CN1214136A - 终端与远距供电便携式物件之间非接触通信数据交换系统 - Google Patents

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Abstract

终端(100)包括与数据发送/接收装置(108－118)合作的线圈(102)。便携式物件(200)包括远距离赋能的电路,它包括:线圈(202),用以拾取终端所产生的调制磁场,或者在该磁场中响应地产生调制的拾取;变换装置,它包括整流级(210)和滤波级(212),变换由线圈所拾取的磁场以及直流电压源(d);以及数据发送/接收装置,该接收装置包括解调线圈所拾取信号之振幅的装置(218),该振幅解调装置根据整流和滤波级输出产生的信号(b)而工作。线圈(102,202)的每一个形成调谐谐振电路(106,208)部分在自由空间辐射磁场。调幅为一种低深度调制,其调制率一般不大于50%。

Description

终端与远距供电便携式物件之间 非接触通信数据交换系统
本发明涉及用于一便携式物件和一终端机之间的非接触式通信技术。
非接触式数据交换已众所周知；此技术之应用包括，在无限制方式中，控制存取，电子支付(“电子钱袋”型用途)，以及远距离支付，例如，用于公共运输费征收及付帐。
在后一范例中，各使用者配备了“非接触式卡”或“非接触式标记”型的便携式物件，该物件适用于将标记靠近终端机而与一固定(或可能移动)终端机交换信息，以使非金属性相互结合产生于两者之间(此终端机一词用于本说明书中以表示数据发射机/接收机装置适合与此便携式物件合作)。
更明确言，此结合是通过变更由一感应线圈所产生之磁场来实施(此技术称之为“感应方法”)。为此，此终端机包括一感应电路由一交流信号来激发，此信号在周围空间内产生一交流磁场，当在该空间中时，此便携式物体检测此磁场，并通过调制由便携式物件结合至终端机所构成之负载而响应；此一变化由终端机检测，由此而建立所寻求之双向通信。
本发明涉及便携式物件之特殊情况，它向便携式物件远距离赋能，亦即，它从终端机所放射的磁能量获取其电力，更明确言，本发明涉及此一情况，其中此远距离电力由便携式物件使用与用作通信功能相同的线圈来拾取。
本发明亦涉及此情况，其中信息通过调幅而自终端机传输至便携式物件；在该情况中此便携式物件包括用以解调由线圈所拾取之信号振幅的装置。
美国专利4650981号说明一种此类型的非接触式通信系统，其中便携式物件被放置于终端机的磁路空隙中，当使用者插入此便携式物件于终端机之读取槽缝中时即实现联接。此便携式物件的线圈因此放置于终端机之磁路内，由此保证所寻求之耦合，信息在终端机与便携式物件之间双向传输，便携式物件从终端机所产生的磁能量远距离地被赋能。为此，此便携式物件包括一单一线圈，它拾取来自终端机的磁场，而它与转换器装置(用以整流和滤波)相关联以使一直流电源电压予以产生，亦具有振幅解调装置工作于转换器装置之下游，以便从终端机所辐射的信号提取信息内容。
本发明目的之一在于提供上述类型的数据交换技术，但它可使用的被辐射到自由空间内的磁场，亦即，当此便携式物件只是以一任意定向以及距此线圈的可变距离出现于围绕终端机之线圈的一预定容积内时，此目的是要与“不用手”之类终端机建立非接触式通信(例如，当传送通过一检查门时)，或者以终端机其中仅要求使用者将标记带入小尺寸之读取区，或者抵靠此一区域来放置此标记，但以任何定向以及以终端机和便携式物件之间一定量的几何学纬度。
在此情况下，远距离赋能承受了依靠周围磁场的缺点，而它可随便携式物件对终端机之紧密或远距离之接近而给予非常大之变化。此在磁场上之非常大变化，一旦整流及滤波，即在用于便携式物件之电源电压上形成非常大变化，该变化必须通过一适当之稳定器级予以消除。
远距离赋能的另一缺点在于当该调制为调幅时电源电压变化(由于物件和终端机之间距离的作用磁场平均电位变化，或者由于所消耗电流量的不规律之变化)和磁场调制之间可能存在干扰；干扰或少量变化可因此而错误地被视为信号调制，故具有引进传输差误之影响。
