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Eine kontaktlose Karte oder Nähekarte ist ein spezifischer Typ einer integrierten Schaltungskarte („IC-Karte”), nämlich eine kontaktlose Integrierte-Schaltung-Vorrichtung, die eine Eingabe empfangen kann, die verarbeitet wird und nachfolgend als Ausgabe geliefert wird. Nähekarten arbeiten auf der Basis von Kommunikation durch ein elektromagnetisches Feld mit einer Lese- und/oder Schreibabfragevorrichtung, die allgemein als ein Leser bezeichnet wird.
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In Nähekartenanwendungen sendet der Leser typischerweise ein Trägersignal, das ein elektromagnetisches Feld erzeugt. Dieses Trägersignal kann einerseits dazu dienen, die kontaktlose Karte mit Leistung zu versorgen, die abgeleitet wird durch Umwandeln des elektromagnetischen Felds in eine Gleichspannung, und andererseits dazu, eine Kommunikation zwischen der Karte und dem Leser einzuleiten. Sowohl die kontaktlose Karte als auch der Leser solcher Anwendungen verwenden jeweils einen Demodulator, um den Informationsinhalt von dem Trägersignal wiederzugewinnen. Festgelegte Kommunikationsprotokolle zwischen dem Leser und der kontaktlosen Karte wurden beispielsweise definiert durch ISO (ISO = International Organisation for Standardisation = internationale Organisation für Standardisierung) 14443 Typ A/B/C.
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Herkömmliche Demodulatoren, die bei diesen Anwendungstypen sowohl durch kontaktlose Karten als auch Leser verwendet werden, sind vollständig analoge Schaltungsstrukturen. Folglich hängt die Leistung der Demodulatorschaltung von der Temperatur sowie von Technologieschwankungen ab. Außerdem machen es diese analogen Schaltungsimplementierungen für Systementwickler schwierig, selbst kleine Konzeptänderungen an den Anwendungen durchzuführen.
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Aus der
US 6,778,070 B1 ist eine Fernübertragungseinrichtung für ein tragbares Objekt bekannt. Es umfasst einen Spannungsgleichrichter, um eine Wechselspannung, die von einer Antenne des tragbaren Objekts bereitgestellt wird, in eine Gleichspannung, die zu einem Datenprozessor geleitet wird, umzuwandeln. Ferner ist ein Spannungsregler zum Regeln der Gleichspannung, die von dem Gleichrichter bereitgestellt wird, vorhanden, sowie ein Modulator zum Modulieren der zu übertragenden Signale.
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Die
US 5,629,608 A zeigt und beschreibt eine Vorrichtung zum Bereitstellen einer Spannungsregulierung. Die Vorrichtung soll eine schnelle und effiziente Reaktion auf einen wechselnden Leistungsbedarf einer Last ermöglichen. Insbesondere wird ein Einsatz in Computersystemen vorgeschlagen, um damit den Prozessor, den Hauptspeicher und Massenspeicher zu betreiben.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, adaptive Demodulatoren für eine kontaktlose Vorrichtung sowie ein adaptives Demodulationsverfahren für eine kontaktlose Vorrichtung mit verbesserten Charakteristika zu schaffen.
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Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Weiterbildungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 ein Blockdiagramm gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel;
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2 ein Zeitdiagramm gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel;
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3 ein detailliertes Blockdiagramm gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel;
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4 ein Flussdiagramm für ein Verfahren für adaptive Modulation; und
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5 ein Flussdiagramm für ein Verfahren zum Erfassen des Endes einer Feldpause für ein moduliertes Datensignal.
