DE3707173A1 - Schaltungsanordnung einer lesevorrichtung fuer elektromagnetische identifikationskarten - Google Patents
Schaltungsanordnung einer lesevorrichtung fuer elektromagnetische identifikationskartenInfo
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Description
Der Gegenstand der Erfindung ist eine Schaltungsanordnung
einer Lesevorrichtung für elektromagnetische
Identifikationskarten, mit der ein weniger
kostenaufwendiger Aufbau der Lesevorrichtung ausgeführt
werden kann und die es ermöglicht, daß der Einfluß der
Entfernung zwischen der Lesevorrichtung und der
Identifikationskarte reduziert wird.
Bei bekannten Überwachungssystemen sind die
Identifikationskarten als magnetische Karten,
Halbleiterkarten und elektromagnetische Karten ausgeführt.
Elektromagnetische Karten besitzen im Vergleich zu den
beiden übrigen angeführten Kartenausführungen den Vorteil,
daß das Ablesen der darin enthaltenen Kodes kontaktlos
erfolgt, d.h. daß die Karte weder mit einem
Signalabnehmerkopf berührt wird noch an sie irgendwelche
Anschlüsse angeschlossen werden. Zwischen der
Identifikationskarte und der Lesevorrichtung besteht
während des Ablesens ein bestimmter Abstand, so daß keine
mechanische Abnutzung auftritt.
Trotz dieser günstigen Eigenschaft besitzen jedoch
bekannte Lesevorrichtungen einige Nachteile. So wird, um
ein zuverlässiges Ablesen der Karte zu erzielen, eine
relativ aufwendige Schaltungsanordnung verwendet, für
deren Speisung eine separate Spannungsquelle verwendet
werden muß, da die in der Lesevorrichtung verwendete
Spannung von 5 V nicht ausreicht, ein genügend starkes
HF-Signal zu erzeugen, um die Karte auszusteuern. Ein
weiterer Nachteil besteht darin, daß die Zuverlässigkeit
des Identifikationsvorgangs auch vom Abstand der Karte von
der Lesevorrichtung abhängt, wodurch die funktionelle
Zuverlässigkeit herabgesetzt wird.
Um die angeführten Mängel zu beseitigen, wurde die Aufgabe
gestellt, eine derartige Schaltungsanordnung zu schaffen,
die einerseits weniger kostenaufwendig ist und mit der
gleichen Betriebsspannung auskommt, die für den Betrieb
der anderen in der Lesevorrichtung befindlichen
Schaltungsanordnungen verwendet wird, und die es
andererseits ermöglicht, daß die Lesevorrichtung auch dann
einwandfrei funktioniert, wenn der Abstand zwischen der
Identifikationskarte und der Lesevorrichtung nicht genau
definiert ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine
Schaltungsanordnung mit den im Anspruch 1 angegebenen
Merkmalen gelöst.
Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Ansprüchen 2
und 3 hervor.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im folgenden
ausführlich beschrieben und in den Zeichnungen
dargestellt. In den Zeichnungen zeigen
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung der
Lesevorrichtung,
Fig. 2 eine Variante des Sendeoszillators und
Fig. 3 eine Variante der erfindungsgemäßen
Schaltungsanordnung.
In Fig. 1 ist eine Schaltungsanordnung einer
Lesevorrichtung für elektromagnetische
Identifikationskarten 4 dargestellt, die aus einem
Oszillator 1, einem Detektor 2 und einem Impulsformer 3
besteht. Der Oszillator 1 wird von drei CMOS Invertern I 1,
I 2 und I 3 zusammen mit einem Serien-Schwingkreis,
bestehend aus einer Spule L o, einem Kondensator C o und
einem Widerstand R o, gebildet, wobei die Inverter I 1, I 2
und I 3 dem Widerstand R o parallelgeschaltet sind und
deren Ein- bzw. Ausgänge über je einen Kondensator C an
Masse geschaltet sind. Für die Schwingungserzeugung wird
so die gesamte Speisespannung ausgenutzt. Bei der
Annäherung der Identifikationskarte 4 an die genannte
Schaltungsanordnung bzw. bei der gegenseitigen Kopplung
der Schwingkreisspule L s der Karte 4 mit der Spule L o
erfolgt auf bekannte Art eine
Schwingungsamplitudenänderung, die mit dem Detektor 2
wahrgenommen wird. Dieser Amplitudendetektor 2 besteht aus
einem Kopplungskondensator C 1, der mit seinem einen
Anschluß an die Ausgänge der Inverter I 1, I 2 und I 3 und
mit dem anderen Anschluß an die Kathode einer Diode D 1 und
an die Anode einer Diode D 2 angeschlossen ist, wobei die
Kathode der Diode D 2 an je einen Anschluß eines
Kondensators C 2, eines Widerstands R 1 und eines
Kondensators C 3 angeschlossen ist; die anderen Anschlüsse
der Diode D 1, des Kondensators C 2 und des Widerstandes R 1
sind an Masse geschaltet.