相反，当此物件正在传输信号至终端机时，通过改变调谐电路之负载的调制意味着由便携式物件所消耗之电流量的强制变化，它对于加至物件之电路的一般电源有影响，在调制之一定级中具有未充分赋能之危险。
如上所示，以磁场远距离地赋能一便携式物件不会没有缺点(这些观念将在详细说明中作解释)，直到现在无论其优点如何已限制此一技术的使用，或者已约束其使用于高度特定应用，例如，当终端机和物件间之距离小且恒定不变时，如上文提及美国专利4650981中，它大致上并非远距离支付用途之情况。
本发明之目的在于建议一种终端机和一远距离赋能便携式物件之间之非接触式通信系统以补救各种缺陷，能使待赋能之物件的电子电路置于完全安全中而没有任何被干扰之风险，而对从终端机收到的和通过便携式物件拾取的电力进行较佳管理。
本发明另一目的在于能够容许同步类型的通信实现于终端机和便携式物件之间，亦即，在此通信中，卡的操作是由终端机所定义的时钟信号锁定的。此技术通用于有触点的卡(ISO标准第7816-3号指定提供一连串触点用以在同步通信中发送此时钟信号)，不过，姑勿论其明显之优点，此技术因为牵涉自终端机至便携式物件发送时钟信息上之困难，故很少使用于非接触式系统中。
本发明之系统属上文提及的美国专利4650981号所教导之一般型，亦即，它为一种系统，其中此终端机包括：一线圈可适合用以放射一磁场；数据传输装置与线圈合作并包含交流信号发生器装置和调幅装置；以及数据接收装置与线圈合作。此便携式物件包括一电路，它由终端机远距离地赋能，并包含：一线圈用以拾取来自终端机的调制磁场，或者通过磁场之调制干扰用以产生一回应；转换器装置与便携式物件之线圈合作将拾取之磁场变换为用以赋能此物件电路的直流电压，该装置包括一整流器级和滤波器级；以及数据传输装置和数据接收装置亦与便携式物件之线圈合作，此数据接收装置包括用以解调由线圈所拾取之信号的振幅的装置，该振幅解调装置工作在自整流器和滤波器级输出处所传送的信号上。
此系统的特点在于，其中每一该线圈形成辐射此磁场于腾空空间内之调谐共振电路之一部分；以及由终端机放射之磁场的调幅以低深度调制，调制率典型地小于或等于50％。
本发明亦涉及上文特定系统的便携式物件以及终端机，被视为独立特征存在。
依照本发明之各种有利之辅助特征：
·调制比率小于20％；
·此调幅装置为可变阈值装置，它将加到其输入的信号瞬间值与具有相同信号的平均值比较；
·此振幅解调装置是对所加信号瞬间值增加速度极敏感的装置；
·此变换器装置另包含，自整流器和滤波器级之下游的稳定器级，它包括一分路调节器元件，与待赋能之电路并联地安装于其电源接头之间，并与电路电源线中呈串联地相连接的电阻组件相关联，此分路调节器元件取走用于此电路之电源电流的可变分量，使电阻元件和此分路调节器元件以此一方法消散任何不为电路之操作所需要之过剩电力，即相应地，在电路之接头处的电源电压被稳定，上游调谐元件之接头处电压飘移被限制，以及防止电流消耗之变化在上游对待解调信号的振幅产生影响；
·此便携式物件包含用以选择性地和暂时性地禁止分路调节器之操作的装置；在此一状况下，装置较佳地检测通信类型，是非接触式还是接触式，当测得是经由接触而实施通信的类型时实现选择性暂时性地禁止分路调节器的操作。
·此整个电子电路，除了调谐元件之线圈外，均可用集成单片技术实施；以及
·此数据发送装置是距调谐电路之下游以调制电流消耗而操作的装置，此电路能工作于两种电力消耗模式中，以标称电力消耗及以低电力消耗，该装置用以在数据传送装置开始实施调制之前将此电路置于低电力消耗模式中。
以下将以参考附图方式给予本发明之实施例以详细说明，附图中相同参照号表示完全相同或功能类似之元件。
图1是本发明系统以其最普通方式的方块图，它包含一终端机和在终端机之磁场中的便携式物件。
图2显示图1之便携式物件的一个特定实施例。
图3显示图2之调节器电路之细节。
图4和图5详细地显示图2之解调器电路的两种可能变化。
图6是图5解调器电路的详细线路图。
图7详细显示图2之时钟提取电路。
图8为一组波形图，显示便携式物件如何被遥控赋能以及此时钟信号如何被提取。
图9为一组波形图，解释信息如何自终端机传送至物件。
图10为一系列波形图，解释信息如何自物件传送至终端机。