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1 ist ein Blockdiagramm eines Demodulators 100 einer kontaktlosen Vorrichtung gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel. Wie es gezeigt ist, umfasst der Demodulator 100 zwei Antennenverbinder 102a und 102b, die konfiguriert sind, um ein analoges Eingangssignal zu empfangen, das durch eine kontaktlose Karte, einen Kartenleser oder dergleichen gesendet wird. Die Antenne 102a, 102b ist mit Gleichrichtern 104a, 104b gekoppelt, die bei dem beispielhaften Ausführungsbeispiel zwei Dioden sind. Selbstverständlich sollte es für Durchschnittsfachleute auf diesem Gebiet klar sein, dass jeder Elektronikkomponententyp, der in der Lage ist, ein analoges Signal gleichzurichten, gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann. Der Gleichrichter 104a, 104b ist konfiguriert, um die Spannung gleichzurichten, die von einem Signal abhängt, das durch die Antenne 102a, 102b der kontaktlosen Vorrichtung empfangen wird.
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Ein Filterkondensator 106, der vorgesehen ist, um irgendwelchen Rest des empfangenen analogen Signals zu reduzieren, kann ferner zwischen den Ausgang der Gleichrichter 104a, 104b und Masse gekoppelt sein. Der Ausgang der Gleichrichter ist dann mit einem Reihenwiderstand 108 gekoppelt, dessen Ausgangsspannung eingestellt werden kann durch eine einstellbare Hochgeschwindigkeitsstromsenke 110. Genauer gesagt, die Ausgangsspannung des Reihenwiderstands, bezeichnet als „Vdiv_sig”, kann gesteuert werden durch Einstellen des Strombetrags, der durch die einstellbare Stromsenke 110 gesenkt wurde. Bei alternativen Ausführungsbeispielen der Anwendung kann statt der einstellbaren Stromsenke 110 ein Operationsverstärker verwendet werden, während die Wesensart und der Schutzbereich der Anmeldung beibehalten bleibt.
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Unter Verwendung der einstellbaren Stromsenke 110 kann die Spannung Vdiv_sig eingestellt werden, um innerhalb eines bestimmten Spannungsfensters zu liegen, das definiert ist durch die Spannungsschwellenwerte „Vth_hi_sig” und „Vth_lo_sig”, die eine obere bzw. eine untere Grenze definieren. (Beispielsweise kann Vth_lo_sig gleich 0,6 Volt sein und Vth_hi_sig kann gleich 0,8 Volt sein). Diese Werte werden jedoch lediglich verwendet, um ein Beispiel für dieses Ausführungsbeispiel zu liefern. Darüber hinaus wird die Empfindlichkeit des Demodulators gesteuert durch die Größe, d. h. die Spannungsschwellenwerte des Spannungsfensters. Je schmaler das Spannungsfenster, um so empfindlicher ist der Demodulator 100, d. h. umso häufiger und/oder schneller erfasst der Demodulator 100 eine Änderung in dem Spannungssignal, das durch die Antenne 102a, 102b empfangen wird. Außerdem, wie es nachfolgend mit Bezugnahme auf 3 näher erörtert wird, können die Spannungsschwellenwerte Vth_lo_sig und Vth_hi_sig durch eine Referenzspannungserzeugungsschaltung definiert werden.
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Um die Spannung Vdiv_sig innerhalb des definierten Spannungsfensters zu treiben, wird die Spannung Vdiv_sig in einen invertierenden Eingang und in einen nicht invertierenden Eingang von zwei Hochgeschwindigkeitskomparatoren eingegeben. Genauer gesagt, der Demodulator 100 umfasst einen Niedriger-Schwellenwert-Pegelkomparator 112a und einen Hoher-Schwellenwert-Pegelkomparator 112b. Wie es in 1 gezeigt ist, wird der Niedrigspannungsschwellenwert Vth_lo_sig in den nicht invertierenden Eingang des Niedriger-Schwellenwert-Pegelkomparators 112a eingegeben und Vdiv_sig wird in den invertierenden Eingang des Niedriger-Schwellenwert-Pegelkomparators 112a eingegeben. Wenn Vdiv_sig niedriger ist als der Spannungsschwellenwert Vth_lo_sig, wird das Ausgangssignal data_dec_o des Niedriger-Schwellenwert-Pegelkomparators 112a folglich ein hohes Signal sein, das eine logische 1 darstellt.
