁耦合特性变得不能令人满意，且电路3的输出电压较低。结果，在整流器13的输出端所获的直流电压基本恒定，而不受卡机2的线圈32与卡1间位置关系的影响。
这样，根据本实施例，可防止非接触信息卡中IC芯片等被过压毁坏。
尽管信息信号在卡机2与卡1内是以传统方式发和收的，根据该实施例，电路3的输出信号基本保持在恒定电平上。因此，根据该非接触信息卡，可令人满意地接收信息信号，且可令人满意地进行信号处理。
根据本发明，可以获得电路结构较简单的非接触信息卡，其中的谐振电路3包括变容元件，这种卡中的IC芯片等可免被过压损毁。
另外，根据本发明，由于非接触信息卡在电路结构上较简单，且不需较大的保护元件，这样，本发明的卡可较廉价。

Claims (2)

1.一种非接触信息卡，其中包括：
谐振电路，用于接收以从读卡机/写卡机上所加的信息为基础而调制的载波信号；
信息处理装置，用于从所述载波信号中获得信息；以及
整流装置，用于对所述载波信号整流以提供一个电压；
所述非接触信息卡由在所述整流装置的输出端所获得的所述电压来驱动，其特征在于所述信息卡还包括：
在所述谐振电路中的变容元件，其中所述谐振电路的谐振频率是通过根据所述整流装置的输出端的电压值改变所述变容元件的容值来改变的，从而使所述整流装置的输出端的电压值基本恒定。
2.如权利要求1的非接触信息卡，其特征在于变容元件是由变容二极管构成的，且所述变容二极管是由所述整流装置输出端上所获的电压反向偏置的。
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