图11显示经由接触和非接触，各种转换操作实施于其两种操作模式之间的双模式卡内。
本发明系统的一个实施例以参考图1之方块图来作说明，在此图中，标号100指示一终端机，它可以联结至放置在其附近的便携式物件200。
此终端机包括一发射器线圈102，它与诸如104的电容器相关联，形成一调谐电路106，经设计以产生一调制之磁感应磁场。电路106要调谐的频率可以是13.56MHz，例如，自然地不受限制的那一数值，此一特殊选择只因这样的事实而形成，即它符合由用于通信功能以及用于遥控赋能功能之欧洲标准所认可的数值。此外，此一相当高之值使其能设计电路具有拥有少许匝数的线圈，因此它很容易而且很便宜地得到实施。
此调谐电路106由持续波高频振荡器108赋能，它由待发送之来自数字电路112的信号TXD所驱动的混合器级来调制。电路112之操作，以及特别是信号TXD的排序由一产生时钟信号CLK的电路114来计时。
接收器级，包含一高频解调器电路116，连同副载波解调器电路118，以下文所说明之方法，当它业已决定在便携式物件至终端机之方向中使用副载波调制时，自横越线圈102之接头所拾取之信号提取接收的数据RXD，(此一技术自然地未局限于任何方法，调制同样地可以是在基带中实施)。
便携式物件200包括一线圈202与电子电路204合作，有利的是在完全集成化的单片技术中实现，以便能使物体成为小尺寸，典型地有一“信用卡”之格式。通过举例方式，此线圈202为印刷线圈，以及此组电路204按“专用集成电路”形式实施。
线圈202与一电容器206合作以形成一谐振电路208调谐至一指定频率(例如，13.56MHz)能双向地与终端机以所谓“感应”技术交换数据，并亦能使物件由线圈202所拾取之磁场，亦即，由用作互换信息之线圈的相同线圈予以遥控地赋能。
跨越调谐电路208接头拾取的交流电压a加到一半波或全波整流器级210，紧接以一滤波器级212以传送一滤波之整流电压b。
此便携式物件亦包括一数字处理级214，典型地以微处理器、随机存取存储器，只读存储器以及电可擦可编程只读存储器以及接口电路为基础而实现。
自整流器和滤波器级210和212之下游，呈并联地连接各级专用电路，包含：
一电压稳定调节器级216，在其输出处传送一直流电压d，此电压业经整流，滤波及稳定化，同时它特别适用于数字电路214之正极电源接头VCC，其另一电源接头为接地线GND。此一稳定化级216可以是一传统类型的电压稳定器，或者，在一无限制变换中，如以下参照图2和图3说明的指定电路。
一解调器级218，接收此信号b作为其输入，并在其输出处产生一解调信号e，此信号加到数字电路214的数据输入RXD。特别是，此解调器可以是一解调器检测振幅变化和/或具有一可变阈值，如以下参照图4、5和6详细说明。
一时钟提取器级，其输入接收自调谐电路208之接头提取的信号a，其输出产生一信号c加到数字电路的时钟输入。
此时钟提取器级220可以放置在或者自整流器和滤波器级210和212之上游如图所示，或者自该级之下游，亦即，它可操作在信号b上取代信号a；虽然如此，但当时钟提取器随后需要有较大灵敏度以便能补偿由滤波器级所进行的对信号的平滑时，利用信号b极少有利。
一调制器级222，它通过“负载调制”以传统方法来操作，此负载调制为一种技术，它促使电流由调谐电路208抽取，此电路位于由终端机所产生之周围磁场中以受控方式变化。
此调制器级222包括一电阻元件224(一分立电阻器元件，或者采用单片技术，没有栅极的MOS型组件，并用作一电阻)与转换元件(一MOS晶体管)226呈串联连接，后者由呈现在数字电路214输出TXD上的调制信号f所控制。在一变换中，取代被放置在自整流器和滤波器电路210和212之下游的，可将调制器级222同等好地放置在自该电路之上游，如图1内222′调制器所示，即，它可以是直接地连接至共振电路208的接头。
此一方式中建议的一般性结构以及其中此解调器级位于自整流器和滤波器级210和212之下游，具有对信号中之瞬间变化减小灵敏度之优点。
对遥控赋能的便携式物件，在一已整流及已滤波之信号上实施解调，使其可能以在一振荡循环中减少电源中瞬间变化之影响。