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Umgekehrt wird der Hochspannungsschwellenwert Vth_hi_sig in den invertierenden Eingang des Hoher-Schwellenwertpegel-Komparators 112b eingegeben und Vdiv_sig wird in den nicht invertierenden Eingang dieses Komparators 112b eingegeben. Als Folge, wenn Vdiv_sig größer ist als der Spannungsschwellenwert Vth_hi_sig, ist das Ausgangssignal data_inc_o des Hoher-Schwellenwertpegel-Komparators 112b hoch, was eine logische 1 darstellt. Wenn die Spannung Vdiv_sig größer ist als Vth_lo_sig und niedriger als Vth_hi_sig, d. h. Vdiv_sig liegt innerhalb des Spannungsfensters, das durch Vth_lo_sig und Vth_hi_sig definiert ist, sollte klar sein, dass die Ausgangssignale von beiden Hochgeschwindigkeitskomparatoren 112a und 112b niedrige Signale sein werden, die logische Nullen darstellen.
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Außerdem sind der Ausgang des Niedriger-Schwellenwert-Pegelkomparators 112a und der Ausgang des Hoher-Schwellenwert-Pegelkomparators 112b jeweils mit einem digitalen Zähler 114 gekoppelt. Ein Taktsignal, das konfiguriert ist, um Taktpulse zu erzeugen, wird ferner in den digitalen Zähler 114 eingegeben. Der digitale Zähler 114 umfasst auch einen Ausgang 116, der mit der einstellbaren Stromsenke 110 gekoppelt ist. Als solches ist der digitale Zähler 114 konfiguriert, um ein Datensignal data_o über den Ausgang 116 auszugeben, um den Strombetrag zu steuern, der durch die einstellbare Stromsenke 110 gesenkt wurde. Obwohl dieses Merkmal nachfolgend mit Bezugnahme auf das Zeitdiagramm in 2 näher erörtert wird, gibt der digitale Zähler 114 allgemein ein Signal an die einstellbare Stromsenke 110 aus basierend auf den Signalen, die von den Hochgeschwindigkeitskomparatoren 112a und 112b empfangen werden, die als eine Regelschleife für die Spannung Vdiv_sig dienen. Obwohl dieses beispielhafte Ausführungsbeispiel einen digitalen Zähler verwendet, wird angemerkt, dass die Anmeldung nicht auf irgendeine Weise auf dieses Ausführungsbeispiel begrenzt ist. Stattdessen kann jede digitale Vorrichtung oder Schaltungsanordnung, die in der Lage ist, den Strombetrag einzustellen, der durch die einstellbare Stromsenke 110 gesenkt wird, für diesen Zweck verwendet werden.
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Beim Betrieb, wenn Vdiv_sig höher ist als Vth_hi_sig und das Ausgangssignal data_inc_o des Hoher-Schwellenwert-Pegelkomparators 112b ein hohes Signal ist, wird das Ausgangssignal data_o des digitalen Zählers 114 die Stromsenke 110 einstellen, um den Betrag des gesenkten Stroms zu erhöhen, wodurch die Spannung Vdiv_sig effektiv verringert wird. Genauer gesagt, für jeden Taktpuls erhöht der digitale Zähler 114 seinen Zählerwert gemäß dem hohen Ausgangssignal data_inc_o. Darüber hinaus hängt das Ausgangssignal data_o des digitalen Zählers 114 direkt von dem inneren Zählerwert ab. Solange sich der Zählerwert weiterhin bei jedem Taktpuls erhöht, wird daher die einstellbare Stromsenke 110 auch weiterhin den Betrag des gesenkten Stroms erhöhen. Sobald Vdiv_sig nicht mehr größer ist als Vth_hi_sig, wird das Ausgangssignal data_inc_o niedrig, so dass der digitale Zähler 114 seinen Zählerwert nicht mehr bei jedem Taktpuls erhöht.