Der andere Anschluß des Kondensators C 3 ist mit einem
Verbindungspunkt der Widerstände R 2, R 3 und R 4 verbunden,
der andere Anschluß des Widerstandes R 3 führt zum
positiven Eingang eines Komparators K im Impulsformer 3,
der dort als Schmitt-Trigger geschaltet ist. An den
positiven Eingang des Komparators K ist auch ein
Widerstand R 5 angeschlossen, dessen anderer Anschluß mit
seinem Ausgang verbunden ist. Die Widerstände R 3 und R 5
sind so ein Teil der positiven Rückkopplung, während sich
der negative Eingang des Komparators K auf einem
"schwimmenden" Pegel befindet, der am Ausgang einer
RC-Kette erhalten wird, die aus dem Kondensator C 3 und
Widerstand R 2 sowie dem Widerstand R 4 und Kondensator C 4
besteht, wobei der andere Anschluß des Widerstandes R 4
zusammen mit einem Anschluß des Kondensators C 4 am
negativen Eingang des Komparators K angeschlossen ist. Die
beiden anderen Anschlüsse des Widerstandes R 2 und
Kondensators C 4 sind an Masse geschaltet. An den Ausgang
des Komparators K sind auch drei Inverter I 4, I 5 und I 6
angeschlossen, deren zusammengeschaltete Ausgänge den
Ausgang 5 der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung bilden.
In Fig. 2 ist eine Variantenausführung des Oszillators 1
dargestellt, in der mit Hilfe eines Quarzes Q eine höhere
Frequenzstabilität erzielt wird, die bei Anwendungen mit
erhöhten Forderungen verlangt wird. Bei dieser
Variantenausführung sind ebenfalls die Inverter I 1, I 2 und
I 3 mit ihren Ein- und Ausgängen parallelgeschaltet, denen
noch ein Widerstand R und ein Quarz Q parallelgeschaltet
sind. Die beiden Anschlüsse des Quarzes Q sind über je
einen Kondensator C an Masse geschaltet. Die Ausgänge der
Inverter I 1, I 2 und I 3 führen an die Eingänge von weiteren
drei parallelgeschalteten Invertern I 1′, I 2′ und I 3′, die
über eine Reihenschaltung einer Spule L o′ und eines
Kondensators C o′ rückgekoppelt sind. Die Ausgänge der
genannten Inverter I 1′, I 2′ und 13′ sind mit dem schon
beschriebenen Detektor 2 und Impulsformer 3 verbunden.
Durch die Annäherung der Identifikationskarte 4 an den
Reihenschwingkreis L o, Co bzw. Lo′, Co′ wird
dessen Impedanz beeinflußt, was eine Änderung der
Ausgangsspannungsamplitude zur Folge hat. Diese Änderungen
werden mit dem Detektor 2 und dem Impulsformer 3 in
Signale umgewandelt, die am Ausgang 5 auftreten und für
eine Computerverarbeitung geeignet sind, mit der der
eigentliche Identifizierungsprozeß durchgeführt wird.