此观点将可自下列参照图8之波形图对解调器操作的详细说明中有较佳之了解。
图1所示结构之一特殊实施例可参照图2说明如下，该实施例的特征为给予此调节器级216的特殊结构，详细说明如下的是一“分路调节器”级，此分路调节器有一分路组件228用以按受控方法自数字电路214分流电源电流。此分路组件与电路214呈并联地连接于电源和接地接头VCC和GND之内，并与放置在自调节器组件228之上游电源线VCC内之一串联电阻元件230相关联。
此分路228可以有利地为一齐纳二极管，或者与齐纳二极管等同功能的分立或集成组件，例如自National Semi-Conductor Corporation的LM185/LM285/LM385系列中的组件，该组件组成一基准电压(一电压为固定或可调整，视组件而定)，同时吸取仅20μA之一偏压电流，有非常低的动态阻抗和20μA至20mA之操作电流范围。此组件228也可以按ASIC(专用集成电路)集成为电压基准组件的单片等效电路。
图3显示使用上述一类组件的此电路216的特殊实施例，其电压基准输入234通过连接于VCC和接地线之间的分压器电桥236,238偏压至一预定值。
电阻元件230可以是一分立电阻器，或者有利地是一集成单片组件，例如，一MOS元件作用如一电阻象组件214一样。
有利地是一转换组件诸如一MOS晶体管240也经提供，并通过施加于其栅极之信号INH保持在正常操作中的导电状态，此一晶体管可以通过施加简单控制信号INH(特别是在计算电路214的软件控制下)具有禁止分路调节器操作的效力而转换至非导电状态，这样此电路就如调节器业经省略的状态。
特别是当人们希望用高压向微处理器供电，同时避免冒破坏此调节器级之危险时可以使用禁止分路调节器之能力。
此一情况特别是在为测试目的时发生，或者当便携式物件为一双模式物件能在非接触模式(调节器在使用中)或接触模式(调节器被禁止)中作选择性使用时，此调整电源电压随后被直接地施加于便携式物体触点之一而匆须有任何实施特定调整之需要，如以遥控赋能一样。
以下参照图4至6详细说明振幅解调器级218。
此振幅解调器为适用于处理调制信号的电路，其中调制深度较低。“调制之低深度”或“低调制”一词意指以一比率调制，典型地小于或等于50％，较佳地小于20％，此比率限定为考虑之信号的最大和最小振幅Amax和Amin的(Amax-Amin)/(Amax+Amin)。
一遥控赋能便携式物件的特殊上下文中，有利者为对电源进行限制，以使用一低调制比率以便能确保当调制处于低状态中时有充分的电力于此时期中可用，因为振幅调制的效果促使传送至便携式物件之瞬间电力直接地随调制电位而变化。
图4显示第一种可能的变化，其中此解调器为一自适应解调器具有可变阈值。
一选择性低通滤波器级242之后，此电路包含一比较器244，适当地有磁滞现象，以其正输入接收待解调信号b予以解调(此处由级242适当地滤波)，并以其负输入接收相同信号b，但在它已传送通过一阻容级246、248之后作用如积分器。比较因此实施于信号之瞬间值和信号之平均值之间，它构成此可变比较阈值。
图5显示解调器218的第二种可能变化，在此情况中它是对振幅之变化灵敏的解调器。
在一选择性低通滤波器级242之后，此信号b施加于阻容级250、252作用如一微分器。此信号输出由此施加于比较器244的正极接头(此情况中同样适当地有磁滞现象)，其负极输入连接至一固定电位，例如接地。在此情况中，此解调器可响应振幅上变化(因为此微分器级)，而与信号的平均值无关；此比较器仅检测平均值上之变化。
图6显示用以检测振幅上变化之此类解调器电路的一更详细实施例。除了由电阻器252和电容器254所构成之低通滤波器242以外，有一串联之电容器250作用如一微分器与电阻器256至264相组合。以此方式微分的信号加至两个对称的比较器244和266，其输出作用在两个交叉耦联的双稳定器268和270经组织以产生两个适当构形的对称信号RXD和RXD。
图7显示时钟检测器和提取器电路220之一实施例。