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Alternativ, wenn Vdiv_sig niedriger ist als Vth_lo_sig und das Ausgangssignal data_dec_o des Niedriger-Schwellenwert-Pegelkomparators 112a hoch ist, wird der digitale Zähler 114 seinen Zählerwert bei jedem Taktpuls verringern. Auf ähnliche Weise, wie oben erörtert, wird der digitale Zähler 114 weiterhin seinen inneren Zählerwert verringern, bis Vdiv_sig nicht mehr niedriger ist als Vth_lo_sig. Es sollte klar sein, dass bei jedem Taktpuls, bei dem sich der Zählerwert verringert, der digitale Zähler 114 auch ein Ausgangssignal data_o liefert, das bewirkt, dass die einstellbare Stromsenke 110 den Betrag des gesenkten Stroms verringert, wodurch effektiv die Spannung Vdiv_sig erhöht wird.
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Wenn ferner die Ausgangssignale beider Hochgeschwindigkeitskomparatoren 112a, 112b niedrig sind, d. h. wenn Vdiv_sig innerhalb des definierten Spannungsfensters liegt, wird der digitale Zähler 114 seinen inneren Zählerwert nicht bei jedem Taktpuls einstellen. Stattdessen wird derselbe zwischengespeichert, wodurch der Demodulator 100 in einen festen Zustand (steady state) platziert wird. Dies heißt, das Ausgangssignal data_o des digitalen Zählers 114 wird den Strombetrag, der durch die einstellbare Stromsenke 110 gesenkt wird, nicht einstellen.
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Schließlich umfasst der digitale Zähler 114 auch einen Datenausgang 118, der vorgesehen ist, um ein Signal add_pause_o auszugeben. Genauer gesagt, der Datenausgang 118 ist vorgesehen um die tatsächlichen Daten auszugeben, d. h. binäre logische Nullen und Einsen, die durch die Amplitude des analogen Trägersignals identifiziert werden, das durch die Antenne 102a, 102b als eine Spannung empfangen wird, und durch den Demodulator 100 unter Verwendung der vorher erwähnten Techniken demoduliert wird. Es sollte ferner klar sein, dass der Ausgang add_pause_o mit einem Mikroprozessor oder dergleichen der kontaktlosen Vorrichtung gekoppelt sein kann, um die Daten gemäß der Anwendung der Vorrichtung zu verarbeiten.
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Um den Betrieb des Demodulators 100 näher darzustellen, zeigt 2 ein Zeitdiagramm gemäß dem beispielhaften Ausführungsbeispiel. Genauer gesagt, 2 zeigt ein Beispiel der Spannung, die durch die Antenne 102a, 102b einer kontaktlosen Vorrichtung empfangen wird und wie der Demodulator 100 diese Spannung interpretiert und regelt. Wie es klar sein sollte und wie es nachfolgend erörtert wird, entsprechen die beispielhaften Datensignale, die in dem Zeitdiagramm von 2 gezeigt sind, Typ-A-Kommunikationssignalschnittstellen, wie sie durch ISO 14443 beschrieben sind. Es wird jedoch angemerkt, dass der Demodulator 100 nicht auf diese spezifische Kommunikationssignalschnittstelle begrenzt ist, sondern stattdessen eine andere Datenmodulation, wie z. B. Typ-B- oder Typ-C-Standarddatenmodulation unterstützen kann, wie sie durch ISO 14443 beschrieben ist.
