CN1296593A - 用于无接触和有接触工作的数据载体 - Google Patents

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Abstract

一种数据载体,特别是芯片卡,它具有第一逻辑电路(1)以及至少一个线圈(2),该线圈(2)通过无接触接口与第一逻辑电路(1)相连,其中无接触接口从线圈(2)中的感应信号中至少获得一个供电直流电压(VDD,VSS)、一个时钟信号和一个与感应信号的调制相对应的数据信号,它还具有若干与第一逻辑电路(1)相连的接点(3),以便接收至少一个供电电压、一个时钟信号和一个数据信号,其中,供电电压接点(VCC)通过开关元件(5)与第一逻辑电路(1)相连。构成的开关元件(5)是可控的,并且由在输入侧与时钟脉冲信号接点(CLK)相连的第二逻辑电路(4;40)进行控制。

Description

用于无接触和 有接触工作的数据载体
本发明涉及一种数据载体，该数据载体具有第一逻辑电路，以及具有通过无接触接口与第一逻辑电路相连的线圈，其中，无接触接口从线圈的感应信号中至少获得一个供电直流电压、一个时钟信号和一个与感应信号的调制相对应的数据信号，该载体还具有若干与第一逻辑电路相连的接点，以便接收至少一个供电电压、一个时钟信号和一个数据信号，其中，供电电压接点通过一个开关元件与第一逻辑电路相连。
这种数据载体从公开的WO 96/38814中可得知。在该文中，数据载体作为芯片卡，准确地说是作为组合芯片卡的形式构成。但本发明的数据载体还可用其它的外壳形状来实现。在已知的数据载体上，供电电压接点和逻辑电路之间按照极性安装了一个二极管，使得：对于无接触接口中的整流器，其同样也与逻辑电路的相同输出端相连的输出端上的供电直流电压不会穿透到接点上。
这样的二极管一方面需要一定的最小值电压使其完全导通，另一方面，该二极管在低供电电压工作时，其正向导通会产生有干扰影响的电压降。
另外，DE 195 31 372 A1也公开了一种芯片卡，该芯片卡不仅适用于无接触，而且也适于有接触的工作。对此，设置了一个开关，该开关只根据微处理器的控制信号状态使位于供电接点上的电压连通到存储器上。然而，在这种芯片卡中，通过这种开关也从无接触接口处阻止了微处理器的工作。
本发明的任务是，按如下方法来扩展所述类型的数据载体，即一方面不使线圈内的感应电压连接到供电电压接点上，另一方面，对此起作用的阻断元件在正向工作时不会使额定电压产生电压降。此外，对于尤其用微处理器构成的第一逻辑电路，对其在电路技术上可保证具有相同的存取权。
该任务将通过以下方法解决，即构成的开关元件是可以控制的，以及第二逻辑电路在输入侧与时钟信号接点相连接，在输出侧与开关元件的控制输入端相连接。
可控开关元件在集成电路技术中大多以晶体管构成，并且只具有很小的导通电阻，这样，当数据载体通过接点工作时，在此开关元件上的电压降可忽略不计。此外，很小的电压降可允许利用很小的供电电压。按照本发明的方法，时钟信号的存在对开关元件的导通来说是必需的。于是，设置了第二逻辑电路，以便确定时钟信号的存在和相应地控制该开关元件。
按照本发明的优选形式，第二逻辑电路既可以采取自供电的形式，也即自己从时钟信号获得其供电电压，也可以被连接到供电电压上。
将时钟信号作为把供电电压接通到第一逻辑电路上的判据，这样有个优点，即时钟信号存在的这个前提是必需的，因为即使存在供电电压，第一逻辑电路若没有时钟信号也不能工作。于是，按照优选方法，考虑将一个必需的信号作为开关条件。
无接触工作通常需要一个供电电压调节器，因为数据载体的工作电压是从线圈收到的信号中获得的，并且信号幅值可能随数据载体与发送器的距离而产生很大的变化。通常，调节的电压比接点提供的电压小，这样调节器在有接触工作时将过载。对此，根据本发明的扩展，利用用于检测时钟信号的第二逻辑电路的输出信号来控制调节器，以使之不起作用。
下面就实施例用附图来详细说明本发明。图中所示：
图1示出了根据本发明所述数据载体的第一种电路原理图，以及
图2示出了根据本发明所述数据载体的第二种电路原理图。
图1示出了第一逻辑电路1，该逻辑电路1优选地采用一个微处理器构成，并且，对于微处理器的工作，通常应具有必要的和有效的电路，如RAM、ROM和非易失的存储器。第一逻辑电路1被连到两个电源线VDD和VSS上。电源线VDD和VSS在其一侧与一个整流和平滑网络7相连，该网络7从线圈2收到的信号中导出数据载体在无接触工作时所需的工作电压。
另外，电源线VDD和VSS与接点区3的接点VCC、VSS相连，以便在数据载体进行有接触工作时为电路部分提供供电电压。
按照本发明所述的方法，电源线VDD通过以PMOS晶体管形式构成的开关元件5与供电电压接点VCC相连。开关元件5受第二逻辑电路4控制，该第二逻辑电路4在其一端与时钟信号接点CLK相连。第二逻辑电路4检测时钟信号接点CLK上是否存在时钟信号，并且在时钟信号存在时触发开关元件5，这样，供电电压接点VCC便与电源线VDD连接起来，由此将接点3处的供电电压提供给第一逻辑电路1。
此外，第二逻辑电路4的、显示时钟信号存在的输出端直接与第一逻辑电路1相连，以便告诉第一逻辑电路该供电电压是来自于接点3。第一逻辑电路1可利用这个信息进入确定的工作状态，在该工作状态中，比如将确定的存取权调节到一个存储区。
此外，按照图1所示，第二逻辑电路4与一个预置RST和一个输入/输出端I/O相连，并将来自那里的信号传送到第一逻辑电路1上。第二逻辑电路4优选地包括有保护结构和过滤器。按照图1所示的实施例，第二逻辑电路4与供电电压接点VCC、VSS相连，这样，只有当接通供电电压时，才能处理到达的时钟信号、预置信号和输入/输出信号。
此外，图1所示的数据载体具有一个无接触接口电路6，它对线圈2收到的信号进行预处理，特别是从中获取一个时钟信号和获取基于信号调制而包含的数据，并将其传送到第一逻辑电路1上。
图1所示数据载体的进行数据处理的第一逻辑电路1通过电源线VDD和VSS一直连接在表示无接触接收部分的线圈2上，而只有当接点区3提供有时钟信号时，才能通过开关元件5连接到接点区3的供电电压接点上。通过开关元件5，一方面有效地阻止了由线圈2通过整流器和平滑电路7所提供的供电电压也达到接点区3，同时，在那里例如利用置于其上的指形触点使其短路。另一方面，在通过接点3进行有接触工作时，受控的开关元件5上的电压降只是很小，此外，也可用第二逻辑电路4的用于控制该开关元件5的信号来给逻辑电路1指示出供电电压来自接点区3。因此，这是必须的，因为与DE 195 31372 A1相反，包含在第一逻辑电路1内的微处理器在电路技术上完全平等地与无接触及有接触接口相连，并且由此也可通过线圈2来控制。
图2示出了一种数据载体，其中，与图1所述的数据载体相反，第二逻辑电路40构成为自供电的形式，也即不与供电电压接点VCC、VSS相连。第二逻辑电路40直接从时钟信号获得其电能，并为此目的比如还包括一个整流器。
此外，在图2中，其与图1相同的部分设有相同的参考字符。与图1所示数据载体的不同点则是示出了一个无接触接口电路12，该无接触接口电路12不仅包括一个整流和平滑网络，而且还包括一个数据预处理电路部分。为此目的，设有数据线连接到第一逻辑电路1上。此外，图2所示的数据载体具有一个交流电压限幅电路8以及一个直流电压限幅电路9，以防止第一逻辑电路1在无接触工作时过载。
鉴于工作电压VDD、VSS的幅度随距离变化而产生很强的波动，所以设置了一个电压调节器10，该电压调节器10利用电容器CL使第一逻辑电路1的电压值保持在例如2.1伏。
由于该调节器10也调节在接点区3有接触工作时的供电电压，而这个电压通常却比无接触工作时的供电电压高，所以，调节器10将大大过载并且甚至受到损坏。鉴于这个原因，根据本发明的扩展，调节器10在接点区3有时钟信号时与第二逻辑电路40的输出信号断开，或者将其调节到使其不过载的调节电压上。
电压限幅电路以及电压调节器当然也在图1所示的数据载体上使用。通常，电路的所有部分都作为集成电路在一个单一的半导体芯片上实现。当然，对此使用多个半导体芯片也是可以的。
在有些情况下，无接触工作希望能有一个比较大的能量存储器，它比用集成电路技术制成时更大。为此目的，按照本发明的扩展，可向外引出外接端子11，以便在那里连接一个外部电容器。