在其输入上，此一电路接收取自谐振电路208之接头的信号，同时它施加于具有磁带现象的比较器272的微分输入，它产生时钟信号(CLK)。此时钟信号也施加于“异一或”门274的两个输入，直接地加至输入之一以及经由阻容电路276,278而加至另一输入上。此阻容电路施加一延递至信号于其拾取时，该延递经选择以有一1/4fclk之顺序之时间常数(此处fclk为由终端机100之电路114所产生之时钟的频率)。自门274之输出信号随后由一阻容电路280、282平均，此电路有一时间常数较1/2fclk为大(适当地大约1/fclk)，并随后施加于比较器284之输入之一，用以与一固定之阈值S作比较。
此时钟信号CLK用以对数字处理机电路214施加适当的时钟脉冲，同时自比较器280的输出给予一信号PRSCLK指示时钟信号是否出现。
对适用以同样地操作良好的“非接触”模式和“接触”模式的一双模式卡，此信号PRSCLK指示时钟信号是否出现或未出现，有利地用以通知数字电路该便携式物件是在“非接触”型环境中，并决定相应之动作，诸如选择一适当之通信规程，以及启动分路调节器，PRSCLK信号用以产生INH(参考上面如图3说明)等。
图11详细地显示各种不同的转换器，它们自动地以此一方式操作于“非接触”模式和“接触”模式之间。触点286如下：时钟(CLK)，接地线(GND)，数据(I/O)，电源(VCC)，复位至零RST，符合国际标准化组织(ISO)之标准，进一步之细节可参考此标准。此各种转换器288至296均显示在接触位置中(以“O”指示)，此为缺省位置，同时它们在信号PRSCLK之控制下改变至“非接触”位置(“1”指示)，此信号由电路220产生，并指示该时钟信号来自整流器和滤波器装置。
当希望实施未在基带中的调制，而是副载波调制时，时钟信号之提取亦特别地有利，因为此副载波容易通过对时钟频率的分频而产生。此数字电路214随后将以此方式产生的副载波施加到供发送的数据，以便能产生信号TXD，此信号施加于负载调制器电路222。
作为变换，可以检测接触区CLK上而不是来自线圈(时钟提取器)之信号中时钟信号的出现。这就要求转换双稳态288至296的操作并增加时钟出现检测器，将接触区CLK用作其输入并产生信号PRSCLK作为提取器220的替换。
然而，这种变换存在各种缺陷。因此，如果按照ISO标准7816用接触模式进行通信，时钟信号仅仅当电压已经出现在其它接触区之后才出现，而且可以要求合适的测量以避免分路调节器(来自线圈的远距离赋能)在开始接触通信时超载Vcc。
便携式装置的操作参照图8至10的波形图。说明如下。
说明以参照图8起始，解释此物件如何被赋能，以及它如何发现此时钟信号。
调谐电路208拾取一部分由终端机所产生的磁能量。此磁能量相当于示于图8内的交流信号a，它由方块210整流并由电容器212滤波如图8所示提供经整流和滤波的电压b。对一有一峰值电压10伏特的交流信号a言，获得一整流及滤波电压有大约8.5V的峰值电压。自然地，此电压a之振幅，以及由此产生之电压b，大部分取决于物件和终端机之间的距离，当物件对终端机愈接近振幅即增加。此调节器级216用以为此变化作补偿，通过传送一稳定电压至数字电路214，典型地为3V范围的电压(图8内波形d)。
因此，当可远离终端机时，特别是在其范围之边缘时，此电压b将相当地接近于3V之要求值，以及b和d之间电压降将极小，传送通过此分路228之电流亦非常小，以及大体上所有由电源电路输送之电流将用作赋能此数字电路214。可见，在此情况下流过此分路228的电流可以低到仅少许微安培(最小偏置电流)。
相反地，当此物件非常接近于终端机时，此电压b将为高，以及b和d之间的电位差将亦甚大(若干伏特)，因此流过此分路228的电流将很高，电阻元件230和分路228随后耗散此过量电力。
除了其稳定至数字电路214的电源的纯电功能外，此分路调节器级亦对上述电路之情况提供若干有利点。
首先，当此物件接近此终端机时，因为低负载呈现于自调谐电路208之下游，它将使其能限制b处并因此而在a处电压的漂移，因为大电流流过此分路，所拾取但并非要求向数字电路214供的电力完全呈热的形式发散。