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Mit Bezugnahme auf 2 stellt „Vrect” eine Hüllkurve des Trägersignals dar, das durch die Antenne 102a, 102b der kontaktlosen Vorrichtung empfangen wird, d. h. eine Amplitude des empfangenen Spannungssignals. Darüber hinaus, wie es oben angemerkt wurde, stellt Vdiv_sig eine Ausgangsspannung des Reihenwiderstands 108 dar, der in 1 beschrieben ist, der eine gleichgerichtete Spannung des empfangenen Spannungssignals ist. Wie es in dem Zeitdiagramm von 2 gezeigt ist, liegt Vdiv_sig anfangs außerhalb des Spannungsfensters definiert durch Vth_hi_sig und Vth_lo_sig. Genauer gesagt, die Spannung Vdiv_sig ist größer als der hohe Spannungsschwellenwert, definiert durch Vth_hi_sig. Als Folge ist das Ausgangssignal data_inc_o des Hoher-Schwellenwert-Pegelkomparators 112b ein hohes Signal. Dieses Ausgangssignal wird gleichzeitig in den digitalen Zähler 114 eingegeben als ein Signal, das dargestellt wird durch „inc_i” des digitalen Zählers 114. Ansprechend auf dieses Signal erhöht der digitale Zähler 114 seinen inneren Zählerwert bei jedem Taktpuls. Wie es in dem Zeitgebungsdiagramm gezeigt ist, wird der Datenausgabewert data_o auch gemäß einem Taktsignal clk_i ausgegeben. Weil der Datenausgabewert data_o direkt von dem Zählerwert abhängt, erhöht sich als Folge davon auch der Strombetrag, der durch die einstellbare Stromsenke 110 gesenkt wird. Der Zählerwert und entsprechend der Betrag an gesenktem Strom erhöhen sich weiter, solange Vdiv_sig größer ist als Vth_hi_sig. Durch Erhöhen des Stroms, der durch die einstellbare Stromsenke 110 gesenkt wird, wird die Spannung Vdiv_sig effektiv reduziert, bis dieselbe in das Spannungsfenster fällt. Dieser Schritt des Regelprozesses ist als Phase 1:INC gezeigt.
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Sobald die Spannung Vdiv_sig in dem Spannungsfenster ist, erreicht die Spannung Vdiv_sig einen festen Zustand, wie es in Phase 2:STEADY des Zeitdiagramms gezeigt ist. Dies bedeutet, sobald die Spannung Vdiv_sig nicht mehr größer ist als der hohe Spannungsschwellenwert Vth_hi_sig, ist das Ausgangssignal des Hoher-Schwellenwert-Pegelkomparators 112b nicht mehr hoch. Wie es in dem Zeitgebungsdiagramm gezeigt ist, schaltet das entsprechende Eingangssignal inc_i des digitalen Zählers 114 auch von hoch zu niedrig. Als Folge wird der Zählerwert zwischengespeichert, so dass der Strombetrag, der durch die Stromsenke 110 gesenkt wird, nicht mehr erhöht wird. Folglich erreicht der Demodulator 100 einen festen Zustand.
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Wie es oben erwähnt wurde, verwendet das beispielhafte Zeitdiagramm von 2 ein moduliertes Datensignal, das die Datenmodulationstechniken darstellt, die das Protokoll verwenden, das definiert ist durch den ISO 14443 Typ A Standard. Genauer gesagt, Typ A hat eine Amplitudenumtastung („ASK”; ASK = amplitude shift keying) von 100% Leser-zu-Karte-Modulationsindex, was bedeutet, dass Daten mit kurzen Pausen in die Übertragung codiert werden. Ein einzelnes Datenbit wird als Feldpause in die Übertragung codiert. Während diesen Pausen wird keine Leistung zu der Karte übertragen.