Claims (4)

1．一种数据载体，特别是芯片卡，
具有第一逻辑电路(1)，
具有至少一个线圈(2)，该线圈(2)通过无接触接口与第一逻辑电路(1)相连，其中无接触接口从线圈(2)中的感应信号中至少获得一个供电直流电压(VDD，VSS)、一个时钟信号和一个与感应信号的调制相对应的数据信号，
具有若干接点(3)，用于接收至少一个供电电压、一个时钟信号和一个与第一逻辑电路(1)相连的数据信号，
其中供电电压接点(VCC)通过开关元件(5)与第一逻辑电路(1)相连，
其特征在于，
开关元件(5)构成为可控的形式，并且第二逻辑电路(4；40)在输入侧与时钟信号接点(CLK)相连，以及在输出侧与开关元件(5)的控制输入端相连。
2．根据权利要求1所述的数据载体，其特征在于，第二逻辑电路(40)具有一个整流元件(7；12)，以便从时钟信号中获得一个供电电压。
3．根据权利要求1所述的数据载体，其特征在于，第二逻辑电路(4)与供电电压接点(VCC，VSS)相连。
4．根据上述权利要求之一所述的数据载体，其特征在于，第二逻辑电路(4；40)的输出端与一个和第一逻辑电路(1)串接的电压调节器(10)的控制输入端相连。
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