当调谐电路208的电容器206是以集成单片技术所实施之元件时，那将是特别地有利，因为此将避免由于过量电压使电容器毁坏之危险。由于对集成电路的几何形状的约束，不可能使电容器具有高击穿电压。不幸的是，由于此数字电路214是围绕微处理器构成，它需要一较大电力供应，并因此要有高电位磁场，该磁场因此在调谐电路中产生过剩电压，除非所提及之防范措施已经执行。
第二，更详细解释，此分路调节器具有对流向数字电路的电源电流的瞬间变化进行平滑的效果(此电路的功耗不恒定)，并具有避免它们对用于自物件至终端机或自终端机至物件之任一通信之电路的其他构件之操作有反应之效果。电流上或电压上不理想之变化可引发调制或解调中的错误。
最后，当物件位于自终端机之终极范围处时，并因此仅自终端机接收刚好够用之信号用以赋能此数字电路时，电路之此设计用以避免耗费任何电力，由于流过此分路220之电流实际上为零。因此，所有由调谐电路所拾取之电力适用于赋能此数字电路。
此时钟提取器电路220用以变换横越调谐电路208所拾取之交流电流a成为一串取之适当构件的时钟脉冲c。
信息自终端机传送至物件之方式以参照图9之波形图而说明如下。
要传送信息至物件，此终端机调制它产生的磁场之振幅。由于此信息呈二进制形态传送，该调制量将信号振幅减少一个预定量，例如至10％。此一减小，例如，相当于发送一逻辑“0”，其振幅仍保留于其为一逻辑“1”之最大处。这可以在图9内如由调谐电路208所拾取之信号的波形图a上见到。
当整流和滤波之后，在b处引起整流及滤波之信号的振幅下降。此振幅下降由振幅解调器218所控制，它输出此逻辑信号e，此信号施加于数字电路。
显然，因对终端机发送的信号进行调制而产生的振幅下降，对时钟提取器上(信号c)，或对传送至数字电路(信号d)的电源电压，没有影响。
如果不同于调幅之技术使用于终端机至物件方向时，例如相位调制如在若干早期文件中所教导时，那么此类调制没有直接影响到本发明之调节器电路的操作；虽然如此，但当振幅调制使用时，如所解释，由于完全地具有抗拒各种与选择振幅调制技术相关联之缺点之能力者，故此一电路为特别地有利。
以下参照图10之波形图说明信息自物件回送至终端机的方式。
如上所述，在所示之实施例中，传输是通过负载变化而实施，亦即，通过由调谐电路208所吸收之电流的受控变化。最终，此电阻元件224通过此组件226而选择性地转换入电路中；例如，当逻辑“0”要发送时置于电路中，为逻辑“1”时则在电路外。
当此电阻器在电路中时，亦即，为一逻辑“0”时，此电压a因为额外之负载而下降。此电阻器之电阻自然地被选择，使此一电压降无论如何能使适当电力供应至数字电路予以保存。
虽然如此，当在距终端机之极端范围时仍可能有困难。在此环境下，需要通过此电阻元件224予以分流以产生此调制的电流可能太高而不能容许此数字电路继续适当地操作。
在此一情况下，以及在此物件开始发送信息至终端机之前，最好为数字电路置于一“低功耗”模式形成一准备，以便能在电阻元件224内消耗更多电流而不会连累对数字电路之电力供应。
例如，此将可以通过数字电路中微处理器的程序来实现，在开始发送数据至终端机之前，将传输例行程序置于随机存取存储器中(在存取上它消耗极少电力)，并中断电可擦可编程只读存储器(它在存取上消耗可观之更多电力)。换言之，此数字电路置于“低功耗”模式中以便使大量电流可用，此电流随后在调制电阻器中消耗用以发送信息至终端机。
同时，如果更多调制电流可以传送通过此电阻元件224(给予它以低电阻)，那么此调制将由终端机更好地感知，因此使其可能在终端机处以检测装置来执行任务，因此使其可能不复杂和/或提供一较佳信/噪比。
仍然在物件至终端方向中，可以使用其他类型之调制，或使用各种变换，例如，如上所述，一副载波之调制，它控制负载变化以取代直接由待传输之信号调制负载。

Claims (12)

1．一种用以交换数据的系统，此系统至少包含一终端机以及多个便携式物件适合于以非接触通信与此终端机合作，其中：
此终端机(100)包含；
一线圈(102)适用以发射一磁场；
数据传输装置与线圈合作，并包含交流信号发生器装置(108)和调幅装置(110)；以及
数据接收装置(118,116)与线圈合作；
此便携式物件(200)包含一电路，它由终端机远距离地赋能，并包含：