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Phase 3:DEC entspricht einer Feldpause gemäß Typ-A-Modulation. Weil während der Pause keine Leistung übertragen wird, verringert sich die Amplitude des Spannungssignals, das durch die Antenne 102a, 102b empfangen wird, und daher verringert sich die gleichgerichtete Spannung Vrect als Folge davon. Da Vdiv_sig direkt von Vrect abhängt, verringert sich diese Spannung auch und fällt unter den Niedrigspannungsschwellenwert Vth_lo_sig des Spannungsfensters. Sobald Vdiv_sig unter Vth_lo_sig ist, gibt der Niedriger-Schwellenwert-Pegelkomparator 112a ein hohes Signal data_dec_o aus. Dieses Signal wird in den digitalen Zähler 114 eingegeben als Eingangssignal dec_i. Das Schalten von dec_i von einem niedrigen zu einem hohen Signal kann durch den Demodulator 100 verwendet werden, um den Anfang einer Feldpause zu erfassen. Außerdem, während das Eingangssignal dec_i hoch ist, verringert der digitale Zähler 114 seinen inneren Zählerwert bei jedem Taktpuls. Wie es oben erörtert wurde, hängt der Ausgangswert data_o des digitalen Zählers 114 direkt von dem Zählerwert ab. Als Folge verursacht die Reduzierung bei dem Zählerwert, dass der Ausgangswert data_o den Strombetrag reduziert, der durch die Stromsenke 110 gesenkt wird. Folglich, wie es in Phase 3:DEC des Zeitdiagramms gezeigt ist, ist die Spannung Vdiv_sig effektiv erhöht. Dieser Prozess setzt sich fort, bis Vdiv_sig eingestellt ist, um innerhalb des Spannungsfensters zu liegen, das durch Vth_hi_sig und Vth_lo_sig definiert ist. Sobald Vdiv_sig innerhalb des Spannungsfensters liegt, wird das Ausgangssignal data_dec_o des Niedriger-Schwellenwert-Pegelkomparators 112a niedrig, wie es durch dec_i in 2 gezeigt ist. Als solches wird der Zählerwert erneut zwischengespeichert und der Modulaor 100 tritt erneut in einen festen Zustand ein, wie es in Phase 4:STEADY gezeigt ist.
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Schließlich, wenn die Feldpause abgeschlossen ist, erhöht sich die gleichgerichtete Spannung Vrect erneut, was bewirkt, dass sich die Spannung Vdiv_sig ebenfalls erhöht. Dieses Ergebnis ist in Phase 5:INC gezeigt. Sobald sich Vdiv_sig erhöht, um größer zu sein als der hohe Spannungsschwellenwert, definiert durch Vth_hi_sig, führt der Demodulator 100 die gleiche Operation aus wie diejenige, die oben mit Bezugnahme auf Phase 1:INC beschrieben ist, wodurch die Spannung Vdiv_sig zurück in das Spannungsfenster getrieben wird. Es wird ferner angemerkt, dass, wenn sich das Eingangssignal inc_i des digitalen Zählers 114 von einem niedrigen Signal zu einem hohen Signal erhöht, die ansteigende Flanke des Eingangssignals inc_i durch den Modulator 100 verwendet werden kann, um das Ende der Feldpause in dem modulierten Signal, empfangen durch die Antenne 102a, 102b, zu erfassen.
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3 zeigt ein detailliertes Blockdiagramm gemäß der vorliegenden Erfindung. Im Wesentlichen ist 3 eine detailliertere Darstellung des beispielhaften Ausführungsbeispiels, wie es in 1 gezeigt ist. Der Demodulator 300 umfasst jedoch zusätzliche analoge Komponenten, die in 1 nicht gezeigt sind, die verfügbare Implementierungseinzelheiten zeigen. Wie es gezeigt ist, umfasst der Demodulator 300 eine Antenne 302a, 302b; Gleichrichter 304a, 304b; einen Filterkondensator 306; einen Reihenwiderstand 308; eine einstellbare Stromsenke 310; zwei Hochgeschwindigkeitskomparatoren 312a, 312b; und einen digitalen Zähler 314. Es ist klar, dass diese Komponenten denjenigen des Demodulators 100 entsprechen, der oben mit Bezugnahme auf 1 beschrieben ist.