Um den Einfluß der Entfernung zwischen der
Identifikationskarte und der Lesevorrichtung auf den
Indentifizierungsprozeß zu beseitigen, wurde eine Variante
der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung geschaffen, die
in Fig. 3 dargestellt ist. Verwendet wird ein
Quarzoszillator, bestehend aus einem parallelgeschalteten
Quarz Q, Widerstand R und Inverter I, dessen Ein- und
Ausgang über Kondensatoren C an Masse geschaltet sind. An
den Ausgang des Inverters I sind drei parallelgeschaltete
Inverter I 1′, I 2′ und I 3′ angeschlossen, an deren Ausgang
in Reihe geschaltet eine Spule L 1, ein veränderlicher
Kondensator C 5 und ein Kondensator C 6 angeschlossen sind,
wobei der andere Anschluß des Kondensators C 6 an Masse
geschaltet ist. An den Verbindungspunkt der Kondensatoren
C 5, C 6 ist dann ein Detektor 2 angeschlossen, der mit
demjenigen aus Fig. 1 identisch ist.
Mit dem Kondensator C 5 wird die Resonanzfrequenz des
Quarzes Q eingestellt, wobei die nicht dargestellte
Identifikationskarte mit der Spule L 1 gekoppelt ist.
Durch diese erfindungsgemäße Schaltung wird verhindert,
daß bei einer bestimmten Entfernung der
Identifikationskarte von der Lesevorrichtung wegen des
sich ändernden Kopplungsgrades zwischen dem Sende- und dem
Empfangskreis auf der Identifikationskarte ein toter Punkt
auftritt, wo die Lesevorrichtung nicht auf die Anwesenheit
der Karte reagiert.
Claims (3)
1. Schaltungsanordnung einer Lesevorrichtung für
elektromagnetische Identifikationskarten,
dadurch gekennzeichnet, daß in einem Oszillator (1)
ein Widerstand (R o), ein Kondensator (C o) und eine
Spule (L o) in Reihe geschaltet sind und daß dem
Widerstand (R o) eine Reihe von Invertern (I 1, I 2,
I 3) parallelgeschaltet ist, deren Ein- bzw. Ausgänge
über Kondensatoren (C) an Masse geschaltet sind, daß
die Ausgänge der Inverter (I 1, I 2, I 3) über einen
Kondensator (C 1) an den Verbindungspunkt von Dioden
(D 1, D 2) eines Detektors (2) angeschlossen sind und
eine der Dioden (D 2) an den gemeinsamen
Verbindungspunkt zweier Kondensatoren (C 2, C 3) und
eines Widerstandes (R 1) angeschlossen ist, daß der
andere Anschluß eines der Kondensatoren (C 3) über
einen Widerstand (R 3) mit dem positiven Eingang, über
einen Widerstand (R 4) mit dem negativen Eingang eines
Komparators (K) eines Impulsformers (3) und über einen
Widerstand (R 2) mit Masse verbunden ist, daß der
negative Eingang des Komparators (K) über einen
Kondensator (C 4) mit Masse und der positive Eingang
des Komparators (K) über einen Widerstand (R 5) mit
seinem Ausgang verbunden ist, an den auch parallel
geschaltete Inverter (I 4, I 5, I 6) angeschlossen sind,
deren Ausgang den Ausgangsanschluß (5) bildet.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß im Oszillator (1) die
Inverter (I 1, I 2, I 3), ein Widerstand (R) und ein
Quarz (Q) parallelgeschaltet sind, daß über je einen
Kondensator (C) auch die Ein- und Ausgänge der
Inverter (I 1, I 2, I 3) an Masse geschaltet sind, wobei
die Ausgänge dieser Inverter (I 1, I 2, I 3) an die
Eingänge von anderen parallelgeschalteten Invertern
(I 1′, I 2′, I 3′) geschaltet sind, die über eine
Reihenschaltung einer Spule (L o′) und eines
Kondensators (C o′) mit den Ausgängen dieser Inverter
(I 1′, I 2′, I 3′) verbunden sind, die an den Detektor
(2) angeschlossen sind.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß im Oszillator (1) ein
Quarz (Q), ein Widerstand (R) und ein Inverter (1)
parallelgeschaltet sind, wobei sowohl der Eingang des
Inverters (I) als auch sein Ausgang über je einen
Kondensator (C) an Masse geschaltet sind, und daß der
Ausgang des Inverters (1) über drei
parallelgeschaltete Inverter (I 1′, I 2′, I 3′) und über
eine Reihenschaltung einer Spule (L 1) und eines
einstellbaren Kondensators (C 5) an den Eingang des
Detektors (2) angeschlossen ist, der über einen
Kondensator (C 6) mit Masse verbunden ist.
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