一线圈(202)，用于拾取来自此终端机之调制磁场，或通过此磁场之调制干扰用以产生一响应；
一转换器装置与便携式物件之线圈合作，将所拾取之磁场变换为一直流电压(d)用以赋能物件之电路，该装置包含一整流器级(210)和一滤波器级(212)；以及
数据传输装置和数据接收装置亦与便携式物件之线圈合作，此数据接收装置包括用以解调由此线圈所拾取之信号的振幅的装置(218)，该振幅解调装置(218)根据自整流器和滤波器级(210,212)之输出处所传送之信号(b)操作；
所述系统的特征在于：
每一该线圈(102,202)形成一调谐共振电路(106,208)之一部分放射磁场于腾空空间；以及
由终端机放射之磁场的调幅为低深度调制，调制率典型地小于或等于50％。
2．如权利要求1所述的系统，其特征在于此调制率小于20％。
3．一种便携式物件(200)，用于与一终端机进行非接触通信，该便携式物件包括一电路由终端机远距离地赋能，该电路包含：
一线圈(202)，用于拾取来自此终端机之调制磁场，或通过此磁场的调制干扰用以产生一响应；
一转换器装置与线圈合作将所拾取之磁场变换为一直流电流(d)，用以赋能物件的电路，该装置包含一整流器级(210)和一滤波器级(210)，以及
数据传输装置和数据接收装置亦与此线圈合作，此数据接收装置包括用以解调由此线圈所拾取之信号的振幅的装置(218)，该振幅解调装置(218)操作在自整流器和滤波器级(210,212)之输出处所传送之信号(b)上；
此便携式物件的特征在于，此线圈(202)为辐射此磁场于腾空空间中的设计共振电路(208)的一部分。
4．如权利要求3所述的便携式物件，其特征在于此调幅装置为可变阈值装置(244,246,248)，它将加到其输入之信号的瞬间值与同一信号之平均值比较。
5．如权利要求3或4所述的便携式物件，其特征在于此振幅解调装置为对施加信号之瞬间值增大速度敏感的装置(244,250,252,250～268)。
6．如权利要求3、4或5的便携式物件，其特征在于此转换器装置另包含，自整流器和滤波器级(210,212)之下游的稳定器级(216)，它包括一主调节器元件(228)，与待赋能的电路呈并联地安装于其电源接头(VCC,GND)之间，并与电路之电源线内呈串联连接的电阻组件(230)相关联；
此分路调节器元件，取出用于此电路之电源电流的可变分量，使此电阻元件和此分路调节器元件消散不为电路操作所需要的任何过剩电力；
以此方法，相应地，在电路接头处的电源电压(d)得到稳定，在上游调谐元件接头处的电压飘移(a)被限制，以及防止电流消耗变化在上游对待解调信号的振幅产生影响。
7．如权利要求3至6任一项所述的便携式物件，其特征在于包含用以选择性地及暂时性地禁止分路调节器操作的装置(240)。
8．如权利要求7所述的便携式物件，其特征在于所述装置提供用以检测通信的类型是非接触式或经由接触，并根据测得的经由接触而传送的通信类型实施。对此分路调节器之操作选择性和暂时性的禁止。
9．如权利要求3至8任一项所述的便携式物件，其特征在于除了调谐元件之线圈(202)之外，此整个电子电路(202)、(204)均由集成单片技术实施。
10．如权利要求3至9任一项所述的便携式物件，其特征在于此数据发送装置为装置(222)，它通过调制自调谐电路下游的电流消耗而操作，此电路能以两种电力消耗模式操作，即以标称电力消耗和以低电力消耗，所述装置经提供用以在数据发送装置开始实施该调制之前将此电路置于低电力消耗模式中。
11．一种终端机(100)，用于与一由此终端机远距离地赋能的便携式物件作非接触式通信，包含：
一线圈(102)，适用于放射一磁场；
一数据传输装置与此线圈合作，并包含交流信号发生器装置(108)和调幅装置(110)；以及
数据接收装置与此线圈合作；
此终端机的特征在于：
此线圈为辐射磁场于自由空间内的一调谐共振电路(106)的一部分；以及
此调幅为低深度调幅，调制率典型地小于或等于50％。
12．如权利要求11所述的终端机，其特征在于此调制率小于20％。
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