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Ferner umfasst der Demodulator 300 eine Referenzspannungserzeugungsschaltung 320, einen Pegelschieber 322 und einen dritten Komparator 324. Genauer gesagt, die Referenzspannungserzeugungsschaltung 320 ist konfiguriert, um zumindest eine Referenzspannung für den Demodulator 300 zu erzeugen. Beispielsweise kann die Referenzspannungserzeugungsschaltung 320 verwendet werden, um das Spannungsfenster zu definieren durch Erzeugen von Vth_hi_sig und Vth_lo_sig. Es wird angemerkt, dass die Referenzspannungserzeugungsschaltung 320 durch das elektromagnetische Feld, das von dem Trägersignal abgeleitet wird, mit Energie versorgt werden kann, sobald es in ein Gleichsignalspannung umgewandelt ist, obwohl dieses Ausführungsbeispiel nicht auf irgendeine Weise auf diese Entwurfsimplementierung begrenzt sein sollte.
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Darüber hinaus kann die Referenzspannungserzeugungsschaltung 320 eine Pausenende-Schwellenwertspannung erzeugen, die an den invertierenden Eingang des dritten Komparators 324 geliefert wird. Der Pegelschieber 322 ist vorgesehen, um die Spannung einzustellen, die durch die Antenne 302a, 302b empfangen wird, um einen Versatz, und um diese eingestellte Spannung an den nicht invertierenden Eingang des Komparators 324 auszugeben. Folglich ist der dritte Komparator vorgesehen, um die Pausenende-Schwellenwertspannung, die von der Referenzspannungserzeugungsschaltung 320 empfangen wird, mit der Versatzspannung zu vergleichen, die durch den Pegelschieber 322 geliefert wird.
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Wenn bestimmte Modulationskommunikationstechniken, wie z. B. Typ-A-Standarddatenmodulation mit einer Geschwindigkeit von 106 Kbps, zwischen einem Leser und einer kontaktlosen Karte verwendet werden, kann das Trägersignal eine sehr tiefe Modulation haben, was bedeutet, dass die Amplitude des Feldpausensignals sehr tief ist. Außerdem kann es in einigen Fällen sehr schwierig sein, das Ende der Feldpause zu erfassen. Folglich kann der dritte Komparator 324 verwendet werden, um es dem Modulator 300 zu ermöglichen, das Ende der Feldpause in solchen Umständen zu erfassen. Die Pausenende-Schwellenwertspannung, die durch die Referenzspannungserzeugungsschaltung 320 erzeugt wird, ist sehr viel kleiner als Vth_hi_sig und/oder Vth_lo_sig. Folglich, wenn die Versatzspannung, die durch den Pegelschieber 322 ausgegeben wird, größer ist als die Pausenende-Schwellenwertspannung, gibt der Komparator 324 ein niedriges Signal aus. Als Folge ist der digitale Zähler 314 in der Lage, dieses Signal zu interpretieren und zu erkennen, dass die Feldpause zu Ende ist. Erneut wird wiederholt, dass das Merkmal nicht notwendig ist für den Betrieb des Modulators 100, wie er oben mit Bezugnahme auf 1 beschrieben ist, sondern eher einen zusätzlichen Aspekt liefert, um die Demodulation bestimmter Datensignale zu ermöglichen.
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Es wird angemerkt, dass, ähnlich zu dem Demodulator 100, der digitale Zähler 314 auch einen Datenausgang 318 umfasst, der vorgesehen ist, um ein Signal add_pause_o auszugeben. Der Datenausgang 318 ist vorgesehen, um die tatsächlichen Daten auszugeben, d. h. binäre logische Nullen und Einsen, identifiziert durch die Amplitude des analogen Trägersignals, das durch die Antenne 302a, 302b als eine Spannung empfangen wird und durch den Demodulator 300 unter Verwendung der vorher erwähnten Techniken demoduliert wird. Wie es oben mit Bezugnahme auf 1 beschrieben ist, kann der Ausgang add_pause_o mit einem Mikroprozessor oder dergleichen der kontaktlosen Vorrichtung gekoppelt sein, um die Daten gemäß der Anwendung der Vorrichtung zu verarbeiten. Ferner soll dieses Ausführungsbeispiel auch nicht die Verwendung eines digitalen Zählers begrenzen. Stattdessen kann jede digitale Vorrichtung oder Schaltungsanordnung, die in der Lage ist, den Strombetrag einzustellen, der durch die einstellbare Stromsenke 310 gesenkt wird, für diesen Zweck verwendet werden.
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4 zeigt ein Flussdiagramm für ein Verfahren für adaptive Modulation 400 gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel. In Schritt 410 wird eine Spannung Vdiv_sig, die einer gleichgerichteten Spannung abhängt, die einem Signal entspricht, das durch eine kontaktlose Vorrichtung empfangen wird, mit Schwellenwertspannungen Vth_hi_sig und Vth_lo_sig verglichen, die ein Spannungsfenster einer Regelschleife definieren. Als Nächstes wird bei Schritt 420 der innere Zählerwert des digitalen Zählers 114 bei jedem Taktpuls erhöht oder verringert, abhängig davon, ob Vdiv_sig größer ist als Vth_hi_sig bzw. geringer als Vth_lo_sig. Bei Schritt 430 erzeugt der digitale Zähler 114 ein Ausgangssignal basierend auf dem Zählerwert. Schließlich wird bei Schritt 440 die Spannung Vdiv_sig eingestellt durch die einstellbare Stromsenke 110 als ein Ergebnis des Ausgangssignals.
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Schließlich zeigt 5 ein Flussdiagramm für ein Verfahren zum Erfassen des Endes einer Feldpause 500 für ein moduliertes Datensignal mit sehr tiefen Modulationsamplituden. In Schritt 510 wird eine Spannung Vdiv_sig, die von einer gleichgerichteten Spannung abhängt, die einem Signal entspricht, das von einer kontaktlosen Vorrichtung empfangen wird, durch einen Pegelschieber 322 versetzt. Als Nächstes wird bei Schritt 520 die Versatzspannung mit einer Pausenende-Schwellenwertspannung verglichen, die durch eine Referenzspannungserzeugungsschaltung 320 erzeugt wird. Schließlich erfasst der Modulator 300 das Ende einer Feldpause basierend auf dem Ergebnis des Vergleichs zwischen der Versatzspannung und der Pausenende-Schwellenwertspannung.
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Obwohl das Vorhergehende in Verbindung mit einem beispielhaften Ausführungsbeispiel für einen Demodulator einer kontaktlosen Vorrichtung beschrieben wurde, ist klar, dass der Begriff „beispielhaft” lediglich als ein Beispiel und nicht als der beste oder optimale gedacht ist. Folglich soll die Anmeldung alle Alternativen, Modifikationen und Äquivalente abdecken, die in der Wesensart und dem Schutzbereich der Erfindung enthalten sein können. Beispielsweise soll jede elektronische Vorrichtung, die einen Demodulator benötigt für Amplitudendemodulation eines Trägersignals, innerhalb des Schutzbereichs der Anmeldung sein, einschließlich, aber nicht beschränkt auf, kontaktlose Karten oder Kartenleser.
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Außerdem wurden in der vorhergehenden detaillierten Beschreibung zahlreiche spezifische Einzelheiten aufgeführt, um ein gründliches Verständnis der vorliegenden Erfindung zu liefern. Für Durchschnittsfachleute auf diesem Gebiet sollte jedoch klar sein, dass die vorliegende Erfindung ohne diese spezifischen Einzelheiten praktiziert werden kann. In anderen Fällen wurden gut bekannte Verfahren, Prozeduren, Komponenten und Schaltungen nicht näher beschrieben, um Aspekte der vorliegenden Erfindung nicht unnötig zu verbergen.
